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WO2018143284A1 - ファイバレーザ、供給方法、及び製造方法 - Google Patents

ファイバレーザ、供給方法、及び製造方法 Download PDF

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WO2018143284A1
WO2018143284A1 PCT/JP2018/003244 JP2018003244W WO2018143284A1 WO 2018143284 A1 WO2018143284 A1 WO 2018143284A1 JP 2018003244 W JP2018003244 W JP 2018003244W WO 2018143284 A1 WO2018143284 A1 WO 2018143284A1
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フイ カン グェン
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株式会社フジクラ
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Definitions

  • the forward pumping light and the backward pumping light described later are used for transitioning the rare earth element described above to the inversion distribution state.
  • the output end of the amplification optical fiber AF is connected to the output port of the backward pumping combiner via the low reflection fiber Bragg grating FBG2.
  • the laser light transmitted through the low reflection fiber Bragg grating FBG2 is input to the rear pumping combiner PC2 through this output port.
  • the inversion distribution ratio of the rare earth element added to the core of the amplification optical fiber AF is shown in FIG. As shown, it increases in the vicinity of the low reflection fiber Bragg grating FBG2 located on the entrance side of the backward pumping light, and decreases in the vicinity of the high reflection fiber Bragg grating FBG1 which is the entrance of the forward pumping light.
  • the amplification optical fiber AF is wound in a spiral shape so that the end connected to the low reflection fiber Bragg grating FBG2 is disposed on the outer peripheral side.
  • An example of the amplification optical fiber AF wound as described above is as shown in FIG.
  • the power PB of the backward pumping light is larger than the power PF of the forward pumping light
  • the amount of heat generated is larger than the amount of heat generated at the end connected to the highly reflective fiber Bragg grating FBG1 located on the entrance side of the forward excitation light.
