JPH11204862A - ファイバーレーザーおよびファイバーアンプ - Google Patents
ファイバーレーザーおよびファイバーアンプInfo
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- JPH11204862A JPH11204862A JP637098A JP637098A JPH11204862A JP H11204862 A JPH11204862 A JP H11204862A JP 637098 A JP637098 A JP 637098A JP 637098 A JP637098 A JP 637098A JP H11204862 A JPH11204862 A JP H11204862A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 効率良く高出力の青色領域や緑色領域のレー
ザービームを発生可能で、小型に形成することができ、
しかも出力やビーム品質の安定性が高いファイバーレー
ザーを得る。 【解決手段】 Ｐｒ3+が添加されたコアを持つファイバ
ー13を、ＧａＮ系レーザーダイオード11によって励起す
る。
ザービームを発生可能で、小型に形成することができ、
しかも出力やビーム品質の安定性が高いファイバーレー
ザーを得る。 【解決手段】 Ｐｒ3+が添加されたコアを持つファイバ
ー13を、ＧａＮ系レーザーダイオード11によって励起す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｐｒ3+が添加され
たコアを有するファイバーを、レーザーダイオード（半
導体レーザー）によって励起してレーザービームを発生
させるファイバーレーザーに関するものである。
たコアを有するファイバーを、レーザーダイオード（半
導体レーザー）によって励起してレーザービームを発生
させるファイバーレーザーに関するものである。
【０００２】また本発明は、Ｐｒ3+が添加されたファイ
バーをレーザーダイオードで励起して蛍光を生じさせ、
ファイバーに入射した光をこの蛍光によって増幅するフ
ァイバーアンプに関するものである。
バーをレーザーダイオードで励起して蛍光を生じさせ、
ファイバーに入射した光をこの蛍光によって増幅するフ
ァイバーアンプに関するものである。
【０００３】
【従来の技術】例えば電子情報通信学会技報，LQE95-30
(1995)p.30や、Optics communications 86(1991)p.337
に示されるように、Ｐｒ3+が添加された弗化物系のコア
を有するファイバーをレーザーダイオードによって励起
してレーザービームを発生させるファイバーレーザーが
知られている。
(1995)p.30や、Optics communications 86(1991)p.337
に示されるように、Ｐｒ3+が添加された弗化物系のコア
を有するファイバーをレーザーダイオードによって励起
してレーザービームを発生させるファイバーレーザーが
知られている。
【０００４】また、同じく上記文献に示されるように、
Ｐｒ3+が添加されたコアを有するファイバーをレーザー
ダイオードによって励起して蛍光を生じさせ、この蛍光
の波長領域に含まれる光をファイバーに入射させて該蛍
光のエネルギーによって増幅するファイバーアンプが知
られている。
Ｐｒ3+が添加されたコアを有するファイバーをレーザー
ダイオードによって励起して蛍光を生じさせ、この蛍光
の波長領域に含まれる光をファイバーに入射させて該蛍
光のエネルギーによって増幅するファイバーアンプが知
られている。
【０００５】特に後者の文献には、Ａｒレーザー励起の
Ｐｒ3+ドープファイバーレーザーが記載されており、47
6.5ｎｍ励起による491ｎｍ、520ｎｍ、605ｎｍ、635ｎ
ｍの発振が確認されている。
Ｐｒ3+ドープファイバーレーザーが記載されており、47
6.5ｎｍ励起による491ｎｍ、520ｎｍ、605ｎｍ、635ｎ
ｍの発振が確認されている。
【０００６】一方、例えば本出願人による特願平９−１
１０５５４号明細書には、Ｐｒ3+が添加された固体レー
ザー結晶をレーザーダイオードによって励起する固体レ
ーザーが記載されている。
１０５５４号明細書には、Ｐｒ3+が添加された固体レー
ザー結晶をレーザーダイオードによって励起する固体レ
ーザーが記載されている。
【０００７】ところで、上記のファイバーレーザーやフ
ァイバーアンプ、それに固体レーザーは、青色や緑色領
域のレーザービームを発生させたり、あるいは増幅する
ことが可能であるから、それらによって、カラー感光材
料にカラー画像を書き込むための光源を構成することも
考えられる。
ァイバーアンプ、それに固体レーザーは、青色や緑色領
域のレーザービームを発生させたり、あるいは増幅する
ことが可能であるから、それらによって、カラー感光材
料にカラー画像を書き込むための光源を構成することも
考えられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記Ａｒレー
ザー励起のファイバーレーザーやファイバーアンプは、
