(57)【要約】【課題】  増幅するレーザ光の透過損失を抑制することができる増幅用光ファイバ、及び、それを用いたファイバレーザ装置を提供する。【解決手段】  増幅用光ファイバ１１０は、コア１１１と、クラッド１１２と、を備え、コア１１１は、Ｙｂ２Ｏ３と、Ｐ２Ｏ５と、Ａｌ２Ｏ５と、Ｂ２Ｏ３とが添加される石英から構成され、Ｙｂ２Ｏ３の石英に対する濃度は、０．１〜０．７ｍｏｌ％であり、Ｐ２Ｏ５の石英に対する濃度は、１．０〜１０．０ｍｏｌ％であり、Ｐ２Ｏ５とＡｌ２Ｏ３のモル濃度比は、Ｐ２Ｏ５／Ａｌ２Ｏ３とした場合に０．８〜１．２であり、Ｂ２Ｏ３の石英に対する濃度は、０．８〜４．０ｍｏｌ％であり、コア１１１はクラッド１１２よりも屈折率が高いことを特徴とするものである。【選択図】    図２
2011060854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアと、
クラッドと、
を備え、
前記コアは、Ｙｂ２Ｏ３と、Ｐ２Ｏ５と、Ａｌ２Ｏ５と、Ｂ２Ｏ３とが添加される石英から構成され、
前記Ｙｂ２Ｏ３の石英に対する濃度は、０．１〜０．７ｍｏｌ％であり、
前記Ｐ２Ｏ５の石英に対する濃度は、１．０〜１０．０ｍｏｌ％であり、
前記Ｐ２Ｏ５と前記Ａｌ２Ｏ３のモル濃度比は、Ｐ２Ｏ５／Ａｌ２Ｏ３とした場合に０．８〜１．２であり、
前記Ｂ２Ｏ３の石英に対する濃度は、０．８〜４．０ｍｏｌ％であり、
前記コアは前記クラッドよりも屈折率が高い
ことを特徴とする増幅用光ファイバ。
【請求項２】
コアと、
クラッドと、
を備え、
前記クラッドには、前記コアと並行に形成されて、前記コアを取り囲む複数の空孔が形成され、
前記コアは、Ｙｂ２Ｏ３と、Ｐ２Ｏ５と、Ａｌ２Ｏ５と、Ｂ２Ｏ３とが添加される石英から構成され、
前記Ｙｂ２Ｏ３の石英に対する濃度は、０．１〜０．７ｍｏｌ％であり、
前記Ｐ２Ｏ５の石英に対する濃度は、１．０〜１０．０ｍｏｌ％であり、
前記Ｐ２Ｏ５と前記Ａｌ２Ｏ３のモル濃度比は、Ｐ２Ｏ５／Ａｌ２Ｏ３とした場合に０．８〜１．２であり、
前記Ｂ２Ｏ３の石英に対する濃度は、０．８〜８．０ｍｏｌ％であり、
前記Ｂ２Ｏ３と前記Ｙｂ２Ｏ３とのモル濃度比は、Ｂ２Ｏ３／Ｙｂ２Ｏ３とした場合に８.０〜１２.０であることを特徴とする増幅用光ファイバ。
【請求項３】
コアと、
クラッドと、
を備え、
前記クラッドには、前記コアと並行に形成されて、前記コアを取り囲み周期的に配列される高屈折率部が形成され、
前記コアは、Ｙｂ２Ｏ３と、Ｐ２Ｏ５と、Ａｌ２Ｏ５と、Ｂ２Ｏ３とが添加される石英から構成され、
前記Ｙｂ２Ｏ３の石英に対する濃度は、０．１〜０．７ｍｏｌ％であり、
前記Ｐ２Ｏ５の石英に対する濃度は、１．０〜１０．０ｍｏｌ％であり、
前記Ｐ２Ｏ５と前記Ａｌ２Ｏ３のモル濃度比は、Ｐ２Ｏ５／Ａｌ２Ｏ３とした場合に０．８〜１．２であり、
前記Ｂ２Ｏ３の石英に対する濃度は、０．８〜８．０ｍｏｌ％であり、
前記Ｂ２Ｏ３と前記Ｙｂ２Ｏ３とのモル濃度比は、Ｂ２Ｏ３／Ｙｂ２Ｏ３とした場合に８.０〜１２.０である
ことを特徴とする増幅用光ファイバ。
【請求項４】
前記クラッドにおける前記空孔または高屈折率部が形成されていない領域と、前記コアとの屈折率差が−０．０５〜０．０５％であることを特徴とする請求項２または３に記載の増幅用光ファイバ。
【請求項５】
請求項１〜４に記載の増幅用光ファイバと、
前記増幅用光ファイバに入力される励起光を出力する励起光源と、
を備えることを特徴とする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、増幅用光ファイバ、及び、それを用いたファイバレーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
増幅用光ファイバとして、コアに希土類元素の一つであるイッテルビウム（Ｙｂ）が添加された増幅用光ファイバが知られている。このようなコアに希土類元素が添加された増幅用光ファイバにおいては、励起光の入力・伝播が行われるに従い増幅用光ファイバのコア部分の透過損失が次第に増加して、出力されるレーザ光の強度が時間とともに低下するフォトダークニングという現象が生じることが知られている。このフォトダークニングの発生のメカニズムは正確には解明されていないが、フォトダークニングはアルミニウム（Ａｌ）をＹｂと共に添加することにより抑制できることが知られている。
【０００３】
しかし、ＡｌをＹｂと共に添加してしまうと、屈折率を不要に上昇させてしまう。このため、下記特許文献１に記載の増幅用光ファイバにおいては、ほぼ同量のＡｌとリン（Ｐ）を共添加することにより屈折率の不要な上昇を抑制することとしている（特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３３５６６９２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に記載の増幅用光ファイバを製造するために、コアとなる部分にＹｂとＡｌとＰが共添加された母材を作成すると、コアとなる部分が白く濁る失透という現象が起きてしまう場合がある。この失透が生じる原因については明らかとなっていないが、本発明者らは、Ｙｂを含む結晶が生じるためであると考えている。このように失透が生じた母材を用いて増幅用光ファイバを製造すると光の透過損失が大きくなり、本来得ようとしている強度のレーザ光が得られないという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、増幅するレーザ光の透過損失を抑制することができる増幅用光ファイバ、及び、それを用いた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】
本発明者らは、まず、フォトダークニングを抑制するためにＡｌの代わりにＰを添加する増幅用光ファイバを検討した。この結果、ＰはＡｌよりも少量の添加でフォトダークニングを抑制できることが分かった。しかし、Ｐを添加する場合においても、Ａｌと同様に不要な屈折率の上昇が生じてしまう。従って、Ｐによる不要な屈折率の上昇を抑制するためにＡｌを共添加しなければならなく、結局失透が生じる場合があり、増幅用光ファイバにおける光の透過損失が生じてしまう。
【０００８】
本発明者らは検討を重ね、本発明をするに至った。
【０００９】
すなわち、本発明の増幅用光ファイバは、コアと、クラッドと、を備え、前記コアは、Ｙｂ２Ｏ３と、Ｐ２Ｏ５と、Ａｌ２Ｏ５と、Ｂ２Ｏ３とが添加される石英から構成され、前記Ｙｂ２Ｏ３の石英に対する濃度は、０．１〜０．７ｍｏｌ％であり、前記Ｐ２Ｏ５の石英に対する濃度は、１．０〜１０．０ｍｏｌ％であり、前記Ｐ２Ｏ５と前記Ａｌ２Ｏ３のモル濃度比は、Ｐ２Ｏ５／Ａｌ２Ｏ３とした場合に０．８〜１．２であり、前記Ｂ２Ｏ３の石英に対する濃度は、０．８〜４．０ｍｏｌ％であり、前記コアは前記クラッドよりも屈折率が高いことを特徴とするものである。
