光纖以及使用該光纖的激光振蕩器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及光纖以及使用該光纖的激光振蕩器。
【背景技術(shù)】
[0002]使用光纖的激光振蕩器已得到廣泛應(yīng)用。這種激光振蕩器使用由光源振蕩出的激勵(lì)光，通過(guò)光纖振蕩出激光。用于該激光振蕩器中的光纖例如由摻有鉺等的激光介質(zhì)的ZBLAN玻璃等的氟化物玻璃形成。然而，這種氟化物玻璃、尤其是ZBLAN玻璃存在會(huì)因吸收了來(lái)自光纖的激光的大氣中的水分而潮解的問(wèn)題。即，存在損傷光纖端面的問(wèn)題。
[0003]為了消除該問(wèn)題，例如在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中，在光纖的端面上接合了端帽。由此，光纖的端面不會(huì)露出于大氣中，因此能夠防止因大氣中的水分而光纖的端面被潮解。
[0004]此外，光纖所包含的激光介質(zhì)會(huì)通過(guò)吸收激勵(lì)光而發(fā)熱，因此需要防止因該發(fā)熱而燒灼光纖使其損傷。例如在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，通過(guò)2塊金屬板夾住光纖以散發(fā)來(lái)自光纖的熱，從而防止光纖發(fā)熱導(dǎo)致的損傷。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0007]專(zhuān)利文獻(xiàn)I日本特開(kāi)2007-273842號(hào)公報(bào)
[0008]專(zhuān)利文獻(xiàn)2日本特開(kāi)2001-274489號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明欲解決的課題
[0010]如上所述，在通過(guò)2塊金屬板夾住光纖的情況下，難以通過(guò)金屬板完全地夾至光纖的兩端部，光纖的兩端部有時(shí)會(huì)從金屬板露出。此時(shí)，在激勵(lì)光入射的光纖的第I端部，會(huì)產(chǎn)生光纖發(fā)熱而損傷的問(wèn)題。
[0011]本發(fā)明的課題在于抑制光纖端部的損傷。
[0012]用于解決課題的手段
[0013](I)本發(fā)明第I方面的光纖是用于使用激勵(lì)光生成或放大激光的光纖。該光纖具有第I光纖主體、第2光纖主體和第I端帽。第I光纖主體具有第I纖芯和第I包層。第2光纖主體具有第2纖芯和第2包層，且第I端面接合于第I光纖主體的第I端面。第I端帽具有光透過(guò)性，且接合于第2光纖主體的第2端面。第I纖芯摻有激光介質(zhì)。第2纖芯中的激光介質(zhì)的質(zhì)量含有率低于第I纖芯中的激光介質(zhì)的質(zhì)量含有率。
[0014]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，首先，第I光纖主體的第I端面接合有第2光纖主體而未露出于大氣，因此能夠防止因吸收了激光的大氣中的水分而潮解。此外，第2光纖主體的第2端面接合有第I端帽而未露出于大氣，因此同樣能夠防止潮解。
[0015]進(jìn)而，第I光纖主體的第I端面接合有第2光纖主體，因此在通過(guò)金屬板等的冷卻部件夾住第I光纖主體等時(shí)，也能夠防止第I光纖主體的第I端部從冷卻部件露出。其結(jié)果，能夠充分冷卻包含第I端部在內(nèi)的第I光纖主體，還可以防止第I纖芯由于發(fā)熱而受到損傷。另外，第2光纖主體存在一部分從冷卻部件露出的可能性，而第2光纖主體的第2纖芯的激光介質(zhì)的質(zhì)量含有率低于第I纖芯，對(duì)激勵(lì)光的吸光度低于第I光纖主體的第I纖芯。因此，能夠抑制第2纖芯的發(fā)熱，能夠抑制第2纖芯由于發(fā)熱而受到損傷。另外，第I光纖主體的第I端部指的是連接第2光纖主體的一側(cè)的端部。此外，該光纖優(yōu)選用于從第I端帽側(cè)入射激勵(lì)光。
