(57)【要約】【課題】内部に設置した反射ミラーおよび少なくとも一つの光ファイバブラッググレーティングの間に形成したキャビティの中に、光信号が反射ミラーおよび光ファイバブラッググレーティングの間に往復反射しながら共振増幅できる広帯域光ファイバレーザ装置を提供する。【解決手段】広帯域光ファイバレーザ装置は、レーザキャビティの内部に反射ミラーおよび少なくとも一つの光ファイバグレーティングを設置することで、光信号が反射ミラーおよび光ファイバグレーティングの間に形成したキャビティ内に往復反射しながら共振増幅し、かつ光ファイバグレーティングの中心波長を適切に調整することにより、或いは、設置した光切替スイッチの切替状態により、レーザ光の出力波長を変更し、レーザ波長を便宜的に選択する目的を達成する。【選択図】図５
2008277767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光パワーを供給するポンプソースと、
増幅光ファイバを有する転送経路を含み、当該増幅光ファイバが上記光パワーにより励起した後に光信号を発生し、かつ、当該光信号は反射ミラーと光ファイバグレーティングとの間に往復しながら反射されるリニアキャビティとを備えることを特徴とする光ファイバレーザ装置。
【請求項２】
上記ポンプソースはレーザダイオードであり、上記増幅光ファイバはレーザ活性材料をドープした光ファイバまたはＥｒドープ光ファイバであり、上記反射ミラーは反射材料がめっきされた光ファイバ端面であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバレーザ装置。
【請求項３】
上記光信号は、上記増幅光ファイバを通過してから先に上記光ファイバグレーティングに投射され、さらに上記反射ミラーに反射され、さらに上記光ファイバグレーティングまでに再び反射され、或いは先に上記反射ミラーに投射され、さらに上記光ファイバグレーティングまでに再び反射され、上記反射ミラーまでに再び反射されていくことを特徴とする請求項１記載の光ファイバレーザ装置。
【請求項４】
上記光パワーは、波長分割多重カプラーにより上記転送経路に結合され、上記光ファイバグレーティングは、波長固定型光ファイバグレーティング或いは波長調整型光ファイバグレーティングであることを特徴とする請求項１記載の光ファイバレーザ装置。
【請求項５】
光パワーを供給するポンプソースと、
複数の切替経路および増幅光ファイバを有する転送経路と、上記転送経路に設けられた反射ミラーと、複数の上記切替経路に設けられかつ異なる中心波長を有する複数の光ファイバグレーティングとを含むリニアキャビティであって、上記転送経路を介して上記増幅光ファイバが上記光パワーにより励起した光信号をそのうちの一つの上記切替経路を経由する度毎に上記反射ミラーと複数の上記光ファイバグレーティングとの間に往復させながら共振し、さらにレーザ光を放射させるリニアキャビティと、を備えることを特徴とする広帯域光ファイバレーザ装置。
【請求項６】
上記ポンプソースはレーザダイオードであり、上記増幅光ファイバは、レーザ活性材料をドープした光ファイバまたはＥｒドープ光ファイバであり、上記反射ミラーは反射材料がめっきされた光ファイバであることを特徴とする請求項５記載の光ファイバレーザ装置。
【請求項７】
上記光信号は、上記増幅光ファイバを通過してから先にそのうちの一つの光ファイバグレーティングに投射され、さらに上記反射ミラーまでに反射され、さらに上記光ファイバグレーティングまでに再び反射され、前記の工程を繰り返して、上記光信号は、複数の上記切替経路の間の切替によって、そのうちの一つの上記切替経路における上記光ファイバグレーティングで反射および透過するように選ぶことを特徴とする請求項５記載の光ファイバレーザ装置。
【請求項８】
上記光パワーは、波長分割多重カプラーにより上記転送経路に結合されることを特徴とする請求項５記載の光ファイバレーザ装置。
【請求項９】
