(57)【要約】【課題】コアにスラント型ＦＢＧが形成されている場合に、クラッド内を導波する光を効果的に除去して保護被覆の発熱による焼損を防止することができる光デバイス及びレーザ装置を提供する。【解決手段】光デバイス１４は、コア２０ａと、コア２０ａを覆い、コア２０ａよりも低い屈折率を有する第１クラッド２０ｂと、第１クラッド２０ｂを覆い、第１クラッド２０ｂよりも低い屈折率を有する第２クラッド２０ｃと、コア２０ａに形成され、コア２０ａを伝搬するＳＲＳ光を第１クラッド２０ｂに結合させるスラント型ＦＢＧ１４ａと、第１クラッド２０ｂのうち、コア２０ａにおけるスラント型ＦＢＧ１４ａが形成された領域を覆う部分ＰＴ１を含み第２クラッド２０ｃが除去されている除去部分ＰＴ２の外周面を覆う、第２クラッド２０ｃよりも高い屈折率を有する高屈折率材２１と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアと、
前記コアを覆い、前記コアよりも低い屈折率を有する第１クラッドと、
前記第１クラッドを覆い、前記第１クラッドよりも低い屈折率を有する第２クラッドと、
前記コアに形成され、前記コアを伝搬するＳＲＳ光を前記第１クラッドに結合させるスラント型ＦＢＧと、
前記第１クラッドのうち、前記コアにおける前記スラント型ＦＢＧが形成された領域を覆う部分を含み前記第２クラッドが除去されている除去部分の外周面を覆う、前記第２クラッドよりも高い屈折率を有する高屈折率材と、
を備える光デバイス。
【請求項２】
前記高屈折率材は、前記第１クラッドよりも高い屈折率を有する、請求項１記載の光デバイス。
【請求項３】
前記高屈折率材を覆う放熱部材を備える、請求項１又は請求項２記載の光デバイス。
【請求項４】
前記放熱部材は、前記高屈折率材を介したＳＲＳ光及び信号光の吸収により発生する熱を放熱する、請求項３記載の光デバイス。
【請求項５】
前記放熱部材は、前記第１クラッドの長手方向において、前記除去部分の長さよりも長く形成されており、
前記第１クラッドの長手方向における前記除去部分の両端外側において、前記放熱部材と前記第２クラッドとの間に設けられた補強材を備える、
請求項３又は請求項４記載の光デバイス。
【請求項６】
前記スラント型ＦＢＧによって前記コアから前記第１クラッドへ結合したＳＲＳ光を含むクラッドモード光を前記第１クラッド内から除去する、少なくとも１つのクラッドモード除去部を備える、請求項５記載の光デバイス。
【請求項７】
励起光を射出する励起光源と、
前記励起光源から射出された励起光によってレーザ光である信号光を生成する共振器と、
前記共振器と前記信号光の出力端との間に配置される請求項１から請求項６の何れか一項に記載の光デバイスと、
を備えるレーザ装置。
【請求項８】
前記光デバイスは、前記励起光源から射出された励起光のうちの残留励起光が実質的に到達しない領域に配置されている、請求項７記載のレーザ装置。
【請求項９】
前記レーザ装置は、前記励起光源として前方励起光源及び後方励起光源を備える双方向励起型のファイバレーザ装置であり、
前記共振器と前記前方励起光源との間に設けられた第１コンバイナと、
前記共振器と前記後方励起光源との間に設けられた第２コンバイナと、
を備え、
前記領域は、前記第２コンバイナよりも前記出力端側に位置する部分である、
請求項８記載のレーザ装置。
【請求項１０】
前記レーザ装置は、前方励起型のファイバレーザ装置であり、
前記共振器は、
励起光により活性される活性元素がコアに添加された増幅用ファイバと、
前記増幅用ファイバの一端と前記励起光源との間に設けられた第１ＦＢＧと、
前記増幅用ファイバの他端と前記出力端との間に設けられた第２ＦＢＧと、
を備え、
前記領域は、前記第２ＦＢＧよりも前記出力端側に位置する部分である、
請求項８記載のレーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光デバイス及びレーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、レーザ装置は、加工分野、自動車分野、医療分野等の様々な分野で用いられている。近年、加工分野においては、従来のレーザ装置（例えば、炭酸ガスレーザ装置）に比べて、ビーム品質及び集光性が優れているファイバレーザ装置が注目されている。このようなファイバレーザ装置の最高出力は、レーザ出力に対して非線形に発生する誘導ラマン散乱（ＳＲＳ：Stimulated Raman Scattering）による制限を受ける。
