(57)【要約】【課題】ファイバレーザにおける光ファイバの温度上昇を抑え、レーザ光の高出力化を図ったファイバレーザ用光ファイバを提供する。【解決手段】希土類元素が添加された希土類添加コア２と、その希土類添加コア２の周囲に形成されたクラッド３とを備え、そのクラッド３に励起光Ｌｅを入射し、希土類元素を励振させて高出力のレーザ発振光Ｌを出力するファイバレーザ用光ファイバ１において、希土類添加コア２とクラッド３の外径比が長手方向に沿って異なるものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
希土類元素が添加された希土類添加コアと、上記希土類添加コアの周囲に形成されたクラッドとを備え、上記クラッドに励起光を入射し、希土類元素を励振させて高出力のレーザ発振光を出力するファイバレーザ用光ファイバにおいて、
上記希土類添加コアと上記クラッドの外径比が長手方向に沿って異なることを特徴とするファイバレーザ用光ファイバ。
【請求項２】
上記クラッドは外径が等しく、上記希土類添加コアは長手方向に沿って外径が徐々に大きくなる請求項１記載のファイバレーザ用光ファイバ。
【請求項３】
上記希土類添加コアの外径は、長手方向の中央部を中心として対称である請求項１記載のファイバレーザ用光ファイバ。
【請求項４】
上記希土類添加コアの外径は、長手方向に沿って５０〜８０μｍの範囲で変化している請求項３記載のファイバレーザ用光ファイバ。
【請求項５】
請求項１〜４いずれかに記載したファイバレーザ用光ファイバの製造方法であって、上記希土類添加コアとなる部分を有するプリフォームを作製し、そのプリフォームの外周を、上記希土類添加コアと上記クラッドの外径比が長手方向に沿って異なるようテーパ状に外削し、外削後のプリフォームを上記クラッドの外径が一定となるように線引きすることを特徴とするファイバレーザ用光ファイバの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜４いずれかに記載したファイバレーザ用光ファイバと、そのファイバレーザ用光ファイバの端部に接続された光結合器と、その光結合器を介して上記クラッドに励起光を入射させる複数個の光源とを備えたことを特徴とするファイバレーザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、希土類添加コアとクラッドを備えた高出力のファイバレーザ用光ファイバ及びその製造方法、並びにファイバレーザに関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ加工や医療用途などへの適用を目的として、より高出力で安価な光源の開発が求められている。これらの要求に対し、光ファイバレーザは、高効率でしかも高品質のレーザ光を簡単に取り出せるという理由で注目を集めている。
【０００３】
このような高出力光ファイバレーザに使用される光ファイバとして、図７に示すような光ファイバ７１がある。この光ファイバ７１は、希土類元素（Ｙｂ、Ｅｒ、Ｅｒ／Ｙｂ、Ｔｍ、Ｎｄなど）をドープしたコア７２と、第１クラッド７３ａ、第２クラッド７３ｂからなるクラッド７３を備えたダブルクラッドファイバである。また、第２クラッド７３ｂの外周に図示していないが、紫外線硬化型樹脂などからなる被覆層が設けられている。
【０００４】
光ファイバ７１の一端部には、励起光Ｌｅ７として、マルチモードＬＤ（半導体レーザ）から出射した光を入射する。第１クラッド７３ａ内に集光した励起光Ｌｅ７は、光ファイバ７１中を伝搬し、コア７２の希土類添加元素を励起する。そして、励起された希土類元素から発振光がコア７２に伝搬し、光ファイバ７１の他端から高出力のレーザ発振光Ｌ１０が出射する。
