(57)【要約】【課題】安価な構成とすることができ高効率にＳＣ光を発生することができる光源装置を提供する。【解決手段】光源装置１は、ファイバレーザ光源１０，光ファイバ２０および光フィルタ３０を備える。ファイバレーザ光源１０は、波長１.５５μｍ帯でパルス幅０.１ｎｓ〜１０ｎｓのパルスレーザ光を種光として出力する。光ファイバ２０は、ITU-TG.652準拠のシングルモード光ファイバである。光ファイバ２０は、ファイバレーザ光源１０の種光出力端と直接に又は光ファイバ光学系により接続されている。光ファイバ２０は、ファイバレーザ光源１０から出力された種光を第１端に入力して導光し、その種光の導光の際に発現する非線形光学現象により帯域を拡大された光を第２端から出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長１.５５μｍ帯でパルス幅０.１ｎｓ〜１０ｎｓのパルスレーザ光を種光として出力するファイバレーザ光源と、
前記ファイバレーザ光源の種光出力端と直接に又は光ファイバ光学系により接続され、前記ファイバレーザ光源から出力された種光を第１端に入力して導光し、その種光の導光の際に発現する非線形光学現象により帯域を拡大された光を第２端から出力するITU-TG.652準拠のシングルモード光ファイバと、
を備えることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記シングルモード光ファイバの長さが０.１ｍ〜５ｍであることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記シングルモード光ファイバの前記第２端から出力される光のうち前記種光を遮断する光フィルタを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項４】
前記シングルモード光ファイバの前記第２端から出力される光のうち特定波長帯域の光を選択的に透過させる光フィルタを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項５】
前記ファイバレーザ光源の前記種光出力端と前記シングルモード光ファイバの前記第１端とが互いに融着接続されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項６】
前記シングルモード光ファイバのうち前記第２端から長さ２ｍまでの範囲で曲率半径が５０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバにおいて発現する非線形光学現象を利用して広帯域光を発生する光源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高いパワーの光が光ファイバを導波する間に該光ファイバにおいて非線形光学現象が発現し、この非線形光学現象に因り帯域が拡大された広帯域光（スーパーコンティニューム光、以下「ＳＣ光」という。）が発生することが知られている。このようなＳＣ光を発生する光源装置としては、特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
特許文献１に記載された光源装置で用いられる光ファイバは、波長分散が正常分散であると共にフラットな分散であるフォトニック結晶ファイバである。一般にフォトニック結晶ファイバは非線形効果が高い。そして、波長１μｍ帯でパルス幅１０ｐｓ程度のパルスレーザ光がフォトニック結晶ファイバの第１端に入力されて、そのパルスレーザ光が導波する間に発現する非線形光学現象に因り帯域が拡大されたＳＣ光が第２端から出力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−６４９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
引用文献１に記載された光源装置は、非線形効果が高い特殊な光ファイバを用いるものであることから、この光ファイバと他の光学素子との光学的接続の際の損失が大きく、伝送損失も大きく、また、高価である。さらに、引用文献１に記載された光源装置は、パルス幅１０ｐｓ程度の超短パルスレーザ光を種光として出力する種光源を必要とすることから、この点でも高価である。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、安価な構成とすることができ高効率にＳＣ光を発生することができる光源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の光源装置は、(1) 波長１.５５μｍ帯でパルス幅０.１ｎｓ〜１０ｎｓのパルスレーザ光を種光として出力するファイバレーザ光源と、(2) ファイバレーザ光源の種光出力端と直接に又は光ファイバ光学系により接続され、ファイバレーザ光源から出力された種光を第１端に入力して導光し、その種光の導光の際に発現する非線形光学現象により帯域を拡大された光を第２端から出力するITU-TG.652準拠のシングルモード光ファイバと、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の光源装置は、シングルモード光ファイバの長さが０.１ｍ〜５ｍであるのが好適である。本発明の光源装置は、シングルモード光ファイバの第２端から出力される光のうち種光を遮断する光フィルタを更に備えるのが好適であり、また、シングルモード光ファイバの第２端から出力される光のうち特定波長帯域の光を選択的に透過させる光フィルタを更に備えるのも好適である。本発明の光源装置は、ファイバレーザ光源の種光出力端とシングルモード光ファイバの第１端とが互いに融着接続されているのが好適である。また、本発明の光源装置は、シングルモード光ファイバのうち第２端から長さ２ｍまでの範囲で曲率半径が５０ｍｍ以上であるのが好適である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の光源装置は、安価な構成とすることができ、高効率にＳＣ光を発生することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態の光源装置１の構成図である。
【図２】本実施形態の光源装置１の光ファイバ２０から出力されるＳＣ光のスペクトルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１２】
