(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
次数が異なる少なくとも２つのＬＰモードが伝搬可能なコアを有する光ファイバグレーティング用光ファイバであって、
前記コアにはＧｅが添加され、前記コアの中心部におけるＧｅ濃度が、前記コアの外周縁におけるＧｅ濃度より高く、
前記コアは、前記中心部を含む内側領域と、前記内側領域の外周側の外側領域とを有し、
前記外側領域の屈折率は、前記内側領域の屈折率と等しく、前記内側領域の屈折率分布と前記外側領域の屈折率分布が、ともに半径方向において一定である、光ファイバグレーティング用光ファイバ。
【請求項２】
次数が異なる少なくとも２つのＬＰモードが伝搬可能なコアを有する光ファイバグレーティング用光ファイバであって、
前記コアにはＧｅが添加され、前記コアの中心部におけるＧｅ濃度が、前記コアの外周縁におけるＧｅ濃度より高く、
前記コアの径方向のＧｅの濃度分布は、全体的に渡って前記少なくとも２つのＬＰモードのうち基本ＬＰモードのパワー分布に沿う、光ファイバグレーティング用光ファイバ。
【請求項３】
前記内側領域にＧｅおよびＢが添加され、
前記外側領域にＧｅが添加されている、請求項１に記載の光ファイバグレーティング用光ファイバ。
【請求項４】
前記内側領域にＧｅおよびＢが添加され、
前記外側領域にＧｅ以外の屈折率上昇ドーパントが添加されている、請求項１に記載の光ファイバグレーティング用光ファイバ。
【請求項５】
前記コアに、少なくともＧｅと、Ｂと、Ｇｅ以外の屈折率上昇ドーパントとが添加され、
前記Ｂと、前記Ｇｅ以外の屈折率上昇ドーパントとは、それぞれ、屈折率寄与度が前記コアの中央で最も低くなる谷形の曲線をなす分布となるように添加される、請求項２に記載の光ファイバグレーティング用光ファイバ。
【請求項６】
前記内側領域のＧｅ濃度は、前記外側領域よりＧｅ濃度より高いことを特徴とする請求項１，３，４のうちいずれか１項に記載の光ファイバグレーティング用光ファイバ。
【請求項７】
前記外側領域は、Ｇｅが添加されていないことを特徴とする請求項６に記載の光ファイバグレーティング用光ファイバ。
【請求項８】
前記内側領域は、ＧｅとＢが共添加されていることを特徴とする請求項６または７に記載の光ファイバグレーティング用光ファイバ。
【請求項９】
前記コアに、Ｂが添加されることを特徴とする請求項５に記載の光ファイバグレーティング用光ファイバ。
【請求項１０】
前記コアの屈折率は、前記コアの径方向に一定であることを特徴とする請求項１〜９のうちいずれか１項に記載の光ファイバグレーティング用光ファイバ。
【請求項１１】
励起光を出力する励起用光源と、
前記励起光が入力される増幅用光ファイバと、
前記増幅用光ファイバの一端側に設けられ、光ファイバグレーティングである第１の反射部を有する入力側光ファイバと、
前記増幅用光ファイバの他端側に設けられ、光ファイバグレーティングである第２の反射部を有する出力側光ファイバと、を備え、
前記入力側光ファイバと前記出力側光ファイバのうち少なくともいずれか一方は、請求項１〜１０のうちいずれか１項に記載の光ファイバグレーティング用光ファイバからな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】
この発明は、光ファイバグレーティング用光ファイバおよびファイバレーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９は、ファイバレーザ装置の一例を示す概略構成図である。
ファイバレーザ装置１０１は、励起用光源１０２と、光コンバイナ１０３と、光共振器１０４と、を備えている。
光共振器１０４は、増幅用コイル１２１を有する増幅用光ファイバ１０７と、第１の反射部１２２と、第２の反射部１２３と、を備えている。増幅用光ファイバ１０７の一端には入力側光ファイバ１０５が接続され、増幅用光ファイバ１０７の他端には出力側光ファイバ１０６が接続されている。増幅用光ファイバ１０７には、例えばＹｂ添加コアファイバが用いられる。
【０００３】
励起用光源１０２は、複数のレーザダイオード１１で構成され、励起光を出力する。レーザダイオード１１は、光ファイバ１２を介して光コンバイナ１０３に接続されている。
