(57)【要約】レーザ装置（１）は、マルチモードファイバであるレーザデリバリファイバ（ＬＤＦ）と、フィルタ装置であるフィルタ（Ｆ）を備えている。このフィルタ（Ｆ）は、レーザデリバリファイバ（ＬＤＦ）において生じる、複数のモードが関与する四光波混合のストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方のピーク波長を含む波長帯域に属する光を、他の波長帯域に属する光よりも優先的に損失させるように構成されている。
2019146627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を導波するマルチモードファイバにおいて生じる、複数の導波モードが関与する四光波混合のストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方のピーク波長を含む波長帯域に属する光を、他の波長帯域に属する光よりも優先的に損失させる、ことを特徴とするフィルタ素子。
【請求項２】
上記四光波混合は、上記マルチモードファイバを導波される上記レーザ光の基本モード成分及び高次モード成分がポンプ光として関与する四光波混合であり、
上記ストークス光のピーク角周波数ωs及び上記アンチストークス光のピーク角周波数ωasは、周波数整合条件を表す下記式（１）、及び、位相整合条件を表す下記式（２ａ）又は（２ｂ）を満たす、ことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ素子。
ωs＋ωas＝２ωp・・・（１）
β（ωs）＋β’（ωas）＝β’（ωp）＋β（ωp）−γ（Ｐ＋Ｐ’）・・・（２ａ）
β’（ωs）＋β（ωas）＝β’（ωp）＋β（ωp）−γ（Ｐ＋Ｐ’）・・・（２ｂ）
ここで、β（ω）は、角周波数ωの基本モードに対する上記マルチモードファイバの伝搬定数を表し、β’（ω）は、角周波数ωの高次モードに対する上記マルチモードファイバの伝搬定数を表し、ωpは、上記レーザ光のピーク角周波数を表し、Ｐは、上記レーザ光の基本モード成分のパワーを表し、Ｐ’は、上記レーザ光の高次モード成分のパワーを表し、γは、非線形係数を表す。
【請求項３】
上記高次モード成分は、ＬＰ１１モードである、
ことを特徴とする請求項２に記載のフィルタ素子。
【請求項４】
上記四光波混合は、上記マルチモードファイバを導波される上記レーザ光の第１の高次モード成分及び第２の高次モード成分がポンプ光として関与する四光波混合であり、
上記ストークス光のピーク角周波数ωs及び上記アンチストークス光のピーク角周波数ωasは、周波数整合条件を表す下記式（１）、及び、位相整合条件を表す下記式（２ａ’）又は（２ｂ’）を満たす、ことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ素子。
ωs＋ωas＝２ωp・・・（１）
β’（ωs）＋β”（ωas）＝β”（ωp）＋β’（ωp）−γ（Ｐ’＋Ｐ”）・・・（２ａ’）
β”（ωs）＋β’（ωas）＝β”（ωp）＋β’（ωp）−γ（Ｐ’＋Ｐ”）・・・（２ｂ’）
ここで、β’（ω）は、角周波数ωの第１の高次モードに対する上記マルチモードファイバの伝搬定数を表し、β”（ω）は、角周波数ωの第２の高次モードに対する上記マルチモードファイバの伝搬定数を表し、ωpは、上記レーザ光のピーク角周波数を表し、Ｐ’は、上記レーザ光の第１の高次モード成分のパワーを表し、Ｐ”は、上記レーザ光の第２の高次モード成分のパワーを表し、γは、非線形係数を表す。
【請求項５】
上記第１の高次モード成分又は上記第２の高次モード成分は、ＬＰ１１モードである、
ことを特徴とする請求項４に記載のフィルタ素子。
【請求項６】
上記他の波長帯域に属する光は、上記レーザ光である、
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のフィルタ素子。
【請求項７】
上記他の波長帯域に属する光は、レーザ光に起因する誘導ラマン散乱の散乱光である、ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のフィルタ素子。
【請求項８】
上記ストークス光のピーク波長は、上記レーザ光に起因する誘導ラマン散乱の散乱光のピーク波長と異なる、
ことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のフィルタ素子。
【請求項９】
上記ストークス光及び上記アンチストークス光のピーク波長は、自然放出光のピーク波長と異なる、
ことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載のフィルタ素子。
【請求項１０】
ストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方のピーク波長を含む波長帯域に属する光を、他の波長に属する光よりも優先的にクラッドに結合するスラントファイバブラッググレーティングである、
ことを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載のフィルタ素子。
【請求項１１】
上記アンチストークス光のピーク波長を含む波長帯域であって、上記レーザ光のピーク波長よりも短波長側の波長帯域に属する光を優先的に損失させるように構成されている、ことを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載のフィルタ素子。
【請求項１２】
上記ストークス光のピーク波長を含む波長帯域であって、上記レーザ光のピーク波長よりも長波長側の波長帯域に属する光を優先的に損失させるように構成されている、
ことを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載のフィルタ素子。
【請求項１３】
上記ストークス光のピーク波長を含む波長帯域であって、上記レーザ光のピーク波長よりも長波長側、且つ、上記レーザ光に起因する誘導ラマン散乱の散乱光のピーク波長よりも短波長側の波長帯域に属する光を優先的に損失させるように構成されている、
ことを特徴とする請求項１２に記載のフィルタ素子。
【請求項１４】
上記レーザ光のピーク波長よりも短波長側の波長帯域であって、上記レーザ光のピーク波長よりも４０ｎｍ短い波長を下限とする波長帯域、及び、上記レーザ光のピーク波長よりも長波長側の波長帯域であって、上記レーザ光のピーク波長よりも４０ｎｍ長い波長を上限とする波長帯域の一方又は両方に属する光を優先的に損失させるように構成されている
ことを特徴とする請求項１〜１３の何れか１項に記載のフィルタ素子。
【請求項１５】
請求項１〜１４の何れか１項に記載のフィルタ素子と、
上記マルチモードファイバと、を備えている、
ことを特徴とするレーザ装置。
【請求項１６】
上記レーザ光に起因する誘導ラマン散乱の散乱光を抑制する抑制部を更に備えている、ことを特徴とする請求項１５に記載のレーザ装置。
【請求項１７】
上記レーザ光のパワーは、３ｋＷ以上である、
ことを特徴とする請求項１５又は１６に記載のレーザ装置。
【請求項１８】
増幅用光ファイバを更に備えており、
上記フィルタ素子は、上記増幅用光ファイバの下流側に設けられている、
ことを特徴とする請求項１５〜１７の何れか１項に記載のレーザ装置。
【請求項１９】
増幅用光ファイバを更に備えており、
上記フィルタ素子は、上記増幅用光ファイバの上流側に設けられている、
ことを特徴とする請求項１５〜１８の何れか１項に記載のレーザ装置。
【請求項２０】
上記フィルタ素子として、上記ストークス光を損失対象とする第１のフィルタ素子と、上記アンチストークス光を損失対象とする第２のフィルタ素子と、備えており、
上記ストークス光のパワーが上記アンチストークス光のパワーよりも大きい場合、上記第１のフィルタ素子が上記第２のフィルタ素子よりも下流側に配置されており、上記アンチストークス光のパワーが上記ストークス光のパワーよりも大きい場合、上記第２のフィルタ素子が上記第１のフィルタ素子よりも下流側に配置されている、
ことを特徴とする請求項１５〜１９の何れか１項に記載のレーザ装置。
【請求項２１】
各々がポンプ光を生成する１又は複数のポンプ光源と、
上記ポンプ光を導波する１又は複数のポンプデリバリファイバと、
上記ポンプデリバリファイバに光学的に結合された増幅用光ファイバと、
上記増幅用光ファイバに光学的に結合された上記マルチモードファイバと、
請求項１〜１４の何れか１項に記載のフィルタ素子であって、（１）上記ポンプデリバリファイバと上記増幅用光ファイバとの間、（２）上記増幅用光ファイバと上記マルチモードファイバとの間、及び、（３）上記マルチモードファイバの何れかに設けられたフィルタ素子と、を備えている、
ことを特徴とするファイバレーザ装置。
【請求項２２】
レーザ光を導波するマルチモードファイバにおいて生じる、複数の導波モードが関与する四光波混合のストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方のピーク波長を含む波長帯域に属する光を、他の波長帯域に属する光よりも優先的に損失させる、ことを特徴とするフィルタ方法。
【請求項２３】
レーザ光を導波するマルチモードファイバと、特定の波長帯域に属する光を他の波長帯域に属する光よりも優先的に損失させるフィルタ素子と、を備えたレーザ装置の製造方法であって、
上記マルチモードファイバにおいて生じる、複数の導波モードが関与する四光波混合のストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方のピーク波長を特定する特定工程と、
上記フィルタ素子が優先的に光を損失させる上記特定の波長帯域を、上記特定工程にて特定された上記ピーク波長を含むように設定する設定工程と、を含んでいる、
ことを特徴とするレーザ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタ素子及びフィルタ方法に関する。また、本発明は、フィルタ素子を備えたレーザ装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
材料加工の分野では、近年、ファイバレーザ装置が広く用いられている。ファイバレーザ装置とは、コアに希土類が添加された光ファイバ（以下、「増幅用光ファイバ」とも記載）をレーザ媒質とするレーザ装置であり、共振器型のファイバレーザ装置やＭＯＰＡ型ファイバレーザ装置などが知られている。【０００３】
ファイバレーザ装置では、高出力化を進めると、非線形光学効果が問題となる。例えば、非線形光学効果の一種である誘導ラマン散乱の散乱光は、レーザ光の発振を不安定化させたり、増幅用光ファイバにポンプ光を供給するポンプ光源を故障させたりする原因となることが知られている。【０００４】
このような問題に対処するための技術を開示した文献としては、例えば、特許文献１が挙げられる。特許文献１には、誘導ラマン散乱の散乱光のパワーを検出し、検出したパワーに応じて励起光源を制御するファイバレーザ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本国公開特許公報「特開２０１５−９５６４１号」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本願発明者らは、マルチモードファイバを含むファイバレーザ装置の出力光に、複数の導波モードが関与する四光波混合のストークス光及びアンチストークス光が含まれていることを発見した。【０００７】
四光波混合のストークス光及びアンチストークス光は、それらのパワーが大きくなると、誘導ラマン散乱の散乱光と同様、レーザ光の発振を不安定化させたり、増幅用光ファイバにポンプ光を供給するポンプ光源を故障させたりする原因となる。【０００８】
上記のような問題は、ファイバレーザ装置に限らず、レーザ光を導波するマルチモードファイバを備えたレーザ装置一般において生じ得る。本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、マルチモードファイバにおいて生じる、複数の導波モードが関与する四光波混合のストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方を損失させるフィルタ素子、レーザ装置、フィルタ方法、又はレーザ装置の製造方法を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るフィルタ素子は、レーザ光を導波するマルチモードファイバにおいて生じる、複数の導波モードが関与する四光波混合のストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方のピーク波長を含む波長帯域に属する光を、他の波長帯域に属する光よりも優先的に損失させる。【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るレーザ装置は、上記フィルタ素子と、上記マルチモードファイバと、を備えている。【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るフィルタ方法は、レーザ光を導波するマルチモードファイバにおいて生じる、複数の導波モードが関与する四光波混合のストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方のピーク波長を含む波長帯域に属する光を、他の波長帯域に属する光よりも優先的に損失させるフィルタ工程を含んでいる。【００１２】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るレーザ装置の製造方法は、レーザ光を導波するマルチモードファイバと、特定の波長帯域に属する光を他の波長帯域に属する光よりも優先的に損失させるフィルタ素子と、を備えたレーザ装置の製造方法であって、上記マルチモードファイバにおいて生じる、複数の導波モードが関与する四光波混合のストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方のピーク波長を特定する特定工程と、上記フィルタが優先的に光を損失させる上記特定の波長帯域を、上記特定工程にて特定された上記ピーク波長を含むように設定する設定工程と、を含んでいる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の一態様によれば、マルチモードファイバにおいて生じる、複数の導波モードが関与する四光波混合のストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方を損失させることが可能なフィルタ素子、レーザ装置、フィルタ方法、又はレーザ装置の製造方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るレーザ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すレーザ装置においてレーザデリバリファイバ及び増幅用光ファイバを逆方向に伝播するストークス光のパワーを示すグラフである。
【図３】図１に示すレーザ装置の備えるフィルタの第１の構成例を示す側面図である。
【図４】図１に示すレーザ装置の備えるフィルタの第２の構成例を示す側面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るレーザ装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係るレーザ装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係るレーザ装置の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第５の実施形態に係るレーザ装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第６の実施形態に係るレーザ装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】マルチモードファイバを備えたファイバレーザ装置の出力光のスペクトルを示すグラフである。
【図１１】（ａ）は、ｖパラメータが６であるマルチモードファイバに関して、伝搬定数差の周波数依存性を示すグラフである。（ｂ）は、ｖパラメータが８であるマルチモードファイバに関して、伝搬定数差の周波数依存性を示すグラフである。（ｃ）は、ｖパラメータが１０であるマルチモードファイバに関して、伝搬定数差の周波数依存性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本願発明者らは、マルチモードファイバを含むファイバレーザ装置の出力光に、複数の導波モードが関与する四光波混合のストークス光及びアンチストークス光が含まれていることを発見した。
【００１６】
図１０は、ファイバレーザ装置の出力光のスペクトルを示すグラフである。図１０に示すグラフにおいては、レーザ光のパワーが１０４５Ｗ、２０２０Ｗ、３０１０Ｗ、４０４０Ｗ、５０２０Ｗとなる場合の各々について、ピークパワーで規格化した出力光のスペクトルを示している。図１０に示すグラフにおいて、１０７０ｎｍに現れたピークは、このファイバレーザ装置が発振するレーザ光に対応する。図１０に示すグラフよれば、このレーザ光の他に、このレーザ光よりもピーク波長の長い光、及び、このレーザ光よりもピーク波長の短い光が存在していることを、確認することができる。また、図１０に示すグラフによれば、これらの光のパワーがレーザ光のパワーに対して指数関数的に増加することを、確認することができる。
【００１７】
本願発明者らが行った検討の結果、これらの光は、マルチモードファイバにおいて生じる、複数の導波モードが関与する四光波混合、より具体的には、ＬＰ０１モードとＬＰ１１モードとが関与する四光波混合のストークス光及びアンチストークス光であることが分かった。なお、ＬＰ０１モードとＬＰ１１モード以外の高次モードとが関与する四光波混合、又は、２つの高次モードとが関与する四光波混合がマルチモードファイバにおいて生じた場合には、この四光波混合のストークス光及びアンチストークス光がレーザ装置の出力光に含まれ得る。
