ホーリーファイバ、及び、これを用いたレーザ装置
【課題】 所望の位置で、クラッドを伝播する漏れ光を放出することができるホーリーファイバ、及び、これを用いたレーザ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 ホーリーファイバ５０は、一端５８及び他端５９を有すると共に、コア５１と、コア５１を被覆する内側クラッド５２と、多数の空孔が形成されると共に内側クラッドを被覆する空孔層５３と、空孔層５３を被覆する外側クラッド５４と、を有するホーリーファイバであって、空孔５６がファイバの長さ方向に所定長さ潰されているコラプス領域６０が設けられていることを特徴とする。
【解決手段】 ホーリーファイバ５０は、一端５８及び他端５９を有すると共に、コア５１と、コア５１を被覆する内側クラッド５２と、多数の空孔が形成されると共に内側クラッドを被覆する空孔層５３と、空孔層５３を被覆する外側クラッド５４と、を有するホーリーファイバであって、空孔５６がファイバの長さ方向に所定長さ潰されているコラプス領域６０が設けられていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホーリーファイバ、及び、これを用いたレーザ装置に関し、更に詳しくは、所望の位置で、クラッドを伝播する漏れ光を放出することができるホーリーファイバ、及び、これを用いたレーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ファイバレーザ装置は、加工機、医療機器、測定器の分野等において用いられ、増幅用光ファイバにおいて増幅された光が出力されるものである。このようなファイバレーザ装置においては、増幅用光ファイバのコアから出力された出力光が、デリバリファイバのコアに入力されて、デリバリファイバにより所望の場所まで伝播されてから、出力される場合がある。
【０００３】
しかし、増幅用光ファイバとデリバリファイバとの接続部において、コア同士の軸ずれや、コア同士の角度の不整合や、コア同士のモードフィールドの違い等により、増幅用光ファイバから出力される出力光の一部が、デリバリファイバのクラッドに漏れて、デリバリファイバのクラッドを伝播する場合がある。この場合、クラッドを伝播する漏れ光が、デリバリファイバの被覆層に吸収されて、被覆層が焼損するといった問題が生じることがある。
【０００４】
下記特許文献１には、このようなクラッドを伝播する漏れ光を光ファイバから放出する光学部品が記載されている。この光学部品においては、一端側の内径が小さく、他端側の内径が大きなガラス管に光ファイバが挿入されており、ガラス管の一端側の内壁が光ファイバのクラッドに融着されて、ガラス管の他端側の内壁が光ファイバから離されている。そして、光ファイバのクラッドに漏れた漏れ光は、ガラス管の一端側の融着部分においてクラッドからガラス管に伝播され、ガラス管に入力した光は、ガラス管の他端側から外に放出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１５８０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１に記載の光学部品においては、漏れ光は、光ファイバの被覆層等に吸収される前に放出される必要があるために、光ファイバの端部近傍に設けなければならず、設置位置が制限されていた。
【０００７】
そこで、本発明は、所望の位置で、クラッドを伝播する漏れ光を放出することができるホーリーファイバ、及び、これを用いたレーザ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】
【０００８】
本発明のホーリーファイバは、一端及び他端を有すると共に、コアと、前記コアを被覆する内側クラッドと、多数の空孔が形成されると共に前記内側クラッドを被覆する空孔層と、前記空孔層を被覆する外側クラッドと、を有するホーリーファイバであって、前記空孔がファイバの長さ方向に所定長さ潰されているコラプス領域が設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
このようなホーリーファイバによれば、コアに入力される光や、コアから出力される光の一部が、漏れ光として、内側クラッドに漏えいする場合においても、内側クラッドが空孔層に被覆されるため、漏れ光は、内側クラッドに閉じ込められて、内側クラッドを伝播する。このため意図しない場所において、漏れ光がホーリーファイバから放出されることが防止できる。従って、ホーリーファイバが、被覆層で被覆される場合においても、この被覆層を焼損することが防止できる。そして、コラプス領域においては、空孔層の空孔が潰されているため、漏れ光は、内側クラッドから空孔層を介して外側クラッドに伝播して、ホーリーファイバの外に放出される。従って、コラプス領域を所望の位置に設けることにより、所望の位置で、内側クラッドを伝播する漏れ光を放出することができる。
【００１０】
また、上記ホーリーファイバにおいて、前記空孔は、前記コラプス領域において、直径が細くなるように潰されていることが好ましい。
【００１１】
内側クラッドに入力する漏れ光は、開口数（ＮＡ）の高い成分からＮＡの低い成分まで含まれる。そこで、このようなホーリーファイバによれば、空孔の直径を細くすることにより、空孔層の屈折率の平均を調整することができるので、コラプス領域において内側クラッドで伝播できる光のＮＡを調整できる。従って、コラプス領域において内側クラッドで伝播できる光のＮＡを超えた漏れ光の成分を放出することができる。こうして、漏れ光の放出量を調整することができる。
【００１２】
或いは、上記ホーリーファイバにおいて、前記空孔は、前記コラプス領域において、完全に潰されていることが好ましい。
【００１３】
このようなホーリーファイバによれば、コラプス領域において、空孔が完全に潰されているため、漏れ光の放出量を最大限にすることができる。
【００１４】
また、上記ホーリーファイバにおける前記コラプス領域において、前記空孔は、前記一端から前記他端に向かう方向にかけて、徐々に直径が小さくなるように潰されていることが好ましい。
【００１５】
このようなホーリーファイバによれば、コラプス領域において、ホーリーファイバの一端から他端に向かう方向にかけて、空孔層の屈折率の平均が徐々に大きくなっていき、内側クラッドで伝播できる光のＮＡが徐々に小さくなる。従って、内側クラッドを一端から他端に向かって伝播する漏れ光は、コラプス領域において、空孔層の屈折率の平均が大きくなるにつれて、ＮＡの大きな漏れ光の成分から順にＮＡの小さな漏れ光の成分まで、徐々に放出される。従って、放出させる漏れ光を局所的に集中させず、ファイバの長さ方向に分散させることができる。
【００１６】
或いは、上記ホーリーファイバにおける前記コラプス領域において、前記空孔は、前記一端から前記他端に向かう方向にかけて、段階的に直径が小さくなるように潰されていることがやはり好ましい。
【００１７】
このようなホーリーファイバによれば、コラプス領域において、ホーリーファイバの一端から他端に向かう方向にかけて、空孔層の屈折率の平均が段階的に大きくなっていき、内側クラッドで伝播できる光のＮＡが段階的に小さくなる。従って、内側クラッドを一端から他端に向かって伝播する漏れ光は、コラプス領域において、空孔層の屈折率の平均が大きくなるにつれて、ＮＡの大きな漏れ光の成分から順にＮＡの小さな漏れ光の成分まで、段階的に放出される。従って、このようなホーリーファイバにおいても、放出させる漏れ光を局所的に集中させず、ファイバの長さ方向に分散させることができる。
【００１８】
さらに、上記ホーリーファイバにおいて、前記空孔は、最も直径が小さい部分と隣り合う部分において、完全に潰されていることがより好ましい。
【００１９】
このようなホーリーファイバによれば、コラプス領域において、空孔が、徐々にまたは段階的に直径が小さくなるように潰されて、最終的には完全に潰されている。従って、空孔が完全に潰されていない部分において、放出されなかった漏れ光を放出することができる。
【００２０】
また、上記ホーリーファイバにおいて、前記コラプス領域は、複数設けられ、前記空孔は、前記一端に最も近い前記コラプス領域から前記他端に最も近い前記コラプス領域にかけて、段階的に直径が小さくなるように潰されていることを特徴とすることが好ましい。
【００２１】
このようなホーリーファイバによれば、複数のコラプス領域において、ホーリーファイバの一端から他端に向かう順に、コラプス領域における空孔層の屈折率の平均が段階的に大きくなる。従って、それぞれのコラプス領域毎に内側クラッドで伝播できる光のＮＡが段階的に小さくなる。このため、内側クラッドを一端から他端に向かって伝播する漏れ光は、それぞれのコラプス領域において、ＮＡの大きな漏れ光の成分から順に段階的に放出される。従って、このようなホーリーファイバによれば、それぞれのコラプス領域から漏れ光が段階的に分けられて出力されるため、放出させる漏れ光を局所的に集中させず、ファイバの長さ方向に分散させることができる。
【００２２】
さらに、上記ホーリーファイバにおいて、前記他端に最も近い前記コラプス領域において、前記空孔は完全に潰されていることがより好ましい。
【００２３】
このようなホーリーファイバによれば、空孔が完全に潰されていないコラプス領域において、放出されなかった漏れ光を放出することができる。
【００２４】
また、上記ホーリーファイバにおいて、前記コラプス領域は、複数設けられ、複数の前記コラプス領域は、前記一端に最も近い前記コラプス領域から前記他端に最も近いコラプス領域にかけて、段階的に長くされていることが好ましい。
【００２５】
このようなホーリーファイバによれば、それぞれのコラプス領域において、ホーリーファイバの一端から他端に向かう順に、漏れ光が放出され易くなる。従って、内側クラッドを一端から他端に向かって伝播する漏れ光は、それぞれのコラプス領域において、段階的に放出される。従って、このようなホーリーファイバによれば、それぞれのコラプス領域から漏れ光が段階的に分けられて出力されるため、放出させる漏れ光を局所的に集中させず、ファイバの長さ方向に分散させることができる。
【００２６】
また、上記ホーリーファイバにおいて、前記一端は、前記コアに光を入力する入力端であることが好ましい。
【００２７】
このようなホーリーファイバによれば、ホーリーファイバの一端から光が入力するときに、入力する光の一部がコアから漏れて、漏れ光として、ホーリーファイバの一端から他端に向かって、クラッドを伝播する場合がある。しかし、このような場合においても、コラプス領域において、漏れ光を出力することができる。特に、一端から他端に伝播する漏れ光が徐々に放出されたり、段階的に放出される構成である場合には、放出される漏れ光を局所的に集中させず、ファイバの長さ方向に分散させることができる。
【００２８】
或いは、上記ホーリーファイバにおいて、前記一端は、前記コアから光を出力する出力端であることが好ましい。
【００２９】
このようなホーリーファイバによれば、ホーリーファイバの一端から光が出力するときに、出力する光の一部が反射して、反射した光が漏れ光として、ホーリーファイバの一端から他端に向かって、クラッドを伝播する場合がある。しかし、このような場合においても、コラプス領域において、漏れ光を出力することができる。特に、一端から他端に伝播する漏れ光が徐々に放出されたり、段階的に放出される構成である場合には、放出される漏れ光を局所的に集中させず、ファイバの長さ方向に分散させることができる。
【００３０】
また、上記ホーリーファイバにおける前記コラプス領域において、前記外側クラッドの少なくとも１部は、前記外側クラッドの屈折率以上の屈折率を有する光放出部材で被覆されていることが好ましい。
【００３１】
このようなホーリーファイバによれば、外側クラッドから光放出部材に漏れ光を伝播し易く、漏れ光をより効率よく放出することができる。
【００３２】
さらに、上記ホーリーファイバにおいて、前記光放出部材は、熱変換部材に接続されていることがより好ましい。
【００３３】
このようなホーリーファイバによれば、光放出部材に伝播した漏れ光を熱変換部材に吸収させて熱に変換することが出来るので、空間に漏れ光が無駄に放出されることを抑制することができる。
【００３４】
また、本発明のレーザ装置は、上記のホーリーファイバを備え、前記ホーリーファイバにより出力光が伝播されることを特徴とするものである。
【００３５】
このようなレーザ装置によれば、出力光をホーリーファイバにより伝播することができると共に、漏れ光が生じて、この漏れ光がホーリーファイバのクラッドを伝播する場合においても、所望の位置で、漏れ光を放出することができる。
【００３６】
さらに、上記レーザ装置において、コア及びクラッドを有すると共に、前記ホーリーファイバに端面接続され、前記ホーリーファイバの前記コアに前記出力光を入力する光ファイバをさらに備え、前記クラッドの外径は、前記内側クラッドの外径以下とされることが好ましい。
【００３７】
このようなレーザ装置によれば、ホーリーファイバに接続される光ファイバにおいて、不要な漏れ光が生じて、この漏れ光が光ファイバのクラッドから出力される場合においても、漏れ光をホーリーファイバの内側クラッドに閉じ込め易くすることができる。また、端面接続されるとき、ホーリーファイバの空孔が基となり泡が形成されることを抑制することができる。
【発明の効果】
【００３８】
以上のように、本発明によれば、所望の位置で、クラッドを伝播する漏れ光を放出することができるホーリーファイバ、及び、これを用いたレーザ装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るレーザ装置を示す図である。
