光学部品
【課題】クラッドモード光による影響を低減することができる光学部品を提供する。
【解決手段】光学部品７は、増幅用光ファイバ１２と、増幅用光ファイバ１２に光学的に接続された光ファイバ１５と、貫通孔に裸ファイバ部１２ｂ，１５ｂがそれぞれ挿入されたガラス管２５，２６と、を備えている。ガラス管２５，２６の光屈折率及び光ファイバ１２，１５のクラッド２１，２３の光屈折率は、互いに略等しくなっており、且つ、ガラス管２５，２６の他端部２５ｂ，２６ｂにおいて貫通孔の内周面２９，３２がクラッド２１，２３に融着している。
【解決手段】光学部品７は、増幅用光ファイバ１２と、増幅用光ファイバ１２に光学的に接続された光ファイバ１５と、貫通孔に裸ファイバ部１２ｂ，１５ｂがそれぞれ挿入されたガラス管２５，２６と、を備えている。ガラス管２５，２６の光屈折率及び光ファイバ１２，１５のクラッド２１，２３の光屈折率は、互いに略等しくなっており、且つ、ガラス管２５，２６の他端部２５ｂ，２６ｂにおいて貫通孔の内周面２９，３２がクラッド２１，２３に融着している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１光ファイバと当該第１光ファイバに光学的に接続された第２光ファイバとを含んで構成される光学部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学部品として、被覆層が除去された裸ファイバ部を端末部に有する光ファイバの端末装置において裸ファイバ部に接触囲繞する光漏洩部材を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような光学部品では、加工部位からの戻り光を光漏洩部材で漏洩させ、当該戻り光による光ファイバ被覆層の焼損防止が図られている。
【特許文献１】特開２００１−０６６４８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、近年、第１光ファイバと当該第１光ファイバに光学的に接続された第２光ファイバとを含んで構成される光学部品が知られている。このような光学部品では、以下の問題がある。すなわち、第１光ファイバから第２光ファイバへの光伝送の際に、第１及び第２光ファイバの接続部にて散乱光が生じ、当該散乱光がクラッド内を伝播しながら増幅するいわゆるクラッドモード光が発生する。このクラッドモード光は、例えば金属加工を目的としたファイバレーザ装置での光伝送のように伝送される光の出力が高出力であると、数Ｗ程度からそれ以上の大きな出力のものになる。そのため、クラッドモード光により、ファイバ被覆材が焼損したり接続部の前段又は後段の他の光学部品が損傷したりする問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、クラッドモード光による影響を低減することができる光学部品を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明に係る光学部品は、第１光ファイバと、第１光ファイバに光学的に接続された第２光ファイバと、貫通孔を有し当該貫通孔に第１及び第２光ファイバが挿入されたガラス体と、を備え、ガラス体の光屈折率及び第１及び第２光ファイバのクラッドの光屈折率は、互いに略等しく、ガラス体の貫通孔における内壁面の少なくとも一部は、第１及び第２光ファイバのクラッドに融着していることを特徴とする。
【０００６】
この光学部品では、ガラス体の光屈折率及び第１及び第２光ファイバのクラッドの光屈折率が互いに略等しく、且つ、ガラス体の貫通孔における内壁面の少なくとも一部が第１及び第２光ファイバのクラッドに融着している。これにより、第１及び第２光ファイバのクラッド内を伝播する散乱光（クラッドモード光）は、内壁面と第１及び第２光ファイバのクラッドとが互いに融着している部分を介してガラス体へと積極的に伝播され、当該ガラス体を通じて外部へ放射される。従って、クラッドモード光による影響を低減することが可能となる。
【０００７】
また、貫通孔の長手方向における両端部において内壁面と第１及び第２の光ファイバのクラッドとの間には、間隙がそれぞれ設けられていることが好ましい。ガラス体に伝播されたクラッドモード光にあっては、ガラス体において第１及び第２光ファイバが接続された接続部から離れる向きで貫通孔の長手方向に沿って伝播し、ガラス体の長手方向における両端から外部へ放射され易い。よって、上記のように、貫通孔の長手方向における両端部において内壁面と第１及び第２の光ファイバのクラッドとの間に間隙がそれぞれ設けられることにより、クラッドから離れた位置で、クラッドモード光を外部へ放射させることができる。
【０００８】
また、内壁面は、第１及び第２光ファイバのクラッドにおいて第１及び第２光ファイバが接続された接続部近傍に融着していないことが好ましい。このように、ガラス体の内壁面が第１及び第２光ファイバの接続部近傍のクラッドに融着しないため、例えばガラス体を加熱してその内壁面をクラッドに融着する場合に、接続部までも加熱してしまうことを抑止することができる。
【０００９】
ガラス体は、第１貫通孔を有し当該第１貫通孔に第１光ファイバが挿入された第１ガラス体と、第２貫通孔を有し当該第２貫通孔に第２光ファイバが挿入された第２ガラス体と、を備えたものであって、第１ガラス体及び第２ガラス体は、接続位置を挟んで互いに離れて配置され、第１貫通孔における内壁面の少なくとも一部は、第１光ファイバのクラッドに融着しており、第２貫通孔における内壁面の少なくとも一部は、第２光ファイバのクラッドに融着していることが好ましい。このように、第１ガラス体及び第２ガラス体は、接続位置を挟んで互いに離れて配置されるため、例えばガラス体を加熱してその内壁面をクラッドに融着する場合に、接続部までも加熱してしまうことを一層抑止することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、クラッドモード光による影響を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一又は相当する要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１２】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る光学部品を含む２段増幅ＭＯＰＡ（Master Oscillator Power Amplifier）型のファイバレーザ装置の構成図である。図１に示すように、このファイバレーザ装置１は、光増幅器２、種光源３、及び光アイソレータ４を備え、種光源３から出力されて光アイソレータ４を経た種光を光増幅器２にて光増幅し、この増幅した光を出力するものである。
【００１３】
光増幅器２は、種光が入射される初段光増幅器５と、増幅された光をレーザ出力として出力する終段光増幅器６と、初段光増幅器５と終段光増幅器６とを光学的に接続する光学部品７と、を有している。
【００１４】
初段光増幅器５は、６個の励起光源８１〜８６、６本の光ファイバ９１〜９６、光ファイバ１０、光コンバイナ１１、及び増幅用光ファイバ１２により構成されている。光ファイバ９ｎの一端は励起光源８ｎの光出射端に接続されており、光ファイバ９ｎの他端は光コンバイナ１１の光入射端に接続されている。なお、ｎは１以上６以下の任意の整数である。光ファイバ１０の一端は光アイソレータ４の光出射端に接続されており、光ファイバ１０の他端は光コンバイナ１１の光入射端に接続されている。また、増幅用光ファイバ１２の一端は光コンバイナ１１の光出射端に接続されており、増幅用光ファイバ１２の他端は光学部品７に接続されている。
【００１５】
