(57)【要約】      （修正有）【課題】励起光光源に向かって放射される戻り光を空気中に放出し、励起光光源の不安定化等を防止する。【解決手段】励起光を伝搬する励起光入射コア２２と、多数の細孔を含む多孔構造に構成され、上記励起光入射コア２２の周囲を被覆するエアクラッド２３と、上記エアクラッド２３の周囲を被覆するサポート層２４とを有する分離領域１ａと、上記分離領域１ａの一端において上記サポート層２４と同径に接続され、先細り状に形成された中実のテーパ部１ｂとを備えたマルチモードアイソレータ。【選択図】図６
2004341345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部のレーザ光源から延設されたマルチモード型光ファイバと接続されて励起光を伝搬する励起光入射コアと、多数の細孔を含む多孔構造に構成され、上記励起光入射コアの周囲を被覆するエアクラッドと、上記エアクラッドの周囲を被覆するサポート層とを有する分離領域と、
上記分離領域の一端において上記サポート層と同径に接続され、他端において接続される光ファイバのコア径に収束するよう先細り状に形成された中実のテーパ部とを備えたマルチモードアイソレータ。
【請求項２】
外部のレーザ光源から延設されたマルチモード型光ファイバと接続されて励起光を伝搬する励起光入射コアと、多数の細孔を含む多孔構造に構成され、上記励起光入射コアの周囲を被覆するエアクラッドと、上記エアクラッドの周囲を被覆するサポート層とを有する分離領域と、
上記分離領域の一端において上記サポート層と同径に接続され、先細り状に形成された中実のテーパ部と、
上記先細り状に形成されたテーパ部の端部と同径に接続された接続端コアと、接続端コアの周囲を被覆する接続端エアクラッドと、接続端エアクラッドの周囲を被覆する接続端サポート層とを有する接続端領域と、
を備えたマルチモードアイソレータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載されたマルチモードアイソレータであって、上記分離領域のサポート層の周囲に、上記サポート層の材料よりも屈折率の高い材料からなるコーティング層が被覆されたマルチモードアイソレータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ファイバレーザ装置、ＡＳＥ光源装置あるいは光アンプ装置といった励起光による増幅作用を応用した光学装置に用いられるマルチモードアイソレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、光通信分野や光計測分野において、ファイバレーザ装置、ＡＳＥ光源装置あるいは光アンプ装置といった光増幅作用を利用した光学装置が開発されている。これらの装置は、増幅媒質がドープされたコアを備えた光ファイバに励起光を入射することにより、反転分布形質を形成し、そこからの誘導放出を利用したものである。
【０００３】
近年、上記光増幅作用を有する光ファイバとして、ダブルクラッドファイバの使用が実用化されている。ダブルクラッドファイバは、増幅媒質がドープされたシングルモードコアと、このシングルモードコアの周囲を被覆する第１クラッドと、この第１クラッドの周囲を被覆する第２クラッドとを備えている。上記ダブルクラッドファイバの１つに、上記第２クラッドを多数の細孔を含む多孔構造に構成したものも知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に示すダブルクラッドファイバにおいて、多孔構造に構成された第２クラッドの屈折率（実効屈折率）は、その空隙率に依存し、空隙率を大きくすれば第２クラッドの実効屈折率を小さくすることができる。このため、第２クラッドを多孔構造に構成したダブルクラッドファイバでは、上記空隙率を調整することにより、第１クラッドと第２クラッドとの比屈折率差を、従来のダブルクラッドファイバに比べて大きくすることができる。その結果、第２クラッドに多孔構造を有するダブルクラッドファイバは、内部を伝搬する励起光の開口数（ＮＡ）を大きくすることができるという利点がある。
【０００５】
