(57)【要約】【課題】本発明は、フォトダークニングによる損失増加量を正確に測定することで、希土類添加光ファイバからの出力を安定化することを目的とする。【解決手段】本発明に係るファイバ出力安定化装置は、コアに少なくとも１種類の希土類元素が添加された希土類添加光ファイバ１からの出力光を安定化する装置であって、希土類元素を励起する励起光よりも短波長のモニタリング光を出射するモニタリング光源２と、モニタリング光源２からのモニタリング光を励起光に合波する光合波器３と、希土類添加光ファイバ１を通過したモニタリング光を分波する光分波器４と、光分波器４からのモニタリング光の光強度を検出する通過光検出器５と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
2010263188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアに少なくとも１種類の希土類元素が添加された希土類添加光ファイバと、
前記希土類元素を励起する励起光を、前記希土類添加光ファイバに供給する励起光源と、
前記励起光源の波長よりも短波長のモニタリング光を出射するモニタリング光源と、
前記モニタリング光源からのモニタリング光を前記励起光に合波する光合波器と、
前記希土類添加光ファイバを通過したモニタリング光の光強度を検出する通過光検出器と、
を備えることを特徴とするファイバ出力安定化装置。
【請求項２】
コアに少なくとも１種類の希土類元素が添加された希土類添加光ファイバと、
前記希土類元素を励起する励起光を、前記希土類添加光ファイバに供給する励起光源と、
前記励起光源の波長よりも短波長のモニタリング光を出射するモニタリング光源と、
前記モニタリング光源からのモニタリング光を前記励起光に合波する光合波器と、
前記希土類添加光ファイバを通過したモニタリング光を分波する光分波器と、
前記光分波器からのモニタリング光の光強度を検出する通過光検出器と、
を備えることを特徴とするファイバ出力安定化装置。
【請求項３】
コアに少なくとも１種類の希土類元素が添加された希土類添加光ファイバと、
前記希土類元素を励起する励起光を、前記希土類添加光ファイバに供給する励起光源と、
前記励起光源の波長よりも短波長のモニタリング光を出射するモニタリング光源と、
前記モニタリング光源からのモニタリング光を前記励起光に合波し、前記希土類添加光ファイバからの前記モニタリング光の反射光を分波する光合分波器と、
前記希土類添加光ファイバを通過したモニタリング光を前記光合分波器に反射するモニタリング光反射ミラーと、
前記光分波器からのモニタリング光の光強度を検出する通過光検出器と、
を備えることを特徴とするファイバ出力安定化装置。
【請求項４】
前記モニタリング光源の出射する前記モニタリング光の光強度を検出するモニタリング光検出器と、
前記通過光検出器の検出する光強度と前記モニタリング光検出器の検出する光強度との差を検出するモニタリング光強度比較器と、
前記励起光源からの出力強度を、前記モニタリング光強度比較器の検出する差に応じて予め定められた光強度に変更する出力強度変更部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のファイバ出力安定化装置。
【請求項５】
前記モニタリング光源の出射する前記モニタリング光の光強度を一定にするモニタリング光制御部と、
前記通過光検出器の検出する光強度と予め定められた光強度との差を検出する一定光強度比較器と、
前記励起光源からの出力強度を、前記一定光強度比較器の検出する差に応じて予め定められた光強度に変更する出力強度変更部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のファイバ出力安定化装置。
【請求項６】
前記希土類添加光ファイバの離れた２点に配置され、前記希土類元素からの放射光を反射して前記希土類添加光ファイバでレーザ発振させる１組の反射ミラーをさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のファイバ出力安定化装置。
【請求項７】
前記１組の反射ミラーは、前記光合波器と前記光分波器の間の光路の途中に配置されていることを特徴とする請求項６に記載のファイバ出力安定化装置。
【請求項８】
前記光合波器及び前記光分波器は、前記１組の反射ミラーの間の光路の途中に配置されていることを特徴とする請求項６に記載のファイバ出力安定化装置。
【請求項９】
前記モニタリング光の波長が、前記希土類元素の吸収波長帯よりも短いことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のファイバ出力安定化装置。
【請求項１０】
前記希土類元素は、Ｙｂであり、
前記モニタリング光の波長は、６００ｎｍ以上８５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載のファイバ出力安定化装置。
【請求項１１】
前記希土類元素の吸収波長帯よりも波長の長い断線検知用光を前記希土類添加光ファイバに出力する断線検知用光源と、
前記希土類添加光ファイバを通過した前記断線検知用光を検出する断線検知用光検出器と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載のファイバ出力安定化装置。
【請求項１２】
前記断線検知用光検出器の検出する断線検知用光の光強度が所定値より小さい場合に、前記励起光源からの励起光の出力を停止することを特徴とする請求項１１に記載のファイバ出力安定化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、希土類添加光ファイバからの出力を安定化するファイバ出力安定化装置に関し、特にフォトダークニングによる出力低下を補償する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
希土類添加光ファイバは、励起光を入射することで特定波長の光を放射することから、光ファイバ増幅器やファイバレーザとして利用されている。
【０００３】
ファイバレーザとして利用する際、強い励起光が入射される。このとき、希土類添加光ファイバの損失が増加するフォトダークニングと呼ばれる現象が発生する。この現象による損失増加量を補償するために、従来は、励起用電流を制御したり、出力部の反射率を切り替えたり、ノイズライクレーザを利用して、ファイバ出力を安定化させていた（例えば、特許文献１から３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１９０５６６号公報
【特許文献２】特開２００３−３４７６２９号公報
【特許文献３】特開２００５−２９４８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