他方、終段光増幅器６は、上記の初段光増幅器５と同様に、６個の励起光源１３１〜１３６、６本の光ファイバ１４１〜１４６、光ファイバ１５、光コンバイナ１６、及び増幅用光ファイバ１７により構成されている。光ファイバ１４ｎの一端は励起光源１３ｎの光出射端に接続されており、光ファイバ１４ｎの他端は光コンバイナ１６の光入射端に接続されている。光ファイバ１５の一端は光学部品７の光出射端に接続されており、光ファイバ１５の他端は光コンバイナ１６の光入射端に接続されている。また、増幅用光ファイバ１７の一端は光コンバイナ１６の光出射端に接続されており、増幅用光ファイバ１７の他端は終段光増幅器６の光出射端とされている。
【００１６】
増幅用光ファイバ１２，１７は、Ｅｒ元素やＹｂ元素などの希土類元素が添加された石英ガラスからなる光ファイバであり、添加されている希土類元素を励起し得る波長の励起光が供給されることで、利得を有する波長帯域に含まれる波長の被増幅光を光増幅する。また、この増幅用光ファイバ１２，１７は、クラッドが内側クラッド及び外側クラッドからなるダブルクラッド構造を呈している。
【００１７】
励起光源８ｎ，１３ｎは、増幅用光ファイバ１２，１７に添加されている希土類元素を励起し得る波長の励起光を出力するものであり、好適にはレーザダイオードを含む。
【００１８】
光学部品７は、初段光増幅器５と終段光増幅器６との接続部であって、増幅用光ファイバ１２により増幅された光を光ファイバ１５へ光伝送する。
【００１９】
図２は図１の光学部品を示す断面図であり、図３は図１の光学部品の要部を示す断面図である。図２に示すように、この光学部品７は、第１光ファイバ１２と、第２光ファイバ１５と、ガラス管（ガラス体）１８と、保護管１９と、を含んで構成されている。
【００２０】
図３に示すように、増幅用光ファイバ１２は、上述したように、石英ガラスからなる光ファイバであり、コア２０とクラッド２１とを有している。ここでは、コア２０の直径を２５μｍとし、クラッド２１直径を２５０μｍとしている。この増幅用光ファイバ１２において先端面１２ａから所定範囲は、被覆層が除去されてクラッド２１が露出している（図２参照）。なお、以下の説明において、このクラッド２１が露出する所定範囲を裸ファイバ部１２ｂと称す。
【００２１】
光ファイバ１５は、増幅用光ファイバ１２に同様の石英ガラスからなる光ファイバであり、コア２２とクラッド２３とを有している。ここでは、増幅用光ファイバ１２に同様に、コア２２の直径を２５μｍとし、クラッド２３の直径を２５０μｍとしている。この光ファイバ１５において先端面１５ａから所定範囲は、被覆層が除去されてクラッド２３が露出している（図２参照）。なお、以下の説明において、このクラッド２３が露出する所定範囲を裸ファイバ部１５ｂと称す。そして、この光ファイバ１５の先端面１５ａと増幅用光ファイバ１２の先端面１２ａとは、融着されて光学的に接続されている。つまり、先端面１２ａ，１５ａは、増幅用光ファイバ１２と光ファイバ１５とを結合して光学的に接続する接続部２４に相当する。
【００２２】
ガラス管１８は、光ファイバ１２，１５に同様の石英ガラスからなり、光ファイバ１２，１５の光屈折率と略等しい光屈折率にされている。このガラス管１８の外周面２７は、例えば荒ズリ加工により曇りガラス状になっている。ガラス管１８は、第１ガラス管（第１ガラス体）２５と第２ガラス管（第２ガラス体）２６とで構成されている。ガラス管２５，２６は、その長手方向における一端部２５ａ，２６ａの内径が、他端部２５ｂ，２６ｂの内径よりも大きくなるように拡がっている。そして、ガラス管２５，２６の長手方向における中央部において、他端部２５ｂ，２６ｂの内径と一端部２５ａ，２６ａの内径とが滑らかに連続するようになっている。
【００２３】
第１ガラス管２５は、貫通孔を有している。貫通孔は、長手方向断面が円形を呈している。この貫通孔には、上述した裸ファイバ部１２ｂが挿入されている。具体的には、第１ガラス管２５の他端部２５ｂが接続部２４側になる向きで、裸ファイバ部１２ｂが貫通孔に挿入されている。つまり、第１ガラス管２５の一端部２５ａにおいて貫通孔の内周面（内壁面）２９は、クラッド２１と離れており、貫通孔の内周面２９とクラッド２１との間に間隙３０が設けられている。換言すると、第１ガラス管２５の一端部２５ａ側の端面２５ｃは、クラッド２１から離れている。また、第１ガラス管２５は、接続部２４が第１ガラス管２５に覆われないように、当該接続部２４から所定距離だけ離れた接続部２４の近傍位置に配置されている。
【００２４】
一方、第１ガラス管２５の他端部２５ｂにおいて貫通孔の内周面２９は、クラッド２１に融着して光学的に結合している。すなわち、第１ガラス管２５の貫通孔における内周面２９の少なくとも一部は、増幅用光ファイバ１２のクラッド２１に融着している。
【００２５】
第２ガラス管２６は、貫通孔を有している。貫通孔は、第１ガラス管２５と同様に、長手方向断面が円形を呈している。この貫通孔には、上述した裸ファイバ部１５ｂが挿入されている。具体的には、第２ガラス管２６の他端部２６ｂが接続部２４側になる向きで、裸ファイバ部１５ｂが挿入されている。つまり、第２ガラス管２６の一端部２６ａにおいて貫通孔の内周面（内壁面）３２がクラッド２３と離れており、貫通孔の内周面３２とクラッド２３との間に間隙３３が設けられている。換言すると、第２ガラス管２６の一端部２６ａ側の端面２６ｃは、クラッド２３から離れている。また、第２ガラス管２６は、接続部２４が第２ガラス管２６に覆われないように、当該接続部２４から所定距離だけ離れた接続部２４の近傍位置に配置されている。
【００２６】
一方、第２ガラス管２６の他端部２６ｂにおいて貫通孔の内周面３２は、クラッド２３に融着して光学的に結合している。すなわち、第２ガラス管２６の貫通孔における内周面３２の少なくとも一部は、光ファイバ１５のクラッド２３に融着している。
【００２７】
図２に戻り、保護管１９は、熱膨張係数が比較的小さい金属からなり、ここでは、コバール（ウェスティング・ハウス社製：商品名）により形成されている。保護管１９は、その内部に光ファイバ１２，１５及びガラス管１８を収納している。具体的には、保護管１９は、ガラス管１８よりも屈折率が小さい透明な紫外線硬化樹脂により、当該ガラス管１８を固定して収納している。この保護管１９の両端部には、封止部３４がそれぞれ設けられている。各封止部３４，３４は、エポキシ系の樹脂からなり、光ファイバ１２，１５を固定して封止する。保護管１９の内部において両端面から所定距離だけ長手方向内側の位置には、径方向内側に凸状に突出する凸部３５，３５がそれぞれ形成されている。すなわち、保護管１９の内部には、収納されたガラス管１８の端面２５ｃ，２６ｃ（図３参照）に対向する面３５ａ，３５ａが形成されている。
【００２８】
図４は図１の光学部品における製造工程の一部を示す図である。図４（ａ）に示すように、まず、光ファイバ１２，１５の先端面１２ａ，１５ａ側の被覆をそれぞれ除去し、裸ファイバ部１２ｂ，１５ｂを形成する。続いて、裸ファイバ部１２ｂ，１５ｂを、例えば外径６００μｍ、内径５００μｍ、長さ１０ｍｍの円筒状のガラス管２５，２６の貫通孔にそれぞれ挿入する。続いて、ファイバクリーバを用いて先端面１２ａ，１５ａを処理して融着接続に適する端面とし、融着接続器を用いて先端面１２ａ，１５ａを融着する。
【００２９】
次に、図４（ｂ）に示すように、ガラス管２５，２６を接続部２４から所定距離だけ離れた接続部２４の近傍位置に移動させる。そして、図４（ｃ）に示すように、例えば出力１２Ｗ、出力波長１０．６μｍの炭酸ガスレーザを用いてガラス管２５，２６の他端部２５ｂ，２６ｂを加熱する。これにより、他端部２５ｂ，２６ｂが軟化して、その表面張力により内径が徐々に縮小する共に、クラッド２１，２３に融着することとなる。
【００３０】
以上のように構成されたファイバレーザ装置１では、ファイバレーザ装置１を作動させると、種光源３から種光が出力され、当該種光が光アイソレータ４を経て、光増幅器２に入力される。光増幅器２では、初段光増幅器５にて、光アイソレータ４から出力された種光が光ファイバ１０により伝搬され、光コンバイナ１１を経て、増幅用光ファイバ１２に入力されると共に、励起光源８ｎから出力された励起光が光ファイバ９ｎより伝搬され、光コンバイナ１１を経て、増幅用光ファイバ１２に入力される。続いて、この増幅用光ファイバ１２において種光が光増幅され、その増幅された光が光学部品７を経て、終段光増幅器６に入力される。