光コンバイナ１０３は、複数のレーザダイオード１１からの複数の励起光を結合する。
【０００４】
第１の反射部１２２は、入力側光ファイバ１０５の一部に設けられている。第１の反射部１２２は、増幅用光ファイバ１０７を伝搬するレーザ光を反射させる。
第２の反射部１２３は、出力側光ファイバ１０６の一部に設けられている。第２の反射部１２３は、増幅用光ファイバ１０７を伝搬するレーザ光の一部を反射させる。レーザ光は、第１の反射部１２２と第２の反射部１２３との間で共振し、増幅される。
【０００５】
第１の反射部１２２および第２の反射部１２３は、ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ：Fiber Bragg Grating）で構成されている。ＦＢＧは、コアの長手方向（光伝搬方向）に周期的に屈折率が変化する部位（グレーティング）を形成した反射器である。これにより、ＦＢＧは、グレーティング周期に対応した特定の波長の光のみを反射させる。
第１の反射部１２２は高反射率（例えばほぼ１００％）とされ、第２の反射部１２３は低反射率（例えば１０％程度）とされる。
【０００６】
図１０（Ａ）は、例えば入力側光ファイバ１０５に使用可能な光ファイバグレーティング用光ファイバ１１０（以下、単に光ファイバ１１０という）を示す断面図である。図１０（Ｂ）は光ファイバ１１０の屈折率の分布を示す図である。
図１０（Ａ）に示すように、光ファイバ１１０は、光ファイバ裸線１１１と、光ファイバ裸線１１１の外周面に形成されたポリマークラッド層２と、ポリマークラッド層２の外周面に形成された保護被覆層３と、を有する。光ファイバ裸線１１１は、コア１１４およびそれを囲むクラッド５を有する。
コア１１４には、Ｇｅが添加されている。図１０（Ｂ）では、Ｇｅが添加された領域に斜線のハッチングを付した。この図に示すように、Ｇｅはコア１１４の全体に添加され、Ｇｅの濃度はコア１１４の径方向に均一である。
【０００７】
ファイバレーザ装置に求められる特性としては、次の（１）、（２）がある。
（１）高出力のレーザ光を出力しても非線形光学効果（特に誘導ラマン散乱）による波長変換が生じないこと。
（２）出力するレーザ光がレンズにより集光しやすいこと。言い換えると、（ビーム品質を示す）Ｍ２が小さい値であること。
【０００８】
（１）に関しては、非線形光学効果の大きさは光路長に比例し、実効断面積（Ａｅｆｆ）に反比例する。
そのため、非線形光学効果を抑制するには、増幅用光ファイバ（Ｙｂ添加コアファイバ）の光路長を短くすることが有効である。
しかしながら、光路長を短くするには増幅用光ファイバのＹｂ濃度を高くする必要があり、Ｙｂの濃度が高くなると、フォトダークニングと呼ばれる現象によりレーザ出力パワーが低下するおそれがある。そのため、この手法により非線形光学効果を抑制することには限界がある。
【０００９】
非線形光学効果を抑制するには、実効断面積（Ａｅｆｆ）を大きくすることも有効である。実効断面積を大きくするには、コアの屈折率を小さくするか、コア径を大きくする手法が考えられる。
しかしながら、コアの屈折率を小さくすると光の閉じ込めが難しくなり、曲げ損失が生じやすくなるために、ファイバレーザ装置のなかに光ファイバをコンパクトに収納することができなくなる。一般的には、コアの屈折率が０．１％未満になると実使用が難しくなると考えられる。
一方、コア径を大きくするとカットオフ波長が長波長になり、シングルモード条件を満たすことができなくなる。例えば、コアの屈折率が０．１２％のとき、波長１０６０ｎｍにおいてシングルモード条件を満たすためには、コア径は１２μｍ程度（実効断面積は１３０μｍ２程度）までしか拡大できない。
この程度の実効断面積では、数百ワットクラスのＣＷファイバレーザ装置でも非線形光学効果が生じてしまう。
【００１０】
（２）に関しては、上述のとおり、シングルモードの制約下では実効断面積を大きくすることは難しいため、さらにコア径を大きくしてマルチモード光ファイバにせざるを得ない。例えば、コアの屈折率が０．１２％のとき、コア径を１８μｍにすると実効断面積を２１０μｍ２程度まで大きくできるが、伝搬可能なモードはＬＰ０１、ＬＰ１１の２つとなる。
