(57)【要約】【課題】光増幅器等において用いられ増幅用光ファイバから励起光源へのＡＳＥ光の入射を抑制することができて製造が容易な光学部品を提供する。【解決手段】光学部品１４Ａは、ガラス管４１、６本の光ファイバ４２１〜４２６、光ファイバ４３、光ファイバ４４および樹脂４５を備える。ガラス管４１は、第１端４１ａと第２端４１ｂとの間に貫通孔を有しており、その貫通孔の中に６本の光ファイバ４２１〜４２６および光ファイバ４３それぞれの被覆除去部が挿入されている。ガラス管４１の第１端４１ａの位置において、６本の光ファイバ４２１〜４２６は、光ファイバ４３の周囲を取り囲むように細密構造で配置されていて、光ファイバ４４の端面は、６本の光ファイバ４２１〜４２６，光ファイバ４３およびガラス管４１それぞれの端面と融着接続されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端と第２端との間に貫通孔を有するガラス管と、このガラス管の貫通孔に挿入された複数本の第１光ファイバと、これら複数本の第１光ファイバに含まれる特定の第１光ファイバに対して端面でコア同士が光学的に結合された第２光ファイバと、を備え、
前記ガラス管の第１端の位置において、前記第２光ファイバの端面が前記複数本の第１光ファイバおよび前記ガラス管それぞれの端面と接続され、
前記ガラス管の第１端を含む長手方向に沿った第１範囲において、前記複数本の第１光ファイバの束の周囲が前記ガラス管の内壁面に接して、前記複数本の第１光ファイバの相対的位置関係が固定されており、
前記ガラス管の第２端を含む長手方向に沿った第２範囲において、前記複数本の第１光ファイバと前記ガラス管との間に間隙が設けられている、
ことを特徴とする光学部品。
【請求項２】
前記特定の第１光ファイバがシングルモード光ファイバであり、前記複数本の第１光ファイバのうち前記特定の第１光ファイバ以外のものがマルチモード光ファイバである、ことを特徴とする請求項１記載の光学部品。
【請求項３】
前記ガラス管の第１端の位置において、前記複数本の第１光ファイバのうち前記特定の第１光ファイバ以外のものが前記特定の第１光ファイバの周囲を取り囲んでいる、ことを特徴とする請求項１記載の光学部品。
【請求項４】
前記第２範囲において、前記複数本の第１光ファイバと前記ガラス管との間に樹脂が充填されている、ことを特徴とする請求項１記載の光学部品。
【請求項５】
前記複数本の第１光ファイバのうち前記特定の第１光ファイバ以外のものが、
コアを有しないコアレスファイバであり、
前記第２光ファイバと接続された端面とは異なる端面に、コアを有する他の光ファイバが接続されている、
ことを特徴とする請求項１記載の光学部品。
【請求項６】
前記第１範囲に含まれる一定範囲において、前記ガラス管の第１端に近いほど前記ガラス管の外径が細くなっている、ことを特徴とする請求項１記載の光学部品。
【請求項７】
前記第２光ファイバの長手方向に沿った一定範囲において、前記ガラス管の第１端から遠いほど前記第２光ファイバの外径が細くなっている、ことを特徴とする請求項１記載の光学部品。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか１項に記載の光学部品と、励起光を出力する励起光源部と、を備え、
前記光学部品に含まれる前記第２光ファイバまたはこれに接続される他の光ファイバが増幅用光ファイバであり、
前記励起光源部から出力された励起光を、前記光学部品に含まれる前記複数本の第１光ファイバのうち前記特定の第１光ファイバ以外のものを経て、前記増幅用光ファイバに導入し、
光増幅されるべき被増幅光を前記特定の第１光ファイバおよび前記増幅用光ファイバにより伝搬させて、この被増幅光を前記増幅用光ファイバにおいて光増幅する、
ことを特徴とする光増幅器。
【請求項９】
前記光学部品に含まれる前記ガラス管の第２端から放射される光を検出する光検出器を更に備えることを特徴とする請求項８記載の光増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバを含んで構成される光学部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光増幅器またはレーザ発振器として、Ｅｒ元素やＹｂ元素などの希土類元素が添加された増幅用光ファイバを用い、この増幅用光ファイバに励起光を供給して希土類元素を励起し、これにより光増幅またはレーザ発振をするものが知られている。また、このような光増幅器またはレーザ発振器において、励起光源から出力された励起光を増幅用光ファイバに導入するための光学部品として、特許文献１に開示されたものが知られている。
【０００３】