【図２】図１の増幅用光ファイバの長さ方向に垂直な断面の様子を示す図である。
【図３】図１のホーリーファイバの長さ方向に垂直な断面の様子を示す図である。
【図４】増幅用光ファイバとホーリーファイバとの接続の様子を示す図である。
【図５】図１のホーリーファイバの長さ方向に沿ったコラプス領域の断面の様子を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るレーザ装置のホーリーファイバの長さ方向に沿ったコラプス領域の断面の様子を示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係るレーザ装置のホーリーファイバの長さ方向に沿ったコラプス領域の断面の様子を示す図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係るレーザ装置のホーリーファイバの長さ方向に沿ったコラプス領域の断面の様子を示す図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係るレーザ装置のホーリーファイバの長さ方向に沿ったコラプス領域の断面の様子を示す図である。
【図１０】本発明の第６実施形態に係るレーザ装置のホーリーファイバの長さ方向に沿ったコラプス領域の断面の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明に係るホーリーファイバ、及び、これを用いたレーザ装置の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００４１】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るレーザ装置を示す図である。
【００４２】
図１に示すように、レーザ装置１は、ファイバレーザ装置であり、種光を出力する種光源１０と、励起光を出力する励起光源２０と、種光と励起光とが入力する増幅用光ファイバ３０と、種光源１０及び励起光源２０と増幅用光ファイバ３０とを接続するコンバイナ４０と、増幅用光ファイバ３０に一端が接続されているデリバリファイバとしてのホーリーファイバ５０と、を主な構成として備える。
【００４３】
種光源１０は、例えば、レーザダイオードから成るレーザ光源や、ファブリペロー型やファイバリング型のファイバレーザ装置から構成されている。この種光源１０から出力される種光は、特に制限されるものではないが、例えば、波長が１０７０ｎｍのレーザ光とされる。また、種光源１０は、コア、及び、コアを被覆するクラッドから構成される種光伝播用ファイバ１５に接続されており、種光源１０から出力される種光は、種光伝播用ファイバ１５のコアを伝播する。種光伝播用ファイバ１５としては、例えば、シングルモードファイバが挙げられ、この場合、種光は種光伝播用ファイバ１５をシングルモード光として伝播する。
【００４４】
励起光源２０は、複数のレーザダイオード２１から構成され、上述のように種光の波長が１０７０ｎｍの場合、例えば、波長が９１５ｎｍの励起光を出力する。また、励起光源２０のそれぞれのレーザダイオード２１は、励起光伝播用ファイバ２２に接続されており、レーザダイオード２１から出力される励起光は、励起光伝播用ファイバ２２を伝播する。励起光伝播用ファイバ２２としては、例えば、マルチモードファイバが挙げられ、この場合、励起光は励起光伝播用ファイバ２２をマルチモード光として伝播する。
【００４５】
図２は、増幅用光ファイバ３０の長手方向に垂直な断面の構造を示す図である。図２に示すように、増幅用光ファイバ３０は、コア３１と、コア３１を被覆するクラッド３２と、クラッド３２を被覆する樹脂クラッド３３と、樹脂クラッド３３を被覆する被覆層３４とから構成される。クラッド３２の屈折率はコア３１の屈折率よりも低く、樹脂クラッド３３の屈折率はクラッド３２の屈折率よりもさらに低くされている。コア３１の直径は、例えば、１５μｍとされ、クラッド３２の外径は、例えば、４００μｍとされる。このような、コア３１を構成する材料としては、例えば、屈折率を上昇させるゲルマニウム等の元素、及び、励起光源２０から出力される励起光により励起されるイッテルビウム（Ｙｂ）等の活性元素が添加された石英が挙げられる。このような活性元素としては、希土類元素が挙げられ、希土類元素としては、上記Ｙｂの他にツリウム（Ｔｍ）、セリウム（Ｃｅ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ユーロピウム（Ｅｕ）等が挙げられる。さらに活性元素として、希土類元素の他に、ビスマス（Ｂｉ）やクロム（Ｃｒ）等が挙げられる。また、クラッド３２を構成する材料としては、例えば、何らドーパントが添加されていない純粋石英が挙げられる。また、樹脂クラッド３３を構成する材料としては、例えば、紫外線硬化樹脂が挙げられ、被覆層３４を構成する材料としては、例えば、樹脂クラッド３３を構成する樹脂とは異なる紫外線硬化樹脂が挙げられる。
【００４６】
コンバイナ４０は、種光伝播用ファイバ１５及びそれぞれの励起光伝播用ファイバ２２と、増幅用光ファイバ３０とを接続している。具体的には、コンバイナ４０において、種光伝播用ファイバ１５のコアが、増幅用光ファイバ３０のコア３１に端面接続されている。さらにコンバイナ４０において、それぞれの励起光伝播用ファイバ２２のコアが、増幅用光ファイバ３０の一端において、クラッド３２に端面接続されている。こうして、種光源１０から出力される種光は、増幅用光ファイバ３０のコア３１に入力され、励起光源２０から出力される励起光は、増幅用光ファイバ３０のクラッド３２に入力される。
【００４７】
図３は、図１のホーリーファイバ５０の長さ方向に垂直な断面の様子を示す図である。図３に示すように、ホーリーファイバ５０は、コア５１と、コア５１を被覆する内側クラッド５２と、内側クラッド５２を被覆する空孔層５３と、空孔層５３を被覆する外側クラッド５４と、外側クラッド５４を被覆する被覆層５５とから構成される。コア３１の直径は、例えば、１５μｍとされ、内側クラッド５２の外径は、例えば、４００μｍとされる。また、空孔層５３は、内側クラッド５２を被覆するように多数の空孔５６が形成され、それぞれの空孔５６の間には、リブ５７が形成されている。それぞれの空孔５６の直径は、例えば、６．８μｍであり、空孔５６の間隔（リブ５７の幅）は、例えば、最短部分で、１．２μｍとされる。そして、内側クラッド５２、リブ５７、外側クラッド５４は、共にコア５１よりも屈折率が低い同じ材料から構成されている。このような、コア５１を構成する材料としては、例えば、屈折率を上昇させるゲルマニウム等の元素が添加された石英が挙げられ、内側クラッド５２、リブ５７、外側クラッド５４を構成する材料としては、例えば、何らドーパントが添加されていない純粋石英が挙げられる。また、被覆層５５を構成する材料としては、例えば、紫外線硬化樹脂が挙げられる。
【００４８】
図１に示すように、このホーリーファイバ５０の一端５８は、上述のように増幅用光ファイバ３０と接続されており、他端５９にはなにも接続されておらず自由端とされている。図４は、このような増幅用光ファイバ３０とホーリーファイバ５０との接続の様子を示す図である。なお、理解の容易のために、図４においては、増幅用光ファイバ３０及びホーリーファイバ５０を構成する各部の縮尺が図２、図３と変えられている。図４に示すように、ホーリーファイバ５０は、一端５８付近において、被覆層５５が剥離されている。また、増幅用光ファイバ３０は、他端３９付近において、樹脂クラッド３３及び被覆層３４が剥離されている。そして、ホーリーファイバ５０の一端５８は、増幅用光ファイバ３０の他端３９に端面接続され、ホーリーファイバ５０のコア５１と、増幅用光ファイバ３０のコア３１とが接続され、ホーリーファイバ５０の内側クラッド５２と増幅用光ファイバ３０のクラッド３２とが接続されている。なお、本実施形態の様にホーリーファイバ５０に出力光を入力する増幅用光ファイバ３０とホーリーファイバ５０とが端面接続される場合、増幅用光ファイバ３０のクラッド３２の外径が、ホーリーファイバ５０の内側クラッド５２の外径以下とされることが好ましい。このような構成にされることにより、増幅用光ファイバ３０とホーリーファイバ５０とが端面接続されるとき、ホーリーファイバの空孔が基となり泡が形成されることを抑制することができる。
【００４９】
また、ホーリーファイバ５０には、図１に示すようにコラプス領域６０が形成されている。図５は、図１のホーリーファイバの長さ方向に沿ったコラプス領域の断面の様子を示す図である。なお、理解の容易のために、図５においては、ホーリーファイバ５０を構成する各部の縮尺が図３と変えられており、増幅用光ファイバ３０が省略されている。図５に示すようにコラプス領域６０及びその周辺の領域においては、被覆層５５が剥離されている。そして、コラプス領域６０においては、それぞれの空孔５６は、直径が細くなるように潰されており、ぞれぞれの空孔５６の間に形成されているリブ５７の幅が大きくされている。従って、コラプス領域６０においては、空孔層５３の屈折率の平均が大きくされており、ホーリーファイバ５０の他の領域よりも、内側クラッド５２で伝播できる光のＮＡが小さくなっている。このため、ホーリーファイバ５０のコラプス領域以外において内側クラッド５２で伝播できる光であっても、コラプス領域６０においては、一部の光は、内側クラッド５２で伝播されず、空孔層５３を介して外側クラッド５４に伝播する。
【００５０】
なお、コラプス領域６０における空孔５６の直径は、例えば、コラプス領域６０以外の空孔５６の直径の０〜８０％とされ、特に内側クラッド５２のＮＡがコア５１のＮＡ以下となるような直径とされることが、増幅用光ファイバ３０のコア３１からデリバリファイバ５０の内側クラッド５２へと漏れ出す光のＮＡは、コア５１のＮＡよりも大きい場合が多いことから、必要最低限の工数で十分な効果が得られるため好ましい。また、コラプス領域６０の長さは、例えば、１００ｍｍとされる。
【００５１】
このようなコラプス領域は、ホーリーファイバ５０の被覆層５５を剥離して、被覆層５５が剥離された領域の少なくとも１部を加熱して空孔５６を潰すことで設けることができる。このとき、加熱温度及び加熱時間を制御することにより、空孔の潰し方を調整することができる。このような、加熱には、ＣＯ２レーザや酸水素炎や放電加工を用いることができる。
【００５２】
また、コラプス領域６０における外側クラッド５４の外周面の少なくとも一部は、光放出部材６１で被覆されており、光放出部材６１は、熱変換部材６２に接続されている。光放出部材６１は、外側クラッド５４の屈折率以上の屈折率を有する材料から構成されている。このような材料としては、例えば、高屈折率のシリコン樹脂等が挙げられる。また、熱変換部材６２は、光を熱に変換する部材であれば、特に限定されるわけではないが、放熱性に優れる部材であることが好ましく、例えばステンレス鋼等の金属から構成されている。
【００５３】
次にレーザ装置１の動作について説明する。
【００５４】
まず、種光源１０から種光が出力されると共に、励起光源２０から励起光が出力される。このとき種光源１０から出力される種光は、上述のように、例えば、波長が１０８０ｎｍとされる。種光源１０から出力された種光は、種光伝播用ファイバ１５のコアを伝播して、コンバイナ４０に入力する。
【００５５】
一方、励起光源２０のそれぞれのレーザダイオード２１から出力される励起光は、上述のように、例えば、波長が９１５ｎｍとされる。それぞれのレーザダイオード２１から出力された励起光は、励起光伝播用ファイバ２２を伝播しコンバイナ４０に入力する。
【００５６】
こうしてコンバイナ４０に入力した種光は、増幅用光ファイバ３０のコア３１に入力して、コア３１を伝播する。一方、コンバイナ４０に入力した励起光は、増幅用光ファイバ３０のクラッド３２に入力して、クラッド３２を主に伝播する。
【００５７】
そして、励起光がコア３１を通過するときに、コア３１に添加されている活性元素に吸収されて、活性元素を励起する。励起された活性元素は、誘導放出を起こし、この誘導放出により種光が増幅されて、出力光として増幅用光ファイバ３０の他端３９から出力される。
【００５８】
そして、増幅用光ファイバ３０のコア３１から出力した出力光は、ホーリーファイバ５０のコア５１に入力し、コア５１を伝播して、ホーリーファイバ５０の他端５９から出力される。
【００５９】
このとき、増幅用光ファイバ３０とホーリーファイバ５０との接続部分において、コア同士の軸ずれや、コア同士の角度の不整合や、コア同士のモードフィールドの違い等により、増幅用光ファイバ３０から出力される出力光の一部が漏れ光としてホーリーファイバ５０の内側クラッド５２に入力する場合がある。この場合、内側クラッド５２に入力した漏れ光は、空孔層５３が内側クラッド５２を被覆しているため、内側クラッド５２に閉じ込められて伝播する。そして、内側クラッド５２を伝播する漏れ光は、コラプス領域６０に達する。ところで、内側クラッド５２に入力する漏れ光は、ＮＡの高い成分からＮＡの低い成分まで含む。しかし、上述のように、コラプス領域６０における内側クラッド５２は、コラプス領域６０以外における内側クラッド５２よりも、伝播できる光のＮＡが小さいため、漏れ光のうち、内側クラッド５２で伝播できる光のＮＡを超えている成分は、空孔層５３を介して、外側クラッド５４に伝播する。そして、外側クラッド５４に伝播した漏れ光は、光放出部材６１に放出されて、熱変換部材６２により熱に変換されて消滅する。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態におけるレーザ装置１によれば、ホーリーファイバ５０において、コア５１に入力される出力光の一部が、漏れ光として、内側クラッド５２に漏えいする場合においても、内側クラッド５２が空孔層５３に被覆されるため、漏れ光は、内側クラッド５２に閉じ込められて、内側クラッド５２を伝播する。このため使用者が意図しない場所において、漏れ光がホーリーファイバ５０から放出されることが防止できる。従って、ホーリーファイバ５０が、被覆層５５で被覆される場合においても、この被覆層５５を焼損することが防止できる。そして、コラプス領域６０においては、空孔層５３の空孔５６が潰されているため、漏れ光は、内側クラッド５２から空孔層５３を介して外側クラッド５４に伝播して、ホーリーファイバ５０の外に放出される。従って、コラプス領域６０を所望の位置に設けることにより、所望の位置で、内側クラッド５２を伝播する漏れ光を放出することができる。