  • the fiber laser according to the embodiment of the present invention includes, for example, an amplification optical fiber (AF), a high reflection mirror (FBG1) provided on one end side of the amplification optical fiber (AF), and the amplification optical fiber.
  • a low reflection mirror (FBG2) provided on the other end of (AF), a forward pumping light source (LD11 to LD1n) that generates the forward pumping light, and a rear pumping light source (LD21 to LD2m) that generates the rear pumping light.
  • the power of the backward pumping light input to the amplification optical fiber via the low reflection mirror is greater than the power of the forward pumping light input to the amplification optical fiber via the high reflection mirror.

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Abstract

双方向励起型のファイバレーザにおいて、増幅用光ファイバから出力されるレーザ光のパワーを低下させることなく、増幅用光ファイバにて生成されるストークス光のパワーを低下させる。低反射ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ２）を介して増幅用光ファイバ（ＡＦ）に入力される後方励起光のパワー（ＰＢ）を、高反射ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ２）を介して増幅用光ファイバ（ＡＦ）に入力される前方励起光のパワー（ＰＦ）よりも大きくする。

Description

ファイバレーザ、供給方法、及び製造方法
　本発明は、双方向励起型のファイバレーザに関する。また、そのようなファイバレーザにおいて励起光を供給する供給方法、及び、そのようなファイバレーザを製造する製造方法に関する。
　レーザ加工のためのレーザ装置として、ファイバレーザが広く用いられている。ファイバレーザは、コアに希土類元素が添加された増幅用光ファイバと、増幅用光ファイバの一端に接続された高反射ミラーと、増幅用光ファイバの他端に接続された低反射ミラーとにより構成された共振器を備えたレーザ装置である。増幅用光ファイバにて増幅されたレーザ光は、低反射ミラーを介して出力される。
　ファイバレーザは、励起光源の配置により、片方向励起型と双方向励起型とに大別される。
　片方向励起型のファイバレーザでは、励起光源が高反射ミラー又は低反射ミラーを介して増幅用光ファイバの一端に接続される。複数の励起光源を用いる場合、高反射ミラーに接続された励起コンバイナによって、各励起光源から出力された励起光が合波される。高反射ミラーを介して増幅用光ファイバに入力された励起光は、増幅用光ファイバのコアに添加された希土類元素を反転分布状態に遷移させるために利用される。
　一方、双方向励起型のファイバレーザでは、前方励起光源が高反射ミラーを介して増幅用光ファイバの一端に接続され、後方励起光源が低反射ミラーを介して増幅用光ファイバの他端に接続される。複数の前方励起光源を用いる場合には、高反射ミラーに接続された前方励起コンバイナによって、各前方励起光源から出力された励起光が合波され、複数の後方励起光源を用いる場合には、低反射ミラーに接続された後方励起コンバイナによって、各後方励起光源から出力された励起光が合波される。高反射ミラーを透過して増幅用光ファイバに入射する励起光は、前方励起光と呼ばれ、低反射ミラーを透過して増幅用光ファイバに入射する励起光は、後方励起光と呼ばれる。双方向励起型のファイバレーザでは、希土類元素の励起に前方励起光及び後方励起光の両方を用いることができるので、片方向励起型のファイバレーザよりも高出力化が容易である。双方向励起型のファイバレーザ（ファイバアンプ）を開示した文献としては、特許文献１が挙げられる。
