JP6731099B1 - ファイバレーザ、及び、レーザ光の出力方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】両側から波長の異なるレーザ光を出力することが可能なファイバレーザを実現する。【解決手段】ファイバレーザ（１）は、ゲインファイバ（１１）と、ゲインファイバ（１１）の第１の端部（１１ａ）から出射されるレーザ光の光路上に設けられた第１の低反射ミラー（１２ａ）及び第２の高反射ミラー（１３ｂ）と、ゲインファイバ（１１）の第２の端部（１１ｂ）から出射されるレーザ光の光路上に設けられた第２の低反射ミラー（１２ｂ）及び第１の高反射ミラー（１３ａ）と、を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、ファイバレーザに関する。また、ファイバレーザを用いたレーザ光の出力方法に関する。
材料（例えば、金属）の加工（例えば、切断、溶接、又は切削）において、ブレードやドリルなどを用いた機械加工の代わりに、加工精度及び加工速度に優れたレーザ加工が用いられ始めている。レーザ加工に用いるレーザ光源としては、レーザ光のスポット径を小さくすることが容易なファイバレーザが特に有望である。
ファイバレーザは、ゲインファイバの一端に設けられた低反射ミラーと、ゲインファイバの他端に設けられた高反射ミラーと、により構成される共振器を用いて、レーザ光を再帰的に増幅する。再帰的に増幅されたレーザ光は、低反射ミラーを介して共振器の外部に出力される。ゲインファイバは、通常、コアに希土類元素が添加されたダブルクラッドファイバにより構成される。また、低反射ミラー及び高反射ミラーは、通常、ファイバブラッググレーティングにより構成される。このようなファイバレーザを開示した文献としては、例えば、特許文献１が挙げられる。
なお、ファイバレーザは、加工用のレーザ光源としてだけでなく、通信用のレーザ光源としても用いられることもある。
特開２０１７−１８７５５４号公報
上述したファイバレーザは、ゲインファイバの両端に設けられたミラーの一方（低反射ミラー側）からしかレーザ光を出力することができない。このため、或る条件の下では一方のミラーから出力されたレーザ光を利用し、他の条件の下では他方のミラーから出力されたレーザ光を利用するといった、柔軟な使い方ができない。また、上述したファイバレーザは、単一の波長（低反射ミラーの反射波長帯域と高反射ミラーの反射波長帯域との重複部分に属する波長）のレーザ光しか出力することができない。このため、或る条件の下では第１の波長のレーザ光を利用し、他の条件の下では第２の波長のレーザ光を利用するといった、柔軟な使い方ができない。
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものである。本発明の或る態様は、両側から波長の異なるレーザ光を出力することが可能なファイバレーザを実現することを一目的とする。また、本発明の他の態様は、ファイバレーザの両側から波長の異なるレーザ光を出力することが可能なレーザ光の出力方法を実現することを目的とする。
本発明の態様１に係るファイバレーザにおいては、ゲインファイバと、前記ゲインファイバの第１の端部から出射されるレーザ光の光路上に設けられた第１の低反射ミラー及び第２の高反射ミラーと、前記ゲインファイバの第２の端部から出射されるレーザ光の光路上に設けられた第２の低反射ミラー及び第１の高反射ミラーと、を備えており、前記第１の低反射ミラーの反射波長帯域の少なくとも一部を前記第１の高反射ミラーの反射波長帯域の少なくとも一部と重複させること、及び、前記第２の低反射ミラーの反射波長帯域の少なくとも一部を前記第２の高反射ミラーの反射波長帯域の少なくとも一部と重複させることが可能であり、且つ、前記第１の高反射ミラーの反射波長帯域と前記第２の高反射ミラーの反射波長帯域とが重複していない、構成が採用されている。
上記の構成によれば、第１の低反射ミラーの反射波長帯域の少なくとも一部を第１の高反射ミラーの反射波長帯域の少なくとも一部と重複させることにより、これら２つの反射波長帯域の共通部分に属する第１の波長のレーザ光を、第１の低反射ミラー側から出力することができる。また、上記の構成によれば、第２の低反射ミラーの反射波長帯域の少なくとも一部を第２の高反射ミラーの反射波長帯域の少なくとも一部と重複させることにより、これら２つの反射波長帯域の共通部分に属する第２の波長のレーザ光を、第２の低反射ミラー側から出力することができる。すなわち、上記の構成によれば、両側から異なる波長のレーザ光を出力することが可能なファイバレーザを実現することができる。
本発明の態様２に係るファイバレーザにおいては、態様１に係るファイバレーザの構成に加えて、前記第１の低反射ミラー及び前記第１の高反射ミラーにより構成される第１の共振器によって再帰的に増幅され、前記第１の低反射ミラーを透過した第１の波長のレーザ光を出力する第１の動作モードと、前記第２の低反射ミラー及び前記第２の高反射ミラーにより構成される第２の共振器によって再帰的に増幅され、前記第２の低反射ミラーを透過した第２の波長のレーザ光を出力する第２の動作モードと、を有し、前記第１の動作モードと前記第２の動作モードとを切り替える動作モード切替機構を更に備えている、構成が採用されている。
上記の構成によれば、第１の波長のレーザ光を第１の低反射ミラー側から出力する第１の動作モードと、第２の波長のレーザ光を第２の低反射ミラー側から出力する第２の動作モードとを、自在に切り替えることができる。
本発明の態様３に係るファイバレーザにおいては、態様２に係るファイバレーザの構成に加えて、前記動作モード切替機構は、前記第１の低反射ミラー、前記第２の低反射ミラー、前記第１の高反射ミラー、及び前記第２の高反射ミラーのうち、少なくとも１つのミラーの反射波長帯域を変更することによって、動作モードを切り替える、構成が採用されている。
上記の構成によれば、第１の波長のレーザ光を第１の低反射ミラー側から出力する第１の動作モードと、第２の波長のレーザ光を第２の低反射ミラー側から出力する第２の動作モードとを、より確実に切り替えることができる。
本発明の態様４に係るファイバレーザにおいては、態様３に係るファイバレーザの構成に加えて、前記少なくとも１つのミラーは、ファイバブラッググレーティングにより構成されており、前記動作モード切替機構は、前記ファイバブラッググレーティングに作用する張力を変更することによって、又は、前記ファイバブラッググレーティングの温度を変更することによって、前記ファイバブラッググレーティングの反射波長帯域を変更する、構成が採用されている。