【００６１】
また、空孔５６は、コラプス領域６０において、直径が細くなるように潰されているため、空孔５６の直径を細くすることにより、空孔層５３の屈折率の平均を自由に調整することができる。従って、このようなホーリーファイバ５０によれば、コラプス領域６０において内側クラッド５２で伝播できる光のＮＡを調整できるので、コラプス領域６０において内側クラッド５２で伝播できる光のＮＡを超えた漏れ光の成分を放出することができる。こうして、漏れ光の放出量を調整することができる。
【００６２】
また、コラプス領域６０に光放出部材６１を設けることにより、外側クラッド５４から光放出部材６１に漏れ光を伝播し易く、漏れ光をより効率よく放出することができ、光放出部材６１に熱変換部材６２を接続することにより、光放出部材６１に伝播した漏れ光を熱変換部材６２に吸収させて熱に変換することが出来るので、空間に漏れ光が無駄に放出されることを抑制することができる。
【００６３】
また、本実施形態においては、ホーリーファイバ５０の一端に端面接続される増幅用光ファイバ３０のクラッド３２の外径が、ホーリーファイバ５０の内側クラッド５２の外径以下とされるため、漏れ光をホーリーファイバ５０の内側クラッド５２に閉じ込めやすくすることができる。
【００６４】
また、本実施形態においては、増幅用光ファイバ３０入力される励起光の一部が、増幅用光ファイバ３０に吸収されずに、クラッド３２を伝播して、増幅用光ファイバ３０の他端３９から出力される場合においても、この出力された励起光を、ホーリーファイバ５０の内側クラッド５２に入力させることができる。この場合、内側クラッド５２に入力した励起光は、漏れ光と共に内側クラッド５２を伝播して、コラプス領域６０から放出される。そして、本実施形態においては、上述のように、ホーリーファイバ５０の一端に端面接続される増幅用光ファイバ３０のクラッド３２の外径が、ホーリーファイバ５０の内側クラッド５２の外径以下とされるため、増幅用光ファイバ３０から出力された励起光を、効率良くホーリーファイバ５０の内側クラッド５２に入力させることができる。
【００６５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図６を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。図６は、本発明の第２実施形態に係るレーザ装置のホーリーファイバ５０の長さ方向に沿ったコラプス領域６０の断面の様子を示す図である。なお、理解の容易のために、図６においても、ホーリーファイバ５０を構成する各部の縮尺が図３と変えられており、増幅用光ファイバ３０が省略されている。
【００６６】
図６に示すように、本実施形態のレーザ装置は、ホーリーファイバ５０に設けられているコラプス領域６０において、空孔５６が完全に潰されている点で、第１実施形態のレーザ装置１と異なる。従って、空孔５６が完全に潰されている部分において、図１に示すリブ５７は、全て繋がっている。
【００６７】
本実施形態におけるレーザ装置１によれば、ホーリーファイバ５０のコラプス領域６０において、空孔５６が完全に潰されているため、漏れ光を内側クラッドに閉じ込める構造が存在しなく、漏れ光の放出量を最大限にすることができる。
【００６８】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図７を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。図７は、本発明の第３実施形態に係るレーザ装置のホーリーファイバ５０の長さ方向に沿ったコラプス領域６０の断面の様子を示す図である。なお、理解の容易のために、図７においても、ホーリーファイバ５０を構成する各部の縮尺が図３と変えられており、増幅用光ファイバ３０が省略されている。
【００６９】
図７に示すように、本実施形態のレーザ装置は、ホーリーファイバ５０に設けられているコラプス領域６０において、空孔５６が、ホーリーファイバ５０の一端５８から他端５９に向かう方向にかけて、徐々に直径が小さくなるように潰されている点で、第１実施形態のレーザ装置１と異なる。つまり、コラプス領域６０において、空孔５６を形成する内壁がホーリーファイバ５０の長手方向に対して傾斜するようにして、空孔５６の直径が徐々に小さくされている。このため、コラプス領域６０においては、ホーリーファイバ５０の一端５８から他端５９に向かう方向にかけて、図３のリブ５７の幅が徐々に大きくされ、空孔層５３の屈折率の平均が徐々に大きくされている。従って、コラプス領域６０においては、ホーリーファイバ５０の一端５８から他端５９に向かう方向にかけて、内側クラッド５２で伝播できる光のＮＡが徐々に小さくされている。そして、空孔５６における最も直径が小さい部分と隣り合う部分においては、空孔５６が完全に潰されている。
【００７０】
本実施形態におけるレーザ装置によれば、内側クラッド５２をホーリーファイバ５０の一端５８から他端５９に向かって伝播する漏れ光は、コラプス領域６０において、空孔層５３の屈折率の平均が徐々に大きくなるにつれて、ＮＡの大きな漏れ光の成分から順にＮＡの小さな漏れ光の成分まで、徐々に放出される。従って、放出させる漏れ光を局所的に集中させず、ファイバの長さ方向に分散させることができる。
【００７１】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図８を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。図８は、本発明の第４実施形態に係るレーザ装置のホーリーファイバの長さ方向に沿ったコラプス領域の断面の様子を示す図である。なお、理解の容易のために、図８においても、ホーリーファイバ５０を構成する各部の縮尺が図３と変えられており、増幅用光ファイバ３０が省略されている。
【００７２】
図８に示すように、本実施形態のレーザ装置は、ホーリーファイバ５０に設けられているコラプス領域６０において、空孔５６が、ホーリーファイバ５０の一端５８から他端５９に向かう方向にかけて、段階的に直径が小さくなるように潰されている点において、第１実施形態のレーザ装置１と異なる。つまり、コラプス領域６０においては、ホーリーファイバ５０の一端５８から他端５９に向かう方向にかけて、図３のリブ５７の幅が段階的に大きくされ、空孔層５３の屈折率の平均が段階的に大きくされている。従って、コラプス領域６０においては、ホーリーファイバ５０の一端５８から他端５９に向かう方向にかけて、内側クラッド５２で伝播できる光のＮＡが段階的に小さくされている。そして、空孔５６における最も直径が小さい部分と隣り合う部分においては、空孔５６が完全に潰されている。
【００７３】
本実施形態におけるレーザ装置によれば、内側クラッド５２をホーリーファイバ５０の一端５８から他端５９に向かって伝播する漏れ光は、コラプス領域６０において、空孔層５３の屈折率の平均が段階的に大きくなるにつれて、ＮＡの大きな漏れ光の成分から順にＮＡの小さな漏れ光の成分まで、段階的に放出される。従って、放出させる漏れ光を局所的に集中させず、ファイバの長さ方向に分散させることができる。
【００７４】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について図９を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。図９は、本発明の第５実施形態に係るレーザ装置のホーリーファイバの長さ方向に沿ったコラプス領域の断面の様子を示す図である。なお、理解の容易のために、図９においても、ホーリーファイバ５０を構成する各部の縮尺が図３と変えられており、増幅用光ファイバ３０が省略されている。
【００７５】
図９に示すように、本実施形態のレーザ装置は、ホーリーファイバ５０に複数のコラプス領域６０ａ〜６０ｄが設けられており、空孔５６は、ホーリーファイバ５０の一端５８に最も近いコラプス領域６０ａから他端５９に最も近いコラプス領域６０ｄにかけて、段階的に直径が小さくなるように潰されている点において、第１実施形態のレーザ装置１と異なる。そして、ホーリーファイバ５０の他端５９に最も近いコラプス領域６０ｄにおいて、空孔５６は完全に潰されている。つまり、それぞれのコラプス領域６０ａ〜６０ｄにおけるリブ５７の幅が、コラプス領域６０ａからコラプス領域６０ｄにかけて段階的に大きくされ、空孔層５３の屈折率の平均が段階的に大きくされている。従って、それぞれのコラプス領域６０ａ〜６０ｄにおいては、コラプス領域６０ａからコラプス領域６０ｄにかけて、内側クラッド５２で伝播できる光のＮＡが段階的に小さくされている。なお、本実施形態においては、それぞれのコラプス領域６０ａ〜６０ｄは、互いに同じ長さとされている。
【００７６】
そして、それぞれのコラプス領域６０ａ〜６０ｄにおいては、第１実施形態のコラプス領域６０と同様にして、外側クラッド５４の外周面の少なくとも一部が、光放出部材６１で被覆されており、光放出部材６１は、熱変換部材６２に接続されている。
【００７７】
本実施形態におけるレーザ装置によれば、ホーリーファイバ５０の一端５８から他端５９に向かうコラプス領域６０ａ〜６０ｄにかけて、ＮＡの大きな漏れ光の成分から順に放出され易くなる。従って、内側クラッド５２をホーリーファイバ５０の一端５８から他端５９に向かって伝播する漏れ光は、それぞれのコラプス領域６０ａ〜６０ｄにおいて、段階的に放出される。従って、このようなホーリーファイバ５０によれば、それぞれのコラプス領域６０ａ〜６０ｄから漏れ光が段階的に分けられて出力されるため、放出させる漏れ光を局所的に集中させず、ファイバの長さ方向に分散させることができる。
【００７８】
さらに他端に最も近いコラプス領域６０ｄにおいて、空孔５６が完全に潰されているため、空孔５６が完全に潰されていないコラプス領域６０ａ〜６０ｃにおいて、放出されなかった漏れ光を放出することができる。
【００７９】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について図１０を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。図１０は、本発明の第６実施形態に係るレーザ装置のホーリーファイバの長さ方向に沿ったコラプス領域の断面の様子を示す図である。なお、理解の容易のために、図１０においても、ホーリーファイバ５０を構成する各部の縮尺が図３と変えられており、増幅用光ファイバ３０が省略されている。
【００８０】
図１０に示すように、本実施形態のレーザ装置は、ホーリーファイバ５０に複数のコラプス領域６０ａ〜６０ｄが設けられており、複数の前記コラプス領域６０ａ〜６０ｄは、ホーリーファイバ５０の一端５８に最も近いコラプス領域６０ａから他端５９に最も近いコラプス領域６０ｄにかけて、段階的に長くされている点において、第１実施形態のレーザ装置１と異なる。なお、本実施形態においては、それぞれのコラプス領域６０ａ〜６０ｄにおいて、空孔５６は、直径が同じ大きさになるように、潰されている。
【００８１】
そして、それぞれのコラプス領域６０ａ〜６０ｄにおいては、第１実施形態のコラプス領域６０と同様にして、外側クラッド５４の外周面の少なくとも一部が、光放出部材６１で被覆されており、光放出部材６１は、熱変換部材６２に接続されている。
【００８２】
本実施形態におけるレーザ装置によれば、ホーリーファイバ５０の、複数のコラプス領域６０ａ〜６０ｄにおいて、ホーリーファイバ５０の一端５８から他端５９に向かう順に、漏れ光が放出され易くなる。従って、内側クラッド５２を一端５８から他端５９に向かって伝播する漏れ光は、それぞれのコラプス領域６０ａ〜６０ｄにおいて、段階的に放出される。従って、このようなホーリーファイバ５０によれば、それぞれのコラプス領域６０ａ〜６０ｄから漏れ光が段階的に分けられて出力されるため、放出させる漏れ光を局所的に集中させず、ファイバの長さ方向に分散させることができる。
【００８３】
以上、本発明について、第１〜第６実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００８４】
例えば、第１実施形態〜第６実施形態において、レーザ装置をファイバレーザ装置を例に説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、固体レーザ装置のデリバリファイバとして、ホーリーファイバ５０が接続される構成であっても良い。
【００８５】
また、第１実施形態〜第６実施形態においては、ホーリーファイバ５０が出力光のデリバリファイバとして用いられたレーザ装置を説明したが、ホーリーファイバ５０は、出力光のデリバリファイバ以外にも適用でき、特にパワーの大きな光を伝播する光ファイバに適用されることが好適である。
【００８６】
