(57)【要約】【課題】  安定して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、コア１１に活性元素が添加される増幅用光ファイバ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射する励起光源２０と、増幅用光ファイバ１０の一方側に設けられる第１ＦＢＧ３０と、増幅用光ファイバ１０の他方側に設けられる第２ＦＢＧと、を備え、第１ＦＢＧ３０の光の吸収率と第２ＦＢＧ４０の光の吸収率の比は、第１ＦＢＧ３０に入射する光のパワーと第２ＦＢＧ４０に入射する光のパワーの比の逆数とされる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアに活性元素が添加され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１ＦＢＧと、
前記増幅用光ファイバの他方側に設けられ、前記第１ＦＢＧ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１ＦＢＧよりも低い反射率で反射する第２ＦＢＧと、
を備え、
前記第１ＦＢＧ及び前記第２ＦＢＧは、前記第１ＦＢＧの光の吸収率と前記第２ＦＢＧの光の吸収率との比が、前記第１ＦＢＧに入射する光のパワーと前記第２ＦＢＧに入射する光のパワーとの比の逆数となるように設けられる
ことを特徴とするファイバレーザ装置。
【請求項２】
前記第１ＦＢＧの光の反射率は０．９９以上であり、
前記第２ＦＢＧの光の反射率がＲとされる場合、
前記第１ＦＢＧの光の吸収率：前記第２ＦＢＧの光の吸収率が、１：Ｒ１／２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】
前記励起光源から出射する励起光は、前記第１ＦＢＧを介して前記増幅用光ファイバに入射する
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、安定して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。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ＦＢＧ（Fiber Bragg Grating）が配置されたファブリペロー型共振器を用いたファイバレーザ装置が知られている。共振器型のファイバレーザ装置では、一対のＦＢＧの内、一方のＦＢＧの反射率が他方のＦＢＧの反射率よりも高く、他方のＦＢＧは一方のＦＢＧ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。このときそれぞれのＦＢＧはＦＢＧに入射する光のパワーに応じて発熱する傾向がある。
【０００４】
共振器のＦＢＧが発熱すると、ＦＢＧが反射する光の波長が長波長側にシフトすることが知られている。それぞれのＦＢＧが発熱して、それぞれのＦＢＧの反射波長のずれが互いに異なる場合、反射率の高いＦＢＧを透過する光の量が増えたり、共振器における発振が不安定になったりして、ファイバレーザ装置の光の出射が不安定になる場合がある。
【０００５】
下記特許文献１には、光ファイバのＦＢＧが設けられている部分に温度制御を行う機構を設けて、光ファイバの外部からＦＢＧの温度をコントロールしようとする手段が記載されている。また、下記特許文献２には、光ファイバの反射率の高いＦＢＧが設けられている部分と反射率の低いＦＢＧが設けられている部分とを長手方向に沿って互いに接触させて配置することで、反射率の高いＦＢＧと反射率の低いＦＢＧとの温度差を抑制しようとする手段が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１２５８３７号公報
【特許文献２】特開２０１１−  ２３５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載の手段も特許文献２に記載の手段も光ファイバの外部から温度を調節しているため、光ファイバの外表面の温度制御は出来ても、光ファイバのコアに形成されて熱を発するＦＢＧの温度のコントロールは困難である。このため反射率の高いＦＢＧと反射率の低いＦＢＧの温度差をなくすことは難しく、共振器における光の発振が不安定となる可能性があり、これを用いるファイバレーザ装置の光の出射も不安定となる可能性がある。
【０００８】
そこで、本発明は、安定して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】
【０００９】
