光合波器以及光纤激光器制造技术

本发明专利技术目的在于提供一种用于得到单一波长的高输出功率光的光合波器以及光纤激光器。本发明专利技术的光合波器具备：输入部（１１、１２）、波长合波部（１４）、合波光变换部（１５）和输出部（１６）。在输入部（１１）及（１２）中，输入多个波长（λ１、λ２）的光。波长合波部（１４）对从波长不同而不同的输入部（１１、１２）所输入的多个波长（λ１、λ２）的光进行波长合波而形成１个合波光。通过进行波长合波，能够无损耗地进行合波。合波光变换部（１５）以来自波长合波部（１４）的合波光所包含的波长（λ１）以及（λ２）之中的至少１个波长产生拉曼光，将来自波长合波部（１４）的波长（λ１）以及（λ２）的合波光变换成该拉曼光的波段所包含的单一波长（λｍ）的光。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光合波器以及光纤激光器，特别是涉及用于提供输出功率高且光束品质优良的光纤激光器的光合波器以及光纤激光器。
技术介绍
近些年来，光纤激光器的输出功率日趋高输出功率化，超过IOkW的输出功率的光纤激光器在市场上已有出售。这种高输出功率的光纤激光器在产业上已经被应用于加工机、医疗设备和测量仪器等各种领域，特别是在材料加工领域中，由于光纤激光器与其他的激光器相比，聚光性优良，能得到功率密度高且小的光斑，从而能够进行精密加工，另外，可以进行非接触加工即能够对可吸收激光的硬物质进行加工等，所以其用途被迅速地扩大了。这种超过IOkW的光纤激光器通常是通过对具有数IOW 数kW的输出功率的多个光纤激光器的输出光进行合波来实现的。对输出光的合波使用了相干光束方式或波长光束方式(例如参照专利文献1 3)。在相干光束方式中，通过使以同一波长振荡的多个激光器输出光的相位一致，产生相位耦合来合波(例如参照专利文献1)。从而得到相同波长的高输出功率光。这里，提出了一种不进行相位控制产生相位耦合的方法(例如参照专利文献2)。 在该方法中，在谐振器内的一部分使2个光纤的纤芯靠近，使从一侧的光纤纤芯内漏出的光向另一侧的光纤纤芯中光学地耦合来进行注入同步。从而，2个光纤激光器自动地以同相位振荡，能够不必分别进行相位控制，进行激光器输出光的合波。另一方面，在波长光束方式中，把振荡波长不同的多个激光器的输出射入衍射光栅，利用波长不同而衍射角不同的原理，将衍射后的光在空间上进行叠加(例如，参照专利文献幻。从而得到高输出功率光。专利文献专利文献1 美国专利公报20080085128号专利文献2 日本特开平10-118038号公报专利文献3 美国专利公报20070127123号
技术实现思路
在相干光束方式中，为了使分别振荡的激光的相位一致，必须精确地进行控制。存在由于激光的相位在干扰下容易发生变化，因而难以控制，控制系统变得非常复杂的问题。另外，在不进行相位控制产生相位耦合的方法中，耦合部必须存在于谐振器内，因此在高输出功率光纤激光器中所使用的包层泵浦方式的光纤激光器的情况下，可用于耦合部的光耦合器的制作较困难。在波长光束方式中，衍射光栅非常昂贵，而且进行合波的光纤激光器彼此的波长通常需要隔开Inm左右。因此，当多个光纤激光器进行合波时，存在合波后的激光的频谱宽3度变得非常宽，为了在实际的加工应用、特别在微细加工等中消除色差必须要使用昂贵的光学部件的问题。于是，本专利技术的目的在于提供一种用于得到单一波长的高输出功率光的光合波器以及光纤激光器。为了解决上述课题，本专利技术的光合波器的特征在于，具备波长合波部，其对从波长不同而不同的输入部输入的多个波长的光进行波长合波而成为1个合波光；和合波光变换部，以来自所述波长合波部的合波光中所包含波长的至少1个波长产生拉曼光，将来自所述波长合波部的合波光变换成该拉曼光的波段所包含的单一波长的光。通过波长合波部对不同波长的光进行合波，生成含有多个波长的高输出功率的合波光。此处，由于进行波长合波所以可以无耦合损耗地进行合波。并且，由于产生拉曼散射的光纤连接在波长合波部的后段，因此能够将该合波光所包含的多个波长变换成单一波长。由此，能够产生单一波长的高输出功率光。另外，根据这种构成，能够不需要相位控制而且以简单的构造产生单一波长的光。在本专利技术的光合波器中，优选所述单一波长与来自所述波长合波部的合波光所包含的波长之中的最长波长是相同波长。该光合波器将输入输入部的最长波长的光保持原波长输出。因此，能够输出高输出功率的单一波长光。