また、第１〜第６実施形態においては、ホーリーファイバの一端５８が出力光の入力端とされ、他端５９が出力光の出力端とされた。しかし、本発明はこれに限らず、ホーリーファイバの他端５９が出力光の入力端とされ、一端５８が出力光の出力端とされても良い。この場合、出力光が、一端５８において出力されるときに、一部の出力光が端面の反射により、漏れ光として内側クラッド５２を一端５８から他端５９に伝播する場合においても、この漏れ光をコラプス領域において放出することができる。特に、第３〜第６実施形態において、一端５８が出力光の出力端とされる場合においては、出力光の反射光が漏れ光として、内側クラッド５２を伝播する場合に、この漏れ光を徐々に、或いは、段階的に放出することができるため好ましい。
【００８７】
また、第１〜第６実施形態において、被覆層５５は必ずしも必要ではなく、更に、光放出部材６１や熱変換部材６２は必ずしも必要ではない。この場合においても、コラプス領域において、内側クラッドから外側クラッドに伝播した漏れ光の少なくとも一部は、コラプス領域からホーリーファイバ外に放出される。
【００８８】
また、第２、第３実施形態において、空孔５６における最も直径が小さい部分と隣り合う部分においては、空孔５６が完全に潰されている構成としたが、空孔５６が完全に潰される部分は、必ずしも必要とされない。同様に、第５実施形態において、コラプス領域６０ｄにおいて、空孔５６は、コラプス領域６０ｃにおける空孔５６よりも直径が小さい限りにおいて、完全に潰される必要はない。
【００８９】
また、第５実施形態において、第６実施形態の様に、コラプス領域６０ａ〜６０ｄの長さを段階的に長くしても良い。
【００９０】
また、第６実施形態において、それぞれのコラプス領域６０ａ〜６０ｄの構成を、第２実施形態の様に、空孔５６が完全に潰された構成としても良く、第３実施形態の様に空孔５６が徐々に潰される構成としても良く、第４実施形態の様に空孔５６が段階的に潰される構成としても良い。
【００９１】
また、上記実施形態においては、ホーリーファイバ５０の一端５８に接続される増幅用光ファイバ３０のクラッド３２の外径は、ホーリーファイバ５０の内側クラッド５２以下とされたが、本発明はこれに限らず、ホーリーファイバ５０に接続される光ファイバのクラッドの外径が、ホーリーファイバ５０の内側クラッド５２の外径よりも大きくても良い。
【実施例】
【００９２】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものでは無い。
【００９３】
（実施例１）
図３に示すホーリーファイバを準備した。このホーリーファイバは、コアの直径が１５μｍで、内側クラッドの外径が約４００μｍで、空孔層には６．８μｍの空孔が１５７個形成され、外側クラッドの外径が５００μｍであり、外側クラッドが被覆層で被覆されているものとした。また、出力光を出力するダブルクラッドファイバを準備した。このダブルクラッドファイバは、コアがホーリーファイバと同じ直径であり、クラッドの外径が４００μｍであり、このクラッドが、樹脂クラッドで被覆されており、更にこの樹脂クラッドが被覆層で被覆されているものであった。
【００９４】
次に、ホーリーファイバの一方の端部付近の被覆層を剥離すると共に、ダブルクラッドファイバの出力端付近の被覆層を剥離した。そして、ホーリーファイバとダブルクラッドファイバのコアとが結合するように、ホーリーファイバの一方の端部とダブルクラッドファイバの出力端とを端面接続した。
【００９５】
次に、ホーリーファイバの一方の端部から５０ｃｍ離れた場所において、被覆層を１カ所だけ長さ１１０ｍｍ剥離した。そして、被覆層を剥離した領域において、長さ１００ｍｍに渡り、ＣＯ２レーザを用いて、空孔が無くなるまでホーリーファイバを加熱して、コラプス領域を設けた。そして、コラプス領域の外側クラッドを高屈折率のシリコン樹脂で被覆して、このシリコン樹脂を用いて、Ｖ溝が切ってありシートシンクに接続してあるステンレス鋼に、外側クラッドを接着固定した。こうして、シリコン樹脂を光放出部材とし、ステンレス鋼を熱変換部材とした。
【００９６】
次にダブルクラッドファイバとホーリーファイバとの接続部から５０Ｗの漏れ光が発生するようにダブルクラッドファイバの出力端から出力光を出力した。このときホーリーファイバの被覆層の温度は、約６０℃であった。
【００９７】
（実施例２）
実施例１と同様のホーリーファイバ及びダブルクラッドファイバを準備し、実施例１と同様にホーリーファイバとダブルクラッドファイバを接続した。
【００９８】
次に、ホーリーファイバの被覆層をホーリーファイバの一方の端部から５０ｃｍ離れた場所において、１０カ所剥離した。剥離の長さは、それぞれ実施例１と同じ長さとして、剥離の間隔は、５ｃｍとした。そして、それぞれの被覆層が剥離された領域において、実施例１と同様の方法で、実施例１と同じ長さのコラプス領域を設けた。ただし、それぞれのコラプス領域を設けるとき、ホーリーファイバの加熱を調整して、ホーリーファイバの一方の端部に最も近い（ダブルクラッドファイバとの接続部に最も近い）コラプス領域から他方の端部に最も近いコラプス領域にかけて、空孔の潰し方を強くして、空孔の直径が段階的に小さくなるようにした。そして、それぞれのコラプス領域において、実施例１と同様にして、熱変換部材に接続された光放出部材で外側クラッドを被覆した。
【００９９】
次にダブルクラッドファイバとホーリーファイバとの接続部から５０Ｗの漏れ光が発生するようにダブルクラッドファイバから出力光を出力した。このときホーリーファイバの被覆層の温度は、約６０℃であった。
【０１００】
（実施例３）
実施例１と同様のホーリーファイバ及びダブルクラッドファイバを準備し、実施例１と同様にホーリーファイバとダブルクラッドファイバを接続した。
【０１０１】
実施例２と同様にして、被覆層を１０カ所剥離した。そして、それぞれの被覆層が剥離された領域において、実施例１と同様の方法で、実施例１と同様に空孔が完全に潰れるまでホーリーファイバを加熱してコラプス領域を設けた。ただし、それぞれのコラプス領域の長さが、ホーリーファイバの一方の端部に最も近いコラプス領域から順に１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍ、５０ｍｍ、６０ｍｍ、７０ｍｍ、８０ｍｍ、９０ｍｍ、１００ｍｍとなるようにした。そして、それぞれのコラプス領域において、実施例１と同様にして、熱変換部材に接続された光放出部材で外側クラッドを被覆した
【０１０２】
次にダブルクラッドファイバとホーリーファイバとの接続部から５０Ｗの漏れ光が発生するようにダブルクラッドファイバから出力光を出力した。このときホーリーファイバの被覆層の温度は、約６０℃であった。
【０１０３】
（実施例４）
一方の端部から種光が入力される増幅用光ファイバを準備した。この増幅用光ファイバは、コアの直径が、１５μｍであり、クラッドの直径が４００μｍであり、クラッドが樹脂クラッドで被覆されて、樹脂クラッドが被覆層で被覆されているものとした。また、コアの直径が１５μｍで、内側クラッドの外径が約８０μｍで、空孔層には６．９μｍの空孔が３１個形成され、外側クラッドの外径が１４０μｍのホーリーファイバを準備した。さらに、コアの直径が１０５μｍの励起光伝播用ファイバとしてのマルチモードファイバを６本準備した。
【０１０４】
次に、増幅用光ファイバの他方の端部（出力端）付近の被覆層を剥離すると共に、ホーリーファイバの一方の端部付近の被覆層を剥離した。そして、ホーリーファイバのコアが増幅用光ファイバのコアと結合されるように、ホーリーファイバの一方の端部と増幅用光ファイバの出力端とを端面接続するとともに、ホーリーファイバの回りに６本のマルチモードファイバを配置して、マルチモードファイバのコアが増幅用光ファイバのクラッドに結合されるように、マルチモードファイバの一方の端部と増幅用光ファイバの出力端とを端面接続した。
【０１０５】
こうして増幅用光ファイバから出力される出力光がホーリーファイバに入力され、増幅用光ファイバの出力端側から励起光が入力される後方励起型のファイバレーザ装置を作製した。
【０１０６】
次に、ホーリーファイバの一方の端部から５０ｃｍ離れた場所において、実施例１と同様に被覆層を１カ所剥離した。そして、被覆層が剥離された領域において、実施例１と同様の方法で、実施例１と同じ長さのコラプス領域を設けた。ただし、コラプス領域を設けるとき、ホーリーファイバの加熱を調整して、コラプス領域におけるホーリーファイバの一方の端部に最も近い（増幅用光ファイバとの接続部に最も近い）部分から他方の端部に最も近い部分にかけて、徐々に空孔の潰し方を強くして、空孔の直径が徐々に小さくなるようにした。そして、コラプス領域の他方の端部に最も近い部分においては、空孔が完全に潰れるようにした。そして、コラプス領域において、実施例１と同様にして、熱変換部材に接続された光放出部材で外側クラッドを被覆した。
【０１０７】
次に、増幅用光ファイバの一方の端部から種光を入力するとともに、それぞれのマルチモードファイバに励起光入力して、増幅用光ファイバから種光が増幅された出力光を出力した。このとき励起光の強度を調整して、増幅用光ファイバとホーリーファイバとの接続部から５０Ｗの漏れ光が発生するように増幅用光ファイバから出力光が出力されるようにした。このときホーリーファイバの被覆層の温度は、約６０℃であった。
【０１０８】
以上、実施例１〜４において、いずれのホーリーファイバの被覆層も過剰に温度が上昇しないことが確認された。このことから、クラッドを伝播する漏れ光が被覆層に殆ど吸収されず、所望の位置に設けられたコラプス領域から放出されているものと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明によれば、所望の位置で、クラッドを伝播する漏れ光を放出することができるホーリーファイバ、及び、これを用いたレーザ装置が提供される。
【符号の説明】
【０１１０】
１・・・レーザ装置
１０・・・種光源
１５・・・種光伝播用ファイバ
２０・・・励起光源
２１・・・レーザダイオード
２２・・・励起光伝播用ファイバ
３０・・・増幅用光ファイバ
３１・・・コア
３２・・・クラッド
３３・・・樹脂クラッド
３４・・・被覆層
４０・・・コンバイナ
５０・・・ホーリーファイバ
５１・・・コア
５２・・・内側クラッド
５３・・・空孔層
５４・・・外側クラッド
５５・・・被覆層
５６・・・空孔
５７・・・リブ
６０、６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ・・・コラプス領域
６１・・・光放出部材
６２・・・熱変換部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホーリーファイバ、及び、これを用いたレーザ装置に関し、更に詳しくは、所望の位置で、クラッドを伝播する漏れ光を放出することができるホーリーファイバ、及び、これを用いたレーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ファイバレーザ装置は、加工機、医療機器、測定器の分野等において用いられ、増幅用光ファイバにおいて増幅された光が出力されるものである。このようなファイバレーザ装置においては、増幅用光ファイバのコアから出力された出力光が、デリバリファイバのコアに入力されて、デリバリファイバにより所望の場所まで伝播されてから、出力される場合がある。
【０００３】
しかし、増幅用光ファイバとデリバリファイバとの接続部において、コア同士の軸ずれや、コア同士の角度の不整合や、コア同士のモードフィールドの違い等により、増幅用光ファイバから出力される出力光の一部が、デリバリファイバのクラッドに漏れて、デリバリファイバのクラッドを伝播する場合がある。この場合、クラッドを伝播する漏れ光が、デリバリファイバの被覆層に吸収されて、被覆層が焼損するといった問題が生じることがある。
【０００４】
下記特許文献１には、このようなクラッドを伝播する漏れ光を光ファイバから放出する光学部品が記載されている。この光学部品においては、一端側の内径が小さく、他端側の内径が大きなガラス管に光ファイバが挿入されており、ガラス管の一端側の内壁が光ファイバのクラッドに融着されて、ガラス管の他端側の内壁が光ファイバから離されている。そして、光ファイバのクラッドに漏れた漏れ光は、ガラス管の一端側の融着部分においてクラッドからガラス管に伝播され、ガラス管に入力した光は、ガラス管の他端側から外に放出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１５８０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１に記載の光学部品においては、漏れ光は、光ファイバの被覆層等に吸収される前に放出される必要があるために、光ファイバの端部近傍に設けなければならず、設置位置が制限されていた。
【０００７】
そこで、本発明は、所望の位置で、クラッドを伝播する漏れ光を放出することができるホーリーファイバ、及び、これを用いたレーザ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】
【０００８】
本発明のホーリーファイバは、一端及び他端を有すると共に、コアと、前記コアを被覆する内側クラッドと、多数の空孔が形成されると共に前記内側クラッドを被覆する空孔層と、前記空孔層を被覆する外側クラッドと、を有するホーリーファイバであって、前記空孔がファイバの長さ方向に所定長さ潰されているコラプス領域が設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