カラー画像書き込み等のために数Ｗ〜数10Ｗクラスのパ
ワーで励起しようとすると、水冷手段が必要となること
から、装置の大型化、低寿命、低効率の問題を招く。
ザー励起のファイバーレーザーやファイバーアンプは、
カラー画像書き込み等のために数Ｗ〜数10Ｗクラスのパ
ワーで励起しようとすると、水冷手段が必要となること
から、装置の大型化、低寿命、低効率の問題を招く。
【０００９】一方、Ｐｒ3+が添加された固体レーザー結
晶をレーザーダイオードによって励起する固体レーザー
は、小さな固体レーザー結晶に励起光の熱エネルギーが
集中する構造であるため、該結晶の熱吸収による発熱や
熱レンズ効果によって、ビーム品質および出力の安定性
が損なわれるという問題が認められている。この問題
は、やはり、数Ｗ〜数10Ｗクラスのパワーで励起しよう
とする場合に特に顕著となる。
晶をレーザーダイオードによって励起する固体レーザー
は、小さな固体レーザー結晶に励起光の熱エネルギーが
集中する構造であるため、該結晶の熱吸収による発熱や
熱レンズ効果によって、ビーム品質および出力の安定性
が損なわれるという問題が認められている。この問題
は、やはり、数Ｗ〜数10Ｗクラスのパワーで励起しよう
とする場合に特に顕著となる。
【００１０】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、効率良く高出力の青色領域や緑色領域のレーザ
ービームを発生可能で、小型に形成することができ、し
かも出力やビーム品質の安定性が高いファイバーレーザ
ーを提供することを目的とする。
であり、効率良く高出力の青色領域や緑色領域のレーザ
ービームを発生可能で、小型に形成することができ、し
かも出力やビーム品質の安定性が高いファイバーレーザ
ーを提供することを目的とする。
【００１１】また本発明は、青色領域や緑色領域のレー
ザービームを効率良く増幅可能で、小型に形成すること
ができ、しかも出力やビーム品質の安定性が高いファイ
バーアンプを提供することを目的とする。
ザービームを効率良く増幅可能で、小型に形成すること
ができ、しかも出力やビーム品質の安定性が高いファイ
バーアンプを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明によるファイバー
レーザーは、前述のＰｒ3+が添加されたコアを持つファ
イバーを、ＧａＮ系レーザーダイオードによって励起す
る構成を有することを特徴とするものである。
レーザーは、前述のＰｒ3+が添加されたコアを持つファ
イバーを、ＧａＮ系レーザーダイオードによって励起す
る構成を有することを特徴とするものである。
【００１３】なおこのファイバーレーザーにおいては、
3Ｐ0 → 3Ｈ4 の遷移によって465〜495 ｎｍの青色領
域のレーザービームを発振させることもできるし、 3Ｐ
1 →3Ｈ5 の遷移によって515 〜555 ｎｍの緑色領域の
レーザービームを発振させることもできる。
3Ｐ0 → 3Ｈ4 の遷移によって465〜495 ｎｍの青色領
域のレーザービームを発振させることもできるし、 3Ｐ
1 →3Ｈ5 の遷移によって515 〜555 ｎｍの緑色領域の
レーザービームを発振させることもできる。
【００１４】さらには、 3Ｐ0 → 3Ｆ2 もしくは 3Ｐ0
→ 3Ｈ6 の遷移によって600 〜660ｎｍの赤色領域のレ
ーザービームを発振させることもできる。
→ 3Ｈ6 の遷移によって600 〜660ｎｍの赤色領域のレ
ーザービームを発振させることもできる。
【００１５】また励起光源としてのＧａＮ系レーザーダ
イオードは、より具体的には、例えばＩｎＧａＮ、Ｉｎ
ＧａＮＡｓあるいはＧａＮＡｓからなる活性層を有する
ものを使用することができる。
イオードは、より具体的には、例えばＩｎＧａＮ、Ｉｎ
ＧａＮＡｓあるいはＧａＮＡｓからなる活性層を有する
ものを使用することができる。
【００１６】一方本発明によるファイバーアンプは、Ｐ
ｒ3+が添加されたコアを持つファイバーを、ＧａＮ系レ
ーザーダイオードによって励起し、該励起により生じる
蛍光の波長領域に含まれる波長の入射光を増幅する構成
を有することを特徴とするものである。
ｒ3+が添加されたコアを持つファイバーを、ＧａＮ系レ
ーザーダイオードによって励起し、該励起により生じる
蛍光の波長領域に含まれる波長の入射光を増幅する構成
を有することを特徴とするものである。
【００１７】このファイバーアンプにおいては、 3Ｐ0
→ 3Ｈ4 の遷移によって465 〜495ｎｍの波長領域の蛍
光を発生させて、この領域に含まれる波長の入射光を増
幅することもできるし、 3Ｐ1 → 3Ｈ5 の遷移によっ
て515 〜555 ｎｍの波長領域の蛍光を発生させて、この
領域に含まれる波長の入射光を増幅することもできる
し、さらには、 3Ｐ0 → 3Ｆ2 もしくは 3Ｐ0 → 3Ｈ
6 の遷移によって600 〜660 ｎｍの波長領域の蛍光を発
生させて、この領域に含まれる波長の入射光を増幅する
こともできる。
→ 3Ｈ4 の遷移によって465 〜495ｎｍの波長領域の蛍
光を発生させて、この領域に含まれる波長の入射光を増
幅することもできるし、 3Ｐ1 → 3Ｈ5 の遷移によっ
