(57)【要約】【課題】第２クラッド１３が多孔構造に構成されたダブルクラッドファイバ１の第１クラッド１２内に、高いカプリング効率で励起光を確実に入射する。【解決手段】シングルモードコア１１と、第１クラッド１２と、及び多数の細孔を含む多孔構造で構成された第２クラッド１３とを有するダブルクラッドファイバ１と、その出射端部がテーパ状に形成されたマルチモード型光ファイバ２とを備えた光学装置において、上記ダブルクラッドファイバ１には、上記第２クラッドが形成されていないカプリング領域３が形成され、上記カプリング領域３の外径は上記第１クラッド１２の外径よりも大きく形成されている。上記カプリング領域３の出射端側では上記第１クラッド１２の外径に収束するようテーパ部３ａが形成されている。上記カプリング領域３の外周面に、上記マルチモード型光ファイバ２の出射端部が光学的に接続され、上記マルチモード型光ファイバ２から励起光が上記カプリング領域３へ入射されるように構成されている。【選択図】            図２
2004342801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
増幅媒質がドープされたシングルモードコアと、上記シングルモードコアの周囲を被覆する第１クラッドと、及び多数の細孔を含む多孔構造で構成され、上記第１クラッドの周囲を被覆する第２クラッドとを有するダブルクラッドファイバと、
その出射端部がテーパ状に形成されたマルチモード型光ファイバとを備え、
上記ダブルクラッドファイバの所定部位には、上記第２クラッドが形成されていないシングルモードファイバ型構造を有するカプリング領域が形成され、
上記カプリング領域の外径は、上記第１クラッドの外径よりも大きく、且つ、上記カプリング領域の出射端側では上記第１クラッドの外径に収束するようテーパ部が形成され、
上記カプリング領域の外周面に、上記マルチモード型光ファイバの出射端部が光学的に接続され、
上記マルチモード型光ファイバから励起光が上記カプリング領域へ入射されるように構成されていることを特徴とする光学装置。
【請求項２】
増幅媒質がドープされたシングルモードコアと、上記シングルモードコアを被覆する第１クラッドと、及び多数の細孔を含む多孔構造で構成され、上記第１クラッドを被覆する第２クラッドとを有し、所定部位において上記第１クラッドに励起光を入射可能に形成されたカプリング領域を有するダブルクラッドファイバの励起方法であって、
上記ダブルクラッドファイバの上記シングルモードコアに伝搬光を入射するステップと、
上記カプリング領域の周面に光学的に接続されたテーパ状のマルチモード型光ファイバから励起光を入射するステップと、
を含むことを特徴とするダブルクラッドファイバの励起方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダブルクラッドファイバを備えた光学装置、及びダブルクラッドファイバの励起方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、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クラッドを多数の細孔を含む多孔構造に構成したダブルクラッドファイバが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１のダブルクラッドファイバは、図１に示すように、増幅媒質がドープされたシングルモードコア１１と、第１クラッド１２と、ファイバ軸方向に延びる多数の細孔１３ａを含む第２クラッド１３と、この第２クラッド１３の周囲を囲むサポート層１４と、サポート層１４の外周囲に被覆された被覆層１５とを備えている。
【０００４】
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、空隙率を大きくすることにより第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に対する開口数（ＮＡ）が大きくすることができるという利点がある。
【０００５】
また、ダブルクラッドファイバの第１クラッド内に励起光を入射することにより、上記シングルモードコアの伝搬光を増幅する技術も知られている。
【０００６】
ダブルクラッドファイバの第１クラッド内に励起光を入射する技術として、いわゆるサイドポンピング方式が知られている（例えば特許文献２参照）。
【０００７】