【００１８】
なお、図１０に示す出力光のスペクトルは、誘導ラマン散乱の散乱光を抑制するための各種対策が施されたファイバレーザ装置によって得られたものである。このような対策が施されていないファイバレーザ装置では、四光波混合のストークス光の存在を確認することが困難となる場合がある。なぜなら、このような対策が施されていないファイバレーザ装置では、四光波混合のストークス光のピークが誘導ラマン散乱の散乱光のピークに埋もれてしまう場合があるからである。本願発明者らは、マルチモードファイバを備えたファイバレーザ装置に誘導ラマン散乱の散乱光を抑制する技術を適用することによって、四光波混合のストークス光及びアンチストークス光の存在を確認することに初めて成功した。
【００１９】
以下、マルチモードファイバにおいて生じる、複数の導波モードが関与する四光波混合のストークス光及びアンチストークス光を損失させることが可能なフィルタ素子、及び、そのようなフィルタ素子を備えたレーザ装置の実施形態について説明する。
【００２０】
〔第１の実施形態〕
（レーザ装置の構成）
本発明の第１の実施形態に係るレーザ装置１について、図１を参照して説明する。図１は、レーザ装置１の構成を示すブロック図である。
【００２１】
レーザ装置１は、単一波長のレーザ光を発振する加工用のファイバレーザ装置であり、図１に示すように、ｍ個のポンプ光源ＰＳ１〜ＰＳｍ、ｍ個のポンプデリバリファイバＰＤＦ１〜ＰＤＦｍ、ポンプコンバイナＰＣ、増幅用光ファイバＡＦ、２個のファイバブラッググレーティングＦＢＧ１〜ＦＢＧ２、レーザデリバリファイバＬＤＦ、レーザヘッドＬＨ、及び、フィルタ装置Ｆを備えている。ポンプ光源ＰＳ１〜ＰＳｍとポンプデリバリファイバＰＤＦ１〜ＰＤＦｍとは、互いに一対一に対応する。ここで、ｍは、２以上の任意の自然数であり、ポンプ光源ＰＳ１〜ＰＳｍ及びポンプデリバリファイバＰＤＦ１〜ＰＤＦｍの個数を表す。なお、図１においては、ｍ＝６の場合のレーザ装置１の構成例を示している。本節においては、フィルタ装置Ｆ以外の各部の構成について説明する。
【００２２】
ポンプ光源ＰＳｊ（ｊは１以上ｍ以下の自然数）は、ポンプ光を生成する。ポンプ光としては、例えば、ピーク波長が９７５±３ｎｍ又は９１５±３ｎｍのレーザ光を用いることができる。本実施形態においては、レーザダイオードをポンプ光源ＰＳ１〜ＰＳｍとして用いている。ポンプ光源ＰＳｊは、対応するポンプデリバリファイバＰＤＦｊの入力端に接続されている。ポンプ光源ＰＳｊにて生成されたポンプ光は、このポンプデリバリファイバＰＤＦｉに入力される。
【００２３】
ポンプデリバリファイバＰＤＦｊは、対応するポンプ光源ＰＳｊにて生成されたポンプ光を導波する。ポンプデリバリファイバＰＤＦｊの出力端は、ポンプコンバイナＰＣの入力ポートに接続されている。ポンプデリバリファイバＰＤＦｊを導波されたポンプ光は、この入力ポートを介してポンプコンバイナＰＣに入力される。
【００２４】
ポンプコンバイナＰＣは、ポンプデリバリファイバＰＤＦ１〜ＰＤＦｍの各々を導波されたポンプ光を合波する。ポンプコンバイナＰＣの出力ポートは、第１ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１を介して増幅用光ファイバＡＦの入力端に接続されている。ポンプコンバイナＰＣにて合波されたポンプ光のうち、第１ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１を透過したポンプ光は、増幅用光ファイバＡＦに入力される。
【００２５】
増幅用光ファイバＡＦは、第１ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１を透過したポンプ光を用いて、特定の波長帯域（以下、「増幅帯域」と記載）に属するレーザ光を増幅する。本実施形態においては、コアに希土類元素（例えばイッテルビウム、ツリウム、セリウム、ネオジウム、ユーロビウム、エルビウムなど）が添加されたダブルクラッドファイバを増幅用光ファイバＡＦとして用いている。この場合、第１ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１を透過したポンプ光は、この希土類元素を反転分布状態に維持するために用いられる。例えば、コアに添加された希土類元素がイッテルビウムの場合、増幅用光ファイバＡＦの増幅帯域は、例えば、１０００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の波長帯域である。この場合、レーザ装置１が発振するレーザ光の波長は、１０００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下になる。増幅用光ファイバＡＦの出力端は、第２ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２を介してレーザデリバリファイバＬＤＦ１の入力端に接続されている。
【００２６】
ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１〜ＦＢＧ２は、増幅用光ファイバＡＦの増幅帯域に含まれる特定の波長帯域（以下、「反射帯域」と記載）に属するレーザ光を反射する。第１ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１は、反射帯域における反射率が第２ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２よりも高く、ミラーとして機能する。この第１ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１としては、例えば、中心波長が１０７０±３ｎｍであり、半値全幅が３．５±０．５ｎｍである反射帯域を有し、その反射帯域における反射率が９９％以上であるファイバブラッググレーティングを用いることができる。一方、第２ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２は、反射帯域における反射率が第１ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１よりも低く、ハーフミラーとして機能する。この第２ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２としては、例えば、中心波長が１０７０±３ｎｍであり、半値全幅が３．５±０．５ｎｍである反射帯域を有し、その反射帯域における反射率が６０％であるファイバブラッググレーティングを用いることができる。このため、ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１〜ＦＢＧ２の反射帯域に属するレーザ光は、ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１〜ＦＢＧ２にて繰り返し反射され、増幅用光ファイバＡＦにて再帰的に増幅される。このように、増幅用光ファイバＡＦは、ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１〜ＦＢＧ２と共に、ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１〜ＦＢＧ２の反射帯域に属するレーザ光を発振する発振器を構成する。増幅用光ファイバＡＦにて再帰的に増幅されたレーザ光のうち、第２ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２を透過したレーザ光は、レーザデリバリファイバＬＤＦに入力される。なお、ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１〜ＦＢＧ２の反射帯域の中心波長は、１０７０±３ｎｍの他に、例えば、１０３０ｎｍ、１０４０ｎｍ、１０５０ｎｍ、１０６０ｎｍ、１０７０ｎｍ、１０８０ｍｍ、１０８７±６ｎｍ、１０９０ｎｍであり得る。したがって、レーザ装置１の発振波長は、１０７０±３ｎｍの他に、例えば、１０３０ｎｍ、１０４０ｎｍ、１０５０ｎｍ、１０６０ｎｍ、１０７０ｎｍ、１０８０ｍｍ、１０８７±６ｎｍ、１０９０ｎｍであり得る。
【００２７】
レーザデリバリファイバＬＤＦは、第２ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２を透過したレーザ光を導波する。レーザデリバリファイバＬＤＦの出力端は、レーザヘッドＬＨに接続されている。レーザデリバリファイバＬＤＦを導波されたレーザ光は、このレーザヘッドＬＨを介して加工対象物Ｗに照射される。
【００２８】
（マルチモードファイバにおける四光波混合）
レーザ装置１を構成する増幅用光ファイバＡＦ、ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１〜ＦＢＧ２、及びレーザデリバリファイバＬＤＦは、マルチモードファイバにより実現し得る。本実施形態では、レーザデリバリファイバＬＤＦをマルチモードファイバとしている。このため、レーザ装置１では、レーザデリバリファイバＬＤＦにおいて、複数の導波モードが関与する四光波混合によって、ストークス光が増幅され、アンチストークス光が生成され得る。なお、増幅用光ファイバＡＦをマルチモードファイバにより実現した場合には、増幅用光ファイバＡＦにおいても、複数の導波モードが関与する四光波混合が生じ得る。
【００２９】
ここで、複数の導波モードが関与する四光波混合とは、マルチモードファイバを導波されるレーザ光の基本モード成分及び高次モード成分をポンプ光として、或いは、マルチモードファイバを導波されるレーザ光の第１の高次モード成分と第２の高次モード成分をポンプ光として、周波数整合条件及び位相整合条件の両方を満たすストークス光及びアンチストークス光が増幅又は生成される現象のことを指す。ここで、基本モードとしては、ＬＰ０１モードが挙げられる。また、高次モードとしては、ＬＰ１１モード、ＬＰ２１モード、ＬＰ０２モード、ＬＰ３１モード、ＬＰ１２モードなどが挙げられる。
【００３０】
例えば、マルチモードファイバを導波されるレーザ光のＬＰ０１モード成分及びＬＰ１１モード成分をポンプ光として、ＬＰ１１モードのストークス光が増幅され、ＬＰ０１モードのアンチストークス光が生成される場合、周波数整合条件及び位相整合条件は、以下のように書き下すことができる。
【００３１】
周波数整合条件：ωs＋ωas＝２ωp・・・（１）、
位相整合条件：β’（ωs）＋β（ωas）＝β（ωp）＋β’（ωp）−γ（Ｐ＋Ｐ’）・・・（２ｂ）。
【００３２】
また、マルチモードファイバを導波されるレーザ光のＬＰ０１モード成分及びＬＰ１１モード成分をポンプ光として、ＬＰ０１モードのストークス光とＬＰ１１モードのアンチストークス光とが生成される場合、周波数整合条件及び位相整合条件は、以下のように書き下すことができる。
【００３３】
周波数整合条件：ωs＋ωas＝２ωp・・・（１）、
位相整合条件：β（ωs）＋β’（ωas）＝β（ωp）＋β’（ωp）−γ（Ｐ＋Ｐ’）・・・（２ａ）。
【００３４】
ここで、ωpは、レーザ光のピーク角周波数であり、ωsは、ストークス光のピーク角周波数であり、ωasは、アンチストークス光のピーク角周波数である。また、β（ω）は、角周波数ωのＬＰ０１モードに対するマルチモードファイバの伝搬定数であり、β’（ω）は、角周波数ωのＬＰ１１モードに対するマルチモードファイバの伝搬定数である。また、Ｐは、レーザ光のＬＰ０１モード成分のパワーであり、Ｐ’は、レーザ光のＬＰ１１モード成分のパワーである。また、γは、非線形係数である。
【００３５】
ここで、ＬＰ０１モードに対するマルチモードファイバの伝搬定数β（ω）は、角周波数ωを変数とする公知の多項式により与えられ、マルチモードファイバの分散をその係数として含む。同様に、ＬＰ１１モードに対するマルチモードファイバの伝搬定数β’（ω）は、角周波数ωを変数とする公知の多項式により与えられ、マルチモードファイバの分散をその係数として含む。したがって、マルチモードファイバの分散を変えれば、伝搬定数β（ω），β’（ω）の関数形が変わる。そして、伝搬定数β（ω），β’（ω）の関数形が変われば、周波数整合条件及び位相整合条件の両方を満たすピーク角周波数ωs，ωas、すなわち、ストークス光及びアンチストークス光のピーク角周波数ωs，ωasが変わる。そして、ストークス光及びアンチストークス光のピーク角周波数ωs，ωasが変われば、ストークス光及びアンチストークス光のピーク波長が変わる。したがって、マルチモードファイバにおいて生じる、四光波混合のストークス光及びアンチストークス光のピーク波長は、そのマルチモードファイバの分散に応じて決まる。なお、マルチモードファイバの分散は、公知の方法、例えば、マルチモードファイバの屈折率分布を測定することによって求められる。
【００３６】
なお、ここでは、ＬＰ０１モードとＬＰ１１モードとが関与する四光波混合について説明したが、マルチモードファイバにおける四光波混合に関与する導波モードは、ＬＰ０１モード及びＬＰ１１モードに限定されない。すなわち、マルチモードファイバの導波モードから任意に選択された２つの導波モードが関与する四光波混合が生じ得る。例えば、ＬＰ１１モードとＬＰ２１モードとが関与する四光波混合のように、第１の高次モードと第２の高次モードとが関与する四光波混合が生じ得る。この場合の周波数整合条件及び位相整合条件は、ＬＰ０１モードとＬＰ１１モードとの間の四光波混合と同様に与えられる。
【００３７】
本願発明者らは、ＬＰ０１モードとＬＰｍｎモード（ＬＰ０１モード、ＬＰ１１モード、ＬＰ２１モード、ＬＰ０２モード、ＬＰ３１モード）との組み合わせに関して、下記の式により定義される伝搬定数差Δβを計算した。下記の式（３）において、βｍｎは、ＬＰｍｎモードの伝搬定数を表し、ｆ０は、四光波混合のポンプ光となるレーザ光の周波数を表す。また、βｍｎの後に付したｆ＝ｆ０＋Δｆは、そのβｍｎが周波数ｆ＝ｆ０＋Δｆにおける伝搬定数であることを表し、βｍｎの後に付したｆ＝ｆ０−Δｆは、そのβｍｎが周波数ｆ＝ｆ０−Δｆにおける伝搬定数であることを表し、βｍｎの後に付したｆ＝ｆ０は、βｍｎが周波数ｆ＝ｆ０における伝搬定数であることを表す。
【００３８】
Δβ＝βｍｎ｜ｆ＝ｆ０−Δｆ＋β０１｜ｆ＝ｆ０＋Δｆ−β０１｜ｆ＝ｆ０−βｍｎ｜ｆ＝ｆ０  ・・・（３）
【００３９】
上記の式（３）により定義される伝搬定数差Δβが０になるΔｆが存在する場合、周波数ｆがｆ０−（Δｆ＋Δμ）であるＬＰｍｎモードのストークス光が増幅され、周波数ｆがｆ０＋（Δｆ＋Δμ）であるＬＰ０１モードのアンチストークス光が生成される四光波混合が生じる。ここで、上記のΔμは、レーザ光のパワーに応じてシフトする周波数の値を示す。また、上記の式（３）に現れるΔｆのことを、「周波数シフト」と呼ぶ。
【００４０】
図１１の（ａ）は、ｖパラメータが６であるマルチモードファイバに関して、本願発明者らが計算した伝搬定数差Δβの周波数シフトΔｆ依存性を示すグラフである。図１１の（ｂ）は、ｖパラメータが８であるマルチモードファイバに関して、本願発明者らが計算した伝搬定数差Δβの周波数シフトΔｆ依存性を示すグラフである。図１１の（ｃ）は、ｖパラメータが１０であるマルチモードファイバに関して、本願発明者らが計算した伝搬定数差Δβの周波数シフトΔｆ依存性を示すグラフである。ここで、ｖパラメータとは、ａをコア径、ｎ０をコアの屈折率、ｎ１をクラッドの屈折率、λ０をレーザ光のピーク波長として、下記の式（４）により定義される量である。
【００４１】
ｖ＝２πａ（ｎ１２−ｎ０２）１／２／λ０  ・・・（４）
【００４２】
図１１によると、ｖパラメータが６、８、１０のマルチモードファイバでは、ＬＰ１１モードのストークス光が増幅され、ＬＰ０１モードのアンチストークス光が生成される四光波混合が生じることが確かめられる。この場合の周波数シフトΔｆは、５〜６ＴＨｚ程度（波長１５〜２０ｎｍ程度に相当）である。また、図１１によると、ｖパラメータが６、８、１０のマルチモードファイバでは、より高次の導波モード（例えば、ＬＰ２１モード、ＬＰ０２モード、ＬＰ３１モード）のストークス光が増幅され、ＬＰ０１モードのアンチストークス光が生成される四光波混合も生じ得ることが示唆される。このときの周波数シフトΔｆは、８ＴＨｚよりも大きくなる。
【００４３】
レーザ装置１において、マルチモードファイバであるレーザデリバリファイバＬＤＦを導波されるレーザ光には、（ａ）増幅用光ファイバＡＦにて増幅された後、レーザデリバリファイバＬＤＦを順方向（レーザ光の出射方向と同方向）に導波されるレーザ光と、（ｂ）加工対象物Ｗにて反射された後、レーザデリバリファイバＬＤＦを逆方向（レーザ光の出射方向と逆方向）に導波されるレーザ光と、が含まれる。レーザデリバリファイバＬＤＦを順方向に導波されるレーザ光の２つの導波モードをポンプ光とする四光波混合のストークス光及びアンチストークス光は、（１）レーザデリバリファイバＬＤＦを順方向に導波され、（２）加工対象物Ｗにて反射され、（３）レーザデリバリファイバＬＤＦを逆方向に導波される。そして、フィルタ装置Ｆが存在しない場合、第２ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２を介して増幅用光ファイバＡＦに入射する。一方、レーザデリバリファイバＬＤＦを逆方向に導波されるレーザ光の２つの導波モードをポンプ光とする四光波混合のストークス光及びアンチストークス光は、レーザデリバリファイバＬＤＦを逆方向に導波される。そして、フィルタ装置Ｆが存在しない場合、第２ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２を介して増幅用光ファイバＡＦに入射する。
【００４４】
