(57)【要約】【課題】長期的に高い信頼性を有する、ダブルクラッドファイバー（ＤＣＦ）のの光除去方法、および、光除去装置を提供する。【解決手段】ＤＣＦ（１）のアウタークラッド部を除去し、インナークラッドを露出させたインナークラッド露出部（７）を、無機材料により構成される２枚の光学基板（６Ａ，６Ｂ）で挟むように構成する。除去したアウタークラッドの屈折率ｎ４と、光学基板（６Ａ，６Ｂ）の屈折率ｎ６との間にはｎ６＞ｎ４の関係を有するようにする。ＤＣＦ（１）の使用状態において、ＤＣＦ（１）のインナークラッドを伝播してきた光は、インナークラッド露出部（７）と光学基板（６Ａ，６Ｂ）との接触部から、光学基板（６Ａ，６Ｂ）内に、第二の光の伝播方向に見て不均一に放射される。【選択図】図２
2010181574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の光と少なくとも前記第一の光と波長の異なる第二の光とが伝播するコアと、
前記コアの外周を覆うようにあって前記コアの屈折率より低い屈折率で、少なくとも前記第二の光が伝播するインナークラッドと、
前記インナークラッドの外周を覆うようにあって前記インナークラッドの屈折率より低い屈折率のアウタークラッドとから少なくとも構成されるダブルクラッドファイバーの、
前記インナークラッドを伝播する少なくとも前記第二の光を、前記光ファイバーから除去するにあたり、
前記ダブルクラッドファイバーの一部分において、前記第二の光を当該第二の光の伝播方向に見て、不均一に放射させて除去することを特徴とするダブルクラッドファイバーの光除去方法。
【請求項２】
前記ダブルクラッドファイバーの前記一部分において、前記アウタークラッドを除去して、前記インナークラッドを露出させ、該露出させたインナークラッドの少なくとも一部分に、前記アウタークラッドの屈折率より大きい屈折率を有し前記第二の光に対して略透明な無機材料を、前記第二の光の伝播方向に見て不均一に接触させて、前記第二の光を、前記無機材料を通して不均一に放射させて除去することを特徴とする請求項１に記載のダブルクラッドファイバーの光除去方法。
【請求項３】
第一の光と少なくとも前記第一の光と波長の異なる第二の光とが伝播するコアと、
前記コアの外周を覆うようにあって前記コアの屈折率より低い屈折率で、少なくとも前記第二の光が伝播するインナークラッドと、
前記インナークラッドの外周を覆うようにあって前記インナークラッドの屈折率より低い屈折率のアウタークラッドとから少なくとも構成されるダブルクラッドファイバーの、
前記インナークラッドを伝播する少なくとも前記第二の光を、前記光ファイバーから除去するにあたり、
前記ダブルクラッドファイバーの一部分において、前記アウタークラッドを、該アウタークラッドの屈折率より大きい屈折率を有し、少なくとも前記第二の光に対して略透明な無機材料として、該無機材料を通して前記第二の光を除去することを特徴とするダブルクラッドファイバーの光除去方法。
【請求項４】
前記ダブルクラッドファイバーの前記一部分において、前記アウタークラッドを除去して、前記インナークラッドを露出させ、該露出させたインナークラッドの少なくとも一部分に前記無機材料を接触させて、前記第二の光を、前記無機材料を通して除去することを特徴とする請求項３に記載のダブルクラッドファイバーの光除去方法。
【請求項５】
第一の光と少なくとも前記第一の光と波長の異なる第二の光とが伝播するコアと、
前記コアの外周を覆うようにあって前記コアの屈折率より低い屈折率で、少なくとも前記第二の光が伝播するインナークラッドと、
前記インナークラッドの外周を覆うようにあって前記インナークラッドの屈折率より低い屈折率のアウタークラッドとから少なくとも構成されるダブルクラッドファイバーの、
前記インナークラッドを伝播する少なくとも前記第二の光を、前記光ファイバーから除去するにあたり、
前記ダブルクラッドファイバーの一部分において、前記インナークラッドからの前記第二の光を、前記アウタークラッドより高い屈折率を有し、少なくとも前記第二の光に対して略透明な第一の材料を通すとともに、該第一の材料から、前記アウタークラッドより高い屈折率を有し、少なくとも前記第二の光に対して略透明な第二の材料を通して放射させて除去することを特徴とするダブルクラッドファイバーの光除去方法。
【請求項６】
前記第一の材料は光学硬化樹脂とし、前記第二の材料は無機材料とし、前記ダブルクラッドファイバーの前記一部分において、前記アウタークラッドを除去して、前記インナークラッドを露出させ、前記露出したインナークラッドの少なくとも一部分に前記光学硬化樹脂を接触させ、前記光学硬化樹脂の少なくとも一部分に前記無機材料を接触させて、前記第二の光を、前記光学硬化樹脂から前記無機材料を通して放射させて除去することを特徴とする請求項５に記載のダブルクラッドファイバーの光除去方法。
【請求項７】
前記ダブルクラッドファイバーの前記一部分が、曲率を有することを特徴とする請求項２，４，６のいずれか一項に記載のダブルクラッドファイバーの光除去方法。
【請求項８】
前記無機材料は基板であることを特徴とする請求項２，４，６，７の何れか一項に記載のダブルクラッドファイバーの光除去方法。
【請求項９】
前記基板には、前記ダブルクラッドファイバーの前記一部分を案内する溝を形成したことを特徴とする請求項８に記載のダブルクラッドファイバーの光除去方法。
【請求項１０】
前記ダブルクラッドファイバーの前記一部分が、複数枚の前記基板と接触することを特徴とする請求項８に記載のダブルクラッドファイバーの光除去方法。
【請求項１１】
前記ダブルクラッドファイバーの前記一部分が、複数枚の前記基板で挟み込まれることを特徴とする請求項８に記載のダブルクラッドファイバーの光除去方法。
【請求項１２】
前記複数枚の基板は、屈折率が異なることを特徴とする請求項１０または１１に記載のダブルクラッドファイバーの光除去方法。
【請求項１３】
前記複数枚の基板は、形状が異なることを特徴とする請求項１０または１１に記載のダブルクラッドファイバーの光除去方法。
【請求項１４】
前記複数枚の基板は、略同一の形状を有する２枚の基板であり、前記第二の光の伝播方向に互いにずらして配置したことを特徴とする請求項１１に記載のダブルクラッドファイバーの光除去方法。
【請求項１５】
第一の光と少なくとも前記第一の光と波長の異なる第二の光とが伝播するコアと、
前記コアの外周を覆うようにあって前記コアの屈折率より低い屈折率で、少なくとも前記第二の光が伝播するインナークラッドと、
前記インナークラッドの外周を覆うようにあって前記インナークラッドの屈折率より低い屈折率のアウタークラッドとから少なくとも構成されるダブルクラッドファイバーの、
前記インナークラッドを伝播する少なくとも前記第二の光を、前記光ファイバーから除去する光除去装置であって、
前記ダブルクラッドファイバーの一部分において、露出した前記インナークラッドを、挟み込むように設けた第一の基板および第二の基板と、
少なくとも前記露出したインナークラッド、前記第一の基板および前記第二の基板を収容する容器とを有し、
前記第一の基板および前記第二の基板は、少なくとも前記第二の光に対して略透明であり、且つ、前記アウタークラッドの屈折率より大きい屈折率を有し、
前記容器は、少なくとも前記第二の光を透過しない金属材料からなることを特徴とするダブルクラッドファイバーの光除去装置。
【請求項１６】
第一の光と少なくとも前記第一の光と波長の異なる第二の光とが伝播するコアと、
前記コアの外周を覆うようにあって前記コアの屈折率より低い屈折率で、少なくとも前記第二の光が伝播するインナークラッドと、
前記インナークラッドの外周を覆うようにあって前記インナークラッドの屈折率より低い屈折率のアウタークラッドとから少なくとも構成されるダブルクラッドファイバーの、
前記インナークラッドを伝播する少なくとも前記第二の光を、前記光ファイバーから除去する光除去装置であって、
前記ダブルクラッドファイバーの一部分において、露出した前記インナークラッドに接して設けた光学硬化樹脂と、
該光学硬化樹脂に接して設けた基板と、
少なくとも前記露出したインナークラッド、前記光学硬化樹脂および前記基板を収容する容器とを有し、
前記光学硬化樹脂および前記基板は、少なくとも前記第二の光に対して略透明であり、且つ、前記アウタークラッドの屈折率より大きい屈折率を有し、
前記容器は、少なくとも前記第二の光を透過しない金属材料からなることを特徴とするダブルクラッドファイバーの光除去装置。
【請求項１７】
前記光学樹脂を、前記基板を構成する第一の基板および第二の基板で挟み込むことを特徴とする請求項１６に記載のダブルクラッドファイバーの光除去装置。
【請求項１８】
前記第一の基板および前記第二の基板の少なくとも一方と前記容器との間に密着するように配置された部材を更に有し、該部材は、前記第一の基板および前記第二の基板の熱伝導率より高い熱伝導率を有することを特徴とする請求項１５または１７に記載のダブルクラッドファイバーの光除去装置。
【請求項１９】
