(57)【要約】【課題】  偏波を選択するデバイスを設けることなく直線偏波のレーザ光を得ることができる光ファイバレーザを提供する。【解決手段】  光ファイバレーザ１０は、ファイバ横断面における直交する２つの偏波方向の実効屈折率が相互に異なるように構成された希土類元素ドープファイバ１１と、その希土類元素ドープファイバ１１のコアに入力する励起光を発する励起光源１５と、を備える。励起光源１５は、希土類元素ドープファイバ１１の２つの偏波方向のうち一方だけで光の発振が生じるように、励起光の強度設定がなされている。【選択図】図１
2005203430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
希土類元素がドープされたコアと、該コアを被覆するように設けられたクラッドと、を有すると共に、ファイバ横断面における直交する２つの偏波方向の実効屈折率が相互に異なるように構成された希土類元素ドープファイバと、
上記希土類元素ドープファイバのコアに入力する励起光を発する励起光源と、
を備え、
上記希土類元素ドープファイバのコアの希土類元素の電子を上記励起光源からの励起光によって励起状態にし、その励起状態の電子が基底状態に戻るときに発する光を該コアに繰り返し伝播させて誘導放出によって増幅して発振させることによりレーザ光を生成する光ファイバレーザであって、
上記励起光源は、上記希土類元素ドープファイバの２つの偏波方向のうち一方だけで光の発振が生じるように、励起光の強度設定がなされている、光ファイバレーザ。
【請求項２】
請求項１に記載された光ファイバレーザにおいて、
上記希土類元素ドープファイバは、上記クラッドに、ファイバ横断面において上記コアを挟み且つファイバ長さ方向において該コアに沿って延びるように一対の細孔が形成されている、光ファイバレーザ。
【請求項３】
請求項１に記載された光ファイバレーザにおいて、
上記希土類元素ドープファイバは、ファイバ横断面における直交する２つの偏波方向の実効屈折率の差が３．０×１０-4以上である、光ファイバレーザ。
【請求項４】
希土類元素がドープされたコアと、該コアを被覆するように設けられたクラッドと、を有すると共に、ファイバ横断面における直交する２つの偏波方向の実効屈折率が相互に異なるように構成された希土類元素ドープファイバを備えた光ファイバレーザを用い、
上記希土類元素ドープファイバのコアに励起光を入力して該コアの希土類元素の電子を励起状態にし、その励起状態の電子が基底状態に戻るときに発する光を該コアに繰り返し伝播させて誘導放出によって増幅して発振させることによりレーザ光を生成するレーザ光生成方法であって、
上記励起光の強度を、上記希土類元素ドープファイバの２つの偏波方向のうち一方だけで光の発振が生じるように設定する、レーザ光生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバレーザ及びレーザ光生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光が活用される計測機器等には、偏波依存性を有することから、直線偏波のレーザ光を発するレーザ光源を必要とするものがある。
【０００３】
特許文献１には、誘導放出効果により光を増幅する光ファイバ増幅素子に対して、その前後に第１光ファイバミラー部と第２光ファイバミラー部とをそれぞれ個別に接続して光共振器を構成するとともに、第１光ファイバミラー部に励起光を発生する励起光源を接続してなり、第１光ファイバミラー部は、励起光の波長の光は分岐することなく通過させるがレーザ光の波長の光は１／２ずつ等分岐して出射する波長依存型の光ファイバカプラを備えるとともに、この波長依存型光ファイバカプラを構成する一対の光ファイバの同一側の片端部を互いに接続するとともに、これとは反対側の片端部のうち、一方を光ファイバ増幅素子と接続し、他方を励起光源に接続して構成され、第２光ファイバミラー部は、レーザ光の特定の偏波角の光のみを１／２ずつ等分岐して出射する偏波依存型の光ファイバカプラを備えるとともに、この偏波依存型光ファイバカプラを構成する一対の光ファイバの同一側の片端部を互いに接続するとともに、これとは反対側の片端部のうち、一方を光ファイバ増幅素子と接続して構成されている光ファイバレーザ、つまり、偏波保持ファイバで構成したレーザ共振器の帰還部に偏波合成器を設けた光ファイバレーザが開示されている。そして、これによれば、誘導放出効果によって光を増幅する光ファイバ増幅素子をレーザ媒体として用いた光ファイバレーザにおいて、第１、第２光ファイバミラー部を設け、両ミラー部間で往復反射させることでレーザ発振を行わせるので、直線偏波のレーザ光を安定して発生させることができる、と記載されている。
【０００４】
また、非特許文献２には、偏波保持ファイバで構成したレーザ共振器内に偏光子を挿入する技術が開示されている。
【特許文献１】特許第３４１５９１６号公報
【非特許文献１】K.Tamura,et al.,"77-fs pulse generation from a stretched-pulse mode-locked all-fiber ring laser",OPTICS LETTERS,Vol.18,No.13,July 1993.
