WO2015019692A1 - 光コンバイナ、及び、それを用いたレーザ装置、並びに、光コンバイナの製造方法 - Google Patents
光コンバイナ、及び、それを用いたレーザ装置、並びに、光コンバイナの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2015019692A1 WO2015019692A1 PCT/JP2014/064583 JP2014064583W WO2015019692A1 WO 2015019692 A1 WO2015019692 A1 WO 2015019692A1 JP 2014064583 W JP2014064583 W JP 2014064583W WO 2015019692 A1 WO2015019692 A1 WO 2015019692A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- fiber
- bridge
- bridge fiber
- core
- fibers
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
- G02B6/2856—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers formed or shaped by thermal heating means, e.g. splitting, branching and/or combining elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/255—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
- G02B6/2551—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding using thermal methods, e.g. fusion welding by arc discharge, laser beam, plasma torch
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/262—Optical details of coupling light into, or out of, or between fibre ends, e.g. special fibre end shapes or associated optical elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/094003—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/0225—Out-coupling of light
- H01S5/02251—Out-coupling of light using optical fibres
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4012—Beam combining, e.g. by the use of fibres, gratings, polarisers, prisms
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/255—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
- G02B6/2552—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding reshaping or reforming of light guides for coupling using thermal heating, e.g. tapering, forming of a lens on light guide ends
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/094049—Guiding of the pump light
- H01S3/094053—Fibre coupled pump, e.g. delivering pump light using a fibre or a fibre bundle
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/094049—Guiding of the pump light
- H01S3/094057—Guiding of the pump light by tapered duct or homogenized light pipe, e.g. for concentrating pump light
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/09408—Pump redundancy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/0941—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode
- H01S3/09415—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode the pumping beam being parallel to the lasing mode of the pumped medium, e.g. end-pumping
Definitions
- the present invention relates to an optical combiner, a laser device using the optical combiner, and a method for manufacturing the optical combiner.
- Patent Document 1 As an optical combiner that couples light emitted from a plurality of laser light sources into one optical fiber, for example, the following Patent Document 1 has been proposed.
- the central signal fiber 5 and a plurality of excitation fibers 4 arranged around the center signal fiber 5 are integrated, and the tip side is reduced in diameter.
- the concentric outer periphery of the core of the signal fiber 5 of the signal fiber 5 has a larger outer diameter than that of the core 6, and has a higher refractive index than the cladding 8 and a lower refractive index than the core 6.
- a waveguide portion 7 is provided.
- the radiated light confining waveguide section 7 confines the return light leaking from the core of the cladding pump fiber 3 at the connection portion with the cladding pump fiber 3 connected to the end portion on the reduced diameter side. This prevents damage to the excitation light source.
- the cladding has an outer diameter of a certain level or more in order to make the structure excellent in mechanical characteristics.
- the outer diameter of the end face on the reduced diameter side of the multi-port coupler tends to be small because it is required to output a laser beam having a high beam density.
- an object of the present invention is to provide an optical combiner that can improve reliability, a laser device using the same, and a method of manufacturing the optical combiner.
- an optical combiner of the present invention is provided between a plurality of input optical fibers, an output optical fiber, the plurality of input optical fibers, and the output optical fiber, and optically coupled to each other.
- a plurality of bridge fibers to be coupled, each of the plurality of bridge fibers has a core and a clad surrounding the outer peripheral surface of the core, and has a tapered portion whose outer diameter decreases toward the output end, The ratio of the outer diameter of the core to the outer diameter of the cladding in each of the plurality of bridge fibers is smaller as the bridge fiber is located farther from the input optical fiber.
- the optical combiner of the present invention includes a plurality of input optical fibers, an output optical fiber, a plurality of input optical fibers, and a plurality of optical fibers that are optically coupled to each other.
- Each of the plurality of bridge fibers has a tapered portion whose outer diameter is reduced toward the output end, and the plurality of input optical fibers among the plurality of bridge fibers are coupled.
- the entire bridge fiber propagates light, and one or two or more bridge fibers other than the bridge fiber have a core and a clad surrounding the outer peripheral surface of the core.
- a plurality of input optical fibers are coupled as compared with the case where one bridge fiber having the same ratio of the core outer diameter to the cladding outer diameter is used instead of the plurality of bridge fibers.
- the difference in diameter between the input end face of the bridge fiber and the output end face of the bridge fiber to which the output optical fiber is coupled can be reduced. For this reason, the distortion of the taper part of a bridge fiber can be reduced.
- the output end face of the bridge fiber coupled with the output optical fiber is used.
- the ratio of the outer diameter of the core to the outer diameter of the cladding can be reduced. For this reason, the bridge fiber and the output optical fiber can be more firmly coupled.
- the reliability of the optical combiner is improved.
- the number of bridge fibers other than the bridge fiber to which the plurality of input optical fibers are coupled is two or more, and the ratio of the outer diameter of the core to the outer diameter of the cladding in each of the two or more bridge fibers is an input. It is preferable that the smaller the bridge fiber located from the optical fiber for use, the smaller.
- the outside of the cladding at the output end face of the bridge fiber coupled to the output optical fiber is reduced.
- the ratio of the outer diameter of the core to the diameter can be further reduced. For this reason, the coupling between the bridge fiber and the output optical fiber can be further enhanced.
- the difference in refractive index between the core and the clad is larger as the bridge fiber is located farther from the input optical fiber.
- the core outer diameter of the output end face of the bridge fiber positioned on the input optical fiber side is the core outer diameter of the input end face of the bridge fiber positioned on the output optical fiber side. Is preferably smaller.
- a laser apparatus includes any one of the optical combiners described above and a laser light source that irradiates the input optical fiber with laser light.
- the optical combiner that can improve the reliability is provided. For this reason, it is realized to improve the reliability of the laser device.
- the method for manufacturing an optical combiner includes a first fusing step of fusing an output end face of a plurality of input optical fibers and an input end face of a first bridge fiber, and an input end face of the output optical fiber. And a second fusion step of fusing the output end face of the second bridge fiber and a coupling step of optically coupling the first bridge fiber and the second bridge fiber,
- Each of the first bridge fiber and the second bridge fiber has a core and a clad surrounding the outer peripheral surface of the core.
- the method for manufacturing an optical combiner includes a first fusing step of fusing an output end face of a plurality of input optical fibers and an input end face of a first bridge fiber, and an input end face of the output optical fiber. And a second fusion step of fusing the output end face of the second bridge fiber and a coupling step of optically coupling the first bridge fiber and the second bridge fiber,
- Each of the first bridge fiber and the second bridge fiber has a tapered portion whose outer diameter decreases toward the output end, and the first bridge fiber propagates light entirely.
- the second bridge fiber has a core and a clad surrounding the outer peripheral surface of the core.
- the first bridge fiber is fused to the plurality of input optical fibers, and the second bridge fiber is fused to the output optical fiber, and then the first bridge fiber is fused.
- the second bridge fiber are optically coupled. Therefore, it is possible to adjust the optical axes of the bridge fibers with the input optical fiber or the output optical fiber fused to the bridge fiber without touching the first bridge fiber and the second bridge fiber. it can. Therefore, it is possible to prevent the bridge fiber from being scratched or soiled.
- the tapered portion can be obtained without a special jig. Even if it has over the whole length direction of bridge fiber, it becomes possible to make it difficult to produce the angle break in the connection part of bridge fiber.
- an optical combiner manufacturing method that can improve the reliability of the optical combiner is realized.
- first bridge fiber and the second bridge fiber can be directly coupled.
- first bridge fiber and the second bridge fiber may be coupled via one or more other bridge fibers having the core and the cladding. it can.
- an optical combiner capable of improving reliability, a laser device using the same, and a method of manufacturing the optical combiner.
- FIG. 1 is a figure which shows the laser apparatus 1 in 1st Embodiment.
- the laser device 1 in this embodiment includes a plurality of laser light sources 2 and an optical combiner 3 as main components.
- the laser light source 2 emits laser light and is, for example, a laser diode or a Fabry-Perot type or fiber ring type fiber laser.
- the optical combiner 3 includes a plurality of input optical fibers 10, an output optical fiber 20, a first bridge fiber (hereinafter referred to as a first bridge fiber) 40, and a second bridge fiber (hereinafter referred to as a second bridge fiber). 50 as main components.
- FIG. 2 is a diagram illustrating a cross-sectional state of the optical combiner 3 in the first embodiment.
- the input optical fiber 10 is an optical fiber for inputting laser light emitted from the laser light source 2 to the first bridge fiber 40, and has the same number as the number of laser light sources.
- Each input optical fiber 10 includes a core 11, a clad 12 that surrounds the outer peripheral surface of the core 11, and a coating layer 13 that covers the clad 12.
- the refractive index of the core 11 is made higher than the refractive index of the cladding 12.
- the core 11 is made of pure quartz
- the cladding 12 is made of quartz to which a dopant such as fluorine that lowers the refractive index is added.
- the output optical fiber 20 is an optical fiber for outputting laser light emitted from the second bridge fiber 50 to the subsequent stage.
- the output optical fiber 20 includes a core 21, a cladding 22 that surrounds the outer peripheral surface of the core 21, and the cladding 22. And a coating layer 23 to be coated.
- the refractive index of the core 21 is made higher than the refractive index of the cladding 22.
- the core 21 is made of pure quartz
- the cladding 22 is made of quartz to which a dopant such as fluorine that lowers the refractive index is added.
- the first bridge fiber 40 and the second bridge fiber 50 are provided between the plurality of input optical fibers 10 and the output optical fiber 20 and are optically coupled to each other.
- the first bridge fiber 40 in the front stage located on the input optical fiber 10 side is optically coupled to each input optical fiber 10
- the second bridge fiber 50 in the rear stage located on the output optical fiber 20 side is , And optically coupled to the output optical fiber 20.
- the first bridge fiber 40 does not have a core-clad structure, and the entire bridge fiber 40 is a part through which light propagates.
- the refractive index of the first bridge fiber 40 is not particularly limited, but is the same as the refractive index of the core 11 in the input optical fiber 10 from the viewpoint of reducing reflection of light incident from the input optical fiber 10. It is preferable that For example, the first bridge fiber 40 is made of pure quartz.
- the first bridge fiber 40 has a tapered portion 40A whose outer diameter is reduced toward the output end.
- a portion extending from the midway position between the input end and the output end to the output end is a tapered portion 40A, and a portion extending from the input end to the midway position is the length of the bridge fiber 40.
- the constant diameter portion 40B has a constant outer diameter along the direction.
