(57)【要約】【課題】  所望の波長の光を出射することができるファイバレーザ装置を提供する。【解決手段】  ファイバレーザ装置１は、増幅用光ファイバ１０と、増幅用光ファイバ１０の活性元素を励起する励起光を出力する励起光源２０と、増幅用光ファイバ１０の一方側に設けられる第１ミラーと、増幅用光ファイバの他方側に設けられる第２ミラーと、を備え、第１ミラーと第２ミラーとの間の光の損失と増幅用光ファイバ１０における光の利得とが等しくなる時において、増幅用光ファイバ１０における最も利得が大きくなる波長での利得と第１ミラー及び第２ミラーに反射される光の波長での利得との差が３５ｄＢ以下であることを特徴とする。【選択図】    図１
2014225584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性元素が添加されるコアと、前記コアの外周面を囲むクラッドとを有する増幅用光ファイバと、
前記増幅用光ファイバの前記活性元素を励起する励起光を出射する励起光源と、
前記増幅用光ファイバの一方側に設けられ、前記励起光により励起された前記活性元素が放出する光の少なくとも一部の波長の光を反射する第１ミラーと、
前記増幅用光ファイバの他方側に設けられ、前記第１ミラーが反射する光のうち少なくとも一部の波長の光を前記第１ミラーよりも低い反射率で反射する第２ミラーと、
を備え、
前記第１ミラー及び前記第２ミラーに反射される光よりも長波長の光の前記増幅用光ファイバにおける利得は３５ｄＢ以下とされる
ことを特徴とするファイバレーザ装置。
【請求項２】
前記第１ミラー及び前記第２ミラーに反射される光よりも短波長の光の前記増幅用光ファイバにおける利得は３５ｄＢ以下とされる
ことを特徴とする請求項１に記載のファイバレーザ装置。
【請求項３】
前記第１ミラーと前記第２ミラーとの間における光の損失と利得とが等しくなる時において、前記増幅用光ファイバにおいて利得が最大となる波長と前記第１ミラー及び前記第２ミラーに反射されて共振する光の波長とが等しい
ことを特徴とする請求項１または２に記載のファイバレーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所望の波長の光を出射することができるファイバレーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
加工機、医療機器、測定器の分野等において用いられるレーザ装置の一つとして、ファイバレーザ装置が知られている。このファイバレーザ装置から出力されるレーザ光は、他のレーザ装置から出力されるレーザ光に比べて集光性に優れ、パワー密度が高く、小さなスポット径とすることができる。さらにファイバレーザ装置は、精密加工が可能であり、レーザ光を吸収する硬い物質への加工が可能であることから、特に加工機の分野において、急速に用途が拡大している。
【０００３】
このファイバレーザ装置の一つとして、増幅用光ファイバを挟んで一対のミラーが配置された共振器型のファイバレーザ装置が知られている（特許文献１）。共振器型のファイバレーザ装置では、一対のミラーの内、一方のミラーの反射率が他方のミラーの反射率よりも高く、他方のミラーは一方のミラーが反射する光の波長のうち少なくとも一部の波長の光を反射する。そして一方のミラーと他方のミラーとの間を共振する光の一部が反射率の低い他方のミラーを透過して、光が出射する。従って、出射する光の波長は、ミラーの反射波長により定められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−５６２６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１に記載の様な共振器型のファイバレーザ装置を作製すると、ファイバレーザ装置から上記のミラーが反射する波長とは異なる波長の光が出射する場合がある。つまり、増幅用光ファイバで光の利得が生じる波長域内において、上記ミラーが反射する波長と別の波長でレーザ発振が生じて、設計と異なる波長の光が出射するのである。このようなレーザ発振が起こると出射する光のパワーが不安定になり、投入する励起光から出射する光への変換効率が悪くなる傾向がある。また、設計と異なる波長の光が出射する場合、装置中の意図しない部位での光の漏えいが起こる傾向があり、装置そのものの信頼性の低下を招いてしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、所望の波長の光を出射することができるファイバ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】