特許文献２には、ダブルクラッドファイバの第２クラッドを除去して第１クラッドを露出させ、この露出させた第１クラッドの側面に、テーパ状に形成されたマルチモード型光ファイバを光学的に接続した光学装置が開示されている。特許文献２に係る発明によれば、マルチモード型光ファイバに励起光を入射することにより、上記接続部からダブルクラッドファイバ内に励起光を入射することが可能となる。
【０００８】
このような光学装置は、ファイバレーザやファイバアンプに用いられるものであって、伝搬光（ファイバアンプにあっては信号光、ファイバレーザにあってはレーザ発振光）を上記シングルモードコア内を伝搬させる一方、該伝搬光を励起する励起光を上記第１クラッド内に入射するものである。こうすることで、第１クラッド内を伝搬する励起光は、上記コアと交差する度にコアにドープされた増幅媒質を励起し、その結果、コア内を伝搬する伝搬光が増幅されることになる。
【０００９】
しかし、第２クラッドが多孔構造に構成されたダブルクラッドファイバでは、被覆層を除去してサポート層の周面から励起光を入射しても、第２クラッドが多孔構造であるために励起光を伝搬せず、その結果、第１クラッド内まで励起光を透過させることができない。そこで、第１クラッド内に励起光を入射するには、例えば、サポート層と第２クラッドとを研削により除去することが考えられる。しかし、ファイバ強度の観点から、研削は極めて困難である上に、その研削くずが第２クラッドの細孔内に入り込んでしまう。このため、サポート層と第２クラッドとを研削により除去することは現実的ではない。
【００１０】
そこで、第２クラッドが多孔構造に構成されたダブルクラッドファイバにおいて、励起光を確実に第１クラッド内に入射させるため、図７に示すように、  ダブルクラッドファイバ１の入射端面に、シングルモード型光ファイバ２０の出射端面を接続する技術が考えられた。本技術は、上記シングルモード型光ファイバ２０の周面に、マルチモード型光ファイバ３０を光学的に接続し、該シングルモード型光ファイバ２０のコア２１に伝搬光を入射するとともに、マルチモード型光ファイバ３０からシングルモード型光ファイバ２０のクラッド２２へ励起光を入射するものである。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００２−２７７６６９号公報
【特許文献２】
特許第３３３７６９１号公報
【００１２】
【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１の入射端面にシングルモード型光ファイバ２０を接続する技術では、以下のような問題があった。即ち、マルチモード型光ファイバ３０から上記シングルモード型光ファイバ２０へのカプリング効率が約０．５と低く、該マルチモード型光ファイバ３０から出射される励起光の約５０％程度がシングルモード型光ファイバ２０に入射されるにすぎなかった。ここで、カプリング効率とは、上記マルチモード型光ファイバから出射される励起光の光量をＰ１、上記シングルモード型光ファイバに入射される励起光の光量をＰ２としたとき、Ｐ２／Ｐ１で示される値をいう。上記カプリング効率が大きいほど、上記マルチモード型光ファイバ３０からシングルモード型光ファイバ２０に入射される励起光の光量が増加するので、サイドポンピングの効果を高めることができる。従って、サイドポンピング方式を採用する光学装置において、伝搬光の増幅率を向上させるためには、カプリング効率を向上させる必要がある。
【００１３】
一方、上記カプリング効率は、光接合部分における上記マルチモード型光ファイバ３０とシングルモード型光ファイバ２０の断面積比に依存することも知られている。即ち、断面積比とは、上記マルチモード型光ファイバの断面積をＤ１、上記シングルモード型光ファイバの断面積をＤ２としたとき、Ｄ２／Ｄ１で示される値をいい、該断面積比が大きいほど上記カプリング効率が向上する関係にある。
【００１４】
そこで、例えば図８に示すように、ダブルクラッドファイバ１の被覆層１５の一部を除去した上で、そこに熱を加えて第２クラッド１３の各細孔１３ａを潰す技術が考えられた。本技術によれば、サポート層１４の外周面に接続されたマルチモード型光ファイバ３から励起光を入射することにより、その励起光をサポート層１４と細孔１３ａが潰された領域に入射することができる。また、上記細孔が潰された領域の断面積は、通常のシングルモード型光ファイバに比べてかなり大きい。そのため、上記断面積比を大きくすることができ、カプリング効率を向上させることができた。