第２ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２を介して増幅用光ファイバＡＦに入射したストークス光及びアンチストークス光は、そのピーク波長又はそのピーク波長周辺の波長が増幅用光ファイバＡＦの増幅帯域に含まれている場合、増幅用光ファイバＡＦを導波される過程で増幅され、パワーが大きくなる場合がある。このようなパワーの大きいストークス及びアンチストークス光が増幅用光ファイバＡＦを導波されると、レーザ光の発振が不安定になる可能性がある。また、このようなパワーの大きいストークス光及びアンチストークス光が、第１ファイバブラッググレーティングを介して増幅用光ファイバＡＦから出射され、ポンプ光源ＰＳ１〜ＰＳｍに入射すると、ポンプ光源ＰＳ１〜ＰＳｍに不具合が生じる可能性がある。そこで、本実施形態に係るレーザ装置１においては、ストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方を損失させるためのフィルタ装置Ｆを、レーザデリバリファイバＬＤＦに設けることによって、第２ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２を介して増幅用光ファイバＡＦに入射するストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方のパワーを減少させる構成を採用している。
【００４５】
なお、本明細書において、「マルチモードファイバ」とは、２個以上の導波モードを有する光ファイバのことを指す。マルチモードファイバの有する導波モードの個数は、マルチモードファイバの設計に応じて決まり、例えば１０個である。２個以上１０個以下の導波モードを有する所謂フューモードファイバは、マルチモードファイバの一例である。また、本明細書において、「ストークス光」とは、特にことわりがない場合、マルチモードモードおいて複数の導波モードが関与する四光波混合によって生じるストークス光のことを指し、「アンチストークス光」とは、特にことわりがない場合、マルチモードモードおいて複数の導波モードが関与する四光波混合によって生じるアンチストークス光のことを指す。
【００４６】
（フィルタの機能）
本実施形態に係るレーザ装置１は、レーザデリバリファイバＬＤＦにフィルタ装置Ｆを備えている。このフィルタ装置Ｆ（又はフィルタ装置Ｆが備えるフィルタ素子）は、レーザデリバリファイバＬＤＦにおいて生じる、複数の導波モードが関与する四光波混合のストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方のピーク波長を含む波長帯域に属する光を、他の波長帯域に属する光よりも優先的に損失させるように構成されている。したがって、レーザ装置１、レーザ装置１が備えるフィルタ装置Ｆ、或いは、フィルタ装置Ｆが備えるフィルタ素子によれば、ストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方のパワーを減少させることができる。なお、損失の対象とするストークス光及びアンチストークス光は、（１）マルチモードファイバを導波されるレーザ光の基本モード成分及び高次モード成分をポンプ光とする四光波混合のストークス光及びアンチストークス光であってもよいし、（２）マルチモードファイバを導波されるレーザ光の第１の高次モード成分及び第２の高次モード成分をポンプ光とする四光波混合のストークス光及びアンチストークス光であってもよい。
【００４７】
以下、アンチストークス光のピーク波長を含む波長帯域に属する光を、他の波長帯域に属する光よりも優先的に損失させるように構成されたフィルタ装置Ｆの効果を、図２を参照して具体的に説明する。図２は、レーザデリバリファイバＬＤＦ及び増幅用光ファイバＡＦを逆方向に伝播するアンチストークス光のパワーを示すグラフである。なお、ストークス光のパワーも、図２に示すグラフと同様の傾向を示す。
【００４８】
フィルタ装置Ｆがない場合、レーザデリバリファイバＬＤＦを逆方向に伝播したアンチストークス光は、そのパワーを維持したまま増幅用光ファイバＡＦに入射し、そのパワーを増しながら増幅用光ファイバＡＦを逆方向に伝播する。このため、増幅用光ファイバＡＦを逆方向に伝播するアンチストークス光、及び、第１ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１を介して増幅用光ファイバＡＦから出射するアンチストークス光のパワーは、フィルタ装置Ｆがある場合と比べて大きくなる。一方、フィルタ装置Ｆがある場合、レーザデリバリファイバＬＤＦを逆方向に伝播したアンチストークス光は、そのパワーをフィルタ装置Ｆにて減じられてから増幅用光ファイバＡＦに入射し、そのパワーを増しながら増幅用光ファイバＡＦを逆方向に伝播する。このため、増幅用光ファイバＡＦを逆方向に伝播するアンチストークス光、及び、第１ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１を介して増幅用光ファイバＡＦから出射するアンチストークス光のパワーは、フィルタ装置Ｆがない場合と比べて小さくなる。したがって、フィルタ装置Ｆがある場合、アンチストークス光が、レーザ光の発振を不安定化させる可能性、又は、ポンプ光源ポンプ光源ＰＳ１〜ＰＳｍの信頼性を低下させる可能性を低減することが可能になる。より詳細には、増幅用光ファイバＡＦにアンチストークス光が入射するのを抑制できる。また、増幅用光ファイバＡＦにアンチストークス光が入射した場合、この光が増幅用光ファイバＡＦで増幅する場合があり、この場合、ポンプ光のエネルギーを消費してしまうが、このエネルギー消費を抑制できる。
【００４９】
また、フィルタ装置Ｆがある場合、レーザデリバリファイバＬＤＦを順方向に導波されるアンチストークス光は、そのパワーをフィルタ装置Ｆにて減じられてから加工対象物Ｗに照射される。このため、加工対象物Ｗに照射されるアンチストークス光のパワーは、フィルタ装置Ｆがない場合と比べて小さくなる。したがって、フィルタ装置Ｆがある場合、ピーク波長がレーザ光とは異なるアンチストークス光が出力光に含まれることを抑制することができる。その結果、色収差に起因する焦点ずれにより加工特性が低化する可能性、ビームスポットを所望の位置に集光することが困難になる可能性、波長によって部品の吸収特性が異なる場合に部品の予期せぬ発熱若しくは劣化が生じる可能性を低減することが可能になる。また、レーザデリバリファイバＬＤＦで発生した上記のアンチストークス光を早期に損失させることができるので、上述した増幅用光ファイバＡＦにおけるレーザ光の発振不安定化、又は、増幅用光ファイバＡＦにポンプ光を供給するポンプ光源ＰＳ１〜ＰＳｍの信頼性低下を抑制することもできる。
【００５０】
以上、アンチストークス光のピーク波長を含む波長帯域に属する光を他の波長帯域に属する光よりも優先的に損失させるように構成されたフィルタ装置Ｆの効果について説明したが、フィルタ装置Ｆの構成は、これに限定されない。すなわち、フィルタ装置Ｆは、ストークス光のピーク波長を含む波長帯域に属する光を他の波長帯域に属する光よりも優先的に損失させるように構成されていてもよい。この場合、ストークス光に関して上述した効果と同様の効果が得られる。また、フィルタ装置Ｆは、ストークス光のピーク波長を含む第１の波長帯域に属する光、及び、アンチストークス光のピーク波長を含む第２の波長帯域であって、第１の波長帯域とは重複しない第２の波長帯域に属する光の両方を優先的に損失させるように構成されていてもよい。この場合、アンチストークス光に関して上述した効果が得られると共に、ストークス光に関して上述した効果と同様の効果が得られる。
【００５１】
なお、ストークス光を損失対象とする場合、フィルタ装置Ｆが光を優先的に損失させる波長帯域は、例えば、レーザ光のピーク波長よりも１０ｎｍ長い波長を下限とし、レーザ光のピーク波長よりも４０ｎｍ長い波長を上限とする波長帯域であることが好ましい。この場合、例えば、レーザ光のピーク波長が１０７０ｎｍのときには、１０８０ｎｍ以上１１１０ｎｍ以下の波長帯域もしくは１０９０ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の波長帯域が、フィルタ装置Ｆが光を優先的に損失させる波長帯域となる。一方、アンチストークス光を損失対象とする場合、フィルタ装置Ｆが光を優先的に損失させる波長帯域は、例えば、レーザ光のピーク波長よりも４０ｎｍ短い波長を下限とし、レーザ光のピーク波長よりも１０ｎｍ短い波長を上限とする波長帯域であることが好ましい。この場合、例えば、レーザ光のピーク波長が１０７０ｎｍのときには、１０３０ｎｍ以上１０６０ｎｍ以下の波長帯域もしくは１０４０ｎｍ以上１０５０ｎｍ以下の波長帯域が、フィルタ装置Ｆが光を優先的に損失させる波長帯域となる。
【００５２】
上述したように、レーザ装置１の発振波長（レーザ光のピーク波長）は、１０７０ｎｍの他に、例えば、１０７０±３ｎｍ、１０３０ｎｍ、１０４０ｎｍ、１０５０ｎｍ、１０６０ｎｍ、１０８０ｍｍ、１０８７±６ｎｍ、１０９０ｎｍであり得る。したがって、ストークス光を損失対象とする場合、フィルタ装置Ｆが光を優先的に損失させることが好ましい波長帯域は、１０８０ｎｍ以上１１１０ｎｍ以下の波長帯域の他に、１０８０±３ｎｍ以上１１１０±３ｎｍ以下の波長帯域、１０４０ｎｍ以上１０７０ｎｍ以下の波長帯域、１０５０ｎｍ以上１０８０ｎｍ以下の波長帯域、１０６０ｎｍ以上１０９０ｎｍ以下の波長帯域、１０７０ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の波長帯域、１０９０ｎｍ以上１１２０ｎｍ以下の波長帯域、１０９７±６ｎｍ以上１１２７±６ｎｍ以下の波長帯域、１１００ｎｍ以上１１３０ｎｍ以下の波長帯域であり得る。すなわち、レーザ光のピーク波長が１０７０±３ｎｍのときには、１０８０±３ｎｍ以上１１１０±３ｎｍ以下の波長帯域もしくは１０８０±３ｎｍ以上１１００±３ｎｍ以下の波長帯域が、フィルタ装置Ｆが光を優先的に損失させる波長帯域となる。或いは、レーザ光のピーク波長が１０３０ｎｍのときには、１０４０ｎｍ以上１０７０ｎｍ以下の波長帯域もしくは１０４０ｎｍ以上１０６０ｎｍ以下の波長帯域が、フィルタ装置Ｆが光を優先的に損失させる波長帯域となる。或いは、レーザ光のピーク波長が１０４０ｎｍのときには、１０５０ｎｍ以上１０８０ｎｍ以下の波長帯域もしくは１０５０ｎｍ以上１０７０ｎｍ以下の波長帯域が、フィルタ装置Ｆが光を優先的に損失させる波長帯域となる。或いは、レーザ光のピーク波長が１０５０ｎｍのときには、１０６０ｎｍ以上１０９０ｎｍ以下の波長帯域もしくは１０６０ｎｍ以上１０８０ｎｍ以下の波長帯域が、フィルタ装置Ｆが光を優先的に損失させる波長帯域となる。或いは、レーザ光のピーク波長が１０６０ｎｍのときには、１０７０ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の波長帯域もしくは１０７０ｎｍ以上１０９０ｎｍ以下の波長帯域が、フィルタ装置Ｆが光を優先的に損失させる波長帯域となる。或いは、レーザ光のピーク波長が１０８０ｎｍのときには、１０９０ｎｍ以上１１２０ｎｍ以下の波長帯域もしくは１０９０ｎｍ以上１１１０ｎｍ以下の波長帯域が、フィルタ装置Ｆが光を優先的に損失させる波長帯域となる。或いは、レーザ光のピーク波長が１０８７±６ｎｍのときには、１０９７±６ｎｍ以上１１２７±６ｎｍ以下の波長帯域もしくは１０９７±６ｎｍ以上１１１７±６ｎｍ以下の波長帯域が、フィルタ装置Ｆが光を優先的に損失させる波長帯域となる。或いは、レーザ光のピーク波長が１０９０ｎｍのときには、１１００ｎｍ以上１１３０ｎｍ以下の波長帯域もしくは１１００ｎｍ以上１１２０ｎｍ以下の波長帯域が、フィルタ装置Ｆが光を優先的に損失させる波長帯域となる。
【００５３】
また、アンチストークス光を損失対象とする場合、フィルタ装置Ｆが光を優先的に損失させることが好ましい波長帯域は、１０３０ｎｍ以上１０６０ｎｍ以下の波長帯域の他に、１０３０±３ｎｍ以上１０６０±３ｎｍ以下の波長帯域、９９０ｎｍ以上１０２０ｎｍ以下の波長帯域、１０００ｎｍ以上１０３０ｎｍ以下の波長帯域、１０１０ｎｍ以上１０４０ｎｍ以下の波長帯域、１０２０ｎｍ以上１０５０ｎｍ以下の波長帯域、１０４０ｎｍ以上１０７０ｎｍ以下の波長帯域、１０４７±６ｎｍ以上１０７７±６ｎｍ以下の波長帯域、１０５０ｎｍ以上１０８０ｎｍ以下の波長帯域であり得る。すなわち、レーザ光のピーク波長が１０７０±３ｎｍのときには、１０３０±３ｎｍ以上１０６０±３ｎｍ以下の波長帯域もしくは１０４０±３ｎｍ以上１０６０±３ｎｍ以下の波長帯域が、フィルタ装置Ｆが光を優先的に損失させる波長帯域となる。或いは、レーザ光のピーク波長が１０３０ｎｍのときには、９９０ｎｍ以上１０２０ｎｍ以下の波長帯域もしくは１０００ｎｍ以上１０２０ｎｍ以下の波長帯域が、フィルタ装置Ｆが光を優先的に損失させる波長帯域となる。或いは、レーザ光のピーク波長が１０４０ｎｍのときには、１０００ｎｍ以上１０３０ｎｍ以下の波長帯域もしくは１０１０ｎｍ以上１０３０ｎｍ以下の波長帯域が、フィルタ装置Ｆが光を優先的に損失させる波長帯域となる。或いは、レーザ光のピーク波長が１０５０ｎｍのときには、１０１０ｎｍ以上１０４０ｎｍ以下の波長帯域もしくは１０２０ｎｍ以上１０４０ｎｍ以下の波長帯域が、フィルタ装置Ｆが光を優先的に損失させる波長帯域となる。或いは、レーザ光のピーク波長が１０６０ｎｍのときには、１０２０ｎｍ以上１０５０ｎｍ以下の波長帯域もしくは１０３０ｎｍ以上１０５０ｎｍ以下の波長帯域が、フィルタ装置Ｆが光を優先的に損失させる波長帯域となる。或いは、レーザ光のピーク波長が１０８０ｎｍのときには、１０４０ｎｍ以上１０７０ｎｍ以下の波長帯域もしくは１０５０ｎｍ以上１０７０ｎｍ以下の波長帯域が、フィルタ装置Ｆが光を優先的に損失させる波長帯域となる。或いは、レーザ光のピーク波長が１０８７±６ｎｍのときには、１０４７±６ｎｍ以上１０７７±６ｎｍ以下の波長帯域もしくは１０５７±６ｎｍ以上１０７７±６ｎｍ以下の波長帯域が、フィルタ装置Ｆが光を優先的に損失させる波長帯域となる。或いは、レーザ光のピーク波長が１０９０ｎｍのときには、１０５０ｎｍ以上１０８０ｎｍ以下の波長帯域もしくは１０６０ｎｍ以上１０８０ｎｍ以下の波長帯域が、フィルタ装置Ｆが光を優先的に損失させる波長帯域となる。
【００５４】
なお、フィルタ装置Ｆは、ストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方のピーク波長を含む波長帯域に属する光を、レーザ装置１が発振するレーザ光（以下、単に「レーザ光」とも記載）よりも優先的に損失させることが好ましい。換言すると、上述した「他の波長帯域に属する光」は、レーザ光であることが好ましい。これにより、加工対象物Ｗに照射されるレーザ光のパワーの低下を抑えながら、ストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方のパワーを低下させることができる。また、フィルタ装置Ｆは、ストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方のピーク波長を含む波長帯域に属する光を、レーザ光に起因する誘導ラマン散乱の散乱光よりも優先的に損失させることが好ましい。換言すると、上述した「他の波長帯域に属する光」は、レーザ光に起因する誘導ラマン散乱の散乱光であることが好ましい。これにより、レーザ装置１が誘導ラマン散乱の散乱光を抑制する抑制手段を備えている場合に、この抑止手段ではパワーを低下させることが困難なストークス光及びアンチストークスを、フィルタ装置Ｆによって抑制することが可能になる。
【００５５】
ここで、ストークス光のピーク波長は、レーザ光のピーク波長よりも長く、アンチストークス光のピーク波長は、レーザ光のピーク波長よりも短い。したがって、フィルタ装置Ｆを、ストークス光のピーク波長を含む波長帯域であって、レーザ光のピーク波長よりも長波長側の波長帯域に属する光を優先的に損失させるように構成すれば、レーザ光のパワーの低下を抑制しながら、ストークス光を損失対象とすることができる。また、フィルタ装置Ｆを、アンチストークス光のピーク波長を含む波長帯域であって、レーザ光のピーク波長よりも短波長側の波長帯域に属する光を優先的に損失させるように構成すれば、レーザ光のパワーの低下を抑制しながら、アンチストークス光を損失対象とすることができる。
【００５６】
なお、レーザ装置１は、レーザ光に起因する誘導ラマン散乱の散乱光（以下、「誘導ラマン散乱光」とも記載）を抑制する抑制部（不図示）を備えていてもよい。誘導ラマン散乱光を抑制する方法としては、誘導ラマン散乱光の発生を抑制する方法と、発生した誘導ラマン散乱光を損失させる方法と、が考えられる。誘導ラマン散乱光の発生を抑制する具体的な方法としては、例えば、コアの実効断面積Ａeffを大きくする方法と、コアΔ（コアとクラッドとの比屈折率差）を小さくする方法と、が挙げられる。この場合、これらの方法を用いて誘導ラマン散乱光の発生が抑制された光ファイバが、上述した抑制部として機能することになる。また、発生した誘導ラマン散乱光を損失させる方法としては、例えば、スラントファイバブラッググレーティング又はフォトニックバンドギャップファイバを用いて誘導ラマン散乱光を優先的にクラッドに結合する方法と、ファイバブラッググレーティングを用いて誘導ラマン散乱光を反射する方法と、が挙げられる。この場合、これらの方法の実現に用いられるスラントファイバブラッググレーティング、フォトニックバンドギャップファイバ、ファイバブラッググレーティングなどのフィルタが、上述した抑制部として機能することになる。また、スラントファイバブラッググレーティング又はフォトニックバンドギャップファイバを抑制部として用いる場合、例えば、レーザデリバリファイバＬＤＦが抑制部を有する構成であってもよい。
【００５７】
なお、誘導ラマン散乱光のピーク波長は、レーザ光のピーク波長よりも長い。このため、ピーク波長がレーザ光よりも短いアンチストークス光は、誘導ラマン散乱光を損失対象とするフィルタ装置又はフィルタ素子で損失させることができない。したがって、本実施形態に係るフィルタ装置Ｆは、アンチストークス光をより確実に損失対象とすることができるので、誘導ラマン散乱光を損失対象とするフィルタ装置又はフィルタ素子を備えたレーザ装置１においても有効である。