【０００７】
本発明者は、上記のように共振器を構成するミラーが反射する波長と別の波長でレーザ発振が生じる原因について鋭意検討を行った。その結果、ミラーが反射する波長と異なる波長の光が光ファイバにおける出射端面や融着面でフルネル反射したり光ファイバ内でレイリー散乱したりすること、あるいは、ファイバレーザ装置を用いて加工対象物を加工する際にいったん出射端面から出力された光が当該加工対象物の表面で反射されて再び出射端面から入射すること等が、上記のような意図しない発振が生じる原因であるという結論に至った。そこで、本発明者は、さらに鋭意研究を重ねて本発明をするに至った。
【０００８】
すなわち、本発明のファイバレーザ装置は、活性元素が添加されるコアと、前記コアの外周面を囲むクラッドとを有する増幅用光ファイバと、前記増幅用光ファイバの前記活性元素を励起する励起光を出力する励起光源と、前記増幅用光ファイバの一方側に設けられ、前記励起光により励起された前記活性元素が放出する光の少なくとも一部の波長の光を反射する第１ミラーと、前記増幅用光ファイバの他方側に設けられ、前記第１ミラーが反射する光のうち少なくとも一部の波長の光を前記第１ミラーよりも低い反射率で反射する第２ミラーと、を備え、前記第１ミラー及び前記第２ミラーに反射される光よりも長波長の光の前記増幅用光ファイバにおける利得は３５ｄＢ以下とされることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明のファイバレーザ装置では、増幅用光ファイバと第１ミラーと第２ミラーとで共振器が構成される。このような構成の共振器では、第１ミラー及び第２ミラーに反射される光の波長と異なる波長の光は、第１、第２ミラーの少なくとも一方で反射されないため、第１ミラーと第２ミラーとの間における損失が大きく、その損失は一般的に３５ｄＢよりも大きくなる。一方、第１ミラー及び第２ミラーに反射される光は、第１、第２ミラーで反射するため、共振器の外に出射しづらく、第１ミラーと第２ミラーとの間における損失が小さくなる。なお、ここでいう光の損失には、光が第１ミラーと第２ミラーとの間を往復する際に、第１ミラー及び第２ミラーを透過して出射する光、光ファイバの伝送損失、増幅用光ファイバ両端の接続損失、意図しない漏れ光、熱に変換される光等による損失が全て含まれる。
【００１０】
ところで、増幅用光ファイバに励起光を入射すると、増幅用光ファイバの利得を示すプロファイルは、当該利得が大きくなるにつれて短波長側にシフトする。しかし、本発明のファイバレーザ装置では、上記のように第１ミラー及び第２ミラーに反射される光よりも長波長の光の増幅用光ファイバにおける利得が３５ｄＢ以下とされるので、利得よりも損失が大きく、第１ミラー及び第２ミラーに反射される光よりも長波長の光については、第１ミラーと第２ミラーとの間における損失と利得とが釣り合うことが防止される。一方、第１ミラー及び第２ミラーに反射される光は、上記のように共振器における損失が小さいため発振し易い。従って、第１ミラー及び第２ミラーで反射される光の増幅用光ファイバでの利得は３５ｄＢ以下であっても良く、３５ｄＢより大きくても良い。そして、上記プロファイルが短波長側に移動して、第１ミラー及び第２ミラーに反射される光の利得が所定の値となったところで、第１ミラーと第２ミラーとの間における光の損失と利得とが釣り合い、当該光が優先的に発振し上記プロファイルが一定の形状にクリップされる。しかも、第１ミラー及び第２ミラーで反射する光の共振が優先的に生じれば、励起状態の活性元素の励起エネルギーは、第１，第２ミラー間で共振する光による誘導放出で優先的に消費されるため、レイリー散乱した光や光ファイバ端面での反射した光等による誘導放出が抑制される。このため、レイリー散乱や光ファイバ端面での反射に起因する発振を一層低減することができるのである。