【００１５】
ところが、この構成では、図８に矢印で示すように、入射した励起光のほとんどがサポート層１４の側に入ってしまい、第１クラッド１２内を伝搬する励起光の光量が、マルチモード型光ファイバ３から入射した光量の１０％程度になってしまうことがわかった。
【００１６】
本発明は、上記マルチモード型光ファイバから光学装置へ入射される励起光のカプリング効率を向上させるとともに、入射された励起光を確実にダブルクラッドファイバの第１クラッド内に入射するすることができる光学装置の実現を目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光学装置は、増幅媒質がドープされたシングルモードコアと、上記シングルモードコアの周囲を被覆する第１クラッドと、及び多数の細孔を含む多孔構造で構成され、上記第１クラッドの周囲を被覆する第２クラッドとを有するダブルクラッドファイバと、その出射端部がテーパ状に形成されたマルチモード型光ファイバとを備えている。上記ダブルクラッドファイバの所定部位には、上記第２クラッドが形成されていないシングルモードファイバ型構造を有するカプリング領域が形成され、上記カプリング領域の外径は上記第１クラッドの外径よりも大きく形成されている。上記カプリング領域の出射端側では上記第１クラッドの外径に収束するようテーパ部が形成されている。上記カプリング領域の外周面に、上記マルチモード型光ファイバの出射端部が光学的に接続され、上記マルチモード型光ファイバから励起光が上記カプリング領域へ入射されるように構成されている。
【００１８】
この構成によれば、上記ダブルクラッドファイバは、上記増幅媒体がドープされたシングルモードコアに信号光等を伝搬させるとともに、上記カプリング領域から励起光を本光学装置内に導入することができ、上記信号光等を増幅することができる。
【００１９】
即ち、上記ダブルクラッドファイバの所定部位に形成されたカプリング領域には、励起光を出射するマルチモード型光ファイバが光学的に接続されている。これにより、上記励起光はマルチモード型光ファイバから該カプリング領域内に入射される。
【００２０】
該カプリング領域には、上記多孔構造で形成された第２クラッドが形成さえれていないため、カプリング領域の周縁から入射された励起光は、第２クラッドに遮られることなくカプリング領域内で全反射を繰り返しながら伝搬してゆく。
【００２１】
本発明において、カプリング領域の外径は、上記第１クラッドの外径よりも大きく形成されていることにより、比較的大きい断面積比を実現することができ、惹いては、励起光のカプリング効率を向上させることができる。
【００２２】
上記カプリング領域の出射端側では、上記第１クラッドの外径に収束するようテーパ部が形成されている。そのため、該カプリング領域に入射した励起光は、該カプリング領域の出射端側に連なるダブルクラッドファイバの第１クラッド内に確実に入射される。
【００２３】
こうして、高いカプリング効率で本光学装置内に入射された励起光が、確実に上記ダブルクラッドファイバの第１クラッド内に入射され伝搬することにより、シングルモードコアにドープされた増幅媒質は高い効率で励起される。その結果、このシングルモードコア内を伝搬する伝搬光は効果的に増幅される。
【００２４】
本発明に係るダブルクラッドファイバの励起方法は、増幅媒質がドープされたシングルモードコアと、上記シングルモードコアを被覆する第１クラッドと、及び多数の細孔を含む多孔構造で構成され、上記第１クラッドを被覆する第２クラッドとを有し、所定部位において上記第１クラッドに励起光を入射可能に形成されたカプリング領域を有するダブルクラッドファイバの励起方法である。そして、本励起方法は、上記ダブルクラッドファイバの上記シングルモードコアに伝搬光を入射するステップと、上記カプリング領域の周面に光学的に接続されたテーパ状のマルチモード型光ファイバから励起光を入射するステップとを含む。
【００２５】
この構成により、上記シングルモードコアに入射された伝搬光は、上記マルチモード型光ファイバから入射された励起光により効果的に増幅される。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光学装置及びダブルクラッドファイバの励起方法によれば、上記マルチモード型光ファイバからダブルクラッドファイバのカプリング領域へ、高いカプリング効率で励起光を入射することができる。また、上記カプリング領域に入射された励起光は、該カプリング領域に連なるダブルクラッドファイバの第１クラッド内に確実に伝搬されるため、励起光を高い効率で利用することができる。それにより、ダブルクラッドファイバのシングルモードコアを伝搬する信号光を効果的に増幅することができる。