さらにコア径を大きく、例えば２８μｍにすると、実効断面積を４１０μｍ２程度まで大きくでき、非線形光学効果の抑制には好適である。このとき、波長１０６０ｎｍにおいて伝搬可能なモードはＬＰ０１、ＬＰ１１、ＬＰ２１、ＬＰ０２、ＬＰ３１、ＬＰ１２の６つである。直径１００ｍｍ程度の曲げ条件で収納すれば、実質的にＬＰ２１、ＬＰ０２、ＬＰ３１、ＬＰ１２はカットオフされるが、ＬＰ０１とＬＰ１１は安定して伝搬する。
第１の高次モードであるＬＰ１１が安定して伝搬することから、このコアで共振器を構成すると、レーザ出力光にＬＰ１１が混入し、Ｍ２の値が大きくなってしまう。
【００１１】
この問題を克服するために、増幅用光ファイバであるＹｂ添加コアファイバのＹｂ添加領域を制限した光ファイバが提案されている（例えば特許文献１〜６）。
前記光ファイバでは、活性元素であるＹｂの濃度分布を基本モードの電界強度分布に近づけることで、高次モードの利得を抑制して基本モードを優先的に増幅する。
しかしながら、Ｙｂの添加領域を制限すると、クラッドポンプ光の吸収率を低減させるおそれがあるため、Ｙｂ添加コアファイバを長尺とする必要が生じる。また、共振器内の異種光ファイバの融着点（例えば図９において、入力側光ファイバ１０５と増幅用光ファイバ１０７との融着点１０８、増幅用光ファイバ１０７と出力側光ファイバ１０６との融着点１０９など）で生じるＬＰ１１モードを十分に抑制できないという問題があり、ビーム品質の向上が要望されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第４６６７５３５号公報
【特許文献２】特許第５１５９９５６号公報
【特許文献３】特許第５１２４７０１号公報
【特許文献４】特許第５４６８６６６号公報
【特許文献５】特許第５４６８６６７号公報
【特許文献６】特開２０１４−１７９４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ビーム品質を良好にできる光ファイバグレーティング用光ファイバを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一態様は、次数が異なる少なくとも２つのＬＰモードが伝搬可能なコアを有する光ファイバグレーティング用光ファイバであって、前記コアにはＧｅが添加され、前記コアの中心部におけるＧｅ濃度が、前記コアの外周縁におけるＧｅ濃度より高い光ファイバグレーティング用光ファイバを提供する。
前記コアは、前記中心部を含む内側領域と、前記内側領域の外周側の外側領域とを有することが好ましく、前記内側領域のＧｅ濃度は、前記外側領域よりＧｅ濃度より高くてよい。
前記外側領域は、Ｇｅが添加されていなくてもよい。
前記内側領域は、ＧｅとＢが共添加されていてもよい。
前記コアの径方向のＧｅの濃度分布は、前記少なくとも２つのＬＰモードのうち基本モードであるＬＰ０１モードのパワー分布に沿う分布としてよい。
前記コアには、Ｂが添加されてもよい。
前記コアの屈折率は、前記コアの径方向に一定とすることが好ましい。
【００１５】
本発明の一態様は、励起光を出力する励起用光源と、前記励起光が入力される増幅用光ファイバと、前記増幅用光ファイバの一端側に設けられ、光ファイバグレーティングである第１の反射部を有する入力側光ファイバと、前記増幅用光ファイバの他端側に設けられ、光ファイバグレーティングである第２の反射部を有する出力側光ファイバと、を備え、前記入力側光ファイバと前記出力側光ファイバのうち少なくともいずれか一方は、前記光ファイバグレーティング用光ファイバからなるファイバレーザ装置を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一態様によれば、コア中心部におけるＧｅ濃度が、コア外周縁におけるＧｅ濃度より高いので、コアの中央でパワーが高いＬＰ０１モードは反射するが、高次のＬＰモードはパワー分布が外側に広がるため反射しにくくなる。そのため、光共振器内の異種光ファイバの融着点で生じる高次のＬＰモードを十分に抑制することができる。したがって、ビーム品質の良いレーザ光が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る光ファイバグレーティング用光ファイバの第１実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示す光ファイバグレーティング用光ファイバの屈折率分布を示す図である。