この特許文献１に開示された光学部品は、励起光源から出力された励起光を増幅用光ファイバに導入するために、特殊な構造を有する１本の光ファイバを用いている。すなわち、この光ファイバは、増幅用光ファイバへ励起光を出射する端部の側のテーパ部において、外径がテーパ状とされていて、増幅用光ファイバに近いほど外径が細くなっている。また、この光ファイバは、励起光源からの励起光が入射される端部の側の分離領域において、光を導波するコアと、そのコア領域を取り囲み多数の細孔を含む多孔構造とされたエアクラッドと、このエアクラッドを取り囲むサポート層とを有する。
【０００４】
特許文献１に開示された光学部品を含んで構成される光増幅器では、励起光源から出力された励起光は、光学部品の分離領域のコアおよびテーパ部を導波して増幅用光ファイバに導入され、増幅用光ファイバに添加されている希土類元素を励起する。このとき、増幅用光ファイバにおいてＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）光が発生する。このＡＳＥ光の一部は、光学部品のテーパ部および分離領域のサポート層を導波して、外部へ放射される。したがって、励起光源に入射するＡＳＥ光のパワーが低減され、これにより、励起光源が保護される。
【特許文献１】特開２００４−３４１３４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された光学部品は、特殊な構造を有することから、製造が困難である。本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、光増幅器等において用いられ増幅用光ファイバから励起光源へのＡＳＥ光の入射を抑制することができて製造が容易な光学部品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】
【０００６】
本発明に係る光学部品は、(1) 第１端と第２端との間に貫通孔を有するガラス管と、このガラス管の貫通孔に挿入された複数本の第１光ファイバと、これら複数本の第１光ファイバに含まれる特定の第１光ファイバに対して端面でコア同士が光学的に結合された第２光ファイバと、を備え、(2) ガラス管の第１端の位置において、第２光ファイバの端面が複数本の第１光ファイバおよびガラス管それぞれの端面と接続され、(3) ガラス管の第１端を含む長手方向に沿った第１範囲において、複数本の第１光ファイバの束の周囲がガラス管の内壁面に接して、複数本の第１光ファイバの相対的位置関係が固定されており、(4) ガラス管の第２端を含む長手方向に沿った第２範囲において、複数本の第１光ファイバとガラス管との間に間隙が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
この光学部品は例えば光増幅器において用いられる。その場合、光学部品に含まれる第２光ファイバは、増幅用光ファイバに接続され、或いは、それ自体が増幅用光ファイバであってもよい。被増幅光は、複数本の第１光ファイバに含まれる特定の第１光ファイバを経て、さらに第２光ファイバを経て、増幅用光ファイバに導入される。また、励起光源部から出力された励起光は、複数本の第１光ファイバのうち特定の第１光ファイバ以外のものを経て、さらに第２光ファイバを経て、増幅用光ファイバに導入される。そして、増幅用光ファイバにおいて被増幅光が光増幅されるが、そのときに、増幅用光ファイバにおいてＡＳＥ光も発生する。そのうち光学部品に向かって進むＡＳＥ光は、第２光ファイバを経て、ガラス管の第１端においてガラス管および複数本の第１光ファイバの端面に入射する。ガラス管の端面に入射したＡＳＥ光は、複数本の第１光ファイバに戻ることなく、そのまま又は樹脂等の媒質を通じて外部へ放射さる。このことから、励起光源部へのＡＳＥ光の入射が抑制されて、励起光源部の寿命や信頼性の向上が図られる。
【０００８】
本発明に係る光学部品では、特定の第１光ファイバがシングルモード光ファイバであり、複数本の第１光ファイバのうち特定の第１光ファイバ以外のものがマルチモード光ファイバであるのが好適である。この場合、この光学部品は、光増幅器において用いられる上で好ましい。
【０００９】
本発明に係る光学部品では、ガラス管の第１端の位置において、複数本の第１光ファイバのうち特定の第１光ファイバ以外のものが特定の第１光ファイバの周囲を取り囲んでいるのが好適である。この場合、特定の第１光ファイバおよび第２光ファイバそれぞれのコアを互いに光学的に結合する上で好ましい。
【００１０】
本発明に係る光学部品では、第２範囲において、複数本の第１光ファイバとガラス管との間に樹脂が充填されているのが好適である。樹脂が充填されることで、光学部品は補強され得る。ここで、充填される樹脂は、励起光およびＡＳＥ光それぞれの波長において透明であるのが好ましい。また、樹脂の屈折率がガラス管の屈折率とほぼ同じ又は高いと、ガラス管の第２端だけでなく樹脂からもＡＳＥ光が外部へ放射されるので、より好ましい。
【００１１】