- the tapered portion 40A and the constant diameter portion 40B are integrally formed, and the outer diameter of the large-diameter side end surface of the tapered portion 40A and the outer diameter of the constant diameter portion 40B are the same. That is, the outer diameter of the input end face of the bridge fiber 40 coincides with the outer diameter of the end face on the large diameter side of the tapered portion 40 ⁇ / b> A, and is the largest in the bridge fiber 40.
- the output end face of the bridge fiber 40 is the end face on the small diameter side of the tapered portion 40 ⁇ / b> A, and the outer diameter of the output end face is the smallest in the bridge fiber 40.
- the input end face in the first bridge fiber 40 is fused to the core 11 and the clad 12 on the output end face of each input optical fiber 10.
- the second bridge fiber 50 includes a core 51 and a clad 52 that covers the core 51.
- the core 51 which is the core layer of the second bridge fiber 50, is a portion that propagates light.
- the refractive index of the core 51 is set higher than that of the clad 52.
- the core 51 is made of pure quartz
- the cladding 52 is made of quartz to which a dopant such as fluorine that lowers the refractive index is added.
- the refractive index of the core 51 is preferably approximately the same as the refractive index of the first bridge fiber 40 from the viewpoint of suppressing reflection of light incident from the first bridge fiber 40.
- the core 51 is made of pure quartz.
- the second bridge fiber 50 has a tapered portion 50A whose outer diameter is reduced toward the output end.
- a portion extending from the midway position between the input end and the output end to the output end is a tapered portion 50A, and extends from the input end to the midway position.
- the portion is a constant diameter portion 50B.
- the outer diameter of the input end face of the second bridge fiber 50 coincides with the outer diameter (cladding outer diameter) of the large-diameter end face of the tapered portion 50 ⁇ / b> A, and the core outer diameter at the input end face is the output of the first bridge fiber 40. It is made larger than the outer diameter of the end surface (the end surface on the small diameter side of the tapered portion 40A).
- the output end face of the second bridge fiber 50 is the end face on the small diameter side of the tapered portion 50A, and the core outer diameter at the output end face is made smaller than the core outer diameter at the input end face of the output optical fiber 20.
- the coating layer 13 at one end portion fused to the first bridge fiber 40 is peeled off, and the coating layer at one end portion fused to the second bridge fiber 50 in the output optical fiber 20. 23 is peeled off.
- FIG. 3 is a flowchart showing a method for manufacturing the optical combiner 3.
- FIG. 4 is a diagram showing the state of the fusion process in the method for manufacturing the optical combiner 3.
- the manufacturing method of the optical combiner 3 includes a preparation process P1, a first fusion process P2, a second fusion process P3, and a joining process P4 as main processes.
- Preparation step P1 is a step of preparing a plurality of input optical fibers 10, output optical fibers 20, first bridge fibers 40, and second bridge fibers 50 that are components of the optical combiner 3.
- the first bridge fiber 40 can be obtained, for example, by heating a rod-shaped glass body and stretching one end of the glass body.
- the second bridge fiber 50 can be obtained, for example, by heating a rod-shaped optical fiber surrounding the core and the outer peripheral surface of the core and stretching one end of the optical fiber.
- the first fusing step P2 is a step of fusing the output end faces of the plurality of input optical fibers 10 and the input end faces of the first bridge fiber 40 as shown in FIG.
- the distance between the cores of the input optical fibers 10 adjacent to each other on the input end face of the first bridge fiber 40 is approximately the same as that of the output end face of the input optical fiber 10 and the first end. It is preferable to fuse the input end face of the one-bridge fiber 40.
- the second fusing step P3 is a step of fusing the input end face of the output optical fiber 20 and the output end face of the second bridge fiber 50 as shown in FIG.
- the output end face and the input end face are fused while the core 21 at the output end face of the second bridge fiber 50 is included in the core 21 at the input end face of the output optical fiber 20. . 4B, it is preferable that the optical axes of the core 51 of the second bridge fiber 50 and the core 21 of the output optical fiber 20 coincide with each other.
- the second fusion process P3 is performed after the first fusion process P2 is first performed.
- the first fusion process P2 is performed after the second fusion process P3 is performed first. May be done.
- the coupling step P4 is a step of optically coupling the first bridge fiber 40 that has undergone the first fusion step P2 and the second bridge fiber 50 that has undergone the second fusion step P3.
- the first bridge fiber 40 and the second bridge fiber 50 are directly fused. That is, the output end face and the input end face are fused together in a state where the input end face of the second bridge fiber 50 includes the output end face of the first bridge fiber 40 (the small diameter side end face of the tapered portion 40A).
- the optical axis of the first bridge fiber 40 indicated by the one-dot chain line in FIG. 4A coincides with the optical axis of the core 51 of the second bridge fiber 50 indicated by the one-dot chain line in FIG. Preferably it is.
- the first bridge fiber 40 is fused to the plurality of input optical fibers 10
- the second bridge fiber 50 is fused to the output optical fiber 20.
- the first bridge fiber 40 and the second bridge fiber 50 are fused.
- the optical axis of the bridge fibers is adjusted by holding the input optical fiber 10 or the output optical fiber 20 fused to the bridge fiber. be able to.
- the optical combiner 3 that can improve the reliability while preventing the first bridge fiber 40 and the second bridge fiber 50 from being scratched or soiled. Furthermore, when connecting the bridge fibers, it is not necessary to adjust the optical axis of the bridge fibers by holding the taper portion 40A of the first bridge fiber or the taper portion 50A of the second bridge fiber 50. Therefore, compared with the case where the first bridge fiber 40 and the second bridge fiber 50 are sequentially fused to the input optical fiber 10 or the output optical fiber 20, there is no need for a special jig. In addition, it is possible to make it difficult to cause an angle break at the connection portion between the bridge fibers.
- the taper portion 40A has the entire length of the first bridge fiber 40 and the taper portion 50A has the entire length of the second bridge fiber 50, the taper portions 40A and 50A. It becomes difficult to adjust the optical axis. Therefore, in such a case, it is possible to adjust the optical axes of the bridge fibers with the input optical fiber 10 or the output optical fiber 20 from the viewpoint of making it difficult to cause an angle break at the connection portion between the bridge fibers. Especially useful.
- the optical combiner 3 as shown in FIG. 2 is manufactured by the above manufacturing method.
- the first bridge fiber 40 and the second bridge fiber 50 that are optically coupled to each other are provided between the plurality of input optical fibers 10 and the output optical fiber 20.
- the ratio of the outer diameter of the core 41 to the outer diameter of the cladding 42 in the first bridge fiber 40 is larger than the ratio of the outer diameter of the core 51 to the outer diameter of the cladding 52 in the second bridge fiber 50. That is, the ratio of the outer diameter of the core to the outer diameter of the cladding is smaller as the bridge fiber is located farther from the input optical fiber 10. Note that the ratio of the outer diameter of the core to the outer diameter of the clad is A / B, where A is the outer diameter of the core and B is the outer diameter of the cladding.
- the plurality of input optical fibers 10 are more than one.
- the diameter difference between the input end face of the first bridge fiber 40 to be coupled and the output end face of the second bridge fiber 50 to which the output optical fiber 20 is coupled can be reduced. For this reason, the distortion of the taper portion 40A of the first bridge fiber 40 and the taper portion 50A of the second bridge fiber 50 can be reduced.
- the output optical fiber 20 is coupled.
- the ratio of the outer diameter of the core 51 to the outer diameter of the clad 52 at the output end face of the second bridge fiber 50 can be reduced. For this reason, the 2nd bridge
- the plurality of input optical fibers 10 are provided.
- the ratio of the outer diameter of the core 41 to the outer diameter of the cladding 42 in the first bridge fiber 40 to be connected can be increased. For this reason, leakage of light incident on the first bridge fiber 40 from the input optical fiber 10 can be suppressed.
- the optical combiner 3 and the optical combiner manufacturing method that can improve the reliability are realized. Moreover, the reliability of the laser apparatus 1 provided with such an optical combiner 3 can also be improved.
- FIG. 5 is a diagram showing an optical combiner in the second embodiment. As shown in FIG. 5, the optical combiner of this embodiment is different from the first embodiment in that each of the two-stage bridge fibers has a core-clad structure.
- the optical combiner of the present embodiment includes a first bridge fiber 60 having a core 61 and a clad 62 surrounding the outer peripheral surface of the core 61 instead of the first bridge fiber 40 in the first embodiment.
- the refractive index of the core 61 is made higher than the refractive index of the clad 62.
- the refractive index difference between the core 61 and the clad 62 is made smaller than the refractive index difference between the core 51 and the clad 52 in the second bridge fiber 50.
- the first bridge fiber 60 has a tapered portion 60A whose outer diameter decreases toward the output end, and the length direction of the first bridge fiber 60, like the first bridge fiber 40 in the first embodiment. And a constant diameter portion 60B having a constant outer diameter.
- the outer diameter of the input end face of the first bridge fiber 60 coincides with the outer diameter (clad outer diameter) of the end face on the large diameter side of the tapered portion 60 ⁇ / b> A, and the core 61 at the input end face is the core at the output end face of each input optical fiber 10. 11 and clad 12.
- the outer diameter of the output end face of the first bridge fiber 60 is the smaller diameter end face of the tapered portion 60 ⁇ / b> A
- the core outer diameter of the core 61 at the output end face is the core outer diameter of the core 51 at the input end face of the second bridge fiber 50. Is made smaller. Then, in a state where the core 51 of the output end face of the first bridge fiber 60 is included in the core 51 of the input end face of the second bridge fiber 50, the input end face and the output end face are fused.
- the ratio of the outer diameter of the core 61 to the outer diameter of the cladding 62 in the first bridge fiber 60 is higher than the ratio of the outer diameter of the core 51 to the outer diameter of the cladding 52 in the second bridge fiber 50. Increased.
- the optical combiner in the second embodiment is manufactured through the preparation process P1, the first fusion process P2, the second fusion process P3, and the bonding process P4 described above in the first embodiment.
- a plurality of input optical fibers 10, an output optical fiber 20, a first bridge fiber 60, and a second bridge fiber 50 are prepared.
- the 1st bridge fiber 60 can be obtained by heating the rod-shaped optical fiber surrounding the outer peripheral surface of a core and a core like the 2nd bridge fiber 50, for example, and extending
- the output end faces of the plurality of input optical fibers 10 and the input end faces of the first bridge fibers 60 are fused in the same manner as described above in the first embodiment.
- the input end face of the output optical fiber 20 and the output end face of the second bridge fiber 50 are fused in the same manner as in the case described above in the first embodiment.