上記光ファイバグレーティングは、波長固定型光ファイバグレーティングであることを特徴とする請求項５記載の光ファイバレーザ装置。
【請求項１０】
上記光ファイバグレーティングは、波長調整型光ファイバグレーティングであることを特徴とする請求項５記載の光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、レーザ装置に係り、特に、広帯域光ファイバレーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術では、エルビウム（Ｅｒ）をドープした光ファイバレーザの最も基本的な構造は、一対の反射ミラーからなるキャビティで、ポンプソースおよびＥｒドープ光ファイバからなるキャビティ増幅媒質と合わせて、往復しながら共振増幅する効果を発生する。
【０００３】
図１は、従来技術の光ファイバレーザ装置を示す構成図である。図１に示すように、光ファイバレーザ装置１００は、双光ファイバグレーティング型キャビティＥｒドープ光ファイバレーザであり、ポンプソース（Ｐｕｍｐｉｎｇ  ｓｏｕｒｃｅ）１１０、オプトアイソレータ１２０、波長分割多重カプラー（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  Ｃｏｕｐｌｅｒ）１３０、ワン・ピースのＥｒドープ光ファイバ（Ｅｒｂｉｕｍ  ｄｏｐｅｄ  ｆｉｂｅｒ：ＥＤＦ）１４０、光ファイバブラッググレーティング（Ｆｉｂｅｒ  Ｂｒａｇｇ  ｇｒａｔｉｎｇ：ＦＢＧ）１５０、光ファイバブラッググレーティング１６０、アプリケーション装置１８０およびスペクトルセンサ１７０を含む。
【０００４】
従来の光ファイバレーザ装置１００の原理は、Ｅｒドープ光ファイバ１４０をポンプソース１１０と合せて利用することで、自発放射の広帯域スペクトルソースを発生し、続いて、一対の反射波長が同じの光ファイバブラッググレーティング１５０、１６０により、センター波長に符合する信号を一対の光ファイバブラッググレーティング１５０、１６０の間に往復しながら共振増幅させ、透過した光の一部が光ファイバブラッググレーティング１５０から出力する。この透過した光は、光ファイバレーザ装置１００のレーザー光の出力である。
【０００５】
光ファイバレーザ装置１００の構造による実施形態の一つは、１００ｍＷのポンプソース１１０を５ｍのＥｒドープ光ファイバ１４０に合せて使用する。キャビティは、一対の反射波長１５５０．４ｎｍの光ファイバブラッググレーティング１５０、１６０である。光ファイバブラッググレーティング１５０の反射率は７０％であり、光ファイバブラッググレーティング１６０の反射率は９９％以上である。スペクトルセンサ１７０によりこの構造が発生したレーザ光出力スペクトル図表を得ることができる。図２は従来技術の光ファイバレーザ装置の出力スペクトル図表である。図２に示すように、その中、レーザ出力波長は１５５０．４ｎｍ、レーザ出力パワーは６．０ｄＢｍ、サイドモード圧縮比（Ｓｉｄｅ  ｍｏｄｅ  ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｒａｔｉｏ：ＳＭＳＲ）は５６．３ｄＢ、３ｄＢ幅は０．０５ｎｍ以下である。
【０００６】
従来の光ファイバレーザ装置１００では、２つの光ファイバブラッググレーティング１５０、１６０は波長が完全に一致しなければならないため、波長がばらつくと出力パワーが低下されるようになり、しかも、波長調整型のレーザに適用される時に、２つの中心波長がともに同期に調整しなければならず、許容誤差が０．１ｎｍ以下であり、使用上の不便および難しさも招く。
【０００７】
図３は、もう一つの従来技術の光ファイバレーザ装置を示す構成図である。図３に示すように、光ファイバレーザ装置２００は、光サイクラ型リニアキャビティＥｒドープ光ファイバであり、ポンプソース２１０、オプトアイソレータ２２０、波長分割多重カプラー２３０、Ｅｒドープ光ファイバ２４０、光サイクラ２５０、光ファイバブラッググレーティング２６０、スペクトルセンサ２７０およびアプリケーション装置２８０を含む。