て515 〜555 ｎｍの波長領域の蛍光を発生させて、この
領域に含まれる波長の入射光を増幅することもできる
し、さらには、 3Ｐ0 → 3Ｆ2 もしくは 3Ｐ0 → 3Ｈ
6 の遷移によって600 〜660 ｎｍの波長領域の蛍光を発
生させて、この領域に含まれる波長の入射光を増幅する
こともできる。
【００１８】またこのファイバーアンプにおいても、励
起光源としてのＧａＮ系レーザーダイオードは、より具
体的には、例えばＩｎＧａＮ、ＩｎＧａＮＡｓあるいは
ＧａＮＡｓからなる活性層を有するものを使用すること
ができる。
起光源としてのＧａＮ系レーザーダイオードは、より具
体的には、例えばＩｎＧａＮ、ＩｎＧａＮＡｓあるいは
ＧａＮＡｓからなる活性層を有するものを使用すること
ができる。
【００１９】
【発明の効果】Ｐｒ3+が添加された固体レーザー結晶
は、一例として波長440 ｎｍ程度の励起光（ポンピング
光）によって励起され得る。一方ＩｎＧａＮ系レーザー
ダイオードは、発振波長450 ｎｍ以下では結晶性悪化の
問題から免れるので、波長440 ｎｍ程度の励起光を得る
ために好適に利用できる。
は、一例として波長440 ｎｍ程度の励起光（ポンピング
光）によって励起され得る。一方ＩｎＧａＮ系レーザー
ダイオードは、発振波長450 ｎｍ以下では結晶性悪化の
問題から免れるので、波長440 ｎｍ程度の励起光を得る
ために好適に利用できる。
【００２０】そしてこのＩｎＧａＮ系レーザーダイオー
ドは熱伝導係数が130 Ｗ／ｍ℃と、ＺｎＭｇＳＳｅ系レ
ーザーダイオードの４Ｗ／ｍ℃等と比べて極めて大き
い。またそれに加えて、転移の移動度もＺｎＭｇＳＳｅ
系レーザーダイオードと比べて非常に小さいことから、
ＣＯＤ（カタストロフィック・オプティカル・ダメー
ジ）が非常に高く、高寿命、高出力が得やすいものであ
る。このように高寿命、高出力が得やすいＩｎＧａＮ系
レーザーダイオードを励起光源として用いることによ
り、本発明のファイバーレーザーは、高寿命で、高出力
の青色や緑色領域のレーザービームを発生可能となる。
ドは熱伝導係数が130 Ｗ／ｍ℃と、ＺｎＭｇＳＳｅ系レ
ーザーダイオードの４Ｗ／ｍ℃等と比べて極めて大き
い。またそれに加えて、転移の移動度もＺｎＭｇＳＳｅ
系レーザーダイオードと比べて非常に小さいことから、
ＣＯＤ（カタストロフィック・オプティカル・ダメー
ジ）が非常に高く、高寿命、高出力が得やすいものであ
る。このように高寿命、高出力が得やすいＩｎＧａＮ系
レーザーダイオードを励起光源として用いることによ
り、本発明のファイバーレーザーは、高寿命で、高出力
の青色や緑色領域のレーザービームを発生可能となる。
【００２１】以上のことは、ＩｎＧａＮＡｓ系レーザー
ダイオードやＧａＮＡｓ系レーザーダイオードを用いる
場合も同様である。
ダイオードやＧａＮＡｓ系レーザーダイオードを用いる
場合も同様である。
【００２２】また本発明に用いられるＰｒ3+が添加され
たコアを持つファイバーは、長さ0.5ｍ以上に形成する
ことも容易であり、そのようにすれば、ファイバーに励
起光の熱エネルギーが局所的に集中することがなくな
る。そこで、熱によってビーム品質および出力の安定性
が損なわれることがなくなり、出力やビーム品質が安定
する。
たコアを持つファイバーは、長さ0.5ｍ以上に形成する
ことも容易であり、そのようにすれば、ファイバーに励
起光の熱エネルギーが局所的に集中することがなくな
る。そこで、熱によってビーム品質および出力の安定性
が損なわれることがなくなり、出力やビーム品質が安定
する。
【００２３】また本発明のファイバーレーザーは、基本
的にはファイバー１本とレーザーダイオードとで構成さ
れ、Ａｒレーザー励起ファイバーレーザーのように水冷
手段は必要としないから、装置の小型化、高寿命化、高
効率化が実現される。
的にはファイバー１本とレーザーダイオードとで構成さ
れ、Ａｒレーザー励起ファイバーレーザーのように水冷
手段は必要としないから、装置の小型化、高寿命化、高
効率化が実現される。
【００２４】以上説明した全ての効果は、本発明のファ
イバーアンプにおいても同様に得られるものである。
イバーアンプにおいても同様に得られるものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
施の形態を詳細に説明する。
【００２６】＜第１実施形態＞図１は、本発明の第１の
実施形態によるファイバーレーザーを示すものである。
このファイバーレーザーは、励起光としてのレーザービ
ーム10を発するレーザーダイオード11と、発散光である
レーザービーム10を集光する集光レンズ12と、Ｐｒ3+が
ドープされたコアを持つファイバー13とからなる。
実施形態によるファイバーレーザーを示すものである。
このファイバーレーザーは、励起光としてのレーザービ
ーム10を発するレーザーダイオード11と、発散光である
レーザービーム10を集光する集光レンズ12と、Ｐｒ3+が
ドープされたコアを持つファイバー13とからなる。
【００２７】レーザーダイオード11としては、発振波長
444ｎｍのブロードエリア型のＩｎＧａＮ系レーザーダ