- the first bridge fiber 60 that has undergone the first fusion process P2 and the second bridge fiber 50 that has undergone the second fusion process P3 are optically coupled.
- the first bridge fiber 60 and the second bridge fiber 50 are welded together as in the case of the first embodiment.
- the output end face and the input end face are fused together in a state where the input end face of the second bridge fiber 50 includes the output end face of the first bridge fiber 40 (the end face on the small diameter side of the tapered portion 40A).
- the optical axes of the first bridge fiber 60 and the second bridge fiber 50 preferably coincide with each other.
- the first bridge fiber 60 is fused to the plurality of input optical fibers 10 and the second bridge fiber 50 is fused to the output optical fiber 20.
- the first bridge fiber 60 and the second bridge fiber 50 are fused.
- first bridge fiber 60 and the second bridge fiber 50 it is possible to prevent the first bridge fiber 60 and the second bridge fiber 50 from being scratched or soiled. Further, compared to the case where the first bridge fiber 60 and the second bridge fiber 50 are sequentially fused to the input optical fiber 10 or the output optical fiber 20, even without a special jig, It becomes possible to make it hard to produce the angle bending in the connection part of bridge fiber.
- the optical combiner as shown in FIG. 5 is manufactured by the above manufacturing method.
- the first bridge fiber 60 and the second bridge fiber 50 that are optically coupled to each other are provided between the plurality of input optical fibers 10 and the output optical fiber 20.
- the refractive index difference between the core 61 and the clad 62 in the first bridge fiber 60 located on the input optical fiber side is the same as that of the core 51 in the second bridge fiber 50 located on the output optical fiber side.
- the difference in refractive index from the cladding 52 is made smaller. In other words, the difference in refractive index is increased as the bridge fiber is located farther from the input optical fiber 10.
- the number of modes of light propagating through the second bridge fiber 50 can be made larger than the number of modes of light propagating through the first bridge fiber 60. Therefore, the leakage of light from the connecting portion between the adjacent first bridge fiber 60 and the second bridge fiber 50 can be further suppressed.
- the core outer diameter of the output end face of the first bridge fiber 60 located on the input optical fiber side is larger than the core outer diameter of the input end face of the second bridge fiber 50 located on the output optical fiber side. Is also made smaller. For this reason, the leakage of light from the connection portion between the first bridge fiber 60 and the second bridge fiber 50 can be further suppressed.
- the bridge fiber including the tapered portion and the constant diameter portion is applied, but a bridge fiber in which the constant diameter portion is omitted may be applied. .
- the first bridge fiber 40 positioned closest to the input optical fiber is configured to propagate light as a whole (having no core-clad structure).
- a bridge fiber other than the first bridge fiber 40 is a second bridge fiber 50 having a core 51 and a clad 52.
- two or more second bridge fibers 50 as bridge fibers other than the first bridge fiber 40 may be provided between the first bridge fiber 40 and the output optical fiber 20.
- the core-cladding ratio of these second bridge fibers 50 is the same as in the first embodiment. It is preferable to make it.
- the ratio of the outer diameter of the core 51 to the outer diameter of the cladding 52 in each of the two or more second bridge fibers 50 is preferably smaller as the bridge fiber is located farther from the input optical fiber 10.
- the ratio can be further reduced. For this reason, the coupling between the second bridge fiber 50 and the output optical fiber 20 can be further enhanced.
- the refractive index difference between the core 51 and the clad 52 in the two or more second bridge fibers 50 is preferably larger as the bridge fiber is located farther from the input optical fiber 10.
- the number of modes of light propagating through the second bridge fiber 50 can be increased as the second bridge fiber 50 is located farther from the input optical fiber 10. Therefore, the leakage of light from the connection portion between the adjacent second bridge fibers 50 can be further suppressed.
- the core outer diameter of the output end face of the second bridge fiber 50 located on the input optical fiber side is located on the output optical fiber side. It is preferable that the outer diameter of the core of the input end face of the second bridge fiber 50 is smaller. In this way, it is possible to further suppress the leakage of light from the connecting portion of the adjacent second bridge fibers 50.
- the coupling process P4 is changed. That is, the first bridge fiber 40 that has undergone the first fusion process P2 and the second bridge fiber 50 that has undergone the second fusion process P3 are not directly coupled, but one or more other bridge fibers 50. Is coupled through.
- the first bridge fiber 60 having the core 61 and the clad 62 and the second bridge fiber 50 having the core 51 and the clad 52 are provided between the input optical fiber 10 and the output optical fiber 20.
- two bridge fibers were provided.
- three or more bridge fibers may be provided as long as the ratio of the outer diameter of the core to the outer diameter of the cladding in each bridge fiber is smaller as the bridge fiber is located farther from the input optical fiber 10.
- the difference in refractive index between the core and the clad in the bridge fiber is as described above. It is preferable that the bridge fiber located farther away from the fiber 10 is larger.
- the output of the bridge fiber positioned on the input optical fiber side is used.
- the core outer diameter of the end face is preferably smaller than the core outer diameter of the input end face of the bridge fiber located on the output optical fiber side.
- the laser light source 2 is not particularly shown as a constituent element.