　なお、双方向励起型のファイバレーザにおいて、増幅用光ファイバから出力されたレーザ光は、後方励起光を合波する後方励起コンバイナを透過する。このため、双方向励起型のファイバレーザにおいては、通常、後方励起光のパワーを前方励起光のパワー以下にする構成が採用される。後方励起光の影響により、増幅用光ファイバから出力されたレーザ光のビーム品質が劣化することを回避するためである。
　ところで、加工用のファイバレーザにおいては、加工対象物にて反射されたレーザ光が増幅用光ファイバに再入射することによって、不具合が生じることがある。例えば、増幅用光ファイバを順方向に伝播する前進レーザ光に、加工対象物にて反射された後、増幅用光ファイバ内を逆方向に伝播する後進レーザ光が加わると、増幅用光ファイバの各点におけるレーザ光のパワー密度が著しく高くなる。そうすると、増幅用光ファイバにおける誘導ラマン散乱が促進されることになる。また、加工対象物にて反射された反射光に含まれるストークス光が誘導ラマン散乱を促進する種光となり、この種光が増幅用光ファイバを伝搬するにつれて増幅されて増幅用光ファイバにおける誘導ラマン散乱が更に促進される。このように誘導ラマン散乱が促進されると、場合によってはストークス光の発振が起こる。増幅用光ファイバにおいてストークスの発振が起こると、ファイバレーザの動作が不安定になり、ファイバレーザの信頼性が低下することが知られている（特許文献２参照）。
日本国公開特許公報「特開平５－１４５１６１号公報」（１９９３年６月１１日公開） 日本国公開特許公報「特開２０１５－９５６４１号公報」（２０１５年５月１８日公開）
　出力を犠牲にすることなく耐反射性の高いファイバレーザを実現するためには、増幅用光ファイバから出力されるレーザ光のパワーを低下させることなく、増幅用光ファイバにて生成されるストークス光のパワーを低下させる必要がある。ここで、「耐反射性が高い」とは、加工対象物にて反射されたレーザ光が再入射してもストークス光の発振が生じ難いことを指す。
　例えば、増幅用光ファイバのコア径を拡大すれば、増幅用光ファイバから出力されるレーザ光のパワーを低下させることなく、増幅用光ファイバにて生成されるストークス光のパワーを低下させることができる。しかしながら、増幅用光ファイバのコア径を拡大すると、増幅用光ファイバの伝播モードのモード数が増え、出力されるレーザ光のビーム品質が悪化するという副作用を伴う。また、増幅用光ファイバの長さを短くすれば、増幅用光ファイバにて生成されるストークス光のパワーを低下させることができる。しかしながら、増幅用光ファイバから出力されるレーザ光のパワーを低下させることなく、増幅用光ファイバの長さを短くするためには、増幅用光ファイバのコアに添加する希土類元素の密度を上げる必要が生じる。このため、増幅用光ファイバの単位長さあたりの発熱量が増えるという副作用を伴う。
　本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、増幅用光ファイバにおいてストークス光が生成され難い双方向励起型のファイバレーザを提供することにある。
　上記の目的を達成するために、本発明に係るファイバレーザは、双方向励起型のファイバレーザであって、後方励起光のパワーが前方励起光のパワーよりも大きい、ことを特徴とする。
　また、上記の目的を達成するために、本発明に係る供給方法は、双方向励起型のファイバレーザにおいて励起光を供給する供給方法であって、高反射ミラーを介して増幅用光ファイバに前方励起光を入力すると共に、低反射ミラーを介して上記増幅用光ファイバに後方励起光を入力する工程を含み、上記後方励起光のパワーが上記前方励起光のパワーよりも大きい、ことを特徴とする。なお、高反射ミラーを介して増幅用光ファイバに前方励起光を入力する動作と、低反射ミラーを介して上記増幅用光ファイバに後方励起光を入力する動作とは、同時に行われることを要さない。すなわち、これらの動作を同時に行われてもよいし、同時に行われなくてもよい。
　また、上記の目的を達成するために、本発明に係る製造方法は、双方向励起型のファイバレーザを製造する製造方法であって、高反射ミラーを介して増幅用光ファイバに入力される前方励起光を生成する前方励起光源のパワー、及び、低反射ミラーを介して上記増幅用光ファイバに入力される後方励起光を生成する後方励起光源のパワーを設定する工程を含み、上記後方励起光のパワーが上記前方励起光のパワーよりも大きく設定されている、ことを特徴とする。