このようなダブルクラッドファイバの第１クラッドへ励起光光源から励起光が入射されると、シングルモードコアの増幅媒質が反転分布形質を形成し、そこから励起光とは異なる波長を有する光を誘導放出する。この放出光を適当に利用することにより、所望の機能を有する上記各光学装置を構成することができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２７７６６９号公報（請求項６）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記ダブルクラッドファイバを用いた光学装置では、以下のような問題があった。即ち、上記光学装置において、いわゆる「戻り光」の影響により光源の作動が不安定化したり、光源構成素子が破損するといった問題である。ここで、戻り光とは、上記ダブルクラッドファイバのシングルモードコアにドープされた増幅媒質から放出される光のうち、出力端側ではなく励起光光源へ向かって放出される光をいう。
【０００８】
戻り光は、次のような原理で発生する。図４に示すように、ダブルクラッドファイバ１００の第１クラッド１０２に入射された励起光１０４は、第２クラッド１０３との界面で全反射を繰り返しながら伝搬してゆく。励起光１０４がシングルモードコア１０１を横切って透過する際、シングルモードコア１０１にドープされている増幅媒質から励起光１０４と異なる波長を有する自然放出光が発生する。
【０００９】
この自然放出光は、励起光１０４の入射角度に拘わらずシングルモードコア中をシングルモードで両方向へ伝搬するため、その一部がシングルモードコア１０１の励起光光源の方へ戻り光７として伝搬する。また、誘導放出させたときも同様の現象が発生してしまう。つまり、自然放出光の戻り光７は、マルチモードレーザダイオード（以下、「ＭＭＬＤ」という。）等の励起光光源に入射されると、光源の作動を不安定化したり、最悪の場合は短時間でＭＭＬＤチップの端面を損傷させてしまう等の不具合を引き起こしていた。
【００１０】
そのため、戻り光が励起光光源に入射しないよう、励起光透過／戻り光反射フィルタを光源と上記ダブルクラッドファイバとの間に介在させて、戻り光をすべてダブルクラッドファイバ側へ反射させることも行われていた。
【００１１】
しかし、上記励起光透過／戻り光反射フィルタを用いた場合であっても、以下の問題があった。この場合、上記励起光透過／戻り光反射フィルタを挿入するために、上記光源から延設されたマルチモードファイバ端面と該フィルタ表面、及び上記ダブルクラッドファイバ端面と該フィルタ端面との当接部において、励起光が空間伝搬するため励起光の過剰損失が生じていた。このため、励起光の利用効率が低下するといった問題があった。
【００１２】
また、上記励起光透過／戻り光反射フィルタにエネルギ密度の高い励起光を透過させるとき、フィルタの成膜精度が悪い部分があったり、フィルタ表面に異物が付着した部分があったりすると、その部分でフィルタが焼き付いてしまい破損するといった問題もあった。
【００１３】
更に、上記マルチモードファイバとダブルクラッドファイバとが、直接融着接続されていないため、長期間の使用中に軸ズレが生じるおそれもあり、長期信頼性に問題があった。加えて、上記励起光透過／戻り光反射フィルタを用いることで省スペース化が困難になるといった問題もあった。
【００１４】
このように従来のフィルタによる戻り光の排除には限界があった。そこで本発明は、上記フィルタに代わる新規な光アイソレータを提供し、上記問題の解決を図るものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載されたマルチモードアイソレータは、分離領域とテーパ部とから構成されている。上記分離領域は、外部のレーザ光源から延設されたマルチモード型光ファイバと接続されて励起光を伝搬する励起光入射コアと、多数の細孔を含む多孔構造に構成され、上記コアの周囲を被覆するエアクラッドと、上記エアクラッドの周囲を被覆するサポート層とを有する。上記テーパ部は、上記分離領域の一端において上記サポート層と同径に接続され、他端において接続される光ファイバのコア径に収束するよう先細り状に形成されている。上記テーパ部は、エアクラッドを有していないため中実に形成されている。
【００１６】