- various constituent elements can be used as long as they emit laser light.
- the laser device 1 including the plurality of laser light sources 2 and the optical combiner 3 is applied.
- a resonant fiber laser device or an MO-PA Master Oscillator Power Amplifier
- a type of fiber laser device may be applied, and other laser devices may be applied.
- the constituent elements of the laser device 1 and the optical combiner 3 are appropriately combined, omitted, modified, and added with a well-known technique within the scope not departing from the object of the present application, in addition to the contents shown in the embodiment or the modification. And so on.
- the present invention has applicability in various fields using a laser device, such as a processing field or a medical field, or an optical fiber combiner.
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Lasers (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
光コンバイナ3は、複数の入力用光ファイバ10と、出力用光ファイバ20と、当該複数の入力用光ファイバ10及び出力用光ファイバ20の間に設けられ、互いに光学的に結合される複数のブリッジファイバ60,50とを備える。複数のブリッジファイバ60,50はテーパ部60A,50Aを有し、これらブリッジファイバ60,50それぞれにおけるクラッド62,52の外径に対するコア61,51の外径の比は、入力用光ファイバ10から離れて位置するブリッジファイバほど小さい。
Description
本発明は光コンバイナ、及び、それを用いたレーザ装置、並びに、光コンバイナの製造方法に関するものである。
従来、複数のレーザ光源から出射される光を1本の光ファイバに結合させる光コンバイナとして、例えば下記特許文献1が提案されている。
この特許文献1のマルチポートカプラでは、中心の信号用ファイバ5とその周囲に配された複数本の励起用ファイバ4とが一体化され且つ先端側が縮径されている。そして、中心に位置する信号用ファイバ5のコア6周辺に同心円状に該コア6よりも大きな外径を有し、クラッド8よりも屈折率が高くコア6よりも屈折率が小さい放射光閉じ込め導波路部7が設けられている。
この放射光閉じ込め導波路部7は、縮径側の端部に接続されるクラッドポンプファイバ3との接続部分において、そのクラッドポンプファイバ3のコアから漏れる戻り光を閉じ込めることで、当該戻り光に起因する励起光源の破損を抑制している。
ところで、上記励起用ファイバ4及び信号用ファイバ5を束ねるマルチポートカプラの出力端に接続される光ファイバにおいては、一般的に、機械特性に優れた構造とするためクラッドを一定以上の外径とした上で、シングルモードの条件を充足させるためにコアの外径を小さくする必要がある。したがって、マルチポートカプラにおける非縮径側端面の外径が大きくなる傾向にある。
一方、マルチポートカプラの縮径側端面の外径においては、ビーム密度の高いレーザ光を出力することが要求されるため小さくなる傾向にある。
このように、上記特許文献1のマルチポートカプラでは非縮径側と縮径側の径差が大きくなる傾向にあり、当該径差が大きくなるほどマルチポートカプラの縮径部が歪み易くなる等の問題が生じる傾向が高くなり、信頼性が懸念される。
そこで、本発明は、信頼性を向上し得る光コンバイナ、及び、それを用いたレーザ装置、並びに、光コンバイナの製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため本発明の光コンバイナは、複数の入力用光ファイバと、出力用光ファイバと、前記複数の入力用光ファイバ及び前記出力用光ファイバの間に設けられ、互いに光学的に結合される複数のブリッジファイバとを備え、前記複数のブリッジファイバは、それぞれ、コア及び前記コアの外周面を囲うクラッドを有するとともに、出力端に向かうにしたがって外径が縮まるテーパ部を有し、前記複数のブリッジファイバそれぞれにおける前記クラッドの外径に対する前記コアの外径の比は、入力用光ファイバから離れて位置するブリッジファイバほど小さいことを特徴とする。
また、本発明の光コンバイナは、複数の入力用光ファイバと、出力用光ファイバと、前記複数の入力用光ファイバ及び前記出力用光ファイバの間に設けられ、互いに光学的に結合される複数のブリッジファイバとを備え、前記複数のブリッジファイバは、それぞれ、出力端に向かうにしたがって外径が縮まるテーパ部を有し、前記複数のブリッジファイバのうち前記複数の入力用光ファイバが結合されるブリッジファイバは、その全体が光を伝搬するものとされ、当該ブリッジファイバ以外の1又は2以上のブリッジファイバは、コア及び前記コアの外周面を囲うクラッドを有することを特徴とする。
このような光コンバイナでは、クラッドの外径に対するコアの外径の比が同じ状態の1つのブリッジファイバを上記複数のブリッジファイバに代えて用いる場合に比べて、複数の入力用光ファイバが結合されるブリッジファイバの入力端面と、出力用光ファイバが結合されるブリッジファイバの出力端面との径差を低減することができる。このため、ブリッジファイバのテーパ部の歪みを低減することができる。
また、クラッドの外径に対するコアの外径の比が同じ状態の1つのブリッジファイバを上記複数のブリッジファイバに代えて用いる場合に比べて、出力用光ファイバと結合されるブリッジファイバの出力端面でのクラッドの外径に対するコアの外径の比を小さくすることができる。このため、ブリッジファイバと出力用光ファイバとをより強固に結合することができる。
こうして、光コンバイナの信頼性を向上することが実現される。
また、クラッドの外径に対するコアの外径の比が同じ状態の1つのブリッジファイバを上記複数のブリッジファイバに代えて用いる場合に比べて、出力用光ファイバと結合されるブリッジファイバの出力端面でのクラッドの外径に対するコアの外径の比を小さくすることができる。このため、ブリッジファイバと出力用光ファイバとをより強固に結合することができる。
こうして、光コンバイナの信頼性を向上することが実現される。
また、前記複数の入力用光ファイバが結合されるブリッジファイバ以外のブリッジファイバは、2以上であり、前記2以上のブリッジファイバそれぞれにおける前記クラッドの外径に対する前記コアの外径の比は、入力用光ファイバから離れて位置するブリッジファイバほど小さいことが好ましい。
このようにした場合、複数の入力用光ファイバが結合されるブリッジファイバ以外のブリッジファイバが1つである場合に比べて、出力用光ファイバと結合されるブリッジファイバの出力端面でのクラッドの外径に対するコアの外径の比を、より一段と小さくできる。このため、ブリッジファイバと出力用光ファイバとの結合をより一段と強化することができる。
また、前記コアと前記クラッドとの屈折率差は前記入力用光ファイバから離れて位置するブリッジファイバほど大きいことが好ましい。
このようにした場合、ブリッジファイバを伝搬する光のモード数を、入力用光ファイバ側から離れるほど大きくすることができるため、隣接するブリッジファイバの接続部分からの光の漏れをより一段と抑制することができる。
また、前記複数のブリッジファイバにおいて隣接するブリッジファイバでは、入力用光ファイバ側に位置するブリッジファイバの出力端面のコア外径が、出力用光ファイバ側に位置するブリッジファイバの入力端面のコア外径よりも小さいことが好ましい。
このようにした場合、隣接するブリッジファイバの接続部分からの光の漏れをより一段と抑制することができる。
また、本発明のレーザ装置は、上記いずれかに記載の光コンバイナと、前記入力用光ファイバにレーザ光を照射するレーザ光源とを備えることを特徴とする。
このようなレーザ装置によれば、上述したように信頼性を向上し得る光コンバイナが備えられている。このため、レーザ装置の信頼性を向上することが実現される。
また、本発明の光コンバイナの製造方法は、複数の入力用光ファイバの出力端面と第1のブリッジファイバの入力端面とを融着する第1の融着工程と、出力用光ファイバの入力端面と第2のブリッジファイバの出力端面とを融着する第2の融着工程と、前記第1のブリッジファイバと前記第2のブリッジファイバとを光学的に結合する結合工程とを備え、前記第1のブリッジファイバ及び前記第2のブリッジファイバは、それぞれ、コア及び前記コアの外周面を囲うクラッドを有することを特徴とする。
また、本発明の光コンバイナの製造方法は、複数の入力用光ファイバの出力端面と第1のブリッジファイバの入力端面とを融着する第1の融着工程と、出力用光ファイバの入力端面と第2のブリッジファイバの出力端面とを融着する第2の融着工程と、前記第1のブリッジファイバと前記第2のブリッジファイバとを光学的に結合する結合工程とを備え、前記第1のブリッジファイバ及び前記第2のブリッジファイバは、それぞれ、出力端に向かうにしたがって外径が縮まるテーパ部を有し、前記第1のブリッジファイバは、その全体が光を伝搬するものとされ、前記第2のブリッジファイバは、コア及び前記コアの外周面を囲うクラッドを有することを特徴とする。
このような光コンバイナの製造方法では、複数の入力用光ファイバに第1のブリッジファイバが融着され、出力用光ファイバに第2のブリッジファイバが融着された後、当該第1のブリッジファイバと第2のブリッジファイバとが光学的に結合される。このため、第1のブリッジファイバ及び第2のブリッジファイバに触れることなく、当該ブリッジファイバに融着される入力用光ファイバ又は出力用光ファイバを持ってブリッジファイバ同士の光軸を調整することができる。
したがって、ブリッジファイバに傷や汚れがつくことを防止することができる。また、入力用光ファイバ又は出力用光ファイバに対して、第1のブリッジファイバと第2のブリッジファイバとを順次融着していく場合に比べると、特別な治具がなくても、テーパ部がブリッジファイバの長さ方向全体にわたって有していたとしても、ブリッジファイバ同士の接続部における角度折れを生じ難することが可能となる。
こうして、光コンバイナの信頼性を向上し得る光コンバイナの製造方法が実現される。
したがって、ブリッジファイバに傷や汚れがつくことを防止することができる。また、入力用光ファイバ又は出力用光ファイバに対して、第1のブリッジファイバと第2のブリッジファイバとを順次融着していく場合に比べると、特別な治具がなくても、テーパ部がブリッジファイバの長さ方向全体にわたって有していたとしても、ブリッジファイバ同士の接続部における角度折れを生じ難することが可能となる。
こうして、光コンバイナの信頼性を向上し得る光コンバイナの製造方法が実現される。
また、前記結合工程では、前記第1のブリッジファイバと前記第2のブリッジファイバとが直接結合されるようにすることができる。また、前記結合工程では、前記第1のブリッジファイバと前記第2のブリッジファイバとが、前記コア及び前記クラッドを有する1又は2以上の他のブリッジファイバを介して結合されるようにすることができる。
以上のように、本発明によれば、信頼性を向上し得る光コンバイナ、及び、それを用いたレーザ装置、並びに、光コンバイナの製造方法を提供することができる。
以下、本発明に係る好適な実施形態について、図面を参照しながらそれぞれ詳細に説明する。
(1)第1実施形態
図1は、第1実施形態におけるレーザ装置1を示す図である。図1に示すように、本実施形態におけるレーザ装置1は、複数のレーザ光源2と、光コンバイナ3とを主な構成要素として備える。
図1は、第1実施形態におけるレーザ装置1を示す図である。図1に示すように、本実施形態におけるレーザ装置1は、複数のレーザ光源2と、光コンバイナ3とを主な構成要素として備える。
レーザ光源2は、レーザ光を出射するものであり、例えば、レーザダイオード、あるいは、ファブリペロー型やファイバリング型のファイバレーザとされる。
光コンバイナ3は、複数の入力用光ファイバ10と、出力用光ファイバ20と、第1のブリッジファイバ(以下第1ブリッジファイバという)40と、第2のブリッジファイバ(以下第2ブリッジファイバという)50とを主な構成要素として備える。
図2は、第1実施形態における光コンバイナ3の断面の様子を示す図である。図2に示すように、入力用光ファイバ10は、レーザ光源2から出射されるレーザ光を第1ブリッジファイバ40に入力するための光ファイバであり、レーザ光源の数と同じ数とされる。各入力用光ファイバ10は、コア11と、当該コア11の外周面を囲うクラッド12と、当該クラッド12を被覆する被覆層13とを有する。
コア11の屈折率はクラッド12の屈折率よりも高くされる。例えば、純粋な石英でコア11が構成され、屈折率を低下させるフッ素等のドーパントが添加された石英でクラッド12が構成される。
出力用光ファイバ20は、第2ブリッジファイバ50から出射されるレーザ光を後段に出力するための光ファイバであり、コア21と、当該コア21の外周面を囲うクラッド22と、当該クラッド22を被覆する被覆層23とを有する。
コア21の屈折率はクラッド22の屈折率よりも高くされる。例えば、純粋な石英でコア21が構成され、屈折率を低下させるフッ素等のドーパントが添加された石英でクラッド22が構成される。