図１は、本実施形態の光源装置１の構成図である。この図に示される光源装置１は、ファイバレーザ光源１０，光ファイバ２０および光フィルタ３０を備える。
【００１３】
ファイバレーザ光源１０は、波長１.５５μｍ帯（波長１.５４μｍ〜１.５５μｍを含む帯域）でパルス幅０.１ｎｓ〜１０ｎｓのパルスレーザ光を種光として出力する。ファイバレーザ光源１０は、Ｅｒ元素などの希土類元素をコアに添加された光ファイバを光増幅媒体として備え、波長０.９８μｍ帯または波長１.４８μｍ帯などの励起光を光増幅媒体に供給することで、波長１.５５μｍ帯のレーザ光を出力することができる。
【００１４】
光ファイバ２０は、ITU-TG.652準拠のシングルモード光ファイバであり、波長１.５５μｍ帯での波長分散が１６〜１７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度である。光ファイバ２０は、ファイバレーザ光源１０の種光出力端と直接に又は光ファイバ光学系により接続されている。ファイバレーザ光源１０の種光出力端と光ファイバ２０の第１端とは、互いに直接に融着接続されている。或いは、ファイバレーザ光源１０の種光出力端が他の光ファイバの一端と融着接続され、光ファイバ２０の第１端が当該他の光ファイバの他端と融着接続されている。
【００１５】
光ファイバ２０は、ファイバレーザ光源１０から出力された種光を第１端に入力して導光し、その種光の導光の際に発現する非線形光学現象により帯域を拡大されたＳＣ光を第２端から出力する。光ファイバ２０の第２端から出力されるＳＣ光は、近赤外領域の広帯域（例えば１.６μｍ〜２.０μｍ）に亘ってなだらかなスペクトル形状を有する。
【００１６】
光フィルタ３０は、光ファイバ２０の第２端から出力される光を入力し、その入力した光のうち種光を遮断し、また、その入力した光のうち特定波長帯域の光を選択的に透過させる。ここで、特定波長帯域とは、光ファイバ２０で発生したＳＣ光の帯域以外の帯域であり、或いは、ＳＣ光の帯域に含まれる部分帯域である。光フィルタ３０により種光を遮断することにより、これ以降の光学系における非線形光学現象の発現が抑制され得る。また、光源装置１の用途に応じて選択される特定波長帯域の光を光フィルタ３０により選択的に透過させることにより、ＳＣ光を有効利用することができる。
【００１７】
本実施形態の光源装置１は、波長１.５５μｍ帯でパルス幅０.１ｎｓ〜１０ｎｓのパルスレーザ光を出力するファイバレーザ光源１０およびITU-TG.652準拠のシングルモード光ファイバ２０を備えるものであるから、安価に構成され得る。また、ITU-TG.652準拠のシングルモード光ファイバ２０は、波長１.５５μｍ帯で伝送損失が小さく、また、他の光ファイバとの光学的接続の際の損失が小さい。また、光ファイバ２０と他の光ファイバとを互いに融着接続することで、接続損失が小さくなり、また、外部環境の変化（振動や温度）の影響が低減され安定性が高くなる。したがって、この光源装置１は、ＳＣ光を高効率に発生することができる。
【００１８】
本実施形態の光源装置１のファイバレーザ光源１０は、波長１.５５μｍ帯でパルス幅０.１ｎｓ〜１０ｎｓのパルスレーザ光を出力するものであり、パルス幅がｐｓオーダまたはｆｓオーダのパルスレーザ光を出力する光源と比べて分散の影響が小さい。このことにより、分散が大きいシングルモード光ファイバ２０内でも非線形光学現象を発現させることが容易である。また、パルス幅がｐｓオーダまたはｆｓオーダのパルスレーザ光を出力する光源と比べて、パルス幅がｎｓオーダのパルスレーザ光を出力するファイバレーザ光源１０は、外部環境の変化（振動や温度）に対する影響が小さく、扱いが容易なので、安定性が高い。
【００１９】
高強度の種光を空間から光ファイバ２０に集光させる場合、光ファイバ２０の光入射端面に埃や汚れがあると、端面焼け（端面が熱で溶ける）が起こり、不可逆的にＳＣ光出力が低下する。コネクタ付きの光ファイバ同士で接続を行う場合でも、コネクタの勘合状態が悪いと端面焼けが起こる。融着接続の場合は接続部分に空間がないので端面焼けを完全に防止することができる。
【００２０】
光ファイバ２０の長さが０.１ｍ〜５ｍであるのが好適であり、これにより、帯域１.６μｍ〜２.０μｍのＳＣ光の強度を選択的に強めることが可能となる。帯域１.６μｍ〜２.０μｍのＳＣ光を利用すれば、水分やアルコール分をはじめとするＯＨ基を含む物質に対して非常に高感度な分析が可能である。
【００２１】
また、光ファイバ２０のうち第２端から長さ２ｍまでの範囲で曲率半径が５０ｍｍ以上であるのが好適である。光ファイバ２０をコンパクトに収納する場合には、光ファイバ２０を巻回して筐体内に収納する必要があるが、その際に光ファイバ２０の曲率半径が小さいと、光ファイバ２０の外側に漏れる光が増える。また、光ファイバ２０の光出射端付近で光ファイバ２０を曲げることで光が外に漏れると、光ファイバ２０の端面の埃や汚れやコネクタ部品に使われる接着剤が原因で、光ファイバ２０の端面焼けが起こりやすくなる可能性がある。そこで、光ファイバ２０の第２端付近での曲げを制限することによって、端面焼けを防止することができる。
【００２２】
図２は、本実施形態の光源装置１の光ファイバ２０から出力されるＳＣ光のスペクトルを示す図である。ここでは、ファイバレーザ光源１０から出力されるパルスレーザ光の強度を一定とし、光ファイバ２０の長さを１８０ｍ，２００ｍ，２３０ｍおよび６３０ｍの４とおりとした。光ファイバ２０から出力されたＳＣ光を、減衰率１０ｄＢの光減衰器により減衰させた後に、スペクトルアナライザにより測定した。同図は、光減衰器による減衰分の補正を行った後のスペクトルを示す。
【００２３】
この図から判るように、光ファイバ２０の長さを変えることによって、ＳＣ光の強度及び波長帯域を調節することができる。例えば、狭帯域１.６μｍ〜１.８μｍで高強度のＳＣ光を得たい場合には、光ファイバ２０の長さを２ｍ程度にすればよい。また、広帯域１.６μｍ〜２.３μｍのＳＣ光を得たい場合には、光ファイバ２０の長さを６ｍ程度にすればよい。
【符号の説明】
【００２４】
１…光源装置、１０…ファイバレーザ光源、２０…シングルモード光ファイバ、３０…光フィルタ。
【図１】
2012083476.tif 000003
【図２】
2012083476.tif 000004