【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、直線偏波のレーザ光を得るための従来の技術は、レーザ共振器内に所定の偏波を選択するデバイスを組み込むものである。これでは、装置構成が複雑となり、また、共振器の長さがそのデバイスの分だけ長くなってしまう。共振器の長さが長くなると、小型化の制限となるばかりか、出力が時間的に不安定となり、また、モードロック動作をしている場合には、パルス繰り返し周期の制限要因ともなりうる。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、偏波を選択するデバイスを設けることなく直線偏波のレーザ光を得ることができる光ファイバレーザ及びレーザ光生成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成する本発明の光ファイバレーザは、
希土類元素がドープされたコアと、該コアを被覆するように設けられたクラッドと、を有すると共に、ファイバ横断面における直交する２つの偏波方向の実効屈折率が相互に異なるように構成された希土類元素ドープファイバと、
上記希土類元素ドープファイバのコアに入力する励起光を発する励起光源と、
を備え、
上記希土類元素ドープファイバのコアの希土類元素の電子を上記励起光源からの励起光によって励起状態にし、その励起状態の電子が基底状態に戻るときに発する光を該コアに繰り返し伝播させて誘導放出によって増幅して発振させることによりレーザ光を生成する光ファイバレーザであって、
上記励起光源は、上記希土類元素ドープファイバの２つの偏波方向のうち一方だけで光の発振が生じるように、励起光の強度設定がなされている。
【０００８】
このような光ファイバレーザによれば、希土類元素ドープファイバが複屈折光ファイバであって、ファイバ横断面における直交する２つの偏波方向の実効屈折率が相互に異なるように構成され、その２つの偏波方向のうち一方だけでレーザ発振が生じるように励起光の強度設定がなされている、つまり、２つの偏波方向のうち他方については、希土類元素ドープファイバによる利得よりも損失が大きく、励起光の強度が発振閾値を下回るためにレーザ発振が生じないので、偏波を選択する特別のデバイスを設けることなく直線偏波のレーザ光を得ることができる。
【０００９】
２つの偏波方向のうち一方でレーザ発振が生じ、他方でレーザ発振が生じないようにするためには、励起光の強度を、前者の発振閾値を上回り且つ後者の発振閾値を下回るように設定する必要がある。ところが、実効屈折率の差が小さいと、２つの偏波方向で発振閾値の差が小さくなるために、狭い範囲で励起光の強度設定を行わなければならない。
【００１０】
従って、具体的実施形態として、本発明の光ファイバレーザは、上記希土類元素ドープファイバの上記クラッドに、ファイバ横断面において上記コアを挟み且つファイバ長さ方向において該コアに沿って延びるように一対の細孔が形成されているものであってもよい。
【００１１】
このような構成のものは、細孔の配設方向に空気層が存在するため、それに直交する方向に比較して、光の閉じ込め効果が高く、それによって実効屈折率が相当に高くなる。従って、２つの偏波方向での発振閾値の差が大きい。好適には、本発明の光ファイバレーザは、上記希土類元素ドープファイバのファイバ横断面における直交する２つの偏波方向の実効屈折率の差が３．０×１０-4以上であるのがよい。
【００１２】
本発明のレーザ光生成方法は、
希土類元素がドープされたコアと、該コアを被覆するように設けられたクラッドと、を有すると共に、ファイバ横断面における直交する２つの偏波方向の実効屈折率が相互に異なるように構成された希土類元素ドープファイバを備えた光ファイバレーザを用い、
上記希土類元素ドープファイバのコアに励起光を入力して該コアの希土類元素の電子を励起状態にし、その励起状態の電子が基底状態に戻るときに発する光を該コアに繰り返し伝播させて誘導放出によって増幅して発振させることによりレーザ光を生成するレーザ光生成方法であって