第1ブリッジファイバ40及び第2ブリッジファイバ50は、複数の入力用光ファイバ10と出力用光ファイバ20との間に設けられ、互いに光学的に結合される。また、入力用光ファイバ10側に位置する前段の第1ブリッジファイバ40は、各入力用光ファイバ10と光学的に結合され、出力用光ファイバ20側に位置する後段の第2ブリッジファイバ50は、当該出力用光ファイバ20と光学的に結合される。
第1ブリッジファイバ40はコア-クラッド構造を有しておらず、当該ブリッジファイバ40全体が光を伝搬する部位とされる。
第1ブリッジファイバ40の屈折率は、特に限定されるものではないが、入力用光ファイバ10から入射する光の反射を低減する観点では、当該入力用光ファイバ10におけるコア11の屈折率と同程度とであることが好ましい。例えば、純粋な石英で第1ブリッジファイバ40が構成される。
また第1ブリッジファイバ40は、出力端に向かうにしたがって外径が縮まるテーパ部40Aを有する。本実施形態における第1ブリッジファイバ40では、入力端と出力端との間の途中位置から出力端にわたる部分がテーパ部40Aとされ、当該入力端から途中位置にわたる部分が、ブリッジファイバ40の長さ方向に沿って外径が一定の径一定部40Bとされる。
テーパ部40Aと径一定部40Bとは一体に成形されており、当該テーパ部40Aの大径側端面の外径と径一定部40Bの外径とは一致している。すなわち、ブリッジファイバ40の入力端面の外径はテーパ部40Aの大径側端面の外径と一致し、当該ブリッジファイバ40において最も大きい。一方、ブリッジファイバ40の出力端面はテーパ部40Aの小径側端面であり、その出力端面の外径はブリッジファイバ40において最も小さい。
このような第1ブリッジファイバ40における入力端面は、各入力用光ファイバ10の出力端面におけるコア11及びクラッド12と融着される。
第2ブリッジファイバ50は、コア51と、当該コア51を被覆するクラッド52とを有する。すなわち、第2ブリッジファイバ50では、当該第2ブリッジファイバ50の芯層であるコア51が光を伝搬する部位とされる。
コア51の屈折率はクラッド52の屈折率よりも高くされる。例えば、純粋な石英でコア51が構成され、屈折率を低下させるフッ素等のドーパントが添加された石英でクラッド52が構成される。なお、コア51の屈折率は、第1ブリッジファイバ40から入射する光の反射を抑制する観点では、当該第1ブリッジファイバ40の屈折率と同程度とされることが好ましい。例えば、純粋な石英でコア51が構成される。
この第2ブリッジファイバ50は、出力端に向かうにしたがって外径が縮まるテーパ部50Aを有する。本実施形態における第2ブリッジファイバ50では、第1ブリッジファイバ40と同様に、入力端と出力端との間の途中位置から出力端にわたる部分がテーパ部50Aとされ、当該入力端から途中位置にわたる部分が径一定部50Bとされる。
この第2ブリッジファイバ50における入力端面の外径はテーパ部50Aの大径側端面の外径(クラッド外径)と一致しており、当該入力端面におけるコア外径は第1ブリッジファイバ40における出力端面(テーパ部40Aの小径側端面)の外径よりも大きくされる。
このような第2ブリッジファイバ50における入力端面のコア51は第1ブリッジファイバ40における出力端面を含む状態で、当該入力端面と出力端面とが融着される。
一方、第2ブリッジファイバ50における出力端面はテーパ部50Aの小径側端面であり、当該出力端面におけるコア外径は、出力用光ファイバ20の入力端面におけるコア外径よりも小さくされる。
このような第2ブリッジファイバ50における出力端面のコア51は出力用光ファイバ20の入力端面におけるコア21に含まれる状態で、当該出力端面と入力端面とが融着される。
なお、各入力用光ファイバ10において第1ブリッジファイバ40と融着される一端部分の被覆層13は剥離され、出力用光ファイバ20において第2ブリッジファイバ50と融着される一端部分の被覆層23は剥離される。
次に、上述の光コンバイナ3の製造方法に関して図3及び図4を用いて説明する。図3は、光コンバイナ3の製造方法を示すフローチャートである。図4は、光コンバイナ3の製造方法における融着工程の様子を示す図である。
図3に示すように、光コンバイナ3の製造方法は、準備工程P1、第1融着工程P2、第2融着工程P3及び結合工程P4を主な工程として備える。
準備工程P1は、光コンバイナ3の構成要素である複数の入力用光ファイバ10と、出力用光ファイバ20と、第1ブリッジファイバ40と、第2ブリッジファイバ50とを準備する工程である。
なお、第1ブリッジファイバ40は、例えば、ロッド状のガラス体を加熱し、当該ガラス体の一端を延伸することで得ることができる。また、第2ブリッジファイバ50は、例えば、コア及びコアの外周面を囲うロッド状の光ファイバを加熱し、当該光ファイバの一端を延伸することで得ることができる。
第1融着工程P2は、図4の(A)に示すように、複数の入力用光ファイバ10の出力端面と第1ブリッジファイバ40の入力端面とを融着する工程である。
この第1融着工程P2では、第1ブリッジファイバ40の入力端面において互いに隣接する入力用光ファイバ10のコア間の距離が同程度となる状態で、当該入力用光ファイバ10の出力端面と第1ブリッジファイバ40の入力端面とを融着することが好ましい。
第2融着工程P3は、図4の(B)に示すように、出力用光ファイバ20の入力端面と第2ブリッジファイバ50の出力端面とを融着する工程である。
この第2融着工程P3では、出力用光ファイバ20の入力端面におけるコア21に第2ブリッジファイバ50の出力端面におけるコア51が含まれる状態で、当該出力端面と入力端面とが融着される。なお、図4の(B)における一点鎖線で示すように、第2ブリッジファイバ50のコア51と、出力用光ファイバ20のコア21との光軸が一致していることが好ましい。
本実施形態では第1融着工程P2が最初に行われた後に第2融着工程P3が行われているが、当該第2融着工程P3が最初に行われた後に第1融着工程P2が行われていても良い。
結合工程P4は、第1融着工程P2を経た第1ブリッジファイバ40と、第2融着工程P3を経た第2ブリッジファイバ50とを光学的に結合する工程である。
本実施形態の場合、この結合工程P4では、第1ブリッジファイバ40と第2ブリッジファイバ50とが直接融着される。すなわち、第2ブリッジファイバ50の入力端面に第1ブリッジファイバ40における出力端面(テーパ部40Aの小径側端面)が含まれる状態で、当該出力端面と入力端面とが融着される。なお、図4の(A)における一点鎖線で示す第1ブリッジファイバ40の光軸と、図4の(B)における一点鎖線で示す第2ブリッジファイバ50のコア51の光軸とが一致していることが好ましい。
このように、光コンバイナ3の製造方法では、複数の入力用光ファイバ10に第1ブリッジファイバ40が融着され、出力用光ファイバ20に第2ブリッジファイバ50が融着された後に、当該第1ブリッジファイバ40と第2ブリッジファイバ50とが融着される。
このため、第1ブリッジファイバ40及び第2ブリッジファイバ50に触れることなく、当該ブリッジファイバに融着される入力用光ファイバ10又は出力用光ファイバ20を持ってブリッジファイバ同士の光軸を調整することができる。
したがって、第1ブリッジファイバ40及び第2ブリッジファイバ50に傷や汚れがつくことを防止しつつ、信頼性を向上し得る光コンバイナ3の提供が可能となる。更に、ブリッジファイバ同士を接続する際に、第1ブリッジファイバのテーパ部40A又は第2ブリッジファイバ50のテーパ部50Aを把持してブリッジファイバ同士の光軸を調整する必要がない。このため、入力用光ファイバ10又は出力用光ファイバ20に対して、第1ブリッジファイバ40と第2ブリッジファイバ50とを順次融着して行く場合に比べると、特別な治具がなくても、ブリッジファイバ同士の接続部における角度折れを生じ難くすることが可能となる。
なお、テーパ部40Aが第1ブリッジファイバ40の長さ方向全体にわたって有しているとともに、テーパ部50Aが第2ブリッジファイバ50の長さ方向全体にわたって有していた場合、当該テーパ部40A及び50Aを持って光軸の調整がし難くなる。したがって、このような場合に入力用光ファイバ10又は出力用光ファイバ20を持ってブリッジファイバ同士の光軸を調整することができることは、ブリッジファイバ同士の接続部における角度折れを生じ難くする観点では特に有用となる。
以上の製造方法によって図2に示したような光コンバイナ3が製造される。この光コンバイナ3では、複数の入力用光ファイバ10と出力用光ファイバ20との間に、互いに光学的に結合された第1ブリッジファイバ40及び第2ブリッジファイバ50が設けられることとなる。
この第1ブリッジファイバ40におけるクラッド42の外径に対するコア41の外径の比は、第2ブリッジファイバ50におけるクラッド52の外径に対するコア51の外径の比よりも大きい。すなわち、クラッドの外径に対するコアの外径の比は、入力用光ファイバ10から離れて位置するブリッジファイバほど小さい。なお、クラッドの外径に対するコアの外径の比とは、コアの外径をAとしクラッドの外径をBとした場合、A/Bのことである。
したがって、クラッドの外径に対するコアの外径の比が同じ状態の1つのブリッジファイバを第1ブリッジファイバ40及び第2ブリッジファイバ50に代えて用いる場合に比べて、複数の入力用光ファイバ10が結合される第1ブリッジファイバ40の入力端面と、出力用光ファイバ20が結合される第2ブリッジファイバ50の出力端面との径差を低減することができる。このため、第1ブリッジファイバ40のテーパ部40A及び第2ブリッジファイバ50のテーパ部50Aの歪みを低減することができる。
また、クラッドの外径に対するコアの外径の比が同じ状態の1つのブリッジファイバを第1ブリッジファイバ40及び第2ブリッジファイバ50に代えて用いる場合に比べて、出力用光ファイバ20と結合される第2ブリッジファイバ50の出力端面でのクラッド52の外径に対するコア51の外径の比を小さくすることができる。このため、第2ブリッジファイバ50と出力用光ファイバ20とをより強固に結合することができる。
さらに、クラッドの外径に対するコアの外径の比が同じ状態の1つのブリッジファイバを第1ブリッジファイバ40及び第2ブリッジファイバ50に代えて用いる場合に比べて、複数の入力用光ファイバ10が接続される第1ブリッジファイバ40でのクラッド42の外径に対するコア41の外径の比を大きくすることができる。このため、入力用光ファイバ10から第1ブリッジファイバ40に入射する光の漏れを抑制することができる。
こうして、信頼性を向上し得る光コンバイナ3及び光コンバイナの製造方法が実現される。また、このような光コンバイナ3を備えているレーザ装置1の信頼性も向上することができる。
(2)第2実施形態
次に、第2実施形態について図面を用いながら詳細に説明する。ただし、第2実施形態の構成要素のうち第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
次に、第2実施形態について図面を用いながら詳細に説明する。ただし、第2実施形態の構成要素のうち第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
図5は、第2実施形態における光コンバイナを示す図である。図5に示すように、本実施形態の光コンバイナは、2段のブリッジファイバそれぞれをコア-クラッド構造とした点で、第1実施形態と異なる。
すなわち、本実施形態の光コンバイナは、第1実施形態における第1ブリッジファイバ40に代えて、コア61及びそのコア61の外周面を囲うクラッド62を有する第1ブリッジファイバ60を備える。
コア61の屈折率はクラッド62の屈折率よりも高くされる。コア61とクラッド62との屈折率差は、第2ブリッジファイバ50におけるコア51とクラッド52との屈折率差よりも小さくされる。
また、この第1ブリッジファイバ60は、第1実施形態における第1ブリッジファイバ40と同様に、出力端に向かうにしたがって外径が縮まるテーパ部60Aと、第1ブリッジファイバ60の長さ方向に沿って外径が一定の径一定部60Bとで構成される。
第1ブリッジファイバ60における入力端面の外径はテーパ部60Aの大径側端面の外径(クラッド外径)と一致し、当該入力端面におけるコア61は各入力用光ファイバ10の出力端面におけるコア11及びクラッド12と融着される。
一方、第1ブリッジファイバ60における出力端面の外径はテーパ部60Aの小径側端面であり、当該出力端面におけるコア61のコア外径は第2ブリッジファイバ50の入力端面におけるコア51のコア外径よりも小さくされる。そして、第2ブリッジファイバ50の入力端面のコア51に第1ブリッジファイバ60の出力端面のコア61が含まれる状態で、当該入力端面と出力端面とが融着される。
本実施形態における光コンバイナでは、第1ブリッジファイバ60におけるクラッド62の外径に対するコア61の外径の比は、第2ブリッジファイバ50におけるクラッド52の外径に対するコア51の外径の比よりも大きくされる。
このような第2実施形態における光コンバイナは、上記第1実施形態で上述した準備工程P1、第1融着工程P2、第2融着工程P3及び結合工程P4を経て製造される。
準備工程P1では、複数の入力用光ファイバ10と、出力用光ファイバ20と、第1ブリッジファイバ60と、第2ブリッジファイバ50とが準備される。
なお、第1ブリッジファイバ60は、例えば第2ブリッジファイバ50と同様に、コア及びコアの外周面を囲うロッド状の光ファイバを加熱し、当該光ファイバの一端を延伸することで得ることができる。
第1融着工程P2では、上記第1実施形態で上述した場合と同様にして複数の入力用光ファイバ10の出力端面と第1ブリッジファイバ60の入力端面とが融着される。また、第2融着工程P3では、上記第1実施形態で上述した場合と同様にして出力用光ファイバ20の入力端面と第2ブリッジファイバ50の出力端面とが融着される。
そして、結合工程P4では第1融着工程P2を経た第1ブリッジファイバ60と、第2融着工程P3を経た第2ブリッジファイバ50とが光学的に結合される。本実施形態の場合、上記第1実施形態の場合と同様に、第1ブリッジファイバ60と第2ブリッジファイバ50とが接融着される。