【００１０】
このような増幅用光ファイバによれば、励起光が入力されるとコアに添加されるＹｂが励起される。この状態でコアをレーザ光が伝播すると、Ｙｂが誘導放出を起こしてレーザ光が増幅される。さらに、コアには、Ｐ２Ｏ５が１．０〜１０．０ｍｏｌ％添加されているためフォトダークニングを抑制することができる。そして、Ｐ２Ｏ５とＡｌ２Ｏ３とのモル濃度比が、０．８〜１．２であるためコアの不要な屈折率の上昇を抑制することができる。さらに、コアにはＢ２Ｏ３が０．８〜４．０ｍｏｌ％添加されているため、Ｐ２Ｏ５とＡｌ２Ｏ３とのモル濃度比が０．８〜１．２であるにもかかわらず失透を抑制することができる。Ｂ２Ｏ５を添加することにより失透を抑制することができる理由は明らかではないが、本発明者らは、おそらくホウ素（Ｂ）によりＹｂを含む結晶が生じることが抑制されていると考えている。従って、このような増幅用光ファイバによれば、増幅されるレーザ光の透過損失を抑制することができる。
【００１１】
或いは、本発明の増幅用光ファイバは、コアと、クラッドと、を備え、前記クラッドには、前記コアと並行に形成されて、前記コアを取り囲む複数の空孔が形成され、前記コアは、Ｙｂ２Ｏ３と、Ｐ２Ｏ５と、Ａｌ２Ｏ５と、Ｂ２Ｏ３とが添加される石英から構成され、前記Ｙｂ２Ｏ３の石英に対する濃度は、０．１〜０．７ｍｏｌ％であり、前記Ｐ２Ｏ５の石英に対する濃度は、１．０〜１０．０ｍｏｌ％であり、前記Ｐ２Ｏ５と前記Ａｌ２Ｏ３のモル濃度比は、Ｐ２Ｏ５／Ａｌ２Ｏ３とした場合に０．８〜１．２であり、前記Ｂ２Ｏ３の石英に対する濃度は、０．８〜８．０ｍｏｌ％であり、前記Ｂ２Ｏ３と前記Ｙｂ２Ｏ３とのモル濃度比は、Ｂ２Ｏ３／Ｙｂ２Ｏ３とした場合に８.０〜１２.０であることを特徴とするものである。
【００１２】
このような構成の増幅用光ファイバによれば、フォトダークニングを抑制することができる。また、コアにはＢ２Ｏ３が０．８〜８．０ｍｏｌ％添加されているため、Ｐ２Ｏ５とＡｌ２Ｏ３とのモル濃度比が０．８〜１．２であるにもかかわらず失透を抑制することができる。従って、レーザ光の透過損失を抑制することができる。さらに、Ｂ２Ｏ３とＹｂ２Ｏ３とのモル濃度比は、Ｂ２Ｏ３／Ｙｂ２Ｏ３とした場合に８.０〜１２.０であるため、Ｙｂ２Ｏ３の屈折率を高くする効果とＢ２Ｏ３の屈折率を低くする効果とが相殺して、コアとクラッドとの比屈折率差を小さくすることができる。従って、コアを伝播するレーザ光に対するコアの実効断面積を大きくすることができる。一方、コアとクラッドとの比屈折率差が小さくなる場合においても、クラッドには、コアと並行に形成されて、コアを取り囲む複数の空孔が形成されているため、レーザ光は、これらの空孔で囲まれた実質的にコアとみなせる領域を伝播する。このようにレーザ光に対するコアの実効断面積を大きくすることによって、レーザ光のパワー密度を低くすることができる。これにより非線形光学効果が抑制され、レーザ光の増幅効率向上に寄与する。
【００１３】
或いは、本発明の増幅用光ファイバは、コアと、クラッドと、を備え、前記クラッドには、前記コアと並行に形成されて、前記コアを取り囲み周期的に配列される高屈折率部が形成され、前記コアは、Ｙｂ２Ｏ３と、Ｐ２Ｏ５と、Ａｌ２Ｏ５と、Ｂ２Ｏ３とが添加される石英から構成され、前記Ｙｂ２Ｏ３の石英に対する濃度は、０．１〜０．７ｍｏｌ％であり、前記Ｐ２Ｏ５の石英に対する濃度は、１．０〜１０．０ｍｏｌ％であり、前記Ｐ２Ｏ５と前記Ａｌ２Ｏ３のモル濃度比は、Ｐ２Ｏ５／Ａｌ２Ｏ３とした場合に０．８〜１．２であり、前記Ｂ２Ｏ３の石英に対する濃度は、０．８〜８．０ｍｏｌ％であり、前記Ｂ２Ｏ３と前記Ｙｂ２Ｏ３とのモル濃度比は、Ｂ２Ｏ３／Ｙｂ２Ｏ３とした場合に８.０〜１２.０であることを特徴とするものである。
【００１４】
このような構成の増幅用光ファイバによれば、フォトダークニングを抑制することができ、かつ、失透を抑制することができるため、レーザ光の透過損失を抑制することができる。さらにコアとクラッドとの比屈折率差を小さくすることができるため、コアを伝播するレーザ光に対するコアの実効断面積を大きくすることができる。一方、コアとクラッドとの比屈折率差が小さくなる場合においても、クラッドには、コアと並行に形成されて、コアを取り囲み周期的に配列される複数の高屈折率部が形成されているため、レーザ光は、これらの高屈折率部で囲まれた実質的にコアとみなせる領域を伝播する。このようにレーザ光に対するコアの実効断面積を大きくすることによって、レーザ光のパワー密度を低くすることができる。これにより非線形光学効果が抑制され、レーザ光の増幅効率向上に寄与する。
【００１５】
さらに上記増幅用光ファイバにおいて、前記クラッドにおける前記空孔または高屈折率部が形成されていない領域と、前記コアとの比屈折率差が−０．０５〜０．０５％であることが好ましい。
【００１６】
このような比屈折率差の範囲であれば、レーザ光の透過損失を抑制できるとともによりレーザ光に対するコアの実効断面積を増やすことができ、より非線形光学効果を抑制して、増幅効率を向上させることができる。
【００１７】
また、本発明のファイバレーザ装置は、上記の増幅用光ファイバと、前記増幅用光ファイバに入力される励起光を出力する励起光源と、を備えることを特徴とするものである。
【００１８】
このようなファイバレーザ装置によれば、増幅用光ファイバにおいてフォトダークニングが抑制されつつ、失透が抑制されているので、増幅するレーザ光の透過損失を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、増幅するレーザ光の透過損失を抑制することができる増幅用光ファイバ、及び、それを用いたファイバレーザ装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１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長さ方向に垂直な方向における断面の様子を模式的に示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るファイバレーザ装置に用いる増幅用光ファイバの長さ方向に垂直な方向における断面の様子を模式的に示す図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係るファイバレーザ装置に用いる増幅用光ファイバの長さ方向に垂直な方向における断面の様子を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る増幅用光ファイバ、及び、それを用いた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。