上記励起光の強度を、上記希土類元素ドープファイバの２つの偏波方向のうち一方だけで光の発振が生じるように設定する。
【００１３】
このようなレーザ光生成方法によれば、希土類元素ドープファイバのファイバ横断面における直交する２つの偏波方向の実効屈折率が相互に異なるように構成されており、その２つの偏波方向のうち一方だけでレーザ発振が生じるように励起光の強度を設定する、つまり、２つの偏波方向のうち他方については、希土類元素ドープファイバによる利得よりもそれによる損失が大きく、励起光の強度が発振閾値を下回るためにレーザ発振が生じないようにするので、偏波を選択する特別のデバイスを設けることなく直線偏波のレーザ光を得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明によれば、希土類元素ドープファイバのファイバ横断面における直交する２つの偏波方向の実効屈折率が相互に異なるように構成され、その２つの偏波方向のうち一方だけでレーザ発振が生じるように励起光の強度の設定を行うので、偏波を選択する特別のデバイスを設けることなく直線偏波のレーザ光を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る光ファイバレーザ１０を示す。
【００１７】
この光ファイバレーザ１０は、本体部分が希土類元素ドープファイバ１１で構成されている。そして、希土類元素ドープファイバ１１の一端には偏波保持ミラー１２が設けられ、他端にはファイバグレーティング１３、光合波器１４及び光アイソレータ１６が順に直列に接続されている。また、光合波器１４には、励起光源１５が接続されている。
【００１８】
希土類元素ドープファイバ１１は、ファイバ中心をなすコアと、それを被覆するクラッドと、さらにその外側を被覆する樹脂被覆と、を有する。コアには、エルビウム（Ｅｒ）やイッテルビウム（Ｙｂ）やネオジム（Ｎｄ）などの希土類元素がドープされている。また、希土類元素ドープファイバ１１は、ファイバ横断面における直交する２つの偏波方向の実効屈折率が相互に異なるように構成されている。つまり、この希土類元素ドープファイバ１１は、複屈折光ファイバである。
【００１９】
図２は、かかる複屈折光ファイバである希土類元素ドープファイバ１１の一例のファイバ横断面を示す。
【００２０】
この例では、コア１１ａがファイバ横断面で円形に形成されており、クラッド１１ｂには、コア１１ａを挟むように一対の細孔１１ｃが形成されている。それらの細孔１１ｃは、ファイバ長さ方向についてコア１１ａに沿って延びるように形成されている。そして、これにより、細孔１１ｃの配設方向については、図３（ａ）に示すように、細孔１１ｃによる空気層が存在するので、相対的に、コア１１ａとクラッド１１ｂとの間の屈折率差が大きく、そのためにコア１１ａへの光の閉じ込め効果が高く、モードフィールド径が小さい。従って、実効屈折率も光の増幅効率も相対的に高い。また、細孔１１ｃの配設方向は、実効屈折率が相対的に高いため、光の進行速度が遅いスロー軸となる。一方、細孔１１ｃの配設方向に直交する方向については、図３（ｂ）に示すように、細孔１１ｃのような空気層が存在しないので、相対的に、コア１１ａとクラッド１１ｂとの間の屈折率差が小さく、そのためにコア１１ａへの光の閉じ込め効果が低く、モードフィールド径が大きい。従って、実効屈折率も光の増幅効率も相対的に低い。また、細孔１１ｃの配設方向に直交する方向は、実効屈折率が相対的に低いため、光の進行速度が速いファスト軸となる。      
【００２１】
偏波保持ミラー１２は、希土類元素ドープファイバ１１を伝播する光の偏波状態をそのまま保持して反射するデバイスである。
【００２２】
ファイバグレーティング１３は、希土類元素ドープファイバ１１を伝播する所定波長の光を所定割合だけ反射して、残りを透過するデバイスであり、例えば、コアに屈折率変調構造が形成された光ファイバによって構成されている。
【００２３】