すなわち、本発明のファイバレーザ装置は、コアに活性元素が添加され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１ＦＢＧと、前記増幅用光ファイバの他方側に設けられ、前記第１ＦＢＧ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１ＦＢＧよりも低い反射率で反射する第２ＦＢＧと、を備え、前記第１ＦＢＧ及び前記第２ＦＢＧは、前記第１ＦＢＧの光の吸収率と前記第２ＦＢＧの光の吸収率の比が前記第１ＦＢＧに入射する光のパワーと前記第２ＦＢＧに入射する光のパワーの比の逆数となるように設けられることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明者は、共振器が安定して発振する手段について鋭意検討した。一般に、ＦＢＧを用いた共振器においては、反射率が高い第１ＦＢＧ及び反射率が低い第２ＦＢＧは、一方の反射波長域が他方の反射波長域に含まれるように設計されている。そこで、第１ＦＢＧ及び第２ＦＢＧにおける温度上昇量が同じであれば、それぞれのＦＢＧの反射波長は同じようにシフトする点に着目した。同じ光の吸収率を有する複数のＦＢＧにおいて、それぞれのＦＢＧに入射する光のパワーが同じ場合、それぞれのＦＢＧで発生する熱量は等しくなる。また、ＦＢＧで発生する熱量は、ＦＢＧに入射する光のパワーに比例する。従って、高反射率の第１ＦＢＧの光の吸収率と低反射率の第２ＦＢＧの光の吸収率の比が、第１、第２ＦＢＧに入射する光のパワーの逆比になっていれば、第１、第２ＦＢＧが同じように発熱し、第１ＦＢＧと第２ＦＢＧとの間で反射する光の波長が同じようにシフトする。従って、第１ＦＢＧを透過する光の量が増えたり、共振器における発振が不安定になることを抑制することができ、ファイバレーザ装置の光の出射を安定させることができる。
【００１１】
また、前記第１ＦＢＧの光の反射率は０.９９以上であり、前記第２ＦＢＧの光の反射率がＲとされる場合、前記第１ＦＢＧの光の吸収率：前記第２ＦＢＧの光の吸収率が、１：Ｒ１／２とされることが好ましい。
【００１２】
増幅用光ファイバが反射率の異なる２つのＦＢＧで挟まれてなる共振器では、増幅用光ファイバから見て反射率の高いＦＢＧ側は光の出射方向と逆側となる。従って、共振器から出射する光が反射率の高いＦＢＧ側から出射することを防止することを目的として、反射率の高いＦＢＧの反射率が９９％以上（０．９９以上）とされることがある。本発明者の検討の結果、第１ＦＢＧの反射率が９９％以上であれば、第１、第２ＦＢＧ間を共振する光のパワーを計算する際、第１ＦＢＧの反射率を１００％として計算しても然程誤差は無いことが分かった。そしてこのように第１、第２ＦＢＧ間を共振する光のパワーを計算すると、第１ＦＢＧに入射する光のパワーと第２ＦＢＧに入射する光のパワーの比がＲ１／２：１であることが見出された。そこで、第１ＦＢＧの光の反射率が０.９９以上である場合には、第２ＦＢＧの光の反射率をＲとして、上記のように第１、第２ＦＢＧの光の吸収率が規定されることで、第１、第２ＦＢＧを同じように発熱させることができ、ファイバレーザ装置の光の出射を安定させることができる。
【００１３】
なお、ＦＢＧが１００％の反射率で光を反射することはあり得ないことから、第１ＦＢＧの光の反射率が１００％よりも小さく、また、第２ＦＢＧは光を反射することからＲが０より大きいこと、及び、第２ＦＢＧの光の反射率は第１ＦＢＧの光の反射率よりも小さいことからＲが例えば０.９９よりも小さい（第１ＦＢＧの反射率が０.９９とされる場合）ことは、特に明言せずとも自明である。
【００１４】
また、前記励起光源から出射する励起光は、前記第１ＦＢＧを介して前記増幅用光ファイバに入射することが好ましい。
【００１５】
すなわち、第１ＦＢＧは、励起光の光路における励起光源と増幅用光ファイバとの間に配置される。本発明では、上記のように第１ＦＢＧと第２ＦＢＧとが同じように発熱することで、第１ＦＢＧを透過する光の量が増えることが防止されるので、このような励起光と第１ＦＢＧとの位置関係とされることにより、不要な光が第１ＦＢＧを透過して励起光源に入射することを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１６】
上記のようにして、本発明によれば、安定して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】第１ＦＢＧと第２ＦＢＧとの間を共振する光のパワーを示す図である。
【図４】第１ＦＢＧ及び第２ＦＢＧの光の反射波長と反射率との関係とを示す図である。
【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５０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１５と、光ファイバ１５に設けられる第１ＦＢＧ３０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１６と、光ファイバ１６に設けられる第２ＦＢＧ４０とを主な構成として備え、増幅用光ファイバ１０と第１ＦＢＧ３０と第２ＦＢＧ４０とで共振器が構成されている。