【００２２】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るファイバレーザ装置を示す図である。
【００２３】
図１に示すように、ファイバレーザ装置２００は、励起光を出力する励起光源１０と、励起光源１０から出力される励起光が入力するダブルクラッドファイバ３０と、ダブルクラッドファイバ３０に励起光を入力するポンプコンバイナ４０と、ダブルクラッドファイバ３０と接続される増幅用光ファイバ１１０と、増幅用光ファイバ１１０に接続される出力用のダブルクラッドファイバ３５と、ダブルクラッドファイバ３０に設けられる第１ＦＢＧ（Fiber Bragg Grating）５０と、ダブルクラッドファイバ３５に設けられる第２ＦＢＧ５５とを主な構成要素として備える。
【００２４】
励起光源１０は、複数の励起光出力用のレーザダイオード（ＬＤ）から構成され、それぞれのＬＤは励起光を出力する。これら複数のＬＤは、それぞれマルチモードファイバ１５と接続されている。それぞれのＬＤと接続されるマルチモードファイバ１５は、それぞれコアがクラッドで被覆される構成とされ、ＬＤから出力される励起光をマルチモード光として伝播する。マルチモードファイバ１５は、例えば、コアの直径が１００μｍとされ、クラッドの外径が１２５μｍとされる。
【００２５】
ダブルクラッドファイバ３０は、コアがクラッドで被覆され、クラッドが樹脂クラッドで被覆される構成とされ、クラッドの屈折率はコアの屈折率よりも低く、樹脂クラッドの屈折率はクラッドの屈折率よりも大幅に低くされる。また、ダブルクラッドファイバ３０のクラッドの外径と内径の差は、マルチモードファイバ１５のコアの直径よりも大きくされている。このような、ダブルクラッドファイバ３０は、例えば、上述のようにマルチモードファイバ１５のコアの直径が１００μｍとされる場合、コアの直径が２０μｍとされ、クラッドの外径が４００μｍとされ、樹脂クラッドの外径が４７０μｍとされる。また、ダブルクラッドファイバ３０のコアを構成する材料としては、例えば、ゲルマニウム（Ｇｅ）が添加された石英が挙げられ、クラッドを構成する材料としては、例えば、ドーパントが添加されない純粋石英が挙げられ、樹脂クラッドを構成する材料としては、例えば、ポリマー樹脂が挙げられる。
【００２６】
ダブルクラッドファイバ３０の一端は、ポンプコンバイナ４０において、励起光源１０と接続される各マルチモードファイバ１５の端部と接続されている。具体的には、それぞれのマルチモードファイバ１５におけるポンプコンバイナ４０側の端部は、クラッドが剥離されている。そして、マルチモードファイバ１５のコアの端面がダブルクラッドファイバ３０のクラッドの端面と接続されている。こうして、マルチモードファイバ１５により伝播される励起光は、マルチモード光としてダブルクラッドファイバ３０に入力可能とされている。
【００２７】
なお、マルチモードファイバ１５と接続されるダブルクラッドファイバ３０の端部は、シングルモードファイバ２０の端部とも接続されている。このシングルモードファイバ２０は、ダブルクラッドファイバ３０のコアと同じ直径のコアが、クラッドで被覆される構成とされている。そして、シングルモードファイバ２０のコアと、ダブルクラッドファイバ３０のコアとが同軸上に並ぶように配置され、ダブルクラッドファイバ３０の端面とシングルモードファイバ２０の端面とが接続されている。つまり、シングルモードファイバ２０がそれぞれのマルチモードファイバ１５により囲まれるようにして、シングルモードファイバ２０及びマルチモードファイバ１５は、ダブルクラッドファイバ３０と端面接続されている。
【００２８】
なお、シングルモードファイバ２０のポンプコンバイナ４０側とは反対側の端部には、無反射終端２１が形成されている。
【００２９】
このようにマルチモードファイバ１５と接続されるダブルクラッドファイバ３０は、ポンプコンバイナ４０側と反対側の端部が増幅用光ファイバ１１０に接続されている。
【００３０】
図２は、図１に示す増幅用光ファイバ１１０の長さ方向に垂直な方向における断面の様子を模式的に示す図である。具体的には、図２の（Ａ）は、断面における構造を模式的に示す図であり、図２の（Ｂ）は、図２の（Ａ）におけるII−II線での屈折率の様子を模式的に示す図である。図２の（Ａ）に示すように、増幅用光ファイバ１１０は、Ｙｂが添加されるコア１１１と、コア１１１を被覆するクラッド１１２と、クラッド１１２を被覆する内側樹脂クラッド１１３と、内側樹脂クラッド１１３を被覆する保護層としての外側樹脂クラッド１１４から構成される。また、図２の（Ｂ）に示すように、クラッド１１２の屈折率は、コア１１１の屈折率よりも低くされ、内側樹脂クラッド１１３の屈折率は、クラッド１１２の屈折率よりも大幅に低くされ、外側樹脂クラッド１１４の屈折率は、コア１１よりも高くされる。
【００３１】
この増幅用光ファイバ１１０は、例えば、コア１１１の直径、及び、クラッド１１２の外径、及び、外側樹脂クラッド１１４の外径が、上述のダブルクラッドファイバ３０のコアの直径、及び、クラッドの外径、及び、樹脂クラッドの外径と同様とされる。
【００３２】
ここで増幅用光ファイバ１１０を構成するコア１１１、クラッド１１２、内側樹脂クラッド１１３、外側樹脂クラッド１１４の各材料について説明する。
【００３３】
コア１１１を構成する材料は、Ｙｂ２Ｏ３と、Ｐ２Ｏ５と、Ａｌ２Ｏ５と、Ｂ２Ｏ３とが添加される石英とされる。そして、Ｙｂ２Ｏ３の石英に対する濃度は、０．１〜０．７ｍｏｌ％とされる。このようにＹｂ２Ｏ３が添加されることで増幅用光ファイバに励起光が入力するとき、レーザ光の増幅が十分に行われる。また、Ｐ２Ｏ５の石英に対する濃度は、１．０〜１０．０ｍｏｌ％とされる。このようにＰ２Ｏ５が添加されることで、フォトダークニングを十分に抑制できる。なお、Ｐ２Ｏ５の濃度が１．０ｍｏｌ％未満では、フォトダークニングの抑制が不十分であり、１０．０ｍｏｌ％より多く添加されると、レーリー散乱の増加により却ってレーザ光の透過損失が増加してしまう。さらに、Ｐ２Ｏ５とＡｌ２Ｏ３のモル濃度比は、Ｐ２Ｏ５／Ａｌ２Ｏ３とした場合に０．８〜１．２とされる。このようなモル濃度比とされることで、Ｐによる不要な屈折率の増加を抑制することができる。なお、Ｐ２Ｏ５とＡｌ２Ｏ３のモル濃度比は、Ｐ２Ｏ５／Ａｌ２Ｏ３とした場合に０．９〜１．１とされることがより好ましい。また、Ｂ２Ｏ３の石英に対する濃度は、０．８〜４．０ｍｏｌ％とされる。このようにＢ２Ｏ３が添加されることで、失透が抑制される。