【０００５】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、次のものがある。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２４９３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の光ファイバ７１では、コア７２としてＹｂ添加（ドープ）コアを用いた場合、励起光Ｌｅ７に対するレーザ発振光Ｌ１０の光／光変換効率が最大でも約８０％で、約２０％のエネルギーが熱となる。
【０００８】
このため、従来の光ファイバ７１では、光ファイバレーザの高出力化に伴い、光ファイバ７１の温度上昇、特に、光ファイバ７１の入射端近傍の温度の上昇が大きく、光ファイバ７１の被覆層が損傷するおそれがあり、光ファイバレーザの出力が制限されるという問題がある。
【０００９】
その他にも、高出力光ファイバレーザの制限要因として、ファイバ非線形、ファイバの破壊、励起方式などの種々の問題がある。すなわち、従来の光ファイバ７１では、光ファイバレーザの高出力化と共に、高い励起光パワーも必要となり、ダブルクラッドファイバ中のエネルギー密度が過剰となり、発熱、ファイバ非線形、ファイバ破壊などの問題が発生してしまう。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、ファイバレーザにおける光ファイバの温度上昇を抑え、レーザ光の高出力化を図ったファイバレーザ用光ファイバ及びその製造方法、並びにファイバレーザを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、希土類元素が添加された希土類添加コアと、上記希土類添加コアの周囲に形成されたクラッドとを備え、上記クラッドに励起光を入射し、希土類元素を励振させて高出力のレーザ発振光を出力するファイバレーザ用光ファイバにおいて、
上記希土類添加コアと上記クラッドの外径比が長手方向に沿って異なるファイバレーザ用光ファイバである。
【００１２】
請求項２の発明は、上記クラッドは外径が等しく、上記希土類添加コアは長手方向に沿って外径が徐々に大きくなる請求項１記載のファイバレーザ用光ファイバである。
【００１３】
請求項３の発明は、上記希土類添加コアの外径は、長手方向の中央部を中心として対称である請求項１記載のファイバレーザ用光ファイバである。
【００１４】
請求項４の発明は、上記希土類添加コアの外径は、長手方向に沿って５０〜８０μｍの範囲で変化している請求項３記載のファイバレーザ用光ファイバである。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１〜４いずれかに記載したファイバレーザ用光ファイバの製造方法であって、上記希土類添加コアとなる部分を有するプリフォームを作製し、そのプリフォームの外周を、上記希土類添加コアと上記クラッドの外径比が長手方向に沿って異なるようテーパ状に外削し、外削後のプリフォームを上記クラッドの外径が一定となるように線引きするファイバレーザ用光ファイバの製造方法である。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項１〜４いずれかに記載したファイバレーザ用光ファイバと、そのファイバレーザ用光ファイバの端部に接続された光結合器と、その光結合器を介して上記クラッドに励起光を入射させる複数個の光源とを備えたファイバレーザである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、光ファイバの長手方向に沿った励起光の吸収特性が簡単に制御でき、光ファイバの長手方向に沿った温度分布を平坦化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面にしたがって説明する。まず、図５を用いて、本発明の好適な実施形態を示すファイバレーザ用光ファイバを使用したファイバレーザ（光ファイバレーザ）を説明する。
【００１９】