この構成によれば、外部のレーザ光源から延設されたマルチモードファイバによって上記分離領域の励起光入射コアへ入射された励起光は、該コアと上記エアクラッドとの界面で全反射を繰り返しながら伝搬してゆき、該分離領域の一端に接続されているテーパ部に入射される。テーパ部に入射された励起光は、テーパ部内で全反射を繰り返しながら絞り込まれてゆき、該テーパ部の他端に接続されている光ファイバのコア内に入射される。
【００１７】
通常、このテーパ部の他端には、増幅媒質がドープされた光ファイバを備えた光学装置が接続されている。典型的な光学装置として、ＡＳＥ光源装置が挙げられる。本発明に係るマルチモードアイソレータは、そのテーパ部の他端からＡＳＥ光源装置に備えられた上記ダブルクラッドファイバの第１クラッドへ励起光を入射する。第１クラッドに入射された励起光は、上記増幅媒質がドープされたコアと交差しながら第１クラッド内を伝搬してゆく。上記励起光がコアと交差する際、上記増幅媒質はコア内に自然放質光を発生する。この自然放出光の一部は「戻り光」として上記光源側に向かってコア内を伝搬してゆく。
【００１８】
上記ダブルクラッドファイバのコアの端部から出射された戻り光は、本発明に係るマルチモードアイソレータのテーパ部に入射される。テーパ部に入射された戻り光は、該テーパ部内で反射を繰り返しながら、上記分離領域へ向かって伝搬してゆく。
【００１９】
上記テーパ部は、戻り光の入射側から上記分離領域に向かって先太り状となっているため、伝搬する戻り光が反射する度に反射角は浅くなってゆく。これにより、上記分離領域に達した戻り光は、分離領域のコアには入射せずに、エアクラッドの周囲を被覆するサポート層へ入射される。
【００２０】
サポート層内に入射された戻り光は、上記エアクラッドを透過することができないため、分離領域のサポート層内で全反射を繰り返しながら伝搬してゆく。該サポート層内を伝搬する戻り光は、分離領域の端部において空気中に放射され、上記励起光光源に入射されることはない。
【００２１】
請求項２に記載されたマルチモードアイソレータは、分離領域と、テーパ部と接続端領域とにより構成されている。上記分離領域は、外部のレーザ光源から延設されたマルチモード型光ファイバと接続されて励起光を伝搬する励起光入射コアと、多数の細孔を含む多孔構造に構成され、上記コアの周囲を被覆するエアクラッドと、上記エアクラッドの周囲を被覆するサポート層とを有する。上記テーパ部は、上記分離領域の一端において上記サポート層と同径に接続され、先細り状に形成されている。該テーパ部は、エアクラッドを有していないため中実に形成されている。上記接続端領域は、上記先細り状に形成されたテーパ部の端部と同径に接続された接続端コアと、接続端コアの周囲を被覆する接続端エアクラッドと、接続端エアクラッドの周囲を被覆する接続端サポート層とを有する。
【００２２】
この構成によれば、上記請求項１に記載されたマルチモードアイソレータと同様、励起光光源に戻り光が入射するのを防止することができる。更に、本発明に係るマルチモードアイソレータは、エアクラッドを有する通常のマルチモードファイバから、コラプス処理とエッチング処理を用いて容易に製造することができる。
【００２３】
請求項３に記載されたマルチモードアイソレータは、請求項１または２に記載されたマルチモードアイソレータであって、上記分離領域のサポート層の周囲に、上記サポート層の材料よりも屈折率の高い材料からなるコーティング層が被覆されている。
【００２４】
この構成によれば、上記分離領域のサポート層に入射された戻り光は、サポート層とコーティング層の界面で反射することなく、コーティング層を透過して空気中へ放射される。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るマルチモードアイソレータは、励起光光源を使用する光学装置であって、いわゆる戻り光が発生する可能性のある光学装置に使用された場合、上記励起光光源への戻り光の入射を防止することができる。
【００２６】
本発明に係るマルチモードアイソレータは、従来、フィルタを使用していた場合と異なり、空間接続がないため励起光の過剰減衰を防止することができる。
【００２７】