励起光源１５は、希土類元素ドープファイバ１１のコアにドープされた希土類元素を励起させる波長の光を発するデバイスであり、例えば、波長９８０ｎｍや波長１４８０ｎｍのレーザ光を発するレーザダイオードで構成されている。
【００２４】
光合波器１４は、励起光源１５からの励起光をファイバグレーティング１３側に出力してその励起光をファイバグレーティング１３を介して希土類元素ドープファイバ１１に供給し、希土類元素ドープファイバ１１からのファイバグレーティング１３を透過した光を光アイソレータ１６側に出力するデバイスであり、いわゆるカプラである。
【００２５】
光アイソレータ１６は、光合波器１４側からの光を透過する一方、反対側からの光の透過を阻止するデバイスである。
【００２６】
この光ファイバレーザ１０では、励起光源１５から発された励起光が光合波器１４及びファイバグレーティング１３を介して希土類元素ドープファイバ１１に入力される。励起光が入力された希土類元素ドープファイバ１１では、コアにドープされた希土類元素の最外殻電子が励起状態にされ、その電子が基底状態に戻る際に、励起状態と基底状態とのエネルギー差に対応した波長の光（自然放出光：ＡＳＥ）を放出する。その光は、希土類元素ドープファイバ１１内を伝播することで誘導放出によって増幅されることとなるが、そのうちのその増幅の利得が光の伝播の際の損失を上回るために消失しないものについては、ファイバグレーティング１３によって波長が選択され、それが、偏波保持ミラー１２及びファイバグレーティング１３で反射を繰り返して発振する。その発振した光のうちファイバグレーティング１３で反射せずに透過し、さらに、光合波器１４及び光アイソレータ１６を透過するものがレーザ光として出力される。
【００２７】
ところで、上記したように、この光ファイバレーザ１０では、希土類元素ドープファイバ１１が複屈折光ファイバである。そして、励起光源１５は、希土類元素ドープファイバ１１の２つの偏波方向のうち一方だけで光の発振が生じるように、励起光の強度設定がなされている。例えば図２に示す希土類元素ドープファイバ１１を例にして具体的に説明すると、細孔１１ｃの配設方向（スロー軸方向）については、実効屈折率も光の増幅効率も相対的に高いので、励起光源１５からの励起光の強度を徐々に高めていった場合、励起光強度は、比較的早期に希土類元素ドープファイバ１１内を伝播することによる利得が損失を上回る発振閾値に到達する。一方、細孔１１ｃの配設方向に垂直な方向（ファスト軸方向）については、実効屈折率も光の増幅効率も相対的に低いので、励起光源１５からの励起光の強度を徐々に高めていった場合、励起光強度は、比較的遅く利得が損失を上回る発振閾値に到達する。つまり、２つの偏波方向で発振閾値が異なり、あたかも共振器長の異なる一対の共振器が存在するかのように動作する。そして、この光ファイバレーザ１０では、励起光源１５から発される励起光の強度が一方の偏波方向の発振閾値よりも高く且つ他方の偏波方向の発振閾値よりも低く設定され、２つの偏波方向のうち一方だけで光の発振が生じるようにされている。ここで、両偏波方向の発振閾値の差が小さいと、狭い範囲で励起光の強度設定を行わなければならない。しかしながら、発振閾値は光の増幅効率、つまり実効屈折率に比例するので、両偏波方向の実効屈折率差を大きくすれば、発振閾値の差も大きくすることができる。具体的には、両偏波方向の実効屈折率差は３．０×１０-4以上であることが望ましい。
【００２８】
以上に説明した光ファイバレーザ１０によれば、希土類元素ドープファイバ１１が複屈折光ファイバであって、ファイバ横断面における直交する２つの偏波方向の実効屈折率が相互に異なるように構成されている。そして、その２つの偏波方向のうち一方（図２に示す例ではスロー軸方向）だけでレーザ発振が生じるように励起光源１５からの励起光の強度の設定がなされている、つまり、２つの偏波方向のうち他方（図２に示す例ではファスト軸方向）については、希土類元素ドープファイバ１１による利得よりもそれによる損失が大きく、励起光の強度が発振閾値を下回るためにレーザ発振が生じない。従って、偏波を選択する特別のデバイスを設けることなく直線偏波のレーザ光を得ることができる。