本発明に係る光学部品では、複数本の第１光ファイバのうち特定の第１光ファイバ以外のものが、コアを有しないコアレスファイバであり、第２光ファイバと接続された端面とは異なる端面に、コアを有する他の光ファイバが接続されているのが好適である。ここで、コアレスファイバと接続される「他の光ファイバ」は増幅用光ファイバであってもよい。
【００１２】
本発明に係る光学部品では、第１範囲に含まれる一定範囲において、ガラス管の第１端に近いほどガラス管の外径が細くなっているのが好適である。
【００１３】
本発明に係る光学部品では、第２光ファイバの長手方向に沿った一定範囲において、ガラス管の第１端から遠いほど第２光ファイバの外径が細くなっているのが好適である。
【００１４】
本発明に係る光増幅器は、(1) 上記の本発明に係る光学部品と、励起光を出力する励起光源部と、を備え、(2) 光学部品に含まれる第２光ファイバまたはこれに接続される他の光ファイバが増幅用光ファイバであり、(3) 励起光源部から出力された励起光を、光学部品に含まれる複数本の第１光ファイバのうち特定の第１光ファイバ以外のものを経て、増幅用光ファイバに導入し、(4) 光増幅されるべき被増幅光を特定の第１光ファイバおよび増幅用光ファイバにより伝搬させて、この被増幅光を増幅用光ファイバにおいて光増幅することを特徴とする。本発明に係る光増幅器は、光学部品に含まれるガラス管の第２端から放射される光を検出する光検出器を更に備えるのが好適である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る光学部品は、光増幅器等において用いられ増幅用光ファイバから励起光源へのＡＳＥ光の入射を抑制することができ、容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一または同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１７】
図１は、本実施形態に係る光増幅器１０を含むＭＯＰＡ光源装置１の構成図である。この図に示されるＭＯＰＡ（Master Oscillator Power Amplifier）光源装置１は、光増幅器１０，種光源２０および光アイソレータ３０を備え、種光源２０から出力されて光アイソレータ３０を経た種光を光増幅器１０において光増幅し、その光増幅した光を出力するものである。
【００１８】
光増幅器１０は、６個の励起光源１１１〜１１６、６本の光ファイバ１２１〜１２６、光ファイバ１３、光学部品１４および増幅用光ファイバ１５を備える。光ファイバ１２ｎの一端は励起光源１１ｎの光出射端に接続されており、光ファイバ１２ｎの他端は光学部品１４の光入射端に接続されている。なお、ｎは１以上６以下の任意の整数である。光ファイバ１３の一端は光アイソレータ３０の光出射端に接続されており、光ファイバ１３の他端は光学部品１４の光入射端に接続されている。また、増幅用光ファイバ１５の一端は光学部品１４の光出射端に接続されており、増幅用光ファイバ１５の他端は光増幅器１０の光出射端とされている。
【００１９】
増幅用光ファイバ１５は、Ｅｒ元素やＹｂ元素などの希土類元素が添加された石英ガラスからなる光ファイバであり、添加されている希土類元素を励起し得る波長の励起光が供給されることで、利得を有する波長帯域に含まれる波長の被増幅光を光増幅することができる。この増幅用光ファイバ１５は、いわゆるダブルクラッド構造のものであって、コア，内側クラッドおよび外側クラッドを有し、被増幅光をコアに閉じ込めて導波させることができるとともに、励起光をコアおよび内側クラッドに閉じ込めて導波させることができる。
【００２０】
６個の励起光源１１１〜１１６は、増幅用光ファイバ１５に添加されている希土類元素を励起し得る波長の励起光を出力するものであり、好適にはレーザダイオードを含む。光ファイバ１２ｎは、励起光源１１ｎから出力された励起光を一端に入力し、その励起光を光学部品１４へ向けて導波させる。光ファイバ１３は、種光源２０から出力され光アイソレータ３０を通過した種光を一端に入力し、その種光を光学部品１４へ向けて導波させる。
【００２１】
光学部品１４は、６本の光ファイバ１２１〜１２６それぞれにより導波されて到達した励起光を入力するとともに、光ファイバ１３により導波されて到達した種光を入力して、これら励起光および種光を増幅用光ファイバ１５へ出力する。そして、増幅用光ファイバ１５は、励起光および種光（被増幅光）を入力し、励起光により励起され、種光を光増幅して、この光増幅した光を出力する。
【００２２】
このＭＯＰＡ光源装置１では、種光源２０から出力された種光は、光アイソレータ３０を経て光増幅器１０に入力される。光増幅器１０では、励起光源１１ｎから出力された励起光は、光ファイバ１２ｎより伝搬され、光学部品１４を経て、増幅用光ファイバ１５に入力される。また、光アイソレータ３０から出力されて光増幅器１０に入力された種光は、光ファイバ１３により伝搬され、光学部品１４を経て、増幅用光ファイバ１５に入力される。そして、この増幅用光ファイバ１５において種光が光増幅されて、その光増幅された後の光が光増幅器１０の出力となる。