【図３】図１に示す光ファイバグレーティング用光ファイバを用いたファイバレーザ装置を示す概略構成図である。
【図４】ＬＰ０１モードおよびＬＰ１１モードのパワー分布を示す図である。
【図５】（Ａ）本発明に係る光ファイバグレーティング用光ファイバの第２実施形態の屈折率分布を示す図である。（Ｂ）（Ａ）の光ファイバグレーティング用光ファイバにおいて添加物の屈折率への寄与度を説明する図である。
【図６】（Ａ）本発明に係る光ファイバグレーティング用光ファイバの第３実施形態の屈折率分布を示す図である。（Ｂ）（Ａ）の光ファイバグレーティング用光ファイバにおいて添加物の屈折率への寄与度を説明する図である。
【図７】（Ａ）本発明に係る光ファイバグレーティング用光ファイバの第４実施形態の屈折率分布を示す図である。（Ｂ）（Ａ）の光ファイバグレーティング用光ファイバにおいて添加物の屈折率への寄与度を説明する図である。
【図８】（Ａ）本発明に係る光ファイバグレーティング用光ファイバの第５実施形態の屈折率分布を示す図である。（Ｂ）（Ａ）の光ファイバグレーティング用光ファイバにおいて添加物の屈折率への寄与度を説明する図である。
【図９】ファイバレーザ装置を示す概略構成図である。
【図１０】（Ａ）前図のファイバレーザ装置に用いられる光ファイバグレーティング用光ファイバを示す断面図である。（Ｂ）（Ａ）の光ファイバグレーティング用光ファイバの屈折率分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図４を用いて説明する。
図１は、本発明に係る光ファイバグレーティング用光ファイバの第１実施形態である光ファイバグレーティング用光ファイバ１０（以下、単に光ファイバ１０という）を示す断面図である。図２は、光ファイバ１０の屈折率分布を示す図である。図３は、光ファイバ１０を用いたファイバレーザ装置１００を示す概略構成図である。図４は、ＬＰ０１モードおよびＬＰ１１モードのパワー分布を示す図である。
【００１９】
［ファイバレーザ装置］
図３に示すように、ファイバレーザ装置１００は、励起用光源１０２と、光コンバイナ１０３と、光共振器１０４と、を備えている。
光共振器１０４は、増幅用コイル１２１を有する増幅用光ファイバ１０７と、第１の反射部２２と、第２の反射部２３と、を備えている。
増幅用光ファイバ１０７の一端には入力側光ファイバ２５が接続され、増幅用光ファイバ１０７の他端には出力側光ファイバ２６が接続されている。
増幅用光ファイバ１０７としては、例えばＹｂ添加コアファイバが用いられる。
【００２０】
励起用光源１０２は、複数のレーザダイオード１１で構成され、励起光を出力する。レーザダイオード１１は、光ファイバ１２を介して光コンバイナ１０３に接続されている。
光コンバイナ１０３は、複数のレーザダイオード１１からの複数の励起光を結合する。光コンバイナ１０３からの励起光は、入力側光ファイバ２５を通して増幅用光ファイバ１０７に入力される。
【００２１】
第１の反射部２２は、入力側光ファイバ２５の一部に設けられている。第１の反射部２２は、増幅用光ファイバ１０７を伝搬するレーザ光を反射させる。
第２の反射部２３は、出力側光ファイバ２６の一部に設けられている。第２の反射部２３は、増幅用光ファイバ１０７を伝搬するレーザ光の一部を反射させる。レーザ光は、第１の反射部２２と第２の反射部２３との間で共振し、増幅される。
【００２２】
第１の反射部２２および第２の反射部２３は、ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ：Fiber Bragg Grating）で構成されている。ＦＢＧは、コアの長手方向（光伝搬方向）に周期的に屈折率が変化する部位（グレーティング）を形成した反射器である。これにより、ＦＢＧは、グレーティング周期に対応した特定の波長の光のみを反射させる。