前記第一の基板または前記第二の基板の一方と前記容器との間に、少なくとも前記第二の光を略全反射させる第三の基板を有し、前記インナークラッドから前記第一の基板または前記第二の基板を経て放射される前記第二の光を、前記第一の基板または前記第二の基板側に反射させるように構成したことを特徴とする請求項１５または１７に記載のダブルクラッドファイバーの光除去装置。
【請求項２０】
前記第一の基板または前記第二の基板の、前記インナークラッドとは反対側の面に、少なくとも前記第二の光を略全反射させる反射面を有することを特徴とする請求項１５または１７に記載のダブルクラッドファイバーの光除去装置。
【請求項２１】
前記第一の基板および前記第二の基板は、形状が異なることを特徴とする請求項１５または１７に記載のダブルクラッドファイバーの光除去装置。
【請求項２２】
前記第一の基板または前記第二の基板には、前記インナークラッドを案内する溝があることを特徴とする請求項１５または１７に記載のダブルクラッドファイバーの光除去装置。
【請求項２３】
前記第一の基板と前記第二の基板とは、屈折率が異なることを特徴とする請求項１５または１７に記載のダブルクラッドファイバーの光除去装置。
【請求項２４】
前記第一の基板および前記第二の基板の少なくとも一方は、前記第二の光の伝播方向に分割された複数の基板からなり、前記複数の基板は、前記第二の光の伝播方向の上流側の屈折率が下流側の屈折率よりも低いことを特徴とする請求項１５または１７に記載のダブルクラッドファイバーの光除去装置。
【請求項２５】
前記第一の基板および前記第二の基板は、略同一の形状を有し、前記第二の光の伝播方向に互いにずらして配置したことを特徴とする請求項１５または１７に記載のダブルクラッドファイバーの光除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高出力なファイバーレーザやファイバー光増幅器などの光ファイバーシステムに関し、特にダブルクラッドファイバーのインナークラッド伝播光をダブルクラッドファイバー外に取り出す光除去方法および光除去装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高出力なファイバーレーザやファイバー光増幅器として、少なくとも、増幅媒質が添加された増幅ファイバー、増幅媒質を励起するための励起光源、および、励起光源からの励起光を増幅ファイバーに入力するためのコンバイナーを含んで構成される光ファイバーシステムが、通常使用されている。
【０００３】
この光ファイバーシステムの増幅ファイバーとして、一般的には、ダブルクラッドファイバー（以下、ＤＣＦともいう）が使用される。ＤＣＦは、増幅媒質が添加されたコア部と、コア部の外周を被覆するインナークラッド部と、インナークラッド部の外周を被覆するアウタークラッド部とを含んで構成される。使用状態において、インナークラッド部は信号光をその内側に閉じ込め伝播させる。また、アウタークラッド部は、励起光をその内側に閉じ込め、コア部およびインナークラッド部に励起光を伝播させる。励起光は、コア部を伝播する際に、増幅媒質に吸収され、信号光に利得を与える。
【０００４】
増幅ファイバーには、通常、信号光および励起光を入出力するために、増幅媒質の添加されていないデリバリーファイバーが接続される。デリバリーファイバーも、増幅ファイバーと同様に、コア部とインナークラッド部とアウタークラッド部とからなり、増幅ファイバーと同様な断面形状と、光ファイバーの開口数（以下，ＮＡという）とを有し、信号光はコア部を、励起光はコア部およびインナークラッド部を伝播可能に構成されている。
【０００５】
前述のコンバイナー等の部品は、通常このデリバリーファイバーに取り付けられる。信号光はコンバイナーからデリバリーファイバーのコア部を介して、増幅ファイバーのコア部に入力される。また、励起光は、コンバイナーからデリバリーファイバーのコア部およびインナークラッド部を介して、増幅ファイバーのコア部およびインナークラッド部に入力される。
【０００６】
一方、励起光は、増幅媒質に吸収されるため、増幅ファイバー内を減衰しながら伝播する。通常は、励起光が増幅ファイバーでほぼ全て吸収されることは無く、少なくとも、入力された励起光の約１０％は増幅ファイバーを透過する。例えば、１ｋＷの励起光が入力された場合は、出力される励起光は、少なくとも、１００Ｗとなる。また、ある用途では、強い励起密度を増幅ファイバー内で維持させる必要がある。この場合には、入力された励起光が増幅ファイバーで吸収される比率を低くさせるように、光ファイバーシステムを構成する。従って、増幅ファイバーの出力側まで大きな光強度の非吸収励起光が伝播する。
【０００７】
このようにしてコア部およびインナークラッド部を伝播した励起光が、不必要な光となり、増幅ファイバーから信号光とともに出射することにより、種々の好ましくない現象が発生する。例えば、出力側のデリバリーファイバーから自由空間へ信号光を取り出すために設けられた光コネクタにより、励起光の散乱光が発生しコネクタを破損させたり、増幅光ファイバーを光源方向へ伝播する反射光が発生して、励起光源や信号光の光源を破損させたりする虞がある。
【０００８】
また、励起光以外にも、増幅媒質の励起光吸収により発生する増幅自然放射光（以下、ＡＳＥ光と呼ぶ）、または、コア部から漏洩した信号光等の不必要な光もインナークラッド部を伝播する。これらの不必要な光によっても、上述の励起光の場合と同様な種々の好ましくない現象が発生する虞がある。
【０００９】
そこで、ＤＣＦのインナークラッド部を伝播する光を、コア部を伝播する信号光に損失などの影響を与えることなく、ＤＣＦ外に除去することが必要であり、そのための方法が開示されている（例えば、非特許文献１参照）。
【００１０】
図１２は、従来技術における、インナークラッド部から光を除去する光除去装置１０１の概略構成図であり、図１２（ａ）はその従断面図を示し、図１２（ｂ）はその横断面図を示している。図１２（ａ）に示すように、ＤＣＦ１０２の一部のアウタークラッド部が、インナークラッド部を露出させるように除去され、インナークラッド露出部１０３を形成している。このインナークラッド露出部１０３は、図１２（ｂ）に示すように、外周を高屈折率の光学硬化樹脂１０４で覆われ、この光学硬化樹脂１０４とともに、金属パッケージ１０５に収められている。なお、光除去装置１０１は、インナークラッド露出部１０３を金属パッケージ１０５内に収め、この金属パッケージ１０５内に光学硬化樹脂１０４を注入して形成される。光学硬化樹脂１０４は、硬化する際に、金属パッケージ１０５およびインナークラッド露出部１０３とも接着する。
【００１１】
上記のような構成により、図１２（ａ）の左側からＤＣＦ１０２のコア部およびインナークラッド部を伝播してきた励起光等の光は、光除去装置１０１のインナークラッド露出部１０３において、該光を閉じ込めていたアウタークラッド部が除去されているため、光学硬化樹脂１０４に一部または全部が取り出される。このインナークラッド露出部１０３における、単位長さ当りの光の除去率は、光学硬化樹脂１０４とＤＣＦ１０２のインナークラッド部の屈折率差によって決定される。
【００１２】
光学硬化樹脂１０４に取り出された光は、金属パッケージ１０５で反射する際に、その一部が金属パッケージ１０５に吸収され熱へと変換される。光学硬化樹脂１０４内の光は、金属パッケージ１０５と多重反射することにより消滅する。また、金属パッケージ１０５で発生した熱は、図示されていないヒートシンクへと伝熱して放熱される。また、光の入射側でより強度が強いことから、従来技術では、高屈折率樹脂である光学硬化樹脂１０４として、光の伝播方向に沿って異なる屈折率の光学硬化樹脂を複数用い、光の取り出し率を変えて、金属パッケージ１０５での熱の発生を均一化し、局所的な温度上昇が生じないようにしている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ  ６８７３，６８７３２７（２００８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、ガラスを主成分とする光ファイバーと比べると、光学硬化樹脂は熱に弱く、損傷を受けやすい。従来技術のように光学硬化樹脂を、クラッドからの光を除去するために使用するには、光学硬化樹脂およびこれと伝熱関係にある金属パッケージの温度が上がり過ぎないように、さらに冷却することが必要となる。また、光学硬化樹脂は、光照射や温度上昇によって、屈折率や光の吸収率などの性質が経時的に変化し易い。光学硬化樹脂の性質が変化すると、温度上昇による光ファイバの破損などの問題がより発生し易くなる。すなわち、光学硬化樹脂を使用すると、長期的な信頼性が得難いという問題点がある。さらに、インナークラッドの外周を高屈折率の光学硬化樹脂で覆うと、光ファイバーの光の伝播方向に見て均一に放射が発生し、特に光の入射側の端部で大きな光の取り出しによる局所的な過熱が起こりやすく、上述のような光学硬化樹脂の破損や性質の変化を招きやすい。
【００１５】