すなわち、第2ブリッジファイバ50の入力端面に第1ブリッジファイバ40における出力端面(テーパ部40Aの小径側端面)が含まれる状態で、当該出力端面と入力端面とが融着される。なお、第1ブリッジファイバ60と第2ブリッジファイバ50との光軸が一致していることが好ましい。
このように、本実施形態の光コンバイナの製造方法では、複数の入力用光ファイバ10に第1ブリッジファイバ60が融着され、出力用光ファイバ20に第2ブリッジファイバ50が融着された後に、当該第1ブリッジファイバ60と第2ブリッジファイバ50とが融着される。
したがって、上記第1実施形態の場合と同様に、第1ブリッジファイバ60及び第2ブリッジファイバ50に傷や汚れがつくことを防止することができる。また、入力用光ファイバ10又は出力用光ファイバ20に対して、第1ブリッジファイバ60と第2ブリッジファイバ50とを順次融着して行く場合に比べると、特別な治具がなくても、ブリッジファイバ同士の接続部における角度折れを生じ難くすることが可能となる。
以上の製造方法によって図5に示したような光コンバイナが製造される。この光コンバイナでは、複数の入力用光ファイバ10と出力用光ファイバ20との間に、互いに光学的に結合された第1ブリッジファイバ60及び第2ブリッジファイバ50が設けられることとなる。
したがって、上記第1実施形態の場合と同様に、クラッドの外径に対するコアの外径の比が同じ状態の1つのブリッジファイバを第1ブリッジファイバ60及び第2ブリッジファイバ50に代えて用いる場合に比べて、第1ブリッジファイバ60の入力端面と、第2ブリッジファイバ50の出力端面との径差を低減することができる。このため、第1ブリッジファイバ60のテーパ部60A及び第2ブリッジファイバ50のテーパ部50Aの歪みを低減することができる。
また本実施形態の場合、入力用光ファイバ側に位置する第1ブリッジファイバ60におけるコア61とクラッド62との屈折率差は、出力用光ファイバ側に位置する第2ブリッジファイバ50におけるコア51とクラッド52との屈折率差よりも小さくされる。いいかえると、入力用光ファイバ10から離れて位置するブリッジファイバほど屈折率差が大きくされる。
このため、第1ブリッジファイバ60を伝搬する光のモード数に比べて、第2ブリッジファイバ50を伝搬する光のモード数を大きくすることができる。したがって、隣接する第1ブリッジファイバ60と第2ブリッジファイバ50との接続部分からの光の漏れをより一段と抑制することができる。
さらに本実施形態の場合、入力用光ファイバ側に位置する第1ブリッジファイバ60の出力端面のコア外径が、出力用光ファイバ側に位置する第2ブリッジファイバ50の入力端面のコア外径よりも小さくされる。このため、第1ブリッジファイバ60と第2ブリッジファイバ50との接続部分からの光の漏れをより一段と抑制することができる。
(3)変形例
以上、第1実施形態及び第2実施形態が一例として説明された。しかしながら本発明は上記実施形態に限定されるものではない
以上、第1実施形態及び第2実施形態が一例として説明された。しかしながら本発明は上記実施形態に限定されるものではない
例えば、上記第1実施形態及び上記第2実施形態では、テーパ部と径一定部とで構成されるブリッジファイバが適用されたが、当該径一定部が省略されたブリッジファイバが適用されても良い。
また上記第1実施形態では、最も入力用光ファイバ側に位置する第1ブリッジファイバ40は、その全体が光を伝搬するもの(コア-クラッド構造を有さないもの)とされた。また、この第1ブリッジファイバ40以外のブリッジファイバが、コア51及びクラッド52を有する1つの第2ブリッジファイバ50とされた。
しかしながら、第1ブリッジファイバ40以外のブリッジファイバとして2以上の第2ブリッジファイバ50が、第1ブリッジファイバ40と出力用光ファイバ20との間に設けられていても良い。このように第1ブリッジファイバ40と出力用光ファイバ20との間に2以上の第2ブリッジファイバ50を設ける場合、これら第2ブリッジファイバ50のコア-クラッド比は、上記第1実施形態と同様にすることが好ましい。
すなわち、2以上の第2ブリッジファイバ50それぞれにおけるクラッド52の外径に対するコア51の外径の比が、入力用光ファイバ10から離れて位置するブリッジファイバほど小さいことが好ましい。
このようにすれば、第2ブリッジファイバ50を1つとする場合に比べて、出力用光ファイバ20と結合される第2ブリッジファイバ50の出力端面でのクラッド52の外径に対するコア51の外径の比を、より一段と小さくできる。このため、第2ブリッジファイバ50と出力用光ファイバ20との結合をより一段と強化することができる。
また、2以上の第2ブリッジファイバ50におけるコア51とクラッド52との屈折率差は、入力用光ファイバ10から離れて位置するブリッジファイバほど大きいことが好ましい。
このようにすれば、入力用光ファイバ10から離れて位置する第2ブリッジファイバ50ほど、当該第2ブリッジファイバ50を伝搬する光のモード数を大きくすることができる。したがって、隣接する第2ブリッジファイバ50の接続部分からの光の漏れをより一段と抑制することができる。
さらに、2以上の第2ブリッジファイバ50において隣接する第2ブリッジファイバ50では、入力用光ファイバ側に位置する第2ブリッジファイバ50の出力端面のコア外径が、出力用光ファイバ側に位置する第2ブリッジファイバ50の入力端面のコア外径よりも小さいことが好ましい。
このようにすれば、隣接する第2ブリッジファイバ50の接続部分からの光の漏れをより一段と抑制することができる。
なお、第1ブリッジファイバ40と出力用光ファイバ20との間に2以上の第2ブリッジファイバ50を設けた光コンバイナを製造する場合、結合工程P4が変更される。すなわち、第1融着工程P2を経た第1ブリッジファイバ40と、第2融着工程P3を経た第2ブリッジファイバ50とが直接結合されるのではなく、1又は2以上の他のブリッジファイバ50を介して結合される。
しかしながら、第1ブリッジファイバ40以外のブリッジファイバとして2以上の第2ブリッジファイバ50が、第1ブリッジファイバ40と出力用光ファイバ20との間に設けられていても良い。このように第1ブリッジファイバ40と出力用光ファイバ20との間に2以上の第2ブリッジファイバ50を設ける場合、これら第2ブリッジファイバ50のコア-クラッド比は、上記第1実施形態と同様にすることが好ましい。
すなわち、2以上の第2ブリッジファイバ50それぞれにおけるクラッド52の外径に対するコア51の外径の比が、入力用光ファイバ10から離れて位置するブリッジファイバほど小さいことが好ましい。
このようにすれば、第2ブリッジファイバ50を1つとする場合に比べて、出力用光ファイバ20と結合される第2ブリッジファイバ50の出力端面でのクラッド52の外径に対するコア51の外径の比を、より一段と小さくできる。このため、第2ブリッジファイバ50と出力用光ファイバ20との結合をより一段と強化することができる。
また、2以上の第2ブリッジファイバ50におけるコア51とクラッド52との屈折率差は、入力用光ファイバ10から離れて位置するブリッジファイバほど大きいことが好ましい。
このようにすれば、入力用光ファイバ10から離れて位置する第2ブリッジファイバ50ほど、当該第2ブリッジファイバ50を伝搬する光のモード数を大きくすることができる。したがって、隣接する第2ブリッジファイバ50の接続部分からの光の漏れをより一段と抑制することができる。
さらに、2以上の第2ブリッジファイバ50において隣接する第2ブリッジファイバ50では、入力用光ファイバ側に位置する第2ブリッジファイバ50の出力端面のコア外径が、出力用光ファイバ側に位置する第2ブリッジファイバ50の入力端面のコア外径よりも小さいことが好ましい。
このようにすれば、隣接する第2ブリッジファイバ50の接続部分からの光の漏れをより一段と抑制することができる。
なお、第1ブリッジファイバ40と出力用光ファイバ20との間に2以上の第2ブリッジファイバ50を設けた光コンバイナを製造する場合、結合工程P4が変更される。すなわち、第1融着工程P2を経た第1ブリッジファイバ40と、第2融着工程P3を経た第2ブリッジファイバ50とが直接結合されるのではなく、1又は2以上の他のブリッジファイバ50を介して結合される。
また上記第2実施形態では、入力用光ファイバ10と出力用光ファイバ20との間に、コア61及びクラッド62を有する第1ブリッジファイバ60と、コア51及びクラッド52を有する第2ブリッジファイバ50との2つのブリッジファイバが設けられた。
しかしながら、各ブリッジファイバにおけるクラッドの外径に対するコアの外径の比が、入力用光ファイバ10から離れて位置するブリッジファイバほど小さい限り、3つ以上のブリッジファイバが設けられていても良い。
このような3つ以上のブリッジファイバを入力用光ファイバ10と出力用光ファイバ20との間に設ける場合、当該ブリッジファイバにおけるコアとクラッドとの屈折率差は、上述したように、入力用光ファイバ10から離れて位置するブリッジファイバほど大きいことが好ましい。
また、3つ以上のブリッジファイバを入力用光ファイバ10と出力用光ファイバ20との間に設ける場合、上述したように、隣接するブリッジファイバでは、入力用光ファイバ側に位置するブリッジファイバの出力端面のコア外径が、出力用光ファイバ側に位置するブリッジファイバの入力端面のコア外径よりも小さいことが好ましい。
なお、3つ以上のブリッジファイバを入力用光ファイバ10と出力用光ファイバ20との間に設けた光コンバイナを製造する場合、上述したように結合工程P4が変更される。すなわち、第1融着工程P2を経た第1ブリッジファイバ60と、第2融着工程P3を経た第2ブリッジファイバ50とが直接結合されるのではなく、1又は2以上の他のブリッジファイバを介して結合される。
しかしながら、各ブリッジファイバにおけるクラッドの外径に対するコアの外径の比が、入力用光ファイバ10から離れて位置するブリッジファイバほど小さい限り、3つ以上のブリッジファイバが設けられていても良い。
このような3つ以上のブリッジファイバを入力用光ファイバ10と出力用光ファイバ20との間に設ける場合、当該ブリッジファイバにおけるコアとクラッドとの屈折率差は、上述したように、入力用光ファイバ10から離れて位置するブリッジファイバほど大きいことが好ましい。
また、3つ以上のブリッジファイバを入力用光ファイバ10と出力用光ファイバ20との間に設ける場合、上述したように、隣接するブリッジファイバでは、入力用光ファイバ側に位置するブリッジファイバの出力端面のコア外径が、出力用光ファイバ側に位置するブリッジファイバの入力端面のコア外径よりも小さいことが好ましい。
なお、3つ以上のブリッジファイバを入力用光ファイバ10と出力用光ファイバ20との間に設けた光コンバイナを製造する場合、上述したように結合工程P4が変更される。すなわち、第1融着工程P2を経た第1ブリッジファイバ60と、第2融着工程P3を経た第2ブリッジファイバ50とが直接結合されるのではなく、1又は2以上の他のブリッジファイバを介して結合される。
また上記実施形態では、レーザ光源2の構成要素として特に示していないが、レーザ光を出射するものである限り様々な構成要素とすることができる。
また上記実施形態では、複数のレーザ光源2と光コンバイナ3とを構成要素とするレーザ装置1が適用されたが、例えば、共振型のファイバレーザ装置、あるいは、MO-PA(Master Oscillator Power Amplifier)型のファイバレーザ装置が適用されても良く、その他のレーザ装置が適用されても良い。
なお、レーザ装置1、及び、光コンバイナ3における各構成要素は、上記実施形態又は変形例に示された内容以外に、適宜、本願目的を逸脱しない範囲で組み合わせ、省略、変更、周知技術の付加などをすることができる。
本発明は、レーザ装置を用いる加工分野や医療分野等、あるいは、光ファイバコンバイナを用いる様々な分野において利用可能性がある。
1・・・レーザ装置
2・・・レーザ光源
3・・・光コンバイナ
10・・・入力用光ファイバ
20・・・出力用光ファイバ
40,60・・・第1ブリッジファイバ
50・・・第2ブリッジファイバ
2・・・レーザ光源
3・・・光コンバイナ
10・・・入力用光ファイバ
20・・・出力用光ファイバ
40,60・・・第1ブリッジファイバ
50・・・第2ブリッジファイバ
Claims (10)
- 複数の入力用光ファイバと、
出力用光ファイバと、
前記複数の入力用光ファイバ及び前記出力用光ファイバの間に設けられ、互いに光学的に結合される複数のブリッジファイバと
を備え、
前記複数のブリッジファイバは、それぞれ、コア及び前記コアの外周面を囲うクラッドを有するとともに、出力端に向かうにしたがって外径が縮まるテーパ部を有し、
前記複数のブリッジファイバそれぞれにおける前記クラッドの外径に対する前記コアの外径の比は、入力用光ファイバから離れて位置するブリッジファイバほど小さい
ことを特徴とする光コンバイナ。 - 複数の入力用光ファイバと、
出力用光ファイバと、
前記複数の入力用光ファイバ及び前記出力用光ファイバの間に設けられ、互いに光学的に結合される複数のブリッジファイバと
を備え、
前記複数のブリッジファイバは、それぞれ、出力端に向かうにしたがって外径が縮まるテーパ部を有し、
前記複数のブリッジファイバのうち前記複数の入力用光ファイバが結合されるブリッジファイバは、その全体が光を伝搬するものとされ、当該ブリッジファイバ以外の1又は2以上のブリッジファイバは、コア及び前記コアの外周面を囲うクラッドを有する
ことを特徴とする光コンバイナ。 - 前記複数の入力用光ファイバが結合されるブリッジファイバ以外のブリッジファイバは、2以上であり、
前記2以上のブリッジファイバそれぞれにおける前記クラッドの外径に対する前記コアの外径の比は、入力用光ファイバから離れて位置するブリッジファイバほど小さい
ことを特徴とする請求項2に記載の光コンバイナ。 - 前記コアと前記クラッドとの屈折率差は前記入力用光ファイバから離れて位置するブリッジファイバほど大きい
ことを特徴とする請求項1又は請求項3に記載の光コンバイナ。 - 前記複数のブリッジファイバにおいて隣接するブリッジファイバでは、入力用光ファイバ側に位置するブリッジファイバの出力端面のコア外径が、出力用光ファイバ側に位置するブリッジファイバの入力端面のコア外径よりも小さい