フォトダークニングによる希土類添加光ファイバでの損失増加量は、実験結果より、短波長側ほど大きくなる特徴があることが確認されている。しかし、従来のファイバ出力安定化装置では、損失増加量の測定において波長依存性が考慮されていない。
【０００６】
また、ファイバレーザの出力波長や信号光の波長の光をモニタリング光として利用するので、ファイバレーザや信号光の出力が低下してしまう問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、フォトダークニングによる損失増加量を正確に測定することで、希土類添加光ファイバからの出力を安定化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、本発明に係るファイバ出力安定化装置は、フォトダークニングによる希土類添加光ファイバでの損失増加量を測定するモニタリング光に、希土類元素を励起する励起光よりも短波長の光を利用していることを特徴とする。
【０００９】
具体的には、本発明に係るファイバ出力安定化装置は、コアに少なくとも１種類の希土類元素が添加された希土類添加光ファイバと、前記希土類元素を励起する励起光を、前記希土類添加光ファイバに供給する励起光源と、前記励起光源の波長よりも短波長のモニタリング光を出射するモニタリング光源と、前記モニタリング光源からのモニタリング光を前記励起光に合波する光合波器と、前記希土類添加光ファイバを通過したモニタリング光の光強度を検出する通過光検出器と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
具体的には、本発明に係るファイバ出力安定化装置は、コアに少なくとも１種類の希土類元素が添加された希土類添加光ファイバと、前記希土類元素を励起する励起光を、前記希土類添加光ファイバに供給する励起光源と、前記励起光源の波長よりも短波長のモニタリング光を出射するモニタリング光源と、前記モニタリング光源からのモニタリング光を前記励起光に合波する光合波器と、前記希土類添加光ファイバを通過したモニタリング光を分波する光分波器と、前記光分波器からのモニタリング光の光強度を検出する通過光検出器と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
具体的には、本発明に係るファイバ出力安定化装置は、コアに少なくとも１種類の希土類元素が添加された希土類添加光ファイバと、前記希土類元素を励起する励起光を、前記希土類添加光ファイバに供給する励起光源と、前記励起光源の波長よりも短波長のモニタリング光を出射するモニタリング光源と、前記モニタリング光源からのモニタリング光を前記励起光に合波し、前記希土類添加光ファイバからの前記モニタリング光の反射光を分波する光合分波器と、前記希土類添加光ファイバを通過したモニタリング光を前記光合分波器に反射するモニタリング光反射ミラーと、前記光分波器からのモニタリング光の光強度を検出する通過光検出器と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
モニタリング光の波長が励起光よりも短波長なので、希土類添加光ファイバからの出力光の損失よりも損失増加量が大きい。このため、希土類添加光ファイバでの損失増加量を正確に測定し、希土類添加光ファイバからの出力低下量を正確に予測することができる。予測した出力低下量を補償するように励起光源の出力強度を上げれば、希土類添加光ファイバからの出力強度をほぼ一定に保つことができる。
また、モニタリング光の波長は希土類添加光ファイバでの励起波長と異なる。そのため、光分波器に波長分離フィルタを用いれば、希土類添加光ファイバからの出力強度を低下させることがない。
【００１３】
本発明に係るファイバ出力安定化装置では、前記モニタリング光源の出射する前記モニタリング光の光強度を検出するモニタリング光検出器と、前記通過光検出器の検出する光強度と前記モニタリング光検出器の検出する光強度との差を検出するモニタリング光強度比較器と、前記励起光源からの出力強度を、前記モニタリング光強度比較器の検出する差に応じて予め定められた光強度に変更する出力強度変更部と、をさらに備えることが好ましい。
モニタリング光強度比較器の検出する差によって、希土類添加光ファイバからの出力低下量を正確に予測することができる。
【００１４】
本発明に係るファイバ出力安定化装置では、前記モニタリング光源の出射する前記モニタリング光の光強度を一定にするモニタリング光制御部と、前記通過光検出器の検出する光強度と予め定められた光強度との差を検出する一定光強度比較器と、前記励起光源からの出力強度を、前記一定光強度比較器の検出する差に応じて予め定められた光強度に変更する出力強度変更部と、をさらに備えることが好ましい。
一定光強度比較器の検出する差によって、希土類添加光ファイバからの出力低下量を正確に予測することができる。
【００１５】
本発明に係るファイバ出力安定化装置では、前記希土類添加光ファイバの離れた２点に配置され、前記希土類元素からの放射光を反射して前記希土類添加光ファイバでレーザ発振させる１組の反射ミラーをさらに備えることが好ましい。
希土類添加光ファイバを、ファイバレーザとして利用することができる。このとき、強い励起光を希土類添加光ファイバに入射しても、希土類添加光ファイバからの出力強度をほぼ一定に保つことができる。
【００１６】
本発明に係るファイバ出力安定化装置では、前記モニタリング光の波長が、前記希土類元素の吸収波長帯よりも短いことが好ましい。
モニタリング光が希土類元素で吸収されないので、フォトダークニングによるモニタリング光の損失増加量を正確に測定することができる。
【００１７】
本発明に係るファイバ出力安定化装置では、前記希土類元素は、Ｙｂであり、前記モニタリング光の波長は、６００ｎｍ以上８５０ｎｍ以下であることが好ましい。
Ｙｂ添加光ファイバの吸収帯は、８５０ｎｍ以上１０５０ｎｍである。一方、モニタリング光の波長が６００ｎｍ未満のとき、フォトダークニングによる損失増加の影響が強くなる。したがって、希土類添加光ファイバとしてＹｂ添加光ファイバを用いた場合に、希土類添加光ファイバからの出力強度をほぼ一定に保つことができる。
【００１８】
本発明に係るファイバ出力安定化装置では、前記１組の反射ミラーは、前記光合波器と前記光分波器の間の光路の途中に配置されていることが好ましい。
１組の反射ミラーの間に光合波器及び光分波器が配置されていないので、レーザ共振器内における光合波器及び光分波器での損失の影響を避けることができる。これにより、希土類添加光ファイバからの出力強度をより一定に保つことができる。
【００１９】
本発明に係るファイバ出力安定化装置では、前記光合波器及び前記光分波器は、前記１組の反射ミラーの間の光路の途中に配置されていることが好ましい。