イオードが用いられている。
444ｎｍのブロードエリア型のＩｎＧａＮ系レーザーダ
イオードが用いられている。
【００２８】またファイバー13は図２に断面形状を示す
ように、断面正円形のコア20と、その外側に配された断
面ほぼ矩形の第１クラッド21と、その外側に配された断
面正円形の第２クラッド22とからなる。コア20はＰｒ3+
がドープされたＺｒ系弗化物ガラス、例えばＺＢＬＡＮ
Ｐ（ＺｒＦ4−ＢａＦ2−ＬａＦ3−ＡｌＦ3−ＡｌＦ3−
ＮａＦ−ＰｂＦ2）からなり、第１クラッド21は一例と
してＺＢＬＡＮ（ＺｒＦ4−ＢａＦ2−ＬａＦ3−ＡｌＦ3
−ＮａＦ）からなり、第２クラッド22は一例としてポリ
マーからなる。
ように、断面正円形のコア20と、その外側に配された断
面ほぼ矩形の第１クラッド21と、その外側に配された断
面正円形の第２クラッド22とからなる。コア20はＰｒ3+
がドープされたＺｒ系弗化物ガラス、例えばＺＢＬＡＮ
Ｐ（ＺｒＦ4−ＢａＦ2−ＬａＦ3−ＡｌＦ3−ＡｌＦ3−
ＮａＦ−ＰｂＦ2）からなり、第１クラッド21は一例と
してＺＢＬＡＮ（ＺｒＦ4−ＢａＦ2−ＬａＦ3−ＡｌＦ3
−ＮａＦ）からなり、第２クラッド22は一例としてポリ
マーからなる。
【００２９】なおコア20は上記ＺＢＬＡＮＰに限らず、
ＺＢＬＡＮや、Ｉｎ／Ｇａ系弗化物ガラス、例えばＩＧ
ＰＺＣＬすなわち（ＩｎＦ3−ＧａＦ3−ＬａＦ3）−
（ＰｂＦ2−ＺｎＦ2）−ＣｄＦ等を用いて形成されても
よい。
ＺＢＬＡＮや、Ｉｎ／Ｇａ系弗化物ガラス、例えばＩＧ
ＰＺＣＬすなわち（ＩｎＦ3−ＧａＦ3−ＬａＦ3）−
（ＰｂＦ2−ＺｎＦ2）−ＣｄＦ等を用いて形成されても
よい。
【００３０】集光レンズ12により集光された波長444ｎ
ｍのレーザービーム10は、上記ファイバー13の第１クラ
ッド21に入力され、そこを導波モードで伝搬する。つま
りこの第１クラッド21は、励起光であるレーザービーム
10に対してはコアとして作用する。
ｍのレーザービーム10は、上記ファイバー13の第１クラ
ッド21に入力され、そこを導波モードで伝搬する。つま
りこの第１クラッド21は、励起光であるレーザービーム
10に対してはコアとして作用する。
【００３１】レーザービーム10は、このように伝搬する
間にコア20の部分も通過する。コア20においては、入射
したレーザービーム10によりＰｒ3+が励起されて、 3Ｐ
0 →3Ｈ4 の遷移によって波長491 ｎｍの蛍光が生じ
る。この蛍光はコア20を導波モードで伝搬する。
間にコア20の部分も通過する。コア20においては、入射
したレーザービーム10によりＰｒ3+が励起されて、 3Ｐ
0 →3Ｈ4 の遷移によって波長491 ｎｍの蛍光が生じ
る。この蛍光はコア20を導波モードで伝搬する。
【００３２】ＺＢＬＡＮＰからなるコア20においては、
その他に、 3Ｐ1 → 3Ｈ5 の遷移によって波長520ｎｍ
の蛍光、 3Ｐ0 → 3Ｆ2 の遷移によって波長605ｎｍの
蛍光、3Ｐ0 → 3Ｆ3 の遷移によって635ｎｍの蛍光が発
生し得る。
その他に、 3Ｐ1 → 3Ｈ5 の遷移によって波長520ｎｍ
の蛍光、 3Ｐ0 → 3Ｆ2 の遷移によって波長605ｎｍの
蛍光、3Ｐ0 → 3Ｆ3 の遷移によって635ｎｍの蛍光が発
生し得る。
【００３３】そこで、ファイバー13の入射端面13ａに
は、波長491 ｎｍに対してＨＲ（高反射）、波長520ｎ
ｍ、605ｎｍ、635ｎｍ並びに励起光波長444ｎｍに対し
てＡＲ（無反射）となる特性のコートが施され、ファイ
バー13の出射端面13ｂには、波長491 ｎｍの光を１％だ
け透過させるコートが施されている。
は、波長491 ｎｍに対してＨＲ（高反射）、波長520ｎ
ｍ、605ｎｍ、635ｎｍ並びに励起光波長444ｎｍに対し
てＡＲ（無反射）となる特性のコートが施され、ファイ
バー13の出射端面13ｂには、波長491 ｎｍの光を１％だ
け透過させるコートが施されている。
【００３４】それにより、上記波長491 ｎｍの蛍光はフ
ァイバー13の両端面13ａ、13ｂ間で共振して、レーザー
発振を引き起こす。こうして波長491 ｎｍの青緑色のレ
ーザービーム15が発生し、このレーザービーム15はファ
イバー13の出射端面13ｂから前方に出射する。
ァイバー13の両端面13ａ、13ｂ間で共振して、レーザー
発振を引き起こす。こうして波長491 ｎｍの青緑色のレ
ーザービーム15が発生し、このレーザービーム15はファ
イバー13の出射端面13ｂから前方に出射する。
【００３５】なお本例では、レーザービーム15はコア20
においてシングルモードで、一方励起光であるレーザー
ビーム10は第１クラッド21においてマルチモードで伝搬
する構成とされている。それにより、高出力のブロード
エリア型レーザーダイオード11を励起光源に適用して、
レーザービーム10を高い結合効率でファイバー13に入力
させることが可能となっている。
においてシングルモードで、一方励起光であるレーザー
ビーム10は第１クラッド21においてマルチモードで伝搬
する構成とされている。それにより、高出力のブロード
エリア型レーザーダイオード11を励起光源に適用して、