【００２９】
（実施形態２）
図４は、本発明の実施形態２に係る光ファイバレーザ２０を示す。
【００３０】
この光ファイバレーザ２０は、本体部分が希土類元素ドープファイバ２１で構成されている。そして、希土類元素ドープファイバ２１の一端には、光合波器２４、第１光アイソレータ２６ａ、光バンドパスフィルタ２７及び出力カプラ２８の入力ポートが順に直列に接続されている。また、光合波器２４には、励起光源２５が接続されている。そして、出力カプラ２８は一対の出力ポートを有しており、そのうちの一方が第２光アイソレータ２６ｂに接続されており、他方が希土類元素ドープファイバ２１の他端に接続されている。
【００３１】
光バンドパスフィルタ２７は、所定波長の光のみを透過させるデバイスである。
【００３２】
出力カプラ２８は、１つの入力ポートと２つの出力ポートを有し、入力ポートから入力された光の一部を一方の出力ポートから出力し、残りを他方の出力ポートから出力するデバイスである。
【００３３】
なお、希土類元素ドープファイバ２１、光合波器２４及び励起光源２５は、実施形態１のものと同一のデバイスである。また、第１及び第２光アイソレータ２６ａ，２６ｂは、実施形態１の光アイソレータ１６と同一のデバイスである。
【００３４】
この光ファイバレーザ２０では、励起光源２５から発された励起光が光合波器２４を介して希土類元素ドープファイバ２１に入力される。励起光が入力された希土類元素ドープファイバ２１では、コアにドープされた希土類元素の最外殻電子が励起状態にされ、その電子が基底状態に戻る際に、励起状態と基底状態とのエネルギー差に対応した波長の光を放出する。その光は、希土類元素ドープファイバ２１内を伝播することで誘導放出によって増幅されることとなるが、そのうちのその増幅の利得が光の伝播の際の損失を上回るために消失しないものについては、光合波器２４及び第１光アイソレータ２６ａを透過し、光バンドパスフィルタ２７によって波長が選択され、それが、出力カプラ２８の入力ポートに入力されて他方の出力ポートから出力され、再び希土類元素ドープファイバ２１に入力されて光伝播ループを形成することで発振する。その発振した光のうち出力カプラ２８で一方の出力ポートから出力され、さらに、第２光アイソレータ２６ｂを透過するものがレーザ光として出力される。
【００３５】
以上に説明した光ファイバレーザ２０においても、実施形態１のものと同様に、希土類元素ドープファイバ２１が複屈折光ファイバであって、ファイバ横断面における直交する２つの偏波方向の実効屈折率が相互に異なるように構成されている。そして、その２つの偏波方向のうち一方だけでレーザ発振が生じるように励起光源２５からの励起光の強度の設定がなされている、つまり、２つの偏波方向のうち他方については、希土類元素ドープファイバ２１による利得よりもそれによる損失が大きく、励起光の強度が発振閾値を下回るためにレーザ発振が生じない。従って、偏波を選択する特別のデバイスを設けることなく直線偏波のレーザ光を得ることができる。
【００３６】
（その他の実施形態）
上記実施形態１では、図２に示すような複屈折光ファイバを例示したが、特にこれに限定されるものではなく、他の構成の偏波保持ファイバやフォトニック結晶ファイバ等の複屈折光ファイバであってもよい。
【実施例】
【００３７】
コアにイッテルビウム（Ｙｂ）がドープされた長さ１０ｍのイッテルビウムドープファイバ（以下、「ＹＤＦ」という。）を用いて以下の実験１〜３を実施した。このＹＤＦは、ファイバ横断面におけるコアの外郭形状が三日月形状であって、それを挟むようにクラッドに一対の細孔が形成され、細孔の配設方向がスロー軸方向であって、実効屈折率も光の増幅効率も相対的に高く、一方、細孔の配設方向に直交する方向がファスト軸方向であって、実効屈折率も光の増幅効率も相対的に低い複屈折ファイバであった。ファスト軸及びスロー軸の実効屈折率の差は１．４×１０-3であった。