図５に示すように、本実施形態に係るファイバレーザ５１は、光源を備えてレーザ発振光Ｌを出力するための光学部５２と、その光学部５２に接続されて光源を駆動する図示しないＬＤドライバなどの駆動装置とで主に構成される。
【００２０】
光学部５２は、後述する本実施形態に係るファイバレーザ用光ファイバ１と、そのファイバレーザ用光ファイバ１の両端部近傍（後述する両光結合部５６ａ，５６ｂよりも外側）にそれぞれ設けられる光源部５３Ａ，５３Ｂとからなる。
【００２１】
光源部５３Ａは、高出力の励起光を出射するための複数個の励起用光源５４と、これら励起用光源５４にそれぞれ接続された複数本の励起用光路５５と、これら励起用光路５５にそれぞれ光学的に接続され、各励起用光源５４からの出射光をファイバレーザ用光ファイバ１に光結合する光結合器５６ａ，５６ｂとからなる。
【００２２】
各励起用光源５４としては、安価な光伝送に適したマルチモードＬＤを用いる。本実施形態では、一例として、波長λｅ（９１５ｎｍあるいは９７５〜９８０ｎｍ）の励起光Ｌｅを出射するマルチモードＬＤを用いた。
【００２３】
各励起用光源５４は、光源部５３Ａ，５３Ｂごとに直列接続され、これらが上述した駆動装置に接続される。各励起用光路５４としては、マルチモード光ファイバや光導波路を用いる。光結合器５６ａ，５６ｂとしては、マルチカプラや励起コンバイナを用いる。
【００２４】
ファイバレーザ用光ファイバ１の両端部で、両光結合器５６ａ，５６ｂよりも内側には、ファイバレーザ用光ファイバ１へ入射した励起光Ｌｅを反射励振するための光反射部５７ａ，５７ｂが設けられる。本実施形態では、ファイバレーザ用光ファイバ１に、励起光波長に対しては透過し、発振光波長に対しては高い反射率を有するＦＢＧ（ファイバブラッググレーティング）を２つ形成して、光反射部５７ａ，５７ｂとした。
【００２５】
光反射部５７ｂ（ファイバレーザ用光ファイバ１のレーザ発振光Ｌの出射側）となるＦＢＧは、部分的にレーザ発振光を反射するように、光反射部５７ａとなるＦＢＧとは格子間隔を異ならせて形成される。
【００２６】
さて、図１（ａ）は、本発明の好適な実施形態を示すファイバレーザ用光ファイバの概略図、図１（ｂ）はその１Ｂ−１Ｂ線断面図、図１（ｃ）は１Ｃ−１Ｃ線断面図、図１（ｄ）は１Ｄ−１Ｄ線断面図である。
【００２７】
図１（ａ）〜図１（ｄ）に示すように、本実施形態に係るファイバレーザ用光ファイバ１は、所定の励起を行うことで発光する発光機能を有し、その発光した光を反射励振させることでレーザ発振媒体となるものである。
【００２８】
このファイバレーザ用光ファイバ１は、希土類が添加された希土類添加コア２と、その希土類添加コア２の周囲に形成されたクラッド３とからなる。
【００２９】
希土類添加コア２は、純粋石英にＹｂ、Ｅｒ、Ｅｒ／Ｙｂ、Ｔｍ、Ｎｄなどの希土類元素を微少量添加（ドープ）したものである。本実施形態では、励起光Ｌｅが波長λｅ（９１５ｎｍあるいは９７５〜９８０ｎｍ）であり、波長λ（１０３０〜１１００ｎｍ）のレーザ光Ｌを出射させるために、希土類元素としてＹｂを用いた。Ｙｂは、波長λｅの励起光Ｌの吸収と、波長λの光の増幅（誘導放出）とに適した希土類元素である。
【００３０】
ファイバレーザ用光ファイバ１では、光ファイバの長手方向に沿った温度分布を平坦化すべく、希土類添加コア２とクラッド３の外径比が長手方向に沿って異なる。
【００３１】
希土類添加コア２は、光ファイバの長手方向に沿って一端（図１では左端）から中央部まで外径が徐々に大きくなり、中央部で最大となり、光ファイバの長手方向に沿って中央部から他端（図１では右端）まで外径が徐々に小さくなる。
【００３２】
図１（ｂ）〜図１（ｄ）では、光ファイバの一端から中央部までの３か所において、希土類添加コア２の外径がそれぞれｄ１＜ｄ２＜ｄ３であることを示した。この場合、各所付近において、吸収損失はLoss１＜Loss２＜Loss３となる。