レーザービーム10を高い結合効率でファイバー13に入力
させることが可能となっている。
【００３６】それに加えて、第１クラッド21の断面形状
がほぼ矩形とされているため、レーザービーム10がクラ
ッド断面内で不規則な反射経路を辿り、コア20に入射す
る確率が高められている。
がほぼ矩形とされているため、レーザービーム10がクラ
ッド断面内で不規則な反射経路を辿り、コア20に入射す
る確率が高められている。
【００３７】以上により、高い発振効率が確保され、高
出力のレーザービーム15が得られるようになる。本実施
形態では、ファイバー13の長さが0.5ｍ、レーザーダイ
オード11の出力が１Ｗのとき、出力100ｍＷのレーザー
ビーム15が得られた。
出力のレーザービーム15が得られるようになる。本実施
形態では、ファイバー13の長さが0.5ｍ、レーザーダイ
オード11の出力が１Ｗのとき、出力100ｍＷのレーザー
ビーム15が得られた。
【００３８】＜第２実施形態＞図３は、本発明の第２の
実施形態によるファイバーレーザーを示すものである。
このファイバーレーザーは図１のファイバーレーザーと
比べると、ファイバー13に代えて、両端面のコートが異
なるファイバー33が用いられている点が基本的に異なる
ものである。
実施形態によるファイバーレーザーを示すものである。
このファイバーレーザーは図１のファイバーレーザーと
比べると、ファイバー13に代えて、両端面のコートが異
なるファイバー33が用いられている点が基本的に異なる
ものである。
【００３９】すなわちこの図３のファイバーレーザーに
おいて、ファイバー33の入射端面33ａには、波長520ｎ
ｍに対してＨＲ（高反射）、波長491ｎｍ、605ｎｍ、63
5ｎｍ並びに励起光波長444ｎｍに対してＡＲ（無反射）
となる特性のコートが施され、ファイバー33の出射端面
33ｂには、波長520ｎｍの光を２％だけ透過させるコー
トが施されている。
おいて、ファイバー33の入射端面33ａには、波長520ｎ
ｍに対してＨＲ（高反射）、波長491ｎｍ、605ｎｍ、63
5ｎｍ並びに励起光波長444ｎｍに対してＡＲ（無反射）
となる特性のコートが施され、ファイバー33の出射端面
33ｂには、波長520ｎｍの光を２％だけ透過させるコー
トが施されている。
【００４０】それにより、上記波長520ｎｍの蛍光はフ
ァイバー33の両端面33ａ、33ｂ間で共振して、レーザー
発振を引き起こす。このようして波長520ｎｍの緑色の
レーザービーム35が発生し、このレーザービーム35はフ
ァイバー33の出射端面33ｂから前方に出射する。本実施
形態では、ファイバー33の長さが１ｍ、レーザーダイオ
ード11の出力が１Ｗのとき、出力200ｍＷのレーザービ
ーム35が得られた。
ァイバー33の両端面33ａ、33ｂ間で共振して、レーザー
発振を引き起こす。このようして波長520ｎｍの緑色の
レーザービーム35が発生し、このレーザービーム35はフ
ァイバー33の出射端面33ｂから前方に出射する。本実施
形態では、ファイバー33の長さが１ｍ、レーザーダイオ
ード11の出力が１Ｗのとき、出力200ｍＷのレーザービ
ーム35が得られた。
【００４１】＜第３実施形態＞図４は、本発明の第３の
実施形態によるファイバーレーザーを示すものである。
このファイバーレーザーも図１のファイバーレーザーと
比べると、ファイバー13に代えて、両端面のコートが異
なるファイバー43が用いられている点が基本的に異なる
ものである。
実施形態によるファイバーレーザーを示すものである。
このファイバーレーザーも図１のファイバーレーザーと
比べると、ファイバー13に代えて、両端面のコートが異
なるファイバー43が用いられている点が基本的に異なる
ものである。
【００４２】すなわちこの図４のファイバーレーザーに
おいて、ファイバー43の入射端面43ａには、波長635ｎ
ｍに対してＨＲ（高反射）、波長491ｎｍ、520ｎｍ、60
5ｎｍ並びに励起光波長444ｎｍに対してＡＲ（無反射）
となる特性のコートが施され、ファイバー43の出射端面
43ｂには、波長635ｎｍの光を3.5％だけ透過させるコー
トが施されている。
おいて、ファイバー43の入射端面43ａには、波長635ｎ
ｍに対してＨＲ（高反射）、波長491ｎｍ、520ｎｍ、60
5ｎｍ並びに励起光波長444ｎｍに対してＡＲ（無反射）
となる特性のコートが施され、ファイバー43の出射端面
43ｂには、波長635ｎｍの光を3.5％だけ透過させるコー
トが施されている。
【００４３】それにより、上記波長635ｎｍの蛍光はフ
ァイバー43の両端面43ａ、43ｂ間で共振して、レーザー
発振を引き起こす。このようして波長635ｎｍの赤色の
レーザービーム45が発生し、このレーザービーム45はフ
ァイバー43の出射端面43ｂから前方に出射する。本実施
形態では、ファイバー43の長さが１ｍ、レーザーダイオ
ード11の出力が１Ｗのとき、出力300ｍＷのレーザービ
ーム45が得られた。
ァイバー43の両端面43ａ、43ｂ間で共振して、レーザー
発振を引き起こす。このようして波長635ｎｍの赤色の
レーザービーム45が発生し、このレーザービーム45はフ