【００３８】
（実験１）
＜実験方法＞
濃度条長積が３０ｋｐｐｍ・ｍ、４０ｋｐｐｍ・ｍ、５０ｋｐｐｍ・ｍ及び６０ｋｐｐｍ・ｍである上記ＹＤＦをそれぞれ準備した。そして、各ＹＤＦに、励起光源から励起光を入力すると共に、信号入力−１０ｄＢｍで波長１０６４ｎｍのレーザ光を入射し、その増幅利得を測定した。その測定は、励起光の強度を１００ｍＷ、２００ｍＷ及び３００ｍＷとしたときのそれぞれについて、ファスト軸及びスロー軸の両方について行った。
【００３９】
＜実験結果＞
図５は、濃度条長積と利得との関係を示す。
【００４０】
図５によれば、濃度条長積４０ｋｐｐｍ・ｍにおけるスロー軸の利得が濃度条長積６０ｋｐｐｍ・ｍのファスト軸の利得にほぼ等しいことが分かる。同様に、濃度条長積３０ｋｐｐｍ・ｍにおけるスロー軸の利得が濃度条長積４５ｋｐｐｍ・ｍのファスト軸の利得にほぼ等しいことが推測できる。これは、スロー軸方向の実効Ｙｂ濃度がファスト軸方向の実効Ｙｂ濃度の１．５倍であること意味するものであると考えられる。つまり、このＹＤＦでは、両偏波軸方向の屈折率差が大きく且つ発振閾値の差が非常に大きい。
【００４１】
（実験２）
＜実験装置及び実験方法＞
図６は、実験２で用いた実験装置を示す。
【００４２】
この実験装置は、ＹＤＦ３１の一端にファイバグレーティング３３が設けられ、他端に、波長９８０ｎｍの励起光を発する励起ＬＤ３５が接続された光合波器３４、光アイソレータ３６、偏光子及び光スペクトロアナライザーが順に直列に接続されたものである。
【００４３】
この実験装置では、励起ＬＤ３５から発された励起光が光合波器３４及びファイバグレーティング３３を介してＹＤＦ３１に入力される。励起光が入力されたＹＤＦ３１では、コアにドープされた希土類元素の最外殻電子が励起状態にされ、その電子が基底状態に戻る際に、励起状態と基底状態とのエネルギー差に対応した波長の光（自然放出光：ＡＳＥ）を放出する。その光の一部は、ファイバグレーティング３３側に伝播し、ファイバグレーティング３３で所定波長のものだけが選択的に反射された後にＹＤＦ３１を透過し、その際に光合波器３４側に伝播する光と一緒になって光合波器３４、光アイソレータ３６を透過し、偏光子によって所定の偏波方向のものだけが透過して光スペクトロアナライザーに入力される。光スペクトロアナライザーでは、入力された光の０．０１ｎｍ幅の波長毎の強度が計測される。
【００４４】
そして、この実験装置を用い、ＹＤＦ３１の細孔の配設方向（スロー軸方向）及び細孔の配設方向に直交する方向（ファスト軸方向）のそれぞれの偏波方向の光だけを検出し、その０．０１ｎｍ幅の波長毎の強度を計測した。
【００４５】
＜実験結果＞
図７は、ファスト軸方向及びスロー軸方向のそれぞれの偏波方向の波長と出力強度との関係を示す。
【００４６】
図７によれば、ファスト軸方向の偏波方向の光は波長１０５６．８２〜１０５７．０２ｎｍ間に強度ピークを有し、スロー軸方向の偏波方向の光は波長１０５７．２２〜１０５７．４２ｎｍ間に強度ピークを有することが分かる。これらの強度ピークは、ファイバグレーティング３３で選択的に反射されてＹＤＦ３１によって増幅された波長の光によるものである。
【００４７】
（実験３）
＜実験装置及び実験方法＞
図８は、実験３で用いた実験装置を示す。
【００４８】
この実験装置は、光ファイバレーザであって、ＹＤＦ４１の一端がフレネル反射端（反射率４％）に構成され、他端に、実験２で用いたものと同一のファイバグレーティング（反射率１０％）４３、波長９８０ｎｍの励起光を発する励起ＬＤ４５が接続された光合波器４４、光アイソレータ４６、偏光子及び光スペクトロアナライザーが順に直列に接続されたものである。
【００４９】
この光ファイバレーザの実験装置の動作原理は、上記実施形態１のものと同一である。
【００５０】
そして、この実験装置を用い、励起ＬＤ４５からの励起光の強度を２００ｍＷ、１４０ｍＷ、８０ｍＷ及び６０ｍＷのそれぞれに設定したときに出力されるレーザ光の０．０１ｎｍ幅の波長毎の強度を計測した。