【００３１】
そして、終段光増幅器６にて、初段光増幅器５から出力された光が光ファイバ１５により伝搬され、光コンバイナ１６を経て、増幅用光ファイバ１７に入力されると共に、励起光源１３ｎから出力された励起光が光ファイバ１４ｎより伝搬され、光コンバイナ１６を経て、増幅用光ファイバ１７に入力される。そして、増幅用光ファイバ１７において光がさらに増幅され、ファイバレーザ装置１のレーザ出力として外部に出力される。
【００３２】
このとき、光学部品７においては、ファイバレーザ装置１を作動させると、初段光増幅器５において増幅された光を、増幅用光ファイバ１２から光ファイバ１５へと光伝送する。ここで、一般的に、光ファイバ同士が光学的に接続されてなる光ファイバを用いて光伝送するに際しては、その接続部では僅かに散乱光が生じ、当該散乱光が光ファイバのクラッドを伝播し、クラッドモード光となる。ダブルクラッド構造の光ファイバにおいては、このクラッドモード光も増幅されることになる。例えば光通信分野では、光伝送される光の出力が小さいため、このクラッドモード光が問題視されることが少ない。一方で、高出力のファイバレーザ装置１においては、光伝送される光の出力が高出力であり、且つクラッドモード光も増幅されることにより、クラッドモード光の平均出力が数W程度からそれ以上の大きな出力になるため、当該クラッドモード光の影響でファイバ被覆が焼損したり接続部の前段又は後段の励起光源等が損傷したりするおそれがある。
【００３３】
そこで、光学部品７によれば、上述したように、ガラス管２５，２６の光屈折率及び光ファイバ１２，１５のクラッド２１，２３の光屈折率が互いに略等しくなっており、且つ、ガラス管２５，２６の他端部２５ｂ，２６ｂにおいて貫通孔の内周面２９，３２がクラッド２１，２３に融着している。これにより、クラッドモード光Ｃは、内周面２９，３２とクラッド２１，２３とが互いに融着している部分を介して，ガラス管２５，２６へと積極的にそれぞれ伝播され、ガラス管２５，２６内を伝播して外部へ放射される（図３参照）。従って、クラッドモード光を充分に低減することができる。
【００３４】
また、このように、内周面２９，３２とクラッド２１，２３とが互いに融着されていることから、例えば樹脂によりこれらを接着するのに比して、次の効果を奏する。すなわち、これらが光学的に強く結合するため、クラッドモード光がガラス管２５，２６に伝播し易い。また、樹脂の屈折率やその温度変化を考慮する必要も無い。さらに、高出力の光を光伝送する場合であっても、クラッドモード光による影響を充分に低減することができる。これは、樹脂により内周面２９，３２とクラッド２１，２３とを接着する場合では、クラッドモード光の出力が大きいと、一般的に透明樹脂として扱われる樹脂であっても当該クラッドモード光が樹脂を焼損させることがあるためである。なお、この融着による効果は、後述する実施形態においても同様に奏される。
【００３５】
一方、ガラス管２５，２６に伝播されたクラッドモード光にあっては、ガラス管２５，２６において接続部２４から離れる向きで貫通孔の長手方向に沿って伝播する。そして、ガラス管２５，２６の端面２５ｃ，２６ｃから外部へ放射される。
【００３６】
そこで、光学部品７では、上述したように、ガラス管２５，２６の端面２５ｃ，２６ｃがクラッド２１，２３から離れていることにより、クラッドから離れた位置でクラッドモード光を外部へ放射させることができる。なお、上述のように、ガラス管２５，２６の外周面２７が曇りガラス状のため、ガラス管２５，２６の端面２５ｃ，２６ｃからクラッドモード光が特に放射され易くなっている。
【００３７】
さらに、クラッドモード光が端面２５ｃ，２６ｃから外部へ放射されるとき、上述したように、保護管１９には、端面２５ｃ，２６ｃに対向する面３５ａ，３５ａが設けられていることから、放出されたクラッドモード光を好適に保護管１９で吸収し、当該保護管１９にて外部へ放熱することができる。つまり、上述した効果、すなわち、ガラス管２５，２６の端面２５ｃ，２６ｃがクラッド２１，２３から離れていることでクラッドから離れた位置でクラッドモード光を外部へ放射させるという効果と連関して、放射されたクラッドモード光の処理を容易にすることもできる。なお、保護管１９の外表面に放熱器を設けることにより、保護管１９の放熱を一層促進させる場合もある。
【００３８】
また、光学部品７では、上述したように、ガラス管１８が第１ガラス管２５と第２ガラス管２６とで構成されることにより、光ファイバ１２，１５を融着して接続した後に、ガラス管２５，２６を接続部２４の近傍位置に移動させ、ガラス管２５，２６を光ファイバ１２，１５のクラッド２１，２３にそれぞれ融着することができる。つまり、かかる接続作業及び融着作業を容易に行うことができる。
【００３９】
これに加え、上述したように、ガラス管２５，２６が接続部２４から所定距離だけ離れた位置にそれぞれ配置されている（接続部２４を挟んで互いに離れて配置されている）ことにより、ガラス管２５，２６を加熱して融着する際に、接続部２４を追加加熱してしまうのを抑止することができる。
【００４０】
［第２実施形態］
図５は、本発明の第２実施形態に係る光学部品の要部を示す断面図である。図５に示すように、第２実施形態の光学部品４０が上記第１実施形態の光学部品７と異なる点は、ガラス管２５，２６からなる別体構造のガラス管１８（図３参照）に代えて、一体構造のガラス管４１を備えた点である。
【００４１】
ガラス管４１は、その貫通孔に裸ファイバ部１２ｂ，１５ｂが挿入されている。具体的には、ガラス管４１の中央部４１ｂが接続部２４の近傍に位置するように、裸ファイバ部１２ｂ，１５ｂが挿入されている。すなわち、接続部２４がガラス管４１で覆われている。
【００４２】
ガラス管４１は、その一端部４１ａ及び他端部４１ｃが径方向外側に拡がっている。つまり、ガラス管４１の一端部４１ａ及び他端部４１ｃおいては、貫通孔の内周面４３がクラッド２１，２３と離れており、内周面４３とクラッド２１，２３との間に間隙４４がそれぞれ設けられている。
【００４３】
また、ガラス管４１は、その中央部４１ｂが径方向外側に膨らんでいる。つまり、ガラス管４１の中央部４１ｂおいては、ガラス管４１の内周面４３と接続部２４の近傍のクラッド２１，２３との間には、間隙４５が設けられている。
【００４４】
一方、ガラス管４１の一端部４１ａと中央部４１ｂとの間において貫通孔の内周面４３は、クラッド２１に融着して光学的に結合している。また、ガラス管４１の中央部４１ｂと他端部４１ｃとの間において貫通孔の内周面４３は、クラッド２３に融着して光学的に結合している。
【００４５】
すなわち、このガラス管４１は、その長手方向における一端部４１ａ、中央部４１ｂ、及び他端部４１ｃの内径が、一端部４１ａと中央部４１ｂとの間及び中央部４１ｂと他端部４１ｃとの間の内径よりも大きくなっている。
【００４６】
このように構成された光学部品４０であっても、上記効果と同様の効果、すなわち、クラッドモード光による影響を低減する効果、クラッドから離れた位置でクラッドモード光を外部へ放射させる効果、及び放射されたクラッドモード光の処理を容易にする効果を奏する。
【００４７】
さらに、光学部品４０では、上述したように、内周面４３と接続部２４の近傍のクラッド２１，２３との間に間隙４５が設けられていることにより、ガラス管４１の内周面４３がクラッド２１，２３に融着しないため、ガラス管４１を加熱して融着する際に、接続部２４を追加加熱してしまうことを抑止することができる。
【００４８】
これに加えて、上述したように、接続部２４がガラス管４１に覆われていることにより、周囲部品との干渉等による衝撃から接続部２４を保護することができる。