【００２３】
図２は、本実施形態に係る光学部品１４の縦断面図である。この図に示される光学部品１４は、ガラス管４１、６本の光ファイバ４２１〜４２６、光ファイバ４３、光ファイバ４４、樹脂４５、樹脂４６、樹脂４７、樹脂４８および保護管４９を備える。
【００２４】
６本の光ファイバ４２１〜４２６、光ファイバ４３および光ファイバ４４それぞれの一端側は、保護管４９の中に配置されていて、各々の一端から一定範囲において被覆層が除去されてガラスが露出している。保護管４９の一方の端部において、６本の光ファイバ４２１〜４２６および光ファイバ４３それぞれは被覆層が残されたままの状態とされていて、これら光ファイバと保護管４９との間に樹脂４６が充填されている。また、保護管４９の他方の端部において、光ファイバ４４は被覆層が残されたままの状態とされていて、光ファイバ４４と保護管４９との間に樹脂４７が充填されている。
【００２５】
光ファイバ４４の一端は、保護管４９の内部空間において、ガラス管４１，６本の光ファイバ４２１〜４２６および光ファイバ４３それぞれの一端と接続されている。光ファイバ４４および光ファイバ４３それぞれのコアは互いに光学的に結合されている。その接続部から一定範囲の６本の光ファイバ４２１〜４２６および光ファイバ４３は、ガラス管４１の貫通孔に挿入されている。６本の光ファイバ４２１〜４２６および光ファイバ４３とガラス管４１との間に樹脂４５が挿入されている。また、保護管４９の内部空間には樹脂４８が充填されており、この樹脂を内部空間に注入するための孔部４９ａ，４９ｂが保護管４９に設けられている。
【００２６】
光ファイバ４２ｎの他端は光ファイバ１２ｎと接続されている。光ファイバ４３の他端は光ファイバ１３と接続されている。また、光ファイバ４４の他端は光ファイバ１５と接続されている。なお、光ファイバ４２ｎおよび光ファイバ１２ｎは一連長の光ファイバであってもよい。光ファイバ４３および光ファイバ１３は一連長の光ファイバであってもよい。また、光ファイバ４４および光ファイバ１５は一連長の光ファイバであってもよい。
【００２７】
このように構成される光学部品１４が光増幅器１０において用いられることで、励起光源１１ｎから出力された励起光は、光ファイバ１２ｎ，光ファイバ４２ｎおよび光ファイバ４４を経て、増幅用光ファイバ１５に供給される。このように、複数（本実施形態では６台）の励起光源を用いて高パワーの励起光を増幅用光ファイバ１５に導入することができる。また、種光源２０から出力され光アイソレータ３０を通過した種光は、光ファイバ１３，光ファイバ４３および光ファイバ４４を経て、増幅用光ファイバ１５に導入される。そして、励起光により励起された増幅用光ファイバ１５において種光が光増幅される。
【００２８】
増幅用光ファイバ１５に励起光が導入されることで、増幅用光ファイバ１５においてＡＳＥ光が発生する。そのうち光学部品１４に向かって進むＡＳＥ光は、光ファイバ４４を経て、ガラス管４１の第１端において、ガラス管４１，６本の光ファイバ４２１〜４２６および光ファイバ４３の端面に入射する。ガラス管４１の端面に入射したＡＳＥ光は、光ファイバ４２１〜４２６に戻ることなく、そのまま又は樹脂を通じて外部へ放射され、低屈折率層部分に戻ってきたものもより屈折率の高い樹脂層を通じて外部に放射される。このことから、励起光源１１１〜１１６へのＡＳＥ光の入射が抑制されて、励起光源１１１〜１１６の寿命や信頼性の向上が図られる。
【００２９】
また、この光学部品１４では、６本の光ファイバ４２１〜４２６、光ファイバ４３および光ファイバ４４それぞれの被覆除去部は、保護管４９内に入れられて、樹脂４６，４７により封止されていることにより、外力や湿気から保護される。なお、この保護管４９は、これらの光ファイバの熱膨張係数と略等しい熱膨張係数を有する材料からなるのが好ましく、また、これらの光ファイバの材料と同じ石英ガラスからなるのが好ましい。
【００３０】
また、保護管４９内に樹脂４８が充填されていることによっても、６本の光ファイバ４２１〜４２６、光ファイバ４３および光ファイバ４４それぞれの被覆除去部は、振動や湿気から保護される。なお、この樹脂４８は、光ファイバのクラッドの屈折率より低い屈折率を有するのが好ましく、紫外線照射により硬化する樹脂であるのが好適である。この場合、保護管４９は透明ガラスからなるのが好適である。すなわち、保護管４９の孔部４９ａ，４９ｂにより樹脂を保護管４９の内部空間に注入した後、外部からの紫外光が保護管４９を透過して樹脂に照射され、これにより樹脂を硬化させることができる。
【００３１】
次に、本実施形態に係る光学部品１４の要部について変形例を含めて更に詳細に説明する。以下の実施形態の光学部品１４Ａ〜１４Ｅの説明においては、図２中のガラス管４１、光ファイバ光ファイバ４２１〜４２６、光ファイバ４３、光ファイバ４４および樹脂４５それぞれに相当するものを含む部分を要部として説明し、その他の樹脂４６〜４８および保護管４９それぞれに相当するものについては説明を省略する。