【００２７】
【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。本実施形態に係る光学装置は、信号光を光ファイバで遠距離に伝送する際、適所に配置されて減衰した信号光を増幅するファイバアンプ装置や、レーザ光源から出射されたレーザ光を増幅して高出力レーザ光を得るファイバレーザ装置として使用される。
【００２８】
図１は、本実施形態の光学装置に用いられるダブルクラッドファイバ１を示している。このダブルクラッドファイバ１は、ファイバの軸心部で軸方向に延びるシングルモードコア１１と、このシングルモードコア１１の周囲を被覆する第１クラッド１２と、この第１クラッド１２の周囲を被覆する第２クラッド１３と、この第２クラッド１３の周囲を被覆するサポート層１４と、サポート層１４の外周囲を被覆する被覆層１５とを備えている。
【００２９】
このダブルクラッドファイバ１では、伝搬光が上記シングルモードコア１１内を伝搬する一方、励起光が第１クラッド１２内を伝搬する。
【００３０】
上記シングルモードコア１１、第１クラッド１２、第２クラッド１３、及びサポート層１４はそれぞれＳｉＯ２製であるのに対し、被覆層１５は樹脂製である。被覆層１５に使用される樹脂としては、例えば紫外線硬化型樹脂等が用いられる。
【００３１】
上記シングルモードコア１１は、第１クラッド１２の屈折率よりも高くなるようにＧｅ等がドープされているとともに、増幅媒質がドープされている。該増幅媒質は、上記第１クラッド１２内を伝搬する励起光によって励起され反転分布形質を形成し、そこから誘導放出を発する。これによって、シングルモードコア１１内を伝搬する伝搬光を増幅することができる。増幅媒質としては、例えば、Ｅｒ、Ｎｄ，Ｙｂ等の希土類元素の中から適宜選択される。
【００３２】
上記第１クラッド１２は、上記シングルモードコア１１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おり、その断面形状が円形状とされている。
【００３３】
尚、本実施形態では、第１クラッド１２の断面形状を円形状とするが、この断面形状は円形状に限らず、例えば六角形状、三角形状、矩形状等の多角形状や、楕円形状等に形成してもよい。また、円形の一部を切り欠いた形状とすることも可能である。第１クラッド１２の断面形状を上記非円形状にすることによって、励起光のスキュー成分が低減し、励起効率を高めることができる。
【００３４】
上記第２クラッド１３は、上記第１クラッド１２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。第２クラッド１３は、ファイバ軸方向に延びる多数の細孔１３ａを含んだ多孔構造に構成されている。この各細孔１３ａ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。
【００３５】
上記多孔構造を有する第２クラッド１３の屈折率（実効屈折率）は、空隙率、つまり、第２クラッド１３領域の全体積に対する孔１３ａの体積の割合に依存し、空隙率が大きい程、第２クラッド１３の実効屈折率は小さくなる。この第２クラッドの外側にサポート層が形成されている場合、サポート層によってファイバの機械的用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、第２クラッド１３を多孔構造にすることで、この第２クラッド１３を中実構造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。
【００３６】
上記サポート層１４は、上記第２クラッド１３の周囲を囲むように形成されており、このサポート層１４によって、多孔構造の第２クラッド１３を保護すると共に、ダブルクラッドファイバ１の機械的強度を向上するようにしている。
【００３７】
このように、第２クラッドが多孔構造に構成されたダブルクラッドファイバ１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。
【００３８】