ァイバー43の出射端面43ｂから前方に出射する。本実施
形態では、ファイバー43の長さが１ｍ、レーザーダイオ
ード11の出力が１Ｗのとき、出力300ｍＷのレーザービ
ーム45が得られた。
【００４４】＜第４実施形態＞図５は、本発明の第４の
実施形態によるファイバーアンプを示すものである。こ
のファイバーアンプは、励起光としての波長444ｎｍの
レーザービーム10を発するレーザーダイオード11と、発
散光であるレーザービーム10を平行光化するコリメータ
ーレンズ50と、平行光となったレーザービーム10を集光
する集光レンズ51と、Ｐｒ3+がドープされたコアを持つ
ファイバー53とを有している。
実施形態によるファイバーアンプを示すものである。こ
のファイバーアンプは、励起光としての波長444ｎｍの
レーザービーム10を発するレーザーダイオード11と、発
散光であるレーザービーム10を平行光化するコリメータ
ーレンズ50と、平行光となったレーザービーム10を集光
する集光レンズ51と、Ｐｒ3+がドープされたコアを持つ
ファイバー53とを有している。
【００４５】またコリメーターレンズ50と集光レンズ51
との間には、ビームスプリッタ52が配されている。そし
てこのビームスプリッタ52の図中下方には、波長520ｎ
ｍのレーザービーム55を発するＳＨＧ（第２高調波発
生）レーザー56が配設されている。このレーザービーム
55はコリメーターレンズ57によって平行光化され、平行
光となったレーザービーム55は上記ビームスプリッタ52
に入射する。
との間には、ビームスプリッタ52が配されている。そし
てこのビームスプリッタ52の図中下方には、波長520ｎ
ｍのレーザービーム55を発するＳＨＧ（第２高調波発
生）レーザー56が配設されている。このレーザービーム
55はコリメーターレンズ57によって平行光化され、平行
光となったレーザービーム55は上記ビームスプリッタ52
に入射する。
【００４６】ファイバー53は、基本的には図１に示され
たものと同様の構成を有するが、その端面53ａおよび53
ｂには、以上述べた各波長に対してＡＲ（無反射）とな
る特性のコートが施されている。
たものと同様の構成を有するが、その端面53ａおよび53
ｂには、以上述べた各波長に対してＡＲ（無反射）とな
る特性のコートが施されている。
【００４７】一方ＳＨＧレーザー56は、基本波光源とし
てのＤＢＲ（分布ブラッグ反射型）レーザーダイオード
から発せられた波長1040ｎｍのレーザービームを、周期
ドメイン反転構造を有する非線形光学材料からなる光導
波路に入射させて、１／２の波長つまり520ｎｍのレー
ザービーム55を得るものである。
てのＤＢＲ（分布ブラッグ反射型）レーザーダイオード
から発せられた波長1040ｎｍのレーザービームを、周期
ドメイン反転構造を有する非線形光学材料からなる光導
波路に入射させて、１／２の波長つまり520ｎｍのレー
ザービーム55を得るものである。
【００４８】このレーザービーム55はビームスプリッタ
52で反射して、レーザービーム10とともにファイバー53
に入射する。ファイバー53においては、第１実施形態で
説明した通り、レーザービーム10により励起されて波長
520ｎｍの蛍光が生じる。レーザービーム55は、それと
同波長の上記蛍光からエネルギーを受けて増幅され、フ
ァイバー53の出射端面53ｂから前方に出射する。
52で反射して、レーザービーム10とともにファイバー53
に入射する。ファイバー53においては、第１実施形態で
説明した通り、レーザービーム10により励起されて波長
520ｎｍの蛍光が生じる。レーザービーム55は、それと
同波長の上記蛍光からエネルギーを受けて増幅され、フ
ァイバー53の出射端面53ｂから前方に出射する。
【００４９】本実施形態では、ＳＨＧレーザー56の出力
が10ｍＷのとき、ファイバー53から出力200ｍＷのレー
ザービーム55を取り出すことができた。
が10ｍＷのとき、ファイバー53から出力200ｍＷのレー
ザービーム55を取り出すことができた。
【００５０】なお、ＳＨＧレーザー56の基本波光源であ
る上記ＤＢＲレーザーダイオードに変調機能を付加させ
ることにより、ファイバー53から増幅して取り出される
レーザービーム55を変調することも可能である。
る上記ＤＢＲレーザーダイオードに変調機能を付加させ
ることにより、ファイバー53から増幅して取り出される
レーザービーム55を変調することも可能である。
【００５１】以上、ＩｎＧａＮ系レーザーダイオードを
励起光源とする実施形態について説明したが、ＩｎＧａ
ＮＡｓ系材料あるいはＧａＮＡｓ系材料から活性層を構
成したレーザーダイオードを励起光源として用いること
も可能である。特に、ファイバーコアの吸収帯が長波長
側にずれている場合は、ＩｎＧａＮ系レーザーダイオー
ドと比べてより長波長化が実現しやすいＩｎＧａＮＡｓ
系あるいはＧａＮＡｓ系レーザーダイオードを用いるの
が望ましく、それにより吸収効率を向上させることがで
きる。
励起光源とする実施形態について説明したが、ＩｎＧａ
ＮＡｓ系材料あるいはＧａＮＡｓ系材料から活性層を構
成したレーザーダイオードを励起光源として用いること