上記の構成によれば、第１の波長のレーザ光を第１の低反射ミラー側から出力する第１の動作モードと、第２の波長のレーザ光を第２の低反射ミラー側から出力する第２の動作モードとを、より確実に、且つ、より簡単に切り替えることができる。
本発明の態様５に係るファイバレーザにおいては、態様２に係るファイバレーザの構成に加えて、前記動作モード切替機構は、前記第１の共振器を構成する光導波路の損失又は前記第２の共振器を構成する光導波路の損失を変更することによって、動作モードを切り替える、構成が採用されている。
上記の構成によれば、第１の波長のレーザ光を第１の低反射ミラー側から出力する第１の動作モードと、第２の波長のレーザ光を第２の低反射ミラー側から出力する第２の動作モードとを、より確実に切り替えることができる。
本発明の態様６に係るファイバレーザにおいては、態様１〜５の何れかに係るファイバレーザの構成に加えて、前記ゲインファイバの前記第１の端部に近い方から前記第２の高反射ミラーと前記第１の低反射ミラーとがこの順に配置されている、構成が採用されている。
上記の構成によれば、第１の低反射ミラーが第２の低反射ミラー及び第２の高反射ミラーにより構成される第２の共振器の外部に配置される。したがって、第１の低反射ミラーが、第２の共振器を構成する光導波路の損失を増加させ、第２の共振器におけるレーザ光の再帰的な増幅を妨げることを抑制することができる。
本発明の態様７に係るファイバレーザにおいては、態様６に係るファイバレーザの構成に加えて、前記第２の高反射ミラーと前記第１の低反射ミラーとの間に、前記第１の端部を介して前記ゲインファイバに励起光を供給するための第１の励起コンバイナが設けられている、構成が採用されている。
上記の構成によれば、励起光が第１の低反射ミラーを透過することによって生じ得る、第１の低反射ミラーの長期信頼性の低下、及び、励起光の損失を抑えることができる。
本発明の態様８に係るファイバレーザにおいては、態様１〜７の何れかに係るファイバレーザの構成に加えて、前記ゲインファイバの前記第２の端部に近い方から前記第１の高反射ミラーと前記第２の低反射ミラーとがこの順に配置されている、構成が採用されている。
上記の構成によれば、第２の低反射ミラーが第１の低反射ミラー及び第１の高反射ミラーにより構成される第１の共振器の外部に配置される。したがって、第２の低反射ミラーが、第１の共振器を構成する光導波路の損失を増加させ、第１の共振器におけるレーザ光の再帰的な増幅を妨げることを抑制することができる。
本発明の態様９に係るファイバレーザにおいては、態様８に係るファイバレーザの構成に加えて、前記第１の高反射ミラーと前記第２の低反射ミラーとの間に、前記第２の端部を介して前記ゲインファイバに励起光を供給するための第２の励起コンバイナが設けられている、構成が採用されている。
上記の構成によれば、励起光が第２の低反射ミラーを透過することによって生じ得る、第２の低反射ミラーの長期信頼性の低下、及び、励起光の損失を抑えることができる。
本発明の態様１０に係るファイバレーザにおいては、態様１〜９の何れかに係るファイバレーザの構成に加えて、第１のコア、及び、前記第１のコアを取り囲む第２のコアを有する出力ファイバを更に備えており、前記第１の低反射ミラーを透過したレーザ光が前記第１のコアに結合されると共に、前記第２の低反射ミラーを透過したレーザ光が前記第２のコアに結合されるか、又は、前記第１の低反射ミラーを透過したレーザ光が前記第２のコアに結合されると共に、前記第２の低反射ミラーを透過したレーザ光が前記第１のコアに結合される、構成が採用されている。
上記の構成によれば、ビーム径の小さい第１のレーザビームとビーム径の大きい第２のレーザビームとを出力ファイバから出力することが可能なファイバレーザを実現することができる。
なお、ゲインファイバの片側からしかレーザ光を出力することができない従来のファイバレーザを用いて上記の効果を得ようとした場合、ゲインファイバ及び励起光源を二組用いる必要があるので、ゲインファイバ及び励起光源の利用効率が低下するという問題を生じ易い。これに対して、ゲインファイバの両側からレーザ光を出力することが可能な本発明のファイバレーザを用いて上記の効果を得ようとした場合、ゲインファイバ及び励起光源を一組用いれば十分なので、ゲインファイバ及び励起光源の利用効率が低下するという問題を生じ難い。
本発明の態様１１に係るレーザ光の出力方法においては、ゲインファイバの第１の端部から出射するレーザ光の光路上に配置された第１の低反射ミラーと前記ゲインファイバの第２の端部から出射するレーザ光の光路上に配置された第１の高反射ミラーとにより構成される第１の共振器によって再帰的に増幅され、前記第１の低反射ミラーを透過したレーザ光を出力する第１の工程と、前記ゲインファイバの前記第２の端部から出射するレーザ光の光路上に配置された第２の低反射ミラーと前記ゲインファイバの前記第１の端部から出射するレーザ光の光路上に配置された第２の高反射ミラーとにより構成される第２の共振器によって再帰的に増幅され、前記第２の低反射ミラーを透過したレーザ光を出力する第２の工程と、を含んでいる、構成が採用されている。
上記の構成によれば、第１の工程において、第１の低反射ミラーの反射波長帯域と第１の高反射ミラーの反射波長帯域との共通部分に属する第１の波長のレーザ光を、第１の低反射ミラー側から出力することができる。また、上記の構成によれば、第２の工程において、第２の低反射ミラーの反射波長帯域と第２の高反射ミラーの反射波長帯域との共通部分に属する第２の波長のレーザ光を、第２の低反射ミラー側から出力することができる。すなわち、上記の構成によれば、両側から異なる波長のレーザ光を出力することが可能なレーザ光の出力方法を実現することができる。
本発明の或る態様によれば、両側から波長の異なるレーザ光を出力することが可能なファイバレーザを実現することができる。また、本発明の他の態様によれば、ファイバレーザの両側から波長の異なるレーザ光を出力することが可能なレーザ光の出力方法を実現することができる。
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のファイバレーザに関し、第１の低反射ミラーの反射波長帯域をシフトさせる前後の、第１の低反射ミラー、第２の低反射ミラー、第１の高反射ミラー、及び第２の高反射ミラーの反射波長帯域の関係を例示した図である。 図１のファイバレーザに関し、第２の低反射ミラーの反射波長帯域をシフトさせる前後の、第１の低反射ミラー、第２の低反射ミラー、第１の高反射ミラー、及び第２の高反射ミラーの反射波長帯域の関係を例示した図である。 図１のファイバレーザの第１の変形例を示すブロック図である。 図１のファイバレーザの第２の変形例を示すブロック図である。 図１のファイバレーザの第３の変形例を示すブロック図である。