通過光検出器が反射ミラーを通過していないモニタリング光の光強度を検出するので、モニタリング光の反射ミラーでの損失を避けることができる。これにより、希土類添加光ファイバでの損失増加量を正確に測定することができる。
【００２０】
本発明に係るファイバ出力安定化装置では、前記希土類元素の吸収波長帯よりも波長の長い断線検知用光を前記希土類添加光ファイバに出力する断線検知用光源と、前記希土類添加光ファイバを通過した前記断線検知用光を検出する断線検知用光検出器と、をさらに備えることが好ましい。
断線検知用光源及び断線検知用光検出器を備えるため、希土類添加光ファイバを通過後の断線検知用光の光強度が所定値より小さいか否かを判定することができる。ここで、断線検知用光は、希土類元素の吸収波長帯よりも波長が長いため、希土類添加光ファイバで吸収されることがなく、フォトダークニングの影響も受けない。このため、断線検知用光の光強度が所定値より小さいか否かを判定することで、モニタリング光の光強度の低下が、フォトダークニングによるものであるのか、断線によるものであるのかを判定することができる。
【００２１】
本発明に係るファイバ出力安定化装置では、前記断線検知用光検出器の検出する断線検知用光の光強度が所定値より小さい場合に、前記励起光源からの励起光の出力を停止することが好ましい。
断線検知用光検出器の検出する断線検知用光の光強度が所定値より小さい場合、希土類添加光ファイバが断線している。このときに、励起光源からの励起光の出力を停止することで、出力された励起光による励起光源その他の光学部品の損傷を防止することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、フォトダークニングによる出力低下量を正確に測定することで、希土類添加光ファイバからの出力を安定化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態１に係るファイバ出力安定化装置の構成概略図である。
【図２】実施形態１に係るファイバ出力安定化装置の別形態を示す。
【図３】実施形態２に係るファイバ出力安定化装置の構成概略図である。
【図４】実施形態３に係るファイバ出力安定化装置の構成概略図である。
【図５】実施形態４に係るファイバ出力安定化装置の構成概略図である。
【図６】実施例１に係るファイバレーザ光と希土類添加光ファイバ通過後のモニタリング光の光強度の経時変化の関係を示す。
【図７】モニタリング光出力低下量から駆動電流を制御した場合のファイバレーザ出力を示す。
【図８】実施例２に係るファイバレーザ光と希土類添加光ファイバ通過後のモニタリング光の光強度の経時変化の関係を示す。
【図９】実施形態５に係るファイバ出力安定化装置の構成概略図である。
【図１０】実施形態５に係るファイバ出力安定化装置の別形態を示す。
【図１１】実施形態６に係るファイバ出力安定化装置の構成概略図である。
【図１２】実施形態７に係るファイバ出力安定化装置の構成概略図である。
【図１３】実施形態８に係るファイバ出力安定化装置の構成概略図である。
【図１４】実施形態９に係るファイバ出力安定化装置の構成概略図である。
【図１５】断線検知用光の検出結果の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下に説明する実施の形態は本発明の構成の例であり、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではない。
【００２５】
（実施形態１）
図１は、本実施形態に係るファイバ出力安定化装置の構成概略図である。本実施形態に係るファイバ出力安定化装置９１は、希土類添加光ファイバ１をファイバレーザとして利用する場合の構成例を示す。具体的には、ファイバ出力安定化装置９１は、希土類添加光ファイバ１と、モニタリング光源２と、光合波器３と、光分波器４と、通過光検出器５と、反射ミラー６ａ及び６ｂと、を備え、希土類添加光ファイバ１からの出力光すなわちファイバレーザ光の光強度を安定化する。
【００２６】
希土類添加光ファイバ１は、コアに少なくとも１種類の希土類元素が添加された光ファイバである。希土類添加光ファイバ１は、ファイバレーザの利得媒体や光ファイバ増幅器として用いられる。希土類元素はＹｂが好ましい。希土類添加光ファイバ１は、高強度の励起光を入射できるよう、クラッドの周囲が当該クラッドの屈折率よりも低屈折率の樹脂で被覆されたダブルクラッド構造となっていることが好ましい。
【００２７】
本実施形態では、希土類添加光ファイバ１をファイバレーザとして利用するため、強い励起光を希土類添加光ファイバ１に入射することが好ましい。そこで、複数の励起光源７と、複数の励起光源７からの励起光を合波する励起光コンバイナ８を備える構成とした。励起光源７は、希土類元素を励起する励起光を、希土類添加光ファイバ１に供給する。また、各励起光源７は、出力波長及び出力強度の安定性から、半導体レーザであることが好ましい。この場合、半導体レーザの駆動電流を制御する出力強度変更部９を用いて、励起光源７のからの出力強度を調整することができる。
【００２８】
希土類添加光ファイバ１の離れた２点に、反射ミラー６ａ及び６ｂが設けられている。反射ミラー６ａ及び６ｂは、希土類添加光ファイバ１の離れた２点に配置され、希土類元素からの放射光を反射して希土類添加光ファイバ１でレーザ発振させる共振器として機能する。これにより、希土類添加光ファイバ１をファイバレーザとして利用することができる。反射ミラー６ａ及び６ｂには、ＦＢＧ（Ｆｉｂｅｒ  Ｂｒａｇｇ  Ｇｒａｔｉｎｇ）を用いることができる。反射ミラー６ａ及び６ｂは、希土類添加光ファイバ１の両端に設けられていることが好ましい。
【００２９】
励起光源７の出射する励起光は、光合波器３及び反射ミラー６ａを通過して希土類添加光ファイバ１に入射する。１組の反射ミラー６ａ及び６ｂは、それぞれ所望の波長の光を反射し、希土類添加光ファイバ１とレーザ共振器を構成する。これによって、希土類添加光ファイバ１に入射された光をレーザ発振させることができる。希土類添加光ファイバ１でレーザ発振されたレーザ光は、反射ミラー６ｂから出射する。例えば、希土類元素がＹｂの場合、Ｙｂ添加光ファイバの吸収帯は８５０ｎｍ以上１０５０ｎｍである。このとき、励起光源７が波長９１５ｎｍの励起光を出射すると、反射ミラー６ｂは、波長１０６４ｎｍのファイバレーザ光を出射する。
【００３０】
反射ミラー６ａ及び６ｂの反射率は、同一でもよいし、両者に高低差があってもよいが、励起光源７側に配置される反射ミラー６ａの方が高いことが好ましい。この場合、反射ミラー６ｂの反射率は、４％以上１０％以下であることが好ましい。レーザ共振器内に戻す光とレーザ出力する光の割合によりレーザ出力パワーが異なり、反射ミラー６ｂの反射率が低いほどレーザ出力が向上する。一方、反射率が４％未満では、低励起パワー時の自己発振により励起光源７に戻り光が入射してしまう可能性がある。このため、反射ミラー６ｂの反射率は、４％以上１０％以下と設定する。
