光纤以及使用光纤的光纤激光装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及即便在纤巧直径大的情况下也能够射出光束质量好的光的光纤、W及 使用该光纤的光纤激光装置。
【背景技术】
[0002] 作为一种在加工机等中使用的光纤激光装置，公知有将由激光振荡器（MO;Master Oscillator)等种子光源产生的光通过具有放大用光纤的放大器（PA;PowerAmplifier) 放大并射出的MO-PA(Master化cillator-PowerAmplifier)型光纤激光装置。作为该样 的光纤激光装置，通过波长转换元件将具有近红外光的波段的光转换为短波长侧，从而能 够射出具有可见光的波段的光。
[0003] 在进行该样的波长转换时，若波长转换之前的光存在多个模，则存在无法高效地 进行波长转换的倾向。因此，优选入射于波长转换元件的光尽量仅包括基本模的光而不包 括高次模的光。另一侧面，伴随着光纤激光装置的高输出化，为了使更大功率的光传播，针 对放大用光纤等光纤，期望使用纤巧的直径比单模光纤大的多模光纤。而且，在该样的情况 下，也期望射出包括基本模的光并减少高次模的光的光束质量好的光。
[0004] 在下述专利文献1记载有具有能够传播多模光的放大用双包层光纤的光纤激光 装置。在该光纤激光装置中，为了使入射至纤巧的光仅包括LP01模（基本模）的光，配设 仅激励LP01模的光那样的模转换器，从而在传播多模的光的放大用双包层光纤中能够W LP01模的光为中屯、进行放大。
[0005] 专利文献1:美国专利第5、818、630号说明书
[0006] 但是，在能够W多模传播光的光纤仅入射LP01模的光的情况下，除了激励LP01模 的光之外还激励LP02模的光等高次模的光。若像该样包含高次模的光射出，则存在射出的 光难W聚光等的问题、无法在如上述那样波长转换元件中高效地进行波长转换的问题。若 在专利文献1所记载的放大用光纤中激励LP02模等的高次模的光，则除了LP01模的光被 放大之外，该些高次模的光也被放大，从而导致射出光束质量不良的光。LP02模的光与其他 高次模的光相比存在功率大的倾向，因此在高次模的光中抑制LP02模的光也是重要的。
【发明内容】
[0007] 因此，本发明的目的在于提供在纤巧的直径大的情况下也能够射出光束质量好的 光的光纤W及使用该光纤的光纤激光装置。
[000引为了解决上述课题，本发明是一种至少WLP01模W及LP02模传播规定波长的光 的光纤，该光纤的特征在于，在包层中的传播上述规定波长的光的导波区域的至少一部分、 W及纤巧中的上述LP01模的光的强度比上述LP02模的光的强度大的区域，分别添加使杨 氏模量变化的渗杂剂，上述包层的上述导波区域的至少一部的杨氏模量，比上述纤巧中的 上述LP01模的光的强度比上述LP02模的光的强度大的区域的杨氏模量小。
[0009] 在光纤传播的光存在从纤巧溢出至包层的与纤巧邻接的区域并传播的情况。然而 受激布里渊散射因在光纤中传播的光与声波的相互作用而产生。该声波存在聚集在杨氏模 量小的部位的倾向。因此，根据该样的光纤，与纤巧的LP01模的光的强度比LP02模的光的 强度大的区域相比，声波聚集在包层的导波区域。该包层的导波区域是LP02模的光的强度 比上述LP01模的光的强度大的区域，因此在该区域中，与LP01模的光相比，LP02模的光受 到受激布里渊散射的影响大。因此，能够使LP02模的光比LP01模的光更衰减地传播。另 夕F，在纤巧中的LP01模的光的强度比LP02模的光的强度大的区域与包层的导波区域之间， 存在纤巧中的LP02模的光的强度比LP01模的光的强度大的区域，因此纤巧中的LP01模的 光的强度比LP02模的光的强度大的区域与包层的导波区域分离。因此，即使聚集于包层 的导波区域的声波从包层的导波区域泄漏，也能够减少对纤巧中的LP01模的光的强度比 LP02模的光的强度大的区域的影响。另外，在包层的导波区域中，LP01模的光的强度小，因 此LP01模的因受激布里渊散射而产生的损失不比LP02模的光大。该样，根据上述光纤，即 使在纤巧的直径大的情况下，也能够抑制LP01模的光的损失并且使LP02模的光损失，从而 能够将光束质量好的光射出。