（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１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１の構成を表すブロック図である。
ファイバレーザ１は、図１に示すように、ゲインファイバ１１と、低反射ミラー１２ａ，１２ｂと、高反射ミラー１３ａ，１３ｂと、励起コンバイナ１４ａ，１４ｂと、励起光源群１５ａ，１５ｂと、デリバリファイバ１６ａ，１６ｂと、を備えている。
ゲインファイバ１１は、励起光のエネルギーを用いてレーザ光を増幅する機能を有する光ファイバである。
なお、本実施形態においては、ゲインファイバ１１として、コアに希土類元素が添加されたダブルクラッドファイバを用いている。ただし、ゲインファイバ１１は、ダブルクラッドファイバに限定されない。すなわち、レーザ光を導波する導波路（コアに相当）と、励起光を導波する導波路（クラッドに相当）と、を備えた光ファイバであれば、ゲインファイバ１１として用いることができる。また、本実施形態においては、コアに添加する希土類元素として、イッテルビウムを用いている。ただし、コアに添加する希土類元素は、イッテルビウムに限定されない。例えば、ツリウム、セリウム、ネオジウム、ユーロピウム、エルビウムなど、イッテルビウム以外の希土類元素をコアに添加してもよい。
ゲインファイバ１１の第１の端部１１ａから出射するレーザ光の光路上には、第１の低反射ミラー１２ａと、第２の高反射ミラー１３ｂと、が設けられている。一方、ゲインファイバ１１の第２の端部１１ｂから出射するレーザ光の光路上には、第２の低反射ミラー１２ｂと、第１の高反射ミラー１３ａと、が設けられている。第１の高反射ミラー１３ａ及び第２の高反射ミラー１３ｂは、反射波長帯域が互いに重複しないように構成されており、第１の高反射ミラー１３ａと第２の高反射ミラー１３ｂとにより共振器が構成されないようになっている。なお、反射波長帯域とは、その波長における反射率と最大反射率（反射率が最大になる波長における反射率）との差が２０ｄＢ以下になる波長の範囲のことを指す。
ファイバレーザ１においては、後述するように、第１の低反射ミラー１２ａの反射波長帯域の少なくとも一部と第１の高反射ミラー１３ａの反射波長帯域の少なくとも一部とを、互いに重複させることが可能である。このとき、ゲインファイバ１１の両端に設けられた第１の低反射ミラー１２ａ及び第１の高反射ミラー１３ａは、これら２つの反射波長帯域の重複部分に属する波長λａのレーザ光を再帰的に増幅する第１の共振器Ｏａを構成する。波長λａにおいて、第１の低反射ミラー１２ａの反射率（例えば、１０％以下）は、第１の高反射ミラー１３ａの反射率（例えば、９５％以上）よりも低い。したがって、第１の共振器Ｏａにて再帰的に増幅された波長λａのレーザ光は、主に、第１の低反射ミラー１２ａを介して第１の共振器Ｏａの外部に出力される。
ここで、本実施形態においては、第１の高反射ミラー１３ａと、第２の低反射ミラー１２ｂとを、ゲインファイバ１１の第２の端部１１ｂに近い方から、この順に並べる配置が採用されている。すなわち、第２の低反射ミラー１２ｂは、第１の共振器Ｏａの外部に配置されている。したがって、第２の低反射ミラー１２ｂによって、第１の共振器Ｏａにおけるレーザ光の再帰的な増幅が妨げられる可能性を低減することができる。
また、ファイバレーザ１においては、後述するように、第２の低反射ミラー１２ｂの反射波長帯域の少なくとも一部と第２の高反射ミラー１３ｂの反射波長帯域の少なくとも一部とを、互いに重複させることが可能である。このとき、ゲインファイバ１１の両端に設けられた第２の低反射ミラー１２ｂ及び第２の高反射ミラー１３ｂは、これら２つの反射波長帯域の重複部分に属する波長λｂのレーザ光を再帰的に増幅する第２の共振器Ｏｂを構成する。波長λｂにおいて、第２の低反射ミラー１２ｂの反射率（例えば、１０％以下）は、第２の高反射ミラー１３ｂの反射率（例えば、９５％以上）よりも低い。したがって、第２の共振器Ｏｂにて再帰的に増幅された波長λｂのレーザ光は、主に、第２の低反射ミラー１２ｂを介して第２の共振器Ｏｂの外部に出力される。
ここで、本実施形態においては、第２の高反射ミラー１３ｂと、第１の低反射ミラー１２ａとを、ゲインファイバ１１の第１の端部１１ａに近い方から、この順に並べる配置が採用されている。すなわち、第１の低反射ミラー１２ａが第２の共振器Ｏｂの外部に配置されている。したがって、第１の低反射ミラー１２ａによって、第２の共振器Ｏｂにおけるレーザ光の再帰的な増幅が妨げられる可能性を低減することができる。
なお、本実施形態においては、第１の低反射ミラー１２ａ、第２の低反射ミラー１２ｂ、第１の高反射ミラー１３ａ、及び第２の高反射ミラー１３ｂとして、ファイバブラッググレーティング（コアにブラッググレーティングが書き込まれた光ファイバ）を用いている。ここで、第１の低反射ミラー１２ａ、第２の低反射ミラー１２ｂ、第１の高反射ミラー１３ａ、及び第２の高反射ミラー１３ｂとして機能するブラッググレーティングを書き込む光ファイバは、ゲインファイバ１１に融着された、ゲインファイバ１１とは異なる光ファイバであってもよいし、ゲインファイバ１１であってもよい。ただし、第１の低反射ミラー１２ａ、第２の低反射ミラー１２ｂ、第１の高反射ミラー１３ａ、及び第２の高反射ミラー１３ｂは、ファイバブラッググレーティングに限定されない。波長λａ及び波長λｂにおける反射率が第１の高反射ミラー１３ａ及び第２の高反射ミラー１３ｂよりも低い（例えば、１０％以下）のミラーであれば、それぞれ、第１の低反射ミラー１２ａ及び第２の低反射ミラー１２ｂとして利用することが可能である。また、波長λａ及び波長λｂにおける反射率が第１の低反射ミラー１２ａ及び第２の低反射ミラー１２ｂよりも高い（例えば、９５％以上）のミラーであれば、それぞれ、第１の高反射ミラー１３ａ及び第２の高反射ミラー１３ｂとして用いることが可能である。