【００１１】
こうして本発明のファイバレーザ装置によれば、第１，第２ミラーで反射される光を優先的に発振させることにより、所望の波長の光を出射することができるのである。
【００１２】
また、上記ファイバレーザ装置において、前記第１ミラー及び前記第２ミラーに反射される光よりも短波長の光の前記増幅用光ファイバにおける利得は３５ｄＢ以下とされることが好ましい。
【００１３】
このように構成されることで、第１ミラー及び第２ミラーで反射される光と異なる波長の光は増幅用光ファイバでの利得が３５ｄＢ以下となる。このような構成のファイバレーザ装置によれば、第１ミラー及び第２ミラーに反射される光と異なる波長の光が共振器内で発振することを防止することができ、所望の波長の光が出射した後においても、出射する光の波長が他の波長に変化することを防止することができる。例えば、従来のファイバレーザ装置では、加工対象物を加工する際にファイバレーザ装置の出射端面から出射した光が当該加工対象物の表面で反射して再び出射端面から入射することで、共振器内で発振する場合がある。しかし、本発明のファイバレーザ装置によれば、第１ミラー及び第２ミラーに反射される光よりも長波長の光、及び、短波長側の光の発振が防止されるため、加工体で反射した光がファイバレーザ装置内に入射する場合であっても、所望の波長以外の波長の光が発振することを防止することができる。
【００１４】
また、前記第１ミラーと前記第２ミラーとの間における光の損失と利得とが等しくなる時において、前記増幅用光ファイバにおいて利得が最大となる波長と前記第１ミラー及び前記第２ミラーに反射される光の波長とが等しいことが好ましい。
【００１５】
この様な構成とすることにより、第１，第２ミラー間を往復する光による光の共振をより優先的に生じさせることができ、より適切に所望の波長の光を出射することができる。また、第１、第２ミラー間で共振する光を最大の利得で増幅することができる。
【発明の効果】
【００１６】
上記のようにして、本発明によれば、所望の波長の光を出射することができるファイバレーザ装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係るファイバレーザ装置を示す図である。
【図２】図１に示す増幅用光ファイバの断面の構造を示す断面図である。
【図３】増幅用光ファイバにおける光の波長と利得との関係の一例を示す図である。
【図４】図３の例による場合に、ファイバレーザ装置から出射する光の波長とパワーとの関係を示す図である。
【図５】第１ＦＢＧ及び第２ＦＢＧの反射波長を１０７５ｎｍとした場合の増幅用光ファイバにおける光の波長と利得との関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係るファイバレーザ装置の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係るファイバレーザ装置を示す図である。図１に示すように、本実施形態のファイバレーザ装置１は、増幅用光ファイバ１０と、励起光源２０と、光コンバイナ４０と、増幅用光ファイバ１０の一方側に接続される光ファイバ３５と、光ファイバ３５に設けられる第１ＦＢＧ３１と、増幅用光ファイバ１０の他方側に接続される光ファイバ３６と、光ファイバ３６に設けられる第２ＦＢＧ３２とを主な構成として備え、増幅用光ファイバ１０と第１ＦＢＧ３１と第２ＦＢＧ３２とで共振器を構成している。
【００２０】
励起光源２０は、複数のレーザダイオード２１から構成され、レーザダイオード２１は、本実施形態においては、例えば、ＧａＡｓ系半導体を材料としたファブリペロー型半導体レーザであり中心波長が９１５ｎｍの励起光を出射する。また、励起光源２０のそれぞれのレーザダイオード２１は光ファイバ２５に接続されており、レーザダイオード２１から出射する励起光は光ファイバ２５を例えばマルチモード光として伝播する。