【０００３】
以下の特許文献１には、ファイバレーザ装置において、コアにスラント型ＦＢＧ（Fiber Bragg Grating）を形成することによって、ＳＲＳ光を低減する技術が開示されている。この技術によれば、コア内を伝搬する光からＳＲＳ光を選択的に除去することができる。これにより、コア内を伝搬する信号光を安定させたり、励起光源の損傷を防いだりすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第９６３４４６２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、高出力のファイバレーザ装置において、コアにスラント型ＦＢＧが形成されている場合には、コアから除去された高パワーのＳＲＳ光がクラッド内を導波することになる。高パワーのＳＲＳ光が、例えばクラッドを覆う保護被覆に集中的に照射されると、この保護被覆が発熱して焼損する可能性が考えられる。或いは、クラッド内を導波するＳＲＳ光が励起光源に到達すると、励起光源が損傷する可能性が考えられる。
【０００６】
また、高出力のファイバレーザ装置において、コアにスラント型ＦＢＧが形成されている場合には、コア内を伝搬する信号光の一部がクラッドに漏れて、クラッド内を導波することが考えられる。このような信号光が、例えばクラッドを覆う保護被覆に照射されると、高パワーのＳＲＳ光が集中的に照射される場合と同様に、保護被覆が発熱して焼損する可能性が考えられる。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、コアにスラント型ＦＢＧが形成されている場合に、クラッド内を導波する光を効果的に除去して保護被覆の発熱による焼損を防止することができる光デバイス及びレーザ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の一態様による光デバイス（１４）は、コア（２０ａ）と、前記コアを覆い、前記コアよりも低い屈折率を有する第１クラッド（２０ｂ）と、前記第１クラッドを覆い、前記第１クラッドよりも低い屈折率を有する第２クラッド（２０ｃ）と、前記コアに形成され、前記コアを伝搬するＳＲＳ光を前記第１クラッドに結合させるスラント型ＦＢＧ（１４ａ）と、前記第１クラッドのうち、前記コアにおける前記スラント型ＦＢＧが形成された領域を覆う部分（ＰＴ１）を含み前記第２クラッドが除去されている除去部分（ＰＴ２）の外周面を覆う、前記第２クラッドよりも高い屈折率を有する高屈折率材（２１）と、を備える。
【０００９】
また、本発明の一態様による光デバイスは、前記高屈折率材が、前記第１クラッドよりも高い屈折率を有する。
【００１０】
また、本発明の一態様による光デバイスは、前記高屈折率材を覆う放熱部材（２２）を備える。
【００１１】
また、本発明の一態様による光デバイスは、前記放熱部材が、前記高屈折率材を介したＳＲＳ光及び信号光の吸収により発生する熱を放熱する。
【００１２】
また、本発明の一態様による光デバイスは、前記放熱部材が、前記第１クラッドの長手方向において、前記除去部分の長さよりも長く形成されており、前記第１クラッドの長手方向における前記除去部分の両端外側において、前記放熱部材と前記第２クラッドとの間に設けられた補強材（２３）を備える。
【００１３】
また、本発明の一態様による光デバイスは、前記スラント型ＦＢＧによって前記コアから前記第１クラッドへ結合したＳＲＳ光を含むクラッドモード光を前記第１クラッド内から除去する、少なくとも１つのクラッドモード除去部（１４ｂ）を備える。
【００１４】
本発明の一態様によるレーザ装置（１、２）は、励起光を射出する励起光源（１１ａ、１１ｂ）と、前記励起光源から射出された励起光によってレーザ光である信号光を生成する共振器（１３）と、前記共振器と前記信号光の出力端（１５）との間に配置される上記の何れかに記載の光デバイス（１４）と、を備える。