更に、本発明に係るマルチモードアイソレータは、従来、励起光透過／戻り光反射フィルタの使用上問題となっていた成膜精度のばらつきや異物の付着による焼き付きを生じるおそれもない。そのため、本マルチモードアイソレータは、励起光光源から延設されたマルチモードファイバと直接融着接続することができるため、軸ズレを生じるおそれがない。そのため、光学装置の長期信頼性を飛躍的の向上させることができる。
【００２８】
更に、本発明に係るマルチモードアイソレータは、エアクラッドを有する光ファイバのみで構成することができるため、優れた省スペース性を備えている。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。本実施形態に係るマルチモードアイソレータ１は、ファイバレーザ装置やＡＳＥ光源装置等に使用される。
【００３０】
＜実施形態１＞
図１は、本実施形態に係るマルチモードアイソレータ１の分離領域１ａを形成するエアクラッドファイバ２１の構成図である。このエアクラッドファイバ２１は、ファイバの軸心部に軸方向に延びる励起光入射コア２２と、この励起光入射コア２２の周囲を被覆するエアクラッド２３と、このエアクラッド２３の周囲を被覆するサポート層２４と、サポート層２４の外周囲を被覆するコーティング層２５とを備えている。
【００３１】
上記励起光入射コア２２、エアクラッド２３、サポート層２４はそれぞれＳｉＯ２で形成されており、コーティング層２５はＳｉＯ２よりも屈折率の高い材料で形成されている。コーティング層２５に使用される樹脂としては、例えば、紫外線硬化アクリレート樹脂等が用いられる。
【００３２】
上記エアクラッド２３は、上記励起光入射コア２２の周囲を囲みながら、ファイバ軸方向に延びて形成されている。本発明のエアクラッド２３は、ファイバ軸方向に延びる多数の細孔２３ａを含んだ多孔構造に構成されている。この各細孔２３ａは、ファイバ断面において周方向に略均一に配設されている。
【００３３】
上記多孔構造を有するエアクラッド２３の屈折率（実効屈折率）は、空隙率、つまり、エアクラッド２３領域の全体積に対する細孔２３ａの体積の割合に依存し、空隙率が大きい程、エアクラッド２３の実効屈折率は小さくなる。このエアクラッド２３の外側にサポート層２４が形成されている場合、サポート層２４によってファイバの機械的強度を担保することができるため、上記空隙率をかなり大きくすることができる。そのため、エアクラッド２３を多孔構造にすることで、このエアクラッド２３を中実クラッドで構成する場合に比べて、励起光に対する開口数（ＮＡ：ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  ａｐｅｒｔｕｒｅ）を大幅に大きくすることができる。
【００３４】
上記サポート層２４は、上記エアクラッド２３の周囲を囲むように形成されており、このサポート層２４によって、多孔構造のエアクラッド２３を保護するとともに、エアクラッドファイバ２１の機械的強度を向上するようにしている。
【００３５】
このように、エアクラッド２３が多孔構造に構成されたエアクラッドファイバ２１は、プリフォームを加熱・延伸してファイバ状に延伸することによって製造される。具体的に、プリフォームは次の手順に従って作成される。
【００３６】
先ず、断面円管状のサポート管を１本用意すると共に、コア用ロッド（中実棒）を１本、多数本のエアクラッド用キャピラリ（中空棒）とをそれぞれ用意する。これら各部材はすべてＳｉＯ２で形成されている。本発明に係るエアクラッドファイバ２１がマルチモード伝搬を可能とするため、上記コア用ロッドはエアクラッド用キャピラリよりも太いものが選択される。
【００３７】
そして、上記サポート管内の中心位置に上記コア用ロッドを配置し、このコア用ロッドの周囲に、複数本のエアクラッド用キャピラリを規則的に配置する。このとき、成形後のエアクラッドが、断面略円環状となるように、エアクラッドファイバ用キャピラリを上記コア用ロッドの周囲に略最密に配設することが好ましい。
【００３８】
このようにサポート管に各ロッドとキャピラリが充填された状態で、全体を加熱する。加熱温度が所定温度以上になると各ロッド、キャピラリ、及びサポート管が溶着し、各部材間の間隙が緻密化されてプリフォームが完成する。
【００３９】