【００５８】
一方、ピーク波長がレーザ光よりも長いストークス光は、誘導ラマン散乱光を損失対象とするフィルタ装置又はフィルタ素子で損失させることができる場合と、できない場合とがある。誘導ラマン散乱光を損失対象とするフィルタ装置又はフィルタ素子でストークス光を損失させることができるのは、ストークス光のピーク波長が誘導ラマン散乱光のピーク波長と一致する場合である。ストークス光のピーク波長が誘導ラマン散乱光のピーク波長と異なる場合、ストークス光を損失対象とするフィルタ装置Ｆは、誘導ラマン散乱光を損失対象とするフィルタ装置又はフィルタ素子を備えたレーザ装置１においても有効である。特に、ストークス光のピーク波長＜誘導ラマン散乱光のピーク波長という関係がある場合、ストークス光のピーク波長を含む波長帯域であって、レーザ光のピーク波長よりも長波長側、かつ、誘導ラマン散乱光のピーク波長よりも短波長側の波長帯域に属する光を優先的に損失させるよう、フィルタ装置Ｆを構成することが有効である。換言すれば、少なくともレーザ光及び誘導ラマン散乱光は透過させ、レーザ光のピーク波長と誘導ラマン散乱光のピーク波長との間の波長帯域に損失帯域を持つように、フィルタ装置Ｆを構成することが有効である。実際に実験結果から、レーザ光のピーク波長と誘導ラマン散乱光のピーク波長との間の波長帯域にストークス光が発生しているので、上述した通り、レーザ光のピーク波長と誘導ラマン散乱光のピーク波長との間の波長帯域に損失帯域を持つことにより、当該ストークス光を抑えることができる。逆に、ストークス光のピーク波長＞誘導ラマン散乱光のピーク波長という関係がある場合、ストークス光のピーク波長を含む波長帯域であって、誘導ラマン散乱光のピーク波長よりも長波長側の波長帯域に属する光を優先的に損失させるように、フィルタ装置Ｆを構成することが有効である。以上により、本実施形態に係るフィルタ装置Ｆは、ストークス光をより確実に損失対象とすることができるので、誘導ラマン散乱光を損失対象とするフィルタ装置又はフィルタ素子を備えたレーザ装置１においても有効である。
【００５９】
なお、レーザ装置１においては、増幅用光ファイバＡＦにおいて自然放出光が発生し得る。このため、レーザ装置１においては、自然放出光のピーク波長を含む波長帯域に属する光を他の波長帯域に属する光よりも優先的に損失させるフィルタを設け、自然放出光を除去する構成を採用し得る。ここで、自然放出光の波長がアンチストークス光の波長と異なる場合、自然放出光を損失対象とするフィルタでは、アンチストークス光を十分に損失させることができない。このため、このようなレーザ装置１においては、アンチストークス光を損失対象とするフィルタ装置Ｆの有効性が発揮される。また、自然放出光の波長がストークス光の波長と異なる場合、自然放出光を損失対象とするフィルタでは、ストークス光を十分に損失させることができない。このため、このようなレーザ装置１においては、ストークス光を損失対象とするフィルタ装置Ｆの有効性が発揮される。
【００６０】
なお、図１０に示したグラフによれば、出力光のスペクトル形状に影響を与えるストークス光及びアンチストークス光が生じるのは、特に、レーザ装置１にて発振されるレーザ光のパワーが３ｋＷ以上の場合、或いは、レーザ装置１から出力される出力光（ストークス光及びアンチストークス光を含む）のパワーが４ｋＷ以上の場合である。このため、特に、レーザ装置１にて発振されるレーザ光のパワーが３ｋＷ以上の場合、或いは、レーザ装置１から出力される出力光のパワーが４ｋＷ以上の場合、フィルタ装置Ｆは特に有効に機能する。
【００６１】
（フィルタ装置の第１の構成例）
本実施形態に係るレーザ装置１の備えるフィルタ装置Ｆの第１の構成例について、図３を参照して説明する。
【００６２】
図３の（ａ）は、アンチストークス光のピーク波長を含む波長帯域に属する光を他の波長帯域に属する光よりも優先的に損失させるように構成されたフィルタ装置Ｆ（以下、「フィルタ装置Ｆ１」と記載する）の一構成例を示す側面図である。
【００６３】
フィルタ装置Ｆ１は、スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１（特許請求の範囲における「フィルタ素子」の一例に相当）と、クラッドモードストリッパＣＭＳと、を含んでいる。クラッドモードストリッパＣＭＳは、スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１よりも増幅用光ファイバＡＦ側に配置されている。
【００６４】
スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１は、例えば、１０３０ｎｍ以上１０６０ｎｍ以下の波長帯域に属する光を、他の波長帯域に属する光よりも優先的にクラッドに結合するように構成されている。このため、レーザデリバリファイバＬＤＦからフィルタ装置Ｆ１に入射したアンチストークス光は、スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１を通過する過程でクラッドに遷移する。クラッドモードストリッパＣＭＳは、クラッドに遷移した光を外部に漏出させる。このため、スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１を通過する過程でクラッドに遷移したアンチストークス光は、クラッドモードストリッパＣＭＳを通過する過程で外部に漏出する。
【００６５】
以上のように、フィルタ素子であるスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１を用いれば、或いは、フィルタ装置Ｆ１を用いれば、レーザデリバリファイバＬＤＦからフィルタ装置Ｆ１に入射したアンチストークス光を損失させることができる。なお、フィルタ装置Ｆ１におけるアンチストークス光の損失は、例えば、−１０ｄＢ程度である。
【００６６】
なお、ここでは、レーザデリバリファイバＬＤＦ側からフィルタ装置Ｆ１に入射したアンチストークス光を漏出させるために、クラッドモードストリッパＣＭＳは、スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１よりも増幅用光ファイバＡＦ側に配置されている。スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１よりもレーザデリバリファイバＬＤＦ側に配置された他のクラッドモードストリッパを追加すれば、以下のメカニズムにより、増幅用光ファイバＡＦ側からフィルタ装置Ｆ１に入射したアンチストークス光を漏出させることもできる。すなわち、増幅用光ファイバＡＦ側からフィルタ装置Ｆ１に入射したアンチストークス光は、スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１を通過する過程でクラッドに遷移する。ここで、上述した他のクラッドモードストリッパは、このクラッドに遷移した光を外部に漏出させる。このため、スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１を通過する過程でクラッドに遷移したアンチストークス光は、上述した他のクラッドモードストリッパを通過する過程で外部に漏出する。
【００６７】
図３の（ｂ）は、ストークス光のピーク波長を含む波長帯域に属する光を他の波長帯域に属する光よりも優先的に損失させるように構成されたフィルタ装置Ｆ（以下、「フィルタ装置Ｆ２」と記載する）の一構成例を示す側面図である。
【００６８】
フィルタ装置Ｆ２は、スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２（特許請求の範囲における「フィルタ素子」の一例に相当）と、クラッドモードストリッパＣＭＳと、を含んでいる。クラッドモードストリッパＣＭＳは、スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２よりも増幅用光ファイバＡＦ側に配置されている。
【００６９】
スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２は、例えば、１０８０ｎｍ以上１１１０ｎｍ以下の波長帯域に属する光を、他の波長帯域に属する光よりも優先的にクラッドに結合するように構成されている。このため、レーザデリバリファイバＬＤＦからフィルタ装置Ｆ２に入射したストークス光は、スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２を通過する過程でクラッドに遷移する。クラッドモードストリッパＣＭＳは、クラッドに遷移した光を外部に漏出させる。このため、スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２を通過する過程クラッドに遷移したストークス光は、クラッドモードストリッパＣＭＳを通過する過程で外部に漏出する。
【００７０】
以上のように、フィルタ素子であるスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２を用いれば、或いは、フィルタ装置Ｆ２を用いれば、レーザデリバリファイバＬＤＦからフィルタ装置Ｆ２に入射したストークス光を損失させることができる。なお、フィルタ装置Ｆ２におけるストークス光の損失は、例えば、−１０ｄＢ程度である。
【００７１】
なお、ここでは、レーザデリバリファイバＬＤＦ側からフィルタ装置Ｆ２に入射したストークス光を漏出させるために、クラッドモードストリッパＣＭＳは、スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２よりも増幅用光ファイバＡＦ側に配置されている。スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２よりもレーザデリバリファイバＬＤＦ側に配置された他のクラッドモードストリッパを追加すれば、以下のメカニズムにより、増幅用光ファイバＡＦ側からフィルタ装置Ｆ２に入射したストークス光を漏出させることもできる。
【００７２】
すなわち、増幅用光ファイバＡＦ側からフィルタ装置Ｆ２に入射したストークス光は、スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２を通過する過程でクラッドに遷移する。ここで、上述した他のクラッドモードストリッパは、このクラッドに遷移した光を外部に漏出させる。このため、スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２を通過する過程でクラッドに遷移したストークス光は、上述した他のクラッドモードストリッパを通過する過程で外部に漏出する。
【００７３】
図３の（ｃ）は、アンチストークス光及びストークス光の両方のピーク波長を含む波長帯域に属する光を他の波長帯域に属する光よりも優先的に損失させるように構成されたフィルタ装置Ｆ（以下、「フィルタ装置Ｆ３」と記載する）の一構成例を示す側面図である。
【００７４】
フィルタ装置Ｆ３は、上述したスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１（請求の範囲に記載の「第２のフィルタ素子」の一例に相当）と、スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２（請求の範囲に記載の「第１のフィルタ素子」の一例に相当）と、クラッドモードストリッパＣＭＳと、を含んでいる。クラッドモードストリッパＣＭＳは、スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１〜ＳＦＢＧ２よりも増幅用光ファイバＡＦ側に配置されている。
【００７５】
スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２は、例えば、１０８０ｎｍ以上１１１０ｎｍ以下の波長帯域に属する光を、他の波長帯域に属する光よりも優先的にクラッドに結合するように構成されている。このため、レーザデリバリファイバＬＤＦからフィルタ装置Ｆ３に入射したストークス光は、スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２を通過する過程でクラッドに遷移する。スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１は、例えば、１０３０ｎｍ以上１０６０ｎｍ以下の波長帯域に属する光を、他の波長帯域に属する光よりも優先的にクラッドに結合するように構成されている。このため、レーザデリバリファイバＬＤＦからフィルタ装置Ｆ３に入射したアンチストークス光は、スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１を通過する過程でクラッドに遷移する。クラッドモードストリッパＣＭＳは、クラッドに遷移した光を外部に漏出させる。このため、（１）スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２を通過する過程でクラッドに遷移したストークス光、及び、（２）スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１を通過する過程でクラッドに遷移したアンチストークス光は、クラッドモードストリッパＣＭＳを通過する過程で外部に漏出する。
【００７６】
以上のように、フィルタ素子であるスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１〜ＦＢＧ２を用いれば、或いは、フィルタ装置Ｆ３を用いれば、レーザデリバリファイバＬＤＦからフィルタ装置Ｆ３に入射したストークス光及びアンチストークス光の両方を損失させることができる。なお、フィルタ装置Ｆ３におけるストークス光及びアンチストークス光の損失は、それぞれ、例えば、−１０ｄＢ程度である。
【００７７】
なお、フィルタ装置Ｆ３におけるスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１〜ＦＢＧ２の位置関係は、以下のように定めることが好ましい。すなわち、ストークス光のパワーがアンチストークス光のパワーよりも大きい場合には、ストークス光を損失対象とするスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２を、アンチストークス光を損失対象とするスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１よりも加工対象物Ｗに近い側（下流側）に配置する。逆に、アンチストークス光のパワーがストークス光のパワーよりも大きい場合には、アンチストークス光を損失対象とするスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１を、ストークス光を損失対象とするスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２よりも加工対象物Ｗに近い側（下流側）に配置する。ストークス光及びアンチストークス光は、出射光のパワーよりも反射光のパワーの方が大きい場合がある。この場合、上記の構成によれば、ストークス光及びアンチストークス光のうち、パワーの高い方の光を早期に損失させることができるので、上述した増幅用光ファイバＡＦにおけるレーザ光の発振不安定化、又は、増幅用光ファイバＡＦにポンプ光を供給するポンプ光源ＰＳ１〜ＰＳｍの信頼性低下を抑制することができる。なお、ストークス光及びアンチストークス光の何れのパワーが大きいかは、ユーザが予め設定、予測、又は測定して決めればよい。
【００７８】
フィルタ装置Ｆ３において、クラッドモードストリッパＣＭＳは、スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１に対して増幅用光ファイバＡＦ側に配置されている。これにより、レーザデリバリファイバＬＤＦ側からフィルタ装置Ｆ３に入射したアンチストークス光をスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１によってクラッドに遷移させ、クラッドモードストリッパＣＭＳによって外部に漏出させることができる。また、レーザデリバリファイバＬＤＦ側からフィルタ装置Ｆ３に入射したストークス光をスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２によってクラッドに遷移させ、クラッドモードストリッパＣＭＳによって外部に漏出させることができる。フィルタ装置Ｆ３に関しては、例えば、以下の変形が可能である。
【００７９】
（１）スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１に対して増幅用光ファイバＡＦ側にクラッドモードストリッパＣＭＳを配置する代わりに、２つのスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１〜ＳＦＢＧ２の間にクラッドモードストリッパＣＭＳを配置する。これにより、増幅用光ファイバＡＦ側からフィルタ装置Ｆ３に入射したアンチストークス光をスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１によってクラッドに遷移させ、クラッドモードストリッパＣＭＳによって外部に漏出させることができる。また、レーザデリバリファイバＬＤＦ側からフィルタ装置Ｆ３に入射したストークス光をスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２によってクラッドに遷移させ、クラッドモードストリッパＣＭＳによって外部に漏出させることができる。
【００８０】