【０００８】
光ファイバブラッググレーティング２６０により光の一部をＥｒドープ光ファイバ２４０へ戻すように反射し再び増幅させ、残りの光が光ファイバブラッググレーティング２６０を通過してレーザ光出力を形成し、直線型のレーザ共振キャビティ、すなわち、いわゆる光サイクラ型リニアキャビティＥｒドープ光ファイバレーザを構成した。
【０００９】
その中、光ファイバレーザ装置２００は、オプトアイソレータ２２０を配置することにより、残りの光パワーがポンプソース２１０自体の出力端に反射できないことを確保し、ポンプソース２１０の損壊を避ける。ポンプソース２１０から供給した光パワーがＥｒドープ光ファイバ２４０を経て増幅効果の光信号を生成し、さらに光サイクラ２５０の第２ポートに進入、結合し、光サイクラ２５０の光学特性により、第２ポートより入力した光信号を第３ポートに結合した。また、第３ポートを第１ポートに接続することで、光信号が第２ポートから第３ポートを介して第１ポートに結合し、さらに、第１ポートを介して第２ポートに入り、Ｅｒドープ光ファイバ２４０をもう一回経て光信号の増幅効果を向上させる。すなわち、この時の光信号のエネルギーは、ポンプソース２１０が供給した光パワーより大きい。
【００１０】
光ファイバレーザ装置２００は、光信号がＥｒドープ光ファイバを経ることで増幅効果を発生し、続いて、光サイクラ２５０に進入、結合し、光ファイバが光サイクラ２５０の第３ポート〜光サイクラ２５０の第１ポートに接続することによって、光信号がＥｒドープ光ファイバ２４０をもう一回経て、このように、２回増幅した光信号は光ファイバブラッググレーティング２６０の選択により、光の一部が反射されＥｒドープ光ファイバ２４０およびポンプソース２１０からなる増幅媒質内に再び進入し、循環増幅を持続しながら、光信号の他の一部が光ファイバブラッググレーティング２６０を透過して、レーザ光の出力となる。この場合、光信号がＥｒドープ光ファイバ２４０を２回経ることができるため、ポンプソース２１０から供給した光パワーがより効率的に使用され、変換効率が向上される。
【００１１】
Ｅｒドープ光ファイバ２４０を経て２回増幅された光信号は、波長分割多重カプラー２３０に進入してから、波長分割多重の原理で、この時に１５５０ｎｍ波長域の光信号は、１４８０ｎｍ波長域の残りの光パワーと分離される。Ｅｒドープ光ファイバ２４０により増幅された信号は、光ファイバブラッググレーティング２６０に進入し、かつ、光信号が２回増幅されたため、光信号強度も増強されたので、光ファイバレーザ装置２００を経てから、光ファイバブラッググレーティング２６０の透過端にも所要のレーザ光を得ることができ、光ファイバブラッググレーティング２６０の透過端から取り出したレーザ波長は、光ファイバブラッググレーティング２６０の中心波長と同じである。
【００１２】
光ファイバレーザ装置２００による実施形態の一つは、Ｅｒドープ光ファイバの長さは３ｍ、１４８０ｎｍのポンプソース１１０は１００ｍＷ、光ファイバブラッググレーティングの反射率は５０％のものを使用するもので、スペクトルセンサ１７０によりこの構造が発生したレーザ光出力スペクトル図表を得ることができる。図４は従来技術の光ファイバレーザ装置の出力スペクトル図表である。図４に示すように、レーザ出力波長は１５４３．０ｎｍ、レーザ出力パワーは１２．３ｄＢｍ、サイドモード圧縮比は５８．２ｄＢ、３ｄＢ線幅は０．０５ｎｍ未満であるのが、観察された。
【００１３】
光ファイバレーザ装置２００のうち、光サイクラ２５０が光信号を第1ポートから第３ポートまでに転送する間、より多くのエネルギーがロスされるため、光ファイバレーザ装置２００から出力したレーザ光の効率は、大きくディスカウントされる。
【００１４】