【００１５】
また、本発明の一態様によるレーザ装置は、前記光デバイスが、前記励起光源から射出された励起光のうちの残留励起光が実質的に到達しない領域に配置されている。
【００１６】
また、本発明の一態様によるレーザ装置は、前記励起光源として前方励起光源（１１ａ）及び後方励起光源（１１ｂ）を備える双方向励起型のファイバレーザ装置であり、前記共振器と前記励起光源との間に設けられた第１コンバイナ（１２ａ）と、前記共振器と前記後方励起光源との間に設けられた第２コンバイナ（１２ｂ）と、を備え、前記領域は、前記第２コンバイナよりも前記出力端側に位置する部分である。
【００１７】
或いは、本発明の一態様によるレーザ装置は、前方励起型のファイバレーザ装置であり、前記共振器（１３）は、励起光により活性される活性元素がコアに添加された増幅用ファイバ（１３ａ）と、前記増幅用ファイバの一端と前記励起光源との間に設けられた第１ＦＢＧ（１３ｂ）と、前記増幅用ファイバの他端と前記出力端との間に設けられた第２ＦＢＧ（１３ｃ）と、を備え、前記領域は、前記第２ＦＢＧよりも前記出力端側に位置する部分である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、コアにスラント型ＦＢＧが形成されている場合に、クラッド内を導波する光を効果的に除去して保護被覆の発熱による焼損を防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態によるレーザ装置の要部構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態による光デバイスの構成の一部を示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態において、波長差Δλと高屈折率材の屈折率ｎとの関係を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態において、スラント型ＦＢＧによって反射された信号光の進行経路を模式的に示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態による光デバイスの変形例を示す断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態によるレーザ装置の変形例を示す図ある。
【図７】本発明の第２実施形態によるレーザ装置の要部構成を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態によるレーザ装置の変形例を示す図ある。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態による光デバイス及びレーザ装置について詳細に説明する。尚、以下の説明で用いる図面は、特徴を分かりやすくするために、便宜上、特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。また、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００２１】
〔第１実施形態〕
〈レーザ装置〉
図１は、本発明の第１実施形態によるレーザ装置の要部構成を示す図である。図１に示す通り、本実施形態のレーザ装置１は、励起光源１１ａ（前方励起光源）、励起光源１１ｂ（後方励起光源）、第１コンバイナ１２ａ、第２コンバイナ１２ｂ、共振器１３、光デバイス１４、及び出力端１５を備える。このようなレーザ装置１は、励起光源１１ａ及び励起光源１１ｂを備える双方向励起型のファイバレーザ装置である。
【００２２】
尚、以下では、レーザ装置１の光デバイス１４が備える光ファイバ２０（図２参照）の長手方向を、単に「長手方向」という。また、光ファイバ２０から見て、長手方向における出力端１５側を「＋Ｘ側」といい、共振器１３側を「−Ｘ側」という。また、共振器１３の増幅用ファイバ１３ａから見て、励起光源１１ａ側を「前方」といい、励起光源１１ｂ側を「後方」という場合がある。
【００２３】