（２）スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１に対して増幅用光ファイバＡＦ側にクラッドモードストリッパＣＭＳを配置する代わりに、スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２のレーザデリバリファイバＬＤＦ側にクラッドモードストリッパＣＭＳを配置する。これにより、増幅用光ファイバＡＦ側からフィルタ装置Ｆ３に入射したアンチストークス光をスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１によってクラッドに遷移させ、クラッドモードストリッパＣＭＳによって外部に漏出させることができる。また、増幅用光ファイバＡＦ側からフィルタ装置Ｆ３に入射したストークス光をスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２によってクラッドに遷移させ、クラッドモードストリッパＣＭＳによって外部に漏出させることができる。
【００８１】
（３）スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１に対して増幅用光ファイバＡＦ側に第１のクラッドモードストリッパを配置すると共に、２つのスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１〜ＳＦＢＧ２の間に第２のクラッドモードストリッパを配置する。この場合、レーザデリバリファイバＬＤＦ側からフィルタ装置Ｆ３に入射したアンチストークス光をスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１によってクラッドに遷移させ、第１のクラッドモードストリッパによって外部に漏出させることができる。また、レーザデリバリファイバＬＤＦ側からフィルタ装置Ｆ３に入射したストークス光をスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２によってクラッドに遷移させ、第１のクラッドモードストリッパによって外部に漏出させることができる。また、増幅用光ファイバＡＦ側からフィルタ装置Ｆ３に入射したアンチストークス光をスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１によってクラッドに遷移させ、第２のクラッドモードストリッパによって外部に漏出させることができる。また、レーザデリバリファイバＬＤＦ側からフィルタ装置Ｆ３に入射したストークス光をスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２によってクラッドに遷移させ、第２のクラッドモードストリッパによって外部に漏出させることができる。
【００８２】
（４）スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１に対して増幅用光ファイバＡＦ側に第１のクラッドモードストリッパを配置すると共に、スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２に対してレーザデリバリファイバＬＤＦ側に第２のクラッドモードストリッパを配置する。この場合、レーザデリバリファイバＬＤＦ側からフィルタ装置Ｆ３に入射したアンチストークス光をスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１によってクラッドに遷移させ、第１のクラッドモードストリッパによって外部に漏出させることができる。また、レーザデリバリファイバＬＤＦ側からフィルタ装置Ｆ３に入射したストークス光をスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２によってクラッドに遷移させ、第１のクラッドモードストリッパによって外部に漏出させることができる。また、増幅用光ファイバＡＦ側からフィルタ装置Ｆ３に入射したアンチストークス光をスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１によってクラッドに遷移させ、第２のクラッドモードストリッパによって外部に漏出させることができる。また、増幅用光ファイバＡＦ側からフィルタ装置Ｆ３に入射したストークス光をスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２によってクラッドに遷移させ、第２のクラッドモードストリッパによって外部に漏出させることができる。
【００８３】
（５）２つのスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１〜ＳＦＢＧ２の間に第１のクラッドモードストリッパを配置すると共に、スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２に対してレーザデリバリファイバＬＤＦ側に第２のクラッドモードストリッパを配置する。この場合、増幅用光ファイバＡＦ側からフィルタ装置Ｆ３に入射したアンチストークス光をスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１によってクラッドに遷移させ、第１のクラッドモードストリッパによって外部に漏出させることができる。また、レーザデリバリファイバＬＤＦ側からフィルタ装置Ｆ３に入射したストークス光をスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２によってクラッドに遷移させ、第１のクラッドモードストリッパによって外部に漏出させることができる。また、増幅用光ファイバＡＦ側からフィルタ装置Ｆ３に入射したアンチストークス光をスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１によってクラッドに遷移させ、第２のクラッドモードストリッパによって外部に漏出させることができる。また、増幅用光ファイバＡＦ側からフィルタ装置Ｆ３に入射したストークス光をスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２によってクラッドに遷移させ、第２のクラッドモードストリッパによって外部に漏出させることができる。
【００８４】
（６）スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１に対して増幅用光ファイバＡＦ側に第１のクラッドモードストリッパを配置すると共に、スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２に対してレーザデリバリファイバＬＤＦ側に第２のクラッドモードストリッパを配置し、更に、２つのスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１〜ＳＦＢＧ２の間に第３のクラッドモードストリッパを配置する。この場合、レーザデリバリファイバＬＤＦ側からフィルタ装置Ｆ３に入射したアンチストークス光をスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１によってクラッドに遷移させ、第１のクラッドモードストリッパによって外部に漏出させることができる。また、レーザデリバリファイバＬＤＦ側からフィルタ装置Ｆ３に入射したストークス光をスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２によってクラッドに遷移させ、第１のクラッドモードストリッパによって外部に漏出させることができる。また、増幅用光ファイバＡＦ側からフィルタ装置Ｆ３に入射したアンチストークス光をスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１によってクラッドに遷移させ、第２のクラッドモードストリッパによって外部に漏出させることができる。また、増幅用光ファイバＡＦ側からフィルタ装置Ｆ３に入射したストークス光をスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２によってクラッドに遷移させ、第２のクラッドモードストリッパによって外部に漏出させることができる。また、増幅用光ファイバＡＦ側からフィルタ装置Ｆ３に入射したアンチストークス光をスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１によってクラッドに遷移させ、第３のクラッドモードストリッパによって外部に漏出させることができる。また、レーザデリバリファイバＬＤＦ側からフィルタ装置Ｆ３に入射したストークス光をスラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２によってクラッドに遷移させ、第３のクラッドモードストリッパによって外部に漏出させることができる。
【００８５】
本節においては、（１）ストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方を、スラントファイバグレーティングを用いてクラッドに遷移させ、（２）クラッドに遷移したストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方を、クラッドモードストリッパを用いて外部に漏出させるフィルタ装置Ｆの構成について説明した。しかしながら、フィルタ装置Ｆの構成は、これに限定されない。例えば、ストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方をクラッドに遷移させる手段として、スラントファイバグレーティングの代わりに、フォトニックバンドギャップファイバを用いることもできる。
【００８６】
また、ストークス光を漏出させる代わりに、ストークス光を反射することによっても、フィルタ装置Ｆを透過するストークス光のパワーを小さくするという意味で、ストークス光を損失させることができる。同様に、アンチストークス光を漏出させる代わりに、アンチストークス光を反射することによっても、フィルタ装置Ｆを透過するアンチストークス光のパワーを小さくするという意味で、アンチストークス光を損失させることができる。したがって、フィルタ装置Ｆとして、ストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方のピーク波長を含む波長帯域に属する光を、他の波長帯域に属する光よりも優先的に反射するように構成されたファイバブラッググレーティングを用いることもできる。
【００８７】
（フィルタの第２の構成例）
本実施形態に係るレーザ装置１の備えるフィルタ装置Ｆの第２の構成例について、図４を参照して説明する。
【００８８】
図４の（ａ）は、アンチストークス光のピーク波長を含む波長帯域に属する光を他の波長帯域に属する光よりも優先的に損失させるように構成されたフィルタ装置Ｆ（以下、「フィルタ装置Ｆ４」と記載する）の一構成例を示す側面図である。
【００８９】
フィルタ装置Ｆ４は、レンズＬ１と、誘電体多層膜ＤＭＦ１と、レンズＬ２とを、レーザデリバリファイバＬＤＦ側から第２ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２側に向かって、この順に配置することにより構成された空間フィルタである。
【００９０】
誘電体多層膜ＤＭＦ１は、例えば、１０３０ｎｍ以上１０６０ｎｍ以下の波長帯域に属する光を、他の波長帯域に属する光よりも優先的に反射するように構成されている。このため、レーザデリバリファイバＬＤＦからフィルタ装置Ｆ４に入射したアンチストークス光は、レンズＬ１にてコリメートされた後、誘電体多層膜ＤＭＦ１にて反射される。一方、レーザデリバリファイバＬＤＦからフィルタ装置Ｆ４に入射したレーザ光は、（１）レンズＬ１にてコリメートされ、（２）誘電体多層膜ＤＭＦ１を透過し、（３）レンズＬ２にて集光され、（４）第２ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２に入射する。したがって、このフィルタ装置Ｆ４を用いれば、レーザデリバリファイバＬＤＦからフィルタ装置Ｆ４に入射したレーザ光の損失を抑制しつつ、レーザデリバリファイバＬＤＦからフィルタ装置Ｆ４に入射したアンチストークス光を損失させることできる。
【００９１】
図４の（ｂ）は、ストークス光のピーク波長を含む波長帯域に属する光を他の波長帯域に属する光よりも優先的に損失させるように構成されたフィルタ装置Ｆ（以下、「フィルタ装置Ｆ５」と記載する）の一構成例を示す側面図である。
【００９２】
フィルタ装置Ｆ５は、レンズＬ１と、誘電体多層膜ＤＭＦ２と、レンズＬ２とを、レーザデリバリファイバＬＤＦ側から第２ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２側に向かって、この順に配置することにより構成された空間フィルタである。
【００９３】
誘電体多層膜ＤＭＦ２は、例えば、１０８０ｎｍ以上１１１０ｎｍ以下の波長帯域に属する光を、他の波長帯域に属する光よりも優先的に反射するように構成されている。このため、レーザデリバリファイバＬＤＦからフィルタ装置Ｆ５に入射したストークス光は、レンズＬ１にてコリメートされた後、誘電体多層膜ＤＭＦ２にて反射される。一方、レーザデリバリファイバＬＤＦからフィルタ装置Ｆ５に入射したレーザ光は、（１）レンズＬ１にてコリメートされ、（２）誘電体多層膜ＤＭＦ２を透過し、（３）レンズＬ２にて集光され、（４）第２ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２に入射する。したがって、このフィルタ装置Ｆ５を用いれば、レーザデリバリファイバＬＤＦからフィルタ装置Ｆ５に入射したレーザ光の損失を抑制しつつ、レーザデリバリファイバＬＤＦからフィルタ装置Ｆ５に入射したストークス光を損失させることができる。
【００９４】
図４の（ｃ）は、アンチストークス光及びストークス光の両方のピーク波長を含む波長帯域に属する光を他の波長帯域に属する光よりも優先的に損失させるように構成されたフィルタ装置Ｆ（以下、「フィルタ装置Ｆ６」と記載する）の一構成例を示す側面図である。
【００９５】
フィルタ装置Ｆ６は、レンズＬ１と、誘電体多層膜ＤＭＦ３と、レンズＬ２とを、レーザデリバリファイバＬＤＦ側から第２ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２側に向かって、この順に配置することにより構成された空間フィルタである。
【００９６】
誘電体多層膜ＤＭＦ３は、例えば、１０３０ｎｍ以上１０６０ｎｍ以下の波長帯域に属する光、及び、例えば、１０８０ｎｍ以上１１１０ｎｍ以下の波長帯域に属する光を、他の波長帯域に属する光よりも優先的に反射するように構成されている。このため、レーザデリバリファイバＬＤＦからフィルタ装置Ｆ６に入射したアンチストークス光及びストークス光は、レンズＬ１にてコリメートされた後、誘電体多層膜ＤＭＦ３にて反射される。一方、レーザデリバリファイバＬＤＦからフィルタ装置Ｆ６に入射したレーザ光は、（１）レンズＬ１にてコリメートされ、（２）誘電体多層膜ＤＭＦ３を透過し、（３）レンズＬ２にて集光され、（４）第２ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２に入射する。したがって、このフィルタ装置Ｆ６を用いれば、レーザデリバリファイバＬＤＦからフィルタ装置Ｆ６に入射したレーザ光の損失を抑制しつつ、レーザデリバリファイバＬＤＦからフィルタ装置Ｆ６に入射したストークス光を損失させることができる。
【００９７】
なお、フィルタ装置Ｆ又はフィルタ装置Ｆが備えるフィルタ素子は、分布型であってもよいし、多段型であってもよい。ここで、分布型のフィルタ装置又はフィルタ素子とは、フィルタ機能（反射、変換等の機能）が光の伝播方向（装置又は素子の長手方向）に変化するフィルタ装置又はフィルタ素子のことを指す。また、多段型のフィルタ装置又はフィルタ素子とは、光の伝播方向（装置又は素子の長手方向）に沿って並んだ複数のフィルタ装置又はフィルタ素子により構成されるフィルタ素子又はフィルタ装置のことを指す。
【００９８】
〔第２の実施形態〕
本発明の第２の実施形態に係るレーザ装置２について、図５を参照して説明する。図５は、レーザ装置２の構成を示すブロック図である。
【００９９】
レーザ装置２は、単一波長のレーザ光を発振する加工用のファイバレーザ装置であり、図２に示すように、ｍ個のポンプ光源ＰＳ１〜ＰＳｍ、ｍ個のポンプデリバリファイバＰＤＦ１〜ＰＤＦｍ、ポンプコンバイナＰＣ、増幅用光ファイバＡＦ、２個のファイバブラッググレーティングＦＢＧ１〜ＦＢＧ２、レーザデリバリファイバＬＤＦ、レーザヘッドＬＨ、及び、フィルタ装置としてのフィルタ装置Ｆ’を備えている。
【０１００】
本実施形態に係るレーザ装置２の備えるポンプ光源ＰＳ１〜ＰＳｍ、ポンプデリバリファイバＰＤＦ１〜ＰＤＦｍ、ポンプコンバイナＰＣ、増幅用光ファイバＡＦ、ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１〜ＦＢＧ２、レーザデリバリファイバＬＤＦ、及びレーザヘッドＬＨの機能及び配置は、それぞれ、第１の実施形態に係るレーザ装置１の備えるポンプ光源ＰＳ１〜ＰＳｍ、ポンプデリバリファイバＰＤＦ１〜ＰＤＦｍ、ポンプコンバイナＰＣ、増幅用光ファイバＡＦ、ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１〜ＦＢＧ２、レーザデリバリファイバＬＤＦ、及びレーザヘッドＬＨの機能及び配置と同様である。このため、これらの構成についての説明は省略する。
【０１０１】