【００４９】
［第３実施形態］
図６は、本発明の第３実施形態に係る光学部品の要部を示す断面図である。図６に示すように、第３実施形態の光学部品５０が上記第２実施形態の光学部品４０と異なる点は、一端部４１ａ及び他端部４１ｃが径方向外側に拡がるガラス管４１（図５参照）に代えて、一端部５１a及び他端部５１ｃにおいて貫通孔の内周面５２がクラッド２１，２３に融着するガラス管５１を備えた点である。
【００５０】
このように構成された光学部品５０であっても、上記効果と同様の効果、すなわち、クラッドモード光による影響を低減する効果、ガラス管５１を加熱して融着する際に接続部２４を追加加熱するのを抑止する効果、及び周囲部品との干渉等による衝撃から接続部２４を保護する効果を奏する。
【００５１】
［第４実施形態］
図７は、本発明の第４実施形態に係る光学部品の要部を示す断面図である。図７に示すように、第４実施形態の光学部品６０が上記第１実施形態の光学部品７と異なる点は、第１ガラス管２５及び第２ガラス管２６からなるガラス管１８（図３参照）に代えて、第１ガラス管６１及び第２ガラス管６２からなるガラス管６３を備えた点である。
【００５２】
第１ガラス管６１の一端部６１ａにおいて貫通孔の内周面６５は、クラッド２１に融着しており、また、第２ガラス管６２の一端部６２ａにおいて貫通孔の内周面６７は、クラッド２１に融着している。
【００５３】
このように構成された光学部品６０であっても、上記効果と同様の効果、すなわち、クラッドモード光による影響を低減する効果、ガラス管６３を加熱して融着する際に接続部２４を追加加熱するのを抑止する効果を奏する。
【００５４】
［第５実施形態］
図８は、本発明の第５実施形態に係る光学部品の要部を示す断面図である。図８に示すように、第５実施形態の光学部品７０が上記第４実施形態の光学部品６０と異なる点は、ガラス管６１，６２からなる別体構造のガラス管６３（図７参照）に代えて、一体構造のガラス管７１を備えた点である。このガラス管７１は、その貫通孔の内周面７３における略全面とクラッド２１，２３とが互いに融着している。
【００５５】
このように構成された光学部品７０であっても、上記効果と同様の効果、すなわち、クラッドモード光による影響を低減する効果、及び周囲部品との干渉等による衝撃から接続部２４を保護する効果を奏する。さらに、上述したように、貫通孔の内周面７３における略全面とクラッド２１，２３とが融着しているため、クラッドモード光を一層充分に低減することができる。
【００５６】
［第６実施形態］
図９は、本発明の第６実施形態に係る光学部品の要部を示す断面図である。図９に示すように、第６実施形態の光学部品８０が上記第２実施形態の光学部品４０と異なる点は、中央部４１ｂおいて内周面４３と接続部２４の近傍のクラッド２１，２３との間に間隙４５が設けられたガラス管４１（図５参照）に代えて、中央部８１ｂおいて内周面８２とクラッド２１，２３とが互いに融着しているガラス管８１を備えた点である。
【００５７】
このように構成された光学部品８０であっても、上記効果と同様の効果、すなわち、クラッドモード光による影響を低減する効果、クラッドから離れた位置でクラッドモード光を外部へ放射させる効果、放射されたクラッドモード光の処理を容易にする効果、及び周囲部品との干渉等による衝撃から接続部２４を保護する効果を奏する。さらに、上述したように、中央部８１ｂおいても内周面８２とクラッド２１，２３とが互いに融着しているため、クラッドモード光を一層充分に低減することができる。
【００５８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００５９】
例えば、上記実施形態では、ガラス体としてガラス管を用いたが、例えば貫通孔を有するガラスブロック等を用いてもよい。また、上記実施形態では、貫通孔の長手方向断面を円形形状としたが、矩形形状等の多角形形状としてもよい。
【００６０】
また、上記第５実施形態では、ガラス管７１の貫通孔の内周面７３における略全面とクラッド２１，２３とを互いに融着したが、内周面と接続部の近傍のクラッドとを融着しない場合もある。さらに、上記第６実施形態では、ガラス管８１の中央部８１ｂおいて内周面８２とクラッド２１，２３とを互いに融着したが、内周面と接続部の近傍のクラッドとを融着しない場合もある。これらの場合、ガラス管を加熱して融着する際に、接続部を追加加熱してしまうことを抑止する効果を奏する。
【００６１】
また、上記実施形態では、２段増幅ＭＰＯＡ型のファイバレーザ装置に本発明の一実施形態の光学部品を組み込んだ例を挙げたが、高出力ファイバレーザ装置を直列接続して、より高出力のファイバレーザ装置を構成するような場合においても、本発明の光学部品はクラッドモードの除去に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光学部品を含む２段増幅ＭＯＰＡ型のファイバレーザ装置の構成図である。
【図２】図１の光学部品を示す断面図である。
【図３】図１の光学部品の要部を示す断面図である。
【図４】図１の光学部品における製造工程の一部を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る光学部品の要部を示す断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る光学部品の要部を示す断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る光学部品の要部を示す断面図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る光学部品の要部を示す断面図である。
【図９】本発明の第６実施形態に係る光学部品の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
７，４０，５０，６０，７０，８０…光学部品、１２…増幅用光ファイバ（第１光ファイバ）、１５…光ファイバ（第２光ファイバ）、１８，４１，５１，６３，７１，８１…ガラス管（ガラス体）、２１，２３…クラッド、２４…接続部、２５，６１…第１ガラス管（第１ガラス体）、２６，７１…第２ガラス管（第２ガラス体）、２９，３２，４３，５２，６５，６７，７３，８２…内周面（内壁面）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１光ファイバと当該第１光ファイバに光学的に接続された第２光ファイバとを含んで構成される光学部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学部品として、被覆層が除去された裸ファイバ部を端末部に有する光ファイバの端末装置において裸ファイバ部に接触囲繞する光漏洩部材を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような光学部品では、加工部位からの戻り光を光漏洩部材で漏洩させ、当該戻り光による光ファイバ被覆層の焼損防止が図られている。
【特許文献１】特開２００１−０６６４８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、近年、第１光ファイバと当該第１光ファイバに光学的に接続された第２光ファイバとを含んで構成される光学部品が知られている。このような光学部品では、以下の問題がある。すなわち、第１光ファイバから第２光ファイバへの光伝送の際に、第１及び第２光ファイバの接続部にて散乱光が生じ、当該散乱光がクラッド内を伝播しながら増幅するいわゆるクラッドモード光が発生する。このクラッドモード光は、例えば金属加工を目的としたファイバレーザ装置での光伝送のように伝送される光の出力が高出力であると、数Ｗ程度からそれ以上の大きな出力のものになる。そのため、クラッドモード光により、ファイバ被覆材が焼損したり接続部の前段又は後段の他の光学部品が損傷したりする問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、クラッドモード光による影響を低減することができる光学部品を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明に係る光学部品は、第１光ファイバと、第１光ファイバに光学的に接続された第２光ファイバと、貫通孔を有し当該貫通孔に第１及び第２光ファイバが挿入されたガラス体と、を備え、ガラス体の光屈折率及び第１及び第２光ファイバのクラッドの光屈折率は、互いに略等しく、ガラス体の貫通孔における内壁面の少なくとも一部は、第１及び第２光ファイバのクラッドに融着していることを特徴とする。