【００２１】
図２は、図１に示す増幅用光ファイバ１０の断面の構造を示す断面図である。図２に示すように増幅用光ファイバ１０は、コア１１と、コア１１の外周面を隙間なく囲む内側クラッド１２と、内側クラッド１２の外周面を被覆する外側クラッド１３と、外側クラッド１３を被覆する被覆層１４とを主な構成として備え、いわゆるダブルクラッド構造とされている。内側クラッド１２の屈折率はコア１１の屈折率よりも低く、外側クラッド１３の屈折率は内側クラッド１２の屈折率よりも低くされている。このような、コア１１を構成する材料としては、例えば、屈折率を上昇させるゲルマニウム（Ｇｅ）等の元素、及び、励起光源２０から出射される励起光により励起されるＹｂ等の活性元素が添加された石英が挙げられる。このような活性元素としては、希土類元素が挙げられ、希土類元素としては、上記Ｙｂの他にツリウム（Ｔｍ）、セリウム（Ｃｅ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、エルビウム（Ｅｒ）等が挙げられる。さらに活性元素として、希土類元素の他に、ビスマス（Ｂｉ）等を挙げることができる。また、内側クラッド１２を構成する材料としては、例えば、何らドーパントが添加されていない純粋石英を挙げることができる。なお、内側クラッド１２の材料には、屈折率を低下させるフッ素（Ｆ）等の元素を添加してもよい。また、外側クラッド１３を構成する材料としては、樹脂または石英が挙げられ、例えば、樹脂として紫外線硬化樹脂が挙げられ、石英として内側クラッド１２よりもさらに屈折率が低くなるように屈折率を低下させるフッ素（Ｆ）等の元素が添加された石英が挙げられる。また、被覆層１４を構成する材料としては、例えば、紫外線硬化樹脂が挙げられ、外側クラッド１３が樹脂の場合、外側クラッドを構成する樹脂とは異なる紫外線硬化樹脂とされる。
【００２２】
また、上記増幅用光ファイバ１０は、その利得が３５ｄＢ以下となるように構成されている。従って、後述の第１ＦＢＧ３１及び第２ＦＢＧ３２で反射する光よりも長波長の光、第１ＦＢＧ３１及び第２ＦＢＧ３２で反射する光よりも短波長の光、及び、第１ＦＢＧ３１及び第２ＦＢＧ３２で反射する光の利得が３５ｄＢ以下とされる。増幅用光ファイバ１０の利得をこのようにするには、例えば、増幅用光ファイバ１０の、励起光の吸収率（投入された励起光に対して、単位長さあたりに励起光を吸収する割合）や長さを適切に設定すれば良い。また、第１ＦＢＧ３１及び第２ＦＢＧ３２で反射する波長における共振器での損失を低く抑えることも有効である。この場合、発振に必要な利得を低く抑えることができるため増幅用光ファイバ１０で増幅を意図しない波長における光の利得も低く抑えることでできる。
【００２３】
増幅用光ファイバ１０の一方側に接続される光ファイバ３５は、活性元素が添加されていないコアと、このコアの外周面を隙間なく囲む内側クラッドと、この内側クラッドの外周面を被覆する外側クラッドと、外側クラッドを被覆する被覆層とを主な構成として備え、コアに活性元素が添加されていないことを除いて増幅用光ファイバ１０と略同様の構成とされる。光ファイバ３５のコアは増幅用光ファイバ１０のコア１１と接続され、光ファイバ３５の内側クラッドは増幅用光ファイバ１０の内側クラッド１２と接続されている。また、光ファイバ３５のコアには、第１ミラーとしての第１ＦＢＧ３１が設けられている。こうして第１ＦＢＧ３１は、増幅用光ファイバ１０の一方側に設けられている。第１ＦＢＧ３１は、光ファイバ３５の長手方向に沿って周期的に屈折率が高くなる部分が繰り返されており、この周期が調整されることにより、励起状態とされた増幅用光ファイバ１０の活性元素が放出する光うち少なくとも一部の波長の光を反射するように構成されている。第１ＦＢＧ３１の反射率は、後述の第２ＦＢＧ３２の反射率よりも高く、活性元素が放出する光うち所望の波長の光を９０％以上で反射することが好ましく、９９％以上で反射することがより好ましい。また第１ＦＢＧ３１が反射する光の波長は、上述のように活性元素がイッテルビウムである場合、例えば１０９０ｎｍとされる。
