[发明专利]光耦合器、激光装置以及锥形光纤

说明书

本发明提供光耦合器、激光装置以及锥形光纤。实现从锥形光纤射出的光的NA比以往小的光耦合器。锥形光纤(13)具有形成于折射率为n_core的纤芯的内部的、折射率大于n_core的高折射率区域(131)。各GI光纤(12)的射出端面(12b)与锥形光纤(13)的入射端面(13a)以GI光纤(12)的射出端面(12b)的至少一部分与高折射率区域(131)的截面重叠的方式接合。另外，相对折射率差(Δ)小于0.076％。

技术领域

本发明涉及对从多个光源输出的光进行合波的光耦合器。此外，涉及包括这样的光耦合器的激光装置以及包含在这样的光耦合器中的锥形光纤。

背景技术

在光纤激光器等激光装置中，对从多个光源输出的光进行合波的光耦合器被经常使用。光耦合器由多个输入用光纤、在入射端面接合各输入用光纤的射出端面的锥形光纤以及在入射端面接合锥形光纤的射出端面的输出用光纤构成。锥形光纤是具有芯径随着远离入射端面而逐渐变小的缩径部，且射出端面的芯径比入射端面的芯径小的光纤。

在光耦合器中，将入射至锥形光纤的光的NA抑制为较小尤为重要。原因是，入射至锥形光纤的光在通过纤芯-包层边界处的反射而在缩径部内传播的过程中NA变大。因此，即便输入用光纤的NA与输出用光纤的NA形成相同程度，也存在导致从锥形光纤射出的光，即入射至输出用光纤的光的NA超过输出用光纤的NA的情况。这样的话，会在输出用光纤的入射端面附近产生光的泄漏，其结果，产生输出用光纤的被覆的劣化、烧损等问题。

作为有助于解决这样的问题的技术，公知一种在专利文献1中记载的光耦合器(在该文献中记载为“光纤合束器”)。在专利文献1所记载的光耦合器中，通过在各输入用光纤与锥形光纤(在该文献中记载为“桥式光纤”)之间夹设GI(Graded Index：渐变折射率)光纤(在该文献中记载为“GRIN透镜”)，成功地将入射至锥形光纤的光的NA抑制为较小。

此外，在本说明书中，在光纤(包括锥形光纤)中传播的光的NA是指在将该光的传播方向与该光纤的中心轴的夹角设为θ，将该光纤的纤芯的折射率设为n时，由n×sinθ定义的量。因此，如果在锥形光纤中传播的光的NA在从锥形光纤射出前不超过输出用光纤的NA，则该光会被截留于输出用光纤。另一方面，如果在锥形光纤中传播的光的NA在从锥形光纤射出前超过输出用光纤的NA，则该光会从输出用光纤泄漏。

专利文献1：日本公开专利公报“日本特开2013-190714号公报(公开日：2013年9月26日)”

然而，即便使用了在专利文献1中记载的光耦合器，入射至锥形光纤的光的NA在缩径部内传播的过程中变大的情况也仍未改变。因此，在将NA较小的光纤作为输出用光纤加以使用的情况下，存在导致从锥形光纤射出的光的NA超过输出用光纤的NA的情况。

另外，为了增加输入用光纤的根数，需要增大锥形光纤的入射端面的直径。此时，若不改变锥形光纤的缩径部的长度，而增大锥形光纤的入射端面的直径，则缩径部的每单位长度的缩径量变大。这样的话，从锥形光纤射出的光的NA也变大，因此导致从锥形光纤射出的光的NA超过输出用光纤的NA。即便在不改变锥形光纤的入射端面的直径，而缩短锥形光纤的缩径部的长度的情况下，也产生同样的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述的问题而完成的，其主要的目的在于实现从锥形光纤射出的光的NA比以往小(更准确来说，从锥形光纤射出的光中的、NA超过射出用光纤的NA的光的比例比以往小)的光耦合器。