【０００６】
この光学部品では、ガラス体の光屈折率及び第１及び第２光ファイバのクラッドの光屈折率が互いに略等しく、且つ、ガラス体の貫通孔における内壁面の少なくとも一部が第１及び第２光ファイバのクラッドに融着している。これにより、第１及び第２光ファイバのクラッド内を伝播する散乱光（クラッドモード光）は、内壁面と第１及び第２光ファイバのクラッドとが互いに融着している部分を介してガラス体へと積極的に伝播され、当該ガラス体を通じて外部へ放射される。従って、クラッドモード光による影響を低減することが可能となる。
【０００７】
また、貫通孔の長手方向における両端部において内壁面と第１及び第２の光ファイバのクラッドとの間には、間隙がそれぞれ設けられていることが好ましい。ガラス体に伝播されたクラッドモード光にあっては、ガラス体において第１及び第２光ファイバが接続された接続部から離れる向きで貫通孔の長手方向に沿って伝播し、ガラス体の長手方向における両端から外部へ放射され易い。よって、上記のように、貫通孔の長手方向における両端部において内壁面と第１及び第２の光ファイバのクラッドとの間に間隙がそれぞれ設けられることにより、クラッドから離れた位置で、クラッドモード光を外部へ放射させることができる。
【０００８】
また、内壁面は、第１及び第２光ファイバのクラッドにおいて第１及び第２光ファイバが接続された接続部近傍に融着していないことが好ましい。このように、ガラス体の内壁面が第１及び第２光ファイバの接続部近傍のクラッドに融着しないため、例えばガラス体を加熱してその内壁面をクラッドに融着する場合に、接続部までも加熱してしまうことを抑止することができる。
【０００９】
ガラス体は、第１貫通孔を有し当該第１貫通孔に第１光ファイバが挿入された第１ガラス体と、第２貫通孔を有し当該第２貫通孔に第２光ファイバが挿入された第２ガラス体と、を備えたものであって、第１ガラス体及び第２ガラス体は、接続位置を挟んで互いに離れて配置され、第１貫通孔における内壁面の少なくとも一部は、第１光ファイバのクラッドに融着しており、第２貫通孔における内壁面の少なくとも一部は、第２光ファイバのクラッドに融着していることが好ましい。このように、第１ガラス体及び第２ガラス体は、接続位置を挟んで互いに離れて配置されるため、例えばガラス体を加熱してその内壁面をクラッドに融着する場合に、接続部までも加熱してしまうことを一層抑止することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、クラッドモード光による影響を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一又は相当する要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１２】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る光学部品を含む２段増幅ＭＯＰＡ（Master Oscillator Power Amplifier）型のファイバレーザ装置の構成図である。図１に示すように、このファイバレーザ装置１は、光増幅器２、種光源３、及び光アイソレータ４を備え、種光源３から出力されて光アイソレータ４を経た種光を光増幅器２にて光増幅し、この増幅した光を出力するものである。
【００１３】
光増幅器２は、種光が入射される初段光増幅器５と、増幅された光をレーザ出力として出力する終段光増幅器６と、初段光増幅器５と終段光増幅器６とを光学的に接続する光学部品７と、を有している。
【００１４】
初段光増幅器５は、６個の励起光源８１〜８６、６本の光ファイバ９１〜９６、光ファイバ１０、光コンバイナ１１、及び増幅用光ファイバ１２により構成されている。光ファイバ９ｎの一端は励起光源８ｎの光出射端に接続されており、光ファイバ９ｎの他端は光コンバイナ１１の光入射端に接続されている。なお、ｎは１以上６以下の任意の整数である。光ファイバ１０の一端は光アイソレータ４の光出射端に接続されており、光ファイバ１０の他端は光コンバイナ１１の光入射端に接続されている。また、増幅用光ファイバ１２の一端は光コンバイナ１１の光出射端に接続されており、増幅用光ファイバ１２の他端は光学部品７に接続されている。
【００１５】
他方、終段光増幅器６は、上記の初段光増幅器５と同様に、６個の励起光源１３１〜１３６、６本の光ファイバ１４１〜１４６、光ファイバ１５、光コンバイナ１６、及び増幅用光ファイバ１７により構成されている。光ファイバ１４ｎの一端は励起光源１３ｎの光出射端に接続されており、光ファイバ１４ｎの他端は光コンバイナ１６の光入射端に接続されている。光ファイバ１５の一端は光学部品７の光出射端に接続されており、光ファイバ１５の他端は光コンバイナ１６の光入射端に接続されている。また、増幅用光ファイバ１７の一端は光コンバイナ１６の光出射端に接続されており、増幅用光ファイバ１７の他端は終段光増幅器６の光出射端とされている。
【００１６】
増幅用光ファイバ１２，１７は、Ｅｒ元素やＹｂ元素などの希土類元素が添加された石英ガラスからなる光ファイバであり、添加されている希土類元素を励起し得る波長の励起光が供給されることで、利得を有する波長帯域に含まれる波長の被増幅光を光増幅する。また、この増幅用光ファイバ１２，１７は、クラッドが内側クラッド及び外側クラッドからなるダブルクラッド構造を呈している。
【００１７】
励起光源８ｎ，１３ｎは、増幅用光ファイバ１２，１７に添加されている希土類元素を励起し得る波長の励起光を出力するものであり、好適にはレーザダイオードを含む。
【００１８】
光学部品７は、初段光増幅器５と終段光増幅器６との接続部であって、増幅用光ファイバ１２により増幅された光を光ファイバ１５へ光伝送する。
【００１９】
図２は図１の光学部品を示す断面図であり、図３は図１の光学部品の要部を示す断面図である。図２に示すように、この光学部品７は、第１光ファイバ１２と、第２光ファイバ１５と、ガラス管（ガラス体）１８と、保護管１９と、を含んで構成されている。
【００２０】
図３に示すように、増幅用光ファイバ１２は、上述したように、石英ガラスからなる光ファイバであり、コア２０とクラッド２１とを有している。ここでは、コア２０の直径を２５μｍとし、クラッド２１直径を２５０μｍとしている。この増幅用光ファイバ１２において先端面１２ａから所定範囲は、被覆層が除去されてクラッド２１が露出している（図２参照）。なお、以下の説明において、このクラッド２１が露出する所定範囲を裸ファイバ部１２ｂと称す。
【００２１】
光ファイバ１５は、増幅用光ファイバ１２に同様の石英ガラスからなる光ファイバであり、コア２２とクラッド２３とを有している。ここでは、増幅用光ファイバ１２に同様に、コア２２の直径を２５μｍとし、クラッド２３の直径を２５０μｍとしている。この光ファイバ１５において先端面１５ａから所定範囲は、被覆層が除去されてクラッド２３が露出している（図２参照）。なお、以下の説明において、このクラッド２３が露出する所定範囲を裸ファイバ部１５ｂと称す。そして、この光ファイバ１５の先端面１５ａと増幅用光ファイバ１２の先端面１２ａとは、融着されて光学的に接続されている。つまり、先端面１２ａ，１５ａは、増幅用光ファイバ１２と光ファイバ１５とを結合して光学的に接続する接続部２４に相当する。