【００３４】
また、クラッド１１２を構成する材料としては、例えば、何もドーパントが添加されない純粋石英が挙げられる。
【００３５】
さらに、内側樹脂クラッド１１３を構成する材料としては、例えば、ポリマー樹脂が挙げられ、外側樹脂クラッド１１４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る。
【００３６】
このような増幅用光ファイバ１１０のコア１１１において、例えば、Ｙｂ２Ｏ３の石英に対する濃度が０．５ｍｏｌ％とされ、Ｐ２Ｏ５及びＡｌ２Ｏ３の石英に対する濃度がそれぞれ３．０ｍｏｌ％とされ、Ｂ２Ｏ３の石英に対する濃度が１．０ｍｏｌ％とされると、コア１１１の純粋石英からなるクラッド１１２に対する比屈折率差は、０．４％となる。そして、屈折率分布が図２の（Ｂ）に示す様なプロファイルとなる。
【００３７】
増幅用光ファイバ１１０におけるダブルクラッドファイバ３０と接続される側と反対側の端部は、レーザ光出力用のダブルクラッドファイバ３５と接続されている。このダブルクラッドファイバ３５は、ダブルクラッドファイバ３０と同様の構成とされている。そして、ダブルクラッドファイバ３５における増幅用光ファイバ１１０と接続される側と反対側の端部は、レーザ光の出力端とされている。
【００３８】
なお、ダブルクラッドファイバ３０、及び、ダブルクラッドファイバ３５のそれぞれにおける増幅用光ファイバ１１０側には、第１ＦＢＧ５０、及び、第２ＦＢＧ５５が形成されている。第１ＦＢＧ５０は、ダブルクラッドファイバ３０のコアにおいて、コアの長手方向に沿って一定の周期で屈折率が高くなる高屈折率部が形成されている。そして、励起光源から出力される励起光が増幅用光ファイバ１１０に入力するときに、増幅用光ファイバ１１０のＹｂが放出する自然放出光の一部の波長の光を９９％以上反射するように構成されている。また、第２ＦＢＧ５５は、第１ＦＢＧ５０と同様の構成とされるが、第１ＦＢＧ５０が反射する波長の光を５０％以下の反射率で反射するように構成されている。
【００３９】
次にファイバレーザ装置２００のレーザ光の出力について説明する。
【００４０】
まず、励起光源１０の各ＬＤから励起光が出力される。出力される励起光は、例えば、９１５ｎｍの波長である。励起光源１０から出力される励起光は、上述のようにマルチモードファイバ１５を伝播する。そして、励起光は、マルチモードファイバ１５からポンプコンバイナ４０を介してダブルクラッドファイバ３０に入力され、ダブルクラッドファイバ３０のコア及びクラッドをマルチモード光として伝播する。そして、励起光は、ダブルクラッドファイバ３０に形成されている第１ＦＢＧ５０を介して増幅用光ファイバ１１０に入力される。増幅用光ファイバ１１０において、励起光は、増幅用光ファイバ１１０のコア１１１に添加されているＹｂに吸収される。このため、Ｙｂは励起状態となる。そして、励起状態となったＹｂ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、上述のように励起光の波長が９１５ｎｍである場合、中心波長が１０６４ｎｍの光である。この自然放出光は、増幅用光ファイバ１１０のコア１１１を伝播して、ダブルクラッドファイバ３５の端部に形成されている第２ＦＢＧ５５に入力される。第２ＦＢＧ５５は、上述のようにＹｂが放出する自然放出光の一部の波長の光を５０％以下の反射率で反射するように構成されているため、第２ＦＢＧ５５に入力される光の一部が反射される。そして、第２ＦＢＧ５５で反射される光は、再び増幅用光ファイバ１１０に入力され、Ｙｂの誘導放出により増幅される。その後、増幅された光は、第１ＦＢＧ５０に到達する。第１ＦＢＧ５０は、上述のように第２ＦＢＧ５５が反射する波長の光を高い反射率で反射するため、第１ＦＢＧ５０に入力される光のほとんどが反射される。こうして第１ＦＢＧ５０で反射される光は、再び増幅用光ファイバ１１０において増幅される。その後、増幅用光ファイバ１１０で増幅された光は、再び第２ＦＢＧ５５に入力されて、一部の光が反射される。このようにして第１ＦＢＧ５０と第２ＦＢＧ５５との間で光が発振して、この光は、レーザ光として増幅される。そして、一部のレーザ光が第２ＦＢＧ５５を透過する。
【００４１】
この第２ＦＢＧ５５を透過する光は、ダブルクラッドファイバ３５のコアをシングルモード光として伝播し、ダブルクラッドファイバ３５の出力端からレーザ光として出力される。こうして、ファイバレーザ装置２００からレーザ光が出力される。
【００４２】
なお、第１ＦＢＧ５０を透過する光は、シングルモードファイバ２０を伝播して、無反射終端２１において熱に変換される。
【００４３】
本実施形態のファイバレーザ装置２００によれば、増幅用光ファイバ１１０のコア１１１には、Ｙｂ２Ｏ３が石英に対して０．１〜０．７ｍｏｌ％添加されているため十分なレーザ光の増幅ができる。また、Ｐ２Ｏ５が石英に対して１．０〜１０．０ｍｏｌ％添加されているため、フォトダークニングが生じることを抑制することができる。そして、Ｐ２Ｏ５とＡｌ２Ｏ３とのモル濃度比が、Ｐ２Ｏ５／Ａｌ２Ｏ３とした場合に０．８〜１．２であるためコア１１１の不要な屈折率の上昇を抑制することができる。さらに、コア１１１にはＢ２Ｏ３が０．８〜４．０ｍｏｌ％添加されているため、Ｐ２Ｏ５とＡｌ２Ｏ３とのモル濃度比が０．８〜１．２であるにもかかわらず失透を抑制することができる。従って、このような増幅用光ファイバ１１０を用いたファイバレーザ装置２００によれば、増幅されるレーザ光の透過損失を抑制することができる。なお、コア１１１にＢ２Ｏ５を添加することにより失透を抑制することができる理由は明らかではないが、本発明者らは、おそらくＢ２Ｏ５によりＹｂを含む結晶が生じることが抑制されているためであると考えている。
【００４４】
次に増幅用光ファイバ１１０の製造方法について説明する。
【００４５】
増幅用光ファイバ１１０の製造においては、まず、ＭＣＶＤ（Modified Chemical Vapor Deposition）法により増幅用光ファイバ１１０の母材におけるコア１１１となるプリフォームロッドを作成する。ＭＣＶＤ法によるプリフォームロッドの製造は、堆積工程と、液浸工程と、焼結工程と、中実化工程とからなる。次に、プリフォームロッドを用いて母材を作成するためのジャケット工程を行う。そして次に、母材から増幅用光ファイバにするための線引工程を行う。
【００４６】
（堆積工程）