【００３３】
また、図１の例では、希土類添加コア２とクラッド３の外径比を、光ファイバの長手方向の中央部を中心として対称になるようにした。
【００３４】
このファイバレーザ用光ファイバ１は、一般に使用される片側からのみ励起光を入射するファイバレーザだけでなく、図５のファイバレーザ５１のような両側から励起光Ｌｅを入射させるタイプのファイバレーザにも利用できる。
【００３５】
クラッド３は、石英材料からなり、ポンピングガイドである内側の第１クラッド３１と、その外周に設けられ、石英材料からなる第２クラッド３２とで構成されるダブルクラッド型である。本実施形態では、希土類添加コア２とクラッド３とでＰＣＦ（フォトニッククリスタルファイバ）を構成するように、光ファイバの長手方向に沿って貫通する複数の空孔をハニカム状に配列してなるフォトニック結晶構造を第１クラッド３１に形成した。
【００３６】
次に、ファイバレーザ用光ファイバ１の一例を、より詳細に説明する。
【００３７】
励起方式については、特に限定されるものではないが、図５のファイバレーザ５１で側面励起、端面励起のどちらでも採用することができる。まず、従来の光ファイバ１０１について、動作時の熱解析を行った。その結果を図３に示す。ただし、励起用光源として、波長９７７ｎｍ、出力６．５ｋＷのマルチモードＬＤを用い、希土類添加コア１０２の直径＝５０μｍ、第１クラッド１０３ａまでの直径ｄμｍ、コアへ添加されたＹｂ濃度＝１０００ｐｐｍ、励起光Ｌｅ１０の吸収損失＝０．５ｄＢ／ｍ（＠９７７ｎｍ）、第２クラッド１０３ｂまでの直径をｄ＋１００μｍとした。
【００３８】
図３に示すように、従来の光ファイバ１０１は、両端部に近いほどファイバ温度が高くなり、第１クラッド１０３ａまでの直径ｄが６００μｍと大きくなっても、両端部では約２６５℃もの高温になっていることがわかる。
【００３９】
単にファイバ長を長くすれば、光ファイバの温度を低くでき、熱を平均化することが可能であると考えられるが、非線形光学効果の影響により、高出力化できなくなってしまう。
【００４０】
また、非線形光学効果である光ファイバ中の誘導ラマン散乱（ＳＲＳ）と、ファイバ中の誘導ブリユアン散乱（ＳＢＳ）の発生閾値は、光ファイバのコアの有効断面積と比例し、ファイバ有効長と反比例することが知られている。つまり、ＳＲＳとＳＢＳを抑えるためには、できるだけ光ファイバの有効断面積を大きく、ファイバ有効長を短くする必要がある。
【００４１】
単なるガラス体での破壊の閾値は、３ＧＷ／ｃｍ２（３０Ｗ／μｍ２）であるが、光ファイバに加工（ドーパントなども含む）を施すと、その閾値が低下することが知られている。例えば、１０ｋＷの出力を有する光ファイバでは、ＭＦＤが３６μｍ以上必要である。
【００４２】
さらに、１０ｋＷの出力を実現するには、ＭＦＤ≧５１μｍ（Ａｅｆｆ≧１０００μｍ２）が必要である。ＭＦＤ＝５１μｍのファイバにおいてＳＲＳを抑制するためには、ファイバ長は約３３ｍより短く、好ましくは約３０ｍ以下にする必要がある。熱光学問題（熱光学閾値）を考慮すると、抽出出力≧３００Ｗ／ｍが必要である。
【００４３】
以上種々の点を考慮し、本実施形態に係るファイバレーザ用光ファイバ１は、出力が５ｋＷ以上、好ましくは１０ｋＷ以上、使用（動作）時の使用時の長手方向の温度分布がファイバ全長にわたって約１７０℃以下となるように、希土類添加コア２とクラッド３の外径比を長手方向に沿って異ならせ、ファイバ全長を３０ｍ以下にするとよい。
【００４４】
ファイバレーザ用光ファイバ１では、図２に示したＹｂ濃度と吸収損失（吸収特性）の関係において、吸収損失を約０．３〜０．８ｄＢ／ｍ（＠９７７ｎｍ）にする点をも考慮し、希土類添加コア２は、Ｙｂの添加濃度が約５００ｐｐｍ、かつコア径がファイバレーザ用光ファイバ１の両端部から中央部にかけて約５０〜８０μｍの範囲で変化しており、第１クラッド３１の外径が約６００μｍである。
【００４５】