このプリフォームを、線引き炉で加熱・延伸してファイバ化する。プリフォームのコア用ロッドに対応する部分が、エアクラッドファイバの励起光入射コアを、プリフォームのエアクラッド用キャピラリに対応する部分が、エアクラッドファイバのエアクラッドを、サポート管に対応する部分が、エアクラッドファイバのサポート層を、それぞれ形成する。そして、このファイバの外周囲にコーティング材を塗布することで、エアクラッドファイバのコーティング層を形成する。この被覆層の形成は、線引きの際に行ってもよい。
【００４０】
このようにして、エアクラッド２３が多孔構造に構成されたエアクラッドファイバ２１が製造される。
【００４１】
図２は、実施形態に係るマルチモードアイソレータ１を示している。
【００４２】
このマルチモードアイソレータ１は、分離領域１ａ、テーパ部１ｂ、及び接続端領域１ｃから構成されている。
【００４３】
分離領域１ａは、その入射端２６において外部のＭＭＬＤ光源から延設されたマルチモードファイバと接続されて励起光を伝搬する励起光入射コア２２と、多数の細孔２３ａを含む多孔構造に構成され、上記励起光入射コア２２の周囲を被覆するエアクラッド２３と、上記エアクラッド２３の周囲を被覆するサポート層２４と、サポート層２４の周囲を被覆するコーティング層２５とを有する。
【００４４】
本発明に係るアイソレータ１は、複数の伝搬モードを有するマルチモードアイソレータであるため、上記励起光入射コア２２のコア径は大きく設計され、且つ、エアクラッド２３の空隙率を大きくして励起光入射コア２２とエアクラッド２３との比屈折率差も大きく設定されている。上記励起光入射コア２２のコア径は、特に限定されるものではないが、７５〜２００μｍ程度が好適である。
【００４５】
上記コーティング層２５は、無機材料、有機材料のどちらであってもよいが、上記分離領域１ａを形成しているＳｉＯ２よりも屈折率の高い材料で形成されている。例えば、コーティング層２５は、紫外線硬化アクリレート樹脂等の材料から適宜選択して形成される。
【００４６】
テーパ部１ｂは、上記分離領域１ａの一端において同径に接続されている。テーパ部１ｂは、上記エアクラッドを有さずＳｉＯ２で中実に形成されている。該テーパ部１ｂは、その他端に向かって先細りの滑らかなテーパ状に形成されている。該テーパ部１ｂの傾斜は、あまり大きいと入射した励起光が臨界角を越えて空気中に放射されてしまうおそれがあるため、比較的小さい方がよい。従って、上記傾斜は、特に限定されるものではないが、軸線に対して１０°以下が好ましい。テーパ部１ｂは、先細り状に形成された他端において、上記接続端領域１ｃを構成する接続端コア２７と同径に接続されている。
【００４７】
テーパ部１ｂは、上記分離領域１ａと別体に形成されて接続することもできるが、後に説明する製造方法により、分離領域１ａと一体に形成されて接続されていることが好ましい。
【００４８】
接続端領域１ｃは、上記先細り状に形成されたテーパ部１ｂの端部と同径に接続された接続端コア２７と、接続端コア２７の周囲を被覆する接続端エアクラッド２８と、接続端エアクラッド２８の周囲を被覆する接続端サポート層２９とを有する。該接続端領域１ｃは、上記分離領域１ａと同じエアクラッドファイバ構造を有している。
【００４９】
即ち、上記接続端コア２７も上記励起光入射コア２２と同様、励起光のマルチモード伝搬が可能なように設計されている。上記接続端エアクラッド２８も上記エアクラッド２３と同様、多数の細孔を含む多孔構造に構成されている。上記接続端サポート層２９も上記分離領域１ａのサポート層と同様に接続端エアクラッドの周囲を被覆して保護するように形成されている。上記接続端サポート層２９の周囲を被覆するように、被覆層３０を形成することが好ましい。
【００５０】
該接続端領域１ｃの接続端３１は、ファイバレーザ装置やＡＳＥ光源装置の入射端に接続される。
【００５１】
接続端領域１ｃは、上記テーパ部１ｂと別体に形成されて接続することも可能であるが、後に説明する製造方法により、テーパ部１ｂと一体に形成されて接続されていることが好ましい。
【００５２】
本実施形態に係るマルチモードアイソレータ１の製造方法について説明する。
【００５３】
図３の（ａ）に示すように、上記方法で形成された全長にわたって均一なエアクラッドファイバ２１を用意する。
【００５４】
図３の（ｂ）に示すように、上記エアクラッドファイバ２１の中間部において、適当な長さの範囲にわたりコーティング層２５を除去する。除去する方法は特に限定されるものではないが、内部のファイバに傷等を付けないような適当な方法が選択される。
