本发明专利技术的光纤激光器具有：产生种光的作为激光振荡器的主振荡器；和连接在该主振荡器的后级，将从上述主振荡器发出的激光放大输出的作为光放大器的功率放大器；其中，上述功率放大器具有：多个激励光源；分别与上述多个激励光源连接并被入射从上述激励光源射出的激励光的激励端口；被入射从上述主振荡器发出的激光的信号端口；具有将从上述激励端口入射的各上述激励光和从上述信号端口入射的激光一起射出的出射端口的光耦合器；以及与上述出射端口连接的光纤；上述光纤是光子带隙光纤，上述光纤在横轴表示波长、纵轴表示损耗量的曲线图中，具有光子带隙区域比增益波段窄的损耗波长特性。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光纤激光器，更详细而言，涉及一种只在信号波长区域使用被调整成 光子带隙区域的光子带隙光纤，抑制了寄生振荡的光纤激光器。本专利技术申请主张以2008年2月19日向日本国提出的特愿2008-038005号为基础 的优先权，并引用了其内容。
技术介绍
近年来，光纤激光器的输出向高输出化发展，目前开发出了具有超过kW的输出的 光纤激光器。具有这样的高输出的光纤激光器，被利用在加工机、医疗机器、以及测定器等 各种领域。光纤激光器与其他激光器相比，可获得聚光性良好、功率密度高的非常小的光束 点。因此，可进行精密加工。而且，如果使用了该光纤激光器的加工是非接触加工，并且能 够吸收激光，则由于还能够对硬物质进行加工等，所以，尤其在材料加工领域中，光纤激光 器的用途正在迅速扩大。图14表示被称为M0PA方式的具有代表性的高输出光纤激光器的概略图。在M0PA方式下，成为在主振荡器(以下有时称为M0) 100的后级连接了功率放大 器(以下有时称为PA) 200的结构。通过这样的结构，从M0100输出的微弱的脉冲光被PA200 放大，从PA200射出高输出的激光。在由1级的PA200不能获得足够的输出的情况下，为了 获得所希望的输出，可连接多级PA200。在M0100中，具有通过将半导体激光器等进行CW谐振的激光光源的输出利用声光 元件等调制器进行强度调制，生成脉冲光的方式；和使用例如专利文献1所记载的光纤环 激光器(fiber ring laser)的方式。图15表示该光纤环激光器的代表性的构成图。光纤环激光器100由激励光源101、将激励光和激光合波的WDM耦合器102、作 为增益介质的稀土类添加光纤103、隔离器(isolator) 104、光开关元件107、和输出耦合 器105构成。从激励光源101射出的激励光通过WDM耦合器102入射到稀土类添加光纤 103。射入到稀土类添加光纤103的激励光被添加在稀土类添加光纤的芯(core)中的稀土 类离子吸收，使稀土类离子被激励。成为激励状态的稀土类离子放射出特定波长的自然放 射光。该自然放射光一边被放大，一边在稀土类添加光纤103内传播，作为ASE (Amplified Spontaneous Emission)被输出。WDM耦合器102、稀土类添加光纤103、隔离器104、输出耦 合器105、和光开关元件107连接成环状。因此，ASE通过这些部件回转，再次被稀土类添加 光纤103放大。在ASE被充分放大后，发生激光振荡，其一部分通过输出耦合器105作为激 光被输出。此时，如果使光开关元件107按照周期性地重复低损耗的状态和高损耗的状态 的方式动作，则发生脉冲谐振，可获得脉冲状的激光输出。作为PA200，使用了图16所示的构成的放大器。图16是表示M0PA方式的光纤激 光器的结构的图。从M0100输出的激光通过级间隔离器316射入到PA200中，被PA200放大后输出。PA200大体上由多个激励光源201、光耦合器203、稀土类添加光纤(稀土类添加双 包层光纤)205、和隔离器206构成。激励光源201、稀土类添加光纤205、和隔离器206可 使用与在M0100中使用的部件相同的部件。光耦合器203可使用例如专利文献2所记载那 样的光耦合器。该光耦合器203具有由多模光纤构成的多个激励端口 202、和由一个单模 光纤构成的信号端口 204，并具有通过将它们熔融延伸构成一体化而形成的1个出射端口 207。从M0100射出的激光从信号端口 204入射，通过光耦合器203向稀土类添加双包层光 纤205的芯射出。另一方面，光耦合器203与多个分别连接了激励光源201的激励端口 202 连接。从该各激励光源201射出的激励光通过光耦合器203射入到稀土类添加双包层光纤 205的第1包层。