これらの条件を満たすようにファイバレーザ用光ファイバ１を作製し、ファイバレーザ用光ファイバ１に波長９７５〜９８０ｎｍの励起光を入射すると、ファイバレーザ用光ファイバ１は、出力１０ｋＷ以上で、かつ使用時のファイバ温度がファイバ全長にわたって約１７０℃以下の特性を有する。
【００４６】
ここで、ファイバレーザ用光ファイバ１と、図７の従来の光ファイバ７１との熱解析結果を図４に示す。
【００４７】
図４では比較のために、従来の光ファイバ７１の熱特性を点線で示した。光ファイバ７１は、全長にわたり同一外径の希土類添加コア７２とクラッド７３とからなり、図３の点線（ｄ＝６００μｍ）で示したものである。なお、ファイバレーザ用光ファイバ１の一端部および他端部付近のコア径、全長にわたるクラッド径は、光ファイバ７１と同一にした。
【００４８】
図４により、ファイバレーザ用光ファイバ１は、ファイバ全長にわたって使用時の長手方向の温度分布が約１７０℃以下であるのに対し、従来の光ファイバ７１は、中央部付近では１７０℃以下になるものの、光源に近い励起光導入部である両端部では２６５℃とファイバレーザ用光ファイバ１よりも約８５℃も高い非常に高温になってしまうことがわかる。
【００４９】
次に、ファイバレーザ用光ファイバ１の製造方法の一例を説明する。
【００５０】
まず、中心に配置され、プリフォーム（母材）線引き後に希土類添加コア２となる細径石英棒と、この細径石英棒の周りに、プリフォーム線引き後に第１クラッド３１となるハニカム状のフォトニック結晶を構成するように配列され、細径石英棒と同じ外径の細径石英管と、これら細径石英棒、細径石英管を挿入する石英ジャケット管とを作製する。
【００５１】
細径石英管（キャピラリー）は、市販の合成石英管（例えば、信越石英社製のＦ３００）を電気炉により加熱処理した後、これを所定外径となるように線引きして得られる。
【００５２】
細径石英棒は、ＭＣＶＤ（Modified Chemical Vapor Deposition）法を用いて、原料ガスと酸水素バーナにより希土類元素のＹｂ（Ｙｂ原料として、例えばＹｂ（ＤＰＭ）３を用いた。ＤＰＭはジピバロイルメタナト。）が添加されたＹｂ添加石英ロッドを作製する。
【００５３】
このＹｂ添加石英ロッドを所定の雰囲気下、所定の温度で加熱処理した後、通常の光ファイバの線引きと同様の方法にて所定外径となるように線引きすると、細径石英棒が得られる。
【００５４】
市販の合成石英管を所定の長さに切断し、石英ジャケット管を作製する。石英ジャケット管の長手方向の寸法精度は、後述する細径石英棒や細径石英管の配列の良否に大きく影響することから、その内径変動を±０．１ｍｍ以下に調整する。
【００５５】
上述した方法により得られた細径石英棒および細径石英管を、それぞれ所定の長さに切断する。汚れやゴミを除去するために、流水を用いてファイバ破片などの大きいゴミを洗い流す。エチルアルコールを用いて超音波洗浄を行い、各切断部の表面から遊離した汚れやゴミを純水で洗い流した後、１〜２％のフッ酸を用いて酸洗浄し、表面仕上げを行う。
【００５６】
洗浄した細径石英管を酸、水素を混合させたトーチで加熱しながら、切断するまで引き伸ばし、両端封止する。その後、鋭くなっていた両端部をもう一度加熱して丸める。細径石英管の両端を封止してから、細径石英棒を石英ジャケット管に配列する際、お互いに交差することなく両端面が同一位置に稠密（最も密）に配列する必要がある。このため、石英ジャケット管内に細径石英棒と細径石英管を、純水中で超音波による微振動を与えながら順次配列して束ねプリフォームを得る。
【００５７】
束ねプリフォームを乾燥用の容器に入れ、付着した水分を蒸発、乾燥させた後、脱水処理を行う。この乾燥処理は、真空容器を用い、真空容器内を油圧回転式真空ポンプで真空引きすることによって行う。
【００５８】
