激光裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及激光裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為目前的激光裝置，已知有如下裝置，其包括:射出光的光源；導(dǎo)波從光源射出 的光使其射出的光纖;和使從光纖射出的光射入激光介質(zhì)而射出激光的激光振蕩器(例如 參照專利文獻(xiàn)1、2和非專利文獻(xiàn)1、2)。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004] 專利文獻(xiàn)
[000引專利文獻(xiàn)1:日本特開平7 - 106665號(hào)公報(bào)
[0006] 專利文獻(xiàn)2:日本特開2011-127529號(hào)公報(bào)
[0007] 非專利文獻(xiàn)
[000引 非專利文獻(xiàn) 1 :A.Agnesi ,E.Piccinini ,G. C.Reali ,and C. Solcia,?；诒粍?dòng)Q開 關(guān)高功率Nd:YAG激光的高效的全固態(tài)可調(diào)諧光源化ffiCient aU-solid-state tunable source based on a passively Q-switched high-power NcUYAG laser)''，Appl .Phys .B 65,pp.303-305(1997)
[0009] 非專利文獻(xiàn)2:H.Sakai，H.Kan，andT.Taira/'〉l兆瓦峰值功率單模高亮度的被動(dòng) Q開關(guān)Nd3+:YAG微片激光器（〉1MW peak power single-mode hi曲-bri曲 1:ness passively Q-switched Nd3+:YAG microchip laser)",Opt.E邱ress V0I.I6N0.24,pp.19891-19899 (2008)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 發(fā)明要解決的問題
[0011] 然而，在上述的激光裝置中，存在激光的光輸出不穩(wěn)定或者激光的輸出下降的情 況。
[0012] 因此，本發(fā)明的目的在于提供一種激光裝置，通過該裝置能夠獲得輸出穩(wěn)定且足 夠大的激光。
[0013] 用于解決問題的技術(shù)方案
[0014] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明人進(jìn)行了深入研究，結(jié)果查明：在現(xiàn)有的激光裝置中激 光的光輸出不穩(wěn)定或者激光的光輸出下降的現(xiàn)象是由從光源向激光介質(zhì)導(dǎo)波光的光纖的 特性引起的。
[001引作為從光源向激光介質(zhì)導(dǎo)波光的光纖，通常使用SI(Step Index)光纖或GI (Graded Index)光纖。SI光纖的纖忍的折射率是一定的，被導(dǎo)波的光的束流剖面容易成為 高帽形狀。如果射入激光介質(zhì)的光的束流剖面為高帽形狀，則從激光振蕩器射出的激光的 光輸出易于足夠大。
[0016]然而，由于SI光纖的纖忍的折射率是一定的，在纖忍的中屯、和周邊光的傳播速度 不同，所W被導(dǎo)波的光的輸出容易受到光纖形狀變化的影響，容易變得不穩(wěn)定。如果射入激 光介質(zhì)的光的輸出不穩(wěn)定，則從激光振蕩器射出的激光的光輸出也容易變得不穩(wěn)定。因此， 在使用SI光纖作為從光源向激光介質(zhì)導(dǎo)波光的光纖的情況下，從激光振蕩器射出的激光的 光輸出易于足夠大，但該輸出容易變得不穩(wěn)定。
[0017] 另一方面，由于GI光纖的纖忍的折射率并非一定且在纖忍的中屯、和周邊光的傳播 速度相同，所W被導(dǎo)波的光的輸出不容易受到光纖形狀變化的影響而容易穩(wěn)定。如果射入 激光介質(zhì)的光的輸出穩(wěn)定，則從激光振蕩器射出的激光的光輸出也容易穩(wěn)定。
[0018] 然而，GI光纖的纖忍的折射率并非一定，被導(dǎo)波的光的束流剖面成為高斯波形。如 果射入激光介質(zhì)的光的束流剖面是高斯波形，則從激光振蕩器射出的激光的光輸出容易下 降。因此，在使用GI光纖作為從光源向激光介質(zhì)導(dǎo)波光的光纖的情況下，從激光振蕩器射出 的激光的光輸出容易穩(wěn)定，但該輸出容易下降。
[0019] 運(yùn)樣，在使用SI光纖和GI光纖中的任一者作為從光源向激光介質(zhì)導(dǎo)波光的光纖的 情況下，都難W獲得輸出穩(wěn)定且足夠大的激光。本發(fā)明人基于該見解進(jìn)一步深入研究，完成 了本發(fā)明。
[0020] 目P，本發(fā)明的激光裝置包括:射出光的光源;射入從光源射出的光，對(duì)該光進(jìn)行導(dǎo) 波使其射出的光纖;和具有射入有從光纖射出的光的激光介質(zhì)，并射出激光的光的激光振 蕩器;其中，光纖具有:構(gòu)成光射入側(cè)的部分的GI光纖;和與GI光纖接合并構(gòu)成光射出側(cè)的 部分的SI光纖。
[0021] 該激光裝置中，由于使從光源射出的光射入的光射入側(cè)的部分的光纖由GI光纖構(gòu) 成，所W由該部分導(dǎo)波的光的輸出不容易受到光纖形狀變化的影響而容易穩(wěn)定。此外，由于 使被導(dǎo)波的光射出的光射出側(cè)的部分的光纖由SI光纖構(gòu)成，所W從光纖射出的光的束流剖 面容易成為高帽形狀。因此，射入激光介質(zhì)的光的輸出容易穩(wěn)定且束流剖面容易成為高帽 形狀。由此，采用該激光裝置，能夠獲得輸出穩(wěn)定且足夠大的激光。
[0022] 發(fā)明効果
