本发明专利技术涉及一种活性元素添加光纤、谐振器、以及光纤激光装置。在将活性元素添加光纤(10)的纤芯(11)的半径设定为d、将纤芯(11)的径向上的距中心轴C的距离设定为r的情况下，纤芯(11)包含0≦r≦0.65d的第一区域(11a)和包围第一区域(11a)且0.65d＜r≦d的第二区域(11b)，在第一区域(11a)的至少一部分中添加有可通过激励光进行激励的活性元素，在第二区域(11b)中未添加活性元素，形状指数为0.99以上且小于1。且小于1。且小于1。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】活性元素添加光纤、谐振器、以及光纤激光装置
[0001]本专利技术涉及一种能够抑制光束品质劣化的活性元素添加光纤、谐振器、以及光纤激光装置。
技术介绍
[0002]光纤激光装置因聚光性优异、功率密度高且能够获得光斑点小的光而应用于激光加工领域、医疗领域等各领域。就这种光纤激光装置而言，其射出光正在高输出化。但是，如果光纤内的光功率密度提高，则容易产生由受激拉曼散射引起的光波长转换，射出非目标波长的光。在这种情况下，由被加工体等反射的光会再次回到光纤激光装置中并放大，从而导致在设计上应放大的波长的光的放大不稳定而引发输出不稳定。
[0003]作为抑制光纤中的受激拉曼散射的方法，可举出使在纤芯中传播的光的有效截面积增大的方法。作为增大该有效截面积的方法之一，可举出增大纤芯直径的方法。因此，为了抑制光纤中的受激拉曼散射，例如使用具有能够以少模来传播光的纤芯的光纤。
[0004]在光纤激光装置中，从聚光性的观点等出发，优选射出的光的光束品质优异，因此即使在如上述这样通过使用具有能够以少模来传播光的纤芯的光纤来增大光的有效截面积的情况下，也要求希望抑制基本模式以外的模式的光被激励的情况。此外，光束品质例如用M2(M平方)等来表示。因此，使用如下述专利文献1所记载的活性元素添加光纤那样的、具有能够以少模来传播光的纤芯的活性元素添加光纤，并且抑制高次模的光的放大。现有技术文献专利文献
[0005]专利文献1：日本专利第5124701号公报
技术实现思路
(一)要解决的技术问题
[0006]但是，需要能够进一步抑制光束品质劣化并放大光的活性元素添加光纤。因此，本专利技术的目的在于，提供一种能够抑制光束品质劣化并使光放大的活性元素添加光纤、谐振器、以及光纤激光装置。(二)技术方案
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术是一种活性元素添加光纤，其具备纤芯，其特征在于，在将所述纤芯的半径设定为d、将所述纤芯的径向上的距中心轴的距离设定为r的情况下，所述纤芯包含0≦r≦0.65d的第一区域和包围该第一区域且0.65d＜r≦d的第二区域，在所述第一区域的至少一部分中添加有可通过激励光进行激励的活性元素，在所述第二区域中未添加所述活性元素，用如下的式(1)表示的形状指数κ为0.99以上且小于1，
其中，E(r)是在所述活性元素添加光纤中传播的光的电场分布，E
i
(r)是在对所述纤芯的折射率分布进行平均化的情况下的阶跃折射率型的光纤中传播的光的电场分布。
[0008]本专利技术人发现：根据用上述式(1)表示的形状指数κ为0.99以上且小于1、在上述第一区域的至少一部分中添加有活性元素、在第二区域中未添加活性元素的活性元素添加光纤，能够射出使LP01模式的光放大且LP11模式以上的高次模的光的功率被抑制的光。活性元素添加光纤一般从其它光纤入射光并放大该光。可以认为：通过如上述这样使形状指数κ为0.99以上且小于1，从而在光入射到活性元素添加光纤的纤芯时，LP02模式以上的轴对称模式的光不易被激励。另外，可以认为：即使在通过向第一区域的至少一部分添加活性元素而使LP01模式的光放大、且通过不向第二区域添加活性元素而使LP11模式以上的高次模的光被激励的情况下，也抑制了该LP11模式以上的高次模的光被放大的情况。因此，根据本专利技术的活性元素添加光纤，能够抑制光束品质劣化并放大光。
[0009]另外，优选所述活性元素添加于所述第一区域中的从所述中心轴起的径向的规定区域，在将所述规定区域的半径设定为ra的情况下，0≦r≦0.1ra的区域中的所述活性元素的浓度的平均值比0.1ra＜r＜0.9ra的区域中的所述活性元素的浓度的平均值高，在0.5ra＜r＜ra的区域中至少存在一处折射率比所述规定区域中的折射率的平均值高的区域。
[0010]通过如上述这样使0≦r≦0.1ra的区域中的活性元素的浓度的平均值比0.1ra＜r＜0.9ra的区域中的所述活性元素的浓度的平均值高，从而能够优先地放大纤芯中心的强度高的基本模式。并且，通过使在0.5ra＜r＜ra的区域中至少存在一处折射率比规定区域中的折射率的平均值高的区域，从而能够抑制在纤芯中传播的光的有效截面积过小，并抑制产生非线性光学现象。
[0011]在这种情况下，优选0.9ra+0.1d＜r≦0.9d的区域的折射率分布的标准偏差为0.01以下。
[0012]通过这样使纤芯外周部的折射率的偏差小，从而即使在如上述这样在0.5ra＜r＜ra的区域中存在折射率比规定区域中的折射率的平均值高的区域的情况下，也能够容易地满足上述式(1)。