また、光ファイバレーザの光ファイバブラッググレーティングの反射率が高すぎると、透過したレーザ出力信号パワーが低下されるようになり、逆に光ファイバブラッググレーティングの反射率が低すぎると、キャビティに反射された光信号のパワーが足りなくなり、キャビティ内にパワーを効率的に向上させることができなく、レーザ光の出力パワーも低下されるようになり、どうすれば以上の問題点を改善するかは、現在に解決すべき課題となった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、内部に設置した反射ミラーおよび少なくとも一つの光ファイバブラッググレーティングの間に形成したキャビティの中に、光信号が反射ミラーおよび光ファイバブラッググレーティングの間で往復反射しながら共振増幅できる広帯域光ファイバレーザ装置である。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る第１実施形態によれば、光ファイバレーザ装置は、ポンプソース、オプトアイソレータ、波長分割多重カプラー、Ｅｒドープ光ファイバ、光ファイバグレーティング、および反射ミラーを含む。
【００１７】
先ず、光パワーがポンプソースから出射してから、波長分割多重カプラーにより光ファイバレーザ装置における転送経路に結合される。光パワーは、先にＥｒドープ光ファイバを励起してから、発生した光信号は光ファイバグレーティングまでに行進し、光ファイバグレーティングは、さらに中心波長に符合する狭帯域の光信号を反射ミラーに反射し、さらに光ファイバグレーティングまでに再び反射される。最終的に、光ファイバレーザ装置は、光ファイバグレーティング中心波長に符合する狭帯域のレーザ光を出力する。
【００１８】
本発明に係る第２実施形態によれば、光ファイバレーザ装置は、ポンプソース、オプトアイソレータ、波長分割多重カプラー、Ｅｒドープ光ファイバ、光ファイバグレーティング、および反射ミラーを含む。
【００１９】
先ず、光パワーがポンプソースから出射してから、波長分割多重カプラーにより光ファイバレーザ装置内の転送経路に結合される。光パワーは、先にＥｒドープ光ファイバを励起してから、発生した光信号は反射ミラーに投射し、さらに光ファイバグレーティングまでに反射される。次に、光ファイバグレーティングは、中心波長に符合する狭帯域の光信号を反射ミラーに再び反射する。最終的に、光ファイバレーザ装置は、光ファイバグレーティング中心波長に符合するレーザ光を出力する。
【００２０】
本発明に係る第３実施形態によれば、光ファイバレーザ装置は、切替用スイッチ、複数の光ファイバグレーティング、ポンプソース、オプトアイソレータ、波長分割多重カプラー、Ｅｒドープ光ファイバ、および反射ミラーを含む。そのうち、光ファイバグレーティング毎の元の中心波長は異なっている。
【００２１】
先ず、光パワーがポンプソースから出射してから、波長分割多重カプラーにより光ファイバレーザ装置内の転送経路に結合される。光パワーは、先にＥｒドープ光ファイバを励起してから、発生した光信号は切替用スイッチでそのうちの一つの経路に切り替えられることにより、切替経路上の特定光ファイバグレーティングを選択して進入する。次に、光ファイバグレーティングは、さらに中心波長に符合する狭帯域の光信号を反射ミラーに反射し、さらにそのうち一つの切替経路上の光ファイバグレーティングまでに再び反射される。最終的に、光ファイバレーザ装置は、光ファイバグレーティング中心波長に符合する狭帯域のレーザ光を出力する。
【００２２】
そのうち、前記の第１〜第３の実施形態のうちの光ファイバグレーティングは、固定中心波長を有する非波長調整型光ファイバグレーティングであっても良いが、調整可能な中心波長を有する波長調整型光ファイバグレーティングであっても良い。波長調整型光ファイバグレーティングは、中心波長を適切に調整することにより、出力波長が及ぶ範囲を延長させる。
【発明の効果】
【００２３】