このようなホーリーファイバによれば、コアに入力される光や、コアから出力される光の一部が、漏れ光として、内側クラッドに漏えいする場合においても、内側クラッドが空孔層に被覆されるため、漏れ光は、内側クラッドに閉じ込められて、内側クラッドを伝播する。このため意図しない場所において、漏れ光がホーリーファイバから放出されることが防止できる。従って、ホーリーファイバが、被覆層で被覆される場合においても、この被覆層を焼損することが防止できる。そして、コラプス領域においては、空孔層の空孔が潰されているため、漏れ光は、内側クラッドから空孔層を介して外側クラッドに伝播して、ホーリーファイバの外に放出される。従って、コラプス領域を所望の位置に設けることにより、所望の位置で、内側クラッドを伝播する漏れ光を放出することができる。
【００１０】
また、上記ホーリーファイバにおいて、前記空孔は、前記コラプス領域において、直径が細くなるように潰されていることが好ましい。
【００１１】
内側クラッドに入力する漏れ光は、開口数（ＮＡ）の高い成分からＮＡの低い成分まで含まれる。そこで、このようなホーリーファイバによれば、空孔の直径を細くすることにより、空孔層の屈折率の平均を調整することができるので、コラプス領域において内側クラッドで伝播できる光のＮＡを調整できる。従って、コラプス領域において内側クラッドで伝播できる光のＮＡを超えた漏れ光の成分を放出することができる。こうして、漏れ光の放出量を調整することができる。
【００１２】
或いは、上記ホーリーファイバにおいて、前記空孔は、前記コラプス領域において、完全に潰されていることが好ましい。
【００１３】
このようなホーリーファイバによれば、コラプス領域において、空孔が完全に潰されているため、漏れ光の放出量を最大限にすることができる。
【００１４】
また、上記ホーリーファイバにおける前記コラプス領域において、前記空孔は、前記一端から前記他端に向かう方向にかけて、徐々に直径が小さくなるように潰されていることが好ましい。
【００１５】
このようなホーリーファイバによれば、コラプス領域において、ホーリーファイバの一端から他端に向かう方向にかけて、空孔層の屈折率の平均が徐々に大きくなっていき、内側クラッドで伝播できる光のＮＡが徐々に小さくなる。従って、内側クラッドを一端から他端に向かって伝播する漏れ光は、コラプス領域において、空孔層の屈折率の平均が大きくなるにつれて、ＮＡの大きな漏れ光の成分から順にＮＡの小さな漏れ光の成分まで、徐々に放出される。従って、放出させる漏れ光を局所的に集中させず、ファイバの長さ方向に分散させることができる。
【００１６】
或いは、上記ホーリーファイバにおける前記コラプス領域において、前記空孔は、前記一端から前記他端に向かう方向にかけて、段階的に直径が小さくなるように潰されていることがやはり好ましい。
【００１７】
このようなホーリーファイバによれば、コラプス領域において、ホーリーファイバの一端から他端に向かう方向にかけて、空孔層の屈折率の平均が段階的に大きくなっていき、内側クラッドで伝播できる光のＮＡが段階的に小さくなる。従って、内側クラッドを一端から他端に向かって伝播する漏れ光は、コラプス領域において、空孔層の屈折率の平均が大きくなるにつれて、ＮＡの大きな漏れ光の成分から順にＮＡの小さな漏れ光の成分まで、段階的に放出される。従って、このようなホーリーファイバにおいても、放出させる漏れ光を局所的に集中させず、ファイバの長さ方向に分散させることができる。
【００１８】
さらに、上記ホーリーファイバにおいて、前記空孔は、最も直径が小さい部分と隣り合う部分において、完全に潰されていることがより好ましい。
【００１９】
このようなホーリーファイバによれば、コラプス領域において、空孔が、徐々にまたは段階的に直径が小さくなるように潰されて、最終的には完全に潰されている。従って、空孔が完全に潰されていない部分において、放出されなかった漏れ光を放出することができる。
【００２０】
また、上記ホーリーファイバにおいて、前記コラプス領域は、複数設けられ、前記空孔は、前記一端に最も近い前記コラプス領域から前記他端に最も近い前記コラプス領域にかけて、段階的に直径が小さくなるように潰されていることを特徴とすることが好ましい。
【００２１】
このようなホーリーファイバによれば、複数のコラプス領域において、ホーリーファイバの一端から他端に向かう順に、コラプス領域における空孔層の屈折率の平均が段階的に大きくなる。従って、それぞれのコラプス領域毎に内側クラッドで伝播できる光のＮＡが段階的に小さくなる。このため、内側クラッドを一端から他端に向かって伝播する漏れ光は、それぞれのコラプス領域において、ＮＡの大きな漏れ光の成分から順に段階的に放出される。従って、このようなホーリーファイバによれば、それぞれのコラプス領域から漏れ光が段階的に分けられて出力されるため、放出させる漏れ光を局所的に集中させず、ファイバの長さ方向に分散させることができる。
【００２２】
さらに、上記ホーリーファイバにおいて、前記他端に最も近い前記コラプス領域において、前記空孔は完全に潰されていることがより好ましい。
【００２３】
このようなホーリーファイバによれば、空孔が完全に潰されていないコラプス領域において、放出されなかった漏れ光を放出することができる。
【００２４】
また、上記ホーリーファイバにおいて、前記コラプス領域は、複数設けられ、複数の前記コラプス領域は、前記一端に最も近い前記コラプス領域から前記他端に最も近いコラプス領域にかけて、段階的に長くされていることが好ましい。
【００２５】
このようなホーリーファイバによれば、それぞれのコラプス領域において、ホーリーファイバの一端から他端に向かう順に、漏れ光が放出され易くなる。従って、内側クラッドを一端から他端に向かって伝播する漏れ光は、それぞれのコラプス領域において、段階的に放出される。従って、このようなホーリーファイバによれば、それぞれのコラプス領域から漏れ光が段階的に分けられて出力されるため、放出させる漏れ光を局所的に集中させず、ファイバの長さ方向に分散させることができる。
【００２６】
また、上記ホーリーファイバにおいて、前記一端は、前記コアに光を入力する入力端であることが好ましい。
【００２７】
このようなホーリーファイバによれば、ホーリーファイバの一端から光が入力するときに、入力する光の一部がコアから漏れて、漏れ光として、ホーリーファイバの一端から他端に向かって、クラッドを伝播する場合がある。しかし、このような場合においても、コラプス領域において、漏れ光を出力することができる。特に、一端から他端に伝播する漏れ光が徐々に放出されたり、段階的に放出される構成である場合には、放出される漏れ光を局所的に集中させず、ファイバの長さ方向に分散させることができる。
【００２８】
或いは、上記ホーリーファイバにおいて、前記一端は、前記コアから光を出力する出力端であることが好ましい。
【００２９】
このようなホーリーファイバによれば、ホーリーファイバの一端から光が出力するときに、出力する光の一部が反射して、反射した光が漏れ光として、ホーリーファイバの一端から他端に向かって、クラッドを伝播する場合がある。しかし、このような場合においても、コラプス領域において、漏れ光を出力することができる。特に、一端から他端に伝播する漏れ光が徐々に放出されたり、段階的に放出される構成である場合には、放出される漏れ光を局所的に集中させず、ファイバの長さ方向に分散させることができる。
【００３０】
また、上記ホーリーファイバにおける前記コラプス領域において、前記外側クラッドの少なくとも１部は、前記外側クラッドの屈折率以上の屈折率を有する光放出部材で被覆されていることが好ましい。
【００３１】
このようなホーリーファイバによれば、外側クラッドから光放出部材に漏れ光を伝播し易く、漏れ光をより効率よく放出することができる。
【００３２】
さらに、上記ホーリーファイバにおいて、前記光放出部材は、熱変換部材に接続されていることがより好ましい。
【００３３】
このようなホーリーファイバによれば、光放出部材に伝播した漏れ光を熱変換部材に吸収させて熱に変換することが出来るので、空間に漏れ光が無駄に放出されることを抑制することができる。
【００３４】
また、本発明のレーザ装置は、上記のホーリーファイバを備え、前記ホーリーファイバにより出力光が伝播されることを特徴とするものである。
【００３５】
このようなレーザ装置によれば、出力光をホーリーファイバにより伝播することができると共に、漏れ光が生じて、この漏れ光がホーリーファイバのクラッドを伝播する場合においても、所望の位置で、漏れ光を放出することができる。
【００３６】
さらに、上記レーザ装置において、コア及びクラッドを有すると共に、前記ホーリーファイバに端面接続され、前記ホーリーファイバの前記コアに前記出力光を入力する光ファイバをさらに備え、前記クラッドの外径は、前記内側クラッドの外径以下とされることが好ましい。
【００３７】
このようなレーザ装置によれば、ホーリーファイバに接続される光ファイバにおいて、不要な漏れ光が生じて、この漏れ光が光ファイバのクラッドから出力される場合においても、漏れ光をホーリーファイバの内側クラッドに閉じ込め易くすることができる。また、端面接続されるとき、ホーリーファイバの空孔が基となり泡が形成されることを抑制することができる。
【発明の効果】
【００３８】
以上のように、本発明によれば、所望の位置で、クラッドを伝播する漏れ光を放出することができるホーリーファイバ、及び、これを用いたレーザ装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るレーザ装置を示す図である。
【図２】図１の増幅用光ファイバの長さ方向に垂直な断面の様子を示す図である。
【図３】図１のホーリーファイバの長さ方向に垂直な断面の様子を示す図である。
【図４】増幅用光ファイバとホーリーファイバとの接続の様子を示す図である。
【図５】図１のホーリーファイバの長さ方向に沿ったコラプス領域の断面の様子を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るレーザ装置のホーリーファイバの長さ方向に沿ったコラプス領域の断面の様子を示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係るレーザ装置のホーリーファイバの長さ方向に沿ったコラプス領域の断面の様子を示す図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係るレーザ装置のホーリーファイバの長さ方向に沿ったコラプス領域の断面の様子を示す図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係るレーザ装置のホーリーファイバの長さ方向に沿ったコラプス領域の断面の様子を示す図である。
【図１０】本発明の第６実施形態に係るレーザ装置のホーリーファイバの長さ方向に沿ったコラプス領域の断面の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明に係るホーリーファイバ、及び、これを用いたレーザ装置の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００４１】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るレーザ装置を示す図である。
【００４２】
図１に示すように、レーザ装置１は、ファイバレーザ装置であり、種光を出力する種光源１０と、励起光を出力する励起光源２０と、種光と励起光とが入力する増幅用光ファイバ３０と、種光源１０及び励起光源２０と増幅用光ファイバ３０とを接続するコンバイナ４０と、増幅用光ファイバ３０に一端が接続されているデリバリファイバとしてのホーリーファイバ５０と、を主な構成として備える。
【００４３】
種光源１０は、例えば、レーザダイオードから成るレーザ光源や、ファブリペロー型やファイバリング型のファイバレーザ装置から構成されている。この種光源１０から出力される種光は、特に制限されるものではないが、例えば、波長が１０７０ｎｍのレーザ光とされる。また、種光源１０は、コア、及び、コアを被覆するクラッドから構成される種光伝播用ファイバ１５に接続されており、種光源１０から出力される種光は、種光伝播用ファイバ１５のコアを伝播する。種光伝播用ファイバ１５としては、例えば、シングルモードファイバが挙げられ、この場合、種光は種光伝播用ファイバ１５をシングルモード光として伝播する。
【００４４】
励起光源２０は、複数のレーザダイオード２１から構成され、上述のように種光の波長が１０７０ｎｍの場合、例えば、波長が９１５ｎｍの励起光を出力する。また、励起光源２０のそれぞれのレーザダイオード２１は、励起光伝播用ファイバ２２に接続されており、レーザダイオード２１から出力される励起光は、励起光伝播用ファイバ２２を伝播する。励起光伝播用ファイバ２２としては、例えば、マルチモードファイバが挙げられ、この場合、励起光は励起光伝播用ファイバ２２をマルチモード光として伝播する。
【００４５】
図２は、増幅用光ファイバ３０の長手方向に垂直な断面の構造を示す図である。図２に示すように、増幅用光ファイバ３０は、コア３１と、コア３１を被覆するクラッド３２と、クラッド３２を被覆する樹脂クラッド３３と、樹脂クラッド３３を被覆する被覆層３４とから構成される。クラッド３２の屈折率はコア３１の屈折率よりも低く、樹脂クラッド３３の屈折率はクラッド３２の屈折率よりもさらに低くされている。コア３１の直径は、例えば、１５μｍとされ、クラッド３２の外径は、例えば、４００μｍとされる。このような、コア３１を構成する材料としては、例えば、屈折率を上昇させるゲルマニウム等の元素、及び、励起光源２０から出力される励起光により励起されるイッテルビウム（Ｙｂ）等の活性元素が添加された石英が挙げられる。このような活性元素としては、希土類元素が挙げられ、希土類元素としては、上記Ｙｂの他にツリウム（Ｔｍ）、セリウム（Ｃｅ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ユーロピウム（Ｅｕ）等が挙げられる。さらに活性元素として、希土類元素の他に、ビスマス（Ｂｉ）やクロム（Ｃｒ）等が挙げられる。また、クラッド３２を構成する材料としては、例えば、何らドーパントが添加されていない純粋石英が挙げられる。また、樹脂クラッド３３を構成する材料としては、例えば、紫外線硬化樹脂が挙げられ、被覆層３４を構成する材料としては、例えば、樹脂クラッド３３を構成する樹脂とは異なる紫外線硬化樹脂が挙げられる。