先ず、断面略円形状の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、多数本の第１クラッド用ロッド及び第２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石英で形成されており、上記コア用ロッドには、上記増幅媒質がドープされている。
【００３９】
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、複数本の第１クラッド用ロッドを規則的に配置する。このとき、成形後の第１クラッド部が、断面略円形状となるように、第１クラッド用ロッド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。
【００４０】
次に、上記第１クラッド用キャピラリと上記サポート管の内周面との間に、多数本の第２クラッド用キャピラリを規則的に配置する。尚、コア及び第１クラッド用ロッド、並びに第２クラッド用キャピラリを配置する順序は適宜変更してもよい。
【００４１】
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。
【００４２】
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、ダブルクラッドファイバ１のシングルモードコア１１を、プリフォームの第１クラッド用ロッドに対応する部分が、ダブルクラッドファイバ１の第１クラッド１２を、プリフォームの第２クラッド用各キャピラリに対応する部分が、ダブルクラッドファイバ１の細孔１３ａを備えた第２クラッド１３を、サポート管に対応する部分が、ダブルクラッドファイバ１のサポート層１４を、それぞれ形成する。そして、このファイバの外周囲に被覆材を塗布することで、ダブルクラッドファイバ１の被覆層１５を形成する。この被覆層１５の形成は、線引きの際に行ってもよい。
【００４３】
このようにして、第２クラッド１３が多孔構造に構成されたダブルクラッドファイバ１が製造される。
【００４４】
尚、プリフォームは、コア用ロッド及び第１クラッド用ロッドを用いて作成する代わりに、コア部とクラッド部（第１クラッド部）とを有する第１プリフォームを作成し、この第１プリフォームを用いて作成してもよい。
【００４５】
即ち、上記第１プリフォームを、例えばＶＡＤ法、ＯＶＤ法、ロッドインチューブ法等の公知の方法により作成し、この第１プリフォームをサポート管内の略中心位置に配設する。次いで、この第１プリフォームとサポート管の内周面との間に、多数の第２クラッド用キャピラリを配設する。こうすることでも、コア部、第１及び第２クラッド部を有するプリフォームが完成する。
【００４６】
図２は、本発明の実施形態に係る光学装置を示している。
【００４７】
この光学装置は、上記ダブルクラッドファイバ１と、その出射端側がテーパ状に形成されたマルチモード型光ファイバ２を備えている。
【００４８】
上記ダブルクラッドファイバ１の中間部には、カプリング領域３が形成されている。上記カプリング領域３の上記被覆層１５は除去されている。カプリング領域３には、上記第２クラッド１３は形成されておらず、シングルモードファイバ型構造を有する。また、カプリング領域の外径は、上記ダブルクラッドファイバ１の第１クラッドの外径よりも大きく形成されている。更に、カプリング領域３の出射端側（図２の右側端面）には、上記ダブルクラッドファイバの外径に収束するように平滑なテーパ部３ａが形成されている。カプリング領域３の出射端は、ダブルクラッドファイバ１の第１クラッド１２に連なっている。
【００４９】
カプリング領域３は、このような構造を有しているため、マルチモード型光ファイバ２から出射端側に向かって該カプリング領域３に入射した光は、すべてダブルクラッドファイバ１の第１クラッド１２内に入射されることになる。
【００５０】
上記マルチモード型光ファイバ２は、先端側に向かって先細り状にテーパ部２ａが形成されている。マルチモード型光ファイバ２の先端部２ｂは、上記ダブルクラッドファイバ１のカプリング領域３の外周面に光学的に接続されている。該先端部２ｂの外径は、上記カプリング領域２の外径よりもかなり小さく形成されていることが好ましい。
【００５１】
これにより、上記マルチモード型光ファイバ２の断面積をＤＭ、上記カプリング領域３の断面積をＤＣとしたとき、ＤＣ／ＤＭで示される断面積比を相当大きくすることができ、マルチモード型光ファイバからカプリング領域へのカプリング効率を飛躍的に向上させることができる。
【００５２】