図１に示す通り、励起光源１１ａ及び励起光源１１ｂは、共振器１３を挟んで、それぞれ複数配置されている。励起光源１１ａは励起光（前方励起光）を共振器１３に向けて射出し、励起光源１１ｂは励起光（後方励起光）を共振器１３に向けて射出する。これら励起光源１１ａ及び励起光源１１ｂとしては、例えばレーザダイオードを用いることができる。
【００２４】
第１コンバイナ１２ａ及び第２コンバイナ１２ｂは、共振器１３を挟んだ両側に配置されている。第１コンバイナ１２ａは、励起光源１１ａの各々が射出した励起光を、１本の光ファイバに結合して共振器１３に向かわせる。第２コンバイナ１２ｂは、励起光源１１ｂの各々が射出した励起光を、１本の光ファイバに結合して共振器１３に向かわせる。
【００２５】
共振器１３は、増幅用ファイバ１３ａと、ＨＲ−ＦＢＧ（High Reflectivity-Fiber Bragg Grating）１３ｂ及びＯＣ−ＦＢＧ（Output Coupler-Fiber Bragg Grating）１３ｃとから構成される。共振器１３は、励起光源１１ａ及び励起光源１１ｂから射出された励起光によってレーザ光である信号光を生成する。
【００２６】
増幅用ファイバ１３ａは、１種類又は２種類以上の活性元素が添加されたコアと、コアを覆う第１クラッドと、第１クラッドを覆う第２クラッドと、第２クラッドを覆う保護被覆とを有する。つまり、増幅用ファイバ１３ａは、ダブルクラッドファイバである。コアに添加される活性元素としては、例えばエルビウム（Ｅｒ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、或いはネオジム（Ｎｄ）等の希土類元素が使用される。これらの活性元素は、励起状態で光を放出する。コア及び第１クラッドとしてはシリカガラス等を用いることができる。第２クラッドとしては、ポリマー等の樹脂を用いることができる。保護被覆としては、アクリル樹脂やシリコーン樹脂等の樹脂材料を用いることができる。
【００２７】
ＨＲ−ＦＢＧ（第１ＦＢＧ）１３ｂは、増幅用ファイバ１３ａの前方の端部に融着接続された光ファイバのコア内に形成されている。ＨＲ−ＦＢＧ１３ｂは、励起状態にされた増幅用ファイバ１３ａの活性元素が放出する光のうち、信号光の波長の光をほぼ１００％の反射率で反射するように調整されている。ＨＲ−ＦＢＧ１３ｂは、その長手方向に沿って一定の周期で高屈折率の部分が繰り返される構造となっている。
【００２８】
ＯＣ−ＦＢＧ（第２ＦＢＧ）１３ｃは、増幅用ファイバ１３ａの後方の端部に融着された光ファイバのコア内に形成されている。ＯＣ−ＦＢＧ１３ｃは、ＨＲ−ＦＢＧ１３ｂとほぼ同様の構造を有しているが、ＨＲ−ＦＢＧ１３ｂよりも低い反射率で、光を反射するように調整されている。例えば、ＯＣ−ＦＢＧ１３ｃは、信号光の波長の光に対する反射率が１０〜２０％程度となるように調整されている。
【００２９】
増幅用ファイバ１３ａ内では、ＨＲ−ＦＢＧ１３ｂ及びＯＣ−ＦＢＧ１３ｃで反射した信号光が、増幅用ファイバ１３ａの長手方向で往復する。信号光は、この往復に伴って増幅されてレーザ光となる。このように、共振器１３内では、光が増幅されてレーザ光が生成される。レーザ光の一部は、ＯＣ−ＦＢＧ１３ｃを透過し、光デバイス１４を介して出力端１５に到達して外部に出力される。
【００３０】
〈光デバイス〉
光デバイス１４は、スラント型ＦＢＧ１４ａとクラッドモード除去部１４ｂとを備える。クラッドモード除去部１４ｂは、長手方向にスラント型ＦＢＧ１４ａを挟むように、スラント型ＦＢＧ１４ａの＋Ｘ側及び−Ｘ側にそれぞれ設けられている。このような光デバイス１４は、光ファイバ２０のコア２０ａ（図２参照）を伝搬するＳＲＳ光、及び光ファイバ２０の第１クラッド２０ｂを伝搬するＳＲＳ光を含むクラッドモード光を除去するために設けられる。
【００３１】
光デバイス１４は、共振器１３と出力端１５との間に配置される。具体的には、励起光源１１ａ及び励起光源１１ｂから射出された励起光のうちの残留励起光が実質的に到達しない領域に配置される。本実施形態における「残留励起光が実質的に到達しない領域」とは、例えばレーザ装置１のうち、第２コンバイナ１２ｂよりも＋Ｘ側に位置する部分である。この領域では、共振器１３をなす増幅用ファイバ１３ａのコアに励起光が充分に吸収されているため、光デバイス１４によって励起光が不意に除去されてしまうといった事態を避けることができる。