　本発明によれば、増幅用光ファイバにおいてストークス光が生成され難い双方向励起型のファイバレーザを提供することができる。
本発明の一実施形態に係るファイバレーザの構成を示すブロック図である。 図１に示すファイバレーザが備える増幅用光ファイバのコアに添加された希土類元素の反転分布率を、この増幅用光ファイバの中心軸を横軸として模式的に示すグラフである。点線は、対称励起を行ったときの反転分布率を表し、実線は、非対称励起を行ったときの反転分布率を表す。 図１に示すファイバレーザが備える増幅用光ファイバのコアを伝播するレーザ光のパワーを、この増幅用光ファイバの中心軸を横軸として模式的に示すグラフである。点線は、対称励起を行った場合のパワーを表し、実線は、非対称励起を行った場合のパワーを表す。 非対称励起を行った場合と対称励起を行った場合とについて、図１に示すファイバレーザが備える増幅用光ファイバの出力光の相対パワーの波長依存性を実測した結果を示すグラフである。 図１に示すファイバレーザ装置が備える増幅用光ファイバの巻き方を模式的に示す図である。
　〔ファイバレーザの構成〕
　本発明の一実施形態に係るファイバレーザＦＬの構成について、図１を参照して説明する。図１は、ファイバレーザＦＬの構成を示すブロック図である。
　ファイバレーザＦＬは、双方向励起型のファイバレーザであり、図１に示すように、ｎ個の前方レーザダイオードＬＤ１１～ＬＤ１ｎ、前方励起コンバイナＰＣ１、高反射ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１、増幅用光ファイバＡＦ、低反射ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２、後方励起コンバイナＰＣ２、ｍ個の後方レーザダイオードＬＤ２１～ＬＤ２ｍ、及びデリバリファイバＤＦにより構成されている。ｎ、ｍは、ｎ＜ｍを満たす自然数である。ここで、双方向励起型のファイバレーザとは、少なくとも０Ｗよりも大きい前方励起光及び少なくとも０Ｗよりも大きい後方励起光の両方を増幅用光ファイバＡＦに入力するファイバレーザのことを指す。
　各前方レーザダイオードＬＤ１ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）は、前方励起光を生成する励起光源として機能するレーザダイオードである。各前方レーザダイオードＬＤ１ｉにて生成されるレーザ光のパワーは、何れもＰ[Ｗ]である。各前方レーザダイオードＬＤ１ｉは、前方励起コンバイナＰＣ１の入力ポートの何れかに接続されている。各前方レーザダイオードＬＤ１ｉにて生成された前方励起光は、この入力ポートを介して前方励起コンバイナＰＣ１に入力される。
　前方励起コンバイナＰＣ１は、前方レーザダイオードＬＤ１１～ＬＤ１ｎの各々にて生成された前方励起光を合波する。前方励起コンバイナＰＣ１にて合波された前方励起光のパワーＰＦは、ＰＦ＝Ｐ×ｎ[Ｗ]である。前方励起コンバイナＰＣ１の出力ポートは、高反射ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１を介して増幅用光ファイバＡＦに接続されている。前方励起コンバイナＰＣ１にて合波された前方励起光は、高反射ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１を透過し、増幅用光ファイバＡＦに入力される。
　増幅用光ファイバＡＦは、コアに希土類元素が添加された光ファイバである。本実施形態においては、２つ以上の伝播モードを持つフューモードファイバ（具体的には、４つの伝播モードを持つ４モードファイバ）を、増幅用光ファイバＡＦとして用いている。増幅用光ファイバＡＦの一端には、高反射ミラーとして機能する高反射ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１が接続されており、増幅用光ファイバＡＦの他端には、低反射ミラーとして機能する低反射ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２が接続されている。増幅用光ファイバＡＦは、これらのファイバブラッググレーティングＦＢＧ１～ＦＢＧ２と共に、レーザ光を発振するレーザ発振器を構成する。前述した前方励起光及び後述する後方励起光は、前述した希土類元素を反転分布状態に遷移させるために利用される。増幅用光ファイバＡＦの出射端は、低反射ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２を介して後方励起コンバイナの出力ポートに接続されている。増幅用光ファイバＡＦにて生成されたレーザ光のうち、低反射ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２を透過したレーザ光は、この出力ポートを介して後方励起コンバイナＰＣ２に入力される。