【００３２】
図３は、本実施形態に係る光学部品１４の第１構成例としての光学部品１４Ａを示す断面図である。同図（ａ）は縦断面図であり、同図（ｂ）〜（ｄ）は横断面図である。この図に示されるように、光学部品１４Ａは、ガラス管４１、６本の光ファイバ（第１光ファイバ）４２１〜４２６、光ファイバ（特定の第１光ファイバ）４３、光ファイバ（第２光ファイバ）４４および樹脂４５を備える。
【００３３】
６本の光ファイバ４２１〜４２６それぞれは、コア４２ａおよびクラッド４２ｂを有していて（同図（ｂ）,（ｃ））、励起光をコア４２ａに閉じ込めてマルチモードで導波させることができる。具体的には、コア４２ａの外径は１０５μｍであり、クラッド４２ｂの外径は１２５μｍであり、コア４２ａは純石英ガラスからなり、クラッド４２ｂはフッ素元素が添加された石英ガラスからなる。
【００３４】
光ファイバ４３は、コア４３ａおよびクラッド４３ｂを有していて（同図（ｂ）,（ｃ））、種光（被増幅光）をコア４３ａに閉じ込めてシングルモードで導波させることができる。具体的には、コア４３ａの外径は約６μｍであり、クラッド４３ｂの外径は１２５μｍであり、コア４３ａはＧｅＯ２が添加された石英ガラスからなり、クラッド４３ｂは純石英ガラスからなる。
【００３５】
光ファイバ４４は、コア４４ａおよび内側クラッド４４ｂを有しており（同図（ｄ））、また、内側クラッド４４ｂの周囲の被覆層が外側クラッドとして作用して、励起光をコア４４ａおよび内側クラッド４４ｂに閉じ込めてマルチモードで導波させることができ、また、種光（被増幅光）をコア４４ａに閉じ込めてシングルモードで導波させることができる。具体的には、コア４４ａの外径は２０μｍであり、クラッド４４ｂの外径は４００μｍであり、コア４４ａはＧｅＯ２が添加された石英ガラスからなり、クラッド４４ｂは純石英ガラスからなる。光ファイバ４４のコア４４ａは、光ファイバ４３のコア４３ａと光学的に結合されている。
【００３６】
ガラス管４１は、第１端４１ａ（光ファイバ４４が接続される側）と第２端４１ｂとの間に貫通孔を有しており、その貫通孔の中に６本の光ファイバ４２１〜４２６および光ファイバ４３それぞれの被覆除去部が挿入されている。具体的には、ガラス管４１は、石英ガラスからなり、第２端４１ｂの位置において外径が約６００μｍであり内径が約５００μｍである。なお、同図（ｂ）は第２端４１ｂ近傍の横断面図を示し、同図（ｃ）は第１端４１ａ近傍の横断面図を示している。
【００３７】
ガラス管４１の第１端４１ａの位置において、６本の光ファイバ４２１〜４２６は、光ファイバ４３の周囲を取り囲むように細密構造で配置されている（同図（ｃ））。そして、ガラス管４１の第１端４１ａの位置において、光ファイバ４４の端面は、６本の光ファイバ４２１〜４２６，光ファイバ４３およびガラス管４１それぞれの端面と融着接続されている。
【００３８】
ガラス管４１の第１端４１ａを含む長手方向に沿った第１範囲４１ｃにおいて、６本の光ファイバ４２１〜４２６および光ファイバ４３の束の周囲はガラス管４１の内壁面に接して、これらの光ファイバの相対的位置関係は固定されている（同図（ｃ））。
【００３９】
ガラス管４１の第２端４１ｂを含む長手方向に沿った第２範囲４１ｄにおいて、６本の光ファイバ４２１〜４２６および光ファイバ４３とガラス管４１との間に間隙が設けられている。この間隙は、真空であってもよいが、他の媒質が設けられていてもよく、例えば、好適には樹脂４５である（同図（ｂ））が、不活性ガスや空気などの気体であってもよく、マッチングオイル等の液体であってもよい。
【００４０】
また、ガラス管４１の第２端４１ｂの端面には、増幅用光ファイバ１５で発生する蛍光の波長において反射率を低減する反射低減膜が形成されているのが好ましい。このようにすることにより、増幅用光ファイバ１５で発生しガラス管４１の第１端４１ａに入力されたＡＳＥ光は、ガラス管４１の第２端４１ｂから外部へ効率よく放射される。
【００４１】
図４は、光学部品１４Ａの製造工程を説明する図である。この図には、ガラス管４１、光ファイバ４２１〜４２６および光ファイバ４３について製造工程が示されている。初めに、同図（ａ）に示されるように、光ファイバ４３の周囲を取り囲むように６本の光ファイバ４２１〜４２６が配置されて、これら７本の光ファイバ４２１〜４２６，４３の束がガラス管４１Ａの内部に挿入され、この状態でガラス管４１Ａの両端が保持具９１，９２により保持される。このとき用いられるガラス管４１Ａは、外径（約６００μｍ）および内径（約５００μｍ）それぞれが軸方向に沿って略一様である。また、このとき、７本の光ファイバ４２１〜４２６，４３には張力が加えられない。
【００４２】