本実施形態に係るレーザ装置２は、ポンプコンバイナＰＣと第１ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１との間に配置された、又は、ポンプコンバイナＰＣと第１ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１との間のマルチモードファイバに設けられたフィルタ装置Ｆ’を備えている。このフィルタ装置Ｆ’は、第１の実施形態に係るレーザ装置１の備えるフィルタ装置Ｆと同様、レーザデリバリファイバＬＤＦにおいて生じる、複数の導波モードが関与する四光波混合のストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方のピーク波長を含む波長帯域に属する光を、他の波長帯域に属する光よりも優先的に損失させるように構成されている。また、増幅用光ファイバＡＦよりも上流側に存在するファイバがマルチモードモードファイバにより構成されている場合として、例えば、ポンプデリバリファイバＰＤＦ１〜ＰＤＦｍがマルチモードモードファイバにより構成されている場合、このフィルタ装置Ｆ’は、フィルタ装置Ｆ’がない場合においてポンプデリバリファイバＰＤＦ１〜ＰＤＦｍにおいて生じる、もしくは、増幅用光ファイバＡＦからポンプデリバリファイバＰＤＦ１〜ＰＤＦｍに導波された、複数の導波モードが関与する四光波混合のストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方のピーク波長を含む波長帯域に属する光を、他の波長帯域に属する光よりも優先的に損失させるように構成されている。これにより、第１ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１を介して増幅用光ファイバＡＦから出射するストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方のパワーを減少させることができる。
【０１０２】
第１の実施形態に係るレーザ装置１においては、フィルタ装置ＦがレーザデリバリファイバＬＤＦと第２ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２との間に配置されているか、又は、ポンプコンバイナＰＣと第１ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１との間のマルチモードファイバに設けられた。このため、第２ファイバブラッグレーティングＦＢＧ２を介して増幅用ファイバＡＦに入射する増幅前のストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方のパワーを減少させることができる。したがって、第１の実施形態に係るレーザ装置１の備えるフィルタ装置Ｆは、特に、増幅用光ファイバＡＦの発振不安定化を抑制するという目的において顕著な効果を発揮する。これに対して、本実施形態に係るレーザ装置２においては、フィルタ装置Ｆ’が第１ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１とポンプコンバイナＰＣとの間に配置されているか、又は、ポンプコンバイナＰＣと第１ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１との間のマルチモードファイバに設けられている。このため、第１ファイバブラッグレーティングＦＢＧ１を介して増幅用ファイバＡＦから出射する増幅後のストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方のパワーを減少させることができる。したがって、第１の実施形態に係るレーザ装置１の備えるフィルタ装置Ｆは、特に、ポンプ光源ＰＳ１〜ＰＳｍの信頼性低下を抑制するという目的において顕著な効果を発揮する。
【０１０３】
なお、本実施形態に係るレーザ装置２においては、フィルタ装置Ｆ’にポンプ光源ＰＳ１〜ＰＳｍ側から入射するストークス光及びアンチストークス光が存在しないので、フィルタ装置Ｆ’をファイバブラッググレーティングのような反射素子により構成した場合であっても、増幅用光ファイバＡＦ側からフィルタ装置Ｆ’に入射したストークス光及びアンチストークス光が、フィルタ装置Ｆ’にて反射されてポンプ光源ＰＳ１〜ＰＳｍに入射することを抑制できる。また、これに伴ってポンプ光源ＰＳ１〜ＰＳｍの信頼性低下を抑制できる。
【０１０４】
なお、本実施形態に係るレーザ装置２において、フィルタ装置Ｆ’は、空間フィルタより構成されていることが好ましい。空間フィルタにより構成されたフィルタ装置は、クラッドモードストリッパを用いたフィルタ装置と比べて、ポンプ光を漏出させ難いからである。なお、空間フィルタの例としては、第１の実施形態において説明した、フィルタ装置Ｆの第２の構成例を参照されたい。
【０１０５】
〔第１の実施形態及び第２の実施形態に関する付記事項〕
第１の実施形態においては、レーザデリバリファイバＬＤＦにフィルタ装置Ｆが設けられた共振器型のファイバレーザ装置であるレーザ装置１について説明した。また、第２の実施形態においては、ポンプコンバイナＰＣと第１ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１との間にフィルタ装置Ｆ’が設けられた共振器型のファイバレーザ装置であるレーザ装置２について説明した。しかしながら、共振器型のファイバレーザ装置において、フィルタ装置Ｆを設けることが可能な場所は、上記に限定されない。例えば、複数の導波モードが関与する四光波混合のストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方のピーク波長を含む波長帯域に属する光を、他の波長帯域に属する光よりも優先的に損失させるフィルタ装置を、増幅用光ファイバＡＦに設けてもよい。
【０１０６】
〔第３の実施形態〕
本発明の第３の実施形態に係るレーザ装置３について、図６を参照して説明する。図６は、レーザ装置３の構成を示すブロック図である。
【０１０７】
レーザ装置３は、単一波長のレーザ光を発振する加工用のファイバレーザ装置であり、図６に示すように、ｍ個のポンプ光源ＰＳ１〜ＰＳｍ、ｍ個のポンプデリバリファイバＰＤＦ１〜ＰＤＦｍ、ポンプコンバイナＰＣ、増幅用光ファイバＡＦ、２個のファイバブラッググレーティングＦＢＧ１〜ＦＢＧ２、ｋ個の励起光源ＰＳ’１〜ＰＳ’ｋ、ｋ個のポンプデリバリファイバＰＤＦ’１〜ＰＤＦ’ｋ、ポンプコンバイナＰＣ’、増幅用光ファイバＡＦ’、レーザデリバリファイバＬＤＦ、レーザヘッドＬＨ、及びフィルタ装置Ｆを備えている。
【０１０８】
本実施形態に係るレーザ装置３の備えるポンプ光源ＰＳ１〜ＰＳｍ、ポンプデリバリファイバＰＤＦ１〜ＰＤＦｍ、ポンプコンバイナＰＣ、増幅用光ファイバＡＦ、ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１〜ＦＢＧ２、レーザデリバリファイバＬＤＦ、及びレーザヘッドＬＨは、それぞれ、第１の実施形態に係るレーザ装置１の備えるポンプ光源ＰＳ１〜ＰＳｍ、ポンプデリバリファイバＰＤＦ１〜ＰＤＦｍ、ポンプコンバイナＰＣ、増幅用光ファイバＡＦ、ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１〜ＦＢＧ２、レーザデリバリファイバＬＤＦ、及びレーザヘッドＬＨと同様に構成されている。
【０１０９】
以下、第２ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２とレーザデリバリファイバＬＤＦとの間に追加されたポンプ光源ＰＳ’１〜ＰＳ’ｋ、ポンプデリバリファイバＰＤＦ’１〜ＰＤＦ’ｋ、ポンプコンバイナＰＣ’、及び増幅用光ファイバＡＦ’について説明する。なお、ポンプ光源ＰＳ’１〜ＰＳ’ｋとポンプデリバリファイバＰＤＦ’１〜ＰＤＦ’ｋとは、互いに一対一に対応する。ここで、ｋは、２以上の任意の自然数であり、ポンプ光源ＰＳ’１〜ＰＳ’ｋ及びポンプデリバリファイバＰＤＦ’１〜ＰＤＦ’ｋの個数を表す。なお、図６においては、ｋ＝６の場合のレーザ装置３の構成例を示している。
【０１１０】
ポンプ光源ＰＳ’ｊ（ｊは１以上ｋ以下の自然数）は、ポンプ光を生成する。ポンプ光としては、例えば、ピーク波長が９７５±３ｎｍ又は９１５±３ｎｍのレーザ光を用いることができる。本実施形態においては、レーザダイオードをポンプ光源ＰＳ’１〜ＰＳ’ｋとして用いている。ポンプ光源ＰＳ’ｊは、対応するポンプデリバリファイバＰＤＦ’ｊの入力端に接続されている。ポンプ光源ＰＳ’ｊにて生成されたポンプ光は、このポンプデリバリファイバＰＤＦ’ｉに入力される。
【０１１１】
ポンプデリバリファイバＰＤＦ’ｊは、対応するポンプ光源ＰＳ’ｊにて生成されたポンプ光を導波する。ポンプデリバリファイバＰＤＦ’ｊの出力端は、ポンプコンバイナＰＣ’の入力ポートに接続されている。ポンプデリバリファイバＰＤＦ’ｊを導波されたポンプ光は、この入力ポートを介してポンプコンバイナＰＣ’に入力される。
【０１１２】
ポンプコンバイナＰＣ’は、ポンプデリバリファイバＰＤＦ’１〜ＰＤＦ’ｋの各々を導波されたポンプ光を合波する。ポンプコンバイナＰＣ’の出力ポートは、増幅用光ファイバＡＦ’の入力端に接続されている。ポンプコンバイナＰＣ’にて合波されたポンプ光は、増幅用光ファイバＡＦ’に入力される。
【０１１３】
増幅用光ファイバＡＦ’は、ポンプコンバイナＰＣ’にて合波されたポンプ光を用いて、特定の波長帯域（以下、「増幅帯域」と記載）に属するレーザ光を増幅する。本実施形態においては、コアに希土類元素（例えばイッテルビウム、ツリウム、セリウム、ネオジウム、ユーロビウム、エルビウムなど）が添加されたダブルクラッドファイバを増幅用光ファイバＡＦとして用いている。この場合、ポンプコンバイナＰＣ’にて合波されたポンプ光は、この希土類元素を反転分布状態に維持するために用いられる。例えば、コアに添加された希土類元素がイッテルビウムの場合、増幅用光ファイバＡＦ’の増幅帯域は、例えば、１０００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の波長帯域である。ここで、請求の範囲におけるレーザ光のピーク波長は、例えば、ＭＯ部の内部に存在するマルチモードファイバにおいては、後述するＭＯ部から出射されたレーザ光のピーク波長に一致又は略一致する。或いは、ＭＯ部の下流側に波長変換素子が含まれている場合、当該波長変換素子に対して上流側のマルチモードファイバにおいては、請求の範囲におけるレーザ光のピーク波長は、ＭＯ部から出射されたレーザ光のピーク波長に一致又は略一致し、当該波長変換素子に対して下流側のマルチモードファイバにおいては、請求の範囲におけるレーザ光のピーク波長は、ＭＯ部から出射されたレーザ光が当該波長変換素子で変換された後のレーザ光のピーク波長に一致又は略一致する。ＭＯ部の下流側に波長変換素子が含まれていない場合、ＭＯ部の下流側のマルチモードファイバにおいては、請求の範囲におけるレーザ光のピーク波長は、ＭＯ部から出射されたレーザ光のピーク波長に一致又は略一致する。
【０１１４】
以上のように構成されたレーザ装置３は、ポンプ光源ＰＳ１〜ＰＳｍ、ポンプデリバリファイバＰＤＦ１〜ＰＤＦｍ、ポンプコンバイナＰＣ、増幅用光ファイバＡＦ、及びファイバブラッググレーティングＦＢＧ１〜ＦＢＧ２をＭＯ（Master Oscillator）部とし、ポンプ光源ＰＳ’１〜ＰＳ’ｋ、ポンプデリバリファイバＰＤＦ’１〜ＰＤＦ’ｋ、ポンプコンバイナＰＣ’、及び増幅用光ファイバＡＦ’をＰＡ（Power Amplifier）部とするＭＯＰＡ型のファイバレーザとして機能する。レーザデリバリファイバＬＤＦを導波され、レーザヘッドＬＨを介して加工対象物Ｗに照射されるレーザ光のピーク波長は、例えば、ＭＯ部の下流側に波長変換素子が含まれていない場合、ＭＯ部の発振波長に一致又は略一致する。或いは、ＭＯ部の下流側に波長変換素子が含まれている場合、ＭＯ部から出射されたレーザ光が当該波長変換素子で変換された後のレーザ光のピーク波長に一致する。
【０１１５】
本実施形態に係るレーザ装置３においては、増幅用光ファイバＡＦ’にて増幅されたレーザ光が、マルチモードファイバであるレーザデリバリファイバＬＤＦを導波される。また、本実施形態に係るレーザ装置３においては、加工対象物Ｗにて反射されたレーザ光が、マルチモードファイバであるレーザデリバリファイバＬＤＦを導波される。この際、複数の導波モードが関与する四光波混合によって、ストークス光が増幅されると共に、アンチストークス光が生成される。なお、増幅用光ファイバＡＦ’もマルチモードファイバであり得る。この場合、増幅用光ファイバＡＦ’においても、複数の導波モードが関与する四光波混合によって、ストークス光が増幅されると共に、アンチストークス光が生成される。
【０１１６】
本実施形態に係るレーザ装置３の備えるフィルタ装置Ｆは、第１の実施形態に係るレーザ装置１の備えるフィルタ装置Ｆと同様、ストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方を含む波長帯域に属する光を、他の波長帯域に属する光よりも優先的に損失させるように構成されている。このため、本実施形態に係るレーザ装置３、レーザ装置３の備えるフィルタ装置Ｆ、又は、フィルタ装置Ｆの備えるフィルタ素子によれば、ストークス光及びアンチストークス光のパワーを小さく抑えることが可能になる。
【０１１７】
また、本実施形態に係るレーザ装置３の備えるフィルタ装置Ｆは、第１の実施形態に係るレーザ装置１の備えるフィルタ装置Ｆと同様、レーザデリバリファイバＬＤＦに設けられている。フィルタ装置Ｆは、（ａ）レーザデリバリファイバＬＤＦを下流側から上流側へと導波されるストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方を損失させるように構成されていてもよいし、（ｂ）レーザデリバリファイバＬＤＦを上流側から下流側へと導波されるストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方を損失させるように構成されていてもよいし、（ｃ）レーザデリバリファイバＬＤＦを下流側から上流側へと導波されるストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方、並びに、レーザデリバリファイバＬＤＦを上流側から下流側へと導波されるストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方を損失させるように構成されていてもよい。ここで、「下流側」とは、加工対象物Ｗに近い側のことであり、「上流側」とは、下流側とは反対側、すなわち、加工対象物Ｗから遠い側のことを指す。
【０１１８】
フィルタ装置Ｆに上記の構成（ａ）が採用されている場合、レーザデリバリファイバＬＤＦを下流側から上流側へと導波されるストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方は、そのパワーをフィルタ装置Ｆにて減じられた後、増幅用光ファイバＡＦ’に入射する。したがって、増幅用光ファイバＡＦ’に入射するストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方のパワーは、フィルタ装置Ｆが存在しない場合と比べて小さくなる。このため、ストークス光及びアンチストークス光が増幅用ファイバＡＦ’におけるレーザ光の増幅を不安定化させる可能性を低減することが可能になる。同様に、ストークス光及びアンチストークス光が増幅用ファイバＡＦにおけるレーザ光の増幅を不安定化させる可能性を低減することが可能になる。また、ポンプ光源ＰＳ１〜ＰＳｍ、及び、ポンプ光源ＰＳ’１〜ＰＳ’ｋの一方又は両方の信頼性が低下する可能性を低減することが可能になる。
【０１１９】
或いは、フィルタ装置Ｆに上記の構成（ｂ）が採用されている場合、レーザデリバリファイバＬＤＦを上流側から下流側へと導波されるストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方は、そのパワーをフィルタ装置Ｆにて減じられた後、加工対象物Ｗに照射される。したがって、加工対象物Ｗに照射されるストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方のパワーは、フィルタ装置Ｆが存在しない場合と比べて小さくなる。このため、（１）色収差に起因する焦点ずれにより加工特性が悪化する可能性、（２）ビームスポットを所望の位置に集光することが困難になる可能性、又は、（３）波長によって部品の吸収特性が異なる場合に部品の予期せぬ発熱若しくは劣化が生じる可能を低減することが可能になる。
【０１２０】
或いは、フィルタ装置Ｆに上記の構成（ｃ）が採用されている場合、フィルタ装置Ｆに上記の構成（ａ）が採用されている場合に得られる効果と、フィルタ装置Ｆに上記の構成（ｂ）が採用されている場合に得られる効果との両方が得られる。
【０１２１】
なお、第１の実施形態において説明した好ましい構成は、本実施形態に係るレーザ装置３にも適用することができる。第１の実施形態において説明した好ましい構成を本実施形態に係るレーザ装置３に適用した場合、第１の実施形態において説明したその好ましい構成に対応する効果が、本実施形態に係るレーザ装置３においても得られる。また、第１の実施形態において説明したフィルタ装置Ｆの構成例は、本実施形態に係るレーザ装置３のフィルタ装置Ｆにも適用することができる。第１の実施形態において説明したフィルタ装置Ｆの構成例を本実施形態に係るレーザ装置３のフィルタ装置Ｆに適用した場合、第１の実施形態において説明したその構成例に対応する効果が、本実施形態に係るレーザ装置３においても得られる。
【０１２２】
〔第４の実施形態〕
本発明の第４の実施形態に係るレーザ装置４について、図７を参照して説明する。図７は、レーザ装置４の構成を示すブロック図である。図７に示すように、本実施形態に係るレーザ装置４は、第３の実施形態に係るレーザ装置３において、レーザデリバリファイバＬＤＦに設けられたフィルタ装置Ｆを、ポンプコンバイナＰＣ’（の出力ポート）と増幅用光ファイバＡＦ’との間を接続するマルチモードファイバに設けられたフィルタ装置Ｆ’に置き換えたものである。
【０１２３】
本実施形態に係るレーザ装置４の備えるフィルタ装置Ｆ’は、第３の実施形態に係るレーザ装置３の備えるフィルタ装置Ｆと同様、ストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方を含む波長帯域に属する光を、他の波長帯域に属する光よりも優先的に損失させるように構成されている。このため、本実施形態に係るレーザ装置４、レーザ装置４の備えるフィルタ装置Ｆ’、又は、フィルタ装置Ｆ’の備えるフィルタ素子によれば、ストークス光及びアンチストークス光のパワーを小さく抑えることが可能になる。