第１の反射部２２の反射率は、第２の反射部２３の反射率より高い。第１の反射部２２の反射率は、例えば９０％以上とすることができ、９９％以上が好ましい。第２の反射部２３の反射率は、例えば５〜５０％とすることができ、５〜１０％が好ましい。
【００２３】
［光ファイバ］
図１は、本実施形態の光ファイバ１０を示す断面図である。
光ファイバ１０は、図３に示すファイバレーザ装置１００において、入力側光ファイバ２５と出力側光ファイバ２６のうち少なくともいずれか一方として用いることができる。ここに示す光ファイバ１０は、ポリマークラッド光ファイバであり、少なくとも入力側光ファイバ２５として用いるのが好ましい。
なお、出力側光ファイバ２６としては、ポリマークラッド層２がないこと以外は光ファイバ１０と同様の構成の光ファイバを用いることができる。
【００２４】
図１に示すように、光ファイバ１０は、光ファイバ裸線１と、光ファイバ裸線１の外周面に形成されたポリマークラッド層２と、ポリマークラッド層２の外周面に形成された保護被覆層３と、を有する。光ファイバ裸線１は、コア４およびそれを囲むクラッド５を有する。
光ファイバ裸線１は、石英系ガラスなどからなる。
ポリマークラッド層２は、光ファイバ裸線１の屈折率よりも低い屈折率を有する。
【００２５】
コア４は、中心部８を含む内側領域６と、内側領域６の外周側の外側領域７とを有する。
内側領域６は、コア４と同心の断面円形の領域である。内側領域６の外径は、コア４の外径に対して例えば３０〜８０％とすることができる。
中心部８は、コア４の中心４ａを含む領域である。中心部８は、コア４と同心であって、コア４の外径に対して例えば５〜２０％の外径を有する断面円形の領域である。
【００２６】
図２に示すように、コア４の屈折率は、コア４の径方向に一定である。そのため、内側領域６の屈折率と外側領域７の屈折率とは互いに等しい。以下、「径方向」とはコアの径方向を意味する。
【００２７】
内側領域６には、ゲルマニウム（Ｇｅ）が添加されている。内側領域６におけるＧｅの濃度は、例えば、二酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ２）換算濃度で０．５〜２．０モル％とすることができる。
図２では、コア４においてＧｅが添加された領域に斜線のハッチングを付した。この図に示すように、Ｇｅは内側領域６にのみ添加されている。Ｇｅは内側領域６の全体に添加され、その濃度は内側領域６の径方向に均一であることが好ましい。
【００２８】
外側領域７には、Ｇｅが添加されていない。外側領域７は、Ｇｅ以外の屈折率上昇ドーパントが添加されることによって、その屈折率が内側領域６の屈折率と等しくされている。
Ｇｅ以外の屈折率上昇ドーパントとしては、アルミニウム（Ａｌ）、リン（Ｐ）等がある。Ａｌ、Ｐ以外であっても、屈折率を上昇させるドーパントであって、紫外線を照射してＦＢＧ形成させる際にＧｅよりも屈折率変化が小さいドーパントであれば使用してよい。図２では、Ｇｅ以外の屈折率上昇ドーパントが添加された外側領域７に網かけのハッチングを付した。
【００２９】
光ファイバ１０では、内側領域６にＧｅが添加されており、外側領域７にはＧｅが添加されていないため、中心部８におけるＧｅ濃度（例えば中心部８におけるＧｅの平均濃度）は、コア４の外周縁９におけるＧｅ濃度より高い。
【００３０】
光ファイバ１０は、内側領域６にのみ集中して分布するようにＧｅを添加することによって製造することができる。光ファイバグレーティングを形成する際には、例えば公知の方法で紫外線を照射すればよい。
【００３１】
コア４には、２以上のＬＰモードが伝搬可能である。例えばコア直径を２８μｍ、比屈折率差を０．１２％とした場合、波長１０６０ｎｍにおいて伝搬可能なモードとしてはＬＰ０１、ＬＰ１１、ＬＰ２１、ＬＰ０２、ＬＰ３１、ＬＰ１２等がある。なかでも、基本モードであるＬＰ０１と、第１の高次モードであるＬＰ１１は、安定してコア４に伝搬する。
【００３２】
図４は、ＬＰ０１モードおよびＬＰ１１モードの径方向のパワー分布を示す図である。図４においては、それぞれのモードのトータルパワーが同じになるように、つまり、パワー分布を積分した値が等しくなるように示されている。この図に示すように、ＬＰ０１モードのパワーは、中央にピークを有する滑らかな山形の曲線をなすように分布する。一方、ＬＰ１１モードのパワーは、中央ではパワーが低く、周辺部にピークを有するように分布する。