【００５５】
図３の（ｃ）に示すように、上記コーティング層２５が除去された領域にコラプス処理を施して、上記エアクラッド２３を構成している上記細孔２３ａをすべて潰してしまう。具体的には、この領域をバーナ等の適当な加熱手段により加熱する。加熱によりエアクラッドファイバ２１が半溶融状態になると界面張力により細孔２３ａが潰されて、上記サポート層２４、エアクラッド２３の細孔２３ａ以外の部位、及び励起光入射コア２２が一体化する。
【００５６】
このように、コラプス処理により、エアクラッドファイバ２１の一部にエアクラッド２３のない領域４（以下、「コラプス領域４」ともいう。）が形成される。コラプス領域４は、その両端部に若干テーパ状の領域が残るが、全域にわたり概ね同径に形成される。
【００５７】
次に、図３の（ｄ）に示すように、上記コラプス領域４にテーパ加工を施す。該テーパ加工は、フッ化水素（ＨＦ）などによるエッチング処理を用いて行うのが好適である。
【００５８】
具体的には、図７に示すように、一部を長手方向に切り欠いたフッ素樹脂製チューブ６０の略軸心上であって、コラプス領域４全体を含み、コラプス領域４とエアクラッド２３が残る領域との境界部を、該フッ素樹脂製チューブの長手方向の略中央に位置させてファイバを固定する。
【００５９】
この状態で、切欠部６１からフッ化水素をフッ素樹脂製チューブ内に注入する。表面張力の作用により、フッ素樹脂製チューブの中央部には、その両端部と比較して相対的に多量のフッ化水素が貯留される。この状態で静置すると、上記石英製の光ファイバは、外周面から軸心に向かって溶解してゆく。光ファイバの移動やフッ化水素の対流がない状態において、相対的に貯留量の少ない両端部から中央部にかけて、フッ化水素と石英の反応が順次飽和状態に達して停止する。
【００６０】
その結果、上記コラプス領域４において、入射端側からエアクラッド２が残る領域との境界部に向かって先細りの平滑なテーパ部１ｂが形成される。ここで形成されるテーパ部１ｂの出射端側の外径は、上記接続端領域の接続端コア２７の外径と等しいか、あるいはそれよりも小さいことが必要である。
【００６１】
このようにエアクラッドファイバにコラプス処理とエッチング処理を施すことにより、分離領域１ａ、テーパー部１ｂ及び接続端領域１ｃが一体に形成されたマルチモードアイソレータを形成することができる。
【００６２】
＜実施形態２＞
本実施形態に係るマルチモードアイソレータ１は、図６に示すように、分離領域１ａとテーパ部１ｂとから形成されている。
【００６３】
上記分離領域１ａは、外部のレーザ光源から延設されたマルチモードファイバと接続されて励起光を伝搬する励起光入射コア２２と、多数の細孔を含む多孔構造に構成され、上記励起光入射コア２２の周囲を被覆するエアクラッド２３と、上記エアクラッド２３の周囲を被覆するサポート層２４と、上記サポート層２４の周囲を被覆するコーティング層２５とを有する。
【００６４】
上記テーパ部１ｂは、上記分離領域１ａと一端において同径に接続され、他端において接続される光ファイバのコア径に収束するよう先細り状に形成されている。また、上記テーパ部１ｂには、上記エアクラッド２３は形成されておらず、中実に形成されている。
【００６５】
本実施形態において分離領域１ａとテーパ部１ｂの作用は、上記実施形態１に係る分離領域１ａ及びテーパ部１ｂのそれと同等である。
【００６６】
本実施形態に係るマルチモードアイソレータ１も実施形態１のマルチモードアイソレータと同様、ファイバレーザ装置、ＡＳＥ光源装置あるいは光アンプ装置などに使用されるものであるが、上記テーパ部１ｂの先端部において、直接、増幅媒質がドープされた光ファイバのコア部に接続されて使用される。
【００６７】
【実施例】
以下、本発明に係る光学装置の具体的な実施例について、図面を用いて説明する。
【００６８】
図５は、上記実施形態１に係るマルチモードアイソレータ１をＡＳＥ光源装置５０に用いた光学装置の構成図である。
【００６９】
本実施例の光学装置は、上記本発明に係るマルチモードアイソレータ１、ＡＳＥ光源装置５０、マルチモードレーザダイオード励起光光源（以下、「ＭＭＬＤ励起光光源」という。）５１、光源マルチモードファイバ（以下、「光源ＭＭＦ」という。）５２、シングルモードファイバ５３、シングルモード用アイソレータ５４等により構成されている。