第１の励起コンバイナ１４ａは、少なくとも１個の共振器側ポート１４ａｘと、少なくともｍ個の光源群側入力ポート１４ａｙ１〜１４ａｙｍ（ｍは、第１の励起光源群１５ａを構成する励起光源の個数を表す任意の自然数）と、少なくとも１個の光源群側出力ポート１４ａｚと、を備えている。第１の励起コンバイナ１４ａの共振器側ポート１４ａｘは、第１の低反射ミラー１２ａ及び第２の高反射ミラー１３ｂを介して、ゲインファイバ１１の第１の端部１１ａに接続されている。第１の励起コンバイナ１４ａの各光源群側入力ポート１４ａｉ（ｉ＝１，２，…，ｍ）は、第１の励起光源群１５ａを構成する励起光源１５ａｉに接続されている。励起光源１５ａ１〜１５ａｍの各々にて生成された励起光は、第１の励起コンバイナ１４ａを介して、ゲインファイバ１１のクラッドに入力され、ゲインファイバ１１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、第１の励起コンバイナ１４ａの光源群側出力ポート１４ａｚは、第１のデリバリファイバ１６ａに接続されている。第１の共振器Ｏａにて生成された波長λａのレーザ光は、第１の励起コンバイナ１４ａを介して第１のデリバリファイバ１６ａに入力される。
なお、本実施形態においては、励起光源１５ａ１〜１５ａｍとして、レーザダイオードを用いている。ただし、励起光源１５ａ１〜１５ａｍは、レーザダイオードに限定されない。すなわち、ゲインファイバ１１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ことが可能な光を出力可能な光源であれば、励起光源１５ａ１〜１５ａｍとして利用することができる。また、本実施形態においては第１のデリバリファイバ１６ａとして、フューモードファイバを用いている。ただし、第１のデリバリファイバ１６ａは、フューモードファイバに限定されない。すなわち、第１の共振器Ｏａから出力されたレーザ光を導波可能な光ファイバであれば、シングルモードファイバ、又は、フューモードファイバ以外のマルチモードファイバであっても、第１のデリバリファイバ１６ａとして用いることが可能である。なお、フューモードファイバとは、マルチモードファイバ（導波モードの数が２以上の光ファイバ）のうち、導波モードの数が２５以下の光ファイバのことを指す。
第２の励起コンバイナ１４ｂは、少なくとも１個の共振器側ポート１４ｂｘと、少なくともｎ個の光源群側入力ポート１４ｂｙ１〜１４ｂｙｎ（ｎは、第２の励起光源群１５ｂを構成する励起光源の個数を表す任意の自然数）と、少なくとも１個の光源群側出力ポート１４ｂｚと、を備えている。第２の励起コンバイナ１４ｂの共振器側ポート１４ｂｘは、第２の低反射ミラー１２ｂ及び第１の高反射ミラー１３ａを介して、ゲインファイバ１１の第２の端部１１ｂに接続されている。第２の励起コンバイナ１４ｂの各光源群側入力ポート１４ｂｊ（ｊ＝１，２，…，ｎ）は、第２の励起光源群１５ｂを構成する励起光源１５ｂｊに接続されている。励起光源１５ｂ１〜１５ｂｎの各々にて生成された励起光は、第２の励起コンバイナ１４ｂを介して、ゲインファイバ１１のクラッドに入力され、ゲインファイバ１１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、第２の励起コンバイナ１４ｂの光源群側出力ポート１４ｂｚは、第２のデリバリファイバ１６ｂに接続されている。第２の共振器Ｏｂにて生成された波長λｂのレーザ光は、第２の励起コンバイナ１４ｂを介して第２のデリバリファイバ１６ｂに入力される。
なお、本実施形態においては、励起光源１５ｂ１〜１５ｂｎとして、レーザダイオードを用いている。ただし、励起光源１５ｂ１〜１５ｂｎは、レーザダイオードに限定されない。すなわち、ゲインファイバ１１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ことが可能な光を出力可能な光源であれば、励起光源１５ｂ１〜１５ｂｎとして利用することができる。また、本実施形態においては、第２のデリバリファイバ１６ｂとして、フューモードファイバを用いている。ただし、第２のデリバリファイバ１６ｂは、フューモードファイバに限定されない。すなわち、第２の共振器Ｏｂから出力されたレーザ光を導波可能な光ファイバであれば、シングルモードファイバ、又は、フューモードファイバ以外のマルチモードファイバであっても、第２のデリバリファイバ１６ｂとして用いることが可能である。
なお、本実施形態において、ファイバレーザ１は、第１の励起光源群１５ａと第２の励起光源群１５ｂとを備えた双方向励起型のファイバレーザとして実現されているが、本発明は、これに限定されない。すなわち、ファイバレーザ１は、第１の励起光源群１５ａのみを備えた片方向励起型のファイバレーザとして実現することもできるし、第２の励起光源群１５ｂのみを備えた片方向励起型のファイバレーザとして実現することもできる。また、ファイバレーザ１は、これらの端面励起型のファイバレーザに限定されず、側面励起型のファイバレーザであってもよい。なお、端面励起型のファイバレーザとは、ゲインファイバの端面からゲインファイバに励起光を入力するタイプのファイバレーザのことを指し、側面励起型のファイバレーザとは、ゲインファイバの側面からゲインファイバに励起光を入力するタイプのファイバレーザのことを指す。
（ファイバレーザの動作）
ファイバレーザ１の動作について、図２及び図３を参照して説明する。
ファイバレーザ１は、以下に説明する３つの動作モードを取り得る。
第１の動作モードは、第１の共振器Ｏａにて増幅された波長λａのレーザ光を、第１の低反射ミラー１２ａを介して出力する動作モードである。第１の動作モードにおいては、励起光源群１５ａ，１５ｂから出力された励起光のエネルギーが、主に、第１の共振器Ｏａにおいて波長λａのレーザ光を増幅するために消費される。したがって、第２の共振器Ｏｂにおける波長λｂのレーザ光の増幅は、行われないか、行われたとしても無視し得る程度である。第１の動作モードは、第１の共振器Ｏａのゲインが第２の共振器Ｏｂのゲインよりも高いときに実現される。なお、第１の共振器Ｏａのゲインとは、第１の共振器Ｏａを構成する光導波路（本実施形態においては、第１の低反射ミラー１２ａ、第２の高反射ミラー１３ｂ、ゲインファイバ１１、及び第１の高反射ミラー１３ａにより構成される光導波路）における損失も考慮に入れたゲインのことを指す。同様に、第２の共振器Ｏｂのゲインとは、第２の共振器Ｏｂを構成する光導波路（本実施形態においては、第２の低反射ミラー１２ｂ、第１の高反射ミラー１３ａ、ゲインファイバ１１、及び第２の高反射ミラー１３ｂにより構成される光導波路）における損失も考慮に入れたゲインのことを指す。
第２の動作モードは、第２の共振器Ｏｂにて増幅された波長λｂのレーザ光を、第２の低反射ミラー１２ｂを介して出力する動作モードである。第２の動作モードにおいては、励起光源群１５ａ，１５ｂから出力された励起光のエネルギーが、主に、第２の共振器Ｏｂにおいて波長λｂのレーザ光を増幅するために消費される。したがって、第１の共振器Ｏａにおける波長λａのレーザ光の増幅は、行われないか、行われたとしても無視し得る程度である。第２の動作モードは、第２の共振器Ｏｂのゲインが第１の共振器Ｏａのゲインよりも高いときに実現される。