も可能である。特に、ファイバーコアの吸収帯が長波長
側にずれている場合は、ＩｎＧａＮ系レーザーダイオー
ドと比べてより長波長化が実現しやすいＩｎＧａＮＡｓ
系あるいはＧａＮＡｓ系レーザーダイオードを用いるの
が望ましく、それにより吸収効率を向上させることがで
きる。
【図１】本発明の第１実施形態によるファイバーレーザ
ーを示す概略側面図
ーを示す概略側面図
【図２】図１のファイバーレーザーに用いられたファイ
バーの断面図
バーの断面図
【図３】本発明の第２実施形態によるファイバーレーザ
ーを示す概略側面図
ーを示す概略側面図
【図４】本発明の第３実施形態によるファイバーレーザ
ーを示す概略側面図
ーを示す概略側面図
【図５】本発明の第４実施形態によるファイバーアンプ
を示す概略側面図
を示す概略側面図
10 レーザービーム（励起光） 11 ＩｎＧａＮ系レーザーダイオード 12 集光レンズ 13 ファイバー 13ａ、13ｂ ファイバーの端面 15 レーザービーム 20 コア 21 第１クラッド 22 第２クラッド 33 ファイバー 33ａ、33ｂ ファイバーの端面 35 レーザービーム 43 ファイバー 43ａ、43ｂ ファイバーの端面 45 レーザービーム 50 コリメーターレンズ 51 集光レンズ 52 ビームスプリッタ 53 ファイバー 53ａ、53ｂ ファイバーの端面 55 レーザービーム 56 ＳＨＧレーザー 57 コリメーターレンズ
Claims (10)
- 【請求項１】 Ｐｒ3+が添加されたコアを持つファイバ
ーを、ＧａＮ系レーザーダイオードによって励起する構
成を有することを特徴とするファイバーレーザー。 - 【請求項２】 3Ｐ0 → 3Ｈ4 の遷移によって465 〜49
5 ｎｍの波長領域のレーザービームを発振させることを
特徴とする請求項１記載のファイバーレーザー。 - 【請求項３】 3Ｐ1 → 3Ｈ5 の遷移によって515 〜55
5 ｎｍの波長領域のレーザービームを発振させることを
特徴とする請求項１記載のファイバーレーザー。 - 【請求項４】 3Ｐ0 → 3Ｆ2 もしくは 3Ｐ0 → 3Ｈ6
の遷移によって600〜660 ｎｍの波長領域のレーザービ
ームを発振させることを特徴とする請求項１記載のファ
イバーレーザー。 - 【請求項５】 前記ＧａＮ系レーザーダイオードが、Ｉ
ｎＧａＮ、ＩｎＧａＮＡｓあるいはＧａＮＡｓからなる
活性層を有するものであることを特徴とする請求項１か
ら４いずれか１項記載のファイバーレーザー。 - 【請求項６】 Ｐｒ3+が添加されたコアを持つファイバ
ーを、ＧａＮ系レーザーダイオードによって励起し、該
励起により生じる蛍光の波長領域に含まれる波長の入射
光を増幅する構成を有することを特徴とするファイバー
アンプ。 - 【請求項７】 3Ｐ0 → 3Ｈ4 の遷移によって465 〜49
5 ｎｍの波長領域の蛍光を発生させて、この領域に含ま
れる波長の入射光を増幅することを特徴とする請求項６
記載のファイバーアンプ。 - 【請求項８】 3Ｐ1 → 3Ｈ5 の遷移によって515 〜55
5 ｎｍの波長領域の蛍光を発生させて、この領域に含ま
れる波長の入射光を増幅することを特徴とする請求項６
記載のファイバーアンプ。 - 【請求項９】 3Ｐ0 → 3Ｆ2 もしくは 3Ｐ0 → 3Ｈ6
の遷移によって600〜660 ｎｍの波長領域の蛍光を発生
させて、この領域に含まれる波長の入射光を増幅するこ
とを特徴とする請求項６記載のファイバーアンプ。 - 【請求項１０】 前記ＧａＮ系レーザーダイオードが、
ＩｎＧａＮ、ＩｎＧａＮＡｓあるいはＧａＮＡｓからな
る活性層を有するものであることを特徴とする請求項６
から９いずれか１項記載のファイバーアンプ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP637098A JPH11204862A (ja) | 1998-01-16 | 1998-01-16 | ファイバーレーザーおよびファイバーアンプ |
| US09/066,910 US6125132A (en) | 1997-04-28 | 1998-04-28 | Laser diode pumped solid state laser, fiber laser and fiber amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP637098A JPH11204862A (ja) | 1998-01-16 | 1998-01-16 | ファイバーレーザーおよびファイバーアンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11204862A true JPH11204862A (ja) | 1999-07-30 |
Family