まず、石英ガラス微粒子（スート）の堆積を行う。スートの堆積は、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）と酸素（Ｏ２）とが含まれる混合ガスを原料ガスとして石英管内に供給しながら、酸水素バーナにより石英管を加熱することにより行う。こうして、石英管の内壁面にスートが堆積される。このとき、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）を原料ガスに混合して供給することにより、スートの堆積と共にＰを添加する。なお、Ｐ２Ｏ５の添加濃度が１．０〜１０．０ｍｏｌ％となるように調整をする。
【００４７】
（液浸工程）
次にスートを堆積した石英管内に塩化イッテルビウム（ＹｂＣｌ３）及び塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ３）を溶解した水溶液を充填し、スート中にＹｂ及びＡｌを分散させて添加する。このとき、ＹｂＣｌ３及びＡｌＣｌ３が溶解した水溶液の濃度を調整することにより、Ｙｂ２Ｏ３の添加濃度が０．１〜０．７ｍｏｌ％となるように調整すると共に、Ａｌ２Ｏ３の添加濃度が１．０〜１０．０ｍｏｌ％となるように調整する。なお、このときＰ２Ｏ５とＡｌ２Ｏ３とのモル濃度比がＰ２Ｏ５／Ａｌ２Ｏ３とした場合に０．８〜１．２となるように調整をする。
【００４８】
（焼結工程）
次に三臭化ホウ素（ＢＢｒ３）を石英管内に供給しながら酸水素バーナにより石英管を加熱し、スートを焼結すると共にＢを添加する。Ｂの添加濃度は、Ｂ２Ｏ３の石英に対する濃度が０．８〜４．０ｍｏｌ％となるように調整する。
【００４９】
（中実化工程）
次に酸水素バーナの温度をさらに上げてスートの透明化を行う。こうして、増幅用光ファイバ１１０の母材におけるコア１１１となるプリフォームロッドが得られる。
【００５０】
（ジャケット工程）
次に、増幅用光ファイバ１１０のクラッド１１２となる石英管を準備し、この貫通孔の中に先に得られたプリフォームロッドを挿入して、加熱し一体化をする。こうして、増幅用光ファイバ１１０の母材が得られる。
【００５１】
（線引工程）
次に得られた母材を加熱して線引する。この線引に続いて、内側樹脂クラッド１１３となるポリマー樹脂を塗布すると共に紫外線を照射して内側樹脂クラッド１１３を形成し、さらに、外側樹脂クラッド１１４となる紫外線硬化性樹脂を塗布すると共に紫外線を照射して外側樹脂クラッド１１４を形成する。こうして増幅用光ファイバ１１０が得られる。
【００５２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図３を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、重複する説明は省略する。図３は、本実施形態に係るファイバレーザ装置に用いる増幅用光ファイバの長さ方向に垂直な方向における断面の様子を模式的に示す図である。具体的には、図３の（Ａ）は、増幅用光ファイバの断面における構造を模式的に示す図であり、図２の（Ｂ）は、図２の（Ａ）におけるIII−III線での屈折率の様子を模式的に示す図である。
【００５３】
図３の（Ａ）に示すように、本実施形態のファイバレーザ装置は、図１に示すファイバレーザ装置２００における増幅用光ファイバ１１０の代わりに、増幅用光ファイバとしてのホーリーファイバ１２０を用いる点で第１の実施形態と異なる。
【００５４】
ホーリーファイバ１２０は、Ｙｂが添加されるコア１２１、コア１２１を被覆するクラッド１２２と、クラッド１２２を被覆する内側樹脂クラッド１２６と、内側樹脂クラッド１２６を被覆する外側樹脂クラッド１２７から構成される。そして、クラッド１２２には、コア１２１を取り囲む複数の空孔１２４が形成されている。
【００５５】
このホーリーファイバ１２０としては、例えば、コア１１１の直径が１０μｍであり、クラッド１２２の外径が１２５μｍであり、外側樹脂クラッド１２７の外径が２５０μｍとされ、空孔１２４の直径が８μｍとされ、コア１２１の中心から空孔１２４の中心までの距離が１５μｍとされる。
【００５６】
ここでホーリーファイバ１２０を構成するコア１２１、クラッド１２２における空孔１２４が形成されていない領域１２３、１２５、内側樹脂クラッド１２６、外側樹脂クラッド１２７の各材料について説明する。
【００５７】
コア１２１を構成する材料は、Ｙｂ２Ｏ３と、Ｐ２Ｏ５と、Ａｌ２Ｏ５と、Ｂ２Ｏ３とが添加される石英とされる。そして、Ｙｂ２Ｏ３の石英に対する濃度は、０．１〜０．７ｍｏｌ％とされる。このようにＹｂ２Ｏ３が添加されることで増幅用光ファイバに励起光が入力するとき、レーザ光の増幅が十分に行われる。また、Ｐ２Ｏ５の石英に対する濃度は、１．０〜１０．０ｍｏｌ％とされる。このようにＰ２Ｏ５が添加されることで、フォトダークニングを十分に抑制できる。なお、Ｐ２Ｏ５の濃度が１．０ｍｏｌ％未満では、フォトダークニングの抑制が不十分であり、１０．０ｍｏｌ％より多く添加されると、却ってレーザ光の透過損失が増加してしまう。さらに、Ｐ２Ｏ５とＡｌ２Ｏ３のモル濃度比は、Ｐ２Ｏ５／Ａｌ２Ｏ３とした場合に０．８〜１．２とされる。このようなモル濃度比とされることで、Ｐによる不要な屈折率の増加を抑制することができる。なお、Ｐ２Ｏ５とＡｌ２Ｏ３のモル濃度比は、Ｐ２Ｏ５／Ａｌ２Ｏ３とした場合に０．９〜１．１とされることがより好ましい。また、Ｂ２Ｏ３の石英に対する濃度は、０．８〜８．０ｍｏｌ％とされる。このようにＢ２Ｏ３が添加されることで、失透が抑制される。さらに、Ｂ２Ｏ３とＹｂ２Ｏ３とのモル濃度比がＢ２Ｏ３／Ｙｂ２Ｏ３とした場合に８.０〜１２.０とされる。このようなモル濃度比とすることでＹｂ２Ｏ３の屈折率を高くする効果とＢ２Ｏ３の屈折率を低くする効果とが相殺して、コア１２１とクラッド１２２との屈折率差を小さくすることができる。なお、Ｂ２Ｏ３とＹｂ２Ｏ３とのモル濃度比がＢ２Ｏ３／Ｙｂ２Ｏ３とした場合に９.０〜１１.０とされることがより好ましい。
【００５８】
また、クラッド１２２における空孔１２４が形成されていない領域１２３、１２５を構成する材料は、第１実施形態における増幅用光ファイバ１１０のクラッド１１２の材料と同様とされる。
【００５９】
さらに、内側樹脂クラッド１２６、外側樹脂クラッド１２７を構成する材料は、第１実施形態における増幅用光ファイバ１１０の内側樹脂クラッド１１３、外側樹脂クラッド１１４の材料と同様とされる。
【００６０】