以上、説明したように、本発明では、内部に設置した反射ミラーおよび少なくとも一つの光ファイバブラッググレーティングの間に形成したキャビティの中に、光信号が反射ミラーおよび光ファイバブラッググレーティングの間に往復反射しながら共振増幅できる広帯域光ファイバレーザ装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図５は、本発明に係る第１実施形態の光ファイバレーザ装置を示す構成図である。図５に示すように、本発明に係る第１実施形態の光ファイバレーザ装置３００は、ポンプソース３１０、オプトアイソレータ３２０、波長分割多重カプラー３３０、Ｅｒドープ光ファイバ３４０、光ファイバグレーティング３５０、反射ミラー３６０、スペクトルセンサ３７０およびアプリケーション装置３８０（スペクトルセンサ３７０とアプリケーション装置３８０は補助装置である）を含む。
【００２５】
ポンプソース３１０は、波長分割多重カプラー３３０を介して、ポンプソース３１０から発射した光パワーを光ファイバレーザ装置における転送経路に注入し、Ｅｒドープ光ファイバをさらに励起する。ポンプソース３１０は、レーザダイオードであるのが好ましい。
【００２６】
Ｅｒドープ光ファイバ３４０は上記の転送経路に設けられ、その自体の特性により、ポンプソース３１０から供給した光パワーが転送経路におけるＥｒドープ光ファイバに転送されると、この光パワーはＥｒドープ光ファイバ３４０を励起し、Ｅｒドープ光ファイバ３４０にエネルギ遷移を生じ、かつ自発放射（ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ）または誘導放射（ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ）の形式で広帯域スペクトルを有する輻射光（光信号）を放射し、同調性のよいレーザ光を発生する。
【００２７】
Ｅｒドープ光ファイバ３４０のほか、光ファイバシステムにおいて光信号を増幅することのできる増幅光ファイバは、いずれも本発明の範囲内である。
【００２８】
光ファイバグレーティング３５０は、上記の転送経路に配置され、最適な透過率および反射率で光ファイバグレーティング３５０に投射した光信号を一部透過或いは一部反射させる。光ファイバグレーティング３５０は、対応する特定の中心波長を有するため、広帯域スペクトルを有する光信号が光ファイバグレーティング３５０に投射されると、この中心波長を中心とする狭帯域波長が反射され、逆に、この中心波長に符合しない狭帯域波長は外へ透過される。光ファイバグレーティング３５０は、光ファイバブラッググレーティング（ｆｉｂｅｒ  Ｂｒａｇｇ  ｇｒａｔｉｎｇ：ＦＢＧ）である。
【００２９】
しかしながら、仮に光ファイバグレーティング３５０は、非調整型の光ファイバグレーティングであると、その反射許容の狭帯域波長が比較的に狭い範囲内に限られ、本発明の光ファイバレーザ装置３００が、単一種類の狭帯域のレーザ光しか放射できなくなる。
【００３０】
本発明は光ファイバレーザ装置３００が調整によって異なる狭帯域のレーザ光を放射させ、広帯域スペクトルのレーザ光を放射させるように、本実施形態では、光ファイバグレーティング３５０として波長調整型の光ファイバグレーティングを用いて、異なる方式および程度の調整によって、光ファイバグレーティング３５０の中心波長を変える。
【００３１】
反射ミラー３６０は、上記の転送経路に配置され、光ファイバグレーティング３５０を介して反射された光信号を反射する。反射ミラー３６０の反射範囲は、光ファイバグレーティング３５０の中心波長を含めれば、波長調整型の光ファイバグレーティングでも、非波長調整型の光ファイバグレーティングでも、いずれも反射ミラー３６０との間にキャビティを形成することができ、信号波長を反射ミラー３６０と光ファイバグレーティング３５０との間に往復させながら共振増幅させ、最後に、光ファイバグレーティング３５０から透過してレーザ出力を形成する。このレーザ出力の波長は、光ファイバグレーティング３５０の反射波長である。それゆえ、反射ミラー３６０は、反射材料がめっきされた光ファイバの端面であって、９９％に近い反射率を達成することができるものや、あるいは、光ファイバとの屈折率の違いが大きい材料を用い、両者のインターフェースの所により大きな反射を発生させる。