[0023] 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種激光裝置，其能夠獲得輸出穩(wěn)定且足夠大的激光。
【附圖說明】
[0024] 圖1是第一實(shí)施方式的激光裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0025] 圖2是圖1的激光裝置的SI光纖的夾具的結(jié)構(gòu)圖。
[0026] 圖3是圖1的激光裝置的SI光纖的夾具的另一例的結(jié)構(gòu)圖。
[0027] 圖4是圖1的激光裝置的SI光纖的夾具的另一例的結(jié)構(gòu)圖。
[0028] 圖5是評(píng)價(jià)光纖形狀變化的影響的評(píng)價(jià)方法的概略圖。
[0029] 圖6是表示光纖形狀變化的影響的評(píng)價(jià)結(jié)果的圖表。
[0030] 圖7是第二實(shí)施方式的激光裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0031 ] 符號(hào)說明
[0032] 1A、1B 激光裝置、 2 半導(dǎo)體激光裝置、
[0033] 21 半導(dǎo)體激光器、 3 光纖、
[0034] 3a 射入端面、 3b射出端面、
[003引 3c 規(guī)定部位、 31 GI光纖、
[0036] 32 SI 光纖、 33 夾具、
[0037] 4 光學(xué)系統(tǒng)、 5 光學(xué)諧振器、
[003引11 光學(xué)放大器、 51激光介質(zhì)、
[0039] 52 全反射鏡、 53部分反射鏡、
[0040] Ll 激發(fā)光（excitation Ii曲t) L2 激光、
[0041 ] L3 種子光。
【具體實(shí)施方式】
[0042] W下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的激光裝置的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。另外，在各圖中， 對(duì)相同或相當(dāng)部分標(biāo)注相同符號(hào)，并省略重復(fù)的說明。
[0043] (第一實(shí)施方式）
[0044] 圖1是第一實(shí)施方式的激光裝置的結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，激光裝置IA包括半導(dǎo)體激 光裝置2、光纖3、光學(xué)系統(tǒng)4和光學(xué)諧振器(激光振蕩器)5。半導(dǎo)體激光裝置2具有半導(dǎo)體激 光器21、W及使從半導(dǎo)體激光器21射出的激發(fā)光Ll匯聚到光纖3的射入端面3a的光學(xué)系統(tǒng)。 使從作為光源的半導(dǎo)體激光器21射出的激發(fā)光Ll射入到光纖3的射入端面3a。光纖3對(duì)從射 入端面3a射入的激發(fā)光Ll進(jìn)行導(dǎo)波而從射出端面3b射出。
[004引光纖3具有:構(gòu)成光射入側(cè)的部分(從射入端面3a至光纖3的規(guī)定部位3c的部分）的 GI光纖31、W及構(gòu)成光射出側(cè)的部分(從射出端面3b至規(guī)定部位3c的部分）的SI光纖32dGI 光纖31和SI光纖32在規(guī)定部位3c通過烙化接合等接合起來。GI光纖31的長度優(yōu)選比SI光纖 32的長度更長。在各光纖31、32的長度的一例中，GI光纖31的長度例如為15cmW上，SI光纖 32的長度例如為15cmW下。
[0046] 為了抑制接合界面上的光的傳播損失，GI光纖31和SI光纖32各自的纖忍徑和數(shù)值 孔徑優(yōu)選W如下方式設(shè)定。即，設(shè)GI光纖31的纖忍徑為?gi、GI光纖31的數(shù)值孔徑為NAgi、SI 光纖32的纖忍徑為O SI、SI光纖32的數(shù)值孔徑為NAsi時(shí)，光纖31、32優(yōu)選:在NAgi >NAsi的情況 下滿足下述式（1)，在NAgi<NAsi的情況下滿足下述式(2)。
[0047] 2〇gi(NAsi/NAgi) > 巫51 > <I>gi(NAsi/NAgi) (1)
[004引 2 巫 Gi>&si>&Gi (2)
[0049] 光學(xué)系統(tǒng)4是聚光透鏡系統(tǒng)，使從光纖3的射出端面3b射出的激發(fā)光LI匯聚到光學(xué) 諧振器5。光學(xué)諧振器5具有激光介質(zhì)51、隔著激光介質(zhì)51相對(duì)的全反射鏡52和部分反射鏡 53。作為激光介質(zhì)51，可W使用例如在YAG(Y3A1sOi2)或YV化等激光介質(zhì)中作為激光活性物種 而滲雜有欽(Nd)的固體激光介質(zhì)。在激光介質(zhì)51中，射入由光學(xué)系統(tǒng)4匯聚的激發(fā)光LI,由 此激勵(lì)激光活性物種，釋放規(guī)定波長的光。
[0050] 全反射鏡52-方面使激發(fā)光Ll透過，另一方面對(duì)由激光介質(zhì)51自然釋放的光進(jìn)行 全反射。部分反射鏡53與全反射鏡52相比，對(duì)于由激光介質(zhì)51自然釋放的光的波長具有較 低的反射率。全反射鏡52和部分反射鏡53分別反射由激光介質(zhì)51釋放的光，使該光在彼此 之間往復(fù)，在激光介質(zhì)51中產(chǎn)生感應(yīng)福射。由此，光學(xué)諧振器5從部分反射鏡53射出激光的 光L2。另外，光學(xué)諧振器5可W是從全反射鏡52至部分反射鏡53成為一體的復(fù)合晶體。
[0051] 在圖1的激光裝置IA中，優(yōu)選SI光纖32W彎曲的狀態(tài)被固定。圖2是圖1