なお、クラッド１２２の空孔１２４が形成されていない領域１２３、１２５とコア１２１との比屈折率差が−０．０５〜０．０５％とされることが、ホーリーファイバ１２０を伝播するレーザ光が、コア１２１とクラッド１２２におけるコア周辺の領域１２３を伝播して、レーザ光の実効断面積を増やすことができる観点から好ましい。なお、図３の（Ｂ）においては、クラッド１２２の空孔１２４が形成されていない領域１２３、１２５の屈折率とコア１１１の屈折率とが同等である様子を示している。また、内側樹脂クラッド１２６の屈折率は、クラッド１２２の空孔１２４が形成されていない領域１２３、１２５の屈折率よりも大幅に低くされ、外側樹脂クラッド１２７の屈折率は、コア１２１の屈折率よりも高くされる。
【００６１】
このようなホーリーファイバ１２０のコア１２１において、例えば、Ｙｂ２Ｏ３の石英に対する濃度が０．５ｍｏｌ％とされ、Ｐ２Ｏ５及びＡｌ２Ｏ３の石英に対する濃度がそれぞれ３．０ｍｏｌ％とされ、Ｂ２Ｏ３の石英に対する濃度が５．０ｍｏｌ％とされると、コア１２１の屈折率と石英からなるクラッド１２２の屈折率が同等となり、屈折率分布が図３の（Ｂ）に示す様なプロファイルとなる。
【００６２】
本実施形態におけるファイバレーザ装置によれば、ホーリーファイバ１２０においてフォトダークニングを抑制することができる。また、コア１２１にはＢ２Ｏ３が０．８〜８．０ｍｏｌ％添加されているため、Ｐ２Ｏ５とＡｌ２Ｏ３とのモル濃度比が０．８〜１．２であるにもかかわらず失透を抑制することができる。従って、レーザ光の透過損失を抑制することができる。さらに、ホーリーファイバ１２０のコア１２１におけるＢ２Ｏ３とＹｂ２Ｏ３とのモル濃度比は、Ｂ２Ｏ３／Ｙｂ２Ｏ３とした場合に８.０〜１２.０であるため、Ｙｂ２Ｏ３の屈折率を高くする効果とＢ２Ｏ３の屈折率を低くする効果とが相殺して、コア１２１とクラッド１２２との屈折率差を小さくすることができる。従って、ホーリーファイバ１２０のコア１２１とクラッド１２２におけるコア１２１の周囲の領域１２３を伝播するレーザ光の実効断面積を大きくすることができる。一方、コア１２１とクラッド１２２との屈折率差が小さくなる場合においても、クラッド１２２には、コア１２１と並行に形成されて、コア１２１を取り囲む複数の空孔が形成されているため、レーザ光は、コア１２１とクラッド１２２における空孔で囲まれた内側の領域１２３とを伝播する。このようにレーザ光の実効断面積を大きくすることによってレーザ光のパワー密度を低くすることができる。これにより非線形光学効果によるレーザ光の損失を抑制することができる。
【００６３】
次にホーリーファイバ１２０の製造方法について説明する。
【００６４】
ホーリーファイバ１２０は、ホーリーファイバ１２０の母材におけるコア１２１となるプリフォームロッドを作成するための堆積工程と、液浸工程と、焼結工程と、中実化工程と、プリフォームロッドを用いて母材となるガラスロッドを作成するジャケット工程と、ガラスロッドに貫通孔をあけて母材を作成する孔あけ工程と、母材から増幅用光ファイバにするための線引工程とにより製造される。
【００６５】
堆積工程、焼結工程、液浸工程は、第１実施形態と同様に行えばよい。焼結工程は、Ｂの添加濃度が、Ｂ２Ｏ３とＹｂ２Ｏ３とのモル濃度比がＢ２Ｏ３／Ｙｂ２Ｏ３とした場合に８.０〜１２.０となるように調整し、他は第１実施形態の焼結工程と同様に行えばよい。また、中実化工程とジャケット工程は、第１実施形態と同様に行えばよい。
【００６６】
次にジャケット工程により得られたホーリーファイバ１２０の母材となるガラスロッドに貫通孔をあける（孔あけ工程）。貫通孔は、ガラスロッドにおけるホーリーファイバ１２０の空孔となる位置に機械的にあける。こうして、ホーリーファイバ１２０の母材を得る。
【００６７】
線引工程は、第１実施形態の線引工程と同様に行えばよい。こうして、ホーリーファイバ１２０を得る。
【００６８】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図４を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態、第２実施形態と同一又は同等の構成要素については、重複する説明は省略する。図４は、本実施形態に係るファイバレーザ装置に用いる増幅用光ファイバの長さ方向に垂直な方向における断面の様子を模式的に示す図である。具体的には、図４の（Ａ）は、増幅用光ファイバの断面における構造を模式的に示す図であり、図４の（Ｂ）は、図４の（Ａ）におけるIV−IV線での屈折率の様子を模式的に示す図である。
【００６９】
図４の（Ａ）に示すように、本実施形態のファイバレーザ装置は、図１に示すファイバレーザ装置における増幅用光ファイバ１１０の代わりに、増幅用光ファイバとしてのフォトニック結晶ファイバ１３０を用いる点で第１の実施形態と異なる。
【００７０】
フォトニック結晶ファイバ１３０は、Ｙｂが添加されるコア１３１、コア１３１を被覆するクラッド１３２と、クラッド１３２を被覆する内側樹脂クラッド１３６と、内側樹脂クラッド１３６を被覆する外側樹脂クラッド１３７とから構成される。クラッド１３２には、コア１３１を取り囲む複数の高屈折率部１３４が形成されている。そして、この高屈折率部１３４は、最も内側の高屈折率部１３４がコア１３１の周囲に六角形を描くように配列され、その六角形を描く複数の高屈折率部１３４を基準として、他の高屈折率部１３４が三角格子状に配列される。こうして、複数の高屈折率部１３４が全体として周期的に配列されている。
【００７１】
このフォトニック結晶ファイバ１３０としては、例えば、コア１３１の直径が１０μｍであり、クラッド１３２の外径が１２５μｍであり、外側樹脂クラッド１３７の外径が２５０μｍとされ、高屈折率部１３４の直径が４μｍとされ、高屈折率部１３４の中心間距離が８μｍとされ、コア１３１の中心から最も近い高屈折率部までの距離が１４μｍとされる。
【００７２】
次にフォトニック結晶ファイバ１３０を構成するコア１３１、クラッド１３２における高屈折率部１３４が形成されていない領域１３３、１３５、高屈折率部１３４、内側樹脂クラッド１３６、外側樹脂クラッド１３７の各材料について説明する。
【００７３】
コア１３１を構成する材料は、第２実施形態におけるホーリーファイバ１２０のコア１２１と同様とされる。
【００７４】
また、クラッド１３２における高屈折率部１３４が形成されていない領域１３３、１３５を構成する材料は、第２実施形態におけるホーリーファイバ１２０のクラッド１２２と同様とされる。また、高屈折率部１３４を構成する材料としては、例えばＧｅが添加された石英が挙げられる。
【００７５】
さらに、内側樹脂クラッド１３６、外側樹脂クラッド１３７を構成する材料は、第２実施形態におけるホーリーファイバ１２０の内側樹脂クラッド１２６、外側樹脂クラッド１２７と同様とされる。
【００７６】