【００２４】
増幅用光ファイバ１０の他方側に接続される光ファイバ３６は、活性元素が添加されていないコアと、このコアの外周面を隙間なく囲むクラッドと、このクラッドの外周面を被覆する被覆層とを主な構成として備える。光ファイバ３６のコアは増幅用光ファイバ１０のコア１１と接続され、光ファイバ３６のクラッドは増幅用光ファイバ１０の内側クラッド１２と接続されている。また、光ファイバ３６のコアには、第２ミラーとしての第２ＦＢＧ３２が設けられている。こうして第２ＦＢＧ３２は、増幅用光ファイバ１０の他方側に設けられている。第２ＦＢＧ３２は、光ファイバ３６の長手方向に沿って一定の周期で屈折率が高くなる部分が繰り返されており、第１ＦＢＧ３１が反射する光のうち少なくとも一部の波長の光を第１ＦＢＧ３１よりも低い反射率で反射するように構成される。第２ＦＢＧ３２は、第１ＦＢＧ３１が反射する光のうち少なくとも一部の波長の光を５％〜５０％の反射率で反射することが好ましく、５％〜１０％の反射率で反射することがより好ましい。また、光ファイバ３６の増幅用光ファイバ１０と接続される側と反対側の端部には何も接続されずに自由端とされている。
【００２５】
光コンバイナ４０では、それぞれの光ファイバ２５のコアと光ファイバ３５の内側クラッドとが接続されている。従って、それぞれのレーザダイオード２１から出射する励起光が伝播する光ファイバ２５と増幅用光ファイバ１０の内側クラッド１２とは、光ファイバ３５の内側クラッドを介して光学的に結合されている。
【００２６】
このようなファイバレーザ装置１においては、励起光源２０のそれぞれのレーザダイオード２１から励起光が出射されると、この励起光が光ファイバ３５の内側クラッドを介して、増幅用光ファイバ１０の内側クラッド１２に入射する。内側クラッド１２に入射した励起光は主に内側クラッド１２を伝播して、コア１１を通過する際にコア１１に添加されている活性元素を励起する。励起状態とされた活性元素は、特定の波長の自然放出光を放出する。このときの自然放出光は、例えば活性元素がイッテルビウムである場合、１０９０ｎｍの波長を含み一定の波長帯域を有する光である。この自然放出光は、増幅用光ファイバ１０のコア１１を伝播して、一部の波長の光が第１ＦＢＧ３１により反射され、反射された光のうち第２ＦＢＧ３２が反射する波長の光が第２ＦＢＧ３２で反射されて、共振器内を往復する。そして、第１ＦＢＧ３１及び第２ＦＢＧ３２で反射される光が増幅用光ファイバ１０のコア１１を伝播するときに、誘導放出が生じてこの光が増幅され、共振器内における利得と損失が等しくなったところでレーザ発振状態となる。そして、第１ＦＢＧ３１と第２ＦＢＧ３２との間を共振する光のうち一部の光が第２ＦＢＧ３２を透過して、光ファイバ３６の端部から出射する。
【００２７】
なお、第１ＦＢＧ３１及び第２ＦＢＧ３２で反射される光よりも長波長の光及び短波長の光は、第１ＦＢＧ３１及び第２ＦＢＧ３２の少なくとも一方を透過してしまうため、共振器における光の損失が大きく、その損失は一般に３５ｄＢより大きくなる。一方、第１ＦＢＧ３１及び第２ＦＢＧ３２で反射される光は、共振器外に出射しづらいため、第１ＦＢＧ３１及び第２ＦＢＧ３２で反射される光の共振器での損失は、３５ｄＢ以下とされ、例えば３ｄＢ〜３５ｄＢとされる。
【００２８】
次に、増幅用光ファイバ１０における利得と波長との関係と、第１ＦＢＧ３１及び第２ＦＢＧ３２が反射する光の波長について説明する。
【００２９】
図３は、増幅用光ファイバ１０における光の波長と利得との関係の一例を示す図である。具体的には、増幅用光ファイバ１０に添加される活性元素としてイッテルビウムを用い、波長が１０９０ｎｍの光を１００％の反射率で反射する第１ＦＢＧ３１と、波長が１０９０ｎｍの光を１０％の反射率で反射する第２ＦＢＧ３２とを用いた場合の、増幅用光ファイバ１０における光の波長と利得との関係を示す図である。また、図４は、図３の例による場合に、ファイバレーザ装置１から出射する光の波長とパワーとの関係を示す図である。