　各後方レーザダイオードＬＤ２ｊ（ｊ＝１，２，…，ｍ）は、後方励起光を生成する励起光源として機能するレーザダイオードである。各後方レーザダイオードＬＤ２ｊにて生成されるレーザ光のパワーは、各前方レーザダイオードＬＤ１ｉにて生成されるレーザ光のパワーと同じＰ[Ｗ]である。各後方レーザダイオードＬＤ２ｊは、後方励起コンバイナＰＣ２の周辺入力ポート（中心入力ポート以外の入力ポート）の何れかに接続されている。各後方レーザダイオードＬＤ２ｊにて生成された後方励起光は、この周辺入力ポートを介して後方励起コンバイナＰＣ２に入力される。
　後方励起コンバイナＰＣ２は、後方レーザダイオードＬＤ２１～ＬＤ２ｍの各々にて生成された後方励起光を合波する。後方励起コンバイナＰＣ２にて合波された後方励起光のパワーＰＢは、ＰＢ＝Ｐ×ｍ[Ｗ]であり、前方励起コンバイナＰＣ１にて合波された前方励起光のパワーＰＦ＝Ｐ×ｎよりも大きい。前述したとおり、後方励起コンバイナＰＣ２の出力ポートは、低反射ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２を介して増幅用光ファイバＡＦに接続されている。後方励起コンバイナＰＣ２にて合波された後方励起光は、低反射ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２を透過し、増幅用光ファイバＡＦに入力される。一方、後方励起コンバイナＰＣ２の中心入力ポートは、デリバリファイバＤＦに接続されている。出力ポートを介して後方励起コンバイナＰＣ２に入力されたレーザ光は、中心入力ポートを介して後方励起コンバイナＰＣ２から出力され、デリバリファイバＤＦに入力される。
　〔ファイバレーザの特徴〕
　ファイバレーザＦＬにおける最大の特徴は、後方励起光のパワーＰＢを前方励起光のパワーＰＦよりも大きくする構成（以下、「非対称励起」とも記載）が採用されている点である。これにより、総パワーＰＢ＋ＰＦを変えずに後方励起光のパワーＰＢを前方励起光のパワーＰＦと等しくした構成（以下、「対称励起」とも記載）と比べて、ファイバレーザＦＬにおいて誘導ラマン散乱により生成されるストークス光のパワーを小さくすることができる。
　非対称励起を採用することによってストークス光のパワーを小さくできる理由は、以下のとおりである。
　すなわち、総パワーＰＢ＋ＰＦを変えずに対称励起（ＰＢ＝ＰＦ）から非対称励起（ＰＢ＞ＰＦ）に変更すると、増幅用光ファイバＡＦのコアに添加された希土類元素の反転分布率は、図２に示すように、後方励起光の入口側に位置する低反射ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２の近傍において増加し、前方励起光の入口である高反射ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１の近傍において減少する。図２は、増幅用光ファイバＡＦのコアに添加された希土類元素の反転分布率を縦軸とし、増幅用光ファイバＡＦの中心軸を横軸とする模式的なグラフである。図２において、点線は、対称励起を行ったときの反転分布率を表し、実線は、非対称励起を行ったときの反転分布率を表す。
　そして、増幅用光ファイバＡＦのコアに添加された希土類元素の反転分布率が上記のように変化すると、増幅用光ファイバＡＦのコアを伝播するレーザ光のパワーは、図３に示すように、前進レーザ光の出口である低反射ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２、及び、後進レーザ光の出口である高反射ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１の直近において概ね不変に保たれ、その他の領域において減少する。図３は、増幅用光ファイバＡＦのコアを伝播するレーザ光のパワーを、増幅用光ファイバＡＦの中心軸を横軸として模式的に示すグラフである。図３において、点線は、対称励起を行ったときのパワーを表し、実線は、非対称励起を行ったときのパワーを表す。
　そして、増幅用光ファイバＡＦのコアを伝播するレーザ光のパワーが上記のように変化すると、増幅用光ファイバＡＦのコアにおいて誘導ラマン散乱により生成されるストークス光のパワーが減少する。なぜなら、増幅用光ファイバＡＦのコアの各点において誘導ラマン散乱により生成されるストークス光のパワーは、その点を伝播するレーザ光のパワーと強い正の相関があるためである。以上が非対称励起を行うことによって、ストークス光のパワーを小さくすることができる理由である。