このように、基本モード（ＬＰ０１モード）と、高次モード（例えばＬＰ１１モード）とは、パワー分布が異なり、高次のモードではパワー分布は外側に広がる。
【００３３】
図１０に示すように、Ｇｅの濃度が径方向に均一であるコア１１４を有する光ファイバ１１０を用いた場合には、反射部１２２，１２３（図９参照）において、ＬＰ０１モードだけでなくＬＰ１１モードも高効率で反射するため、光共振器１０４においてＬＰ１１モードも共振することになる。
そのため、図９における光共振器１０４内の異種光ファイバの融着点（入力側光ファイバ１０５と増幅用光ファイバ１０７との融着点１０８、増幅用光ファイバ１０７と出力側光ファイバ１０６との融着点１０９など）で生じるＬＰ１１モードを十分に抑制できない。そのため、ビーム品質の良いレーザ光を得るのは難しかった。
【００３４】
これに対し、図２に示すように、Ｇｅが内側領域６にのみ添加されている光ファイバ１０を用いた場合、中央でパワーが高いＬＰ０１モードは反射部２２，２３（図３参照）で反射するが、中央でパワーが低いＬＰ１１モードは反射しにくくなる。
そのため、光共振器１０４内の異種光ファイバの融着点（入力側光ファイバ２５と増幅用光ファイバ１０７との融着点１０８、増幅用光ファイバ１０７と出力側光ファイバ２６との融着点１０９など）で生じるＬＰ１１モードを十分に抑制することができる。したがって、ビーム品質の良いレーザ光が得られる。例えば、Ｍ２が１．３以下、好ましくは１．１以下であるレーザ光を得ることができる。
【００３５】
［第２実施形態］
図５（Ａ）は、本発明の第２実施形態である光ファイバの屈折率分布を示す図である。図５（Ｂ）は、この光ファイバにおいて、添加物の屈折率への寄与度を説明する図である。
なお、以下の説明において、第１実施形態の光ファイバ１０との共通点については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００３６】
第２実施形態の光ファイバは、コア１４の内側領域１６に、Ｇｅとホウ素（Ｂ）とが共添加されている点で、第１実施形態の光ファイバ１０と異なる。それ以外の構成は光ファイバ１０と同じとしてよい。
【００３７】
図５（Ｂ）に示すように、Ｂには屈折率を低くする作用があるが、内側領域１６では、Ｇｅによる屈折率上昇の作用と、Ｂによる屈折率低下の作用とにより、その屈折率は外側領域７の屈折率と等しくなっている。そのため、コア１４の屈折率は径方向に一定となっている。
【００３８】
第２実施形態の光ファイバは、第１実施形態の光ファイバ１０と同様に、ＬＰ１１モードを抑制し、ビーム品質の良いレーザ光が得られる。
さらに、第２実施形態の光ファイバでは、内側領域１６にＢが添加されているため、感光性を高めることができる。そのため、光ファイバグレーティングの形成のための露光時間を短縮し、光ファイバグレーティングの形成の効率を高めることができる。
【００３９】
［第３実施形態］
図６（Ａ）は、本発明の第３実施形態である光ファイバの屈折率分布を示す図である。図６（Ｂ）は、この光ファイバにおいて、添加物の屈折率への寄与度を説明する図である。
【００４０】
第３実施形態の光ファイバでは、コア２４における径方向のＧｅの濃度は、中央にピークを有する滑らかな山形の曲線をなすように分布する。このＧｅの濃度分布は、図４に示すＬＰ０１モードのパワー分布に沿う。
Ｇｅの濃度分布がＬＰ０１モードのパワー分布に沿うとは、Ｇｅの濃度のピークの径方向位置が、ＬＰ０１モードのピークの径方向位置に、一致（または略一致）することをいう。
コア２４の径方向のＧｅの濃度分布は、図４に示すＬＰ０１モードのパワー分布と同じく中央にピークを有するため、コア２４のＧｅの濃度分布は、ＬＰ０１モードのパワー分布に沿うといえる。
第３実施形態の光ファイバにおいて、それ以外の構成は光ファイバ１０と同じとしてよい。
【００４１】
図６（Ｂ）に示すように、コア２４は、Ｇｅ以外の屈折率上昇ドーパント（Ａｌ、Ｐ等）が、中央で最も低くなる谷形の曲線をなす分布となるように添加されることによって、コア２４の屈折率は径方向に一定となっている。