【０１２４】
また、本実施形態に係るレーザ装置４の備えるフィルタ装置Ｆ’は、第３の実施形態に係るレーザ装置３の備えるフィルタ装置Ｆと異なり、ポンプコンバイナＰＣ’と増幅用光ファイバＡＦ’との間を接続するマルチモードファイバに設けられている。この場合、フィルタ装置Ｆ’は、（ａ）増幅用光ファイバＡＦ’を下流側から上流側へと導波されたストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方を損失させるように構成されていてもよいし、（ｂ）ポンプコンバイナＰＣ’を上流側から下流側へと導波されたストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方を損失させるように構成されていてもよいし、（ｃ）増幅用光ファイバＡＦ’を下流側から上流側へと導波されたストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方、並びに、ポンプコンバイナＰＣ’を上流側から下流側へと導波されたストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方を損失させるように構成されていてもよい。ここで、「下流側」とは、加工対象物Ｗに近い側のことであり、「上流側」とは、下流側とは反対側、すなわち、加工対象物Ｗから遠い側のことを指す。
【０１２５】
フィルタ装置Ｆ’に上記の構成（ａ）が採用されている場合、増幅用光ファイバＡＦ’を下流側から上流側へと導波されたストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方は、そのパワーをフィルタ装置Ｆ’にて減じられた後、ポンプコンバイナＰＣ’を介して励起光源ＰＳ’１〜ＰＳ’ｋに入射する場合がある。したがって、ストークス光及びアンチストークス光が増幅用ファイバＡＦ’におけるレーザ光の増幅を不安定化させる可能性を低減することが可能になる。励起光源ＰＳ’１〜ＰＳ’ｋに入射するストークス光及びアンチストークス光のパワーは、フィルタ装置Ｆ’が存在しない場合と比べて小さくなる。このため、ストークス光及びアンチストークス光が励起光源ＰＳ’１〜ＰＳ’ｋの信頼性を低下させる可能性を低減することが可能になる。
【０１２６】
或いは、フィルタ装置Ｆ’に上記の構成（ｂ）が採用されている場合、ポンプコンバイナＰＣ’を上流側から下流側へと導波されたストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方は、そのパワーをフィルタ装置Ｆ’にて減じられた後、増幅用光ファイバＡＦ’に入射する。したがって、増幅用光ファイバＡＦ’に入射するストークス光及びアンチストークス光のパワーは、フィルタ装置Ｆ’が存在しない場合と比べて小さくなる。このため、ストークス光及びアンチストークス光が増幅用光ファイバＡＦ’におけるレーザ光の増幅を不安定化させる可能性を低減することが可能になる。また、ストークス光及びアンチストークス光が増幅用光ファイバＡＦ’におけるレーザ光の増幅を不安定化させる可能性を低減することが可能になる。また、ポンプ光源ＰＳ１〜ＰＳｍの信頼性が低下する可能性を低減することが可能になる。
【０１２７】
或いは、フィルタ装置Ｆ’に上記の構成（ｃ）が採用されている場合、フィルタ装置Ｆ’に上記の構成（ａ）が採用されている場合に得られる効果と、フィルタ装置Ｆ’に上記の構成（ｂ）が採用されている場合に得られる効果との両方が得られる。
【０１２８】
なお、第１の実施形態において説明した好ましい構成は、本実施形態に係るレーザ装置４にも適用することができる。第１の実施形態において説明した好ましい構成を本実施形態に係るレーザ装置４に適用した場合、第１の実施形態において説明したその好ましい構成に対応する効果が、本実施形態に係るレーザ装置４においても得られる。また、第１の実施形態において説明したフィルタ装置Ｆの構成例は、本実施形態に係るレーザ装置４のフィルタ装置Ｆ’にも適用することができる。第１の実施形態において説明したフィルタ装置Ｆの構成例を本実施形態に係るレーザ装置４のフィルタ装置Ｆ’に適用した場合、第１の実施形態において説明したその構成例に対応する効果が、本実施形態に係るレーザ装置４においても得られる。
【０１２９】
〔第５の実施形態〕
本発明の第５の実施形態に係るレーザ装置５について、図８を参照して説明する。図８は、レーザ装置５の構成を示すブロック図である。図８に示すように、本実施形態に係るレーザ装置５は、第３の実施形態に係るレーザ装置３において、レーザデリバリファイバＬＤＦに設けられたフィルタ装置Ｆを、第２ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２とポンプコンバイナＰＣ’（の入力ポート）との間を接続するマルチモードファイバに設けられたフィルタ装置Ｆ’’に置き換えたものである。
【０１３０】
本実施形態に係るレーザ装置５の備えるフィルタ装置Ｆ’’は、第３の実施形態に係るレーザ装置３の備えるフィルタ装置Ｆと同様、ストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方を含む波長帯域に属する光を、他の波長帯域に属する光よりも優先的に損失させるように構成されている。このため、本実施形態に係るレーザ装置５、レーザ装置５の備えるフィルタ装置Ｆ’’、又は、フィルタ装置Ｆ’’の備えるフィルタ素子によれば、ストークス光及びアンチストークス光のパワーを小さく抑えることが可能になる。
【０１３１】
また、本実施形態に係るレーザ装置５の備えるフィルタ装置Ｆ’’は、第３の実施形態に係るレーザ装置３の備えるフィルタ装置Ｆと異なり、第２ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２とポンプコンバイナＰＣ’との間を接続するマルチモードファイバに設けられている。フィルタ装置Ｆ’’は、（ａ）ポンプコンバイナＰＣ’を下流側から上流側へと導波されたストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方を損失させるように構成されていてもよいし、（ｂ）第２ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２を上流側から下流側へと導波されたストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方を損失させるように構成されていてもよいし、（ｃ）ポンプコンバイナＰＣ’を下流側から上流側へと導波されたストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方、並びに、第２ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２を上流側から下流側へと導波されたストークス光及びアンチストークス光を損失させるように構成されていてもよい。ここで、「下流側」とは、加工対象物Ｗに近い側のことであり、「上流側」とは、下流側とは反対側、すなわち、加工対象物Ｗから遠い側のことを指す。
【０１３２】
フィルタ装置Ｆ’’に上記の構成（ａ）が採用されている場合、ポンプコンバイナＰＣ’を下流側から上流側へと導波されたストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方は、そのパワーをフィルタ装置Ｆ’’にて減じられた後、第２ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２を介して増幅用光ファイバＡＦに入射する。したがって、増幅用光ファイバＡＦに入射するストークス光及びアンチストークス光のパワーは、フィルタ装置Ｆ’’が存在しない場合と比べて小さくなる。このため、ストークス光及びアンチストークス光が増幅用光ファイバＡＦにおけるレーザ光の増幅を不安定化させる可能性を低減することが可能になる。また、ポンプ光源ＰＳ１〜ＰＳｍの信頼性が低下する可能性を低減することが可能になる。
【０１３３】
或いは、フィルタ装置Ｆ’’に上記の構成（ｂ）が採用されている場合、第２ファイバブラッググレーティングＦＢＧ２を上流側から下流側へと導波されたストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方は、そのパワーをフィルタ装置Ｆ’’にて減じられた後、ポンプコンバイナＰＣ’を介して増幅用光ファイバＡＦ’に入射する。したがって、増幅用光ファイバＡＦ’に入射するストークス光及びアンチストークス光のパワーは、フィルタ装置Ｆ’’が存在しない場合と比べて小さくなる。このため、ストークス光及びアンチストークス光が増幅用光ファイバＡＦ’におけるレーザ光の増幅を不安定化させる可能性を低減することが可能になる。
【０１３４】
或いは、フィルタ装置Ｆ’’に上記の構成（ｃ）が採用されている場合、フィルタ装置Ｆ’’に上記の構成（ａ）が採用されている場合に得られる効果と、フィルタ装置Ｆ’’に上記の構成（ｂ）が採用されている場合に得られる効果との両方が得られる。
【０１３５】
なお、第１の実施形態において説明した好ましい構成は、本実施形態に係るレーザ装置５にも適用することができる。第１の実施形態において説明した好ましい構成を本実施形態に係るレーザ装置５に適用した場合、第１の実施形態において説明したその好ましい構成に対応する効果が、本実施形態に係るレーザ装置５においても得られる。また、第１の実施形態において説明したフィルタ装置Ｆの構成例は、本実施形態に係るレーザ装置５のフィルタ装置Ｆ’’にも適用することができる。第１の実施形態において説明したフィルタ装置Ｆの構成例を本実施形態に係るレーザ装置５のフィルタ装置Ｆ’’に適用した場合、第１の実施形態において説明したその構成例に対応する効果が、本実施形態に係るレーザ装置５においても得られる。
【０１３６】
なお、本実施形態に係るレーザ装置５において、フィルタ装置Ｆ’’は、空間フィルタより構成されていることが好ましい。空間フィルタにより構成されたフィルタ装置は、クラッドモードストリッパを用いたフィルタ装置と比べて、ポンプ光が漏出し難いからである。なお、空間フィルタの例としては、第１の実施形態において説明した、フィルタ装置Ｆの第２の構成例を参照されたい。
【０１３７】
〔第６の実施形態〕
本発明の第６の実施形態に係るレーザ装置６について、図９を参照して説明する。図９は、レーザ装置６の構成を示すブロック図である。図９に示すように、本実施形態に係るレーザ装置６は、第３の実施形態に係るレーザ装置３において、レーザデリバリファイバＬＤＦに設けられたフィルタ装置Ｆを、ポンプコンバイナＰＣ（の出力ポート）と第１ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１との間を接続するマルチモードファイバに設けられたフィルタ装置Ｆ’’’に置き換えたものである。
【０１３８】
本実施形態に係るレーザ装置６の備えるフィルタ装置Ｆ’’’は、第３の実施形態に係るレーザ装置３の備えるフィルタ装置Ｆと同様、ストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方を含む波長帯域に属する光を、他の波長帯域に属する光よりも優先的に損失させるように構成されている。このため、本実施形態に係るレーザ装置６、レーザ装置６の備えるフィルタ装置Ｆ’’’、又は、フィルタ装置Ｆ’’’の備えるフィルタ素子によれば、ストークス光及びアンチストークス光のパワーを小さく抑えることが可能になる。
【０１３９】
また、本実施形態に係るレーザ装置６の備えるフィルタ装置Ｆ’’’は、第３の実施形態に係るレーザ装置３の備えるフィルタ装置Ｆと異なり、ポンプコンバイナＰＣと第１ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１との間を接続するマルチモードファイバに設けられている。フィルタ装置Ｆ’’’は、（ａ）第１ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１を下流側から上流側へと導波されたストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方を損失させるように構成されていてもよいし、（ｂ）ポンプコンバイナＰＣを上流側から下流側へと導波されたストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方を損失させるように構成されていてもよいし、（ｃ）第１ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１を下流側から上流側へと導波されたストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方、並びに、ポンプコンバイナＰＣを上流側から下流側へと導波されたストークス光及びアンチストークス光を損失させるように構成されていてもよい。ここで、「下流側」とは、加工対象物Ｗに近い側のことであり、「上流側」とは、下流側とは反対側、すなわち、加工対象物Ｗから遠い側のことを指す。
【０１４０】
フィルタ装置Ｆ’’’に上記の構成（ａ）が採用されている場合、第１ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１を下流側から上流側へと導波されたストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方は、そのパワーをフィルタ装置Ｆ’’’にて減じられた後、ポンプコンバイナＰＣを介してポンプ光源ＰＳ１〜ＰＳｍに入射する場合がある。したがって、この場合、ポンプ光源ＰＳ１〜ＰＳｍに入射するストークス光及びアンチストークス光のパワーは、フィルタ装置Ｆ’’’が存在しない場合と比べて小さくなる。このため、ストークス光及びアンチストークス光がポンプ光源ＰＳ１〜ＰＳｍの信頼性を低下させる可能性を低減することが可能になる。
【０１４１】
或いは、フィルタ装置Ｆ’’’に上記の構成（ｂ）が採用されている場合、ポンプコンバイナＰＣを上流側から下流側へと導波されたストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方は、そのパワーをフィルタ装置Ｆ’’’にて減じられた後、第１ファイバブラッググレーティングＦＢＧ１を介して増幅用光ファイバＡＦに入射する。したがって、増幅用光ファイバＡＦに入射するストークス光及びアンチストークス光のパワーは、フィルタ装置Ｆ’’’が存在しない場合と比べて小さくなる。このため、ストークス光及びアンチストークス光が増幅用光ファイバＡＦにおけるレーザ光の増幅を不安定化させる可能性を低減することが可能になる。同様に、ストークス光及びアンチストークス光が増幅用光ファイバＡＦ’におけるレーザ光の増幅を不安定化させる可能性を低減することが可能になる。
【０１４２】
或いは、フィルタ装置Ｆ’’’に上記の構成（ｃ）が採用されている場合、フィルタ装置Ｆ’’’に上記の構成（ａ）が採用されている場合に得られる上記の効果と、フィルタ装置Ｆ’’’に上記の構成（ｂ）が採用されている場合に得られる上記の効果との両方が得られる。
【０１４３】
なお、第１の実施形態において説明した好ましい構成は、本実施形態に係るレーザ装置６にも適用することができる。第１の実施形態において説明した好ましい構成を本実施形態に係るレーザ装置６に適用した場合、第１の実施形態において説明したその好ましい構成に対応する効果が、本実施形態に係るレーザ装置６においても得られる。また、第１の実施形態において説明したフィルタ装置Ｆの構成例は、本実施形態に係るレーザ装置６のフィルタ’’’にも適用することができる。第１の実施形態において説明したフィルタ装置Ｆの構成例を本実施形態に係るレーザ装置６のフィルタ装置Ｆ’’’に適用した場合、第１の実施形態において説明したその構成例に対応する効果が、本実施形態に係るレーザ装置６においても得られる。
【０１４４】
〔第３の実施形態〜第６の実施形態に関する付記事項〕
第３の実施形態〜第６の実施形態においては、ＭＯ部として共振器型のファイバレーザ装置を用いる構成について説明したが、これに限定されない。すなわち、ＭＯ部として共振器型のファイバレーザ以外の種光源を備えていてもよい。ＭＯ部を構成する種光源としては、例えば、レーザ光のピーク波長が１０００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の波長帯域に含まれるレーザダイオードを用いることができる。レーザダイオードの代わりに、レーザダイオード以外の半導体レーザ装置、固体レーザ装置、半導体レーザ装置、液体レーザ装置、又は気体レーザ装置を用いても構わない。
【０１４５】
また、第３の実施形態〜第６の実施形態においては、ＭＯ部とＰＡ部とが直結されたＭＯＰＡ型のファイバレーザについて説明したが、これに限定されない。すなわち、ＭＯ部とＰＡ部との間に、プリアンプ部を更に備えていても構わない。このプリアンプ部には、例えば、コアに希土類元素が添加された光ファイバ（すなわち、増幅用光ファイバ）を用いることができる。このようなプリアンプ部を用いれば、レーザヘッドＬＨから出力されるレーザ光のパワーをより大きくすることが可能になる。また、ＭＯ部とＰＡ部との間に、音響光学素子（ＡＯＭ：Acoustic Optic Modulation）を更に備えていても構わない。音響光学素子は、外部から電流により制御することによって、種光（ＭＯ部の出力光）を透過するＯＮ状態と、種光を反射するＯＦＦ状態とを切り替えることができる。このような音響光学素子を用いれば、レーザヘッドＬＨから出力されるレーザ光のパルスパターンを自在に制御することが可能になる。
【０１４６】
〔その他の実施形態〕