【００３１】
モニタリング光源２は、励起光源７が出力する励起光の波長よりも短波長であるモニタリング光を出射する。光合波器３は、モニタリング光源２からのモニタリング光を励起光に合波する。光分波器４は、希土類添加光ファイバ１を通過したモニタリング光を分波する。通過光検出器５は、光分波器４からのモニタリング光の光強度を検出する。光合波器３として励起光コンバイナ８を用いてもよく、この場合、モニタリング光源２からのモニタリング光を励起光コンバイナ８で励起光と合波する。
【００３２】
１組の反射ミラー６ａ及び６ｂは、光合波器３と光分波器４の間の光路の途中に配置されている。この構成とすることで、レーザ共振器内における光合波器３及び光分波器４での損失の影響を避けることができる。光分波器４は、ファイバレーザの出力強度低下を避けるために、モニタリング光の波長を選択的に分離する波長分離フィルタであることが好ましい。波長分離フィルタは、融着延伸構造を有するファイバ型ＷＤＭカプラであることが好ましい。波長分離フィルタは、多層膜フィルタであることが好ましい。
【００３３】
本実施形態では、希土類添加光ファイバ１に高強度の励起光を入射するため、複数の励起光源７からの光を、励起光コンバイナ８により光結合して希土類添加光ファイバ１に供給している。励起光源７には半導体レーザを用い、出力強度変更部９で励起光源７を動作させている。希土類添加光ファイバ１にファイバレーザの発振波長より短波長のモニタリング光源２からのモニタリング光を入射し、希土類添加光ファイバ１を通過したモニリング光を光分波器４によりファイバレーザ光と分岐し、通過光検出器５によりモニタリング光の光強度を検出する。出力強度変更部９は、基準光強度を予め記憶しており、この基準光強度と通過光検出器５により検出されたモニタリング光の光強度とを比較して、モニタリング光の光強度の低下を測定し、モニタリング光の光強度の低下に応じて励起光源７の駆動電流を制御する。ここで、基準光強度は、例えば、希土類添加光ファイバ１でフォトダークニングが発生していないときに、通過光検出器５で検出されるモニタリング光の光強度である。これにより、出力強度変更部９は、ファイバレーザからの出力状態を一定に保つような制御をすることができる。
【００３４】
モニタリング光とファイバレーザ光の損失増加量の経時変化は、図６に示すように、互いに一定の関係があるため、モニタリング光の損失増加量からファイバレーザ光の損失増加量を予測することができる。また、出力低下量の変化量はモニタリング光の方が大きいため、ファイバレーザ光の損失増加量を正確に推定することができる。そのため、通過光検出器５の検出するモニタリング光の光強度が低下した場合に励起光源７の駆動電流を大きくすることで、ファイバレーザ光の出力強度を一定に保つことができる。ファイバレーザ光の一部を取り出すことなく、他の光源を使用して希土類添加光ファイバ１の損失増加量を測定しているため、ファイバレーザ光の出力強度を低下させないという利点がある。
【００３５】
ここで、モニタリング光の波長は、励起光源７の波長よりも短波長である。例えば、励起光の波長が８０８ｎｍであれば、モニタリング光の波長は８０８ｎｍ未満である。これにより、フォトダークニングによる損失増加量を測定することができる。また、レーザ発振波長付近である１０６４ｎｍ付近と重ならないため、モニタリング光とレーザ光を容易に波長分離できる。
【００３６】
さらに、モニタリング光の波長は、希土類元素の吸収波長帯よりも短いことが好ましい。希土類元素がＹｂの場合にモニタリング光の波長を８５０ｎｍ以上１０５０ｎｍとすると、モニタリング光が希土類添加光ファイバ１で吸収されるので、フォトダークニングによる損失増加量の正確な測定が困難になる。そこで、レーザ発振波長よりも短波長側の光をモニタリングすることで、フォトダークニングによる希土類添加光ファイバ１の損失増加量を正確に測定することができる。
【００３７】
また、モニタリング光の波長は、６００ｎｍ以上であることが好ましい。波長が６００ｎｍ未満の光に対してフォトダークニングによる損失増加の影響が強いため、損失増加量を正しく測定できる時間範囲が狭くなる可能性がある。
【００３８】
したがって、モニタリング光の波長は、希土類元素の吸収波長帯よりも短く、かつ、６００ｎｍ以上であることが好ましい。例えば、希土類元素がＹｂの場合、モニタリング光の波長は、６００ｎｍ以上８５０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００３９】
なお、本実施形態では、希土類添加光ファイバ１を挟んで、励起光源７側にモニタリング光源２及び光合波器３を配置し、ファイバレーザ出力側に通過光検出器５及び光分波器４を配置する例を示したが、これに限定されない。例えば、励起光源７側に通過光検出器５及び光分波器４を配置し、ファイバレーザ出力側にモニタリング光源２及び光合波器３を配置してもよい。
【００４０】
図２に、本実施形態に係るファイバ出力安定化装置の別形態を示す。ファイバ出力安定化装置９２では、光合波器３及び光分波器４は、１組の反射ミラー６ａ及び６ｂの間の光路の途中に配置されている。この他の構成については、図１に示すファイバ出力安定化装置９１と同様である。ファイバ出力安定化装置９２の構成とすることで、モニタリング光の反射ミラー６ａ及び６ｂでの損失を受けないので、フォトダークニングによる損失増加量を高精度に測定することができ、ファイバレーザの出力を高精度に安定化させることができる。
【００４１】
（実施形態２）
図３は、本実施形態に係るファイバ出力安定化装置の構成概略図である。本実施形態に係るファイバ出力安定化装置９３は、希土類添加光ファイバ１を光ファイバ増幅器として利用する場合の構成例を示す。具体的には、ファイバ出力安定化装置９３は、希土類添加光ファイバ１と、モニタリング光源２と、光合波器３と、光分波器４と、通過光検出器５と、光合波器１０を備え、希土類添加光ファイバ１からの出力光を安定化する。
【００４２】
本実施形態では、希土類添加光ファイバ１を光ファイバ増幅器として用いるため、光合波器１０が設けられている。光合波器１０は、励起光と異なる波長の信号光を損失なく合波する励起光コンバイナ等の波長合波器であることが好ましい。
【００４３】
励起光源７は、希土類添加光ファイバ１に添加されている希土類元素を励起する励起光を出射する。励起光は、光合波器３及び光合波器１０を通過して希土類添加光ファイバ１に入射する。信号光は光合波器１０で励起光と合波され、合波光が希土類添加光ファイバ１を通過する。このとき、信号光が増幅される。この他の構成については、図１に示すファイバ出力安定化装置９１と同様である。