　図３において、増幅用光ファイバＡＦのコアを伝播するレーザ光のパワーが低反射ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２の直近において概ね不変に保たれている。このように、増幅用光ファイバＡＦから出力されるレーザ光のパワーの低下を小さく抑えつつ、増幅用光ファイバＡＦにて生成されるストークス光のパワーを低下させることができる。
　非対称励起を行うことによってストークス光のパワーを小さくできることを確かめるために、本願発明者は、後方励起光と前方励起光とのパワー配分を変えながら増幅用光ファイバＡＦの出力光の相対パワー（ファイバレーザＦＬの発振波長λＬにおけるパワーを０ｄＢとする）の波長依存性を実測した。図４は、ＰＢ：ＰＦ＝５７：４３で非対称励起を行った場合とＰＢ：ＰＦ＝５０：５０で対称励起を行った場合とについて、その実測結果を示すグラフである。図４に示すグラフにおいて、発振波長λＬにラマンシフトに相当する波長を加算したストークス波長λＳにおける相対パワーは、ファイバレーザＦＬにて生成されるストークス光の相対パワーに相当する。図４によれば、非対称励起を行うことによって、ストークス光の相対パワーが対称励起を行うよりも５ｄＢ程度低下することが確かめられた。総パワーＰＢ＋ＰＦにおける後方励起光のパワーＰＢの比率が５７％よりも大きければ、上記と同等又はそれ以上の効果が得られる。総パワーＰＢ＋ＰＦにおける後方励起光のパワーＰＢの比率が６０％以上であれば、より好ましく、後方励起光のパワーＰＢの比率が６５％以上であれば、更に好ましい。なお、総パワーＰＢ＋ＰＦにおける後方励起光のパワーＰＢの比率は１００％未満である。
　なお、本実施形態に係るファイバレーザＦＬにおいては、後方励起光のパワーＰＢを前方励起光のパワーＰＦよりも大きくするために、各後方レーザダイオードＬＤ２ｊの出力を各前方レーザダイオードＬＤ１ｉの出力と等しくしたうえで、後方レーザダイオードＬＤ２１～ＬＤ２ｍの個数ｍを前方レーザダイオードＬＤ１１～ＬＤ１ｎの個数ｎよりも多くする構成を採用しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、後方レーザダイオードＬＤ２１～ＬＤ２ｍの個数ｍを前方レーザダイオードＬＤ１１～ＬＤ１ｎの個数ｎと等しくしたうえで、各後方レーザダイオードＬＤ２ｊに供給する駆動電流を各前方レーザダイオードＬＤ１ｉに供給する駆動電流よりも大きくする構成を採用してもよい。ただし、前者の構成を採用する方が後者の構成を採用するよりも、各後方レーザダイオードＬＤ２ｊにおいて故障が発生する確率を低く抑えることができる。なぜなら、前者の構成を採用する方が後者の構成を採用するよりも、各後方レーザダイオードＬＤ２ｊの出力を小さく抑えることができ、また、各後方レーザダイオードＬＤ２ｊに入射するレーザ光（後方励起コンバイナＰＣ２の中心入力ポートから出力されずに、後方励起コンバイナＰＣ２の周辺入力ポートから出力されたレーザ光）のパワーを小さく抑えることができるからである。
　また、本実施形態に係るファイバレーザＦＬにおいては、フューモードファイバを増幅用光ファイバＡＦとして用いる構成を採用しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、シングルモードファイバを増幅用光ファイバＡＦとして用いる構成を採用してもよい。ただし、前者の構成を採用する方が後者の構成を採用するよりも、増幅用光ファイバＡＦにおいて誘導ラマン散乱により生成されるストークス光のパワーを小さく抑えることができる。なぜなら、フューモードファイバのコア径はシングルモードファイバのコア径よりも大きいため、前者の構成を採用する方が増幅用光ファイバＡＦのコアにおけるレーザ光の光密度を小さく抑えることができるからである。
　また、本実施形態に係るファイバレーザＦＬにおいて、増幅用光ファイバＡＦは、低反射ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２に接続される方の端部が外周側に配置されるよう、渦巻き状に巻かれていることが好ましい。上記のように巻かれた増幅用光ファイバＡＦを例示すれば、図５のとおりである。増幅用光ファイバＡＦにおいては、後方励起光のパワーＰＢが前方励起光のパワーＰＦよりも大きいので、後方励起光の入口側に位置する低反射ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２に接続される方の端部の発熱量が前方励起光の入口側に位置する高反射ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１に接続される方の端部の発熱量よりも大きくなる。上記のように巻かれた増幅用光ファイバＡＦにおいては、相対的に発熱量の大きい方の端部が放熱効率の高い渦巻きの外側に配置され、相対的に発熱量の小さい方の端部が放熱効率の低い渦巻きの内側に配置されることになるので、全体として効率の高い放熱が実現される。