[0013]另外可以是，该活性元素添加光纤还具备无间隙地包围所述纤芯的包层，在所述纤芯中的0.62d以下的区域中至少存在一个相对于所述包层的相对折射率差的极大值，所述纤芯中的0≦r≦0.1d的区域中的所述相对折射率差的平均值为所述极大值以下。
[0014]此外，在光纤具备无间隙地包围纤芯的内侧包层和无间隙地包围该内侧包层的外侧包层的情况下，有时仅将内侧包层称为包层。
[0015]另外，也可以存在多个极大值。这里，存在多个极大值时的“极大值以下”是指：多个极大值中的表示最大的相对折射率差的值的极大值以下。
[0016]通过例如这样构成活性元素添加光纤，从而能够使上述形状指数κ为0.99以上。
[0017]在这种情况下可以是，所述极大值存在于0.45d以上且0.62d以下的区域。
[0018]通过形成这样的结构，与阶跃折射率的光纤相比，能够增大有效折射率。
[0019]或者可以是，该活性元素添加光纤还具备无间隙地包围所述纤芯的包层，在所述纤芯中的0.1d以上且0.83d以下的区域中至少存在一个相对于所述包层的相对折射率差的极大值，所述纤芯中的0.055d≦r≦0.1d的区域中的所述相对折射率差的平均值为所述极大值以上。
[0020]另外，在这种情况下，也可以存在多个极大值。这里，存在多个极大值时的“极大值以上”是指：多个极大值中的表示最大的相对折射率差的值的极大值以上。
[0021]在例如这样构成活性元素添加光纤的情况下，也能够使上述形状指数κ为0.99以上。
[0022]另外，可以是，该活性元素添加光纤还具备无间隙地包围所述纤芯的外周面的包层，所述纤芯相对于所述包层的相对折射率差的平均值为0.10％以上，在所述纤芯中的0.45d以上的区域中至少存在一个所述相对折射率差的极大值，所述纤芯中的0≦r≦0.1d的区域中的所述相对折射率差的平均值为所述极大值以下。
[0023]通过例如这样构成活性元素添加光纤，从而能够增大上述有效截面积。
[0024]或者可以是，该活性元素添加光纤还具备无间隙地包围所述纤芯的外周面的包层，所述纤芯相对于所述包层的相对折射率差的平均值大于0％且为0.18％以下，在所述纤芯中的0.55d以下的区域中至少存在一个所述相对折射率差的极大值，所述纤芯中的0.055d≦r≦0.1d的区域中的所述相对折射率差本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种活性元素添加光纤，其具备纤芯，其特征在于，在将所述纤芯的半径设定为d、将所述纤芯的径向上的距中心轴的距离设定为r的情况下，所述纤芯包含0≦r≦0.65d的第一区域和包围该第一区域且0.65d＜r≦d的第二区域，在所述第一区域的至少一部分中添加有可通过激励光进行激励的活性元素，在所述第二区域中未添加所述活性元素，用如下的式(1)表示的形状指数κ为0.99以上且小于1，其中，E(r)是在所述活性元素添加光纤中传播的光的电场分布，E
i
(r)是在对所述纤芯的折射率分布进行平均化的情况下的阶跃折射率型的光纤中传播的光的电场分布。2.根据权利要求1所述的活性元素添加光纤，其特征在于，所述活性元素添加于所述第一区域中的从所述中心轴起的径向的规定区域，在将所述规定区域的半径设定为ra的情况下，0≦r≦0.1ra的区域中的所述活性元素的浓度的平均值比0.1ra＜r＜0.9ra的区域中的所述活性元素的浓度的平均值高，在0.5ra＜r＜ra的区域中至少存在一处折射率比所述规定区域中的折射率的平均值高的区域。3.根据权利要求2所述的活性元素添加光纤，其特征在于，0.9ra+0.1d＜r≦0.9d的区域的折射率分布的标准偏差为0.01以下。4.根据权利要求1所述的活性元素添加光纤，其特征在于，还具备无间隙地包围所述纤芯的包层，在所述纤芯中的0.62d以下的区域中至少存在一个相对于所述包层的相对折射率差的极大值，所述纤芯中的0≦r≦0.1d的区域中的所述相对折射率差的平均值为所述极大值以下。5.根据权利要求4所述的活性元素添加光纤，其特征在于，所述极大值存在于0.45d以上且0.62d以下的区域。6.根据权利要求1所述的活性元素添加光纤，其特征在于，还具备无间隙地包围所述纤芯的包层，在所述纤芯中的0.1d以上且0.83d以下的区域中至少存在一个相对于所述包层的相对折射率差的极大值，所述纤芯中的0.055d≦r≦0.1d的区域中的所述相对折射率差的平均值为所述极大值以上。7.根据权利要求1所述的活性元素添加光纤，其特征在于，还具备无间隙地包围所述纤芯的外周面的包层，所述纤芯相对于所述包层的相对折射率差的平均值为0.10％以上，在所述纤芯中的0.45d以上的区域中至少存在一个所述相对折射率差的极大值，所述纤芯中的0≦r≦0.1d的区域中的所述相对折射率差的平均值为所述极大值以下。
8.根据权利要求1所述的活性元素添加光纤，其特征在于，还具备无间隙地包围所述纤芯的外周面的包层，所述纤芯相对于所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：北原伦太郎，
申请(专利权)人：株式会社藤仓，
类型：发明
国别省市：
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