【００４４】
なお、本実施形態では、光合波器１０が光合波器３と光分波器４を接続する光ファイバ上に配置されている例を示したが、これに限定されない。光合波器１０と光分波器４を接続する光ファイバ上に光合波器３が配置されてもよいし、光合波器１０と光合波器３が共通の光部品であってもよい。
【００４５】
（実施形態３）
図４は、本実施形態に係るファイバ出力安定化装置の構成概略図である。本実施形態に係るファイバ出力安定化装置９４は、実施形態１又は２で説明したファイバ出力安定化装置に、さらに、モニタリング光検出器２１と、モニタリング光強度比較器２２と、をさらに備える。本実施形態では、一例として、実施形態１又は２のうちの実施形態１を用いて説明する。
【００４６】
モニタリング光検出器２１は、モニタリング光源２の出射するモニタリング光の光強度を検出する。モニタリング光強度比較器２２は、通過光検出器５の検出する光強度とモニタリング光検出器２１の検出する光強度との差を検出する。これにより、モニタリング光の希土類添加光ファイバ１での損失量を測定することができる。出力強度変更部９は、励起光源７からの出力強度を、モニタリング光強度比較器２２の検出する差に応じて予め定められた出力強度に変更する。例えば、励起光源７が半導体レーザの場合、出力強度変更部９はモニタリング光強度比較器２２の検出する差に応じて予め定められた駆動電流で半導体レーザを駆動する。
【００４７】
モニタリング光とファイバレーザ光の損失増加量の経時変化、すなわちモニタリング光の透過率と希土類添加光ファイバ１からの出力低下量とは、互いに一定の関係がある。そこで、モニタリング光強度比較器２２の検出する差で得られるモニタリング光の透過率と希土類添加光ファイバ１からの出力低下量との関係を予め測定しておき、出力強度変更部９に、モニタリング光の透過率に応じた励起光源７の光強度の出力強度変化量を記憶させる。そして、出力強度変更部９は、モニタリング光強度比較器２２の検出する差で得られたモニタリング光の透過率に応じた出力強度変化量だけ、励起光源７からの励起光の光強度を増加させる。これにより、希土類添加光ファイバ１から出力されるファイバレーザ光の出力強度を一定に保つことができる。
【００４８】
本実施形態では、希土類添加光ファイバ１への入射前後でのモニタリング光の光強度差を直接測定するので、モニタリング光等の出力変動の影響を受けることがない。これにより、フォトダークニングによる希土類添加光ファイバ１での損失増加量の変化を正確に測定し、ファイバレーザ光の出力光強度を精度よく一定に保つことができる。
【００４９】
（実施形態４）
図５は、本実施形態に係るファイバ出力安定化装置の構成概略図である。本実施形態に係るファイバ出力安定化装置９５は、実施形態１、２又は３で説明したファイバ出力安定化装置に、さらに、モニタリング光制御部２５と、一定光強度比較器２６と、をさらに備える。本実施形態では、一例として、実施形態１、２又は３のうちの実施形態１を用いて説明する。
【００５０】
モニタリング光制御部２５は、モニタリング光源２の出射するモニタリング光の光強度を一定にする。例えば、モニタリング光源２に内蔵されている光出力安定化機能を用いて一定にする。一定光強度比較器２６は、予め定められた基準光強度を予め記憶しており、この基準光強度と通過光検出器５の検出する光強度との差を検出し、モニタリング光の光強度の低下を測定する。ここで、基準光強度は、例えば、希土類添加光ファイバ１でフォトダークニングが発生していないときに、通過光検出器５で検出されるモニタリング光の光強度である。そして、出力強度変更部９は、励起光源７の光強度を、一定光強度比較器２６の検出する差に応じて予め定められた出力強度に変更する。例えば、励起光源７が半導体レーザの場合、出力強度変更部９は一定光強度比較器２６の検出する差に応じて予め定められた駆動電流で半導体レーザを駆動する。これにより、希土類添加光ファイバ１から出力されるファイバレーザ光の出力強度を一定に保つことができる。出力強度変更部９の機能及び動作については、実施形態３と同様である。
【００５１】
本実施形態では、モニタリング光の光強度を一定に制御しているので、フォトダークニングによる希土類添加光ファイバ１での損失増加量の変化を安定して測定することができる。これにより、ファイバレーザ光の出力光強度を安定して一定に保つことができる。また、一定光強度比較器２６が比較する基準光強度は一定値でよいため、一定光強度比較器２６の回路構成を簡単にすることができる。
【００５２】
（実施形態５）
図９は、本実施形態に係るファイバ出力安定化装置の構成概略図である。本実施形態に係るファイバ出力安定化装置１０１は、図１に示す光合波器３及び光分波器４に代えて、光合分波器３１及びモニタリング光反射ミラー３２を備える。
【００５３】
具体的には、ファイバ出力安定化装置１０１は、希土類添加光ファイバ１と、励起光源７と、励起光コンバイナ８と、反射ミラー６ａ及び６ｂと、を備え、希土類添加光ファイバ１をファイバレーザとして利用する。希土類添加光ファイバ１、励起光源７、励起光コンバイナ８及び反射ミラー６ａ及び６ｂの機能及び動作は、実施形態１と同様である。
【００５４】
また、ファイバ出力安定化装置１０１は、モニタリング光源２と、光合分波器３１と、モニタリング光反射ミラー３２と、光合分波器３３と、通過光検出器５と、出力強度変更部９と、を備え、希土類添加光ファイバ１からの出力光すなわちファイバレーザ光の光強度を安定化する。
【００５５】
モニタリング光源２は、励起光源７が出力する励起光の波長よりも短波長であるモニタリング光を出射する。光合分波器３３は、モニタリング光源２からのモニタリング光を光合分波器３１に出力する。光合分波器３１は、モニタリング光源２からのモニタリング光を励起光に合波する。光合分波器３１は、例えばＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）カプラである。モニタリング光反射ミラー３２は、希土類添加光ファイバ１を通過したモニタリング光を光合分波器３１に反射する。光合分波器３１は、希土類添加光ファイバ１からのモニタリング光の反射光を分波する。光合分波器３３は、光合分波器３１からのモニタリング光を通過光検出器５に出力する。通過光検出器５は、光分波器３１からのモニタリング光の光強度を検出する。
【００５６】
ここで、モニタリング光反射ミラー３２は、ファイバレーザ光を通過させ、モニタリング光を反射する。例えば、モニタリング光反射ミラー３２は、ファイバレーザ光の波長の光を選択的に通過させ、その他の波長の光を反射する。
【００５７】
１組の反射ミラー６ａ及び６ｂは、光合分波器３１とモニタリング光反射ミラー３２の間の光路の途中に配置されている。この構成とすることで、レーザ共振器内における光合分波器３１及びモニタリング光反射ミラー３２での損失の影響を避けることができる。