　また、本実施形態に係るファイバレーザＦＬの起動シーケンスにおいては、前方レーザダイオードＬＤ１１～ＬＤ１ｎの点灯タイミングと後方レーザダイオードＬＤ２１～ＬＤ２ｍの点灯タイミングとを異ならせる方法を採用することが好ましい。前方レーザダイオードＬＤ１１～ＬＤ１ｎと後方レーザダイオードＬＤ２１～ＬＤ２ｍとを同時点灯する方法を採用した場合、前方レーザダイオードＬＤ１１～ＬＤ１ｎの点灯時に生じる前方励起光のピークと後方レーザダイオードＬＤ２１～ＬＤ２ｍの点灯時に生じる後方励起光のピークとが増幅用光ファイバＡＦにて重なる。そうすると、増幅用光ファイバＡＦのクラッドを伝播する励起光のパワーが瞬間的に増大し、その結果、増幅用光ファイバＡＦにて生成されるレーザ光のパワーが瞬間的に増大する。このとき、増幅用光ファイバＡＦにて大量のストークス光が発生して、ファイバレーザＦＬの動作を不安定化させる。これに対して、前方レーザダイオードＬＤ１１～ＬＤ１ｎの点灯タイミングと後方レーザダイオードＬＤ２１～ＬＤ２ｍの点灯タイミングとを異ならせる方法を採用することで、前方レーザダイオードＬＤ１１～ＬＤ１ｎの点灯時に生じる前方励起光のピークと後方レーザダイオードＬＤ２１～ＬＤ２ｍの点灯時に生じる後方励起光のピークとが増幅用光ファイバＡＦにて重なることが回避できる。したがって、上記のメカニズムによって生じるファイバレーザＦＬの動作の不安定化を回避することができる。
　〔まとめ〕
　本発明の実施形態に係るファイバレーザ（ＦＬ）は、双方向励起型のファイバレーザ（ＦＬ）であって、後方励起光のパワー（ＰＢ）が前方励起光のパワー（ＰＦ）よりも大きい、ことを特徴とする。
　本発明の実施形態に係る供給方法は、双方向励起型のファイバレーザ（ＦＬ）において励起光を供給する供給方法であって、高反射ミラー（ＦＢＧ１）を介して増幅用光ファイバ（ＡＦ）に前方励起光を入力すると共に、低反射ミラー（ＦＢＧ２）を介して上記増幅用光ファイバ（ＡＦ）に後方励起光を入力する工程を含み、上記後方励起光のパワーが上記前方励起光のパワーよりも大きい、ことを特徴とする。なお、高反射ミラーを介して増幅用光ファイバに前方励起光を入力する動作と、低反射ミラーを介して上記増幅用光ファイバに後方励起光を入力する動作とは、同時に行われることを要さない。すなわち、これらの動作を同時に行われてもよいし、同時に行われなくてもよい。
　本発明の実施形態に係る製造方法は、双方向励起型のファイバレーザ（ＦＬ）を製造する製造方法であって、高反射ミラー（ＦＢＧ１）を介して増幅用光ファイバ（ＡＦ）に入力される前方励起光を生成する前方励起光源（ＬＤ１１～ＬＤ１ｎ）のパワー（ＰＦ）、及び、低反射ミラー（ＦＢＧ２）を介して上記増幅用光ファイバ（ＡＦ）に入力される後方励起光を生成する後方励起光源（ＬＤ２１～ＬＤ２ｍ）のパワー（ＰＢ）を設定する工程を含み、上記後方励起光のパワー（ＰＢ）が上記前方励起光のパワー（ＰＦ）よりも大きく設定されている、ことを特徴とする。
　上記の構成によれば、増幅用光ファイバにて生成されるストークス光のパワーを低下させることができる。
　本発明の実施形態に係るファイバレーザは、例えば、増幅用光ファイバ（ＡＦ）と、上記増幅用光ファイバ（ＡＦ）の一端側に設けられた高反射ミラー（ＦＢＧ１）と、上記増幅用光ファイバ（ＡＦ）の他端側に設けられた低反射ミラー（ＦＢＧ２）と、上記前方励起光を生成する前方励起光源（ＬＤ１１～ＬＤ１ｎ）と、上記後方励起光を生成する後方励起光源（ＬＤ２１～ＬＤ２ｍ）と、を含んで構成される。この場合、上記低反射ミラーを介して上記増幅用光ファイバに入力される上記後方励起光のパワーを、上記高反射ミラーを介して上記増幅用光ファイバに入力される上記前方励起光のパワーよりも大きくすることによって、上記の効果が得られる。
　本発明の実施形態に係るファイバレーザ（ＦＬ）において、上記増幅用光ファイバ（ＡＦ）は、フューモードファイバである、ことが好ましい。
　上記の構成によれば、増幅用光ファイバがシングルモードファイバである場合と比べて、増幅用光ファイバにおいて誘導ラマン散乱により生成されるストークス光のパワーを小さく抑えることができる。