したがって、これらの点に着目してなされた本発明の目的は、長期的に高い信頼性を有する、ダブルクラッドファイバーの光除去方法および光除去装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成する請求項１に記載のダブルクラッドファイバーの光除去方法の発明は、
第一の光と少なくとも前記第一の光と波長の異なる第二の光とが伝播するコアと、
前記コアの外周を覆うようにあって前記コアの屈折率より低い屈折率で、少なくとも前記第二の光が伝播するインナークラッドと、
前記インナークラッドの外周を覆うようにあって前記インナークラッドの屈折率より低い屈折率のアウタークラッドとから少なくとも構成されるダブルクラッドファイバーの、
前記インナークラッドを伝播する少なくとも前記第二の光を、前記光ファイバーから除去するにあたり、
前記ダブルクラッドファイバーの一部分において、前記第二の光を当該第二の光の伝播方向に見て、不均一に放射させて除去することを特徴とするものである。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のダブルクラッドファイバーの光除去方法において、
前記ダブルクラッドファイバーの前記一部分において、前記アウタークラッドを除去して、前記インナークラッドを露出させ、該露出させたインナークラッドの少なくとも一部分に、前記アウタークラッドの屈折率より大きい屈折率を有し前記第二の光に対して略透明な無機材料を、前記第二の光の伝播方向に見て不均一に接触させて、前記第二の光を、前記無機材料を通して不均一に放射させて除去することを特徴とするものである。
【００１８】
上記目的を達成する請求項３に記載のダブルクラッドファイバーの光除去方法の発明は、
第一の光と少なくとも前記第一の光と波長の異なる第二の光とが伝播するコアと、
前記コアの外周を覆うようにあって前記コアの屈折率より低い屈折率で、少なくとも前記第二の光が伝播するインナークラッドと、
前記インナークラッドの外周を覆うようにあって前記インナークラッドの屈折率より低い屈折率のアウタークラッドとから少なくとも構成されるダブルクラッドファイバーの、
前記インナークラッドを伝播する少なくとも前記第二の光を、前記光ファイバーから除去するにあたり、
前記ダブルクラッドファイバーの一部分において、前記アウタークラッドを、該アウタークラッドの屈折率より大きい屈折率を有し、少なくとも前記第二の光に対して略透明な無機材料として、該無機材料を通して前記第二の光を除去することを特徴とするものである。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のダブルクラッドファイバーの光除去方法において、前記ダブルクラッドファイバーの前記一部分において、前記アウタークラッドを除去して、前記インナークラッドを露出させ、該露出させたインナークラッドの少なくとも一部分に前記無機材料を接触させて、前記第二の光を、前記無機材料を通して除去することを特徴とするものである。
【００２０】
上記目的を達成する請求項５に記載のダブルクラッドファイバーの光除去方法の発明は、
第一の光と少なくとも前記第一の光と波長の異なる第二の光とが伝播するコアと、
前記コアの外周を覆うようにあって前記コアの屈折率より低い屈折率で、少なくとも前記第二の光が伝播するインナークラッドと、
前記インナークラッドの外周を覆うようにあって前記インナークラッドの屈折率より低い屈折率のアウタークラッドとから少なくとも構成されるダブルクラッドファイバーの、
前記インナークラッドを伝播する少なくとも前記第二の光を、前記光ファイバーから除去するにあたり、
前記ダブルクラッドファイバーの一部分において、前記インナークラッドからの前記第二の光を、前記アウタークラッドより高い屈折率を有し、少なくとも前記第二の光に対して略透明な第一の材料を通すとともに、該第一の材料から、前記アウタークラッドより高い屈折率を有し、少なくとも前記第二の光に対して略透明な第二の材料を通して放射させて除去することを特徴とするものである。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のダブルクラッドファイバーの光除去方法において、前記第一の材料は光学硬化樹脂とし、前記第二の材料は無機材料とし、前記ダブルクラッドファイバーの前記一部分において、前記アウタークラッドを除去して、前記インナークラッドを露出させ、前記露出したインナークラッドの少なくとも一部分に前記光学硬化樹脂を接触させ、前記光学硬化樹脂の少なくとも一部分に前記無機材料を接触させて、前記第二の光を、前記光学硬化樹脂から前記無機材料を通して放射させて除去することを特徴とする。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、請求項２，４，６のいずれか一項に記載のダブルクラッドファイバーの光除去方法において、
前記ダブルクラッドファイバーの前記一部分が、曲率を有することを特徴とするものである。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、請求項２，４，６，７の何れか一項に記載のダブルクラッドファイバーの光除去方法において、前記無機材料は基板であることを特徴とするものである。
【００２４】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のダブルクラッドファイバーの光除去方法において、前記基板には、前記ダブルクラッドファイバーの前記一部分を案内する溝を形成したことを特徴とするものである。
【００２５】
請求項１０に記載の発明は、請求項８に記載のダブルクラッドファイバーの光除去方法において、前記ダブルクラッドファイバーの前記一部分が、複数枚の前記基板と接触することを特徴とするものである。
【００２６】
請求項１１に記載の発明は、請求項８に記載のダブルクラッドファイバーの光除去方法において、前記ダブルクラッドファイバーの前記一部分が、複数枚の前記基板で挟み込まれることを特徴とするものである。
【００２７】
請求項１２に記載の発明は、請求項１０または１１に記載のダブルクラッドファイバーの光除去方法において、前記複数枚の基板は、屈折率が異なることを特徴とするものである。
【００２８】
請求項１３に記載の発明は、請求項１０または１１に記載のダブルクラッドファイバーの光除去方法において、前記複数枚の基板は、形状が異なることを特徴とするものである。
【００２９】
請求項１４に記載の発明は、請求項１１に記載のダブルクラッドファイバーの光除去方法において、前記複数枚の基板は、略同一の形状を有する２枚の基板であり、前記第二の光の伝播方向に互いにずらして配置したことを特徴とするものである。
【００３０】
上記目的を達成する請求項１５に記載のダブルクラッドファイバーの光除去装置の発明は、
第一の光と少なくとも前記第一の光と波長の異なる第二の光とが伝播するコアと、
前記コアの外周を覆うようにあって前記コアの屈折率より低い屈折率で、少なくとも前記第二の光が伝播するインナークラッドと、
前記インナークラッドの外周を覆うようにあって前記インナークラッドの屈折率より低い屈折率のアウタークラッドとから少なくとも構成されるダブルクラッドファイバーの、
前記インナークラッドを伝播する少なくとも前記第二の光を、前記光ファイバーから除去する光除去装置であって、
前記ダブルクラッドファイバーの一部分において、露出した前記インナークラッドを、挟み込むように設けた第一の基板および第二の基板と、
少なくとも前記露出したインナークラッド、前記第一の基板および前記第二の基板を収容する容器とを有し、
前記第一の基板および前記第二の基板は、少なくとも前記第二の光に対して略透明であり、且つ、前記アウタークラッドの屈折率より大きい屈折率を有し、
前記容器は、少なくとも前記第二の光を透過しない金属材料からなることを特徴とするものである。
【００３１】
上記目的を達成する請求項１６に記載のダブルクラッドファイバーの光除去装置の発明は、
第一の光と少なくとも前記第一の光と波長の異なる第二の光とが伝播するコアと、
前記コアの外周を覆うようにあって前記コアの屈折率より低い屈折率で、少なくとも前記第二の光が伝播するインナークラッドと、
前記インナークラッドの外周を覆うようにあって前記インナークラッドの屈折率より低い屈折率のアウタークラッドとから少なくとも構成されるダブルクラッドファイバーの、
前記インナークラッドを伝播する少なくとも前記第二の光を、前記光ファイバーから除去する光除去装置であって、
前記ダブルクラッドファイバーの一部分において、露出した前記インナークラッドに接して設けた光学硬化樹脂と、
該光学硬化樹脂に接して設けた基板と、
少なくとも前記露出したインナークラッド、前記光学硬化樹脂および前記基板を収容する容器とを有し、
前記光学硬化樹脂および前記基板は、少なくとも前記第二の光に対して略透明であり、且つ、前記アウタークラッドの屈折率より大きい屈折率を有し、
前記容器は、少なくとも前記第二の光を透過しない金属材料からなることを特徴とするものである。