【００３２】
光デバイス１４が備える光ファイバ２０の−Ｘ側の端部には、他の光ファイバ（共振器側光ファイバ）が融着接続され、＋Ｘ側の端部には、他の光ファイバ（出力側光ファイバ）が融着接続されている。以下、光ファイバ２０と共振器側光ファイバとの融着接続部を第１接続部Ａ１といい、光ファイバ２０と出力側光ファイバの融着接続部を第２接続部Ａ２という。
【００３３】
図２は、本発明の第１実施形態による光デバイスの構成の一部を示す断面図である。図２に示す断面図は、スラント型ＦＢＧ１４ａが形成された部分及びその近傍のみを示している。尚、図２においては、クラッドモード除去部１４ｂが形成された部分及びその近傍の図示は省略している。
【００３４】
図２に示す通り、光デバイス１４は、光ファイバ２０、高屈折率材２１、及び放熱部材２２を備える。光ファイバ２０は、スラント型ＦＢＧ１４ａが形成されたコア２０ａと、第１クラッド２０ｂと、第２クラッド２０ｃとを有する。つまり、光ファイバ２０は、スラント型ＦＢＧ１４ａが形成されたコア２０ａを有するダブルクラッドファイバである。尚、光ファイバ２０は、第２クラッド２０ｃを覆う保護被覆を有するが、図２では保護被覆の図示を省略している。
【００３５】
光ファイバ２０のコア２０ａ及び第１クラッド２０ｂとしては、例えばシリカガラス等を用いることができる。光ファイバ２０の第２クラッド２０ｃとしては、ポリマー等の樹脂を用いることができる。つまり、シリカガラスにより形成されたガラスクラッドと、ポリマー材により形成されたポリマークラッドとを有するダブルクラッドファイバを、光ファイバ２０として用いることができる。
【００３６】
第１クラッド２０ｂは、コア２０ａを覆い、コア２０ａよりも低い屈折率を有する。第２クラッド２０ｃは、第１クラッド２０ｂを覆い、第１クラッド２０ｂよりも低い屈折率を有する。尚、不図示の保護被覆としては、アクリル樹脂やシリコーン樹脂等の樹脂材料を用いることができる。保護被覆として用いられるこれらの樹脂材料は、一般的に、光を吸収して発熱する。
【００３７】
スラント型ＦＢＧ１４ａは、光ファイバ２０のコア２０ａに形成され、コア２０ａを伝搬するＳＲＳ光を第１クラッド２０ｂに結合（モード結合）させるためのものである。スラント型ＦＢＧ１４ａは、光ファイバ２０のコア２０ａに、部分的に加工用光線（紫外線レーザ光等）を照射し、長手方向におけるコア２０ａの屈折率を変調することで形成される。本実施形態では、スラント型ＦＢＧ１４ａを形成するために、第２クラッド２０ｃ及び不図示の保護被覆を部分的に除去し、除去した部分を通じて加工用光線をコア２０ａに照射している。
【００３８】
スラント型ＦＢＧ１４ａは、レーザ光として用いられる信号光の波長帯（例えば、１０７０ｎｍ）の光を透過し、且つ、ＳＲＳ光の波長帯（例えば、１１２５ｎｍ）の光をコア２０ａから第１クラッド２０ｂに向けて逃がすように構成されている。ここで、スラント型ＦＢＧ１４ａは、コア２０ａを伝搬する信号光の殆どを透過させるが、信号光の一部を反射する。スラント型ＦＢＧ１４ａで反射された信号光は、第１クラッド２０ｂに結合する。
【００３９】
スラント型ＦＢＧ１４ａは、長手方向における屈折率変調部同士の間隔が不均一になっていることが望ましい。これにより、スラント型ＦＢＧ１４ａでコア２０ａから取り除かれる光の波長帯が大きくなる。このようにすることで、ＳＲＳ光を第１クラッド２０ｂに向けてより確実に逃がすことができる。このように、ＳＲＳ光をコア２０ａから選択的に除去して第１クラッド２０ｂに結合させることで、信号光の品質を安定させたり、励起光源１１ａ及び励起光源１１ｂの損傷を防いだりすることができる。
【００４０】
上記の第２クラッド２０ｃ等が除去された部分（除去部分ＰＴ２）は、スラント型ＦＢＧ１４ａが形成された後に、高屈折率材２１によって覆われる。つまり、第１クラッド２０ｂのうち、コア２０ａにおけるスラント型ＦＢＧ１４ａが形成された領域を覆う部分ＰＴ１を含み第２クラッド２０ｃが除去されている除去部分ＰＴ２の外周面は、高屈折率材２１によって覆われている。尚、図２に示す例では、放熱部材２２の内部に配置されている第２クラッド２０ｃの外周面も高屈折率材２１によって覆われている。