【００２２】
ガラス管１８は、光ファイバ１２，１５に同様の石英ガラスからなり、光ファイバ１２，１５の光屈折率と略等しい光屈折率にされている。このガラス管１８の外周面２７は、例えば荒ズリ加工により曇りガラス状になっている。ガラス管１８は、第１ガラス管（第１ガラス体）２５と第２ガラス管（第２ガラス体）２６とで構成されている。ガラス管２５，２６は、その長手方向における一端部２５ａ，２６ａの内径が、他端部２５ｂ，２６ｂの内径よりも大きくなるように拡がっている。そして、ガラス管２５，２６の長手方向における中央部において、他端部２５ｂ，２６ｂの内径と一端部２５ａ，２６ａの内径とが滑らかに連続するようになっている。
【００２３】
第１ガラス管２５は、貫通孔を有している。貫通孔は、長手方向断面が円形を呈している。この貫通孔には、上述した裸ファイバ部１２ｂが挿入されている。具体的には、第１ガラス管２５の他端部２５ｂが接続部２４側になる向きで、裸ファイバ部１２ｂが貫通孔に挿入されている。つまり、第１ガラス管２５の一端部２５ａにおいて貫通孔の内周面（内壁面）２９は、クラッド２１と離れており、貫通孔の内周面２９とクラッド２１との間に間隙３０が設けられている。換言すると、第１ガラス管２５の一端部２５ａ側の端面２５ｃは、クラッド２１から離れている。また、第１ガラス管２５は、接続部２４が第１ガラス管２５に覆われないように、当該接続部２４から所定距離だけ離れた接続部２４の近傍位置に配置されている。
【００２４】
一方、第１ガラス管２５の他端部２５ｂにおいて貫通孔の内周面２９は、クラッド２１に融着して光学的に結合している。すなわち、第１ガラス管２５の貫通孔における内周面２９の少なくとも一部は、増幅用光ファイバ１２のクラッド２１に融着している。
【００２５】
第２ガラス管２６は、貫通孔を有している。貫通孔は、第１ガラス管２５と同様に、長手方向断面が円形を呈している。この貫通孔には、上述した裸ファイバ部１５ｂが挿入されている。具体的には、第２ガラス管２６の他端部２６ｂが接続部２４側になる向きで、裸ファイバ部１５ｂが挿入されている。つまり、第２ガラス管２６の一端部２６ａにおいて貫通孔の内周面（内壁面）３２がクラッド２３と離れており、貫通孔の内周面３２とクラッド２３との間に間隙３３が設けられている。換言すると、第２ガラス管２６の一端部２６ａ側の端面２６ｃは、クラッド２３から離れている。また、第２ガラス管２６は、接続部２４が第２ガラス管２６に覆われないように、当該接続部２４から所定距離だけ離れた接続部２４の近傍位置に配置されている。
【００２６】
一方、第２ガラス管２６の他端部２６ｂにおいて貫通孔の内周面３２は、クラッド２３に融着して光学的に結合している。すなわち、第２ガラス管２６の貫通孔における内周面３２の少なくとも一部は、光ファイバ１５のクラッド２３に融着している。
【００２７】
図２に戻り、保護管１９は、熱膨張係数が比較的小さい金属からなり、ここでは、コバール（ウェスティング・ハウス社製：商品名）により形成されている。保護管１９は、その内部に光ファイバ１２，１５及びガラス管１８を収納している。具体的には、保護管１９は、ガラス管１８よりも屈折率が小さい透明な紫外線硬化樹脂により、当該ガラス管１８を固定して収納している。この保護管１９の両端部には、封止部３４がそれぞれ設けられている。各封止部３４，３４は、エポキシ系の樹脂からなり、光ファイバ１２，１５を固定して封止する。保護管１９の内部において両端面から所定距離だけ長手方向内側の位置には、径方向内側に凸状に突出する凸部３５，３５がそれぞれ形成されている。すなわち、保護管１９の内部には、収納されたガラス管１８の端面２５ｃ，２６ｃ（図３参照）に対向する面３５ａ，３５ａが形成されている。
【００２８】
図４は図１の光学部品における製造工程の一部を示す図である。図４（ａ）に示すように、まず、光ファイバ１２，１５の先端面１２ａ，１５ａ側の被覆をそれぞれ除去し、裸ファイバ部１２ｂ，１５ｂを形成する。続いて、裸ファイバ部１２ｂ，１５ｂを、例えば外径６００μｍ、内径５００μｍ、長さ１０ｍｍの円筒状のガラス管２５，２６の貫通孔にそれぞれ挿入する。続いて、ファイバクリーバを用いて先端面１２ａ，１５ａを処理して融着接続に適する端面とし、融着接続器を用いて先端面１２ａ，１５ａを融着する。
【００２９】
次に、図４（ｂ）に示すように、ガラス管２５，２６を接続部２４から所定距離だけ離れた接続部２４の近傍位置に移動させる。そして、図４（ｃ）に示すように、例えば出力１２Ｗ、出力波長１０．６μｍの炭酸ガスレーザを用いてガラス管２５，２６の他端部２５ｂ，２６ｂを加熱する。これにより、他端部２５ｂ，２６ｂが軟化して、その表面張力により内径が徐々に縮小する共に、クラッド２１，２３に融着することとなる。
【００３０】
以上のように構成されたファイバレーザ装置１では、ファイバレーザ装置１を作動させると、種光源３から種光が出力され、当該種光が光アイソレータ４を経て、光増幅器２に入力される。光増幅器２では、初段光増幅器５にて、光アイソレータ４から出力された種光が光ファイバ１０により伝搬され、光コンバイナ１１を経て、増幅用光ファイバ１２に入力されると共に、励起光源８ｎから出力された励起光が光ファイバ９ｎより伝搬され、光コンバイナ１１を経て、増幅用光ファイバ１２に入力される。続いて、この増幅用光ファイバ１２において種光が光増幅され、その増幅された光が光学部品７を経て、終段光増幅器６に入力される。
【００３１】
そして、終段光増幅器６にて、初段光増幅器５から出力された光が光ファイバ１５により伝搬され、光コンバイナ１６を経て、増幅用光ファイバ１７に入力されると共に、励起光源１３ｎから出力された励起光が光ファイバ１４ｎより伝搬され、光コンバイナ１６を経て、増幅用光ファイバ１７に入力される。そして、増幅用光ファイバ１７において光がさらに増幅され、ファイバレーザ装置１のレーザ出力として外部に出力される。
【００３２】
このとき、光学部品７においては、ファイバレーザ装置１を作動させると、初段光増幅器５において増幅された光を、増幅用光ファイバ１２から光ファイバ１５へと光伝送する。ここで、一般的に、光ファイバ同士が光学的に接続されてなる光ファイバを用いて光伝送するに際しては、その接続部では僅かに散乱光が生じ、当該散乱光が光ファイバのクラッドを伝播し、クラッドモード光となる。ダブルクラッド構造の光ファイバにおいては、このクラッドモード光も増幅されることになる。例えば光通信分野では、光伝送される光の出力が小さいため、このクラッドモード光が問題視されることが少ない。一方で、高出力のファイバレーザ装置１においては、光伝送される光の出力が高出力であり、且つクラッドモード光も増幅されることにより、クラッドモード光の平均出力が数W程度からそれ以上の大きな出力になるため、当該クラッドモード光の影響でファイバ被覆が焼損したり接続部の前段又は後段の励起光源等が損傷したりするおそれがある。
【００３３】
そこで、光学部品７によれば、上述したように、ガラス管２５，２６の光屈折率及び光ファイバ１２，１５のクラッド２１，２３の光屈折率が互いに略等しくなっており、且つ、ガラス管２５，２６の他端部２５ｂ，２６ｂにおいて貫通孔の内周面２９，３２がクラッド２１，２３に融着している。これにより、クラッドモード光Ｃは、内周面２９，３２とクラッド２１，２３とが互いに融着している部分を介して，ガラス管２５，２６へと積極的にそれぞれ伝播され、ガラス管２５，２６内を伝播して外部へ放射される（図３参照）。従って、クラッドモード光を充分に低減することができる。
【００３４】