続いて、同図（ｂ）に示されるように、ガラス管４１Ａの中央領域が加熱され、その加熱された中央領域が表面張力により収縮する。このときの加熱は、例えば、炭酸ガスレーザ光源から出力される波長１０.６μｍのレーザ光、放電、マイクロバーナなどが用いられる。これにより、中央領域が収縮したガラス管４１Ｂの該中央領域において、７本の光ファイバ４２１〜４２６，４３の束の周囲はガラス管４１Ｂの内壁面に接し、さらに、両者間に空洞部が無くなって、これらの光ファイバの相対的位置関係は固定される。
【００４３】
そして、同図（ｃ）に示されるように、ガラス管４１Ｂの中央領域の中央で切断される。これにより、ガラス管４１，光ファイバ４２１〜４２６および光ファイバ４３からなる半成品が２組できる。その後、その切断面が研磨されて、その切断面に光ファイバ４４が融着接続される。また、７本の光ファイバとガラス管４１との間に樹脂４５が充填される。このように光学部品１４Ａは容易に製造され得る。
【００４４】
なお、ガラス管４１の第２端４１ｂの端面に反射低減膜が形成されたものとする場合には、同図（ａ）の工程の際に用意されるガラス管４１Ａの両端面に反射低減膜が形成されているのが好ましい。後の同図（ｂ）の工程においてガラス管４１Ａの中央領域が加熱されるが、ガラスの熱伝導率が悪いので、ガラス管４１Ａの両端面に形成された反射低減膜が熱によって悪影響を受けることはない。
【００４５】
仮に、同図（ｂ）または（ｂ）の工程の後に反射低減膜を形成しようとすると、７本の光ファイバとともに真空蒸着装置等の製膜装置に入れる必要があるが、そのような工程は、面倒であり、また、光ファイバに付着した埃や塵をも製膜装置に入れることになる。さらに、光ファイバの樹脂被覆から製膜装置内の真空中へガスが放出されるので、信頼性が高い製膜を行うことが困難である。
【００４６】
このようにして製造される光学部品１４Ａでは、ガラス管４１の第１端４１ａ（光ファイバ４４が接続される側）の近傍において、図３（ｃ）に示されるような断面構造となる。加熱されて表面張力により収縮したガラス管４１は、７本の光ファイバ４２１〜４２６，４３の束との間の隙間を埋めるように収縮する。
【００４７】
また、７本の光ファイバ４２１〜４２６，４３それぞれの外形は、円形から変形する場合がある。中央にある光ファイバ４３の外形は六角形状に変形し、この光ファイバ４３のコア部分も影響を受けるものの、対称に力を受けることから、伝搬モードへの影響はほとんどない。周囲の６本の光ファイバ４２１〜４２６は、非対称な変形を受けるものの、マルチモードファイバであるので、損失の増加などの影響は生じない。
【００４８】
この状態では、ガラス管４１は加熱・収縮しただけのものであり、その断面積は加熱前の７本の光ファイバ及びガラス管４１Ａの断面積の合計と等しく、その断面積は軸方向に沿って一様である。このときの外径は約４７０μｍである。また、ガラス管４１が純石英ガラスからなり、６本の光ファイバ４２１〜４２６それぞれのクラッドがフッ素元素添加の石英ガラスからなるとすれば、ガラス管４１と６本の光ファイバ４２１〜４２６との間では、光は互いに分離されて導波され得る。この励起光が閉じこめられている領域の最大の径は約３５０μｍである。
【００４９】
７本の光ファイバ４２１〜４２６，４３と光ファイバ４４とを融着接続したとき、光ファイバ４３および光ファイバ４４それぞれのモードフィールド径が相違することから、被増幅光の結合効率は３０〜４０％程度であるが、光ファイバ４３のコアを熱拡散により拡大させることで結合効率を７０％以上まで改善することもできる。また、７本の光ファイバ４２１〜４２６，４３の束の外径は光ファイバ４４の外径より大きいものの、６本の光ファイバ４２１〜４２６において励起光の閉じこめられている領域の外径は、これよりも狭く、６本の光ファイバ４２１〜４２６それぞれは９０〜９５％の効率で励起光を光ファイバ４４へ結合することができる。
【００５０】
なお、ガラス管４１の収縮していない部分にできる空隙に充填される樹脂４５は、石英ガラスの屈折率と略同じ又はそれより大きい屈折率を有するのが好ましい。その充填の際には、内部に未充填部分が残らないように、ガラス管４１の中心付近に設けられた穴から樹脂が注入されるのが好ましい。
【００５１】
図５は、本実施形態に係る光学部品１４の第２構成例としての光学部品１４Ｂを示す断面図である。同図（ａ）は縦断面図であり、同図（ｂ）〜（ｄ）は横断面図である。この図に示されるように、光学部品１４Ｂは、ガラス管４１、６本の光ファイバ（第１光ファイバ）４２１〜４２６、光ファイバ（特定の第１光ファイバ）４３、光ファイバ（第２光ファイバ）４４および樹脂４５を備える。
【００５２】
前に図３に示された第１構成例の光学部品１４Ａと比較すると、この図５に示される第２構成例の光学部品１４Ｂは、ガラス管４１の第１端４１ａ（光ファイバ４４が接続される側）の位置においてガラス管４１および光ファイバ４４それぞれの外径が互いに略等しい点で相違する。
【００５３】