本実施形態において、図２に示すように、上記マルチモード型光ファイバ２の先端部２ｂは、カプリング領域３の外周面に所定角度で熱融着されることにより、光学的に接続されている。
【００５３】
次に本実施形態に係る光学装置の製造方法について説明する。
【００５４】
上記ダブルクラッドファイバ１の適所に形成されるカプリング領域３は、以下のように形成される。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ダブルクラッドファイバ１を用意する。このダブルクラッドファイバ１の長さは、特に限定させるものではなく、光学装置の用途や要求される性能に応じて決まるカプリング領域の個数等によって適宜決定される。
【００５５】
図３の（ｂ）に示すように、上記ダブルクラッドファイバの中間部の適当な位置にコラプス処理を施して、上記第２クラッド１３を構成する上記細孔１３ａ（図３では、図示しない。）をすべて潰してしまう。具体的には、カプリング領域を形成しようとする領域の被覆層１５を、内部のファイバに傷等を付けないように適当な手段により剥がす。次に、この領域をバーナ等の適当な加熱手段により加熱する。加熱によりこの領域が半溶融状態となると、界面張力により第２クラッド１３を形成している細孔１３ａが潰れて、上記サポート層１４、第２クラッド１３の細孔１３ａ以外の部位、及び第１クラッド１２が一体化する。上記シングルモードコア１１は中実であるため、何ら変化することはない。このように、コラプス処理により、ダブルクラッドファイバの一部にシングルモードファイバ型構造を備えた領域４（以下、「コラプス領域４」ともいう。）が形成される。
【００５６】
次に、上記コラプス領域４の出射端側にテーパ部３を形成する。該テーパ部３を形成するためにはエッチング処理を用いるのが好ましい。具体的には、図４に示すように、一部を切り欠いたフッ素樹脂製チューブ５の略軸心上であって、上記コラプス領域４とダブルクラッドファイバとの境界部が該フッ素樹脂製チューブ５の長手方向の略中央に位置するように上記光ファイバを固定する。この状態で切欠部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５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、相対的に貯留量に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。その結果、上記コラプス領域において、入射端側（図４の左方側）からダブルクラッドファイバ１との境界部に向かって先細りの平滑なテーパ部３ａが形成され、カプリング部３が完成する。ここで形成されるテーパ部３ａの出射端側（図３の（ｃ）における右方側）の外径は、上記第１クラッド１２の外径と等しいか、あるいは小さいことが必要である。このように、テーパ部３ａの出射端側の外径が、第１クラッドの外径以下に形成されることにより、カプリング部３からダブルクラッドファイバ１に入射される励起光は、第２クラッド１３やサポート層１４に漏れることなく、確実に第１クラッド１２内に入射される。
【００５７】
次に、図３の（ｄ）に示すように、上記カプリング部３の外周面に、上記マルチモード型光ファイバ２を光学的に接続する。
【００５８】
マルチモード型光ファイバ２とカプリング領域３との接続方法としては、例えば、図５に示すように、マルチモード型光ファイバ２のテーパ状出力端部２ａを、上記シングルモード型光ファイバ３の周面に沿わせた状態で熱により一体化させてもよい。また、図６に示すように、マルチモード型光ファイバ２のテーパ状出力端部２ａ、２ｂを、上記カプリング領域３の外周面に巻きつけた状態で熱により一体化させてもよい。
【００５９】
次に、本実施形態に係る光学装置を用いたダブルクラッドファイバの励起方法について説明する。
【００６０】
図２に示す上記光学装置において、ダブルクラッドファイバ１の入射端側には、シングルモードコア１１に信号光を発する光源装置（図示せず。）が光学的に接続されている。また、上記マルチモード型光ファイバ２の入射端側には、励起光を発するレーザ光源（図示せず。）が光学的に接続されている。このレーザ光源から発せられる励起光の波長は、上記シングルモードコア１１にドープされた増幅媒質の吸収波長であることが必要である。
【００６１】