射入到该第1包层的激励光由被添加在芯中的稀土类离子吸收，形成反转 分布，产生感应放射。基于该感应放射，在芯内传播的激光被放大，通过隔离器206被输出。在如图16那样的M0PA方式的光纤激光器的情况下，以来自M0100的信号光未射 入的状态，PA200的稀土类添加双包层光纤205被从激励光源201射出的激励光激励，在达 到某一反转分布率时，发生寄生振荡，产生尖塔值非常高的脉冲。发生寄生振荡的反转分布 率由稀土类添加双包层光纤205的入射侧和出射侧的反射率决定。根据该反转分布率，从 稀土类添加双包层光纤205向光耦合器203射出基于寄生振荡而产生的尖塔值非常高的脉 冲。此时，因为该尖塔值非常高的脉冲，所以存在着会使稀土类添加双包层光纤205的芯受 到损伤，或该脉冲到达激励光源201或M0100，对它们造成损伤的问题。而且，即使是以PA200中不发生寄生振荡的周期从M0100射出脉冲，使光纤激光器 正常动作的状态，在脉冲被输入的期间，也存在由PA200输出的来自外部的反射光诱发寄 生振荡的情况。通常，由于PA200的激励光源201在脉冲期间也射出激励光，所以，稀土类 添加双包层光纤205处于被激励的状态。因此，ASE从稀土类添加双包层光纤205的两端射 出。例如，在将光纤激光器用于材料加工的情况下，从光纤激光器向被加工物照射ASE。此 时，根据被加工物的表面状态，由被加工物的表面反射的反射光有时会再次射入到光纤激 光器中。于是，该反射光成为激励因素诱发振荡，尖塔值非常高的脉冲从稀土类添加双包层 光纤205向光耦合器203射出。于是，存在着该脉冲到达激励光源201和M0100，对它们造 成损伤的问题。这样，在以往的光纤激光器中，由于引起寄生振荡，所以不能实现高反转分布率， 能够从PA200输出的脉冲的能量受到了限制。为了解决这些问题，例如在专利文献3所记载的方法中，通过在稀土类添加光纤 的两端插入隔离器，将反射率抑制得低，来抑制寄生振荡。并且，通过在激励光源的出射端 设置短波长通过滤波器，来抑制从稀土类添加光纤射出的ASE被泵激光器(pump laser)反 射，再次射入到稀土类添加光纤中的情况。即，专利文献3所记载的光纤激光器通过尽力抑 制稀土类添加光纤的入射侧及出射侧的反射率，抑制了寄生振荡。另外，例如在专利文献4所记载的方法中，将光纤放大器分割成2级，在级间设置 有隔离器。在前级的光纤放大器中，通过将增益抑制得低来抑制寄生振荡。而在后级的光 纤放大器中，虽然增益高，但始终被射入从前级的光纤放大器射出的ASE。因此，专利文献4 所记载的光纤激光器虽然产生了 ASE的放大，但不会发生寄生振荡。在专利文献5所记载的光纤激光器中，通过在稀土类添加双包层光纤的两端设置 光纤布拉格光栅(以下有时称为FBG)，来构成谐振器，一侧的FBG进一步与多模光纤连接。而且，来自激励光源的激励光通过该多模光纤射入到稀土类添加双包层光纤。在该光纤激 光器中，多模光纤的芯径比稀土类添加双包层光纤的芯径大。因此，未被FBG反射而射入 到多模光纤的不需要波长的ASE，通过反射而再次与稀土类添加双包层光纤的芯耦合的比 例降低，从而抑制了寄生振荡。即使发生了寄生振荡，所产生的脉冲也暂时射入到多模光纤 中。因此，即使ASE经由透镜聚光到激励光源上，由于光点直径变大，所以也不容易对该激 励光源造成损伤。但是，在专利文本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光纤激光器，具有：产生种光的作为激光振荡器的主振荡器；和连接在该主振荡器的后级，将从所述主振荡器发出的激光放大输出的作为光放大器的功率放大器；其特征在于，所述功率放大器具有：多个激励光源；分别与所述多个激励光源连接并被入射从所述激励光源射出的激励光的激励端口；被入射从所述主振荡器发出的激光的信号端口；具有将从所述激励端口射入的各所述激励光和从所述信号端口入射的激光一起射出的出射端口；以及与所述出射端口连接的光纤；所述光纤是光子带隙光纤，所述光纤在横轴表示波长、纵轴表示损耗量的曲线图中，具有光子带隙区域比增益波段窄的损耗波长特性。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：北林和大，
申请(专利权)人：株式会社藤仓，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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