なお、クラッド１３２の高屈折率部１３４が形成されていない領域１３３、１３５とコア１３１との比屈折率差が−０．０５〜０．０５％とされることが、フォトニック結晶ファイバ１３０を伝播するレーザ光が、コア１３１とクラッド１３２におけるコア１３１周辺の領域１３３を伝播して、レーザ光の実効断面積を増やすことができる観点から好ましい。図４の（Ｂ）においては、クラッド１３２の高屈折率部１３４が形成されていない領域１３３、１３５の屈折率とコア１３１の屈折率とが同等である様子を示している。また、内側樹脂クラッド１３６の屈折率は、クラッド１３２の高屈折率部１３４が形成されていない領域１３３、１３５の屈折率よりも大幅に低くされ、外側樹脂クラッド１３７の屈折率は、コア１３１の屈折率よりも高くされる。
【００７７】
このようなフォトニック結晶ファイバ１３０のコア１３１において、例えば、Ｙｂ２Ｏ３の石英に対する濃度が０．５ｍｏｌ％とされ、Ｐ２Ｏ５及びＡｌ２Ｏ３の石英に対する濃度がそれぞれ３．０ｍｏｌ％とされ、Ｂ２Ｏ３の石英に対する濃度が５．０ｍｏｌ％とされると、石英と同様の屈折率となる。従って、コア１３１の屈折率とクラッド１３２の高屈折率が設けられていない領域１３３、１３５の屈折率とが同等となり、屈折率分布が図４の（Ｂ）に示す様なプロファイルとなる。
【００７８】
本実施形態におけるファイバレーザ装置によれば、フォトニック結晶ファイバ１３０においてフォトダークニングを抑制することができ、かつ、失透を抑制することができるため、レーザ光の透過損失を抑制することができる。さらに、フォトニック結晶ファイバ１３０のコア１３１におけるＢ２Ｏ３とＹｂ２Ｏ３とのモル濃度比は、Ｂ２Ｏ３／Ｙｂ２Ｏ３とした場合に８.０〜１２.０であるため、Ｙｂ２Ｏ３の屈折率を高くする効果とＢ２Ｏ３の屈折率を低くする効果とが相殺して、コアとクラッドとの比屈折率差を小さくすることができる。従って、フォトニック結晶ファイバ１３０のコア１３１とクラッド１３２におけるコア１３１の周囲の領域１３３を伝播するレーザ光の実効断面積を大きくすることができる。一方、レーザ光の実効断面積が大きくなる場合においても、クラッド１３２には、コア１３１と並行に形成されて、コア１２１を取り囲み周期的に配列される複数の高屈折率部１３４が形成されているため、レーザ光は、コア１３１とクラッド１３２における高屈折率部１３４で囲まれた内側の領域１３３とを伝播する。このようにレーザ光の実効断面積を大きくすることによってレーザ光のパワー密度を低くすることができる。これにより非線形光学効果によるレーザ光の損失を抑制することができる。
【００７９】
次にフォトニック結晶ファイバ１３０の製造方法について説明する。
【００８０】
フォトニック結晶ファイバ１３０は、フォトニック結晶ファイバ１３０の母材におけるコア１３１となるプリフォームロッドを作成するための堆積工程と、液浸工程と、焼結工程と、中実化工程と、プリフォームロッドを用いて母材を作成するジャケット工程と、母材から増幅用光ファイバにするための線引工程とにより製造される。
【００８１】
まず、堆積工程、焼結工程、液浸工程、焼結工程、中実化工程を第２実施形態と同様に行い、フォトニック結晶ファイバ１３０の母材におけるコア１３１となるプリフォームロッドを得る。
【００８２】
次にジャケット工程において、プリフォームロッドと２層石英ガラスロッドとを準備する。この２層ガラスロッドは、高屈折率部１３４となるゲルマニウムが添加される石英からなる中心部と、中心部の周りに設けられる石英からなる外層部とを有するガラスロッドである。そして、プリフォームロッドの周囲に２層ガラスロッドが最密充填されるようにを配置して、これらを石英管の貫通孔に挿入する。このとき石英管の貫通孔にちょうど全ての２層石英ガラスロッドが配置されるように、石英管の貫通孔の大きさは予め調整される。石英管の貫通孔にプリフォームロッド及び２層ガラスロッドを挿入した後は、第１実施形態のジャケット工程を同様に行えばよい。こうして、フォトニック結晶ファイバ１３０の母材を得る。
【００８３】
線引工程は、第１実施形態の線引工程と同様に行えばよい。こうして、フォトニック結晶ファイバ１３０を得る。
【００８４】
以上、本発明について、第１〜第３実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００８５】
たとえば、第１〜第３実施形態におけるファイバレーザ装置は、ファブリペロー型のファイバレーザ装置とされたが、本発明はこれに限らず、ファイバリング型のファイバレーザ装置とされても良い。あるいは、本発明のファイバレーザ装置は、増幅用光ファイバに種レーザ光及び励起光が入力されて、種レーザ光が増幅され、レーザ光として出力するものであっても良い。
【００８６】
また、第１〜第３実施形態において、レーザ光は増幅用光ファイバをシングルモード光として伝播したが、本発明はこれに限らずレーザ光は数モードの光として伝播しても良い。
【実施例】
【００８７】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものでは無い。
【００８８】
（実施例１）
第２実施形態と同様にして増幅用光ファイバのコアとなるプリフォームロッドを作成した。このとき、ＥＰＭＡ（Electron Probe Micro Analyzer）により評価したコアとなる部分におけるＹｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ５、Ｂ２Ｏ３の石英に対する添加濃度は、それぞれ０．１ｍｏｌ％、２．１ｍｏｌ％、２．１ｍｏｌ％、０．８ｍｏｌ％であった。次に第２実施形態のジャケット工程と同様の工程を行い、その後、１３００℃で３０分間アニールを行いホーリーファイバの母材を作成した。
【００８９】
次にこの母材を目視に観察をした。その結果、この母材は透明であり失透は確認されなかった。なお、コアとなる部分とクラッドとなる部分との比屈折率差は、０．０１％であった。
【００９０】
次に、この母材を線引してホーリーファイバを作成した。このときホーリーファイバのコアの直径は１０μｍとし、クラッドの外径は１２５μｍとし、内側樹脂クラッドの外径は２００μｍとし、外側樹脂クラッドの外径は２５０μｍとし、空孔の直径は８μｍとし、コアの中心から空孔の中心までの距離が１５μｍとした。
【００９１】
（実施例２）
堆積工程におけるＰＯＣl３の流量と、液浸工程におけるＹｂＣｌ３とＡｌ２Ｏ３の水溶液濃度と、焼結工程におけるＢＢｒ３の流量が異なること以外は、実施例１と同様にして増幅用光ファイバのコアとなるプリフォームロッドを作成した。このとき、ＥＰＭＡにより評価したコアとなる部分におけるＹｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ５、Ｂ２Ｏ３の石英に対する添加濃度は、それぞれ０．７ｍｏｌ％、４．３ｍｏｌ％、４．１ｍｏｌ％、８．０ｍｏｌ％であった。次に、実施例１と同様にしてホーリーファイバの母材を作成した。