[0016](2)優(yōu)選第I纖芯摻有激光介質(zhì)，而第2纖芯未摻有激光介質(zhì)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，第2纖芯未摻雜激光介質(zhì)，因此可防止因激勵(lì)光的吸收導(dǎo)致的發(fā)熱。其結(jié)果，即使在第2光纖主體的一部分從冷卻部件露出的情況下，也能夠防止第2纖芯的損傷。
[0017](3)優(yōu)選第I光纖主體和第2光纖主體由氟化物玻璃形成，激光介質(zhì)是稀土類(lèi)元素。具體而言，優(yōu)選第I光纖主體和第2光纖主體由ZBLAN玻璃形成，激光介質(zhì)是鉺。
[0018]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠提升發(fā)光特性等。此外，氟化物玻璃、尤其是ZBLAN玻璃具有潮解性，因此本發(fā)明的應(yīng)用尤為有效。
[0019](4)優(yōu)選端帽由氟化鈣形成。
[0020](5)優(yōu)選第2纖芯，其直徑大于第I纖芯的直徑，且被設(shè)計(jì)為使得來(lái)自第I纖芯的輸出光在第2纖芯內(nèi)不被反射的長(zhǎng)度。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠在不變更來(lái)自第I纖芯的輸出光的模式的情況下，將輸出光輸出。
[0021](6)優(yōu)選光纖還具有第2端帽，該第2端帽接合于第I光纖主體的第2端面，且具有光透過(guò)性。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，還能夠防止第I光纖主體的第2端面的損傷。
[0022](7)優(yōu)選光纖還具有冷卻部件，該冷卻部件用于冷卻第I光纖主體和第2光纖主體。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠防止因發(fā)熱導(dǎo)致第I光纖主體的第I纖芯損傷。
[0023](8)本發(fā)明第2方面的激光振蕩器具有上述任意一項(xiàng)所述的光纖、收容光纖的殼體以及振蕩出激勵(lì)光的光源。
[0024]發(fā)明的效果
[0025]根據(jù)本發(fā)明，能夠抑制光纖端部的損傷。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是表示激光振蕩器的結(jié)構(gòu)的概略圖。
[0027]圖2是表示光纖的第I端部側(cè)的剖面圖。
[0028]圖3是表不光纖的第2端部側(cè)的剖面圖。
[0029]圖4是光纖的第I端部側(cè)的第I和第2光纖主體的詳細(xì)剖面圖。
[0030]圖5是表示變形例I的光纖的第2端部側(cè)的剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]以下，參照【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的光纖以及使用該光纖的激光振蕩器的實(shí)施方式。圖1是表示激光振蕩器的結(jié)構(gòu)的概略圖。
[0032]如圖1所示，激光振蕩器I具有光源2、第I?第3透鏡3a、3b、3c、第I和第2 二向色鏡4a、4b、阻尼器5、光纖6、殼體7和冷卻器裝置8。
[0033]光源2用于振蕩出激勵(lì)光，例如可由燈或半導(dǎo)體激光器等構(gòu)成。由光源2振蕩出的激勵(lì)光通過(guò)激勵(lì)光傳輸光纖2a而輸出。
[0034]第I透鏡3a是作為準(zhǔn)直透鏡發(fā)揮功能的透鏡，其配置于激勵(lì)光傳送光纖2a與后述的殼體7的第I窗口部7a之間。第I透鏡3a將來(lái)自光源2的激勵(lì)光從發(fā)散光的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為平行光的狀態(tài)。
[0035]第2透鏡3b是作為聚光透鏡和準(zhǔn)直透鏡發(fā)揮功能的透鏡，其配置于第I 二向色鏡4a與光纖6的第I端部67之間。第2透鏡3b對(duì)通過(guò)第I透鏡3a而處于平行光的狀態(tài)的激勵(lì)光進(jìn)行會(huì)聚而向光纖6放射，并且將從光纖6放射的激光轉(zhuǎn)換為平行光的狀態(tài)。