さらに、石英ダミー管や置換ガスを用いた周知の方法により、酸水素バーナで束ねプリフォーム６４を加熱する。これにより、石英ジャケット管内の脱水処理を行いながら、細径石英棒、細径石英管、および石英ジャケット管の表面エッチング処理を行う。
【００５９】
この表面エッチング処理・脱水処理の後、石英ダミー管の他端を石英キャップで封止する。その後、再び酸水素バーナを用いて、束ねプリフォーム６４を加熱し、細径石英棒、細径石英管、および石英ジャケット管を融着一体化すると、図６（ａ）に示したＰＣＦ型プリフォーム６５ａが得られる。
【００６０】
ここで、ＰＣＦ型プリフォーム６５ａの外周を、図１の希土類添加コア２とクラッド３の外径比が長手方向に沿って異なるように切削（外削）する。本実施形態では、外径φ１：４０ｍｍ、長さｘ１：３００ｍｍの円柱状ＰＣＦ型プリフォーム６５ａの外周を、側面視でテーパ状に切削して機械加工し、全体を円錐台状に形成した外削ＰＣＦ型プリフォーム７５ａを得た。
【００６１】
１本の外削ＰＣＦ型プリフォーム６５ａからは数ｋｍのファイバレーザ用光ファイバ１が得られるが、上述したように、ファイバ長が長いとＳＲＳなどの非線形光学効果が大きくなったり、希土類添加コア２とクラッド３の外径比などの構造分布や種々の特性分布が変動しやすい。
【００６２】
そこで、このような変動を抑える場合には、例えば、外径φ１：４０ｍｍ、長さｘ１：３００ｍｍの円柱状ＰＣＦ型プリフォーム６５ａを、外径φ２：１０ｍｍ、長さｘ２：１０ｍｍとなるように延伸し（延伸工程）、延伸後の円柱状ＰＣＦ型プリフォーム６５ａの外周を、一端が外径φ２：１０ｍｍ、他端が外径φ３：８ｍｍとなるように切削し、これを外削ＰＣＦ型プリフォーム７５ａとして用いるとよい。
【００６３】
そして、この融着一体化した各外削ＰＣＦ型プリフォーム６５ａを通常の光ファイバの線引き工程により、ファイバ外径（クラッド外径）を一定に保ちながら所定のファイバ径（例えば、φ１００〜６００μｍ）に線引きし、同一ラインにて紫外線（ＵＶ）硬化樹脂を被覆することにより、希土類添加コア２の外径が長手方向で異なる（希土類添加コア２が長手方向にわたりテーパ状となる）ＰＣＦが得られる。
【００６４】
このようにして得られるＰＣＦを、複数本の分割ファイバとして２本作製した。各ＰＣＦを所望の長さにカットした後、希土類添加コア２の外径が大きい側の端末同士を融着接続により接続すると、ファイバレーザ用光ファイバ１が得られる。
【００６５】
より詳細には、例えば、一方のＰＣＦ端末部分のＵＶ硬化樹脂のみを除去し、このＵＶ硬化樹脂を除去した端末部分に、同様にして端末部分のＵＶ硬化樹脂を除去した同じ長さの他方のＰＣＦを融着接続機を用いて融着接続する。その後、融着接続部分のＵＶ硬化樹脂を除去した部分に再度ＵＶ硬化樹脂をリコートする。このような接続方法を用いて、２本のＰＣＦを接続することにより、図１に示した約３０ｍのファイバレーザ用光ファイバ１が得られる。
【００６６】
本実施形態の作用を、図５のファイバレーザ５１の動作と共に説明する。
【００６７】
駆動装置により各励起用光源５４を駆動すると、各励起用光源５４から励起光が出射され、各光結合部５６ａ，５６ｂで光源部５３Ａ，５３Ｂ内の全励起用光源５４からの励起光が光結合され、ファイバレーザ用光ファイバ１に両側方から励起光Ｌｅがそれぞれ入射される。
【００６８】
入射した励起光Ｌｅは、ファイバレーザ用光ファイバ１の内部で増幅され、さらに光反射部５７ａ，５７ｂがレーザ共振器の全反射鏡および出力鏡として働くことで、高出力のレーザ発振光Ｌが生成され、ファイバレーザ用光ファイバ１の出射端から出力される。
【００６９】
ファイバレーザ用光ファイバ１は、反射励振による光ファイバの長手方向に沿った温度分布を平坦化すべく、クラッド３の外径を一定にし、希土類添加コア２の外径を長手方向に沿って異ならせたことにより、希土類添加コア２とクラッド３の外径比を長手方向に沿って異ならせている。
【００７０】