【００３０】
まず、増幅用光ファイバ１０に励起光が入射し始めた直後の段階では、活性元素の励起状態が低いため、図３において破線で示すように、増幅用光ファイバ１０での光の利得は小さい。そして、時間の経過とともに増幅用光ファイバ１０の活性元素の励起状態が徐々に高くなり、増幅用光ファイバ１０での光の利得が大きくなる。このとき、図３の矢印で示すように、増幅用光ファイバ１０での光の利得が大きくなるにつれて、利得のピークが徐々に短波長側に移動する。しかし、本実施形態のファイバレーザ装置１では、増幅用光ファイバ１０の利得が３５ｄＢ以下とされ、第１ＦＢＧ３１及び第２ＦＢＧ３２で反射される光と異なる波長の光の共振器内での損失が３５ｄＢより大きいため、第１ＦＢＧ３１及び第２ＦＢＧ３２で反射される光よりも長波長の光が発振することが防止されている。
そして、上記のように第１ＦＢＧ３１及び第２ＦＢＧ３２で反射される光は共振器内で損失しづらいため、増幅用光ファイバ１０の利得が３５ｄＢ以下であっても、損失と利得とが釣り合いやすい。このように第１ＦＢＧ３１と第２ＦＢＧ３２との間における光の利得と損失とが等しくなる時に、光の利得のプロファイルがクリップされ、例えば図３において実線で示すようなプロファイルとなる。なお、第１ＦＢＧ３１と第２ＦＢＧ３２との間で損失する光には、第２ＦＢＧ３２を透過して出射する光、ファイバの伝送損失、増幅用光ファイバ両端の接続損失、意図しない漏れ光、熱に変換される光等が全て含まれる。
【００３１】
また、図３に示す例では、光の利得のプロファイルがクリップされた時に、増幅用光ファイバ１０において利得が最も大きな波長（最大利得波長）が１０９０ｎｍであり、第１ＦＢＧ３１及び第２ＦＢＧ３２の反射波長と等しい。つまり、本実施形態のファイバレーザ装置１では、最大利得波長と第１ＦＢＧ３１と第２ＦＢＧ３２との間を共振する光の波長（共振波長）とが等しくされている。このように最大利得波長と共振波長とが等しくされることで、第１ＦＢＧ３１と第２ＦＢＧ３２との間を共振する光が最も高い利得で増幅される。
【００３２】
このとき、共振波長における損失は、例えば、第１ＦＢＧ３１の反射率が１００％（損失ゼロ）であり、第２ＦＢＧ３２の反射率が１０％（損失１０ｄＢ）であり、光ファイバの伝送損失や接続損失その他の損失がおよそ５ｄＢである場合に、およそ１５ｄＢとなり、共振波長での利得も１５ｄＢ程度となる。
【００３３】
ところで、ファイバレーザ装置においては、前述のとおり、種々の要因によって光の反射が生じる場合がある。しかし、第１ＦＢＧ３１及び第２ＦＢＧ３２の反射波長以外の光については、第１ＦＢＧ３１による反射がないため、例えばレイリー散乱といったいとしない反射だけが発生し、その損失は３０ｄＢ〜４０ｄＢ程度である。また、第１ＦＢＧ３１及び第２ＦＢＧ３２の反射波長以外の光は第２ＦＢＧ３２においても反射しないが、前述のとおり例えば加工対象物で反射する光がファイバレーザ装置１の出射端から再入射する場合があり、この場合は共振器内に最大でほぼ１００％の光が入射することもあり、このような場合には損失はゼロである。これに光ファイバの伝送損失や接続損失等の損失を加味すると、第１ＦＢＧ３１及び第２ＦＢＧ３２の反射波長以外の光については３５ｄＢより大きく概ね４５ｄＢ以下の損失があることになる。第１ＦＢＧ３１及び第２ＦＢＧ３２の反射波長以外の光についてもこの損失と同等の利得があれば発振することになるが、上記のように増幅用光ファイバ１０の利得は３５ｄＢ以下とされるため、第１ＦＢＧ３１及び第２ＦＢＧ３２の反射波長以外の光が発振することが防止されている。
【００３４】