【００３２】
請求項１７に記載の発明は、請求項１６に記載のダブルクラッドファイバーの光除去装置において、
前記光学樹脂を、前記基板を構成する第一の基板および第二の基板で挟み込むことを特徴とするものである。
【００３３】
請求項１８に記載の発明は、請求項１５または１７に記載のダブルクラッドファイバーの光除去装置において、
前記第一の基板および前記第二の基板の少なくとも一方と前記容器との間に密着するように配置された部材を更に有し、該部材は、前記第一の基板および前記第二の基板の熱伝導率より高い熱伝導率を有することを特徴とする。
【００３４】
請求項１９に記載の発明は、請求項１５または１７に記載のダブルクラッドファイバーの光除去装置において、
前記第一の基板または前記第二の基板の一方と前記容器との間に、少なくとも前記第二の光を略全反射させる第三の基板を有し、前記インナークラッドから前記第一の基板または前記第二の基板を経て放射される前記第二の光を、前記第一の基板または前記第二の基板側に反射させるように構成したことを特徴とするものである。
【００３５】
請求項２０に記載の発明は、請求項１５または１７に記載のダブルクラッドファイバーの光除去装置において、
前記第一の基板または前記第二の基板の、前記インナークラッドとは反対側の面に、少なくとも前記第二の光を略全反射させる反射面を有することを特徴とするものである。
【００３６】
請求項２１に記載の発明は、請求項１５または１７に記載のダブルクラッドファイバーの光除去装置において、
前記第一の基板および前記第二の基板は、形状が異なることを特徴とするものである。
【００３７】
請求項２２に記載の発明は、請求項１５または１７に記載のダブルクラッドファイバーの光除去装置において、
前記第一の基板または前記第二の基板には、前記インナークラッドを案内する溝があることを特徴とするものである。
【００３８】
請求項２３に記載の発明は、請求項１５または１７に記載のダブルクラッドファイバーの光除去装置において、
前記第一の基板と前記第二の基板とは、屈折率が異なることを特徴とするものである。
【００３９】
請求項２４に記載の発明は、請求項１５または１７に記載のダブルクラッドファイバーの光除去装置において、
前記第一の基板および前記第二の基板の少なくとも一方は、前記第二の光の伝播方向に分割された複数の基板からなり、前記複数の基板は、前記第二の光の伝播方向の上流側の屈折率が下流側の屈折率よりも低いことを特徴とするものである。
【００４０】
請求項２５に記載の発明は、請求項１５または１７に記載のダブルクラッドファイバーの光除去装置において、
前記第一の基板および前記第二の基板は、略同一の形状を有し、前記第二の光の伝播方向に互いにずらして配置したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００４１】
請求項１に記載の発明によれば、第二の光を第二の光の伝播方向に見て、不均一に放射させて除去するようにしたので、光の取り出し率が制御可能であり、最も取り出し光強度が高くなる取り出し開始点での取り出し光強度が大き過ぎることによる、局所的な発熱によるＤＣＦの破損を防止することができ、これによって、長期的に高い信頼性が得られる。
【００４２】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用効果に加えて、第二の光が熱的に安定で長期的な熱負荷や光照射による特性変化が無い無機材料へ放射されることにより、長期的な信頼性が得られ、且つ、該無機材料は第二の光に略透明であるため、光吸収による発熱を抑制することができる。
【００４３】
請求項３に記載の発明によれば、第二の光が熱的に安定で長期的な熱負荷や光照射による特性変化が無い無機材料へ放射されることにより、長期的な信頼性が得られ、且つ、該無機材料は第二の光に略透明であるため、光吸収による発熱を抑制できる。
【００４４】
請求項４に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果に加え、第二の光を、インナークラッドに接触した無機材料を通して除去することにより、光の取り出し率の制御が可能であり、最も取り出し光強度が高くなる取り出し開始点での取り出し光強度が大き過ぎることによる、局所的な発熱によるＤＣＦの破損を防止することができる。
【００４５】
請求項５に記載の発明によれば、インナークラッドからの第二の光を、第一の材料に通し、第一の材料から第二の材料に通すことにより、第一および第二の材料と発熱部との位置関係を調整し、局所的な発熱によるＤＣＦの破損を防止することができ、これによって、長期的に高い信頼性が得られる。
【００４６】
請求項６に記載の発明によれば、請求項５に記載の発明の作用効果に加えて、熱的に弱い光学硬化樹脂に取り出した光を、熱伝導率が低く熱的に安定で長期的な熱負荷や光照射による特性変化が無い無機材料に通して拡散させることにより、発熱部を光学硬化樹脂から遠ざけ、発熱を光学樹脂に伝導しにくくして、光学樹脂の熱的なストレスを緩和することができる。
【００４７】
請求項７に記載の発明によれば、請求項２，４および６のいずれかに記載の発明の作用効果に加えて、限られた空間内での、ＤＣＦの一部分と無機材料または光学硬化樹脂との接触部の長さを長くし、且つ、曲げ損失を付加することにより、第二の光の取り出し強度を大きくすることができる。
【００４８】
請求項８に記載の発明によれば、請求項２，４，６および７のいずれかに記載の発明の作用効果に加えて、基板の表面積を大きくすることができ、取り出した光を広い面内に拡散させることにより、局所的な発熱の発生を抑制することができる。
【００４９】
請求項９に記載の発明によれば、請求項８に記載の発明の作用効果に加えて、ＤＣＦと基板との接触部を増大させることにより、ＤＣＦの単位長さ当りの光の取り出し率を増大させることができる。
【００５０】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項８に記載の発明の作用効果に加えて、光ファイバーと基板との接触部を増大させることにより、光の取り出しを増大させることができ、且つ、基板面積が増大するので、取り出した光をより広範囲に拡散させることにより、局所的な過熱の発生を抑制することができる。
【００５１】
請求項１１に記載の発明によれば、請求項８に記載の発明の作用効果に加えて、単位長さあたりのＤＣＦと基板との接触部を増大させることにより、単位長さ当りの光の取り出し率を増大させることができ、且つ、基板面積が増大するのでより広範囲に取り出した光を拡散させることにより、局所的な過熱の発生を抑制することができる。
【００５２】
請求項１２に記載の発明によれば、請求項１０または１１に記載の発明の作用効果に加えて、屈折率の組み合わせを変えて光の取り出し率を制御することにより、局所的な過熱の発生を抑制することができる。
【００５３】
請求項１３に記載の発明によれば、請求項１０または１１に記載の発明の作用効果に加えて、光ファイバーと基板との接触を局所的に調整して光の取り出し率を制御することにより、局所的な過熱の発生を抑制することができる。
【００５４】
請求項１４に記載の発明によれば、請求項１１に記載の発明の作用効果に加えて、ＤＣＦと基板との接触を局所的に調整して光の取り出し率を制御することにより、局所的な過熱の発生を抑制することができる。
【００５５】
請求項１５に記載の発明によれば、熱的に安定で長期的な熱負荷や光照射による特性変化が無い基板を用いることにより、長期的な信頼性が得られ、且つ、取り出した第二の光を基板内で拡散させることにより、局所的な発熱を抑制することができ、長期的な信頼性が得られる。また、容器を介して発熱を速やかに外部に伝熱させて、基板の熱を逃がすことができるので、さらに長期的な信頼性が得られる。
【００５６】
請求項１６に記載の発明によれば、熱に弱い樹脂に取り出した光を、熱に強く長期的な信頼性のある基板へ伝達させることにより、樹脂の信頼性を高めることができ、装置としての長期的な信頼性が得られる。
【００５７】
請求項１７に記載の発明によれば、請求項１６に記載の発明の作用効果に加えて、樹脂と基板との接触面積を大きくして樹脂から基板への光の伝播の効率を高めることにより、樹脂の信頼性をより高めることができる。また、基板で樹脂の形状を規定できるのでデバイス構成の設計が容易になる。
【００５８】
請求項１８に記載の発明によれば、請求項１５または１７に記載の発明の作用効果に加えて、基板を伝播した光がＤＣＦから離れた光吸収体で熱に変換され、且つ、発熱を容器から速やかに外部に伝熱させることにより、発熱によるＤＣＦの損傷を防ぐことができる。
【００５９】
請求項１９および２０に記載の発明によれば、請求項１５または１７に記載の発明の作用効果に加えて、全反射面の設けられた基板とは反対側の容器部分により大きな発熱が発生するので、この面より発熱を速やかに外部に放熱させれば良く、デバイス構成の設計が容易になるとともに、部品を削減することができる。
【００６０】