第３の動作モードは、第１の共振器Ｏａにて増幅された波長λａのレーザ光を、第１の低反射ミラー１２ａを介して出力すると共に、第２の共振器Ｏｂにて増幅された波長λｂのレーザ光を、第２の低反射ミラー１２ｂを介して出力する動作モードである。第３の動作モードにおいては、励起光源群１５ａ，１５ｂから出力された励起光のエネルギーが、第１の共振器Ｏａにおいて波長λａのレーザ光を増幅するために利用されると共に、第２の共振器Ｏｂにおいて波長λｂのレーザ光を増幅するために利用される。第３の動作モードは、第１の共振器Ｏａのゲインと第２の共振器Ｏｂのゲインとが丁度等しくなったときに実現される。
ファイバレーザ１は、動作モードを切り替えるための機構（特許請求の範囲における「動作モード切替機構」に相当）として、第１の反射波長帯域変更機構１７ａ及び第２の反射波長帯域変更機構１７ｂを有している。
第１の反射波長帯域変更機構１７ａは、第１の低反射ミラー１２ａの反射波長帯域を変更するための機構である。本実施形態においては、第１の反射波長帯域変更機構１７ａとして、第１の低反射ミラー１２ａとして機能するファイバブラッググレーティングに作用する張力を変更する機構を用いている。このファイバブラッググレーティングに作用する張力を大きくすると、このファイバブラッググレーティングの周期が大きくなり、第１の低反射ミラー１２ａの反射波長帯域が長波長側へとシフトする。逆に、このファイバブラッググレーティングに作用する張力を小さくすると、このファイバブラッググレーティングの周期が小さくなり、第１の低反射ミラー１２ａの反射波長帯域が短波長側へとシフトする。
図２は、第１の反射波長帯域変更機構１７ａが第１の低反射ミラー１２ａの反射波長帯域を長波長側にシフトさせる前後の、第１の低反射ミラー１２ａ、第２の低反射ミラー１２ｂ、第１の高反射ミラー１３ａ、及び第２の高反射ミラー１３ｂの反射波長帯域の関係を例示した図である。
第１の低反射ミラー１２ａの反射波長帯域の帯域幅は、例えば、０．３ｎｍ以上３ｎｍ以下（図示した例では２ｎｍ）に設定され、第１の高反射ミラー１３ａの反射波長帯域の帯域幅は、例えば、４ｎｍ以上５ｎｍ以下（図示した例では４ｎｍ）に設定される。また、第１の低反射ミラー１２ａの反射波長帯域の中心波長は、例えば、１０８１ｎｍに設定され、第１の高反射ミラー１３ａの反射波長帯域の中心波長は、例えば、１０８０ｎｍに設定される。
図２に示したように、第１の低反射ミラー１２ａの反射波長帯域を長波長側にシフトさせると、第１の低反射ミラー１２ａの反射波長帯域と第１の高反射ミラー１３ａの反射波長帯域との重複部分が減るか（図示した例では、シフト量が２ｎｍ未満のとき）、又は、無くなる（図示した例では、シフト量が２ｎｍ以上のとき）。その結果、第２の共振器Ｏｂのゲインが第１の共振器Ｏａのゲインよりも高くなり、上述した第２の動作モードへの遷移が実現される。なお、図２においては、第１の低反射ミラー１２ａの反射波長帯域をシフトさせる前に、第１の低反射ミラー１２ａの反射波長帯域が第１の高反射ミラー１３ａの反射波長帯域に包含される構成を例示しているが、これに限定されない。例えば、第１の高反射ミラー１３ａの反射波長帯域の上限波長を、第１の低反射ミラー１２ａの反射波長帯域の上限波長よりも短くしてもよい。これにより、第１の低反射ミラー１２ａの反射波長帯域のシフト量をより小さくしても、第２の動作モードへの遷移が可能になる。
なお、本実施形態においては、第１の反射波長帯域変更機構１７ａとして、第１の低反射ミラー１２ａとして機能するファイバブラッググレーティングに作用する張力を変更する機構を用いているが、本発明はこれに限定されない。例えば、ペルチェ素子等を用いて第１の低反射ミラー１２ａとして機能するファイバブラッググレーティングの温度を変更する機構を、第１の反射波長帯域変更機構１７ａとして用いてもよい。この場合、このファイバブラッググレーティングの温度を高くすると、主にガラスの熱膨張により、このファイバブラッググレーティングの周期が大きくなり、その結果、第１の低反射ミラー１２ａの反射波長帯域が長波長側へとシフトする。逆に、このファイバブラッググレーティングの温度を低くすると、主にガラスの熱収縮により、このファイバブラッググレーティングの周期が小さくなり、その結果、第１の低反射ミラー１２ａの反射波長帯域が短波長側へとシフトする。
第２の反射波長帯域変更機構１７ｂは、第２の低反射ミラー１２ｂの反射波長帯域を変更するための機構である。本実施形態においては、第２の反射波長帯域変更機構１７ｂとして、第２の低反射ミラー１２ｂとして機能するファイバブラッググレーティングに作用する張力を変更する機構を用いている。このファイバブラッググレーティングに作用する張力を大きくすると、このファイバブラッググレーティングの周期が大きくなり、第２の低反射ミラー１２ｂの反射波長帯域が長波長側へとシフトする。逆に、このファイバブラッググレーティングに作用する張力を小さくすると、このファイバブラッググレーティングの周期が小さくなり、第２の低反射ミラー１２ｂの反射波長帯域は、短波長側へとシフトする。
図３は、第２の反射波長帯域変更機構１７ｂが第２の低反射ミラー１２ｂの反射波長帯域を長波長側にシフトさせる前後の、第１の低反射ミラー１２ａ、第２の低反射ミラー１２ｂ、第１の高反射ミラー１３ａ、及び第２の高反射ミラー１３ｂの反射波長帯域の関係を例示した図である。
第２の低反射ミラー１２ｂの反射波長帯域の帯域幅は、例えば、０．３ｎｍ以上３ｎｍ以下（図示した例では２ｎｍ）に設定され、第２の高反射ミラー１３ｂの反射波長帯域の帯域幅は、例えば、４ｎｍ以上５ｎｍ以下（図示した例では４ｎｍ）に設定される。第２の低反射ミラー１２ｂの反射波長帯域の中心波長は、例えば、１０９１ｎｍに設定され、第２の高反射ミラー１３ｂの反射波長帯域の中心波長は、例えば、１０９０ｎｍに設定される。
図３に示したように、第２の低反射ミラー１２ｂの反射波長帯域を長波長側にシフトさせると、第２の低反射ミラー１２ｂの反射波長帯域と第２の高反射ミラー１３ｂの反射波長帯域との重複部分が減るか（図示した例では、シフト量が２ｎｍ未満のとき）、又は、無くなる（図示した例では、シフト量が２ｎｍ以上のとき）。その結果、第１の共振器Ｏａのゲインが第２の共振器Ｏｂのゲインよりも高くなり、上述した第１の動作モードへの遷移が実現される。なお、図３においては、第２の低反射ミラー１２ｂの反射波長帯域をシフトさせる前に、第２の低反射ミラー１２ｂの反射波長帯域が第２の高反射ミラー１３ｂの反射波長帯域に包含される構成を例示しているが、これに限定されない。例えば、第２の高反射ミラー１３ｂの反射波長帯域の上限波長を、第２の低反射ミラー１２ｂの反射波長帯域の上限波長よりも短くしてもよい。これにより、第２の低反射ミラー１２ｂの反射波長帯域のシフト量をより小さくしても、第１の動作モードへの遷移が可能になる。