【００５８】
ファイバ出力安定化装置１０１が上記構成を備えることで、実施形態１で説明したファイバ出力安定化装置９１と同様に、出力強度変更部９は、ファイバレーザからの出力状態を一定に保つような制御をすることができる。
【００５９】
ファイバ出力安定化装置１０１では、希土類添加光ファイバ１で増幅された光を分岐することなくモニタリング光を検出することができる。このため、光学部品での光強度の損失を受けず、またハイパワー光による光学部品の損傷を防ぐことができる。それに加え、光合分波器３１とモニタリング光反射ミラー３２との間の光ファイバの断線状態を検知することもできる。
【００６０】
なお、本実施形態では、希土類添加光ファイバ１を挟んで、励起光源７側に光合分波器３１を配置し、ファイバレーザ出力側にモニタリング光反射ミラー３２を配置する例を示したが、これに限定されない。例えば、励起光源７側にモニタリング光反射ミラー３２を配置し、ファイバレーザ出力側に光合分波器３１を配置してもよい。
【００６１】
図１０に、本実施形態に係るファイバ出力安定化装置の別形態を示す。ファイバ出力安定化装置１０２では、光合分波器３１及びモニタリング光反射ミラー３２は、１組の反射ミラー６ａ及び６ｂの間の光路の途中に配置されている。この他の構成については、図９に示すファイバ出力安定化装置１０１と同様である。ファイバ出力安定化装置１０２の構成とすることで、モニタリング光の反射ミラー６ａ及び６ｂでの損失を受けないので、フォトダークニングによる損失増加量を高精度に測定することができ、ファイバレーザの出力を高精度に安定化させることができる。
【００６２】
（実施形態６）
図１１は、本実施形態に係るファイバ出力安定化装置の構成概略図である。本実施形態に係るファイバ出力安定化装置１０３は、図３に示す光合波器３及び光分波器４に代えて、光合分波器３１及びモニタリング光反射ミラー３２を備える。
【００６３】
具体的には、ファイバ出力安定化装置１０３は、希土類添加光ファイバ１と、励起光源７と、光合波器１０と、を備え、希土類添加光ファイバ１を光ファイバ増幅器として利用する。希土類添加光ファイバ１、励起光源７及び光合波器１０の機能及び動作は、実施形態２と同様である。
【００６４】
また、ファイバ出力安定化装置１０３は、モニタリング光源２と、光合分波器３１と、モニタリング光反射ミラー３２と、光合分波器３３と、通過光検出器５と、出力強度変更部９と、を備え、希土類添加光ファイバ１からの出力光すなわち信号光の光強度を安定化する。モニタリング光源２、光合分波器３１、モニタリング光反射ミラー３２、光合分波器３３、通過光検出器５及び出力強度変更部９の機能及び動作については、実施形態５と同様である。
【００６５】
励起光源７は、希土類添加光ファイバ１に添加されている希土類元素を励起する励起光を出射する。励起光は、光合分波器３１及び光合波器１０を通過して希土類添加光ファイバ１に入射する。信号光は光合波器１０で励起光と合波され、合波光が希土類添加光ファイバ１を通過する。このとき、信号光が増幅される。
【００６６】
ここで、モニタリング光反射ミラー３２は、合波光に含まれる信号光を通過させ、モニタリング光を反射する。例えば、モニタリング光反射ミラー３２は、信号光の波長の光を選択的に通過させ、その他の波長の光を反射する。
【００６７】
なお、本実施形態では、光合波器１０が光合分波器３１とモニタリング光反射ミラー３２を接続する光ファイバ上に配置されている例を示したが、これに限定されない。光合波器１０とモニタリング光反射ミラー３２を接続する光ファイバ上に光合分波器３１が配置されてもよいし、光合波器１０と光合分波器３１が共通の光部品であってもよい。
【００６８】
（実施形態７）
図１２は、本実施形態に係るファイバ出力安定化装置の構成概略図である。本実施形態に係るファイバ出力安定化装置１０４は、図４に示す光合波器３及び光分波器４に代えて、光合分波器３１及びモニタリング光反射ミラー３２を備える。すなわち、ファイバ出力安定化装置１０４は、実施形態５又は６で説明したファイバ出力安定化装置に、さらに、モニタリング光検出器２１と、モニタリング光強度比較器２２と、を備える。
【００６９】
具体的には、ファイバ出力安定化装置１０４は、希土類添加光ファイバ１と、励起光源７と、励起光コンバイナ８と、反射ミラー６ａ及び６ｂと、を備え、希土類添加光ファイバ１をファイバレーザとして利用する。希土類添加光ファイバ１、励起光源７、励起光コンバイナ８並びに反射ミラー６ａ及び６ｂの機能及び動作は、実施形態１と同様である。
【００７０】
また、ファイバ出力安定化装置１０４は、モニタリング光源２と、光合分波器３１と、モニタリング光反射ミラー３２と、光合分波器３３と、通過光検出器５と、出力強度変更部９と、モニタリング光検出器２１と、モニタリング光強度比較器２２と、を備え、希土類添加光ファイバ１からの出力光すなわちファイバレーザ光の光強度を安定化する。モニタリング光源２、光合分波器３１、モニタリング光反射ミラー３２、光合分波器３３、通過光検出器５及び出力強度変更部９の機能及び動作は、実施形態５と同様である。モニタリング光検出器２１及びモニタリング光強度比較器２２の機能及び動作は、実施形態３と同様である。
【００７１】
本実施形態では、希土類添加光ファイバ１への入射前後でのモニタリング光の光強度差を直接測定するので、モニタリング光等の出力変動の影響を受けることがない。これにより、フォトダークニングによる希土類添加光ファイバ１での損失増加量の変化を正確に測定し、ファイバレーザ光の出力光強度を精度よく一定に保つことができる。
【００７２】
ファイバ出力安定化装置１０４では、希土類添加光ファイバ１で増幅された光を分岐することなくモニタリング光を検出することができる。このため、光学部品での光強度の損失を受けず、またハイパワー光による光学部品の損傷を防ぐことができる。それに加え、光合分波器３１とモニタリング光反射ミラー３２との間の光ファイバの断線状態を検知することもできる。
【００７３】
（実施形態８）
図１３は、本実施形態に係るファイバ出力安定化装置の構成概略図である。本実施形態に係るファイバ出力安定化装置１０５は、図５に示す光合波器３及び光分波器４に代えて、光合分波器３１及びモニタリング光反射ミラー３２を備える。すなわち、ファイバ出力安定化装置１０５は、実施形態５又は６で説明したファイバ出力安定化装置に、さらに、モニタリング光制御部２５と、一定光強度比較器２６と、を備える。本実施形態では、一例として、実施形態５又は６のうちの実施形態５を用いて説明する。
【００７４】
具体的には、ファイバ出力安定化装置１０５は、希土類添加光ファイバ１と、励起光源７と、励起光コンバイナ８と、反射ミラー６ａ及び６ｂと、を備え、希土類添加光ファイバ１をファイバレーザとして利用する。希土類添加光ファイバ１、励起光源７、励起光コンバイナ８並びに反射ミラー６ａ及び６ｂの機能及び動作は、実施形態１と同様である。