請求項２１に記載の発明によれば、請求項１５または１７に記載の発明の作用効果に加えて、基板の形状により基板内に取り出した光の拡散を制御し、局所的な過熱の発生を抑制することができる。
【００６１】
請求項２２に記載の発明によれば、請求項１５または１７に記載の発明の作用効果に加えて、ＤＣＦと基板との接触部を増大させることにより、ＤＣＦの単位長さ当りの光の取り出し率を増大させることができる。
【００６２】
請求項２３に記載の発明によれば、請求項１５または１７に記載の発明の作用効果に加えて、基板の屈折率の組み合わせを変えて光の取り出し率を制御することにより、局所的な過熱の発生を抑制することができる。
【００６３】
請求項２４に記載の発明によれば、請求項１５または１７に記載の発明の作用効果に加えて、第二の光の伝播方向に屈折率の異なる基板を配置することにより、光の取り出し率を制御し、均一な発熱を図ることができる。
【００６４】
請求項２５に記載の発明によれば、請求項１５または１７に記載の発明の作用効果に加えて、ＤＣＦと基板との接触を局所的に調整して光の取り出し率を制御することにより、局所的な過熱の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１実施の形態に係るＤＣＦの光除去方法の基本原理を説明するための図である。
【図２】本発明の第１実施の形態に係る光除去方法の説明図である。
【図３】本発明の第２実施の形態に係る光除去方法の説明図である。
【図４】本発明の第３実施の形態に係る光除去方法の説明図である。
【図５】本発明の第４実施の形態に係る光除去方法を説明する横断面図である。
【図６】本発明の第５実施の形態に係る光除去方法を説明する平面図である。
【図７】本発明の第６実施の形態に係る光除去装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図８】本発明の第７実施の形態に係る光除去装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図９】本発明の第８実施の形態に係る光除去装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図１０】本発明の第９実施の形態に係る光除去部の横断面図である。
【図１１】本発明の第１０実施の形態に係る光除去装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図１２】従来例の光除去装置の概略構成を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６６】
［第１実施の形態］
図１は、本発明の第１実施の形態に係るダブルクラッドファイバーの光除去方法の基本原理を説明するための図である。図１（ａ）に断面図を示すように、ＤＣＦ１は、コア部２とコア部２の外周を被覆するインナークラッド部３と、インナークラッド部３の外周を被覆するアウタークラッド部４とを含んで構成される。本発明では、ＤＣＦ１の一部分において、図１（ｂ）に断面図を示すように、アウタークラッド部４を除去してインナークラッド部３を露出させる。さらに、図１（ｃ）で示すように、ＤＣＦ１のインナークラッド部３が露出した部分を、第一の基板である光学基板６Ａおよび第二の基板である光学基板６Ｂで挟み込み、光除去部５を構成する。
【００６７】
ＤＣＦ１としては、石英系ガラス光ファイバー、多成分系ガラスである酸化物、フッ化物光ファイバー、または、カルコゲナイド系ガラス光ファイバーを用いることが可能である。石英系ガラスを使用する場合は、コア部２とインナークラッド部３との間に屈折率差を設けるため、屈折率を高くすることが可能なゲルマニウム、または、屈折率を低くすることが可能なフッ素を添加する。アウタークラッド部４としては、少なくともインナークラッド部３より低い屈折率を有する高分子樹脂を用いる。また、ＤＣＦ１はその特性が零分散、分散シフト、分散フラットまたは偏波保持のいずれとしても良い。
【００６８】
光学基板６Ａおよび６Ｂとしては、ＢＫ７を材料とするものを用いることができる。あるいは、合成石英、パイレックス（登録商標）、フッ化カルシウム、シリコン、ジンクセレン、サファイア、または、ゲルマニウムなどの種々の無機材料からなるガラスを使用することも可能である。
【００６９】
次に、ＤＣＦ１の使用状態における光除去部５の作用について、各構成要素の屈折率の条件とともに説明する。まず、使用状態において、ＤＣＦ１のコア部２には第一の光である信号光とともに図示しない増幅ファイバーからの非吸収励起光やＡＳＥ光のごく一部が伝播しており、インナークラッド部３には、第二の光である、図示しない増幅ファイバーからの非吸収励起光や、ＡＳＥ光の大部分、および、コア部２から洩れたごく一部の信号光が伝播している。
【００７０】
この時、コア部２、インナークラッド部３、アウタークラッド部４のそれぞれの屈折率の大小関係は、コア部２の屈折率をｎ２、インナークラッド部３の屈折率をｎ３、アウタークラッド部４の屈折率をｎ４とすると、式（１）の関係を有する。
ｎ２＞ｎ３＞ｎ４                                          （１）
そして、ｎ２＞ｎ３の関係により全反射の関係が生じ、コア部２を伝播する第一の光は、その屈折率差と光の伝播方向に垂直な断面内の形状の関係である開口数ＮＡで光の閉じ込めが生じている。同様に、ｎ３＞ｎ４の関係により全反射の関係がインナークラッド部３とアウタークラッド部４との間に生じ、コア部２の場合と同様にインナークラッド部３およびその内側で第二の光の閉じ込めが生じる。
【００７１】
図１（ｃ）で示したアウタークラッド部４を除去したＤＣＦ１は、横断面の最上部で光学基板６Ａと、最下部で光学基板６Ｂとそれぞれ接し、その他の部分は外気雰囲気である空気と接触する。空気の屈折率ｎ（ａｉｒ）はほぼ１であり、常にインナークラッド部３の屈折率ｎ３との間にｎ３＞ｎ（ａｉｒ）の関係にあり、且つ、除去したアウタークラッド部４の屈折率ｎ４との間にもｎ４＞ｎ（ａｉｒ）の関係にある。よって、コア部２およびインナークラッド部３を伝播する第二の光は、インナークラッド部３と空気との接触面において全反射され、この部分でのＤＣＦ１からの光の放射はほぼ発生しない。
【００７２】
一方、光学基板６Ａおよび６Ｂの屈折率ｎ６は、除去したアウタークラッド部４の屈折率ｎ４よりも高くなるように設定する。このため式（２）に示すように、インナークラッド部３の屈折率ｎ３と除去する前のアウタークラッド部４の屈折率ｎ４との間にあった屈折率差より、光学基板６Ａおよび６Ｂとインナークラッド部３との間の屈折率差は小さくなるので、この光学基板６Ａ，６Ｂとの接触部では局所的に全反射の関係が変化しＮＡが小さくなる。
（ｎ３−ｎ４）＞（ｎ３−ｎ６）                            （２）
これにより、上記接触部において、インナークラッド部３から光学基板６Ａおよび６Ｂへ、第二の光の放射が発生する。
【００７３】
光学基板６Ａおよび６Ｂに放射して取り出された第二の光は、光学基板６Ａおよび６Ｂ内を多重反射しながら、図１（ｃ）において横方向へ伝播し拡散するとともに、全反射の条件を満たさない箇所で光学基板６Ａ，６Ｂから更に外部へと放射される。なお、光学基板６Ａおよび６Ｂは、インナークラッド部３を伝播する光に対してほぼ透明であり、また軟化点温度が高い材料で構成する。
【００７４】
次に、光学基板６Ａ，６Ｂの屈折率ｎ６が式（３）に示すように、アウタークラッド部４よりも高く、インナークラッド部３よりも低い場合について述べる。
ｎ３＞ｎ６＞ｎ４                                          （３）
この場合、全反射の関係がインナークラッド部３と光学基板６Ａおよび６Ｂとの間に存在するものの、その屈折率差がアウタークラッド部４の場合よりも小さくなるので、接触部でインナークラッド部３を伝播する光の一部が、光学基板６Ａまたは６Ｂに放射される。また、ＮＡの大きさにより放射の量を制御することが可能である。
【００７５】
また、光学基板６Ａ，６Ｂの屈折率ｎ６は、式（４）に示すように、インナークラッド部３と同じか大きくすることも可能である。
ｎ６≧ｎ３＞ｎ４                                          （４）
この場合、全反射の関係がインナークラッド部３と光学基板６Ａおよび６Ｂとの間に存在しないので、インナークラッド部３を伝播する光は、接触部で全反射することなく、光学基板６Ａまたは６Ｂに放射される。
【００７６】
なお、光学基板６Ａ，６Ｂは異なる屈折率と厚さを選択することが可能である。それらを選択することで、放射率を制御することがより可能となり、また、光学基板６Ａ，６Ｂ内に取り出された光の拡散を制御することが可能となる。さらに、光学基板６Ａ，６Ｂの少なくともインナークラッド部３との接触部の表面形状は、光学的に透明となる面精度を有することが好ましい。また、ＤＣＦ１と光学基板６Ａ，６Ｂとの接触は、光学基板６ＡおよびＤＣＦ１の自重によっても良いが、加重を加えることが更に好ましい。さらに、光学基板６Ａ，６Ｂは、無機物からなる材料とすることが望ましい。