ことを特徴とする請求項1~請求項4いずれか1項に記載の光コンバイナ。 - 請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の光コンバイナと、
前記入力用光ファイバにレーザ光を照射するレーザ光源と
を備えることを特徴とするレーザ装置。 - 複数の入力用光ファイバの出力端面と第1のブリッジファイバの入力端面とを融着する第1の融着工程と、
出力用光ファイバの入力端面と第2のブリッジファイバの出力端面とを融着する第2の融着工程と、
前記第1のブリッジファイバと前記第2のブリッジファイバとを光学的に結合する結合工程と
を備え、
前記第1のブリッジファイバ及び前記第2のブリッジファイバは、それぞれ、コア及び前記コアの外周面を囲うクラッドを有するとともに、出力端に向かうにしたがって外径が縮まるテーパ部を有する
ことを特徴とする光コンバイナの製造方法。 - 複数の入力用光ファイバの出力端面と第1のブリッジファイバの入力端面とを融着する第1の融着工程と、
出力用光ファイバの入力端面と第2のブリッジファイバの出力端面とを融着する第2の融着工程と、
前記第1の融着工程を経た第1のブリッジファイバと、前記第2の融着工程を経た第2のブリッジファイバとを光学的に結合する結合工程と
を備え、
前記第1のブリッジファイバ及び前記第2のブリッジファイバは、それぞれ、出力端に向かうにしたがって外径が縮まるテーパ部を有し、
前記第1のブリッジファイバは、その全体が光を伝搬するものとされ、前記第2のブリッジファイバは、コア及び前記コアの外周面を囲うクラッドを有する
ことを特徴とする光コンバイナの製造方法。 - 前記結合工程では、前記第1のブリッジファイバと前記第2のブリッジファイバとが直接結合される
ことを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の光コンバイナの製造方法。 - 前記結合工程では、前記第1のブリッジファイバと前記第2のブリッジファイバとが、前記コア及び前記クラッドを有する1又は2以上の他のブリッジファイバを介して結合される
ことを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の光コンバイナの製造方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201480044303.1A CN105452920B (zh) | 2013-08-09 | 2014-06-02 | 光合波器、使用了该光合波器的激光装置以及光合波器的制造方法 |
EP14835070.5A EP3032302B1 (en) | 2013-08-09 | 2014-06-02 | Optical combiner, laser device using same, and method for manufacturing optical combiner |
US15/016,445 US9759866B2 (en) | 2013-08-09 | 2016-02-05 | Optical combiner, laser device using same, and method for manufacturing optical combiner |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013-166863 | 2013-08-09 | ||
JP2013166863A JP5814314B2 (ja) | 2013-08-09 | 2013-08-09 | 光コンバイナ、及び、それを用いたレーザ装置、並びに、光コンバイナの製造方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
US15/016,445 Continuation US9759866B2 (en) | 2013-08-09 | 2016-02-05 | Optical combiner, laser device using same, and method for manufacturing optical combiner |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2015019692A1 true WO2015019692A1 (ja) | 2015-02-12 |
Family
ID=52461037
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2014/064583 WO2015019692A1 (ja) | 2013-08-09 | 2014-06-02 | 光コンバイナ、及び、それを用いたレーザ装置、並びに、光コンバイナの製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9759866B2 (ja) |
EP (1) | EP3032302B1 (ja) |
JP (1) | JP5814314B2 (ja) |
CN (1) | CN105452920B (ja) |
WO (1) | WO2015019692A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9917411B2 (en) * | 2015-06-25 | 2018-03-13 | Optical Engines, Inc. | Double fiber optic mode adapter |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5814315B2 (ja) | 2013-08-22 | 2015-11-17 | 株式会社フジクラ | 光コンバイナ、及び、それを用いたレーザ装置 |
JP5908559B1 (ja) * | 2014-10-17 | 2016-04-26 | 株式会社フジクラ | 光カプラ、レーザ装置、及びテーパファイバ |
DE112017004440T5 (de) * | 2016-09-29 | 2019-06-27 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Optische Verbindungsstruktur und optisches Modul |
JP6456427B2 (ja) * | 2017-04-28 | 2019-01-23 | 株式会社フジクラ | コンバイナ、及び、レーザ装置 |
CN109061801B (zh) * | 2018-10-12 | 2024-02-20 | 广东国志激光技术有限公司 | 一种高功率信号合束器及其制作方法 |
JP6788695B2 (ja) * | 2019-02-05 | 2020-11-25 | 株式会社フジクラ | 構造体、構造体の製造方法、レーザ装置、及びレーザシステム |
EP4039401A4 (en) * | 2019-09-30 | 2023-10-11 | Fujikura Ltd. | OPTICAL COMBINATOR AND LASER DEVICE |
WO2021172226A1 (ja) * | 2020-02-28 | 2021-09-02 | 古河電気工業株式会社 | 光結合器および光出力装置 |
US20230008662A1 (en) * | 2021-07-09 | 2023-01-12 | Lumentum Operations Llc | Optical fiber with a tapered core |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04361204A (ja) * | 1991-06-07 | 1992-12-14 | Kyocera Corp | ファイバー型光アイソレータ及びその製造方法 |
JPH09218319A (ja) * | 1996-02-08 | 1997-08-19 | Fujikura Ltd | 光ファイバ |
JP2000141073A (ja) * | 1998-11-10 | 2000-05-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ldアレイ光導波器 |
JP2009230080A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | フォトニック結晶ファイバ |
JP2012129426A (ja) * | 2010-12-16 | 2012-07-05 | Fujikura Ltd | マルチポートカプラ、及び、それを用いた光ファイバ増幅器及びファイバレーザ装置及び共振器 |
JP5089950B2 (ja) | 2006-05-30 | 2012-12-05 | 株式会社フジクラ | マルチポートカプラ、光増幅器及びファイバレーザ |
WO2013038761A1 (ja) * | 2011-09-16 | 2013-03-21 | 株式会社フジクラ | ポンプコンバイナ、ブリッジファイバ、及び、ファイバレーザ |
JP2013216151A (ja) * | 2012-04-05 | 2013-10-24 | Aisin Ai Co Ltd | 車両の動力伝達制御装置 |
Family Cites Families (41)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4799949A (en) * | 1985-08-15 | 1989-01-24 | Corning Glass Works | Method of making low loss fiber optic coupler |
US5177803A (en) * | 1991-04-29 | 1993-01-05 | Corning Incorporated | Coaxial optical fiber coupler transmitter-receiver apparatus and method of making same |
US5339372A (en) * | 1993-06-09 | 1994-08-16 | Corning Incorporated | Low loss coupler |
GB9503781D0 (en) * | 1994-05-19 | 1995-04-12 | Univ Southampton | External cavity laser |
US5761234A (en) * | 1996-07-09 | 1998-06-02 | Sdl, Inc. | High power, reliable optical fiber pumping system with high redundancy for use in lightwave communication systems |
US5864644A (en) * | 1997-07-21 | 1999-01-26 | Lucent Technologies Inc. | Tapered fiber bundles for coupling light into and out of cladding-pumped fiber devices |
US6434302B1 (en) * | 1998-03-04 | 2002-08-13 | Jds Uniphase Corporation | Optical couplers for multimode fibers |
KR20010071667A (ko) * | 1998-06-29 | 2001-07-31 | 알프레드 엘. 미첼슨 | 모놀리식 동축형 장치 |
US6324326B1 (en) * | 1999-08-20 | 2001-11-27 | Corning Incorporated | Tapered fiber laser |
US7046432B2 (en) * | 2003-02-11 | 2006-05-16 | Coherent, Inc. | Optical fiber coupling arrangement |
US7046875B2 (en) * | 2003-10-29 | 2006-05-16 | Itf Technologies Optiques Inc. | Optical coupler comprising multimode fibers and method of making the same |
US7016573B2 (en) * | 2003-11-13 | 2006-03-21 | Imra America, Inc. | Optical fiber pump multiplexer |
US20050207455A1 (en) * | 2003-12-15 | 2005-09-22 | Maccormack Stuart | Method and apparatus for efficient coupling of pump light into fiber amplifiers |
US7212553B2 (en) * | 2004-03-16 | 2007-05-01 | Coherent, Inc. | Wavelength stabilized diode-laser array |
EP1725899A2 (en) * | 2004-03-19 | 2006-11-29 | Crystal Fibre A/S | Optical coupler devices, methods of their production and use |
US7272956B1 (en) * | 2004-07-30 | 2007-09-25 | Coherent, Inc. | Method for manufacturing a multimode fiber pump power combiner |
FI125571B (en) * | 2005-02-23 | 2015-11-30 | Liekki Oy | A bundle of optical fibers and a process for making it |