【００３２】
光信号が光ファイバグレーティング３５０と反射ミラー３６０との間に往復して反射される。このような反射はポンプソース３１０に影響を及ぼし易いから、本実施形態では、光パワーを注入する経路上にオプトアイソレータ３２０が設けられ、反射された残りの光パワーがポンプレーザ本体に戻って損壊を招くことを防ぐ。
【００３３】
光ファイバレーザ装置３００の構造では、実施形態の一つは、１００ｍＷのポンプソース３１０を３ｍのＥｒドープ光ファイバ３４０に合せて使用する。光ファイバグレーティング３５０の反射率は５０％であり、スペクトルセンサ３７０によりこの構造が発生したレーザ光出力スペクトル図表を得ることができる。図６Ａは本発明に係る第１実施形態の非波長調整型の光ファイバグレーティングを有する光ファイバレーザ装置の出力スペクトル図表である。
【００３４】
この非波長調整型の光ファイバグレーティングを有する光ファイバレーザ装置３００は、スペクトルセンサ３７０により検出した出力波長が１５４３ｎｍ、出力パワーが１２．６ｄＢｍ、サイドモード圧縮比５７．８ｄＢ、かつ３ｄＢ時の線幅は０．０５ｎｍ未満である（この０．０５ｎｍの線幅は一般のスペクトルセンサの解像極限である）。
【００３５】
図６Ｂは、本発明に係る第１実施形態の波長調整型の光ファイバグレーティングを有する光ファイバレーザ装置の出力スペクトル図表である。波長調整型の光ファイバグレーティングを有する光ファイバレーザ装置３００は、１６ｎｍの波長調整域内であるとすれば、出力パワーが１．６ｄＢｍ内に異なって変動する。
【００３６】
図７は、本発明に係る第２実施形態の光ファイバレーザ装置を示す構成図である。図７に示すように、本発明に係る第２実施形態の光ファイバレーザ装置３０１は、ポンプソース３１０、オプトアイソレータ３２０、波長分割多重カプラー３３０、Ｅｒドープ光ファイバ３４０、光ファイバグレーティング３５０、反射ミラー３６０、スペクトルセンサ３７０およびアプリケーション装置３８０を含む。
【００３７】
第２実施形態の第１実施形態との違いは、第２実施形態のポンプソース３１０から供給した光パワーは、波長分割多重カプラー３３０により転送経路に注入する方向が異なる点である。
【００３８】
ポンプソース３１０は、波長分割多重カプラー３３０により光パワーを転送経路に注入すると、光パワーはＥｒドープ光ファイバ３４０を励起し、励起で発生した光信号が反射ミラー３６０に投射され、さらに光ファイバグレーティング３５０に反射される。光ファイバグレーティング３５０の中心波長に符合する狭帯域波長が、反射ミラー３６０に継続して反射される。
【００３９】
このように、反射ミラー３６０と光ファイバグレーティング３５０との間に繰り返し往復して反射し、かつポンプソース３１０が持続的に光パワーを出力し、さらに反射する度毎にＥｒドープ光ファイバ３４０およびポンプソース３１０からなる増幅媒質により増幅されるため、最終的に、光ファイバレーザ装置３０１は、ハイパワーのレーザ光を出力する。
【００４０】
本発明の一実施形態では、光ファイバグレーティング３５０は、非波長調整型の光ファイバグレーティングである。光ファイバグレーティング３５０は対応する中心波長を有するため、広帯域スペクトルを有する光信号が光ファイバグレーティング３５０に投射されると、光ファイバグレーティング３５０の中心波長に符合する狭帯域波長が反射され、逆に光ファイバグレーティング３５０の中心波長に符合しない狭帯域光信号は外へ透過される。最終的に、光ファイバレーザ装置３０１は、光ファイバグレーティング３５０の中心波長に符合する狭帯域のレーザ光を出力する。
【００４１】