【００７７】
以下に、上述の原理に基づく本発明の第一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００７８】
図２は、本発明の第１実施の形態に係るダブルクラッドファイバーの光除去方法の説明図であり、図２（ａ）は、インナークラッド部から第二の光を除去する光除去部５を含む平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ’断面図、図２（ｃ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。図２において、ＤＣＦ１のアウタークラッド部を除去したインナークラッド露出部７が、第二の光に対して略透明な無機材料により構成される上部の光学基板６Ａおよび下部の光学基板６Ｂで挟まれている。これら光学基板６Ａおよび６Ｂは、同一の円形の形状を有し、インナークラッド露出部７を挟んで対向している。インナークラッド露出部７は、上下でそれぞれ光学基板６Ａおよび６Ｂと接触しており、それ以外は外部雰囲気である空気と接している。また、除去したアウタークラッドの屈折率ｎ４と、光学基板６Ａ,６Ｂの屈折率ｎ６との間には、ｎ６＞ｎ４の関係を有する。
【００７９】
以上のように構成されているので、この光除去部５では、図２（ａ）の左側よりＤＣＦ１のインナークラッドを伝播してきた第二の光が、インナークラッド露出部７と光学基板６Ａ，６Ｂとの接触部より、光学基板６Ａ，６Ｂに放出され、除去される。すなわち、第二の光の放出は、第二の光の伝達方向に見て、光ファイバーの軸周りに不均一に放射される。光学基板６Ａ，Ｂに放出された光は、光学基板６Ａ，６Ｂ内部を多重反射し、一部は光学基板６Ａ，６Ｂの外に洩れながら光学基板６内に拡がる。
【００８０】
また、光学基板６Ａ，６Ｂの側面は砂面となっており、光学基板６Ａ，６Ｂ内を多重反射して側面（多重反射の終点）まで到達した第二の光は、砂面での光散乱によって外部へと放射される。さらに、一部の光は、光学基板６Ａ，６Ｂ内へと戻るように逆方向へと多重反射しながら横方向へ伝播し拡散して行くことにより徐々に減衰する。
【００８１】
なお、光除去部５において、コア部２の屈折率ｎ２とインナークラッド部３の屈折率ｎ３との関係に変化はないため、コア部２を伝播してきた第一の光は、そのままコア部２を伝播する。
【００８２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、インナークラッドを伝播してきた光を、光学基板６Ａおよび６Ｂとの接触部から不均一に放射させたので、光の取り出し率を制御することができ、最も取り出し光強度が高くなる取り出し開始点での取り出し光強度が大き過ぎることによる、局所的な発熱によるＤＣＦの破損を防止することができる。また、ＤＣＦから取り出した光を、該光学基板６Ａ，６Ｂに沿って広範囲に拡散させて除去するようにしたので、温度上昇の影響を受け難く長期的に高い信頼性を有する、ダブルクラッドファイバーの光除去方法を実現することができる。
【００８３】
また、光学基板６Ａ，６Ｂの屈折率が式（３）に示したように、アウタークラッド部４よりも高く、インナークラッド部３よりも低い場合、インナークラッド部３と光学基板６Ａ，６Ｂとの屈折率差を調整することにより、光の取り出し率が制御可能であり、最も取り出し光強度が高くなる取り出し開始点での、取り出し光強度が大き過ぎることによる、局所的な発熱によるＤＣＦの破損を防止出来る。
【００８４】
また、光学基板６Ａ，６Ｂとして、熱的に安定で、且つ、長期的な熱負荷や光照射による特性変化の無い無機材料により構成される基板を使用したので、長期的な信頼性が得られる。さらに、この基板とインナークラッド部との屈折率差を小さくすることにより、より高い取り出し率でインナークラッドを伝播する第二の光を取り出すことができ、且つ、光学硬化材料を使用した場合と比較して、光吸収による発熱を抑制出来る。
【００８５】
また、本実施の形態では、光学基板６Ａ，６Ｂの側面を砂面としたことにより、該側面を鏡面とした場合には、インナークラッドから取り出した光を、光学基板６内で往復するように光伝播させることで徐々に減衰させなければならないのに比べ、砂面において光学基板６Ａ，Ｂ内の光をより多く外部へ放射できるので、戻り方向への多重反射量が少なく、光除去効果が大きいという利点がある。
【００８６】
さらに、本実施の形態では、インナークラッド露出部７と２枚の光学基板６Ａ，６Ｂとを接触させることにより、１枚の光学基板を接触させる場合と比べ、ＤＣＦの単位長さ当りの光の取り出し率を増大させることができる。
【００８７】
なお、本実施の形態では、光学基板６Ａ，６Ｂの側面を砂面としたが、光学基板６Ａ，Ｂのインナークラッド露出部７と接触する面とは反対の面を砂面としても良い。
【００８８】
[第２実施の形態]
図３は、本発明の第２実施の形態に係るダブルクラッドファイバーの光除去方法の説明図であり、図３（ａ）は、この方法に用いられる光除去部５を含む平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。本実施の形態は、第１実施の形態に係るＤＣＦ１の光除去部５において、上側の光学基板６Ａを、Ｄカットされた、すなわち円形から円弧の一部を直線でカットした形状を有する光学基板８に置き換えたものである。光学基板８のカットされた部分は、図において、第二の光の光除去部５への入射側、すなわち、図において左側に設けられている。また、アウタークラッドの屈折率ｎ４と、光学基板８の屈折率ｎ８との間には、ｎ８＞ｎ４の関係がある。その他の構成は、第１実施の形態と同様であるので、同一構成要素には同一参照符号を付して説明を省略する。
【００８９】
以上のような構成により、本実施の形態では、第１実施の形態と同様に、図３の左側より図示しないＤＣＦ１のインナークラッドを伝播してきた第二の光が、インナークラッド露出部７と光学基板６Ｂおよび光学基板８との接触部より、光学基板６Ｂおよび光学基板８に取り出される。ここで、インナークラッド露出部７と光学基板８とが接する第二の光の除去開始点の位置は、インナークラッド露出部７と光学基板６Ａとの接触による光の除去開始点のそれよりも第二の光の下流側にずれている。
【００９０】
ここで、実際にインナークラッド露出部７と光学基板６Ｂ，８との接触部から光学基板６Ｂ，８に取り出される光強度は、入射する光強度と取り出し率とその距離の積である。接触点での第二の光の取り出し率は、ＤＣＦ１のインナークラッドの屈折率と光学基板の屈折率差でほぼ決定される一定値となる。一方、光強度は、光の伝播と共に、接触部で光が取り出されるに従って減衰する。従って、光の取り出しの開始点で最も取り出される光強度が大きくなるので、上述のように光の取り出し開始点をずらすことにより、インナークラッド露出部７の上側および下側の合計による光の取り出しを制御し、ＤＣＦ１のインナークラッド露出部７に損傷をもたらす虞のある、局所的な高光強度の光の取り出しによる加熱を回避することができる。
【００９１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、インナークラッド露出部７と光学基板６Ａおよび８のそれぞれとの間の光の取り出し開始点をずらすことにより、光の取り出しの開始点での局所的な加熱を抑えることができる。
【００９２】
［第３実施の形態］
図４は、本発明の第３実施の形態に係るダブルクラッドファイバーの光除去方法の説明図であり、図４（ａ）は、この方法に用いる光除去部５を含む平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。本実施の形態は、第１実施の形態に係るＤＣＦ１の光除去部５において、上側光学基板６Ａを屈折率の異なる２枚の半円形の光学基板９Ａおよび９Ｂを組み合わせて構成される円形の基板に置き換えたものである。光学基板９Ａは、ＤＣＦ１を伝播してくる第二の光の上流側に配置し、光学基板９Ｂは同じく下流側に配置する。また、アウタークラッドの屈折率ｎ４と、光学基板９Ａの屈折率ｎ９Ａおよび光学基板９Ｂの屈折率ｎ９Ｂとの関係は、ｎ９Ａ＞ｎ４、ｎ９Ｂ＞ｎ４とする。さらに、インナークラッド露出部７と光学基板９Ａとの接触部より、インナークラッド露出部７と光学基板９Ｂとの接触部の方が光の取り出し率が高くなるようにしている。その他の構成は、第１実施の形態と同様であるので、同一構成要素には同一参照符号を付して説明を省略する。
【００９３】
以上のような構成により、本実施の形態では、第１実施の形態と同様に、図４の左側より図示しないＤＣＦ１のインナークラッドを伝播してきた第二の光が、インナークラッド露出部７と光学基板６Ｂおよび光学基板９Ａ，９Ｂとの接触部より、光学基板６Ｂおよび光学基板９Ａ，９Ｂに取り出される。ここで、光学基板９Ａと９Ｂとの光の取り出し率の差異により、図４の左側から入射した光は、インナークラッド露出部７の上部においては、まず光学基板９Ａとの接触部から低い取り出し率で取り出され、強度が減衰した後、光学基板９Ｂとの接触部から高い取り出し率で取り出される。