[0036]第3透鏡3c是作為聚光透鏡和準(zhǔn)直透鏡發(fā)揮功能的透鏡，其配置于第2 二向色鏡4b與光纖6的第2端部68之間。第3透鏡3c將來(lái)自光纖6的激勵(lì)光和激光轉(zhuǎn)換為平行光的狀態(tài)，對(duì)來(lái)自第2 二向色鏡4b的激光進(jìn)行會(huì)聚而向光纖6放射。
[0037]第I 二向色鏡4a配置于第I透鏡3a與第2透鏡3b之間。第I 二向色鏡4a使來(lái)自光源2的激勵(lì)光透過(guò)，并且反射來(lái)自光纖6的激光而使其改變行進(jìn)方向。
[0038]第2 二向色鏡4b配置于第3透鏡3c與阻尼器5之間。第2 二向色鏡4b構(gòu)成為使來(lái)自光纖6的激勵(lì)光透過(guò)，并且反射來(lái)自光纖6的激光。
[0039]阻尼器5配置于第2 二向色鏡4b的下游側(cè)，是吸收透過(guò)第2 二向色鏡4b的激勵(lì)光的部件。
[0040]圖2是光纖6的第I端部67側(cè)的側(cè)面剖面圖，圖3是光纖6的第2端部68側(cè)的側(cè)面剖面圖。如圖2和圖3所示，光纖6具有第I光纖主體61、第2光纖主體62、第I端帽63、第2端帽64和冷卻部件65。
[0041]第I光纖主體61作為光纖6的主要部分，在該第I光纖主體61生成激光。圖4是表示光纖6的第I端部67側(cè)的第I光纖主體61和第2光纖主體62的詳細(xì)情況的側(cè)面剖面圖。如圖4所示，第I光纖主體61具有第I纖芯611、以及形成為覆蓋第I纖芯611的第I包層612。
[0042]第I纖芯611由摻有稀土類(lèi)元素作為激光介質(zhì)的氟化物玻璃形成，優(yōu)選由摻有鉺的ZBLAN(ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF)玻璃形成。第I包層612由氟化物玻璃形成，優(yōu)選由ZBLAN玻璃形成。另外，第I包層612的折射率低于第I纖芯611，此外，未摻雜激光介質(zhì)。
[0043]第2光纖主體62的第I端面623接合于第I光纖主體61的第I端面613。第2光纖主體62具有第2纖芯621、以及形成為覆蓋第2纖芯621的第2包層622。第2光纖主體62在與第I光纖主體61相同的軸上延伸，且具有與第I光纖主體61的直徑大致相同的直徑。即，第2包層622的外徑與第I包層612的外徑大致相同。另外，該第2光纖主體62通過(guò)熱粘接而接合于第I光纖主體61。
[0044]第2光纖主體62的第2纖芯621的直徑大于第I光纖主體61的第I纖芯611的直徑。此外，第2光纖主體62被設(shè)計(jì)為使得來(lái)自第I光纖主體61的激光不在第2纖芯621內(nèi)反射的長(zhǎng)度。即，從第I纖芯611入射到第2纖芯621的激光在第2纖芯621內(nèi)反射之前從第2纖芯621放射。此外，第2纖芯622未摻雜作為激光介質(zhì)的鉺等的稀土類(lèi)元素，因此即使激勵(lì)光入射也不會(huì)發(fā)熱。即，不在第2光纖主體62生成激光。
[0045]如圖2所示，第I端帽63接合于第2光纖主體62的第2端面624。具體而言，第I端帽63通過(guò)熱粘接而接合于第2光纖主體62。第I端帽63具有使激勵(lì)光和激光透過(guò)的光透過(guò)性，且不具有潮解性。此外，第I端帽36優(yōu)選熔點(diǎn)在第2光纖主體62的熔點(diǎn)以上，而為了進(jìn)行第2光纖主體62的第2端面624的冷卻，熱傳導(dǎo)率優(yōu)選高于第2光纖主體62的熱傳導(dǎo)率。此外，第I端帽63為了強(qiáng)化與第2光纖主體62的接合，優(yōu)選線膨脹系數(shù)與第2光纖主體62同等程度。具體而言，第I端帽63可以為氟化鈣等的晶體。此外，第I端帽63還可以是石英等的晶體。
[0046]如圖3所示，第2端帽64接合于第I光纖主體61的第2端面614。具體而言，第2端帽64通過(guò)熱粘接而接合于第I光纖主體61。第2端帽64是與上述第I端帽63相同的