【００４１】
このような高屈折率材２１は、コア２０ａに形成されたスラント型ＦＢＧ１４ａによって第１クラッド２０ｂに結合した信号光が、第２クラッド２０ｃに入射するのを防止するために設けられる。前述の通り、第２クラッド２０ｃは保護被覆に覆われており、第１クラッド２０ｂに結合した信号光が第２クラッド２０ｃに入射してしまうと、保護被覆が発熱して焼損する可能性がある。このような保護被覆の焼損が生じないようにするために高屈折率材２１を設けている。
【００４２】
高屈折率材２１としては、第２クラッド２０ｃよりも高い屈折率を有し、且つ信号光及びＳＲＳ光に対して透明性の高い樹脂材料を用いることができる。高屈折率材２１を構成する樹脂材料の屈折率は、第１クラッド２０ｂの屈折率と同等又はそれより高くても良い。このような高屈折率材２１を設けることで、第１クラッド２０ｂに結合した信号光が、第２クラッド２０ｃに入射することを防止することができる原理については後述する。
【００４３】
放熱部材２２は、長手方向において、除去部分ＰＴ２の長さよりも長く形成されており、高屈折率材２１を覆うように設けられている。この放熱部材２２は、高屈折率材２１を介したＳＲＳ光及び信号光を吸収し、その吸収により発生する熱を放熱するために設けられる。放熱部材２２は、例えば角筒形状又は円筒形状の部材であり、例えば内表面が黒アルマイト処理されたアルミニウム等の金属により形成されている。放熱部材２２の内表面が黒アルマイト処理されるのは、内表面に入射したＳＲＳ光及び信号光の反射を防止するためである。
【００４４】
図１に示すクラッドモード除去部１４ｂは、所謂クラッドモードストリッパである。ここで、クラッドモードストリッパは、例えば、光ファイバ２０の第２クラッド２０ｃ及び不図示の保護被覆を長手方向に沿って間欠的に除去し、除去した部分を高屈折率樹脂等で覆うことで形成される。このようなクラッドモードストリッパは、ＳＲＳ光を含むクラッドモード光を、第１クラッド２０ｂ内から高屈折率樹脂等へと除去することができる。
【００４５】
〈高屈折率材を設ける原理〉
スラント型ＦＢＧ１４ａの基本的な反射波長をλ０とし、コア２０ａを伝搬する信号光の波長とλ０との波長差をΔλとする。また、コア２０ａの屈折率をｎｃとし、高屈折率材２１の屈折率をｎとする。尚、コア２０ａを伝搬する信号光の波長帯は、例えば中心波長が１０７０ｎｍであって、波長幅が数十ｎｍ程度である。このため、上記の波長差Δλも上記の波長幅と同程度の幅を有する点に注意されたい。
【００４６】
コア２０ａを伝搬する信号光は、以下の（１）式が満たされる場合に、第１クラッド２０ｂに結合される。
Δλ＜｛（ｎｃ−ｎ）／（２・ｎｃ）｝×λ０  …（１）
【００４７】
図３は、本発明の第１実施形態において、波長差Δλと高屈折率材の屈折率ｎとの関係を示す図である。尚、図３に示すグラフでは、波長差Δλを縦軸にとり、高屈折率材２１の屈折率ｎを横軸にとってある。図３では、スラント型ＦＢＧ１４ａの基本的な反射波長λ０を１１２０ｎｍとしている。また、コア２０ａと第１クラッド２０ｂとの屈折率差は、第１クラッド２０ｂと第２クラッド２０ｃとの屈折率差と比較すると十分に小さいため、コア２０ａの屈折率ｎｃ及び第１クラッド２０ｂの屈折率をともに１．４５（石英の屈折率）としており、第２クラッド２０ｃの屈折率を１．３８（ポリマー材の屈折率）としている。図３に示すグラフは、波長差Δλと高屈折率材２１の屈折率ｎとの関係に応じて、領域Ｒ１と領域Ｒ２，Ｒ３とに大別される。
【００４８】
領域Ｒ１は、上記（１）式が満たされない領域であり、領域Ｒ２，Ｒ３は、上記（１）式が満たされる領域である。つまり、領域Ｒ１は、コア２０ａを伝搬する信号光が第１クラッド２０ｂに結合されない領域であり、領域Ｒ２，Ｒ３は、コア２０ａを伝搬する信号光が第１クラッド２０ｂに結合される領域である。ここで、領域Ｒ２は、第１クラッド２０ｂに結合された信号光が、第２クラッド２０ｃに入射する領域であるのに対し、領域Ｒ３は、第１クラッド２０ｂに結合された信号光が、第２クラッド２０ｃに入射せずに第１クラッド２０ｂを伝搬する領域である。