【００９４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、光学基板６Ｂと、屈折率の異なる光学基板９Ａ、９Ｂとによりインナークラッド露出部７を挟み込むようにしたので、光学基板９Ａ，９Ｂの屈折率の組み合わせを変えることで、さらに光の取り出し率を制御することができる。
【００９５】
［第４実施の形態］
図５は、本発明の第４実施の形態に係るダブルクラッドファイバーの光除去方法を説明するための横断面図であり、第１実施の形態における図２のＢ−Ｂ’断面図に相当する断面を示すものである。本実施の形態は、第１実施の形態に係る下側の光学基板６Ｂに代えてＤＣＦ１のインナークラッド露出部７をガイドする直線状のＶ溝が形成されたＶ溝光学基板１０を用いたものである。なお、Ｖ溝の面は光学面または砂面の何れにすることもできる。また、アウタークラッドの屈折率ｎ４と、Ｖ溝光学基板１０の屈折率ｎ１０との関係は、ｎ１０＞ｎ４とする。その他の構成は、第１実施の形態と同様であるので、同一構成要素には同一参照符号を付して説明を省略する。
【００９６】
以上のような構成により、本実施の形態では、インナークラッド露出部７が、Ｖ溝光学基板１０とＶ溝部分で接することにより、Ｖ溝がない第１実施の形態における光学基板６Ｂと比較して、より大きな接触を有する。その結果、接触部の増大により光の取り出し率が大きくなる。
【００９７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、Ｖ溝光学基板１０と、インナークラッド露出部７の露出したインナークラッドとの接触を増大させたので、単位長さあたりの光の取り出し率を増大することができる。また、Ｖ溝がアウタークラッドを除去したＤＣＦ７のガイドとなるので組立が容易になるという利点もある。
【００９８】
なお、溝の形状はＶ型に限られず、Ｒ型など溝が無い場合より接触部が増大する多様な形状とすることができる。
【００９９】
［第５実施の形態］
図６は本発明の第５実施の形態に係るダブルクラッドファイバーの光除去方法を説明するための、平面図である。本実施の形態の光除去部５は、第１実施の形態に係る光除去部５において、ＤＣＦ１のインナークラッド露出部７を光学基板６Ａ，６Ｂとの接触部で曲率を持つように構成したものである。
【０１００】
これにより、インナークラッド露出部７を直線に配置した場合と比べて、インナークラッド露出部７と光学基板６Ａ，６Ｂとの接触部の長さが増大すること、および、光ファイバーを曲げたことによる曲げ損失も発生することにより、同じ大きさの光学基板を使用しながら、光の取り出し強度を大きくすることができる。
【０１０１】
［第６実施の形態］
図７は、本発明の第６実施の形態に係る光除去装置１１の概略構成を示す縦断面図である。光除去装置１１は、図２に示した第１実施の形態における光除去部５の光学基板６Ａ，６Ｂのそれぞれの背面に光吸収体１２Ａ，１２Ｂを設け、さらに、この光除去部５を前後のＤＣＦ１の一部とともに、図示しないヒートシンクにマウントされた容器であるパッケージ１３内に組み込んでいる。光吸収体１２Ａ，１２Ｂと、パッケージ１３とは、接触面を有し伝熱関係にある。
【０１０２】
ここで、光吸収体１２Ａおよび１２Ｂは、ＤＣＦ１から取り出す光の波長に対して吸収性を持つ材料で構成され、形態は基板やシート状、ペースト状のものが使用できる。また、光学基板６Ａ，６Ｂやパッケージ１３と接着性を有するものを使用することも可能である。更に、光吸収体１２Ａと１２Ｂとは同じ材料や形態を有していても良く、あるいは、異なる材料や形態を有していても良い。また、光吸収体の熱伝導率は高い方が望ましい。例えば、光吸収体として、放熱性シリコンや放熱性シートが使用可能である。
【０１０３】
また、パッケージ１３は熱伝導性が高いものが良く、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、真鍮、銅合金など、様々な金属や金属合金が使用可能である。
【０１０４】
以上のような構成により、図２で説明したように、ＤＣＦ１のインナークラッドを伝播してきた第二の光が、インナークラッド露出部７と光学基板６Ａ，６Ｂとの接触部より、光学基板６Ａおよび６Ｂに取り出されて除去される。光学基板６Ａおよび６Ｂに取り出された光は、光学基板内を伝播し、光学基板６Ａと光吸収体１２Ａとの界面、および、光学基板６Ｂと光吸収体１２Ｂとの界面で、一部が反射されて光学基板６Ａおよび６Ｂ内をさらに拡散し、他の一部は光吸収体１２Ａおよび１２Ｂで吸収され、熱に変換される。この変換された熱は、光吸収体１２Ａおよび１２Ｂからパッケージ１３に速やかに伝熱し、さらに、パッケージ１３からヒートシンクを介して外気へと放出される。
【０１０５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、第１実施の形態の有する効果に加え、光吸収体１２Ａ，１２Ｂから外気へ熱を速やかに排出するようにしたので、光吸収体１２Ａ，１２Ｂの発熱を一定値以下に抑えることが可能となる。これにより、光学基板６Ａ，６ＢやＤＣＦ１のインナークラッド露出部７が、光吸収体１２Ａ，１２Ｂからの熱伝導により過熱されることを防ぎ、その温度を長期的に装置の信頼性が確保できる温度以下に抑えることが可能となる。
【０１０６】
［第７実施の形態］
図８は、本発明の第７実施の形態に係る光除去装置の概略構成を示す縦断面図である。光除去装置１１は、図２に示した第１実施の形態において、光除去部５の光学基板６Ｂの背面にミラー１４を設け、さらに、この光除去部５を前後のＤＣＦ１の一部とともに、パッケージ１３内に組み込んでいる。なお、ミラーを設けていない光学基板６Ａとパッケージ１３との間は、低屈折率な光学硬化樹脂などで接着して固定することが可能である。また、光学基板６Ａ側のパッケージ１３の外側には、パッケージ１３と伝熱関係にある図示しないヒートシンクが取り付けられている。
【０１０７】
ミラー１２は、金属、ガラス、または、結晶等の基板上に，金、銀、アルミなどの金属反射膜や、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２などの単層または多層からなる誘電体反射膜を成膜したものであり、除去する光の波長に対してほぼ全反射となるように、反射膜を選択する。
【０１０８】
以上のような構成によって、図２で説明したように、ＤＣＦ１のインナークラッドを伝播してきた第二の光が、インナークラッド露出部７と光学基板６Ａ，６Ｂとの接触部より、光学基板６Ａ，６Ｂに取り出される。光学基板６Ｂに取り出された光は、光学基板６Ｂを透過して、ミラー１４の反射面でほぼ全てが光学基板６Ｂ側に反射する。反射した光は、光学基板６Ｂと光学基板６Ａおよび６Ｂ間の空気との界面で一部が空気へと伝播する。さらに、空気へと伝播した光は光学基板６Ａとの界面で一部は反射し、残りは光学基板６Ａ内へと伝播する。
【０１０９】
一方、光学基板６Ａに取り出された光は、光学基板６Ａを透過して、一部が、パッケージ１３との界面でパッケージ１３に吸収され熱へと変換される。また、他の一部は、光学基板６Ａを多重反射しながら、光学基板６Ａと空気との界面で一部が空気へと伝播する。空気へと伝播した光は光学基板６Ｂとの界面で一部は反射し、残りは光学基板６Ｂ内へと伝播する。
【０１１０】
このようにして、インナークラッド露出部７から取り出された光は、パッケージ１３内で光学基板６Ａ，６Ｂの内部およびこれらと空気との間を多重反射しながら、最終的には主として光学基板６Ａとパッケージ１３との界面で吸収されて熱へと変換される。この熱は、パッケージ１３から図示しないヒートシンクを介して外気へと放出される。
【０１１１】
なお、取り出された光の一部は、光学基板６Ａ，６Ｂの側面に到達する。第１実施の形態で説明したように、光学基板６Ａおよび６Ｂの側面は砂面であり、ここに到達した光は砂面での光散乱によって外部へと放射され、この放射された光も、パッケージ１３に到達して一部が吸収される。
【０１１２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、パッケージ１３の温度をより低い温度に抑えることが可能となるので、パッケージ１３からの熱伝導の影響を受ける光学基板６Ａ，６ＢやＤＣＦ１のインナークラッド露出部７の温度を長期的により信頼性を確保できる低い温度に抑えることが可能となる。また、ヒートシンクは、光学基板６Ａ側にのみ設ければよく、デバイスの設計が容易となる。
【０１１３】
本願の発明者らの実験によれば、図８の構成による光除去装置を、光学基板をＢＫ７とし、且つ、パッケージをアルミとして構成し、ＤＣＦのインナークラッドに波長９１５ｎｍ、光強度５０Ｗの光を入力したところ、５ｄＢ（６８％）以上の光をＤＣＦ外に取り出すことができることを確認した。この実験において、パッケージ温度は４１°Ｃであり、１００時間以上破断や内部のＤＣＦ、光学基板、および、ミラー等に変化が無かった。