また、このように、内周面２９，３２とクラッド２１，２３とが互いに融着されていることから、例えば樹脂によりこれらを接着するのに比して、次の効果を奏する。すなわち、これらが光学的に強く結合するため、クラッドモード光がガラス管２５，２６に伝播し易い。また、樹脂の屈折率やその温度変化を考慮する必要も無い。さらに、高出力の光を光伝送する場合であっても、クラッドモード光による影響を充分に低減することができる。これは、樹脂により内周面２９，３２とクラッド２１，２３とを接着する場合では、クラッドモード光の出力が大きいと、一般的に透明樹脂として扱われる樹脂であっても当該クラッドモード光が樹脂を焼損させることがあるためである。なお、この融着による効果は、後述する実施形態においても同様に奏される。
【００３５】
一方、ガラス管２５，２６に伝播されたクラッドモード光にあっては、ガラス管２５，２６において接続部２４から離れる向きで貫通孔の長手方向に沿って伝播する。そして、ガラス管２５，２６の端面２５ｃ，２６ｃから外部へ放射される。
【００３６】
そこで、光学部品７では、上述したように、ガラス管２５，２６の端面２５ｃ，２６ｃがクラッド２１，２３から離れていることにより、クラッドから離れた位置でクラッドモード光を外部へ放射させることができる。なお、上述のように、ガラス管２５，２６の外周面２７が曇りガラス状のため、ガラス管２５，２６の端面２５ｃ，２６ｃからクラッドモード光が特に放射され易くなっている。
【００３７】
さらに、クラッドモード光が端面２５ｃ，２６ｃから外部へ放射されるとき、上述したように、保護管１９には、端面２５ｃ，２６ｃに対向する面３５ａ，３５ａが設けられていることから、放出されたクラッドモード光を好適に保護管１９で吸収し、当該保護管１９にて外部へ放熱することができる。つまり、上述した効果、すなわち、ガラス管２５，２６の端面２５ｃ，２６ｃがクラッド２１，２３から離れていることでクラッドから離れた位置でクラッドモード光を外部へ放射させるという効果と連関して、放射されたクラッドモード光の処理を容易にすることもできる。なお、保護管１９の外表面に放熱器を設けることにより、保護管１９の放熱を一層促進させる場合もある。
【００３８】
また、光学部品７では、上述したように、ガラス管１８が第１ガラス管２５と第２ガラス管２６とで構成されることにより、光ファイバ１２，１５を融着して接続した後に、ガラス管２５，２６を接続部２４の近傍位置に移動させ、ガラス管２５，２６を光ファイバ１２，１５のクラッド２１，２３にそれぞれ融着することができる。つまり、かかる接続作業及び融着作業を容易に行うことができる。
【００３９】
これに加え、上述したように、ガラス管２５，２６が接続部２４から所定距離だけ離れた位置にそれぞれ配置されている（接続部２４を挟んで互いに離れて配置されている）ことにより、ガラス管２５，２６を加熱して融着する際に、接続部２４を追加加熱してしまうのを抑止することができる。
【００４０】
［第２実施形態］
図５は、本発明の第２実施形態に係る光学部品の要部を示す断面図である。図５に示すように、第２実施形態の光学部品４０が上記第１実施形態の光学部品７と異なる点は、ガラス管２５，２６からなる別体構造のガラス管１８（図３参照）に代えて、一体構造のガラス管４１を備えた点である。
【００４１】
ガラス管４１は、その貫通孔に裸ファイバ部１２ｂ，１５ｂが挿入されている。具体的には、ガラス管４１の中央部４１ｂが接続部２４の近傍に位置するように、裸ファイバ部１２ｂ，１５ｂが挿入されている。すなわち、接続部２４がガラス管４１で覆われている。
【００４２】
ガラス管４１は、その一端部４１ａ及び他端部４１ｃが径方向外側に拡がっている。つまり、ガラス管４１の一端部４１ａ及び他端部４１ｃおいては、貫通孔の内周面４３がクラッド２１，２３と離れており、内周面４３とクラッド２１，２３との間に間隙４４がそれぞれ設けられている。
【００４３】
また、ガラス管４１は、その中央部４１ｂが径方向外側に膨らんでいる。つまり、ガラス管４１の中央部４１ｂおいては、ガラス管４１の内周面４３と接続部２４の近傍のクラッド２１，２３との間には、間隙４５が設けられている。
【００４４】
一方、ガラス管４１の一端部４１ａと中央部４１ｂとの間において貫通孔の内周面４３は、クラッド２１に融着して光学的に結合している。また、ガラス管４１の中央部４１ｂと他端部４１ｃとの間において貫通孔の内周面４３は、クラッド２３に融着して光学的に結合している。
【００４５】
すなわち、このガラス管４１は、その長手方向における一端部４１ａ、中央部４１ｂ、及び他端部４１ｃの内径が、一端部４１ａと中央部４１ｂとの間及び中央部４１ｂと他端部４１ｃとの間の内径よりも大きくなっている。
【００４６】
このように構成された光学部品４０であっても、上記効果と同様の効果、すなわち、クラッドモード光による影響を低減する効果、クラッドから離れた位置でクラッドモード光を外部へ放射させる効果、及び放射されたクラッドモード光の処理を容易にする効果を奏する。
【００４７】
さらに、光学部品４０では、上述したように、内周面４３と接続部２４の近傍のクラッド２１，２３との間に間隙４５が設けられていることにより、ガラス管４１の内周面４３がクラッド２１，２３に融着しないため、ガラス管４１を加熱して融着する際に、接続部２４を追加加熱してしまうことを抑止することができる。
【００４８】
これに加えて、上述したように、接続部２４がガラス管４１に覆われていることにより、周囲部品との干渉等による衝撃から接続部２４を保護することができる。
【００４９】
［第３実施形態］
図６は、本発明の第３実施形態に係る光学部品の要部を示す断面図である。図６に示すように、第３実施形態の光学部品５０が上記第２実施形態の光学部品４０と異なる点は、一端部４１ａ及び他端部４１ｃが径方向外側に拡がるガラス管４１（図５参照）に代えて、一端部５１a及び他端部５１ｃにおいて貫通孔の内周面５２がクラッド２１，２３に融着するガラス管５１を備えた点である。
【００５０】
このように構成された光学部品５０であっても、上記効果と同様の効果、すなわち、クラッドモード光による影響を低減する効果、ガラス管５１を加熱して融着する際に接続部２４を追加加熱するのを抑止する効果、及び周囲部品との干渉等による衝撃から接続部２４を保護する効果を奏する。
【００５１】
［第４実施形態］
図７は、本発明の第４実施形態に係る光学部品の要部を示す断面図である。図７に示すように、第４実施形態の光学部品６０が上記第１実施形態の光学部品７と異なる点は、第１ガラス管２５及び第２ガラス管２６からなるガラス管１８（図３参照）に代えて、第１ガラス管６１及び第２ガラス管６２からなるガラス管６３を備えた点である。
【００５２】
第１ガラス管６１の一端部６１ａにおいて貫通孔の内周面６５は、クラッド２１に融着しており、また、第２ガラス管６２の一端部６２ａにおいて貫通孔の内周面６７は、クラッド２１に融着している。
【００５３】
このように構成された光学部品６０であっても、上記効果と同様の効果、すなわち、クラッドモード光による影響を低減する効果、ガラス管６３を加熱して融着する際に接続部２４を追加加熱するのを抑止する効果を奏する。
【００５４】
［第５実施形態］
図８は、本発明の第５実施形態に係る光学部品の要部を示す断面図である。図８に示すように、第５実施形態の光学部品７０が上記第４実施形態の光学部品６０と異なる点は、ガラス管６１，６２からなる別体構造のガラス管６３（図７参照）に代えて、一体構造のガラス管７１を備えた点である。このガラス管７１は、その貫通孔の内周面７３における略全面とクラッド２１，２３とが互いに融着している。
【００５５】
このように構成された光学部品７０であっても、上記効果と同様の効果、すなわち、クラッドモード光による影響を低減する効果、及び周囲部品との干渉等による衝撃から接続部２４を保護する効果を奏する。さらに、上述したように、貫通孔の内周面７３における略全面とクラッド２１，２３とが融着しているため、クラッドモード光を一層充分に低減することができる。
【００５６】
［第６実施形態］