【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】
増幅用光ファイバ１０の一方側に接続される光ファイバ１５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１５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１５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。
【００２３】
また、光ファイバ１５のコアには、第１ＦＢＧ３０が設けられている。こうして第１ＦＢＧ３０は、増幅用光ファイバ１０の一方側に設けられている。第１ＦＢＧ３０は、光ファイバ１５の長手方向に沿って周期的に屈折率が高い部分と屈折率が低い部分とが繰り返されており、この周期が調整されることにより、第１ＦＢＧ３０が反射する波長が定められる。第１ＦＢＧ３０は、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。また、第１ＦＢＧ３０の反射率は、後述の第２ＦＢＧ４０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例えば９９％以上で反射する。例えば、上述のように活性元素がイッテルビウムである場合、第１ＦＢＧ３０は、波長が１０９０ｎｍの光を９９％以上の反射率で反射るよう構成される。
【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１６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１６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１６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１６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不図示のレーザ光出力部が接続される。
【００２５】
また、光ファイバ１６のコアには、第２ＦＢＧ４０が設けられている。こうして第２ＦＢＧ４０は、増幅用光ファイバ１０の他方側に設けられている。第２ＦＢＧ４０は、光ファイバ１６の長手方向に沿って一定の周期で屈折率が高い部分と屈折率が低い部分とが繰り返されており、第１ＦＢＧ３０が反射する光のうち少なくとも一部の波長の光を第１ＦＢＧ３０よりも低い反射率で反射するように構成される。第２ＦＢＧ４０は、第１ＦＢＧ３０が反射する光のうち少なくとも一部の波長の光を例えば５％〜５０％の反射率で反射する。
【００２６】
光ファイバ１７は、光ファイバ１６と同じ構成とされ、一方側に端部に光を熱に変換する終端部１８が設けられている。
【００２７】
光コンバイナ５０では、それぞれの光ファイバ２５のコアと光ファイバ１５の内側クラッドとが接続され、光ファイバ１６のコアと光ファイバ１５のコアが接続されている。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１５の内側クラッドを介して光学的に結合されており、増幅用光ファイバ１０のコア１１と光ファイバ１７のコアとは光ファイバ１５のコアを介して光学的に結合されている。
【００２８】
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１５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１ＦＢＧ３０により反射され、反射された光のうち第２ＦＢＧ４０が反射する波長の光が第２ＦＢＧ４０で反射されて、共振器内を往復する。そして、第１ＦＢＧ３０及び第２ＦＢＧ４０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て、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１ＦＢＧ３０と第２ＦＢＧ４０との間を共振する光のうち一部の光が第２ＦＢＧ４０を透過して、光ファイバ１６の端部から出射する。
【００２９】
なお、増幅用光ファイバ１０側から第１ＦＢＧ３０と透過する光の大部分は、光ファイバ１７を伝播して終端部１８で熱に変換されて消滅する。
【００３０】
ここで、第１ＦＢＧ３０、第２ＦＢＧ４０に入射するそれぞれの光のパワーについて説明する。
【００３１】
本説明では、第１ＦＢＧが反射すべき光の波長における第１ＦＢＧの反射率が０.９９以上（９９％以上）とされ、第２ＦＢＧが反射すべき光の波長における第２ＦＢＧ４０の反射率がＲ（Ｒ×１００％）とされる。なお、ＦＢＧが１００％の反射率で光を反射することはあり得ないことから、第１ＦＢＧの光の反射率は０．９９以上とされつつも１より小さい。また、第２ＦＢＧ４０は光を反射しなければならないことからＲは０より大きい。さらにＲは上記のように第１ＦＢＧ３０の反射率よりも小さく、例えば０．１（１０％）等とされる。また、第２ＦＢＧ４０を透過する光のパワーをＰとする。