第１及び第２の実施形態においては、共振器型のファイバレーザ装置について説明し、第３、第４、第５、及び第６の実施形態においては、ＭＯＰＡ型のファイバレーザ装置について説明した。しかしながら、本発明の適用範囲は、これらの形式のファイバレーザ装置に限定されない。すなわち、本発明は、任意の形式のファイバレーザ装置に適用することが可能である。
【０１４７】
更に、本発明の適用範囲は、ファイバレーザ装置に限定されない。すなわち、任意のレーザ光源と、このレーザ光源から出力されたレーザ光を導波するマルチモードファイバとを備えたレーザ装置は、本発明の適用範囲に含まれる。ここで、レーザ光源は、固体レーザ装置、半導体レーザ装置、液体レーザ装置、又は気体レーザ装置であり得る。例えば、ＹＡＧレーザ（固体レーザ装置の一例）と、このＹＡＧレーザから出力されたレーザ光を導波するマルチモードファイバとを備えたレーザ装置は、本発明の適用範囲に含まれるレーザ装置の一例である。このようなレーザ装置においては、マルチモードファイバにおいて複数の導波モードが関与する四光波混合が生じ得る。このため、四光波混合のストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方のパワーをモニタすることは、このようなレーザレーザ装置においても有効である。
【０１４８】
なお、このようなレーザ装置は、レーザ光を導波するマルチモードファイバにおいて生じる、複数の導波モードが関与する四光波混合のストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方のピーク波長を含む波長帯域に属する光を、他の波長帯域に属する光よりも優先的に損失させるフィルタ方法を実行する。このようなフィルタ方法によれば、実行主体がこのようなレーザ装置であるか否かに依らず、ストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方のパワーを抑制することが可能になる。また、このようなレーザ装置は、（１）マルチモードファイバであるレーザデリバリファイバＬＤＦにおいて生じる、複数の導波モードが関与する四光波混合のストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方のピーク波長を特定する特定工程と、（２）フィルタ素子が優先的に光を損失させる波長帯域を、上記特定工程にて特定されたピーク波長を含むように設定する設定工程と、とを含む製造方法により製造することが可能である。この製造方法には、上記のフィルタ素子を当該レーザ装置に取り付ける取付工程を含んでいてもよい。このような製造方法によれば、ストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方のパワーを抑制することが可能なレーザ装置を製造することが可能である。
【０１４９】
〔フィルタ素子の効果〕
なお、上述した実施形態において説明したフィルタ装置Ｆ，Ｆ’、Ｆ’’、Ｆ’’’の効果は、それぞれ、そのフィルタ装置Ｆ，Ｆ’、Ｆ’’、Ｆ’’’が備えるフィルタ素子の効果と見做すこともできる。
【０１５０】
〔まとめ〕
本発明の一態様に係るフィルタ素子（スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１，ＳＦＢＧ２、誘電体多層膜ＤＭＦ１，ＤＭＦ２，ＤＭＦ３）は、レーザ光を導波するマルチモードファイバ（レーザデリバリファイバＬＤＦ）において生じる、複数の導波モードが関与する四光波混合のストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方のピーク波長を含む波長帯域に属する光を、他の波長帯域に属する光よりも優先的に損失させる。
【０１５１】
本発明の一態様に係るフィルタ素子（スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１，ＳＦＢＧ２、誘電体多層膜ＤＭＦ１，ＤＭＦ２，ＤＭＦ３）において、上記四光波混合は、上記マルチモードファイバ（レーザデリバリファイバＬＤＦ）を導波される上記レーザ光の基本モード成分及び高次モード成分がポンプ光として関与する四光波混合であり、上記ストークス光のピーク角周波数ωs及び上記アンチストークス光のピーク角周波数ωasは、周波数整合条件を表す下記式（１）、及び、位相整合条件を表す下記式（２ａ）又は（２ｂ）を満たす。
【０１５２】
ωs＋ωas＝２ωp・・・（１）
β（ωs）＋β’（ωas）＝β’（ωp）＋β（ωp）−γ（Ｐ＋Ｐ’）・・・（２ａ）
β’（ωs）＋β（ωas）＝β’（ωp）＋β（ωp）−γ（Ｐ＋Ｐ’）・・・（２ｂ）
【０１５３】
ここで、β（ω）は、角周波数ωの基本モードに対する上記マルチモードファイバ（レーザデリバリファイバＬＤＦ）の伝搬定数を表し、β’（ω）は、角周波数ωの高次モードに対する上記マルチモードファイバ（レーザデリバリファイバＬＤＦ）の伝搬定数を表し、ωpは、上記レーザ光のピーク角周波数を表し、Ｐは、上記レーザ光の基本モード成分のパワーを表し、Ｐ’は、上記レーザ光の高次モード成分のパワーを表し、γは、非線形係数を表す。
【０１５４】
本発明の一態様に係るフィルタ素子（スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１，ＳＦＢＧ２、誘電体多層膜ＤＭＦ１，ＤＭＦ２，ＤＭＦ３）において、上記高次モード成分は、ＬＰ１１モードである。
【０１５５】
本発明の一態様に係るフィルタ素子（スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１，ＳＦＢＧ２、誘電体多層膜ＤＭＦ１，ＤＭＦ２，ＤＭＦ３）において、上記四光波混合は、上記マルチモードファイバ（レーザデリバリファイバＬＤＦ）を導波される上記レーザ光の第１の高次モード成分及び第２の高次モード成分がポンプ光として関与する四光波混合であり、上記ストークス光のピーク角周波数ωs及び上記アンチストークス光のピーク角周波数ωasは、周波数整合条件を表す下記式（１）、及び、位相整合条件を表す下記式（２ａ’）又は（２ｂ’）を満たす。
【０１５６】
ωs＋ωas＝２ωp・・・（１）
β’（ωs）＋β”（ωas）＝β”（ωp）＋β’（ωp）−γ（Ｐ’＋Ｐ”）・・・（２ａ’）
β”（ωs）＋β’（ωas）＝β”（ωp）＋β’（ωp）−γ（Ｐ’＋Ｐ”）・・・（２ｂ’）
【０１５７】
ここで、β’（ω）は、角周波数ωの第１の高次モードに対する上記マルチモードファイバの伝搬定数を表し、β”（ω）は、角周波数ωの第２の高次モードに対する上記マルチモードファイバの伝搬定数を表し、ωpは、上記レーザ光のピーク角周波数を表し、Ｐ’は、上記レーザ光の第１の高次モード成分のパワーを表し、Ｐ”は、上記レーザ光の第２の高次モード成分のパワーを表し、γは、非線形係数を表す。
【０１５８】
本発明の一態様に係るフィルタ素子（スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１，ＳＦＢＧ２、誘電体多層膜ＤＭＦ１，ＤＭＦ２，ＤＭＦ３）において、上記第１の高次モード成分又は上記第２の高次モード成分は、ＬＰ１１モードである。
【０１５９】
本発明の一態様に係るフィルタ素子（スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１，ＳＦＢＧ２、誘電体多層膜ＤＭＦ１，ＤＭＦ２，ＤＭＦ３）において、上記他の波長帯域に属する光は、上記レーザ光である。
【０１６０】
本発明の一態様に係るフィルタ素子（スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１，ＳＦＢＧ２、誘電体多層膜ＤＭＦ１，ＤＭＦ２，ＤＭＦ３）において、上記他の波長帯域に属する光は、レーザ光に起因する誘導ラマン散乱の散乱光である。
【０１６１】
本発明の一態様に係るフィルタ素子（スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１，ＳＦＢＧ２、誘電体多層膜ＤＭＦ１，ＤＭＦ２，ＤＭＦ３）において、上記ストークス光のピーク波長は、上記レーザ光に起因する誘導ラマン散乱の散乱光のピーク波長と異なる。
【０１６２】
本発明の一態様に係るフィルタ素子（スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１，ＳＦＢＧ２、誘電体多層膜ＤＭＦ１，ＤＭＦ２，ＤＭＦ３）において、上記ストークス光及び上記アンチストークス光のピーク波長は、自然放出光のピーク波長と異なる。
【０１６３】
本発明の一態様に係るフィルタ素子（スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１，ＳＦＢＧ２）は、ストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方のピーク波長を含む波長帯域に属する光を、他の波長に属する光よりも優先的にクラッドに結合するスラントファイバブラッググレーティングである。
【０１６４】
本発明の一態様に係るフィルタ素子（スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１，ＳＦＢＧ２、誘電体多層膜ＤＭＦ１，ＤＭＦ２，ＤＭＦ３）は、上記アンチストークス光のピーク波長を含む波長帯域であって、上記レーザ光のピーク波長よりも短波長側の波長帯域に属する光を優先的に損失させるように構成されている。
【０１６５】
本発明の一態様に係るフィルタ素子（スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１，ＳＦＢＧ２、誘電体多層膜ＤＭＦ１，ＤＭＦ２，ＤＭＦ３）は、上記ストークス光のピーク波長を含む波長帯域であって、上記レーザ光のピーク波長よりも長波長側の波長帯域に属する光を優先的に損失させるように構成されている。
【０１６６】
本発明の一態様に係るフィルタ素子（スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１，ＳＦＢＧ２、誘電体多層膜ＤＭＦ１，ＤＭＦ２，ＤＭＦ３）は、上記ストークス光のピーク波長を含む波長帯域であって、上記レーザ光のピーク波長よりも長波長側、且つ、上記レーザ光に起因する誘導ラマン散乱の散乱光のピーク波長よりも短波長側の波長帯域に属する光を優先的に損失させるように構成されている。
【０１６７】
本発明の一態様に係るフィルタ素子（スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１，ＳＦＢＧ２、誘電体多層膜ＤＭＦ１，ＤＭＦ２，ＤＭＦ３）は、上記レーザ光のピーク波長よりも短波長側の波長帯域であって、上記レーザ光のピーク波長よりも４０ｎｍ短い波長を下限とする波長帯域、及び、上記レーザ光のピーク波長よりも長波長側の波長帯域であって、上記レーザ光のピーク波長よりも４０ｎｍ長い波長を上限とする波長帯域の一方又は両方に属する光を優先的に損失させるように構成されている。
【０１６８】
本発明の一態様に係るレーザ装置（１、２、３、４、５、６）は、上記フィルタ素子（スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１，ＳＦＢＧ２、誘電体多層膜ＤＭＦ１，ＤＭＦ２，ＤＭＦ３）と、上記マルチモードファイバ（レーザデリバリファイバＬＤＦ）と、を備えている。
【０１６９】
本発明の一態様に係るレーザ装置（１、２、３、４、５、６）において、上記レーザ光に起因する誘導ラマン散乱の散乱光を抑制する抑制部を更に備えている。
【０１７０】
本発明の一態様に係るレーザ装置（１、２、３、４、５、６）において、上記レーザ光のパワーは、３ｋＷ以上である。
【０１７１】
本発明の一態様に係るレーザ装置（１、３）は、増幅用光ファイバ（ＡＦ）を更に備えており、上記フィルタ素子（スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１，ＳＦＢＧ２、誘電体多層膜ＤＭＦ１，ＤＭＦ２，ＤＭＦ３）は、上記増幅用光ファイバ（ＡＦ）の下流側に設けられている。
【０１７２】
本発明の一態様に係るレーザ装置（２，６）は、増幅用光ファイバ（ＡＦ）を更に備えており、上記フィルタ素子（スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１，ＳＦＢＧ２、誘電体多層膜ＤＭＦ１，ＤＭＦ２，ＤＭＦ３）は、上記増幅用光ファイバ（ＡＦ）の上流側に設けられている。
【０１７３】
本発明の一態様に係るレーザ装置は、上記フィルタ素子として、上記ストークス光を損失対象とする第１のフィルタ素子（スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２）と、上記アンチストークス光を損失対象とする第２のフィルタ素子（スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１）と、備えており、上記ストークス光のパワーが上記アンチストークス光のパワーよりも大きい場合、上記第１のフィルタ素子（スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２）が上記第２のフィルタ素子（スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１）よりも下流側に配置されており、上記アンチストークス光のパワーが上記ストークス光のパワーよりも大きい場合、上記第２のフィルタ素子（スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１）が上記第１のフィルタ素子（スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ２）よりも下流側に配置されている。
【０１７４】
本発明の一態様に係るファイバレーザ装置（１、２、３、４、５、６）は、各々がポンプ光を生成する１又は複数のポンプ光源（ＰＳ１〜ＰＳｍ）と、上記ポンプ光を導波する１又は複数のポンプデリバリファイバ（ＰＤＦ１〜ＰＤＦｍ）と、上記ポンプデリバリファイバ（ＰＤＦ１〜ＰＤＦｍ）に光学的に結合された増幅用光ファイバ（ＡＦ）と、上記増幅用光ファイバ（ＡＦ）に光学的に結合された上記マルチモードファイバ（レーザデリバリファイバＬＤＦ）と、本発明の何れか一態様に係るフィルタ素子（スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１，ＳＦＢＧ２、誘電体多層膜ＤＭＦ１，ＤＭＦ２，ＤＭＦ３）であって、（１）上記ポンプデリバリファイバと上記増幅用光ファイバとの間、（２）上記増幅用光ファイバと上記マルチモードファイバとの間、及び、（３）上記マルチモードファイバの何れかに設けられたフィルタ素子（スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１，ＳＦＢＧ２、誘電体多層膜ＤＭＦ１，ＤＭＦ２，ＤＭＦ３）と、を備えている。
【０１７５】
本発明の一態様に係るフィルタ方法は、レーザ光を導波するマルチモードファイバ（レーザデリバリファイバＬＤＦ）において生じる、複数の導波モードが関与する四光波混合のストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方のピーク波長を含む波長帯域に属する光を、他の波長帯域に属する光よりも優先的に損失させるフィルタ工程を含んでいる。
【０１７６】
本発明の一態様に係るレーザ装置の製造方法は、レーザ光を導波するマルチモードファイバ（レーザデリバリファイバＬＤＦ）と、特定の波長帯域に属する光を他の波長帯域に属する光よりも優先的に損失させるフィルタ素子（スラントファイバブラッググレーティングＳＦＢＧ１，ＳＦＢＧ２、誘電体多層膜ＤＭＦ１，ＤＭＦ２，ＤＭＦ３）と、を備えたレーザ装置の製造方法であって、上記マルチモードファイバ（レーザデリバリファイバＬＤＦ）において生じる、複数の導波モードが関与する四光波混合のストークス光及びアンチストークス光の一方又は両方のピーク波長を特定する特定工程と、上記フィルタが優先的に光を損失させる上記特定の波長帯域を、上記特定工程にて特定された上記ピーク波長を含むように設定する設定工程と、を含んでいる。
【０１７７】
〔付記事項〕
本発明は上述した実施形態、変形例、又は実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態、変形例、又は実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１７８】
１、２、３、４、５、６    レーザ装置
ＰＳ１〜ＰＳｍ            ポンプ光源
ＰＤＦ１〜ＰＤＦｍ        ポンプデリバリファイバ
ＰＣ                      ポンプコンバイナ
ＡＦ                      増幅用光ファイバ
ＦＢＧ１〜ＦＢＧ２        ファイバブラッググレーティング
ＬＤＦ                    レーザデリバリファイバ
ＬＨ                      レーザヘッド
Ｆ、Ｆ’、Ｆ’’、Ｆ’’’    フィルタ装置
【図１】
2019146627.tif 000003
【図２】
2019146627.tif 000004
【図３】
2019146627.tif 000005
【図４】
2019146627.tif 000006
【図５】
2019146627.tif 000007
【図６】
2019146627.tif 000008
【図７】
2019146627.tif 000009
【図８】
2019146627.tif 000010
【図９】
2019146627.tif 000011
【図１０】
2019146627.tif 000012
【図１１】
2019146627.tif 000013
【国際調査報告】
2019146627.tif 000014
2019146627.tif 000015
2019146627.tif 000016
2019146627.tif 000017