このような光学部品１４Ｂを製造するには、前に図４に示された製造工程において、予めガラス管を加熱・延伸して外径約４６０μｍで肉厚２０〜３０μｍに引き延ばしたものをガラス管４１Ａとして用いて、図４（ａ）〜（ｃ）で説明した工程に従って製造すればよい。このようにすることにより、ガラス管４１の第１端４１ａにおける断面（図５（ｃ））の外径は、約４００μｍとなって、光ファイバ４４の断面（図５（ｄ））の外径と略等しくなる。ガラス管４１の第２端４１ｂ近傍の断面（図５（ｂ））は、第１構成例と略同様であるが、ガラス管４１の内径および外径が小さくなる。
【００５４】
この光学部品１４Ｂでは、ガラス管４１の第１端４１ａにおける外径が光ファイバ４４の外径と略等しいので、両者を融着接続する際に、光ファイバ４３および光ファイバ４４それぞれのコアの軸を互いに一致させ易い。また、製造された光学部品１４Ｂにおいて、光ファイバ４３および光ファイバ４４の間の種光の結合効率の向上が図られる。さらに、ガラス管４１の端面に入射するＡＳＥ光の割合が多くなり、励起光源１１１〜１１６へ入射するＡＳＥ光が少なくなるので、この点でも好都合である。
【００５５】
図６は、本実施形態に係る光学部品１４の第３構成例としての光学部品１４Ｃを示す断面図である。同図（ａ）は縦断面図であり、同図（ｂ）〜（ｅ）は横断面図である。この図に示されるように、光学部品１４Ｃは、ガラス管４１、６本の光ファイバ（第１光ファイバ）４２１〜４２６、光ファイバ（特定の第１光ファイバ）４３、光ファイバ（第２光ファイバ）４４および樹脂４５を備える。
【００５６】
前に図５に示された第２構成例の光学部品１４Ｂと比較すると、この図６に示される第３構成例の光学部品１４Ｃは、６本の光ファイバ４２１〜４２６それぞれがコアを有しないコアレスファイバである点で相違する。これら光ファイバ４２１〜４２６それぞれは純石英ガラスからなる。また、光ファイバ４２ｎの他端は、コアを有する他の光ファイバ（例えば光ファイバ１２ｎ）と接続される。
【００５７】
同図（ｂ）は、７本の光ファイバ１２１〜１２６，１３の横断面図である。同図（ｃ）は、ガラス管４１の第２端４１ｂ近傍の横断面図である。同図（ｄ）は、ガラス管４１の第１端４１ａ近傍の横断面図である。また、同図（ｅ）は、光ファイバ４４の横断面図である。
【００５８】
このような光学部品１４Ｃは、６本の光ファイバ４２１〜４２６それぞれとしてコアレスファイバを用いて、前述の光学部品１４Ｂと同様にして製造することができる。
【００５９】
この光学部品１４Ｃでは、ガラス管４１の第１端４１ａ近傍においては、光ファイバ４３のコア４３ａが高屈折率であるのに対して、光ファイバ４３のクラッド４３ｂ，光ファイバ４２１〜４２６およびガラス管４１が低屈折率である。また、ガラス管４１の第２端４１ｂ近傍においては、光ファイバ４３のコア４３ａが高屈折率であるのに対して、光ファイバ４３のクラッド４３ｂ，光ファイバ４２１〜４２６，ガラス管４１および樹脂４５が低屈折率である。すなわち、横断面を全体として見れば、高屈折率のコア４３ａに対して、非常に大面積の低屈折率のクラッドが存在することになり、その面積比は第１端４１ａ側より第２端４１ｂ側で大きい。
【００６０】
したがって、この光学部品１４Ｃでは、ＡＳＥのより低ＮＡの成分も光ファイバ４２１〜４２６に閉じ込められることないので、ガラス管４１の第２端４１ｂ側で多くのＡＳＥ光が空間へ放射され、励起光源１１１〜１１６へ入射するＡＳＥ光が更に少なくなる
図７は、本実施形態に係る光学部品１４の第４構成例としての光学部品１４Ｄを示す断面図である。同図（ａ）は縦断面図であり、同図（ｂ）〜（ｆ）は横断面図である。この図に示されるように、光学部品１４Ｄは、ガラス管４１、６本の光ファイバ（第１光ファイバ）４２１〜４２６、光ファイバ（特定の第１光ファイバ）４３、光ファイバ（第２光ファイバ）４４および樹脂４５を備える。
【００６１】
前に図６に示された第３構成例の光学部品１４Ｃと比較すると、この図７に示される第４構成例の光学部品１４Ｄは、６本の光ファイバ４２１〜４２６および光ファイバ４３の束の周囲がガラス管４１の内壁面に接している第１範囲４１ｃに含まれる一定範囲において、ガラス管４１の第１端４１ａに近いほどガラス管４１の外径が細くなっている点で相違する。
【００６２】
同図（ｂ）は、７本の光ファイバ１２１〜１２６，１３の横断面図である。同図（ｃ）は、ガラス管４１の第２端４１ｂ近傍の横断面図である。同図（ｄ）は、ガラス管４１の第１範囲４１ｃ中の太径部の横断面図である。同図（ｅ）は、ガラス管４１の第１範囲４１ｃ中の細径部の横断面図である。また、同図（ｆ）は、光ファイバ４４の横断面図である。
【００６３】
このような光学部品１４Ｄは、６本の光ファイバ４２１〜４２６それぞれとしてコアレスファイバを用い、図４（ｂ）で説明した工程においてガラス管４１を加熱して収縮し更に延伸して、その延伸後のガラス管４１の外径を光ファイバ４４の外径と等しくすることで製造することができる。図中、コアレスファイバとシングルモードファイバのクラッド部とガラス管との境界を便宜上、実線で示してあるが、実際は融着によってそれらの境界は存在しない。
