[發明專利]激光輸出用元件及其制造方法、以及使用其的光纖激光器裝置

無效

• 申請號: 201080047822.5
• 申請日: 2010-10-14
• 公開（公告）號: CN102576122A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 阪本真一
• 申請（專利權）人: 株式會社藤倉
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02;G02B6/26;H01S3/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 舒艷君;李偉

技術領域

本發明涉及光纖激光器用輸出端元件及其制造方法、以及使用其的光纖激光器裝置。

背景技術

作為激光器裝置的一種，公知有光纖激光器裝置。光纖激光器裝置具備添加了稀土元素的放大用光纖，激光通過該放大用光纖被放大，放大后的激光從放大用光纖的端部輸出。

在這樣的光纖激光器裝置中，在放大用光纖的端部，激光的功率密度高，因此往往使放大用光纖的端部產生損傷。公知有為了防止該損傷，在輸出端降低激光的功率密度來輸出的光纖激光器裝置。在下述專利文獻1中記載有這樣的光纖激光器裝置。在專利文獻1所記載的光纖激光器裝置中，在放大用光纖的端面上熔接有比放大用光纖的纖芯直徑大的玻璃棒的一端面。而且，通過放大用光纖放大的激光從放大用光纖輸入玻璃棒。輸入到玻璃棒的激光在玻璃棒中，根據光纖具有的數值孔徑擴展直徑后，從玻璃棒的另一端面輸出。這樣，激光的直徑被擴展，從而玻璃棒的輸出端的激光的功率密度下降(專利文獻1)。

專利文獻1：美國專利第7,190,511號公報

如上所述，在上述專利文獻1中記載的光纖激光器裝置的放大用光纖的端面上熔接有玻璃棒的端面。但是，放大用光纖熔接玻璃棒的端面有時不形成在與沿著放大用光纖的軸的方向垂直的方向上。當對這樣的放大用光纖熔接玻璃棒時，難以以玻璃棒的軸向與放大用光纖的軸向并排在直線上的狀態來熔接玻璃棒與放大用光纖。因此，有時會在玻璃棒的軸向相對于放大用光纖的軸向傾斜的狀態下來熔接放大用光纖與玻璃棒。這樣當玻璃棒的軸向相對于放大用光纖的軸向傾斜時，從放大用光纖輸入玻璃棒的激光在玻璃棒內不沿著玻璃棒的軸的方向前進。因此，在激光的直徑充分擴展前激光的一部分到達玻璃棒的側面，從而激光的一部分會在玻璃棒的側面發生漫反射。這樣存在有時不能得到希望的輸出形狀的激光的問題。

發明內容

于是，本發明的目的在于提供一種可以實現能夠輸出希望的輸出形狀的激光的光纖激光器裝置的激光輸出用元件及其制造方法、以及使用其的光纖激光器裝置。

本發明的激光輸出用元件是包含形成了輸入端以及輸出端的玻璃棒的激光輸出用元件，其特征在于，所述玻璃棒具有沿中心軸形成的纖芯和覆蓋所述纖芯的包層，所述輸入端側的所述纖芯的折射率比所述包層的折射率高，在所述輸出端側由所述纖芯的折射率減去所述包層的折射率的值比在所述輸入端側由所述纖芯的折射率減去所述包層的折射率的值小。

根據這樣的激光輸出用元件，輸入端側的纖芯的折射率比包層高，因此當從輸入端向纖芯輸入激光時，激光在纖芯中傳播。該纖芯沿著玻璃棒的中心軸形成，因此激光沿著玻璃棒的中心軸傳播。這樣，纖芯沿著中心軸形成，因而在相對玻璃棒傾斜地輸入激光的情況下，幾乎所有的激光也都沿著玻璃棒的中心軸傳播。而且，在輸出端側由纖芯的折射率減去包層的折射率的值比在輸入端側由纖芯的折射率減去包層的折射率的值小，因而在輸出端側，將光封閉在纖芯中的力比輸入端側弱。因此，激光內的數值孔徑(NA)比較大的成分在輸入端側在纖芯中傳播，在輸出端側從纖芯向包層傳播，激光的光束直徑變大。這時激光沿著玻璃棒的中心軸傳播，因此與激光相對玻璃棒的中心軸傾斜地進入的情況相比，即使激光的直徑擴展，也可以抑制激光的一部分在玻璃棒的側面發生反射。因此，通過使用這樣的激光輸出用元件，可以實現能夠輸出希望的輸出形狀的激光的光纖激光器裝置。

另外，優選在上述激光輸出用元件中，所述輸出端側的所述纖芯的折射率為所述包層的折射率以下。

對于這樣的激光輸出用元件，在輸出端側未形成波導構造，成為自由傳播區域，所以激光中的NA比較小的成分的光束直徑也變大。因此，在輸出端能夠使激光的功率密度更均勻。

另外，優選在上述激光輸出用元件中具有所述纖芯的折射率從所述輸入端側朝向所述輸出端側相對于所述包層的折射率漸漸地減小的區域。

根據這樣的激光輸出用元件，可以抑制在放大用光纖與玻璃棒之間產生的激光的菲涅耳反射，即使在放大用光纖的增益高的激光器構造的情況下，也可以防止非予期的振蕩。

然而，眾所周知光的菲涅耳反射相對于自身的光的波長驟然的折射率的變化而容易發生，因此優選所述折射率漸漸地減小的區域的長度比輸入的激光的波長要長。

另外，本發明的光纖激光器裝置的特征在于，具備具有纖芯、并輸出激光的光纖和直徑比所述光纖的所述纖芯大的上述激光輸出用元件，所述光纖的所述激光的輸出端與所述激光輸出用元件的所述輸入端按照所述光纖的所述纖芯與所述激光輸出用元件的所述纖芯重合的方式熔接。