なお、本実施形態においては、第２の反射波長帯域変更機構１７ｂとして、第２の低反射ミラー１２ｂとして機能するファイバブラッググレーティングに作用する張力を変更する機構を用いているが、本発明はこれに限定されない。例えば、ペルチェ素子等を用いて第２の低反射ミラー１２ｂとして機能するファイバブラッググレーティングの温度を変更する機構を、第２の反射波長帯域変更機構１７ｂとして用いてもよい。この場合、このファイバブラッググレーティングの温度を高くすると、主にガラスの熱膨張により、このファイバブラッググレーティングの周期が大きくなり、その結果、第２の低反射ミラー１２ｂの反射波長帯域が長波長側へとシフトする。逆に、このファイバブラッググレーティングの温度を低くすると、主にガラスの熱収縮により、このファイバブラッググレーティングの周期が小さくなり、その結果、第２の低反射ミラー１２ｂの反射波長帯域が短波長側へとシフトする。
また、本実施形態においては、第１の低反射ミラー１２ａの反射波長帯域及び第２の低反射ミラー１２ｂの反射波長帯域の両方を変更する構成を採用しているが、これに限定されない。例えば、第１の低反射ミラー１２ａの反射波長帯域及び第２の低反射ミラー１２ｂの反射波長帯域の一方を変更する構成を採用してもよいし、第１の高反射ミラー１３ａの反射波長帯域及び第２の高反射ミラー１３ｂの一方又は両方を変更する構成を採用してもよい。より一般的に言うと、第１の低反射ミラー１２ａ、第２の低反射ミラー１２ｂ、第１の高反射ミラー１３ａ、及び第２の高反射ミラー１３ｂのうち、少なくとも１つのミラーの反射波長帯域を変更する構成であればよい。動作モードの切り替えを実現するには、第１の共振器Ｏａのゲインと第２の共振器Ｏｂのゲインとの大小関係を変化させることができれば十分だからである。
（ファイバレーザの第１の変形例）
ファイバレーザ１の第１の変形例（以下、「ファイバレーザ１Ａ」とも記載する）について、図４を参照して説明する。図４は、本変形例に係るファイバレーザ１Ａの構成を示すブロック図である。なお、図４においては、第１の反射波長帯域変更機構１７ａ及び第２の反射波長帯域変更機構１７ｂの図示を省略している。
図１に示すファイバレーザ１と図４に示すファイバレーザ１Ａとの相違点は、第１の低反射ミラー１２ａ及び第２の低反射ミラー１２ｂの配置である。
すなわち、図１に示すファイバレーザ１においては、第１の低反射ミラー１２ａ及び第２の低反射ミラー１２ｂが、それぞれ、第１の励起コンバイナ１４ａ及び第２の励起コンバイナ１４ｂの共振器側に配置されている。このため、第１の低反射ミラー１２ａ及び第２の低反射ミラー１２ｂに、それぞれ、第１の励起光源群１５ａ及び第２の励起光源群１５ｂにて生成された励起光が入射することが避けられない。
これに対して、図４に示すファイバレーザ１Ａにおいては、第１の低反射ミラー１２ａ及び第２の低反射ミラー１２ｂが、それぞれ、第１の励起コンバイナ１４ａ及び第２の励起コンバイナ１４ｂの光源群側に配置されている。換言すれば、（１）第２の高反射ミラー１３ｂと第１の低反射ミラー１２ａとの間に、第１の端部１１ａ側からゲインファイバ１１に励起光を供給するための第１の励起コンバイナ１４ａが設けられると共に、（２）第１の高反射ミラー１３ａと第２の低反射ミラー１２ｂとの間に、第２の端部１１ｂ側からゲインファイバ１１に励起光を供給するための第２の励起コンバイナ１４ｂが設けられている。このため、第１の低反射ミラー１２ａ及び第２の低反射ミラー１２ｂに、それぞれ、第１の励起光源群１５ａ及び第２の励起光源群１５ｂにて生成された励起光が入射することが避けられる。
したがって、図４に示すファイバレーザ１Ａによれば、第１の低反射ミラー１２ａ及び第２の低反射ミラー１２ｂに励起光が入射することに起因する、第１の低反射ミラー１２ａ及び第２の低反射ミラー１２ｂの長期信頼性の低下を抑制することが可能である。例えば、ファイバブラッググレーティングは、（１）光ファイバの被覆を除去する工程、（２）光ファイバのコアにグレーティングを書き込む工程、（３）光ファイバをリコートする工程をこの順に実施することによって製造される。このため、ファイバブラッググレーティングにおいては、リコートの際に混入した異物がクラッドの表面に残留する可能性がある。このような異物は、クラッドに励起光を入力した際の発熱要因となる。しかしながら、図４に示すファイバレーザ１Ａによれば、第１の低反射ミラー１２ａ及び第２の低反射ミラー１２ｂがファイバブラッググレーティングにより構成されている場合であっても、リコート時に混入した異物の発熱が生じ難い。また、図４に示すファイバレーザ１Ａによれば、第１の低反射ミラー１２ａ及び第２の低反射ミラー１２ｂに励起光が入射することに起因する、励起光の損失を抑制することができる。また、図４に示すファイバレーザ１Ａによれば、第１の反射波長帯域変更機構１７ａ及び第２の反射波長帯域変更機構１７ｂを用いた、第１の低反射ミラー１２ａ及び第２の低反射ミラー１２ｂの反射波長帯域の調整が容易になる。その理由としては、（１）第１の低反射ミラー１２ａ及び第２の低反射ミラー１２ｂに励起光が入射することに起因する発熱が小さいこと、（２）第１の低反射ミラー１２ａ及び第２の低反射ミラー１２ｂをファイバブラッググレーティングにより構成する場合に、そのブラッググレーティングを形成する光ファイバの直径を小さくでき、その結果、反射波長帯域をシフトさせるために第１の低反射ミラー１２ａ及び第２の低反射ミラー１２ｂに作用させる張力を小さくできること、などが挙げられる。なお、ブラッググレーティングを形成する光ファイバの直径を小さくできるのは、以下の理由による。すなわち、図４に示すファイバレーザ１Ａにおいて第１の低反射ミラー１２ａ及び第２の低反射ミラー１２ｂと接続されるデリバリファイバ１６ａ，１６ｂ、並びに、第１の励起コンバイナ１４ａ及び第２の励起コンバイナ１４ｂの光源群側出力ポート１４ａｚ，１４ｂｚを構成する光ファイバのガラス部分の直径は、図１に示すファイバレーザ１において、第１の低反射ミラー１２ａ及び第２の低反射ミラー１２ｂと接続されるゲインファイバ１１、並びに、第１の励起コンバイナ１４ａ及び第２の励起コンバイナ１４ｂの共振器側ポート１４ａｘ，１４ｂｘを構成する光ファイバのガラス部分の直径よりも小さいからである。
（ファイバレーザの第２の変形例）