【００４９】
図４は、本発明の第１実施形態において、スラント型ＦＢＧによって反射された信号光の進行経路を模式的に示す図である。波長差Δλと高屈折率材２１の屈折率ｎとの関係が領域Ｒ１に含まれる関係である場合には、スラント型ＦＢＧ１４ａによって反射された信号光は、例えば図４に示す進行経路Ｐ１の通り、第１クラッド２０ｂ及び高屈折率材２１を介して放熱部材２２に入射するものとなる。
【００５０】
波長差Δλと高屈折率材２１の屈折率ｎとの関係が、領域Ｒ２に含まれる関係である場合には、スラント型ＦＢＧ１４ａによって反射された信号光は、例えば図４に示す進行経路Ｐ２の通り、第１クラッド２０ｂ内を伝搬して第２クラッド２０ｃに到達すると第２クラッド２０ｃに入射するものとなる。波長差Δλと高屈折率材２１の屈折率ｎとの関係が、領域Ｒ３に含まれる関係である場合には、スラント型ＦＢＧ１４ａによって反射された信号光は、例えば図４に示す進行経路Ｐ３の通り、第２クラッド２０ｃに入射することなく第１クラッド２０ｂを伝搬するものとなる。
【００５１】
スラント型ＦＢＧ１４ａによって反射された信号光が、図１に示す進行経路Ｐ１を通るものである場合には、放熱部材２２に入射して吸収される。また、スラント型ＦＢＧ１４ａによって反射された信号光が、図１に示す進行経路Ｐ３を通るものである場合には、図１に示すクラッドモード除去部１４ｂで除去される。これに対し、スラント型ＦＢＧ１４ａによって反射された信号光が、図４に示す進行経路Ｐ２を通るものである場合には、第２クラッド２０ｃを覆う保護被覆が発熱して焼損する可能性がある。このような発熱による焼損を防止するためには、波長差Δλと高屈折率材２１の屈折率ｎとの関係が、図３に示す領域Ｒ２に含まれないようにすれば良い。
【００５２】
仮に、高屈折率材２１の屈折率ｎが、第２クラッド２０ｃよりも低い１．３３であるとすると、図３に示す通り、波長差Δλと高屈折率材２１の屈折率ｎとの関係が、領域Ｒ２に含まれる関係になる場合がある。
【００５３】
これに対し、高屈折率材２１の屈折率ｎが、第２クラッド２０ｃよりも高い場合には、図３に示す通り、波長差Δλと高屈折率材２１の屈折率ｎとの関係が、領域Ｒ２に含まれる関係になることはなくなる。しかも、高屈折率材２１の屈折率ｎが、第１クラッド２０ｂよりも高い場合には、図３に示す通り、波長差Δλと高屈折率材２１の屈折率ｎとの関係が、領域Ｒ３に含まれることもなくなる。このため、高屈折率材２１の屈折率ｎは、第２クラッド２０ｃよりも高い屈折率とされる。
【００５４】
以上の通り、本実施形態では、光ファイバ２０に設けられた第１クラッド２０ｂのうち、コア２０ａにおけるスラント型ＦＢＧ１４ａが形成された領域を覆う部分ＰＴ１を含み第２クラッド２０ｃが除去されている除去部分ＰＴ２の外周面を、高屈折率材２１で覆うようにしている。これにより、スラント型ＦＢＧ１４ａによって反射されて第１クラッド２０ｂに結合された信号光（具体的には、図４に示す進行経路Ｐ２を通るような信号光）を効果的に除去することができる。その結果として、第２クラッド２０ｃを覆う不図示の保護被覆の発熱による焼損を防止することができる。
【００５５】
また、本実施形態では、光デバイス１４に設けられたスラント型ＦＢＧ１４ａとクラッドモード除去部１４ｂとの組み合わせによって、第１クラッド２０ｂを伝搬するＳＲＳ光も除去される。このため、ＳＲＳ光が照射されて保護被覆が発熱して焼損したり、ＳＲＳ光が励起光源１１ａ及び励起光源１１ｂに到達してこれら励起光源１１ａ及び励起光源１１損傷したりすることが抑えられる。
【００５６】
〈変形例〉
図５は、本発明の第１実施形態による光デバイスの変形例を示す断面図である。図５に示す光デバイス１４は、長手方向における除去部分ＰＴ２の両端外側において、放熱部材２２と第２クラッド２０ｃとの間に設けられた補強材２３を備える。この補強材２３は、放熱部材２２と第２クラッド２０ｃとの固着強度を高めるものである。この補強材２３としては、例えば第２クラッド２０ｃよりも屈折率の低い樹脂を用いることできる。
【００５７】