【００７５】
また、ファイバ出力安定化装置１０５は、モニタリング光源２と、光合分波器３１と、モニタリング光反射ミラー３２と、光合分波器３３と、通過光検出器５と、出力強度変更部９と、モニタリング光制御部２５と、一定光強度比較器２６と、を備え、希土類添加光ファイバ１からの出力光すなわちファイバレーザ光の光強度を安定化する。モニタリング光源２、光合分波器３１、モニタリング光反射ミラー３２、光合分波器３３、通過光検出器５及び出力強度変更部９の機能及び動作は、実施形態５と同様である。モニタリング光制御部２５及び一定光強度比較器２６の機能及び動作は、実施形態４と同様である。
【００７６】
本実施形態では、モニタリング光の光強度を一定に制御しているので、フォトダークニングによる希土類添加光ファイバ１での損失増加量の変化を安定して測定することができる。これにより、ファイバレーザ光の出力光強度を安定して一定に保つことができる。また、一定光強度比較器２６が比較する基準光強度は一定値でよいため、一定光強度比較器２６の回路構成を簡単にすることができる。
【００７７】
ファイバ出力安定化装置１０５では、希土類添加光ファイバ１で増幅された光を分岐することなくモニタリング光を検出することができる。このため、光学部品での光強度の損失を受けず、またハイパワー光による光学部品の損傷を防ぐことができる。それに加え、光合分波器３１とモニタリング光反射ミラー３２との間の光ファイバの断線状態を検知することもできる。
【００７８】
（実施形態９）
図１４は、本実施形態に係るファイバ出力安定化装置の構成概略図である。本実施形態に係るファイバ出力安定化装置２０１は、実施形態１から実施形態８のいずれかのファイバ出力安定化装置に、さらに、断線検知用光源４１と、断線検知用光検出器４２と、を備える。本実施形態では、一例として、実施形態１を用いて説明する。
【００７９】
具体的には、ファイバ出力安定化装置２０１は、希土類添加光ファイバ１と、励起光源７と、励起光コンバイナ８と、反射ミラー６ａ及び６ｂと、を備え、希土類添加光ファイバ１をファイバレーザとして利用する。希土類添加光ファイバ１、励起光源７、励起光コンバイナ８及び反射ミラー６ａ及び６ｂの機能及び動作は、実施形態１と同様である。
【００８０】
断線検知用光源４１は、希土類元素の吸収波長帯よりも波長の長い断線検知用光を希土類添加光ファイバ１に出力する。光合波器３は、モニタリング光及び断線検知用光を励起光に合波する。光分波器４は、希土類添加光ファイバ１を通過したモニタリング光及び断線検知用光を分波する。通過光検出器５は、光分波器４からのモニタリング光の光強度を検出する。断線検知用光検出器４２は、光分波器４からの断線検知用光を検出する。これにより、断線検知用光検出器４２は、希土類添加光ファイバ１を通過した断線検知用光を検出する。
【００８１】
断線検知用光源４１は、例えば希土類元素の吸収波長帯よりも波長の長い光を発生する半導体レーザを用いることができる。断線検知用光検出器４２は、例えば、希土類元素の吸収波長帯よりも波長の長い光を受光する光パワーメータを用いることができる。通過光検出器５と断線検知用光検出器４２は共通の光検出器を用いてもよい。
【００８２】
断線検知用光は、希土類元素の吸収波長帯よりも波長が長いため、希土類添加光ファイバ１で吸収されることがなく、フォトダークニングの影響も受けない。このため、断線検知用光の伝搬経路に障害が発生していない場合は、フォトダークニングによるモニタリング光の光損失が大きいときであっても、断線検知用光検出器４２で検出される光強度は低下しない。一方、断線検知用光の伝搬経路に障害が発生している場合は、フォトダークニングによるモニタリング光の光損失がないときであっても、断線検知用光検出器４２で検出される光強度は低下する。このため、断線検知用光検出器４２が断線検知用光を検出することで、モニタリング光の光強度の低下が、フォトダークニングによるものであるのか、断線によるものであるのかを判定することができる。
【００８３】
断線検知用光の伝搬経路に障害が発生している場合、励起光源７が励起光を希土類添加光ファイバ１に出射し続けることは好ましくない。そこで、出力強度変更部９は、断線検知用光検出器４２の検出する断線検知用光の光強度が所定値より小さい場合に、励起光源７からの励起光の出力を停止することが好ましい。
【実施例１】
【００８４】
図１に示すファイバ出力安定化装置９１を用いた場合のファイバレーザ出力について評価した。本実施例では、光合波器３を省略し、モニタリング光源２からのモニタリング光を励起光コンバイナ８で励起光と合波する構成とした。また、希土類添加光ファイバ１の両端に反射ミラー６ａと反射ミラー６ｂを配置した。
【００８５】
希土類添加光ファイバ１には、希土類元素としてＹｂが添加されたＹｂ添加光ファイバを、ファイバ長１１ｍ用いた。Ｙｂ添加光ファイバは、波長９７６ｎｍでの単位長さあたりの吸収量が６２０ｄＢ／ｍ、ファイバ損失が２５ｄＢ／ｋｍ、コア／クラッド径が１０μｍ／１３０μｍであった。
【００８６】
反射ミラー６ａには、反射帯域１０６４．１８７ｎｍ以上１０６４．５２５ｎｍ以下、励起光損失０．１ｄＢの高反射ＦＢＧを用いた。反射ミラー６ａ両端の融着部は被覆材をコーティングし、励起光損失は０．１ｄＢである。反射ミラー６ｂには、中心反射波長１０６４．３８ｎｍ、反射率１０％の低反射ＦＢＧを用いた。
【００８７】
励起光源７には１台あたりの出力パワーが１０Ｗである波長９１５ｎｍの高出力半導体レーザを２台使用した。励起光コンバイナ８の励起光損失が０．２ｄＢであった。モニタリング光源２には波長８０８ｎｍの半導体レーザを使用した。通過光検出器５には光パワーメータを使用した。希土類添加光ファイバ１と励起光コンバイナ８の接続損失は０．４４ｄＢ、希土類添加光ファイバ１と光分波器４の接続損失は２．４２ｄＢであった。励起光源７からの出力強度は２０Ｗ、モニタリング光源からの出力強度は１５ｄＢｍとした。
【００８８】
図６に、ファイバレーザ光と希土類添加光ファイバ通過後のモニタリング光の光強度の経時変化の関係を示す。ファイバレーザ出力強度とモニタリング光の光強度は一定の関係にあることが分かる。モニタリング光の光強度が低下した場合、その低下量よりファイバレーザ出力低下量を推測できる。励起光源の駆動電流を大きくすることで、ファイバレーザ出力を一定に保つことができる。
【００８９】
図７に、モニタリング光出力低下量から駆動電流を制御した場合のファイバレーザ出力強度を示す。図７に示すように、ファイバレーザ出力強度の出力低下量は平均で０．１Ｗであり、ファイバレーザ光の光強度をほぼ一定に保つことができた。
【実施例２】
【００９０】