【００４２】
第３実施形態の光ファイバは、Ｇｅの濃度分布がＬＰ０１モードのパワー分布に沿うため、ＬＰ１１モードの抑制の効率を高めることができる。そのため、レーザ光のビーム品質をさらに良好にすることができる。
【００４３】
［第４実施形態］
図７（Ａ）は、本発明の第４実施形態である光ファイバの屈折率分布を示す図である。図７（Ｂ）は、この光ファイバにおいて、添加物の屈折率への寄与度を説明する図である。
【００４４】
第４実施形態の光ファイバは、コア３４の内側領域３６にＧｅとＢとが共添加され、外側領域３７にはＧｅのみが添加される。この光ファイバでは、Ｇｅ以外の屈折率上昇ドーパントは用いられない。
内側領域３６の屈折率は外側領域３７の屈折率と等しいため、コア３４の屈折率は径方向に一定である。
第４実施形態の光ファイバにおいて、それ以外の構成は光ファイバ１０と同じとしてよい。
【００４５】
内側領域３６に添加されるＢには屈折率低下の作用があるため、内側領域３６には、Ｇｅが外側領域３７に比べて多く添加される。そのため、第１実施形態の光ファイバ１０と同様に、ＬＰ１１モードを抑制し、ビーム品質の良いレーザ光が得られる。
さらに、内側領域３６にＢが添加されるため、第２実施形態と同様に、光ファイバグレーティングの形成のための露光時間を短縮し、光ファイバグレーティングの形成の効率を高めることができる。
【００４６】
［第５実施形態］
図８（Ａ）は、本発明の第５実施形態である光ファイバの屈折率分布を示す図である。図８（Ｂ）は、この光ファイバにおいて、添加物の屈折率への寄与度を説明する図である。
【００４７】
第５実施形態の光ファイバでは、コア４４に、Ｇｅと、Ｂと、Ｇｅ以外の屈折率上昇ドーパントと、が添加される。
図８（Ｂ）に示すように、コア４４における径方向のＧｅの濃度分布は、中央にピークを有する滑らかな山形の曲線をなす。このＧｅの濃度分布は、図４に示すＬＰ０１モードのパワー分布に沿う。
Ｂと、Ｇｅ以外の屈折率上昇ドーパントとは、それぞれ、中央で最も低くなる谷形の曲線をなす分布となるように添加される。
コア４４の屈折率は径方向に一定となっている。
第５実施形態の光ファイバにおいて、それ以外の構成は光ファイバ１０と同じとしてよい。
【００４８】
第５実施形態の光ファイバは、Ｇｅの濃度分布がＬＰ０１モードのパワー分布に沿うため、ＬＰ１１モードの抑制の効率を高めることができる。そのため、レーザ光のビーム品質をさらに良好にすることができる。
また、Ｂが添加されるため、第２実施形態と同様に、光ファイバグレーティングの形成のための露光時間を短縮し、光ファイバグレーティングの形成の効率を高めることができる。
さらに、Ｇｅ以外の屈折率上昇ドーパントも添加されるため、Ｂの添加量の調整が可能である。
【００４９】
なお、本発明の技術的範囲は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば上記実施形態では、コアの屈折率は径方向に一定であるが、コアの屈折率が径方向に一定でない構成、例えば、内側領域の屈折率と外側領域の屈折率とが互いに異なる構成も本発明の技術的範囲に含まれる。
また、ファイバレーザ装置の各構成要素の形状、配置、材料等に関する具体的な記載は、上記実施形態に限らない。本発明は、ＣＷファイバレーザ装置、パルスファイバレーザ装置のいずれにも適用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１・・・光ファイバ裸線、４，１４，２４，３４，４４・・・コア、５・・・クラッド、６，１６，３６・・・内側領域、７，３７・・・外側領域、８・・・中心部、９・・・外周縁、１０・・・光ファイバグレーティング用光ファイバ、２２・・・第１の反射部、２３・・・第２の反射部、１０２・・・励起用光源、１０７・・・増幅用光ファイバ。
【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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【図１０】
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