ファイバレーザ１の第２の変形例（以下、「ファイバレーザ１Ｂ」とも記載する）について、図５を参照して説明する。図５は、本変形例に係るファイバレーザ１Ｂ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１と図５に示すファイバレーザ１Ｂとの相違点は、動作モードを切り替えるための機構（特許請求の範囲における「動作モード切替機構」に相当）の実現方法である。
図１に示すファイバレーザ１においては、第１の低反射ミラー１２ａの反射波長帯域又は第２の低反射ミラー１２ｂの反射波長帯域を変更することによって、動作モードの切り替えを実現している。これに対して、図５に示すファイバレーザ１Ｂにおいては、第１の共振器Ｏａを構成する光導波路の損失又は第２の共振器Ｏｂを構成する光導波路の損失を変更することによって、動作モードの切り替えを実現している。
図５の（ａ）においては、第２の高反射ミラー１３ｂと第１の低反射ミラー１２ａとの間の光ファイバに曲げを与える（曲げ半径を小さくする）ことによって、第１の共振器Ｏａを構成する光導波路の損失を大きくした状態のファイバレーザ１Ｂを示している。この場合、第２の共振器Ｏｂのゲインが第１の共振器Ｏａのゲインよりも大きくなるので、第２の動作モードが実現される。また、図５の（ａ）に示すように、曲げを与えられる光ファイバは、第１の励起コンバイナ１４ａの光源群側出力ポート１４ａｚに接続されており、励起光が入射しない（又は、入射するとしても、入射する励起光のパワーは無視し得る程度に小さい）光ファイバである。したがって、曲げた部分から励起光が漏出することに起因する不具合の発生を抑止することができる。なお、ファイバレーザ１Ｂは、動作モードを第２の動作モードに切り替えるための機構として、第２の高反射ミラー１３ｂと第１の低反射ミラー１２ａとの間の光ファイバに曲げを与える機構（図５において不図示）を備えていてもよい。
図５の（ｂ）においては、第１の高反射ミラー１３ａと第２の低反射ミラー１２ｂとの間の光ファイバに曲げを与える（曲げ半径を小さくする）ことによって、第２の共振器Ｏｂを構成する光導波路の損失を大きくした状態のファイバレーザ１Ｂを示している。この場合、第１の共振器Ｏａのゲインが第２の共振器Ｏｂのゲインよりも大きくなるので、第１の動作モードが実現される。また、図５の（ｂ）に示すように、曲げを与えられる光ファイバは、第２の励起コンバイナ１４ｂの光源群側出力ポート１４ｂｚに接続されており、励起光が入射しない（又は、入射するとしても、入射する励起光のパワーは無視し得る程度に小さい）光ファイバである。したがって、曲げた部分から励起光が漏出することに起因する不具合の発生を抑止することができる。なお、ファイバレーザ１Ｂは、動作モードを第１の動作モードに切り替えるための機構として、第１の高反射ミラー１３ａと第２の低反射ミラー１２ｂとの間の光ファイバに曲げを与える機構（図５において不図示）を備えていてもよい。
（ファイバレーザの第３の変形例）
ファイバレーザ１の第３の変形例（以下、「ファイバレーザ１Ｃ」とも記載する）について、図６を参照して説明する。図６は、本変形例に係るファイバレーザ１Ｃ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１と図６に示すファイバレーザ１Ｃとの相違点は、レーザ光の出力方法である。
図１に示すファイバレーザ１においては、第１の共振器Ｏａにて再帰的に増幅された波長λａのレーザ光を第１のデリバリファイバ１６ａから出力し、第２の共振器Ｏｂにて再帰的に増幅された波長λｂのレーザ光を第２のデリバリファイバ１６ｂから出力する構成が採用されている。これに対して、図６に示すファイバレーザ１Ｃにおいては、第１の共振器Ｏａにて再帰的に増幅された波長λａのレーザ光と第２の共振器Ｏｂにて再帰的に増幅された波長λｂのレーザ光とを、出力ファイバ１８から出力する構成が採用されている。
本変形例に係るファイバレーザ１Ｃにおいては、出力ファイバ１８として、出力ファイバ１８は、柱状又は筒状（本変形例においては円柱状）の第１のコア１８ａと、第１のコアを取り囲む筒状（本変形例においては円筒状）の第２のコア１８ｂと、を有する光ファイバを用いている。第１の共振器Ｏａにて再帰的に増幅され、第１のデリバリファイバ１６ａを導波された波長λａのレーザ光は、出力ファイバ１８の第１のコア１８ａに結合される。一方、第２の共振器Ｏｂにて再帰的に増幅され、第２のデリバリファイバ１６ｂを導波された波長λｂのレーザ光は、出力ファイバ１８の第２のコア１８ｂに結合される。これにより、波長及びビーム径の異なる２種類のレーザビームを、出力ファイバ１８の反対側の端部から出力することが可能になる。
なお、第１のデリバリファイバ１６ａのコアと出力ファイバ１８の第１のコア１８ａとは、融着されていてもよいし、空間結合されていてもよい。同様に、第２のデリバリファイバ１６ｂのコアと出力ファイバ１８の第２のコア１８ｂとは、融着されていてもよいし、空間結合されていてもよい。また、第１のデリバリファイバ１６ａを導波された波長λａのレーザ光を、出力ファイバ１８の第１のコア１８ａに結合するのではなく、出力ファイバ１８の第２のコア１８ｂに結合する構成を採用してもよい。この場合、第２のデリバリファイバ１６ｂを導波された波長λｂのレーザ光を、出力ファイバ１８の第２のコア１８ｂに結合するのではなく、出力ファイバ１８の第１のコア１８ａに結合する構成が採用される。なお、この場合、第１のデリバリファイバ１６ａのコアと出力ファイバ１８の第２のコア１８ｂとは、融着されていてもよいし、空間結合されていてもよい。同様に、第２のデリバリファイバ１６ｂのコアと出力ファイバ１８の第１のコア１８ａとは、融着されていてもよいし、空間結合されていてもよい。
（参考形態）
なお、以下のようなファイバレーザを実現することも可能である。すなわち、「ゲインファイバと、前記ゲインファイバの第１の端部から出射されるレーザ光の光路上に設けられた第１の低反射ミラー及び第２の低反射ミラーと、前記ゲインファイバの第２の端部から出射されるレーザ光の光路上に設けられた少なくとも１つの高反射ミラーと、を備えており、前記第１の低反射ミラーの反射波長帯域の少なくとも一部を前記少なくとも１つの高反射ミラーの何れかの反射波長帯域の少なくとも一部と重複させること、及び、前記第２の低反射ミラーの反射波長帯域の少なくとも一部を前記少なくとも１つの高反射ミラーの何れかの反射波長帯域の少なくとも一部と重複させることが可能である、ことを特徴とするファイバレーザ」を実現することも可能である。このようなファイバレーザによれば、ファイバレーザの片側から波長の異なるレーザ光を出力することが可能である。このようなファイバレーザは、例えば、図１に示すファイバレーザ１において、第１の高反射ミラー１３ａと第２の高反射ミラー１３ｂとを交換することにより実現することが可能である。