実施形態１の別形態で説明したファイバ出力安定化装置９２を用いた場合のファイバレーザ出力について評価した。本実施例では、希土類添加光ファイバ１の両端に反射ミラー６ａと反射ミラー６ｂを配置した。
【００９１】
反射ミラー６ａには、反射帯域１０６４．９１５ｎｍ以上１０６５．２３６ｎｍ以下、励起光損失０．１ｄＢの高反射ＦＢＧを用いた。反射ミラー６ａ両端の融着部は被覆材をコーティングし、励起光損失は０．１ｄＢである。反射ミラー６ｂには、中心反射波長１０６４．７１ｎｍ、反射率１０％の低反射ＦＢＧを用いた。その他の条件は、実施例１と同様とした。
【００９２】
図８に、ファイバレーザ光と希土類添加光ファイバ通過後のモニタリング光の光強度の経時変化の関係を示す。本実施例においても、実施例１と同様に、ファイバレーザ出力強度とモニタリング光の光強度は一定の関係となった。そのため、本実施例においても、実施例１と同様に、ファイバレーザ光の光強度をほぼ一定に保つことができた。
【実施例３】
【００９３】
図１０に示すファイバ出力安定化装置１０２を用いた場合のファイバレーザ出力について評価した。本実施例では、モニタリング光反射ミラー３２を反射ミラー６ｂよりもファイバレーザ出力側に配置する構成とした。また、希土類添加光ファイバ１の両端に反射ミラー６ａと反射ミラー６ｂを配置した。
【００９４】
希土類添加光ファイバ１には、希土類元素としてＹｂが添加されたＹｂ添加光ファイバを、ファイバ長１１ｍ用いた。Ｙｂ添加光ファイバは、波長９７６ｎｍでの単位長さあたりの吸収量が６２０ｄＢ／ｍ、ファイバ損失が２５ｄＢ／ｋｍ、コア／クラッド径が１０μｍ／１３０μｍであった。
【００９５】
反射ミラー６ａには、反射帯域１０６４．１８７ｎｍ以上１０６４．５２５ｎｍ以下、励起光損失０．１ｄＢの高反射ＦＢＧを用いた。反射ミラー６ａ両端の融着部は被覆材をコーティングし、励起光損失は０．１ｄＢである。反射ミラー６ｂには、中心反射波長１０６４．３８ｎｍ、反射率１０％の低反射ＦＢＧを用いた。モニタリング光反射ミラー３２には、中心反射波長８０７．８２ｎｍ、反射率１０％のＦＢＧを用いた。
【００９６】
励起光源７には１台あたりの出力パワーが１０Ｗである波長９１５ｎｍの高出力半導体レーザを２台使用した。励起光コンバイナ８の励起光損失が０．２ｄＢであった。モニタリング光源２には波長８０８ｎｍの半導体レーザを使用した。通過光検出器５には光パワーメータを使用した。希土類添加光ファイバ１の両端の融着損失は０．０５ｄＢであり、反射ミラー６ａと励起光コンバイナ８の接続損失は０．４４ｄＢであり、反射ミラー６ｂとモニタリング光反射ミラー３２の接続損失は０．０５である。励起光源７からの出力強度は２０Ｗ、モニタリング光源からの出力強度は１５ｄＢｍとした。
【００９７】
本実施例においても、実施例１と同様に、ファイバレーザ光の光強度をほぼ一定に保つことができた。
【実施例４】
【００９８】
図１４に示すファイバ出力安定化装置２０１を用いた場合のファイバレーザ出力について評価した。本実施例では、希土類添加光ファイバ１の両端に反射ミラー６ａと反射ミラー６ｂを配置した。
【００９９】
希土類添加光ファイバ１には、希土類元素としてＹｂが添加されたＹｂ添加光ファイバを、ファイバ長１１ｍ用いた。Ｙｂ添加光ファイバは、波長９７６ｎｍでの単位長さあたりの吸収量が６２０ｄＢ／ｍ、ファイバ損失が２５ｄＢ／ｋｍ、コア／クラッド径が１０μｍ／１３０μｍであった。
【０１００】
反射ミラー６ａには、反射帯域１０６４．１８７ｎｍ以上１０６４．５２５ｎｍ以下、励起光損失０．１ｄＢの高反射ＦＢＧを用いた。反射ミラー６ａ両端の融着部は被覆材をコーティングし、励起光損失は０．１ｄＢである。反射ミラー６ｂには、中心反射波長１０６４．３８ｎｍ、反射率１０％の低反射ＦＢＧを用いた。
【０１０１】
励起光源７には１台あたりの出力パワーが１０Ｗである波長９１５ｎｍの高出力半導体レーザを２台使用した。励起光コンバイナ８の励起光損失が０．２ｄＢであった。モニタリング光源２には波長８０８ｎｍの半導体レーザを使用した。断線検知用光源４１には波長１３１０ｎｍの半導体レーザを使用した。通過光検出器５及び断線検知用光検出器４２には光パワーメータを使用した。
【０１０２】
希土類添加光ファイバ１の両端の融着損失は０．０５ｄＢであり、反射ミラー６ａと励起光コンバイナ８の接続損失は０．４４ｄＢであり、反射ミラー６ｂと光分波器４の接続損失は０．０５ｄＢである。励起光源７からの出力強度は２０Ｗ、モニタリング光源２及び断線検知用光源４１からの出力強度は１５ｄＢｍとした。
【０１０３】
本実施例では、モニタ光として、フォトダークニングの影響が大きい波長８０８ｎｍのモニタリング光と、光吸収やフォトダークニングの影響がない波長１３１０ｎｍの断線検知用光を使用している。このため、ファイバレーザ出力低下量がフォトダークニングによるものであるか、光ファイバの断線によるものであるか検知可能である。
【０１０４】
図１５に、断線検知用光の検出結果の一例を示す。検出結果は、断線検知用光の光損失（ｄＢ）で表す。断線がないとき、断線検知用光の波長１３１０ｎｍでの光損失Ｌａは低かった。一方、断線があるとき、断線検知用光の波長１３１０ｎｍでの光損失Ｌｂは高かった。
【０１０５】
そのため、ファイバレーザ光の出力が低下したとき、波長１３１０ｎｍの断線検知用光の損失増加量があるしきい値Ｔ以下であれば、ファイバレーザ光の出力低下がフォトダークニングに起因することを判定できる。一方、ファイバレーザ光の出力が低下したとき、波長１３１０ｎｍの断線検知用光の損失増加量があるしきい値Ｔ超であれば、ファイバレーザ光の出力低下が断線に起因することを判定できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、希土類添加光ファイバを用いたファイバレーザ光源や光ファイバ増幅器に用いることができる。
【符号の説明】
【０１０７】
１：希土類添加光ファイバ
２：モニタリング光源
３：光合波器
４：光分波器
５：通過光検出器
６ａ、６ｂ：反射ミラー
７：励起光源
８：励起光コンバイナ
９：出力強度変更部
１０：光合波器
２１：モニタリング光検出器
２２：モニタリング光強度比較器
２５：モニタリング光制御部
２６：一定光強度比較器
３１：光合分波器
３２：モニタリング光反射ミラー
３３：光合分波器
４１：断線検知用光源
４２：断線検知用光検出器
９１、９２、９３、９４、９５：ファイバ出力安定化装置
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、２０１：ファイバ出力安定化装置
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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