ID=11636493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP637098A Pending JPH11204862A (ja) | 1997-04-28 | 1998-01-16 | ファイバーレーザーおよびファイバーアンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11204862A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000174346A (ja) * | 1998-12-01 | 2000-06-23 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 発光装置 |
| US6490309B1 (en) | 1999-07-21 | 2002-12-03 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Laser-diode-pumped laser apparatus in which Pr3+-doped laser medium is pumped with GaN-based compound laser diode |
| JP2007103704A (ja) * | 2005-10-05 | 2007-04-19 | Nichia Chem Ind Ltd | 発光装置、レーザディスプレイ、内視鏡 |
| JP2007157764A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-06-21 | Sumita Optical Glass Inc | 蛍光ファイバを用いた多波長レーザ光源 |
| JP2007258466A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Sumita Optical Glass Inc | 照明装置及び発光装置 |
| JP2008023262A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Nichia Chem Ind Ltd | 発光装置、レーザディスプレイ、内視鏡 |
| WO2010007938A1 (ja) * | 2008-07-16 | 2010-01-21 | セントラル硝子株式会社 | 紫外レーザ装置 |
| KR101038853B1 (ko) * | 2008-04-18 | 2011-06-02 | 삼성엘이디 주식회사 | 레이저 시스템 |
| JP2012027215A (ja) * | 2010-07-22 | 2012-02-09 | Nikon Corp | 紫外レーザ装置 |
| WO2015005107A1 (ja) * | 2013-07-12 | 2015-01-15 | ウシオ電機株式会社 | ファイバーレーザ光源装置 |
-
1998
- 1998-01-16 JP JP637098A patent/JPH11204862A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000174346A (ja) * | 1998-12-01 | 2000-06-23 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 発光装置 |
| US6490309B1 (en) | 1999-07-21 | 2002-12-03 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Laser-diode-pumped laser apparatus in which Pr3+-doped laser medium is pumped with GaN-based compound laser diode |
| JP2007103704A (ja) * | 2005-10-05 | 2007-04-19 | Nichia Chem Ind Ltd | 発光装置、レーザディスプレイ、内視鏡 |
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| JP2007258466A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Sumita Optical Glass Inc | 照明装置及び発光装置 |
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| WO2010007938A1 (ja) * | 2008-07-16 | 2010-01-21 | セントラル硝子株式会社 | 紫外レーザ装置 |
| JP2012027215A (ja) * | 2010-07-22 | 2012-02-09 | Nikon Corp | 紫外レーザ装置 |
| WO2015005107A1 (ja) * | 2013-07-12 | 2015-01-15 | ウシオ電機株式会社 | ファイバーレーザ光源装置 |
| JP2015018984A (ja) * | 2013-07-12 | 2015-01-29 | ウシオ電機株式会社 | ファイバーレーザ光源装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020115 |