希土類添加ファイバの吸収特性は、コアとクラッドの外径比に大きく依存する。このため、光ファイバの長手方向において、希土類添加コア２の外径を適宜異なるように制御することで、希土類元素のコアへの添加量を従来よりも少なくすることができ、ファイバレーザ用光ファイバ１では、全長にわたり励起光Ｌｅを導入した際の発熱を従来の光ファイバよりも低く抑えることができる。これにより、発熱による光出力の低下を抑制できる。
【００７１】
すなわち、ファイバレーザ用光ファイバ１では、クラッド３の外径を等しくし、テーパコアとなる希土類添加コア２を用いることで、希土類添加ファイバの吸収特性を光ファイバの長手方向において制御して異ならせ、フラットな温度分布を実現できる。
【００７２】
したがって、ファイバレーザ用光ファイバ１によれば、光ファイバの長手方向に平坦化した（フラットな）温度分布を簡単に形成でき、レーザ発振時の発熱を制御することで、より高出力なファイバレーザを実現できる。
【００７３】
ファイバレーザ用光ファイバ１を用いて図５のファイバレーザ５１を構成した場合には、各光結合器５６ａ，５６ｂで多数の励起用光源５４からの波長９７５ｎｍの励起光を合波し、これをファイバレーザ用光ファイバ１の両側方から入射でき、しかもファイバ内（特に端部）での熱損失も少ない。
【００７４】
このため、励起光Ｌｅに対するレーザ発振光Ｌの光／光変換効率を従来の限界を超える８０％超にして、波長１０３０〜１１００ｎｍの高出力のレーザ発振光Ｌを出力できる。
【００７５】
また、本実施形態に係る製造方法によれば、円柱状ＰＣＦ型プリフォームを切削して得られる外削ＰＣＦ型プリフォームを用いることで、ファイバレーザ用光ファイバ１を簡単かつ高精度に製造できる。
【００７６】
上記実施形態では、両側励起のファイバレーザ用光ファイバ１を説明したが、片側励起用であれば、単に希土類添加コア、あるいはクラッドが長手方向に沿って一端から他端まで外径が徐々に大きくなるものでもよい。
【００７７】
本実施形態に係る製造方法の変形例としては、石英ジャケット管を作製した後、これを切削して得られるテーパ状石英ジャケット管を用いたり、線引中に線引速度を適宜変化させたりしてファイバレーザ用光ファイバ１を作製してもよい。
【００７８】
図６（ａ）のＰＣＦ型プリフォーム６５ａの代わりに、通常タイプの希土類添加シングルモード光ファイバやマルチモード光ファイバで使用される図６（ｂ）に示すプリフォーム６５ｂを作製し、これを切削した外削プリフォーム７５ｂを用いてファイバレーザ用光ファイバ１を作製してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】図１（ａ）は、本発明の好適な実施形態を示すファイバレーザ用光ファイバの概略図、図１（ｂ）はその１Ｂ−１Ｂ線断面図、図１（ｃ）は１Ｃ−１Ｃ線断面図、図１（ｄ）は１Ｄ−１Ｄ線断面図である。
【図２】図１に示したファイバレーザ用光ファイバのコア径と吸収損失の関係を示す図である。
【図３】従来の光ファイバの熱解析の一例を示す図である。
【図４】本実施形態に係るファイバレーザ用光ファイバと、従来の光ファイバとの熱解析の結果を示す図である。
【図５】図１に示したファイバレーザ用光ファイバを使用したファイバレーザの概略図である。
【図６】図６（ａ）は、ＰＣＦ型のファイバレーザ用光ファイバの外削工程を示す図、図６（ｂ）は通常タイプの外削工程を示す概略図である。
【図７】従来のファイバレーザ用光ファイバの概略図である。
【符号の説明】
【００８０】
１  ファイバレーザ用光ファイバ
２  希土類添加コア
３  クラッド
３１  第１クラッド
３２  第２クラッド
Ｌ  レーザ発振光
Ｌｅ  励起光
【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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