また、本実施形態のファイバレーザ装置１のように光の利得のプロファイルがクリップされた時に、上記のように共振波長が最大利得波長であれば、第１ＦＢＧ３１及び第２ＦＢＧ３２の反射波長以外の光の利得は、第１ＦＢＧ３１と第２ＦＢＧ３２との間を共振する光の利得よりも確実に小さい。従って、第１ＦＢＧ３１および第２ＦＢＧ３２の反射による光の共振が優先して生じて、加工対象物等で反射した光等に起因した発振を抑制することができる。しかも、励起状態の活性元素の励起エネルギーは、第１ＦＢＧ３１と第２ＦＢＧ３２との間を共振する光による誘導放出で優先的に消費されるため、共振する光と異なる波長の光による誘導放出が抑制され、共振する光と異なる波長の光が発振することがより一層と抑制されるのである。こうして図４に示すようにファイバレーザ装置１からは、共振波長（本例では第１ＦＢＧ３１及び第２ＦＢＧ３２の反射波長に一致）である１０９０ｎｍの波長の光が出射し、出射する光はレイリー散乱や光ファイバ端面で反射した光等に起因して発振した光ではないため、そのパワーが安定している。
【００３５】
以上のように、本実施形態のファイバレーザ装置によれば、レイリー散乱やファイバ端面での反射等による発振を抑制できるので、第１ＦＢＧ３１、第２ＦＢＧ３２で共振する所望の波長の光を出射することができるのである。
【００３６】
以上、本発明について実施形態を例に説明したが、本発明のファイバレーザ装置は上記実施形態に限らず、適宜構成を変更することができる。
【００３７】
例えば、上記のレイリー散乱や光ファイバ端面で反射した光に起因した発振は、上記実施形態のファイバレーザ装置１のように、最大利得波長と共振波長とが等しい場合に最も効果的に抑制することができる。しかし、本発明はこれに限らず、これらの波長が異なる場合であっても抑制することができる。図３に示す例では第１ＦＢＧ３１及び第２ＦＢＧ３２に反射波長が１０９０ｎｍとされたが、第１ＦＢＧ３１及び第２ＦＢＧ３２に反射波長が１０９０ｎｍ以外とされても良い。図５は、図３と同じ構成で第１ＦＢＧ３１及び第２ＦＢＧ３２に反射波長を１０７５ｎｍとした場合である。上記のように第１ＦＢＧ３１及び第２ＦＢＧ３２に反射波長以外の波長では損失が３５ｄＢより大きく概ね４５ｄＢ以下である。図５に示すとおり、最大利得波長でも利得は２３ｄＢ程度しかなく、第１ＦＢＧ３１及び第２ＦＢＧ３２に反射波長での発振が優先的に生じ、反射等に起因した第１ＦＢＧ３１及び第２ＦＢＧ３２に反射波長以外の波長での発振は、抑制される。従って、たとえ最大利得波長と共振波長とが異なり、かつ、反射等による光の波長が最大利得波長に一致する場合であっても、反射等に起因した発振よりも第１，第２ミラーによる共振が優先的に生じ、レイリー散乱した光や光ファイバ端面での反射した光による発振を抑制することができる。
【００３８】
また上記実施形態では、第１ミラー、第２ミラーとして第１ＦＢＧ３１、第２ＦＢＧ３２が用いられたが、第１ミラー、第２ミラーには必ずしもＦＢＧが用いられなくても良く、例えば、酸化物からなる反射膜が用いられても良い。
【００３９】
また、本発明のファイバレーザ装置では、上記実施形態の光ファイバ３５は必須の構成ではなく、光ファイバ３５が省略される場合、光コンバイナ４０において増幅用光ファイバ１０の内側クラッド１２と光ファイバ３５とが接続され、第１ＦＢＧ３１が増幅用光ファイバ１０の一方側に設けられればよい。また、本発明のファイバレーザ装置では、光ファイバ３６は必須の構成ではなく、光ファイバ３６が省略される場合、第２ＦＢＧ３２が増幅用光ファイバ１０の他方側に設けられればよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明のファイバレーザ装置１によれば、所望の波長の光を出射することができ、加工分野、医療分野等の産業に利用することができる
【符号の説明】
【００４１】
１・・・ファイバレーザ装置
１０・・・増幅用光ファイバ
１１・・・コア
１２・・・内側クラッド
１３・・・外側クラッド
１４・・・被覆層
２０・・・励起光源
２１・・・レーザダイオード
３１・・・第１ＦＢＧ
３２・・・第２ＦＢＧ３２
４０・・・光コンバイナ
【図１】
2014225584.tif 000003
【図２】
2014225584.tif 000004
【図３】
2014225584.tif 000005
【図４】
2014225584.tif 000006
【図５】
2014225584.tif 000007