[0010] 另外，优选在上述包层的全部的上述导波区域添加使杨氏模量变化的渗杂剂，上 述包层的全部的上述导波区域的杨氏模量，比上述纤巧中的上述LP01模的光的强度比上 述LP02模的光的强度大的区域的杨氏模量小。
[0011] 根据该样的光纤，能够使LP02模的光进一步损失。
[0012] 另外，优选在上述包层的上述导波区域中的、杨氏模量比上述LP01模的光的强度 大于上述LP02模的光的强度的区域的杨氏模量小的区域的杨氏模量，比上述纤巧的上述 LP02模的光的强度大于上述LP01模的光的强度的区域中的、较上述LP01模的光的强度大 于上述LP02模的光的强度的区域更靠外周侧的区域的杨氏模量小。
[0013] 通过使杨氏模量的大小分布成为该样的分布，从而使声波聚集在包层的导波区 域，能够使声波从纤巧中的LP01模的光的强度比LP02模的光的强度大的区域远离。因此， 能够使LP01模的光的强度比LP02模的光的强度大的区域的受激布里渊散射的影响小，从 而能够抑制LP01模的光损失。
[0014] 另外，优选上述包层的上述导波区域中的、杨氏模量比上述LP01模的光的强度大 于上述LP02模的光的强度的区域的杨氏模量小的区域的杨氏模量，比上述包层的较上述 导波区域更靠外周侧的区域的杨氏模量小。
[0015] 根据该样的结构，抑制声波向包层的导波区域W外分散并传递，从而能够使声波 集中在包层的导波区域。因此，在包层的导波区域中，能够因受激布里渊散射使LP02模的 光更加损失。
[0016] 另外，上述包层的折射率也可W在径向上保持恒定。
[0017] 另外，优选在上述包层的上述导波区域中的、杨氏模量比上述LP01模的光的强度 大于上述LP02模的光的强度的区域的杨氏模量小的区域，共添加有使折射率降低并且使 杨氏模量减小的渗杂剂、和使折射率增大并且使杨氏模量减小的渗杂剂。
[0018] 通过共添加使折射率降低并且使杨氏模量减小的渗杂剂、和使折射率增大并且使 杨氏模量减小的渗杂剂，能够使杨氏模量减小并且使折射率成为所希望的状态。例如，能够 使导波区域的杨氏模量比包层的其他区域小、并且能够使导波区域与包层的其他的区域成 为相同的折射率。
[0019] 另外，也可W在上述纤巧的至少一部分添加受激发射出上述规定波长的光的活性 元素。在该情况下，能够实现能够使LP02模的光损失的放大用光纤。
[0020] 另外，优选在上述包层内设置有隔着上述纤巧的一对应力施加部。通过设置该样 的应力施加部，能够使在纤巧传播的光成为单偏振波。通过将该样的单偏振波从光纤射出， 能够在从光纤射出的光入射至波长转换元件并进行波长转换时，高效地将光进行波长转 换。
[0021] 另外，本发明的光纤激光装置的特征在于，具备：在纤巧的至少一部分添加活性元 素的上述记载的任一种光纤；种子光源，其射出要入射于上述纤巧的上述规定波长的种子 光；W及激励光源，其将激励上述活性元素的激励光射出。
[0022] 根据该样的光纤激光装置，能够在光纤中使LP02模的光损失并且使LP01模的光 放大，因此能够将光束质量好的光射出。
[0023] 另外，在该样的光纤激光装置中，优选上述种子光仅激励上述光纤的轴对称的模。
[0024] 根据该样的光纤激光装置，在光纤中，由于不传播非轴对称的高次模，因此不会将 非轴对称的高次模放大并射出，从而能够容易进行聚光并