図６は、本発明の第１実施形態によるレーザ装置の変形例を示す図ある。図６に示すレーザ装置１は、スラント型ＦＢＧ１４ａの−Ｘ側にのみクラッドモード除去部１４ｂが設けられている光デバイス１４を備える。つまり、レーザ装置１に設けられる光デバイス１４は、クラッドモード除去部１４ｂが、スラント型ＦＢＧ１４ａの−Ｘ側にのみ設けられたものであっても良く、スラント型ＦＢＧ１４ａの両側（＋Ｘ側及び−Ｘ側）に設けられたものであっても良い。
【００５８】
〔第２実施形態〕
図７は、本発明の第２実施形態によるレーザ装置の要部構成を示す図である。尚、図７においては、図１に示す構成と同様の構成には同一の符号を付してある。以下では、図１を用いて説明した構成と同様の構成については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００５９】
図７に示す通り、本実施形態のレーザ装置２は、励起光源１１ａ、第１コンバイナ１２ａ、共振器１３、光デバイス１４、及び出力端１５を備える。このようなレーザ装置１は、励起光源１１ｂ（後方励起光源）を有していない片側励起型である。つまり、レーザ装置２は、前方励起型のファイバレーザ装置である。
【００６０】
共振器１３は、増幅用ファイバ１３ａと、ＨＲ−ＦＢＧ１３ｂ（第１ＦＢＧ）及びＯＣ−ＦＢＧ１３ｃ（第２ＦＢＧ）とから構成される。光デバイス１４は、共振器１３をなすＯＣ−ＦＢＧ１３ｃと出力端１５との間に配置されている。本実施形態でも、励起光が意図せず除去されてしまうことを防ぐため、光デバイス１４は、残留励起光が実質的に到達しない領域に配置される。
【００６１】
本実施形態における「残留励起光が実質的に到達しない領域」とは、例えばレーザ装置２のうち、ＯＣ−ＦＢＧ１３ｃよりも出力端１５側に位置する部分である。この領域では、共振器１３をなす増幅用ファイバ１３ａのコアに励起光が充分に吸収されているため、光デバイス１４を設ける位置として好適である。尚、詳細な説明は省略するが、本実施形態のレーザ装置２でも、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００６２】
〈変形例〉
図８は、本発明の第２実施形態によるレーザ装置の変形例を示す図ある。図８に示すレーザ装置２は、光デバイス１４が、増幅用ファイバ１３ａとＯＣ−ＦＢＧ１３ｃとの間、即ち共振器１３内に配置された構成である。本変形例に係るレーザ装置２においても、増幅用ファイバ１３ａのコアで励起光が充分に吸収され、残留励起光が実質的に到達しない領域に光デバイス１４を配置することで、第２実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上述した第１，第２実施形態のレーザ装置１，２は、１つの出力端１５を有するものであったが、出力端１５の先にさらに光ファイバ等を接続してもよい。また、出力端１５の先にビームコンバイナを接続し、複数のレーザ装置からのレーザ光を束ねるように構成されていてもよい。
【００６４】
また、上述した第１，第２実施形態のレーザ装置１，２に設けられた光デバイス１４を、ＭＯＰＡ（Master Oscillator Power Amplifier）方式のファイバレーザ装置に採用してもよい。更に、光デバイス１４は、半導体レーザ（ＤＤＬ：Direct Diode Laser）やディスクレーザのように、共振器が光ファイバ以外で構成され、共振器から射出されるレーザ光を光ファイバに集光するレーザ装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１，２…レーザ装置、１１ａ，１１ｂ…励起光源、１２ａ…第１コンバイナ、１２ｂ…第２コンバイナ、１３…共振器、１３ａ…増幅用ファイバ、１３ｂ…ＨＲ−ＦＢＧ、１３ｃ…ＯＣ−ＦＢＧ、１４…光デバイス、１４ａ…スラント型ＦＢＧ、１４ｂ…クラッドモード除去部、１５…出力端、２０ａ…コア、２０ｂ…第１クラッド、２０ｃ…第２クラッド、２２…放熱部材、２３…補強材、ＰＴ１…部分、ＰＴ２…除去部分、２１…高屈折率材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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