【０１１４】
［第８実施の形態］
図９は、本発明の第８実施の形態に係る光除去装置の概略構成を示す縦断面図である。本実施の形態は、図８で示した第７実施の形態に係る光除去装置１１の光除去部５と同様な構成の光除去部５Ａおよび５Ｂを、パッケージ１３内に、ＤＣＦ１の光の伝播方向に直列に２段構成で設けたものである。
【０１１５】
光の伝播方向に下流側の光除去部５Ｂは、上流側の光除去部５Ａで取り出されずにインナークラッドを伝播してきた第二の光を取り出すためのものである。上流側の段の光学基板６Ａおよび６Ｂは、下流側の段の光学基板６Ｃおよび６Ｄに比べて、光の取り出し率が低くなるように屈折率を設定する。
【０１１６】
本実施の形態では、第７実施の形態における作用効果に加え、インナークラッドを伝播する光の強度が大きい上流側の光除去部５Ａと、光除去部５Ａによる光の取り出しにより光強度が小さくなった下流側の光除去部５Ｂとによる、光の取り出し強度が略等しくなるように調整し、全体として大きな光の取り出しを実現するとともに、局所的な熱の発生を回避することができる。
【０１１７】
［第９実施の形態］
図１０（ａ）は、本発明の第９実施の形態に係るダブルクラッドファイバーの光除去方法を説明するための光除去部の横断面図であり、第１実施の形態の図２におけるＢ−Ｂ’断面図に相当するものである。また、図１０（ｂ）および図１０（ｃ）は、本実施の形態の変形例の光除去部５の横断面図を示している。
【０１１８】
図１０（ａ）に示す本実施の形態は、第１実施の形態における光学基板６Ａと６Ｂとの間に、第一の材料である光学硬化樹脂１５を、インナークラッド露出部７の光学基板６Ａ，６Ｂと接触している部分を除く外周上に接触するように設けたものである。なお、光学基板６Ａ，６Ｂは、第１実施の形態と同様に、第二の材料である無機材料で構成される。
【０１１９】
光学硬化樹脂１５としては、有機材料や有機材料と無機材料のハイブリッド材料が使用可能である。有機材料としては、エポキシ系やアクリレート系、メタクリレート系、ウレタンアクリレート系、または、シリコンアクリレート系の材料が使用可能である。光学硬化樹脂１５の屈折率ｎ１５は、除去したＤＣＦ１のアウタークラッドの屈折率ｎ４と，ｎ１５＞ｎ４の関係を有する。また、光学基板６Ａおよび６Ｂの屈折率ｎ６Ａ，ｎ６Ｂとは、望ましくはｎ１５≦ｎ６Ａ、および、ｎ１５≦ｎ６Ｂの関係を有する。
【０１２０】
ＤＣＦ１のインナークラッド露出部７を伝播する第二の光は、インナークラッド露出部７と光学基板６Ａ，６Ｂとの接触部に加え、光学硬化樹脂１５との接触部からも取り出される。光学基板６Ａおよび６Ｂに取り出された光は、第１実施の形態の場合と同様に、光学基板６Ａ，６Ｂ内を多重反射しながら横方向へ伝播して拡散し、全反射にならない条件の箇所で、光学基板６Ａ，６Ｂから更に外部へと放射される。一方、光学硬化樹脂１５に取り出された光は、光学基板６Ａおよび６Ｂの界面で一部が反射を繰り返しつつ光学基板６Ａ，６Ｂへと伝播し、光学基板６Ａ，６Ｂ内を多重反射しながら拡散し、全反射にならない条件の箇所で、光学基板６Ａ，６Ｂから更に外部へと放射される。なお、光学硬化樹脂１５と外部雰囲気である空気との界面では、光学硬化樹脂１５に取り出された光はほぼ全反射する。
【０１２１】
なお、本実施の形態の変形例として、図１０（ｂ）および図１０（ｃ）で示した構成の光除去部を用いることが可能である。図１０（ｂ）は、インナークラッド露出部７が、その外周上で光学基板６Ｂおよび光学硬化樹脂１２と接触し、光学基板６Ａとは直接接触せず光学硬化樹脂１２を介してして接触している。この場合、光学基板６Ｂに取り出された第二の光は、光学基板６Ｂ内を多重反射しながら横方向へ伝播して拡散し、全反射にならない条件の箇所で、光学基板６Ｂから更に外部へと放射される。一方、光学硬化樹脂１５に取り出された光は、図１０（ａ）の場合と同様に、光学基板６Ａおよび６Ｂの界面で一部が反射を繰り返しつつ光学基板６Ａ，６Ｂへと伝播し、光学基板６Ａ，６Ｂ内を多重反射しながら拡散し、全反射にならない条件の箇所で、光学基板６Ａ，６Ｂから更に外部へと放射される。
【０１２２】
また、図１０（ｃ）は、インナークラッド露出部７が、その外周上で光学硬化樹脂１５と接触し、光学基板６Ａおよび６Ｂとは直接接触せず光学硬化樹脂１５を介して接触している。インナークラッド露出部７から、光学硬化樹脂１５に取り出された第二の光は、図１０（ａ）の場合と同様に、光学基板６Ａおよび６Ｂとの界面で一部が反射を繰り返しつつ光学基板６Ａ，６Ｂへと伝播し、光学基板６Ａ，６Ｂ内を多重反射しながら拡散し、全反射にならない条件の箇所で、光学基板６Ａ，６Ｂから更に外部へと放射される。
【０１２３】
以上のように、本実施の形態によれば、熱的に弱い光学樹脂１５に取り出した光を、熱伝導率が低く熱的に安定で、長期的な熱負荷や光照射による特性変化が無い無機材料に伝播させることで、発熱部を光学樹脂から遠ざけ、発熱を光学樹脂に伝導しにくくして、光学樹脂の熱的なストレスを緩和することができる。
【０１２４】
［第１０実施の形態］
図１１は、本発明の第１０実施の形態に係る光除去装置の概略構成を示す縦断面図である。本実施の形態は、図９に示す第８実施の形態において、下流側の光除去部５Ｂの構成を、第９実施の形態の図１０（ｂ）で示した構成に置き換えたものである。ただし、本実施の形態では、第８実施の形態の場合とは異なり、光学基板３Ｃおよび３Ｄは、光学基板３Ａおよび３Ｂと光の取り出し率が略等しくなるように屈折率を設定する。その他の構成は、第８実施の形態と同様であるので、同一構成要素には同一参照符号を付して説明を省略する。
【０１２５】
本実施の形態では、下流側の光除去部５Ｂは、光学硬化樹脂１５がインナークラッド露出部７の外周上に接触しており、上流側の光除去部５Ａよりも高い光の取り出し率が得られる。このため、上流側の光除去部５Ａによる光の取り出し率を、小さく設定することができ、これによって、インナークラッドを伝播する光の光強度が最も高い上流側の光除去部５Ａの取り出し開始点で、取り出し光強度が大き過ぎることにより、局所的な発熱が発生してＤＣＦ１が破損されることを防止することができる。
【０１２６】
本願の発明者らの実験によれば、図１１の構成による光除去装置を、光学基板をＢＫ７とし、且つ、パッケージをアルミとして構成し、ＤＣＦのインナークラッドに波長９１５ｎｍ、光強度５０Ｗの光を入力したところ、１９ｄＢ（９８％）以上の光をＤＣＦ外に取り出すことができることを確認した。この実験において、パッケージ温度は４２°Ｃであり、１００時間以上破断や内部のＤＣＦ、光学基板、および、ミラー等に変化は無かった。
【０１２７】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。たとえば、本願発明の各実施の形態において、光学基板を２枚以上用い、インナークラッド露出部を挟むように構成していたが、１枚の光学基板をインナークラッド露出部に接触させて、インナークラッドを伝播する光を取り出しても良い。
【０１２８】
また、各実施の形態では、光学基板として平面基板を例として詳細な説明を行ったが、平明面基板の他にウエッジ基板、凸面基板、または、凹面基板を用いた場合も、光ファイバーの露出させたインナークラッドの外周と部分的に接触していれば同様の作用効果を得ることができる。また、ＤＣＦから光を取り出すために使用するのは基板に限らず、光ファイバーの光の伝播方向に円形または四角形の断面を有する棒状の無機材料を、光ファイバーの長さ方向に沿って複数本接触させても、基板を用いた場合と同様の作用効果を生じさせることが可能である。
【符号の説明】
【０１２９】
１    ＤＣＦ
２    コア
３    インナークラッド
４    アウタークラッド
５，５Ａ，５Ｂ    光除去部
６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ    光学基板
７    インナークラッド露出部
８    光学基板
９Ａ，９Ｂ    光学基板
１０    Ｖ溝光学基板
１１    光除去装置
１２Ａ，１２Ｂ    光吸収体
１３    パッケージ
１４，１４Ａ，１４Ｂ    ミラー
１５    光学硬化樹脂
１０１    光除去装置
１０２    ＤＣＦ
１０３    インナークラッド露出部
１０４    光学硬化樹脂
１０５    パッケージ
【図１】
2010181574.tif 000003
【図２】
2010181574.tif 000004
【図３】
2010181574.tif 000005
【図４】
2010181574.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2010181574.tif 000010
【図９】
2010181574.tif 000011
【図１０】
2010181574.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2010181574.tif 000014