図９は、本発明の第６実施形態に係る光学部品の要部を示す断面図である。図９に示すように、第６実施形態の光学部品８０が上記第２実施形態の光学部品４０と異なる点は、中央部４１ｂおいて内周面４３と接続部２４の近傍のクラッド２１，２３との間に間隙４５が設けられたガラス管４１（図５参照）に代えて、中央部８１ｂおいて内周面８２とクラッド２１，２３とが互いに融着しているガラス管８１を備えた点である。
【００５７】
このように構成された光学部品８０であっても、上記効果と同様の効果、すなわち、クラッドモード光による影響を低減する効果、クラッドから離れた位置でクラッドモード光を外部へ放射させる効果、放射されたクラッドモード光の処理を容易にする効果、及び周囲部品との干渉等による衝撃から接続部２４を保護する効果を奏する。さらに、上述したように、中央部８１ｂおいても内周面８２とクラッド２１，２３とが互いに融着しているため、クラッドモード光を一層充分に低減することができる。
【００５８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００５９】
例えば、上記実施形態では、ガラス体としてガラス管を用いたが、例えば貫通孔を有するガラスブロック等を用いてもよい。また、上記実施形態では、貫通孔の長手方向断面を円形形状としたが、矩形形状等の多角形形状としてもよい。
【００６０】
また、上記第５実施形態では、ガラス管７１の貫通孔の内周面７３における略全面とクラッド２１，２３とを互いに融着したが、内周面と接続部の近傍のクラッドとを融着しない場合もある。さらに、上記第６実施形態では、ガラス管８１の中央部８１ｂおいて内周面８２とクラッド２１，２３とを互いに融着したが、内周面と接続部の近傍のクラッドとを融着しない場合もある。これらの場合、ガラス管を加熱して融着する際に、接続部を追加加熱してしまうことを抑止する効果を奏する。
【００６１】
また、上記実施形態では、２段増幅ＭＰＯＡ型のファイバレーザ装置に本発明の一実施形態の光学部品を組み込んだ例を挙げたが、高出力ファイバレーザ装置を直列接続して、より高出力のファイバレーザ装置を構成するような場合においても、本発明の光学部品はクラッドモードの除去に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光学部品を含む２段増幅ＭＯＰＡ型のファイバレーザ装置の構成図である。
【図２】図１の光学部品を示す断面図である。
【図３】図１の光学部品の要部を示す断面図である。
【図４】図１の光学部品における製造工程の一部を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る光学部品の要部を示す断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る光学部品の要部を示す断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る光学部品の要部を示す断面図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る光学部品の要部を示す断面図である。
【図９】本発明の第６実施形態に係る光学部品の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
７，４０，５０，６０，７０，８０…光学部品、１２…増幅用光ファイバ（第１光ファイバ）、１５…光ファイバ（第２光ファイバ）、１８，４１，５１，６３，７１，８１…ガラス管（ガラス体）、２１，２３…クラッド、２４…接続部、２５，６１…第１ガラス管（第１ガラス体）、２６，７１…第２ガラス管（第２ガラス体）、２９，３２，４３，５２，６５，６７，７３，８２…内周面（内壁面）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光ファイバと、
前記第１光ファイバに光学的に接続された第２光ファイバと、
貫通孔を有し当該貫通孔に前記第１及び第２光ファイバが挿入されたガラス体と、を備え、
前記ガラス体の光屈折率及び前記第１及び第２光ファイバのクラッドの光屈折率は、互いに略等しく、
前記ガラス体の前記貫通孔における内壁面の少なくとも一部は、前記第１及び第２光ファイバの前記クラッドに融着していることを特徴とする光学部品。
【請求項２】
前記貫通孔の長手方向における両端部において前記内壁面と前記第１及び第２の光ファイバの前記クラッドとの間には、間隙がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１記載の光学部品。
【請求項３】
前記内壁面は、前記第１及び第２光ファイバの前記クラッドにおいて前記第１及び第２光ファイバが接続する接続部の近傍に融着していないことを特徴とする請求項１又は２記載の光学部品。
【請求項４】
前記ガラス体は、
第１貫通孔を有し当該第１貫通孔に前記第１光ファイバが挿入された第１ガラス体と、
第２貫通孔を有し当該第２貫通孔に前記第２光ファイバが挿入された第２ガラス体と、を備えたものであって、
前記第１ガラス体及び前記第２ガラス体は、前記接続部を挟んで互いに離れて配置され、
前記第１貫通孔における内壁面の少なくとも一部は、前記第１光ファイバの前記クラッドに融着しており、
前記第２貫通孔における内壁面の少なくとも一部は、前記第２光ファイバの前記クラッドに融着していることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項記載の光学部品。
【請求項１】
第１光ファイバと、
前記第１光ファイバに光学的に接続された第２光ファイバと、
貫通孔を有し当該貫通孔に前記第１及び第２光ファイバが挿入されたガラス体と、を備え、
前記ガラス体の光屈折率及び前記第１及び第２光ファイバのクラッドの光屈折率は、互いに略等しく、
前記ガラス体の前記貫通孔における内壁面の少なくとも一部は、前記第１及び第２光ファイバの前記クラッドに融着していることを特徴とする光学部品。
【請求項２】
前記貫通孔の長手方向における両端部において前記内壁面と前記第１及び第２の光ファイバの前記クラッドとの間には、間隙がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１記載の光学部品。
【請求項３】
前記内壁面は、前記第１及び第２光ファイバの前記クラッドにおいて前記第１及び第２光ファイバが接続する接続部の近傍に融着していないことを特徴とする請求項１又は２記載の光学部品。
【請求項４】
前記ガラス体は、
第１貫通孔を有し当該第１貫通孔に前記第１光ファイバが挿入された第１ガラス体と、
第２貫通孔を有し当該第２貫通孔に前記第２光ファイバが挿入された第２ガラス体と、を備えたものであって、
前記第１ガラス体及び前記第２ガラス体は、前記接続部を挟んで互いに離れて配置され、
前記第１貫通孔における内壁面の少なくとも一部は、前記第１光ファイバの前記クラッドに融着しており、
前記第２貫通孔における内壁面の少なくとも一部は、前記第２光ファイバの前記クラッドに融着していることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項記載の光学部品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１５８０９６（Ｐ２００８−１５８０９６Ａ）
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３４４７２５（Ｐ２００６−３４４７２５）
【出願日】平成１８年１２月２１日（２００６．１２．２１）
【出願人】（０００２３６４３６）浜松ホトニクス株式会社 (1,479)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２１日（２００６．１２．２１）
【出願人】（０００２３６４３６）浜松ホトニクス株式会社 (1,479)
【Ｆターム（参考）】
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