[发明专利]光纤以及使用光纤的光纤激光装置

说明书

技术领域

本发明涉及即便在纤芯直径大的情况下也能够射出光束质量好的光的光纤、以及使用该光纤的光纤激光装置。

背景技术

作为一种在加工机等中使用的光纤激光装置，公知有将由激光振荡器(MO：Master Oscillator)等种子光源产生的光通过具有放大用光纤的放大器(PA：Power Amplifier)放大并射出的MO-PA(Master Oscillator-Power Amplifier)型光纤激光装置。作为这样的光纤激光装置，通过波长转换元件将具有近红外光的波段的光转换为短波长侧，从而能够射出具有可见光的波段的光。

在进行这样的波长转换时，若波长转换之前的光存在多个模，则存在无法高效地进行波长转换的倾向。因此，优选入射于波长转换元件的光尽量仅包括基本模的光而不包括高次模的光。另一侧面，伴随着光纤激光装置的高输出化，为了使更大功率的光传播，针对放大用光纤等光纤，期望使用纤芯的直径比单模光纤大的多模光纤。而且，在这样的情况下，也期望射出包括基本模的光并减少高次模的光的光束质量好的光。

在下述专利文献1记载有具有能够传播多模光的放大用双包层光纤的光纤激光装置。在该光纤激光装置中，为了使入射至纤芯的光仅包括LP01模(基本模)的光，配设仅激励LP01模的光那样的模转换器，从而在传播多模的光的放大用双包层光纤中能够以LP01模的光为中心进行放大。

专利文献1:美国专利第5、818、630号说明书

但是，在能够以多模传播光的光纤仅入射LP01模的光的情况下，除了激励LP01模的光之外还激励LP02模的光等高次模的光。若像这样包含高次模的光射出，则存在射出的光难以聚光等的问题、无法在如上述那样波长转换元件中高效地进行波长转换的问题。若在专利文献1所记载的放大用光纤中激励LP02模等的高次模的光，则除了LP01模的光被放大之外，这些高次模的光也被放大，从而导致射出光束质量不良的光。LP02模的光与其他高次模的光相比存在功率大的倾向，因此在高次模的光中抑制LP02模的光也是重要的。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供在纤芯的直径大的情况下也能够射出光束质量好的光的光纤以及使用该光纤的光纤激光装置。

为了解决上述课题，本发明是一种至少以LP01模以及LP02模传播规定波长的光的光纤，该光纤的特征在于，在包层中的传播上述规定波长的光的导波区域的至少一部分、以及纤芯中的上述LP01模的光的强度比上述LP02模的光的强度大的区域，分别添加使杨氏模量变化的掺杂剂，上述包层的上述导波区域的至少一部的杨氏模量，比上述纤芯中的上述LP01模的光的强度比上述LP02模的光的强度大的区域的杨氏模量小。

在光纤传播的光存在从纤芯溢出至包层的与纤芯邻接的区域并传播的情况。然而受激布里渊散射因在光纤中传播的光与声波的相互作用而产生。该声波存在聚集在杨氏模量小的部位的倾向。因此，根据这样的光纤，与纤芯的LP01模的光的强度比LP02模的光的强度大的区域相比，声波聚集在包层的导波区域。该包层的导波区域是LP02模的光的强度比上述LP01模的光的强度大的区域，因此在该区域中，与LP01模的光相比，LP02模的光受到受激布里渊散射的影响大。因此，能够使LP02模的光比LP01模的光更衰减地传播。另外，在纤芯中的LP01模的光的强度比LP02模的光的强度大的区域与包层的导波区域之间，存在纤芯中的LP02模的光的强度比LP01模的光的强度大的区域，因此纤芯中的LP01模的光的强度比LP02模的光的强度大的区域与包层的导波区域分离。因此，即使聚集于包层的导波区域的声波从包层的导波区域泄漏，也能够减少对纤芯中的LP01模的光的强度比LP02模的光的强度大的区域的影响。另外，在包层的导波区域中，LP01模的光的强度小，因此LP01模的因受激布里渊散射而产生的损失不比LP02模的光大。这样，根据上述光纤，即使在纤芯的直径大的情况下，也能够抑制LP01模的光的损失并且使LP02模的光损失，从而能够将光束质量好的光射出。

另外，优选在上述包层的全部的上述导波区域添加使杨氏模量变化的掺杂剂，上述包层的全部的上述导波区域的杨氏模量，比上述纤芯中的上述LP01模的光的强度比上述LP02模的光的强度大的区域的杨氏模量小。

根据这样的光纤，能够使LP02模的光进一步损失。