（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。実施形態に開示された技術的手段を適宜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。
１ ファイバレーザ
１１ ゲインファイバ
１２ａ 第１の低反射ミラー
１２ｂ 第２の低反射ミラー
１３ａ 第１の高反射ミラー
１３ｂ 第２の高反射ミラー
１４ａ 第１の励起コンバイナ
１４ｂ 第２の励起コンバイナ
１５ａ 第１の励起光源群
１５ｂ 第２の励起光源群
１６ａ 第１のデリバリファイバ
１６ｂ 第２のデリバリファイバ
１７ａ 第１の反射波長帯域変更機構（動作モード切替機構）
１７ｂ 第２の反射波長帯域変更機構（動作モード切替機構）
１８ 出力ファイバ
Ｏａ 第１の共振器
Ｏｂ 第２の共振器

Claims (10)

  1. ゲインファイバと、
    前記ゲインファイバの第１の端部から出射されるレーザ光の光路上に設けられた第１の低反射ミラー及び第２の高反射ミラーと、
    前記ゲインファイバの第２の端部から出射されるレーザ光の光路上に設けられた第２の低反射ミラー及び第１の高反射ミラーと、
    前記第１の端部から出射されるレーザ光が入力される第１のデリバリファイバと、
    前記第２の端部から出射されるレーザ光が入力される第２のデリバリファイバと、を備えており、
    前記第１の低反射ミラーの反射波長帯域の少なくとも一部を前記第１の高反射ミラーの反射波長帯域の少なくとも一部と重複させること、及び、前記第２の低反射ミラーの反射波長帯域の少なくとも一部を前記第２の高反射ミラーの反射波長帯域の少なくとも一部と重複させることが可能であり、且つ、前記第１の高反射ミラーの反射波長帯域と前記第２の高反射ミラーの反射波長帯域とが重複しておらず、
    前記第１の低反射ミラー及び前記第１の高反射ミラーにより構成される第１の共振器によって再帰的に増幅され、前記第１の低反射ミラーを透過した第１の波長のレーザ光を前記第１のデリバリファイバから出力する第１の動作モードと、前記第２の低反射ミラー及び前記第２の高反射ミラーにより構成される第２の共振器によって再帰的に増幅され、前記第２の低反射ミラーを透過した第２の波長のレーザ光を前記第２のデリバリファイバから出力する第２の動作モードと、を有し、
    前記第１の動作モードと前記第２の動作モードとを切り替える動作モード切替機構を更に備えている、
    ことを特徴とするファイバレーザ。
  2. 前記動作モード切替機構は、前記第１の低反射ミラー、前記第２の低反射ミラー、前記第１の高反射ミラー、及び前記第２の高反射ミラーのうち、少なくとも１つのミラーの反射波長帯域を変更することによって、動作モードを切り替える、
    ことを特徴とする請求項１に記載のファイバレーザ。
  3. 前記少なくとも１つのミラーは、ファイバブラッググレーティングにより構成されており、
    前記動作モード切替機構は、前記ファイバブラッググレーティングに作用する張力を変更することによって、又は、前記ファイバブラッググレーティングの温度を変更することによって、前記ファイバブラッググレーティングの反射波長帯域を変更する、
    ことを特徴とする請求項２に記載のファイバレーザ。
  4. 前記動作モード切替機構は、前記第１の共振器を構成する光導波路に曲げを与えることにより損失を変更することによって、又は前記第２の共振器を構成する光導波路に曲げを与えることにより損失を変更することによって、動作モードを切り替える、
    ことを特徴とする請求項１に記載のファイバレーザ。
  5. 前記ゲインファイバの前記第１の端部に近い方から前記第２の高反射ミラーと前記第１の低反射ミラーとがこの順に配置されている、
    ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のファイバレーザ。
  6. 前記第２の高反射ミラーと前記第１の低反射ミラーとの間に、前記第１の端部を介して前記ゲインファイバに励起光を供給するための第１の励起コンバイナが設けられている、
    ことを特徴とする請求項５に記載のファイバレーザ。
  7. 前記ゲインファイバの前記第２の端部に近い方から前記第１の高反射ミラーと前記第２の低反射ミラーとがこの順に配置されている、
    ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のファイバレーザ。
  8. 前記第１の高反射ミラーと前記第２の低反射ミラーとの間に、前記第２の端部を介して前記ゲインファイバに励起光を供給するための第２の励起コンバイナが設けられている、
    ことを特徴とする請求項７に記載のファイバレーザ。
  9. 第１のコア、及び、前記第１のコアを取り囲む第２のコアを有する出力ファイバを更に備えており、
    前記第１のデリバリファイバから出力されたレーザ光が前記第１のコアに結合されると共に、前記第２のデリバリファイバから出力されたレーザ光が前記第２のコアに結合されるか、又は、前記第１のデリバリファイバから出力されたレーザ光が前記第２のコアに結合されると共に、前記第２のデリバリファイバから出力されたレーザ光が前記第１のコアに結合される、
    ことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載のファイバレーザ。
  10. ゲインファイバの第１の端部から出射するレーザ光の光路上に配置された第１の低反射ミラーと前記ゲインファイバの第２の端部から出射するレーザ光の光路上に配置された第１の高反射ミラーとにより構成される第１の共振器によって再帰的に増幅され、前記第１の低反射ミラーを透過したレーザ光を第１のデリバリファイバから出力する第１の工程と、
    前記ゲインファイバの前記第２の端部から出射するレーザ光の光路上に配置された第２の低反射ミラーと前記ゲインファイバの前記第１の端部から出射するレーザ光の光路上に配置された第２の高反射ミラーとにより構成される第２の共振器によって再帰的に増幅され、前記第２の低反射ミラーを透過したレーザ光を第２のデリバリファイバから出力する第２の工程と、
    前記第１の工程と前記第２の工程とを切り替える切替工程と、を含んでいる、
    ことを特徴とするレーザ光の出力方法。
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