本発明の他の実施形態によると、光ファイバグレーティング３５０は、波長調整型の光ファイバグレーティングである。光ファイバグレーティング３５０は対応する変化可能な中心波長域を有するため、広帯域スペクトルを有する光信号が光ファイバグレーティング３５０に投射されると、光ファイバグレーティング３５０の中心波長に符合する狭帯域波長が反射され、逆に光ファイバグレーティング３５０の中心波長に符合しない狭帯域光信号は外へ透過される。最終的に、光ファイバレーザ装置３０１は、光ファイバグレーティング３５０の中心波長を適切に調整することによって、光ファイバグレーティング３５０の中心波長に符合する狭帯域のレーザ光を決定し出力する。
【００４２】
図８は、本発明に係る第３実施形態の光ファイバレーザ装置を示す構成図である。図８に示すように、本発明に係る第３実施形態の光ファイバレーザ装置４００は、ポンプソース４１０、オプトアイソレータ４２０、波長分割多重カプラー４３０、Ｅｒドープ光ファイバ４４０、一対の光切替スイッチ４５１、４５２、複数の光ファイバグレーティング（例えば、光ファイバグレーティング４６１，４６２）、反射ミラー３７０、スペクトルセンサ４８０およびアプリケーション装置４９０を含む。
【００４３】
第３実施形態の第１実施形態との違いは、第３実施形態では一対の光切替スイッチ４５１、４５２および複数の光ファイバグレーティングを追加し、光ファイバグレーティング毎の原始中心波長は適切に選ぶことができる。光切替スイッチ４５１および４５２は、同期に切り替えられ、かつ複数の切替経路を有する。光ファイバグレーティング４６１，４６２は、それぞれ上記の切替経路に設けられ、光切替スイッチ４５１および４５２によって同期に切り替えられることで、転送経路上における光信号が一回毎にこれら切替経路上の一つの光ファイバグレーティング（光ファイバグレーティング４６１または光ファイバグレーティング４６２）に転送できる。
【００４４】
本発明の一実施形態によると、光ファイバグレーティング４６１、４６２は、非波長調整型の光ファイバグレーティングである。光ファイバグレーティング４６１、４６２は、それぞれ対応する中心波長を有するため、広帯域スペクトルを有する光信号が光ファイバグレーティング４６１または４６２に投射されると、光ファイバグレーティング４６１または光ファイバグレーティング４６２の中心波長に符合する狭帯域波長が反射され、光ファイバグレーティング４６１または光ファイバグレーティング４６２の中心波長に符合しない狭帯域光信号は外へ透過される。最終的に、光ファイバレーザ装置４００は、光切替スイッチ４５１および４５２の切替によって、光ファイバグレーティング４６１の中心波長に符合する狭帯域波長或いは光ファイバグレーティング４６２の中心波長に符合する狭帯域波長を決定し出力する。
【００４５】
本発明の他の実施形態によると、光ファイバグレーティング４６１、４６２は、波長調整型の光ファイバグレーティングである。光ファイバグレーティング４６１、４６２は、それぞれ対応する変化可能な中心波長域を有するため、広帯域スペクトルを有する光信号が光ファイバグレーティング４６１または４６２に投射されると、光ファイバグレーティング４６１または光ファイバグレーティング４６２の中心波長に符合する狭帯域の光信号が反射され、光ファイバグレーティング４６１または光ファイバグレーティング４６２の中心波長に符合しない狭帯域光信号は外へ透過される。最終的に、光ファイバレーザ装置４００は、光切替スイッチ４５１および４５２の切替、並びに、光ファイバグレーティング４６１または４６２の中心波長を適切に調整することによって、出力波長が光ファイバグレーティング４６１の中心波長に符合する狭帯域の光信号或いは光ファイバグレーティング４６２の中心波長に符合する狭帯域の光信号のどちらかを出力することを決定し、また、出力波長の帯域を決定する。
【００４６】
光ファイバレーザ装置４００の構造では、切替スイッチ４５１、４５２および複数の波長調整型の光ファイバグレーティングを適切に組み合わせることによって、出力波長調整の範囲を延伸することが達成できる。図９は、本発明に係る第３実施形態の光ファイバレーザ装置の出力スペクトル図表である。複数の光ファイバグレーティングを並列すれば、波長調整範囲が延伸できるようになり、反射ミラー４７０全体の反射範囲までを及ぶことができ、この光ファイバレーザ装置４００の出力パワーを一定のレベルに保持できるようになる。