【００７０】
ＭＭＬＤ励起光光源５１は、光源ＭＭＦ５２を介して上記光学装置１に励起光を供給する。光源ＭＭＦ５２は、通常のマルチモードファイバより大きなコア径を有する大口径マルチモードファイバであって、そのコア径は２００μｍ程度である。光源ＭＭＦ５２に大口径マルチモードファイバを使用することにより、ＭＭＬＤ５１の出力を大きくすることができる。
【００７１】
光源ＭＭＦ５２の出射端は、上記本発明に係るマルチモードアイソレータ１の励起光入射コア２２に直接融着接続されている。励起光入射コア２２に入射された励起光は、テーパ部１ｂ、及び接続端領域１ｃ通って、ＡＳＥ光源装置５０のダブルクラッドファイバ５０ｅの第１クラッド５０ｂ内に入射される。該第１クラッド５０ｂ内には、増幅媒質がドープされたコア５０ａが配置されている。上記コア５０ａ内では、上記第１クラッド５０ｂ内を反射しながら伝搬する上記励起光が、該コア５０ａと交叉する度に自然放出光が発生している。発生した自然放出光のうち出射端５５へ向かって放出されたものは、シングルモードファイバ５３へ入射され、アイソレータ５４を介して上記出射端５５から取り出されて利用される。
【００７２】
一方、発生した自然放出光のうちＭＭＬＤ励起光光源５１へ向かって放出されたものは、戻り光７として上記マルチモードアイソレータ１の接続端コア２７に入射される。接続端コア２７に入射された戻り光７は、該アイソレータ１のテーパ部１ｂに入射される。テーパ部１ｂ内を反射しながら伝搬する戻り光７は、反射する度に反射角が浅くなってゆく。
【００７３】
分離領域１ａに到達した戻り光７は、分離領域１ａの励起光入射コア２２には入射されず、エアクラッド２３の周囲に形成されたサポート層２４に入射される。サポート層２４に入射された戻り光７は、該サポート層よりも屈折率の高い材料で形成されたコーティング層２５に入射すると、反射されずに空気中に放射される。また、空気中に放射されずに入射端２６まで到達した戻り光も、上記光源ＭＭＦ５２には入射されず入射端２６からに空気中へ放射される。
【００７４】
このように、本実施例に係るＡＳＥ光源装置５０において、増幅媒質がドープされた光ファイバ中で発生した戻り光７は、マルチモードアイソレータ１により、効率よく除去され、ＭＭＬＤ励起光光源５１に入射されることがない。そのため、戻り光がＭＭＬＤ励起光光源５１の作動を不安定化させたり、破損させたりすることを防止することができる。本実施例に係るマルチモードアイソレータによれば、約９０％以上の戻り光を空気中に放出できることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエアクラッドファイバの構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係るマルチモードアイソレータの構成を示す概念図である。
【図３】本発明に係るマルチモードアイソレータの製造工程を示す概念図である。
【図４】戻り光の発生の原理を示す概念図である。
【図５】本発明の実施例に係るＡＳＥ光源装置の構成図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係るマルチモードアイソレータの構成を示す概念図である。
【図７】エッチング処理の概要を示す概念図である。
【符号の説明】
１            マルチモードアイソレータ
１ａ          分離領域
１ｂ          テーパ部
１ｃ          接続端領域
２１          エアクラッドファイバ
２２          励起光入射コア
２３          エアクラッド
２４          サポート層
２５          コーティング層
【図１】
2004341345.tif 000003
【図２】
2004341345.tif 000004
【図３】
2004341345.tif 000005
【図４】
2004341345.tif 000006
【図５】
2004341345.tif 000007
【図６】
2004341345.tif 000008
【図７】
2004341345.tif 000009