【００５１】
＜実験結果＞
図９は、波長と出力強度との関係を示す。
【００５２】
図９によれば、励起光の強度を２００ｍＷとしたときには、波長１０５６．７〜１０５７．２ｎｍ間、及び、波長１０５７．２〜１０５７．７ｎｍ間のそれぞれに強度ピークを有することが分かる。これは、ファスト軸方向及びスロー軸方向のそれぞれについて発振閾値よりも励起光の強度が十分に高いので、両偏波方向でレーザ光の発振が生じ、実験１の結果より、前者の強度ピークがファスト軸方向に及び後者の強度ピークがスロー軸にそれぞれ対応して生じたためであると考えられる。
【００５３】
励起光の強度を１４０ｍＷ或いは８０ｍＷとしたときには、波長１０５６．７〜１０５７．２ｎｍ間に強度ピークを有さないものの、波長１０５７．２〜１０５７．７ｎｍ間に強度ピークを有することが分かる。これは、励起光の強度が、ファスト軸方向の発振閾値よりも低く、且つ、スロー軸方向の発振閾値よりも高いので、一方の偏波方向であるスロー軸方向のレーザ光の発振だけが生じたためであると考えられる。
【００５４】
励起光の強度を６０ｍＷとしたときには、波長１０５６．７〜１０５７．２ｎｍ間、及び、波長１０５７．２〜１０５７．７ｎｍ間のいずれも強度ピークを有さないことが分かる。これは、ファスト軸方向及びスロー軸方向のそれぞれについて発振閾値よりも励起光の強度が低いので、両偏波方向でレーザ光の発振が生じなかったためであると考えられる。
【００５５】
従って、以上の結果より、励起光の強度を１４０ｍＷ或いは８０ｍＷとする、つまり、励起光の強度を両偏波方向の発振閾値間に設定することにより、一方の偏波方向でレーザ光の発振を生じさせ、且つ、他方の偏波方向でレーザ光の発振を生じないようにすることができ、これによって、偏波を選択するデバイスを設けることなく直線偏波のレーザ光を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上説明したように、本発明は、光ファイバレーザ及びレーザ光生成方法について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】実施形態１に係る光ファイバレーザの構成を示すブロック図である。
【図２】希土類元素ドープファイバのファイバ横断面図である。
【図３】希土類元素ドープファイバの（ａ）ファスト軸及び（ｂ）スロー軸にそれぞれ沿ったファイバ縦断面図である。
【図４】実施形態２に係る光ファイバレーザの構成を示すブロック図である。
【図５】実験１の結果を示すグラフである。
【図６】実験２に用いた実験装置の構成を示すブロック図である。
【図７】実験２の結果を示すグラフである。
【図８】実験３に用いた実験装置の構成を示すブロック図である。
【図９】実験３の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５８】
１０，２０  光ファイバレーザ
１１，２１，３１，４１  希土類元素ドープファイバ（ＹＤＦ）
１１ａ  コア
１１ｂ  クラッド
１１ｃ  細孔
１２  偏波保持ミラー
１３，３３，４３  ファイバグレーティング
１４，２４，３４，４４  光合波器
１５，２５，３５，４５  励起光源（励起ＬＤ）
１６，３６，４６  光アイソレータ
２６ａ  第１光アイソレータ
２６ｂ  第２光アイソレータ
２７  光バンドパスフィルタ
２８  出力カプラ
３０，４０  実験装置
３７  偏光子
３８  光スペクトロアナライザー
【図１】
2005203430.tif 000003
【図２】
2005203430.tif 000004
【図３】
2005203430.tif 000005
【図４】
2005203430.tif 000006
【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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