【００３２】
なお、第１ＦＢＧ３０や第２ＦＢＧ４０で吸収される光により発熱が生じるものの、第１ＦＢＧ３０や第２ＦＢＧ４０に入射する光のパワーや第１ＦＢＧ３０や第２ＦＢＧ４０から出射する光のパワーや出射光のパワーと比べると、第１ＦＢＧ３０や第２ＦＢＧ４０で吸収される光のパワーは小さく、例えば、第１ＦＢＧ３０で吸収される光は第１ＦＢＧ３０に入射する光の０．１％未満であり、第２ＦＢＧ４０で吸収される光は第２ＦＢＧ４０に入射する光の０．１％未満である。従って、本例では、計算上第１ＦＢＧ３０や第２ＦＢＧ４０で吸収される光のパワーを無視し、また、第１ＦＢＧ３０の反射率を１として説明する。
【００３３】
まず、第１ＦＢＧ３０、増幅用光ファイバ１０、第２ＦＢＧ４０で構成される共振器内で光が安定して発振している状態で、図３に示すように第２ＦＢＧ４０にＰ／（１−Ｒ）のパワーの光が入射すると仮定する。この場合、上記のように第２ＦＢＧ４０の反射率がＲであり、第２ＦＢＧ４０を透過する光のパワーがＰであることから、第２ＦＢＧ４０が反射する光のパワーはＰＲ／（１−Ｒ）となる。
【００３４】
このパワーがＰＲ／（１−Ｒ）の光は、増幅用光ファイバ１０において増幅されて第１ＦＢＧ３０で反射されて、再び増幅用光ファイバ１０において増幅されて第２ＦＢＧ４０に入射する。共振器内で光が安定して発振している状態では、それぞれのＦＢＧに一定のパワーの光が入射していることから、この第２ＦＢＧ４０に再び入射する光のパワーは上記のように仮定されたＰ／（１−Ｒ）とされる必要がある。
【００３５】
従って、増幅用光ファイバを往復する間に光は１／Ｒ倍に増幅されることになる。本例では上記のように第１ＦＢＧ３０の反射率が１とみなされることを考慮すると、増幅用光ファイバを光が往復する間、光が第２ＦＢＧ４０から第１ＦＢＧ３０に伝播する間と、光が第１ＦＢＧ３０から第２ＦＢＧ４０に伝播する間で、増幅用光ファイバにおいて同じ比率で光は増幅される。従って、第２ＦＢＧ４０から第１ＦＢＧ３０に光が伝播する間、及び、第１ＦＢＧ３０から第２ＦＢＧ４０に光が伝播する間のそれぞれにおいて、光のパワーは１／Ｒ１／２倍に増幅されれば良いこととなる。従って、第１ＦＢＧ３０に入射する光のパワーはＰＲ／（１−Ｒ）×１／Ｒ１／２となる。
【００３６】
つまり、第１ＦＢＧ３０に入射する光のパワー：第２ＦＢＧ４０に入射する光のパワーは、Ｒ１／２：１となる。
【００３７】
ところで、ＦＢＧにおける光の吸収率が一定である場合、ＦＢＧで発生する熱量は入射する光のパワーに比例する。従って、第１ＦＢＧ３０と第２ＦＢＧ４０の光の吸収率が同じであると仮定すると、第１ＦＢＧ３０と第２ＦＢＧ４０とで発生する熱量は互いに異なる。そこで、本実施形態のファイバレーザ装置１においては、第１ＦＢＧ３０の光の吸収率と第２ＦＢＧ４０の光の吸収率の比が、第１ＦＢＧ３０に入射する光のパワーと第２ＦＢＧ４０に入射する光のパワーの比の逆数とされる。たとえば、上記のように、第１ＦＢＧ３０の光の反射率は０．９９以上であり、第２ＦＢＧ４０の光の反射率がＲとされる場合、第１ＦＢＧ３０の光の吸収率：第２ＦＢＧ４０の光の吸収率が１：Ｒ１／２とされれば、第１ＦＢＧ３０と第２ＦＢＧ４０とで発生する熱量は概ね同じとなり、第１ＦＢＧ３０と第２ＦＢＧ４０とが概ね同様に温度上昇する。例えば、第１ＦＢＧ３０の反射率が０．９９以上であり、第２ＦＢＧ４０の光の反射率が０．１である場合、第１ＦＢＧ３０の光の吸収率：第２ＦＢＧ４０の光の吸収率が概ね１：０．３２であれば良い。ただし、このような吸収率の比となるように第１ＦＢＧ３０及び第２ＦＢＧ４０を形成しようとしても、実際には２０％程度の製造ばらつきが発生する。従って、実際には製造ばらつきを含めると、第１ＦＢＧ３０の光の吸収率：第２ＦＢＧ４０の光の吸収率は１：０．２８〜１：０．３５の範囲となる。
【００３８】
第１ＦＢＧ３０の光の吸収率と第２ＦＢＧ４０の光の吸収率を調整するには、次の様に行えば良い。ＦＢＧの光の吸収率は、光ファイバのコアに形成されるガラスの欠陥の密度で定まり、欠陥の密度が高ければ吸収率が高い。ゲルマニウムが添加された光ファイバのコアに光を照射することで、上記のように周期的に屈折率が高い部分を形成され、ＦＢＧは形成される。このＦＢＧを形成する際における光の露光条件によって、上記の欠陥の密度が定まる。例えば、ＦＢＧを形成する際に照射する光の強度が大きな場合や、光を長時間にわたり照射する場合に、欠陥の密度が高くなる。従って、第１ＦＢＧ３０を形成する際には、第２ＦＢＧ４０を形成する際よりも強度の大きな光が照射されたり、長時間にわたり光が照射されたりする。この照射する光の強度や時間をコントロールすることで、第１ＦＢＧ３０と第２ＦＢＧ４０との吸収率を適切に定める。
【００３９】