【００４６】
コンバイナ４０は、種光伝播用ファイバ１５及びそれぞれの励起光伝播用ファイバ２２と、増幅用光ファイバ３０とを接続している。具体的には、コンバイナ４０において、種光伝播用ファイバ１５のコアが、増幅用光ファイバ３０のコア３１に端面接続されている。さらにコンバイナ４０において、それぞれの励起光伝播用ファイバ２２のコアが、増幅用光ファイバ３０の一端において、クラッド３２に端面接続されている。こうして、種光源１０から出力される種光は、増幅用光ファイバ３０のコア３１に入力され、励起光源２０から出力される励起光は、増幅用光ファイバ３０のクラッド３２に入力される。
【００４７】
図３は、図１のホーリーファイバ５０の長さ方向に垂直な断面の様子を示す図である。図３に示すように、ホーリーファイバ５０は、コア５１と、コア５１を被覆する内側クラッド５２と、内側クラッド５２を被覆する空孔層５３と、空孔層５３を被覆する外側クラッド５４と、外側クラッド５４を被覆する被覆層５５とから構成される。コア３１の直径は、例えば、１５μｍとされ、内側クラッド５２の外径は、例えば、４００μｍとされる。また、空孔層５３は、内側クラッド５２を被覆するように多数の空孔５６が形成され、それぞれの空孔５６の間には、リブ５７が形成されている。それぞれの空孔５６の直径は、例えば、６．８μｍであり、空孔５６の間隔（リブ５７の幅）は、例えば、最短部分で、１．２μｍとされる。そして、内側クラッド５２、リブ５７、外側クラッド５４は、共にコア５１よりも屈折率が低い同じ材料から構成されている。このような、コア５１を構成する材料としては、例えば、屈折率を上昇させるゲルマニウム等の元素が添加された石英が挙げられ、内側クラッド５２、リブ５７、外側クラッド５４を構成する材料としては、例えば、何らドーパントが添加されていない純粋石英が挙げられる。また、被覆層５５を構成する材料としては、例えば、紫外線硬化樹脂が挙げられる。
【００４８】
図１に示すように、このホーリーファイバ５０の一端５８は、上述のように増幅用光ファイバ３０と接続されており、他端５９にはなにも接続されておらず自由端とされている。図４は、このような増幅用光ファイバ３０とホーリーファイバ５０との接続の様子を示す図である。なお、理解の容易のために、図４においては、増幅用光ファイバ３０及びホーリーファイバ５０を構成する各部の縮尺が図２、図３と変えられている。図４に示すように、ホーリーファイバ５０は、一端５８付近において、被覆層５５が剥離されている。また、増幅用光ファイバ３０は、他端３９付近において、樹脂クラッド３３及び被覆層３４が剥離されている。そして、ホーリーファイバ５０の一端５８は、増幅用光ファイバ３０の他端３９に端面接続され、ホーリーファイバ５０のコア５１と、増幅用光ファイバ３０のコア３１とが接続され、ホーリーファイバ５０の内側クラッド５２と増幅用光ファイバ３０のクラッド３２とが接続されている。なお、本実施形態の様にホーリーファイバ５０に出力光を入力する増幅用光ファイバ３０とホーリーファイバ５０とが端面接続される場合、増幅用光ファイバ３０のクラッド３２の外径が、ホーリーファイバ５０の内側クラッド５２の外径以下とされることが好ましい。このような構成にされることにより、増幅用光ファイバ３０とホーリーファイバ５０とが端面接続されるとき、ホーリーファイバの空孔が基となり泡が形成されることを抑制することができる。
【００４９】
また、ホーリーファイバ５０には、図１に示すようにコラプス領域６０が形成されている。図５は、図１のホーリーファイバの長さ方向に沿ったコラプス領域の断面の様子を示す図である。なお、理解の容易のために、図５においては、ホーリーファイバ５０を構成する各部の縮尺が図３と変えられており、増幅用光ファイバ３０が省略されている。図５に示すようにコラプス領域６０及びその周辺の領域においては、被覆層５５が剥離されている。そして、コラプス領域６０においては、それぞれの空孔５６は、直径が細くなるように潰されており、ぞれぞれの空孔５６の間に形成されているリブ５７の幅が大きくされている。従って、コラプス領域６０においては、空孔層５３の屈折率の平均が大きくされており、ホーリーファイバ５０の他の領域よりも、内側クラッド５２で伝播できる光のＮＡが小さくなっている。このため、ホーリーファイバ５０のコラプス領域以外において内側クラッド５２で伝播できる光であっても、コラプス領域６０においては、一部の光は、内側クラッド５２で伝播されず、空孔層５３を介して外側クラッド５４に伝播する。
【００５０】
なお、コラプス領域６０における空孔５６の直径は、例えば、コラプス領域６０以外の空孔５６の直径の０〜８０％とされ、特に内側クラッド５２のＮＡがコア５１のＮＡ以下となるような直径とされることが、増幅用光ファイバ３０のコア３１からデリバリファイバ５０の内側クラッド５２へと漏れ出す光のＮＡは、コア５１のＮＡよりも大きい場合が多いことから、必要最低限の工数で十分な効果が得られるため好ましい。また、コラプス領域６０の長さは、例えば、１００ｍｍとされる。
【００５１】
このようなコラプス領域は、ホーリーファイバ５０の被覆層５５を剥離して、被覆層５５が剥離された領域の少なくとも１部を加熱して空孔５６を潰すことで設けることができる。このとき、加熱温度及び加熱時間を制御することにより、空孔の潰し方を調整することができる。このような、加熱には、ＣＯ２レーザや酸水素炎や放電加工を用いることができる。
【００５２】
また、コラプス領域６０における外側クラッド５４の外周面の少なくとも一部は、光放出部材６１で被覆されており、光放出部材６１は、熱変換部材６２に接続されている。光放出部材６１は、外側クラッド５４の屈折率以上の屈折率を有する材料から構成されている。このような材料としては、例えば、高屈折率のシリコン樹脂等が挙げられる。また、熱変換部材６２は、光を熱に変換する部材であれば、特に限定されるわけではないが、放熱性に優れる部材であることが好ましく、例えばステンレス鋼等の金属から構成されている。
【００５３】
次にレーザ装置１の動作について説明する。
【００５４】
まず、種光源１０から種光が出力されると共に、励起光源２０から励起光が出力される。このとき種光源１０から出力される種光は、上述のように、例えば、波長が１０８０ｎｍとされる。種光源１０から出力された種光は、種光伝播用ファイバ１５のコアを伝播して、コンバイナ４０に入力する。
【００５５】
一方、励起光源２０のそれぞれのレーザダイオード２１から出力される励起光は、上述のように、例えば、波長が９１５ｎｍとされる。それぞれのレーザダイオード２１から出力された励起光は、励起光伝播用ファイバ２２を伝播しコンバイナ４０に入力する。
【００５６】
こうしてコンバイナ４０に入力した種光は、増幅用光ファイバ３０のコア３１に入力して、コア３１を伝播する。一方、コンバイナ４０に入力した励起光は、増幅用光ファイバ３０のクラッド３２に入力して、クラッド３２を主に伝播する。
【００５７】
そして、励起光がコア３１を通過するときに、コア３１に添加されている活性元素に吸収されて、活性元素を励起する。励起された活性元素は、誘導放出を起こし、この誘導放出により種光が増幅されて、出力光として増幅用光ファイバ３０の他端３９から出力される。
【００５８】
そして、増幅用光ファイバ３０のコア３１から出力した出力光は、ホーリーファイバ５０のコア５１に入力し、コア５１を伝播して、ホーリーファイバ５０の他端５９から出力される。
【００５９】
このとき、増幅用光ファイバ３０とホーリーファイバ５０との接続部分において、コア同士の軸ずれや、コア同士の角度の不整合や、コア同士のモードフィールドの違い等により、増幅用光ファイバ３０から出力される出力光の一部が漏れ光としてホーリーファイバ５０の内側クラッド５２に入力する場合がある。この場合、内側クラッド５２に入力した漏れ光は、空孔層５３が内側クラッド５２を被覆しているため、内側クラッド５２に閉じ込められて伝播する。そして、内側クラッド５２を伝播する漏れ光は、コラプス領域６０に達する。ところで、内側クラッド５２に入力する漏れ光は、ＮＡの高い成分からＮＡの低い成分まで含む。しかし、上述のように、コラプス領域６０における内側クラッド５２は、コラプス領域６０以外における内側クラッド５２よりも、伝播できる光のＮＡが小さいため、漏れ光のうち、内側クラッド５２で伝播できる光のＮＡを超えている成分は、空孔層５３を介して、外側クラッド５４に伝播する。そして、外側クラッド５４に伝播した漏れ光は、光放出部材６１に放出されて、熱変換部材６２により熱に変換されて消滅する。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態におけるレーザ装置１によれば、ホーリーファイバ５０において、コア５１に入力される出力光の一部が、漏れ光として、内側クラッド５２に漏えいする場合においても、内側クラッド５２が空孔層５３に被覆されるため、漏れ光は、内側クラッド５２に閉じ込められて、内側クラッド５２を伝播する。このため使用者が意図しない場所において、漏れ光がホーリーファイバ５０から放出されることが防止できる。従って、ホーリーファイバ５０が、被覆層５５で被覆される場合においても、この被覆層５５を焼損することが防止できる。そして、コラプス領域６０においては、空孔層５３の空孔５６が潰されているため、漏れ光は、内側クラッド５２から空孔層５３を介して外側クラッド５４に伝播して、ホーリーファイバ５０の外に放出される。従って、コラプス領域６０を所望の位置に設けることにより、所望の位置で、内側クラッド５２を伝播する漏れ光を放出することができる。
【００６１】
また、空孔５６は、コラプス領域６０において、直径が細くなるように潰されているため、空孔５６の直径を細くすることにより、空孔層５３の屈折率の平均を自由に調整することができる。従って、このようなホーリーファイバ５０によれば、コラプス領域６０において内側クラッド５２で伝播できる光のＮＡを調整できるので、コラプス領域６０において内側クラッド５２で伝播できる光のＮＡを超えた漏れ光の成分を放出することができる。こうして、漏れ光の放出量を調整することができる。
【００６２】
また、コラプス領域６０に光放出部材６１を設けることにより、外側クラッド５４から光放出部材６１に漏れ光を伝播し易く、漏れ光をより効率よく放出することができ、光放出部材６１に熱変換部材６２を接続することにより、光放出部材６１に伝播した漏れ光を熱変換部材６２に吸収させて熱に変換することが出来るので、空間に漏れ光が無駄に放出されることを抑制することができる。
【００６３】
また、本実施形態においては、ホーリーファイバ５０の一端に端面接続される増幅用光ファイバ３０のクラッド３２の外径が、ホーリーファイバ５０の内側クラッド５２の外径以下とされるため、漏れ光をホーリーファイバ５０の内側クラッド５２に閉じ込めやすくすることができる。
【００６４】
また、本実施形態においては、増幅用光ファイバ３０入力される励起光の一部が、増幅用光ファイバ３０に吸収されずに、クラッド３２を伝播して、増幅用光ファイバ３０の他端３９から出力される場合においても、この出力された励起光を、ホーリーファイバ５０の内側クラッド５２に入力させることができる。この場合、内側クラッド５２に入力した励起光は、漏れ光と共に内側クラッド５２を伝播して、コラプス領域６０から放出される。そして、本実施形態においては、上述のように、ホーリーファイバ５０の一端に端面接続される増幅用光ファイバ３０のクラッド３２の外径が、ホーリーファイバ５０の内側クラッド５２の外径以下とされるため、増幅用光ファイバ３０から出力された励起光を、効率良くホーリーファイバ５０の内側クラッド５２に入力させることができる。
【００６５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図６を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。図６は、本発明の第２実施形態に係るレーザ装置のホーリーファイバ５０の長さ方向に沿ったコラプス領域６０の断面の様子を示す図である。なお、理解の容易のために、図６においても、ホーリーファイバ５０を構成する各部の縮尺が図３と変えられており、増幅用光ファイバ３０が省略されている。
【００６６】
図６に示すように、本実施形態のレーザ装置は、ホーリーファイバ５０に設けられているコラプス領域６０において、空孔５６が完全に潰されている点で、第１実施形態のレーザ装置１と異なる。従って、空孔５６が完全に潰されている部分において、図１に示すリブ５７は、全て繋がっている。
【００６７】
本実施形態におけるレーザ装置１によれば、ホーリーファイバ５０のコラプス領域６０において、空孔５６が完全に潰されているため、漏れ光を内側クラッドに閉じ込める構造が存在しなく、漏れ光の放出量を最大限にすることができる。
【００６８】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図７を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。図７は、本発明の第３実施形態に係るレーザ装置のホーリーファイバ５０の長さ方向に沿ったコラプス領域６０の断面の様子を示す図である。なお、理解の容易のために、図７においても、ホーリーファイバ５０を構成する各部の縮尺が図３と変えられており、増幅用光ファイバ３０が省略されている。