【００９２】
次にこの母材を目視に観察をした。その結果、この母材は透明であり失透は確認されなかった。なお、コアとなる部分とクラッドとなる部分との屈折率差は、−０．０４％であった。
【００９３】
次に、実施例１と同様にして、この母材を線引して実施例１と同じサイズのホーリーファイバを作成した。
【００９４】
（実施例３）
堆積工程におけるＰＯＣl３の流量と、液浸工程におけるＹｂＣｌ３とＡｌ２Ｏ３の水溶液濃度と、焼結工程におけるＢＢｒ３の流量が異なること以外は、実施例１と同様にして増幅用光ファイバのコアとなるプリフォームロッドを作成した。このとき、ＥＰＭＡにより評価したコアとなる部分におけるＹｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ５、Ｂ２Ｏ３の石英に対する添加濃度は、それぞれ０．３ｍｏｌ％、３．７ｍｏｌ％、３．６ｍｏｌ％、２．９ｍｏｌ％であった。次に第３実施形態のジャケット工程と同様の工程を行い、その後、１３００℃で３０分間アニールを行いフォトニック結晶ファイバの母材を作成した。
【００９５】
次にこの母材を目視に観察をした。その結果、この母材は透明であり失透は確認されなかった。なお、コアとクラッドにおける高屈折率部以外の領域との屈折率差は０．０１％であった。また、クラッドにおける高屈折率部と高屈折率部以外の領域との比屈折率差は２．５％であった。
【００９６】
次に、この母材を線引してフォトニック結晶ファイバを作成した。このときフォトニック結晶ファイバのコアの直径は１０μｍとし、クラッドの外径は１２５μｍとし、内側樹脂クラッドの外径は２００μｍとし、外側樹脂クラッドの外径は２５０μｍとし、高屈折率部の直径は４μｍとし、高屈折率部の中心間距離は８μｍとし、コアの中心から最も近い高屈折率部の中心までの距離が１４μｍとした。
【００９７】
（実施例４）
堆積工程におけるＰＯＣl３の流量と、液浸工程におけるＹｂＣｌ３とＡｌ２Ｏ３の水溶液濃度と、焼結工程におけるＢＢｒ３の流量が異なること以外は、実施例１と同様にして増幅用光ファイバのコアとなるプリフォームロッドを作成した。このとき、ＥＰＭＡにより評価したコアとなる部分におけるＹｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ５、Ｂ２Ｏ３の石英に対する添加濃度は、それぞれ０．７ｍｏｌ％、６．８ｍｏｌ％、７．０ｍｏｌ％、７．１ｍｏｌ％であった。次に、実施例３と同様にしてフォトニック結晶ファイバの母材を作成した。
【００９８】
次にこの母材を目視に観察をした。その結果、この母材は透明であり失透は確認されなかった。なお、コアとクラッドにおける高屈折率部以外の領域との屈折率差０．０２％であった。また、クラッドにおける高屈折率部と高屈折率部以外の領域との屈折率差は実施例３と同様であった。
【００９９】
次に、実施例３と同様にして、この母材を線引して実施例３と同じサイズのフォトニック結晶ファイバを作成した。
【０１００】
（比較例１）
焼結工程において三臭化ホウ素（ＢＢｒ３）を石英管内に供給しなかったこと以外は、実施例１と同様にして、ホーリーファイバの母材を作成した。
【０１０１】
次に、この母材を目視に観察をした。その結果、この母材のコアとなる部分が白く濁っており、失透が生じていることが確認できた。なお、コアとなる部分とクラッドとなる部分との屈折率差は、０．０５％であった。
【０１０２】
次に、この母材を線引してホーリーファイバを作成した。このときホーリーファイバのコアの直径、クラッドの外径、内側樹脂クラッドの外径、外側樹脂クラッドの外径、空孔の直径、コアの中心から空孔の中心までの距離は、それぞれ実施例１と同様にした。
【０１０３】
（比較例２）
焼結工程において三臭化ホウ素（ＢＢｒ３）を石英管内に供給しなかったこと以外は、実施例３と同様にして、フォトニック結晶ファイバの母材を作成した。
【０１０４】
次に、この母材を目視に観察をした。その結果、この母材のコアとなる部分が白く濁っており、失透が生じていることが確認できた。なお、コアとなる部分とクラッドとなる部分との屈折率差は、０．１５％であった。
【０１０５】
次に、この母材を線引してフォトニック結晶ファイバを作成した。このときフォトニック結晶ファイバのコアの直径、クラッドの外径、内側樹脂クラッドの外径、外側樹脂クラッドの外径、高屈折率部の直径、高屈折率部の中心間距離、コアの中心から最も近い高屈折率部の中心までの距離は、それぞれ実施例３と同様にした。
【０１０６】
実施例１、２のホーリーファイバ、実施例３、４のフォトニック結晶ファイバは、線引する前の母材において、失透が確認されず良好な状態であったため、これらのホーリーファイバ及びフォトニック結晶ファイバは、失透による透過損失を抑制できる。これに対し、比較例１のホーリーファイバ及び比較例２のフォトニック結晶ファイバは、線引する前の母材において、失透が確認されたため、これらのホーリーファイバ及びフォトニック結晶ファイバは、失透による透過損失が生じる。
【０１０７】
以上より、本発明の増幅用光ファイバによれば、増幅するレーザ光の透過損失を抑制することができることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明によれば、増幅するレーザ光の透過損失を抑制することができる増幅用光ファイバ、及び、それを用いたファイバレーザ装置が提供される。
【符号の説明】
【０１０９】
１０・・・励起光源
１１・・・励起光源
３０、３５・・・ダブルクラッドファイバ
４０・・・ポンプコンバイナ
５０・・・第１ＦＢＧ
５５・・・第２ＦＢＧ
１１０・・・増幅用光ファイバ
１１１・・・コア
１１２・・・クラッド
１１３・・・内側樹脂クラッド
１１４・・・外側樹脂クラッド
１２０・・・ホーリーファイバ
１２１・・・コア
１２２・・・クラッド
１２４・・・空孔
１２６・・・内側樹脂クラッド
１２７・・・外側樹脂クラッド
１３０・・・フォトニック結晶ファイバ
１３１・・・コア
１３２・・・クラッド
１３４・・・高屈折率部
１３６・・・内側樹脂クラッド
１３７・・・外側樹脂クラッド
２００・・・ファイバレーザ装置
【図１】
2011060854.tif 000003
【図２】
2011060854.tif 000004
【図３】
2011060854.tif 000005
【図４】
2011060854.tif 000006