　本発明の実施形態に係るファイバレーザ（ＦＬ）において、上記増幅用光ファイバ（ＡＦ）は、上記低反射ミラー（ＦＢＧ２）側の端部が外周側に配置されるように巻かれている、ことが好ましい。
　上記の構成によれば、低反射ミラーに接続された端部が内側に配置されるように巻かれている場合と比べて、増幅用ファイバの放熱をより効率的に行うことができる。
　本発明の実施形態に係るファイバレーザ（ＦＬ）においては、当該ファイバレーザ（ＦＬ）の起動シーケンスにおいて、上記前方励起光源（ＬＤ１１～ＬＤ１ｎ）の点灯タイミングと上記後方励起光源（ＬＤ２１～ＬＤ２ｍ）の点灯タイミングとが異なる、ことが好ましい。
　上記の構成によれば、前方励起光源と後方励起光源とを同時点灯する場合と比べて、前方励起光源及び後方励起光源を点灯する際に生じ得るファイバレーザの動作の不安定化を回避することができる。
　本発明の実施形態に係るファイバレーザ（ＦＬ）において。上記後方励起光源（ＬＤ２１～ＬＤ２ｍ）を構成するレーザダイオード（ＬＤ２ｊ）の個数は、上記前方励起光源（ＬＤ１１～ＬＤ１ｎ）を構成するレーザダイオード（ＬＤ１ｉ）の個数よりも多い、ことが好ましい。
　上記の構成によれば、後方励起光源を構成するレーザダイオードの個数を、前方励起光源を構成するレーザダイオードの個数以下とする場合と比べて、レーザダイオード１個当たりの出力を小さく抑えることができる。その結果、後方励起光源を構成する各レーザダイオードを長寿命化することができる。
　〔付記事項〕
　本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
　ＦＬ　　　　　　　　　ファイバレーザ
　ＬＤ１１～ＬＤ１ｎ　　前方レーザダイオード
　ＰＣ１　　　　　　　　前方励起コンバイナ
　ＦＢＧ１　　　　　　　高反射ファイバブラッググレーティング
　ＡＦ　　　　　　　　　増幅用光ファイバ
　ＦＢＧ２　　　　　　　低反射ファイバブラッググレーティング
　ＬＤ２１～ＬＤ２ｍ　　後方レーザダイオード
　ＰＣ２　　　　　　　　後方励起コンバイナ

Claims (8)

  1. 　双方向励起型のファイバレーザであって、後方励起光のパワーが前方励起光のパワーよりも大きい、ことを特徴とするファイバレーザ。
  2. 　増幅用光ファイバと、
    　上記増幅用光ファイバの一端側に設けられた高反射ミラーと、
    　上記増幅用光ファイバの他端側に設けられた低反射ミラーと、
    　上記前方励起光を生成する前方励起光源と、
    　上記後方励起光を生成する後方励起光源と、を備え、
    　上記低反射ミラーを介して上記増幅用光ファイバに入力される上記後方励起光のパワーが上記高反射ミラーを介して上記増幅用光ファイバに入力される上記前方励起光のパワーよりも大きい、
    ことを特徴とする請求項１に記載のファイバレーザ。
  3. 　上記増幅用光ファイバは、フューモードファイバである、
    ことを特徴とする請求項２に記載のファイバレーザ。
  4. 　上記増幅用光ファイバは、上記低反射ミラー側の端部が外周側に配置されるように巻かれている、
    ことを特徴とする請求項２又は３に記載のファイバレーザ。
  5. 　当該ファイバレーザの起動シーケンスにおいて、上記前方励起光源の点灯タイミングと上記後方励起光源の点灯タイミングとが異なる、
    ことを特徴とする請求項２～４の何れか１項に記載のファイバレーザ。
  6. 　上記後方励起光源を構成するレーザダイオードの個数は、上記前方励起光源を構成するレーザダイオードの個数よりも多い、
    ことを特徴とする請求項２～５の何れか１項に記載のファイバレーザ。
  7. 　双方向励起型のファイバレーザにおいて励起光を供給する供給方法であって、
    　高反射ミラーを介して増幅用光ファイバに前方励起光を入力すると共に、低反射ミラーを介して上記増幅用光ファイバに後方励起光を入力する工程を含み、
    　上記後方励起光のパワーが上記前方励起光のパワーよりも大きい、
    ことを特徴とする供給方法。
  8. 　双方向励起型のファイバレーザを製造する製造方法であって、
    　高反射ミラーを介して増幅用光ファイバに入力される前方励起光を生成する前方励起光源のパワー、及び、低反射ミラーを介して上記増幅用光ファイバに入力される後方励起光を生成する後方励起光源のパワーを設定する工程を含み、
    　上記後方励起光のパワーが上記前方励起光のパワーよりも大きく設定されている、
    ことを特徴とする製造方法。
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