【００６９】
図７に示すように、本実施形態のレーザ装置は、ホーリーファイバ５０に設けられているコラプス領域６０において、空孔５６が、ホーリーファイバ５０の一端５８から他端５９に向かう方向にかけて、徐々に直径が小さくなるように潰されている点で、第１実施形態のレーザ装置１と異なる。つまり、コラプス領域６０において、空孔５６を形成する内壁がホーリーファイバ５０の長手方向に対して傾斜するようにして、空孔５６の直径が徐々に小さくされている。このため、コラプス領域６０においては、ホーリーファイバ５０の一端５８から他端５９に向かう方向にかけて、図３のリブ５７の幅が徐々に大きくされ、空孔層５３の屈折率の平均が徐々に大きくされている。従って、コラプス領域６０においては、ホーリーファイバ５０の一端５８から他端５９に向かう方向にかけて、内側クラッド５２で伝播できる光のＮＡが徐々に小さくされている。そして、空孔５６における最も直径が小さい部分と隣り合う部分においては、空孔５６が完全に潰されている。
【００７０】
本実施形態におけるレーザ装置によれば、内側クラッド５２をホーリーファイバ５０の一端５８から他端５９に向かって伝播する漏れ光は、コラプス領域６０において、空孔層５３の屈折率の平均が徐々に大きくなるにつれて、ＮＡの大きな漏れ光の成分から順にＮＡの小さな漏れ光の成分まで、徐々に放出される。従って、放出させる漏れ光を局所的に集中させず、ファイバの長さ方向に分散させることができる。
【００７１】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図８を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。図８は、本発明の第４実施形態に係るレーザ装置のホーリーファイバの長さ方向に沿ったコラプス領域の断面の様子を示す図である。なお、理解の容易のために、図８においても、ホーリーファイバ５０を構成する各部の縮尺が図３と変えられており、増幅用光ファイバ３０が省略されている。
【００７２】
図８に示すように、本実施形態のレーザ装置は、ホーリーファイバ５０に設けられているコラプス領域６０において、空孔５６が、ホーリーファイバ５０の一端５８から他端５９に向かう方向にかけて、段階的に直径が小さくなるように潰されている点において、第１実施形態のレーザ装置１と異なる。つまり、コラプス領域６０においては、ホーリーファイバ５０の一端５８から他端５９に向かう方向にかけて、図３のリブ５７の幅が段階的に大きくされ、空孔層５３の屈折率の平均が段階的に大きくされている。従って、コラプス領域６０においては、ホーリーファイバ５０の一端５８から他端５９に向かう方向にかけて、内側クラッド５２で伝播できる光のＮＡが段階的に小さくされている。そして、空孔５６における最も直径が小さい部分と隣り合う部分においては、空孔５６が完全に潰されている。
【００７３】
本実施形態におけるレーザ装置によれば、内側クラッド５２をホーリーファイバ５０の一端５８から他端５９に向かって伝播する漏れ光は、コラプス領域６０において、空孔層５３の屈折率の平均が段階的に大きくなるにつれて、ＮＡの大きな漏れ光の成分から順にＮＡの小さな漏れ光の成分まで、段階的に放出される。従って、放出させる漏れ光を局所的に集中させず、ファイバの長さ方向に分散させることができる。
【００７４】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について図９を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。図９は、本発明の第５実施形態に係るレーザ装置のホーリーファイバの長さ方向に沿ったコラプス領域の断面の様子を示す図である。なお、理解の容易のために、図９においても、ホーリーファイバ５０を構成する各部の縮尺が図３と変えられており、増幅用光ファイバ３０が省略されている。
【００７５】
図９に示すように、本実施形態のレーザ装置は、ホーリーファイバ５０に複数のコラプス領域６０ａ〜６０ｄが設けられており、空孔５６は、ホーリーファイバ５０の一端５８に最も近いコラプス領域６０ａから他端５９に最も近いコラプス領域６０ｄにかけて、段階的に直径が小さくなるように潰されている点において、第１実施形態のレーザ装置１と異なる。そして、ホーリーファイバ５０の他端５９に最も近いコラプス領域６０ｄにおいて、空孔５６は完全に潰されている。つまり、それぞれのコラプス領域６０ａ〜６０ｄにおけるリブ５７の幅が、コラプス領域６０ａからコラプス領域６０ｄにかけて段階的に大きくされ、空孔層５３の屈折率の平均が段階的に大きくされている。従って、それぞれのコラプス領域６０ａ〜６０ｄにおいては、コラプス領域６０ａからコラプス領域６０ｄにかけて、内側クラッド５２で伝播できる光のＮＡが段階的に小さくされている。なお、本実施形態においては、それぞれのコラプス領域６０ａ〜６０ｄは、互いに同じ長さとされている。
【００７６】
そして、それぞれのコラプス領域６０ａ〜６０ｄにおいては、第１実施形態のコラプス領域６０と同様にして、外側クラッド５４の外周面の少なくとも一部が、光放出部材６１で被覆されており、光放出部材６１は、熱変換部材６２に接続されている。
【００７７】
本実施形態におけるレーザ装置によれば、ホーリーファイバ５０の一端５８から他端５９に向かうコラプス領域６０ａ〜６０ｄにかけて、ＮＡの大きな漏れ光の成分から順に放出され易くなる。従って、内側クラッド５２をホーリーファイバ５０の一端５８から他端５９に向かって伝播する漏れ光は、それぞれのコラプス領域６０ａ〜６０ｄにおいて、段階的に放出される。従って、このようなホーリーファイバ５０によれば、それぞれのコラプス領域６０ａ〜６０ｄから漏れ光が段階的に分けられて出力されるため、放出させる漏れ光を局所的に集中させず、ファイバの長さ方向に分散させることができる。
【００７８】
さらに他端に最も近いコラプス領域６０ｄにおいて、空孔５６が完全に潰されているため、空孔５６が完全に潰されていないコラプス領域６０ａ〜６０ｃにおいて、放出されなかった漏れ光を放出することができる。
【００７９】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について図１０を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。図１０は、本発明の第６実施形態に係るレーザ装置のホーリーファイバの長さ方向に沿ったコラプス領域の断面の様子を示す図である。なお、理解の容易のために、図１０においても、ホーリーファイバ５０を構成する各部の縮尺が図３と変えられており、増幅用光ファイバ３０が省略されている。
【００８０】
図１０に示すように、本実施形態のレーザ装置は、ホーリーファイバ５０に複数のコラプス領域６０ａ〜６０ｄが設けられており、複数の前記コラプス領域６０ａ〜６０ｄは、ホーリーファイバ５０の一端５８に最も近いコラプス領域６０ａから他端５９に最も近いコラプス領域６０ｄにかけて、段階的に長くされている点において、第１実施形態のレーザ装置１と異なる。なお、本実施形態においては、それぞれのコラプス領域６０ａ〜６０ｄにおいて、空孔５６は、直径が同じ大きさになるように、潰されている。
【００８１】
そして、それぞれのコラプス領域６０ａ〜６０ｄにおいては、第１実施形態のコラプス領域６０と同様にして、外側クラッド５４の外周面の少なくとも一部が、光放出部材６１で被覆されており、光放出部材６１は、熱変換部材６２に接続されている。
【００８２】
本実施形態におけるレーザ装置によれば、ホーリーファイバ５０の、複数のコラプス領域６０ａ〜６０ｄにおいて、ホーリーファイバ５０の一端５８から他端５９に向かう順に、漏れ光が放出され易くなる。従って、内側クラッド５２を一端５８から他端５９に向かって伝播する漏れ光は、それぞれのコラプス領域６０ａ〜６０ｄにおいて、段階的に放出される。従って、このようなホーリーファイバ５０によれば、それぞれのコラプス領域６０ａ〜６０ｄから漏れ光が段階的に分けられて出力されるため、放出させる漏れ光を局所的に集中させず、ファイバの長さ方向に分散させることができる。
【００８３】
以上、本発明について、第１〜第６実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００８４】
例えば、第１実施形態〜第６実施形態において、レーザ装置をファイバレーザ装置を例に説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、固体レーザ装置のデリバリファイバとして、ホーリーファイバ５０が接続される構成であっても良い。
【００８５】
また、第１実施形態〜第６実施形態においては、ホーリーファイバ５０が出力光のデリバリファイバとして用いられたレーザ装置を説明したが、ホーリーファイバ５０は、出力光のデリバリファイバ以外にも適用でき、特にパワーの大きな光を伝播する光ファイバに適用されることが好適である。
【００８６】
また、第１〜第６実施形態においては、ホーリーファイバの一端５８が出力光の入力端とされ、他端５９が出力光の出力端とされた。しかし、本発明はこれに限らず、ホーリーファイバの他端５９が出力光の入力端とされ、一端５８が出力光の出力端とされても良い。この場合、出力光が、一端５８において出力されるときに、一部の出力光が端面の反射により、漏れ光として内側クラッド５２を一端５８から他端５９に伝播する場合においても、この漏れ光をコラプス領域において放出することができる。特に、第３〜第６実施形態において、一端５８が出力光の出力端とされる場合においては、出力光の反射光が漏れ光として、内側クラッド５２を伝播する場合に、この漏れ光を徐々に、或いは、段階的に放出することができるため好ましい。
【００８７】
また、第１〜第６実施形態において、被覆層５５は必ずしも必要ではなく、更に、光放出部材６１や熱変換部材６２は必ずしも必要ではない。この場合においても、コラプス領域において、内側クラッドから外側クラッドに伝播した漏れ光の少なくとも一部は、コラプス領域からホーリーファイバ外に放出される。
【００８８】
また、第２、第３実施形態において、空孔５６における最も直径が小さい部分と隣り合う部分においては、空孔５６が完全に潰されている構成としたが、空孔５６が完全に潰される部分は、必ずしも必要とされない。同様に、第５実施形態において、コラプス領域６０ｄにおいて、空孔５６は、コラプス領域６０ｃにおける空孔５６よりも直径が小さい限りにおいて、完全に潰される必要はない。
【００８９】
また、第５実施形態において、第６実施形態の様に、コラプス領域６０ａ〜６０ｄの長さを段階的に長くしても良い。
【００９０】
また、第６実施形態において、それぞれのコラプス領域６０ａ〜６０ｄの構成を、第２実施形態の様に、空孔５６が完全に潰された構成としても良く、第３実施形態の様に空孔５６が徐々に潰される構成としても良く、第４実施形態の様に空孔５６が段階的に潰される構成としても良い。
【００９１】
また、上記実施形態においては、ホーリーファイバ５０の一端５８に接続される増幅用光ファイバ３０のクラッド３２の外径は、ホーリーファイバ５０の内側クラッド５２以下とされたが、本発明はこれに限らず、ホーリーファイバ５０に接続される光ファイバのクラッドの外径が、ホーリーファイバ５０の内側クラッド５２の外径よりも大きくても良い。
【実施例】
【００９２】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものでは無い。
【００９３】
（実施例１）
図３に示すホーリーファイバを準備した。このホーリーファイバは、コアの直径が１５μｍで、内側クラッドの外径が約４００μｍで、空孔層には６．８μｍの空孔が１５７個形成され、外側クラッドの外径が５００μｍであり、外側クラッドが被覆層で被覆されているものとした。また、出力光を出力するダブルクラッドファイバを準備した。このダブルクラッドファイバは、コアがホーリーファイバと同じ直径であり、クラッドの外径が４００μｍであり、このクラッドが、樹脂クラッドで被覆されており、更にこの樹脂クラッドが被覆層で被覆されているものであった。
【００９４】
次に、ホーリーファイバの一方の端部付近の被覆層を剥離すると共に、ダブルクラッドファイバの出力端付近の被覆層を剥離した。そして、ホーリーファイバとダブルクラッドファイバのコアとが結合するように、ホーリーファイバの一方の端部とダブルクラッドファイバの出力端とを端面接続した。
【００９５】
次に、ホーリーファイバの一方の端部から５０ｃｍ離れた場所において、被覆層を１カ所だけ長さ１１０ｍｍ剥離した。そして、被覆層を剥離した領域において、長さ１００ｍｍに渡り、ＣＯ２レーザを用いて、空孔が無くなるまでホーリーファイバを加熱して、コラプス領域を設けた。そして、コラプス領域の外側クラッドを高屈折率のシリコン樹脂で被覆して、このシリコン樹脂を用いて、Ｖ溝が切ってありシートシンクに接続してあるステンレス鋼に、外側クラッドを接着固定した。こうして、シリコン樹脂を光放出部材とし、ステンレス鋼を熱変換部材とした。
【００９６】
次にダブルクラッドファイバとホーリーファイバとの接続部から５０Ｗの漏れ光が発生するようにダブルクラッドファイバの出力端から出力光を出力した。このときホーリーファイバの被覆層の温度は、約６０℃であった。
【００９７】
（実施例２）
実施例１と同様のホーリーファイバ及びダブルクラッドファイバを準備し、実施例１と同様にホーリーファイバとダブルクラッドファイバを接続した。