次にＦＢＧの温度上昇とＦＢＧが反射する光の波長との関係について説明する。図４は、第１ＦＢＧ３０及び第２ＦＢＧ４０の光の反射波長と反射率との関係とを示す図である。
【００４０】
図４では、第１ＦＢＧ３０が常温で反射する光の波長帯域と反射率の関係を示すプロファイル３１、及び、第２ＦＢＧ４０が常温で反射する光の波長帯域と反射率の関係を示すプロファイル４１が実線で示されている。本例では、第２ＦＢＧ４０が反射する光の波長帯域は、第１ＦＢＧ３０が反射する光の波長帯域の一部とされている。そして、上記のように第１ＦＢＧ３０の温度が上昇すると、プロファイル３１は破線で示されるプロファイル３１aのように長波長側にシフトし、プロファイル３２は破線で示されるプロファイル３２aのように長波長側にシフトする。
【００４１】
このとき本実施形態のファイバレーザ装置１では、上記のように、第１ＦＢＧ３０と第２ＦＢＧ４０とが概ね同様に温度上昇するよう構成されているため、プロファイル３１ａとプロファイル４１aの相対的な関係はプロファイル３１とプロファイル４１の相対的な関係と概ね変わらない。従って、第１ＦＢＧ３０と第２ＦＢＧ４０との間を共振する光の波長は変わるものの第１ＦＢＧ３０と透過する光が増加したり、発振が不安定になることが抑制される。したがって、ファイバレーザ装置１は安定して光を出射することができる。
【００４２】
一方、第１ＦＢＧ３０と第２ＦＢＧ４０の温度上昇が異なる場合、温度上昇後において、第１ＦＢＧ３０が反射する光の波長帯域と反射率の関係を示すプロファイルと、第２ＦＢＧ４０が反射する光の波長帯域と反射率の関係を示すプロファイルとの相対的な関係が、プロファイル３１とプロファイル４１の相対的な関係と異なってしまう。例えば、第２ＦＢＧ４０の温度が第１ＦＢＧ３０の温度ほど上昇しない場合、プロファイル３１は破線で示されるプロファイル３１aのように長波長側にシフトし、プロファイル４１は点線で示されるプロファイル４１ｂのように長波長側にシフトする場合がある。このような場合、第１ＦＢＧ３０で反射し第２ＦＢＧ４０に入射する光の一部が反射されず、また、第２ＦＢＧ４０で反射し第１ＦＢＧ３０に入射する光の一部が反射されなくなる。従って、第１ＦＢＧ３０を透過する光が増加し、また、共振器における発振が不安定となる傾向が大きくなる。
【００４３】
このように本実施形態のファイバレーザ装置１によれば、第１ＦＢＧ３０の光の吸収率と第２ＦＢＧ４０の光の吸収率の比が第１ＦＢＧ３０に入射する光のパワーと第２ＦＢＧ４０に入射する光のパワーの比の逆数とされることで、第１ＦＢＧ３０を透過する光の量が増えたり、共振器における発振が不安定になったりすることを抑制することができ、ファイバレーザ装置１の光の出射を安定させることができる。
【００４４】
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。
【００４５】
例えば、上記実施形態のファイバレーザ装置１では、励起光源２０から出射する励起光が第１ＦＢＧ３０を介して増幅用光ファイバ１０に入射する構成とされたが、本発明はこれに限らず、例えば、励起光は、第２ＦＢＧ４０を介して増幅用光ファイバ１０に入射しても良く、或いは、第１ＦＢＧ３０と増幅用光ファイバ１０の間から増幅用光ファイバに入射しても良く、また或いは、第２ＦＢＧ４０と増幅用光ファイバ１０の間から増幅用光ファイバに入射しても良く、これらの組み合わせで増幅用光ファイバに入射しても良い。ただし、本発明では第１ＦＢＧ３０を透過する光の量が増えることが抑制されるので、上記実施形態のように励起光源２０から出射する励起光が第１ＦＢＧ３０を介して増幅用光ファイバ１０に入射する、すなわち、第１ＦＢＧ３０が励起光の光路における励起光源２０と増幅用光ファイバ１０との間に配置されることにより、不要な光が第１ＦＢＧを透過して励起光源に入射することを抑制することができる。
【００４６】
また、上記実施形態における第１ＦＢＧ３０および第２ＦＢＧ４０に入射する光のパワーを求める際、第１ＦＢＧが反射すべき光の波長における第１ＦＢＧの反射率が０.９９以上（９９％以上）とされ場合について説明したが、第１ＦＢＧ３０の光の反射率は０．９９以上で無くても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明のファイバレーザ装置１によれば、安定して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】
【００４８】
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
３０・・・第１ＦＢＧ
４０・・・第２ＦＢＧ
５０・・・光コンバイナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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