【００６４】
この光学部品１４Ｄでは、より細い光ファイバ４４を用いることができる。例えば、光ファイバ４４のコア４４ａの外径は２５μｍであり、クラッド４４ｂの外径が２５０μｍであり、この場合に、励起光の結合効率は８０％以上が得られ、また、信号光の結合効率は少なくとも３０％程度が得られる。
【００６５】
図８は、本実施形態に係る光学部品１４の第５構成例としての光学部品１４Ｅを示す断面図である。同図（ａ）は縦断面図であり、同図（ｂ）〜（ｇ）は横断面図である。この図に示されるように、光学部品１４Ｅは、ガラス管４１、６本の光ファイバ（第１光ファイバ）４２１〜４２６、光ファイバ（特定の第１光ファイバ）４３、光ファイバ（第２光ファイバ）４４および樹脂４５を備える。
【００６６】
前に図６に示された第３構成例の光学部品１４Ｃと比較すると、この図８に示される第５構成例の光学部品１４Ｅは、光ファイバ４４の長手方向に沿った一定範囲において、ガラス管４１の第１端４１ａから遠いほど光ファイバ４４の外径が細くなっている点で相違する。
【００６７】
同図（ｂ）は、７本の光ファイバ１２１〜１２６，１３の横断面図である。同図（ｃ）は、ガラス管４１の第２端４１ｂ近傍の横断面図である。同図（ｄ）は、ガラス管４１の第１端４１ａ近傍の横断面図である。同図（ｅ）は、光ファイバ４４の太径部の横断面図である。同図（ｆ）は、光ファイバ４４の細径部の横断面図である。また、同図（ｇ）は、増幅用光ファイバ１５の横断面図である。
【００６８】
この光学部品１４Ｅは、より細い増幅用光ファイバ１５と接続することができる。
【００６９】
なお、上記実施形態では光ファイバ４３の周りに６本の光ファイバ４２１〜４２６を配置したが、これらの周りに更に１２本の励起光導波用の光ファイバを配置する二重構造としてもよいし、更に１８本の励起光導波用の光ファイバを配置する三重構造としてもよい。
【００７０】
また、この光部品は、光増幅器だけでなく、ファイバーレーザ発振器において増幅用光ファイバに励起光を供給する際にも応用することができる。
【００７１】
次に、図９を用いて、本実施形態に係る光増幅器の変形例について説明する。図９は、変形例に係る光増幅器１０Ａを含むＭＯＰＡ光源装置１Ａの構成図である。図１に示された構成と比較すると、この図９に示されるＭＯＰＡ光源装置１Ａは、光増幅器１０に替えて光増幅器１０Ａを備える点で相違する。また、光増幅器１０Ａは、光増幅器１０の構成に加えて光ファイバ１６および光検出器１７を更に備える。光ファイバ１６の一端は光学部品１４に含まれるガラス管４１の第２端に接続され、光ファイバ１６の他端は光検出器１７に接続されている。光検出器１７は、ガラス管４１の第２端から放射されて光ファイバ１６を経て到達した光を検出する。これにより、簡単な構成で、光検出器１７により、増幅用光ファイバ１５を励起した際の蛍光強度やＡＳＥ光を測定することができ、また、寄生発振を検出することが可能になる。また、レーザ光を照射した対象物からの反射光を光検出器１７により測定することも可能である。光ファイバ１６はガラス管４１の第２端に融着接続や接着または突き合わせ接続しても良いし、ガラス管４１内の樹脂に光ファイバ１６先端を埋め込んでも良い。測定または検出した信号は、光増幅器１０Ａの動作の安定化や損傷防止、あるいは、装置の状態を把握する等、目的に応じて活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本実施形態に係る光増幅器１０を含むＭＯＰＡ光源装置１の構成図である。
【図２】本実施形態に係る光学部品１４の縦断面図である。
【図３】本実施形態に係る光学部品１４の第１構成例としての光学部品１４Ａを示す断面図である。
【図４】光学部品１４Ａの製造工程を説明する図である。
【図５】本実施形態に係る光学部品１４の第２構成例としての光学部品１４Ｂを示す断面図である。
【図６】本実施形態に係る光学部品１４の第３構成例としての光学部品１４Ｃを示す断面図である。
【図７】本実施形態に係る光学部品１４の第４構成例としての光学部品１４Ｄを示す断面図である。
【図８】本実施形態に係る光学部品１４の第５構成例としての光学部品１４Ｅを示す断面図である。
【図９】変形例に係る光増幅器１０Ａを含むＭＯＰＡ光源装置１Ａの構成図である。
【符号の説明】
【００７３】
１…ＭＯＰＡ光源装置、１０…光増幅器、１１１〜１１６…励起光源、１２１〜１２６…光ファイバ、１３…光ファイバ、１４，１４Ａ〜１４Ｅ…光学部品、１５…増幅用光ファイバ、２０…種光源、３０…光アイソレータ、４１…ガラス管、４２１〜４２６…光ファイバ、４３…光ファイバ、４４…光ファイバ、４５〜４８…樹脂、４９…保護管。
【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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