在本专利技术的光合波器中，优选所述单一波长是比来自所述波长合波部的合波光所包含的波长之中的最长波长还长的波长。存在反射从合波光变换部输出的光，射入与输入部连接的激光光源的情况。由于所述单一波长在激光光源的增益波段之外，即使在该单一波长的光射入激光光源的情况下，也能够防止激光光源的损伤。 在本专利技术的光合波器中，优选所述合波光变换部透过来自所述波长合波部的合波光所包含的波长之中的最短波长以上且所述单一波长以下的波长，阻止比所述单一波长还长的波长。在合波光变换部中，合波光被变换成长波长的光。这时，由于合波光变换部阻止比单一波长还长的波长，能够高效率地产生单一波长的光。在本专利技术的光合波器中，优选所述合波光变换部是使所述拉曼光的N阶之中、N阶的拉曼光在波导方向上连续地损耗，抑制所述N阶的受激拉曼散射光的产生的光纤。光纤的透过波段以及阻止波段能够通过其构造来设定。由此，能够高效率地产生单一波长的光。在本专利技术的光合波器中，优选所述光纤是使N-I阶波长在带隙波段内，所述N阶的拉曼光波长在带隙波段外的PBGF (Photonic Bandgap Fiber，光子带隙光纤)。通过使用PBGF，能够设定光纤的透过波段以及阻止波段。本专利技术的光纤激光器的特征在于，具备本专利技术的光合波器、和输出波长不同的多个激光光源，所述多个激光光源分别将所述输出波长的光供给所述光合波器的不同的所述输入部。根据该光纤激光器，能够将来自激光光源的多个波长的光变换成单一波长的光， 从而产生单一波长的高输出功率光。光合波器进行波长合波，因此能够防止对多个激光光源输出的输出光进行合波时的耦合损耗的产生。在本专利技术的光纤激光器中，优选所述多个激光光源的至少1个具备输出光变换部，由入射的光产生拉曼光，从而变换成向所述光合波器供给的所述输出波长的光。即使多个激光光源的光发生部是分别产生相同波长的光的部件，也能够向输入部输入不同波长的光。由此，能够将由各激光光源产生的光用波长合波部无损耗地进行波长合波。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种用于得到单一波长的高输出功率的光的光合波器以及光纤激光器。附图说明图1是实施方式1的光合波器的构成概要图。图2是合波光变换部15的各部分中的传输光的光谱的一个例子，(a)表示向合波光变换部输入的输入光的光谱，(b)表示从合波光变换部输出的输出光的光谱。图3表示PBGF的一个例子，(a)表示横截面图，(b)表示在直线A上的径向的折射率分布图。图4是实施方式2的光纤激光器的构成概要图。图5是实施方式3的光纤激光器的构成概要图。图6是实施方式4的光纤激光器的构成概要图。图7是实施方式5的光纤激光器的构成概要图。图8是实施方式6的光纤激光器的构成概要图。具体实施例方式参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。下面说明的实施方式是本专利技术的构成的例子，本专利技术不限于以下的实施方式。(实施方式1)图1是本实施方式的光合波器的构成概要图。本实施方式的光合波器10具备输入部11、12，波长合波部14，合波光变换部15，以及输出部16。波长合波部14的输入端口分别与光合波器10的输入部11、12相连接。合波光变换部15的输出端口与光合波器10 的输出部16相连接。向输入部11以及12中分别输入波长λ ρ λ2的光。波长X1与波长λ 2是不同的波长。波长合波部14对从波长不同而不同的输入部11、12输入的多个波长λ工、λ2的光进行波长合波，成为1个合波光。通过波长合波，能够无损耗地对多个输入光进行合波。在波长合波部14中能够使用WDM(波分复用器)。来自波长合波部14的合波光被输入合波光变换部15中。合波光变换部15将来自波长合波部14的波长X1本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种光合波器，其特征在于，具备：波长合波部，其对从波长不同而不同的输入部输入的多个波长的光进行波长合波而形成１个合波光；和合波光变换部，其以来自所述波长合波部的合波光所包含的波长之中的至少１个波长产生拉曼光，将来自所述波长合波部的合波光变换为该拉曼光的波段所包含的单一波长的光。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：北林和大，
申请(专利权)人：株式会社藤仓，
类型：发明
国别省市：JP