【００９８】
次に、ホーリーファイバの被覆層をホーリーファイバの一方の端部から５０ｃｍ離れた場所において、１０カ所剥離した。剥離の長さは、それぞれ実施例１と同じ長さとして、剥離の間隔は、５ｃｍとした。そして、それぞれの被覆層が剥離された領域において、実施例１と同様の方法で、実施例１と同じ長さのコラプス領域を設けた。ただし、それぞれのコラプス領域を設けるとき、ホーリーファイバの加熱を調整して、ホーリーファイバの一方の端部に最も近い（ダブルクラッドファイバとの接続部に最も近い）コラプス領域から他方の端部に最も近いコラプス領域にかけて、空孔の潰し方を強くして、空孔の直径が段階的に小さくなるようにした。そして、それぞれのコラプス領域において、実施例１と同様にして、熱変換部材に接続された光放出部材で外側クラッドを被覆した。
【００９９】
次にダブルクラッドファイバとホーリーファイバとの接続部から５０Ｗの漏れ光が発生するようにダブルクラッドファイバから出力光を出力した。このときホーリーファイバの被覆層の温度は、約６０℃であった。
【０１００】
（実施例３）
実施例１と同様のホーリーファイバ及びダブルクラッドファイバを準備し、実施例１と同様にホーリーファイバとダブルクラッドファイバを接続した。
【０１０１】
実施例２と同様にして、被覆層を１０カ所剥離した。そして、それぞれの被覆層が剥離された領域において、実施例１と同様の方法で、実施例１と同様に空孔が完全に潰れるまでホーリーファイバを加熱してコラプス領域を設けた。ただし、それぞれのコラプス領域の長さが、ホーリーファイバの一方の端部に最も近いコラプス領域から順に１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍ、５０ｍｍ、６０ｍｍ、７０ｍｍ、８０ｍｍ、９０ｍｍ、１００ｍｍとなるようにした。そして、それぞれのコラプス領域において、実施例１と同様にして、熱変換部材に接続された光放出部材で外側クラッドを被覆した
【０１０２】
次にダブルクラッドファイバとホーリーファイバとの接続部から５０Ｗの漏れ光が発生するようにダブルクラッドファイバから出力光を出力した。このときホーリーファイバの被覆層の温度は、約６０℃であった。
【０１０３】
（実施例４）
一方の端部から種光が入力される増幅用光ファイバを準備した。この増幅用光ファイバは、コアの直径が、１５μｍであり、クラッドの直径が４００μｍであり、クラッドが樹脂クラッドで被覆されて、樹脂クラッドが被覆層で被覆されているものとした。また、コアの直径が１５μｍで、内側クラッドの外径が約８０μｍで、空孔層には６．９μｍの空孔が３１個形成され、外側クラッドの外径が１４０μｍのホーリーファイバを準備した。さらに、コアの直径が１０５μｍの励起光伝播用ファイバとしてのマルチモードファイバを６本準備した。
【０１０４】
次に、増幅用光ファイバの他方の端部（出力端）付近の被覆層を剥離すると共に、ホーリーファイバの一方の端部付近の被覆層を剥離した。そして、ホーリーファイバのコアが増幅用光ファイバのコアと結合されるように、ホーリーファイバの一方の端部と増幅用光ファイバの出力端とを端面接続するとともに、ホーリーファイバの回りに６本のマルチモードファイバを配置して、マルチモードファイバのコアが増幅用光ファイバのクラッドに結合されるように、マルチモードファイバの一方の端部と増幅用光ファイバの出力端とを端面接続した。
【０１０５】
こうして増幅用光ファイバから出力される出力光がホーリーファイバに入力され、増幅用光ファイバの出力端側から励起光が入力される後方励起型のファイバレーザ装置を作製した。
【０１０６】
次に、ホーリーファイバの一方の端部から５０ｃｍ離れた場所において、実施例１と同様に被覆層を１カ所剥離した。そして、被覆層が剥離された領域において、実施例１と同様の方法で、実施例１と同じ長さのコラプス領域を設けた。ただし、コラプス領域を設けるとき、ホーリーファイバの加熱を調整して、コラプス領域におけるホーリーファイバの一方の端部に最も近い（増幅用光ファイバとの接続部に最も近い）部分から他方の端部に最も近い部分にかけて、徐々に空孔の潰し方を強くして、空孔の直径が徐々に小さくなるようにした。そして、コラプス領域の他方の端部に最も近い部分においては、空孔が完全に潰れるようにした。そして、コラプス領域において、実施例１と同様にして、熱変換部材に接続された光放出部材で外側クラッドを被覆した。
【０１０７】
次に、増幅用光ファイバの一方の端部から種光を入力するとともに、それぞれのマルチモードファイバに励起光入力して、増幅用光ファイバから種光が増幅された出力光を出力した。このとき励起光の強度を調整して、増幅用光ファイバとホーリーファイバとの接続部から５０Ｗの漏れ光が発生するように増幅用光ファイバから出力光が出力されるようにした。このときホーリーファイバの被覆層の温度は、約６０℃であった。
【０１０８】
以上、実施例１〜４において、いずれのホーリーファイバの被覆層も過剰に温度が上昇しないことが確認された。このことから、クラッドを伝播する漏れ光が被覆層に殆ど吸収されず、所望の位置に設けられたコラプス領域から放出されているものと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明によれば、所望の位置で、クラッドを伝播する漏れ光を放出することができるホーリーファイバ、及び、これを用いたレーザ装置が提供される。
【符号の説明】
【０１１０】
１・・・レーザ装置
１０・・・種光源
１５・・・種光伝播用ファイバ
２０・・・励起光源
２１・・・レーザダイオード
２２・・・励起光伝播用ファイバ
３０・・・増幅用光ファイバ
３１・・・コア
３２・・・クラッド
３３・・・樹脂クラッド
３４・・・被覆層
４０・・・コンバイナ
５０・・・ホーリーファイバ
５１・・・コア
５２・・・内側クラッド
５３・・・空孔層
５４・・・外側クラッド
５５・・・被覆層
５６・・・空孔
５７・・・リブ
６０、６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ・・・コラプス領域
６１・・・光放出部材
６２・・・熱変換部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端及び他端を有すると共に、コアと、前記コアを被覆する内側クラッドと、多数の空孔が形成されると共に前記内側クラッドを被覆する空孔層と、前記空孔層を被覆する外側クラッドと、を有するホーリーファイバであって、
前記空孔がファイバの長さ方向に所定長さ潰されているコラプス領域が設けられている
ことを特徴とするホーリーファイバ。
【請求項２】
前記空孔は、前記コラプス領域において、直径が細くなるように潰されていることを特徴とする請求項１に記載のホーリーファイバ。
【請求項３】
前記空孔は、前記コラプス領域において、完全に潰されている領域を含むことを特徴とする請求項１に記載のホーリーファイバ。
【請求項４】
前記コラプス領域において、前記空孔は、前記一端から前記他端に向かう方向にかけて、徐々に直径が小さくなるように潰されていることを特徴とする請求項１に記載のホーリーファイバ。
【請求項５】
前記コラプス領域において、前記空孔は、前記一端から前記他端に向かう方向にかけて、段階的に直径が小さくなるように潰されていることを特徴とする請求項１に記載のホーリーファイバ。
【請求項６】
前記空孔は、最も直径が小さい部分と隣り合う部分において、完全に潰されていることを特徴とする請求項４または５に記載のホーリーファイバ。
【請求項７】
前記コラプス領域は、複数設けられ、
前記空孔は、前記一端に最も近い前記コラプス領域から前記他端に最も近い前記コラプス領域にかけて、段階的に直径が小さくなるように潰されている
ことを特徴とする請求項１に記載のホーリーファイバ。
【請求項８】
前記他端に最も近い前記コラプス領域において、前記空孔は完全に潰されていることを特徴とする請求項７に記載のホーリーファイバ。
【請求項９】
前記コラプス領域は、複数設けられ、
複数の前記コラプス領域は、前記一端に最も近い前記コラプス領域から前記他端に最も近いコラプス領域にかけて、段階的に長くされている
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のホーリーファイバ。
【請求項１０】
前記一端は、前記コアに光を入力する入力端であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のホーリーファイバ。
【請求項１１】
前記一端は、前記コアから光を出力する出力端であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のホーリーファイバ。
【請求項１２】
前記コラプス領域において、前記外側クラッドの少なくとも１部は、前記外側クラッドの屈折率以上の屈折率を有する光放出部材で被覆されていることを特徴とする請求項１〜１１に記載のホーリーファイバ。
【請求項１３】
前記光放出部材は、熱変換部材に接続されていることをと特徴とする請求項１２に記載のホーリーファイバ。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載のホーリーファイバを備え、
前記ホーリーファイバにより出力光が伝播される
ことを特徴とするレーザ装置。
【請求項１５】
コア及びクラッドを有すると共に、前記ホーリーファイバに端面接続され、前記ホーリーファイバの前記コアに前記出力光を入力する光ファイバをさらに備え、
前記クラッドの外径は、前記内側クラッドの外径以下とされる
ことを特徴とする請求項１４に記載のレーザ装置。
【請求項１】
一端及び他端を有すると共に、コアと、前記コアを被覆する内側クラッドと、多数の空孔が形成されると共に前記内側クラッドを被覆する空孔層と、前記空孔層を被覆する外側クラッドと、を有するホーリーファイバであって、
前記空孔がファイバの長さ方向に所定長さ潰されているコラプス領域が設けられている
ことを特徴とするホーリーファイバ。
【請求項２】
前記空孔は、前記コラプス領域において、直径が細くなるように潰されていることを特徴とする請求項１に記載のホーリーファイバ。
【請求項３】
前記空孔は、前記コラプス領域において、完全に潰されている領域を含むことを特徴とする請求項１に記載のホーリーファイバ。
【請求項４】
前記コラプス領域において、前記空孔は、前記一端から前記他端に向かう方向にかけて、徐々に直径が小さくなるように潰されていることを特徴とする請求項１に記載のホーリーファイバ。
【請求項５】
前記コラプス領域において、前記空孔は、前記一端から前記他端に向かう方向にかけて、段階的に直径が小さくなるように潰されていることを特徴とする請求項１に記載のホーリーファイバ。
【請求項６】
前記空孔は、最も直径が小さい部分と隣り合う部分において、完全に潰されていることを特徴とする請求項４または５に記載のホーリーファイバ。
【請求項７】
前記コラプス領域は、複数設けられ、
前記空孔は、前記一端に最も近い前記コラプス領域から前記他端に最も近い前記コラプス領域にかけて、段階的に直径が小さくなるように潰されている
ことを特徴とする請求項１に記載のホーリーファイバ。
【請求項８】
前記他端に最も近い前記コラプス領域において、前記空孔は完全に潰されていることを特徴とする請求項７に記載のホーリーファイバ。
【請求項９】
前記コラプス領域は、複数設けられ、
複数の前記コラプス領域は、前記一端に最も近い前記コラプス領域から前記他端に最も近いコラプス領域にかけて、段階的に長くされている
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のホーリーファイバ。
【請求項１０】
前記一端は、前記コアに光を入力する入力端であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のホーリーファイバ。
【請求項１１】
前記一端は、前記コアから光を出力する出力端であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のホーリーファイバ。
【請求項１２】
前記コラプス領域において、前記外側クラッドの少なくとも１部は、前記外側クラッドの屈折率以上の屈折率を有する光放出部材で被覆されていることを特徴とする請求項１〜１１に記載のホーリーファイバ。
【請求項１３】
前記光放出部材は、熱変換部材に接続されていることをと特徴とする請求項１２に記載のホーリーファイバ。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載のホーリーファイバを備え、
前記ホーリーファイバにより出力光が伝播される
ことを特徴とするレーザ装置。
【請求項１５】
コア及びクラッドを有すると共に、前記ホーリーファイバに端面接続され、前記ホーリーファイバの前記コアに前記出力光を入力する光ファイバをさらに備え、
前記クラッドの外径は、前記内側クラッドの外径以下とされる
ことを特徴とする請求項１４に記載のレーザ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１９７４８６（Ｐ２０１１−１９７４８６Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６５３１１（Ｐ２０１０−６５３１１）
【出願日】平成２２年３月２０日（２０１０．３．２０）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２０日（２０１０．３．２０）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]