【００４７】
本発明に係る光ファイバレーザ装置３００、３０１、４００におけるキャビティは、いずれもリニアキャビティ（ｌｉｎｅａｒ  ｃａｖｉｔｙ）であるため、このような構造は、体積が小さく、キャビティ長さが短く、かつ出力したレーザ光の幅が小さくすることができ、レーザ光の同調性が高くなる。
【００４８】
本発明の利点は、光ファイバレーザ装置において反射ミラーおよび光ファイバグレーティングをキャビティ端面として設置することで、光信号が光ファイバグレーティングと反射ミラーとの間に往復して反射し、キャビティを形成することができることにある。
【００４９】
本発明の次の利点は、光ファイバレーザ装置においてＥｒドープ光ファイバを設置することで、光信号がキャビティ内に往復して反射する時に、Ｅｒドープ光ファイバにより増幅されることができることにある。
【００５０】
本発明の他の利点は、光ファイバレーザ装置において反射ミラーを設置することで、光ファイバグレーティングの波長ばらつきが許容でき、二本の光ファイバグレーティングのアラインメントの問題を考える必要はなくなる。さらに、光ファイバグレーティングの中心波長の変更も許容でき、光ファイバレーザ装置が価値性のより高い波長調整型広帯域光源になる。
【００５１】
本発明による内容の他の利点は、光ファイバレーザ装置において光切替スイッチおよび複数の波長調整型の光ファイバグレーティングの組み合わせによって、波長調整の帯域範囲を延伸することができるようになる。
【００５２】
しかし、前記の説明は、単に本発明の好ましい具体的な実施形態の詳細説明及び図面に過ぎず、本発明の特許請求の範囲を局限するものではなく、本発明の主張する範囲は、特許請求の範囲に基づくべき、いずれの当該分野における通常の知識を有する専門家が本発明の分野の中で、適当に変更や修飾などを実施できるが、それらの実施のことが本発明の主張範囲内に納入されるべきことは言うまでもないことである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】従来技術の光ファイバレーザ装置を示す構成図である。
【図２】同上の出力スペクトル図表である。
【図３】他の従来技術の光ファイバレーザ装置を示す構成図である。
【図４】同上の出力スペクトル図表である。
【図５】第１実施形態の光ファイバレーザ装置を示す構成図である。
【図６Ａ】同上の非波長調整型の光ファイバグレーティングを有する光ファイバレーザ装置の出力スペクトル図表である。
【図６Ｂ】同上の波長調整型の光ファイバグレーティングを有する光ファイバレーザ装置の出力スペクトル図表である。
【図７】第２実施形態の光ファイバレーザ装置を示す構成図である。
【図８】第３実施形態の光ファイバレーザ装置を示す構成図である。
【図９】同上の出力重合スペクトル図表である。
【符号の説明】
【００５４】
１００、２００、３００、３０１、４００  光ファイバレーザ装置
１１０、２１０、３１０、４１０  ポンプソース
１２０、２２０、３２０、４２０  オプトアイソレータ
１３０、２３０、３３０、４３０  波長分割多重カプラー
１４０、２４０、３４０、４４０  Ｅｒドープ光ファイバ
１５０、１６０、２６０、３５０、４６１、４６２  光ファイバグレーティング
２５０  光サイクラ
４５１、４５２  切替スイッチ
３６０、４７０  反射ミラー
１７０、２７０、３７０、４８０  スペクトルセンサ
１８０、２８０、３８０、４９０  アプリケーション装置
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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