US7787729B2 (en) * | 2005-05-20 | 2010-08-31 | Imra America, Inc. | Single mode propagation in fibers and rods with large leakage channels |
EP1902336A2 (en) * | 2005-07-08 | 2008-03-26 | Crystal Fibre A/S | Optical coupler devices, methods of their production and use |
CA2533674A1 (en) * | 2006-01-23 | 2007-07-23 | Itf Technologies Optiques Inc./Itf Optical Technologies Inc. | Optical fiber component package for high power dissipation |
US8744224B2 (en) * | 2006-03-07 | 2014-06-03 | Alcatel Lucent | Tapered fiber bundle apparatus with monitoring capability |
DE602007009658D1 (de) * | 2006-03-17 | 2010-11-18 | Nkt Photonics As | Optischer koppler und verfahren zu seiner herstellung und verwendung |
US7532792B2 (en) * | 2006-08-28 | 2009-05-12 | Crystal Fibre A/S | Optical coupler, a method of its fabrication and use |
WO2007148127A2 (en) * | 2006-06-23 | 2007-12-27 | Gsi Group Limited | Fibre laser system |
US7437046B2 (en) * | 2007-02-12 | 2008-10-14 | Furukawa Electric North America, Inc. | Optical fiber configuration for dissipating stray light |
US20080267560A1 (en) * | 2007-04-30 | 2008-10-30 | Digiovanni David John | Mode-field resizing in optical fibers |
WO2009077637A1 (en) * | 2007-12-14 | 2009-06-25 | Corelase Oy | Method and device relating to optical fibers |
WO2009077636A1 (en) * | 2007-12-14 | 2009-06-25 | Corelase Oy | Means of coupling light into optical fibers and methods of manufacturing a coupler |
US9063289B1 (en) * | 2008-06-30 | 2015-06-23 | Nlight Photonics Corporation | Multimode fiber combiners |
US9857536B2 (en) * | 2008-07-14 | 2018-01-02 | Chiral Photonics, Inc. | Optical component assembly for use with an optical device |
US9158070B2 (en) * | 2008-08-21 | 2015-10-13 | Nlight Photonics Corporation | Active tapers with reduced nonlinearity |
US8873134B2 (en) * | 2008-08-21 | 2014-10-28 | Nlight Photonics Corporation | Hybrid laser amplifier system including active taper |
US8160415B2 (en) * | 2009-01-27 | 2012-04-17 | Ipg Photonics Corporation | High power fiber laser system with high quality beam |
JP5738275B2 (ja) * | 2009-04-14 | 2015-06-24 | オーエフエス ファイテル,エルエルシー | ファイバベースのレーザコンバイナ |
US8514485B2 (en) * | 2009-08-07 | 2013-08-20 | Northrop Grumman Systems Corporation | Passive all-fiber integrated high power coherent beam combination |
US8184363B2 (en) * | 2009-08-07 | 2012-05-22 | Northrop Grumman Systems Corporation | All-fiber integrated high power coherent beam combination |
US8725001B2 (en) * | 2010-03-10 | 2014-05-13 | Ofs Fitel, Llc | Multicore fiber transmission systems and methods |
CN103827715B (zh) * | 2011-06-20 | 2016-06-08 | Ofs菲特尔有限责任公司 | 用于低损耗耦合至多芯光纤的技术和装置 |
WO2013046696A1 (ja) * | 2011-09-27 | 2013-04-04 | 日本電信電話株式会社 | 光合流分岐器、双方向光伝播器、及び光送受信システム |
JP5216151B1 (ja) * | 2012-03-15 | 2013-06-19 | 株式会社フジクラ | 光ファイバコンバイナ、及び、それを用いたレーザ装置 |
US8515220B1 (en) * | 2012-04-12 | 2013-08-20 | Raytheon Company | Optical fiber coupler for coupling signal beams into a non-circularly shaped optical beam |
-
2013
- 2013-08-09 JP JP2013166863A patent/JP5814314B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2014
- 2014-06-02 WO PCT/JP2014/064583 patent/WO2015019692A1/ja active Application Filing
- 2014-06-02 CN CN201480044303.1A patent/CN105452920B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2014-06-02 EP EP14835070.5A patent/EP3032302B1/en not_active Not-in-force
-
2016
- 2016-02-05 US US15/016,445 patent/US9759866B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04361204A (ja) * | 1991-06-07 | 1992-12-14 | Kyocera Corp | ファイバー型光アイソレータ及びその製造方法 |
JPH09218319A (ja) * | 1996-02-08 | 1997-08-19 | Fujikura Ltd | 光ファイバ |
JP2000141073A (ja) * | 1998-11-10 | 2000-05-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ldアレイ光導波器 |
JP5089950B2 (ja) | 2006-05-30 | 2012-12-05 | 株式会社フジクラ | マルチポートカプラ、光増幅器及びファイバレーザ |
JP2009230080A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | フォトニック結晶ファイバ |
JP2012129426A (ja) * | 2010-12-16 | 2012-07-05 | Fujikura Ltd | マルチポートカプラ、及び、それを用いた光ファイバ増幅器及びファイバレーザ装置及び共振器 |
WO2013038761A1 (ja) * | 2011-09-16 | 2013-03-21 | 株式会社フジクラ | ポンプコンバイナ、ブリッジファイバ、及び、ファイバレーザ |
JP2013216151A (ja) * | 2012-04-05 | 2013-10-24 | Aisin Ai Co Ltd | 車両の動力伝達制御装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9917411B2 (en) * | 2015-06-25 | 2018-03-13 | Optical Engines, Inc. | Double fiber optic mode adapter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105452920B (zh) | 2017-03-15 |
US9759866B2 (en) | 2017-09-12 |
US20160161674A1 (en) | 2016-06-09 |
JP2015034942A (ja) | 2015-02-19 |
EP3032302A4 (en) | 2017-06-07 |
CN105452920A (zh) | 2016-03-30 |
EP3032302A1 (en) | 2016-06-15 |
EP3032302B1 (en) | 2019-04-10 |
JP5814314B2 (ja) | 2015-11-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5814314B2 (ja) | 光コンバイナ、及び、それを用いたレーザ装置、並びに、光コンバイナの製造方法 | |
JP5814315B2 (ja) | 光コンバイナ、及び、それを用いたレーザ装置 | |
JP5738275B2 (ja) | ファイバベースのレーザコンバイナ | |
JP5689929B2 (ja) | 光ファイバコンバイナの製造方法、光ファイバコンバイナ、及び、レーザ装置 | |
JP2009145888A (ja) | 光ファイバ型コンバイナ及びその製造方法 | |
JP5327108B2 (ja) | 光ファイバ形集光器およびそれを用いたレーザ装置 | |
WO2012099116A1 (ja) | ファイバレーザ装置およびレーザ光照射位置の位置決め方法 | |
JP2008268747A (ja) | 光ファイバの漏洩光処理構造および光ファイバレーザ | |
WO2018207872A1 (ja) | コンバイナ、ファイバレーザ装置、およびコンバイナの製造方法 | |
JP5945733B2 (ja) | コンバイナ及びその製造方法 | |
JP2012513612A (ja) | 2本の光ファイバー間のスプライス接続部及びこの種のスプライス接続部を作製する方法 | |
WO2010067510A1 (ja) | 光ファイバ集光器、光増幅器及びファイバレーザ装置 | |
JP2013047856A (ja) | 光導波路部品および光導波路部品の製造方法 | |
US20150247972A1 (en) | Optical fiber, fiber laser, and optical fiber manufacturing method | |
JP2007293298A (ja) | 光学部品の光入出力端 | |
WO2007015577A1 (en) | Combined light source | |
US20070165982A1 (en) | Expanding single-mode fiber mode field for high power applications by fusion with multi-mode fiber | |
JP2010272827A (ja) | 光ファイバカプラ及び光ファイバ増幅器 | |
JP2013102007A (ja) | ファイバレーザ装置 | |
JP5293252B2 (ja) | 光ファイバカプラおよびファイバレーザ | |
JP2016151651A (ja) | 光ファイバ及び光伝送システム | |
JPH08304857A (ja) | 光増幅装置 | |
JP2004165350A (ja) | 光増幅器および光合波器 | |
JP2018189696A (ja) | コンバイナ、及び、レーザ装置 | |
JP7025740B2 (ja) | 光分岐結合器及び光送受信モジュール |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 201480044303.1 Country of ref document: CN |
|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 14835070 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2014835070 Country of ref document: EP |