上記ダブルクラッドファイバ１の入射端に接続された光源装置から、ダブルクラッドファイバのシングルモードコア１１内に信号光が入射される。入射された信号光は、上記シングルモードコア１１内で全反射を繰り返しながら伝搬してゆく。上記レーザ光源からは励起光が連続的に上記マルチモード型光ファイバ２に入射されている。入射された励起光は、マルチモード型光ファイバ２内で全反射を繰り返しながら伝搬してゆき、上記ダブルクラッドファイバ１のカプリング領域３へ入射される。カプリング領域３に入射された励起光は、カプリング領域３内を伝搬してゆき、上記テーパ部３ａで絞り込まれてダブルクラッドファイバ１の第１クラッド１２内に確実に入射される。第１クラッド１２内に入射された励起光は、第１クラッド内で全反射し、上記シングルモードコア１１と交差を繰り返しながら伝搬してゆく。上記励起光は第１クラッドと交差して透過する際、ドープされている増幅媒質に吸収されることによって反転分布形質を形成し、そこからの誘導放出によって信号光を増幅することができる。
【００６２】
このように、本実施形態に係る光学装置及びダブルクラッドファイバの励起方法によれば、上記カプリング領域３における断面積比を大きくすることができる。そのため、上記マルチモード型光ファイバ２からダブルクラッドファイバ１のカプリング領域３へ、高いカプリング効率で励起光を入射することができる。
【００６３】
また、上記カプリング領域３に入射された励起光は、カプリング領域３の出射端側に形成されたテーパ部３ａによって、該カプリング領域に連なるダブルクラッドファイバの第１クラッド１２内に確実に伝搬されるため、励起光を高い効率で利用することができる。それにより、ダブルクラッドファイバ１のシングルモードコア１１を伝搬する信号光を高い効率で増幅することができる。
【００６４】
具体的に、図７に示す構成の光学装置（比較例）では、マルチモード型光ファイバ３から入射した励起光の光量に対する、第１クラッド１２に入射された励起光の光量の割合（励起光の入射効率）は、１０％程度であったのに対し、図２に示す構成の光学装置では、励起光の入射効率が、８０％以上となった。
【００６５】
本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００６６】
上記実施形態では、上記ダブルクラッドファイバ１の入射端には、信号光源が接続されているが、この信号光源に替えてパルス光源やレーザ光源を接続してもよい。このように本発明に係る光学装置は、パルス発生装置やファイバレーザ装置に適用することができる。更に、ダブルクラッドファイバ１を挟んだ両側に、所定の反射波長を有するミラーを配置することにより、ファブリペロー型のファイバレーザを構成することもできる。
【００６７】
また、上記光学装置において、上記カプリング領域３を複数形成し、各領域に接続されたマルチモード型光ファイバ２からそれぞれ励起光を入射することにより、ダブルクラッドファイバ１のシングルモードコア１１の伝搬光を多段的に増幅することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るダブルクラッドファイバの断面図である。
【図２】本発明に係る光学装置の構成を示す概念図である。
【図３】本発明に係る光学装置の製造工程を示す概念図である。
【図４】本発明に係る光学装置のカプリング領域の加工方法を説明する概念図である。
【図５】マルチモード型光ファイバとカプリング領域との接続形態の一例を示す図である。
【図６】マルチモード型光ファイバとカプリング領域との接続形態の一例を示す図である。
【図７】従来の光学装置の構成を示す概念図である。
【図８】従来の光学装置の構成を示す概念図である。
【符号の説明】
１            ダブルクラッドファイバ
１１                    シングルモードコア
１２          第１クラッド
１３          第２クラッド
１３ａ        細孔
１４          サポート層
１５          被覆層
２            マルチモード型光ファイバ
２ａ          テーパ部
２ｂ          先端部
３            カプリング領域
３ａ          テーパ部
４            コラプス領域
５            フッ素樹脂製チューブ
【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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