JP2012044224A - Optical amplifier and laser beam source device - Google Patents
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Description
本発明は、入力端に入力した光を光増幅して出力端から出力する光増幅装置、および、このような光増幅装置を含むレーザ光源装置に関するものである。 The present invention relates to an optical amplifying device that optically amplifies light input to an input end and outputs the light from an output end, and a laser light source device including such an optical amplifying device.
レーザ光をハルス発振するレーザ光源は、励起エネルギが供給されることにより放出光を発生するレーザ媒質が共振光路上に配置されたレーザ共振器と、レーザ共振器の共振器損失を変調するQスイッチ手段と、レーザ媒質に励起エネルギを連続的に供給する励起手段と、を備えている。 A laser light source that oscillates laser light includes a laser resonator in which a laser medium that emits emitted light when supplied with excitation energy is disposed on a resonance optical path, and a Q switch that modulates the resonator loss of the laser resonator And excitation means for continuously supplying excitation energy to the laser medium.
このレーザ光源では、Qスイッチ手段によりレーザ共振器の共振器損失が大きい値に設定されているときに、励起手段による励起エネルギ供給によりレーザ媒質の反転分布が高められ、その後にQスイッチ手段によりレーザ共振器の共振器損失が小さい値に設定されると、レーザ共振器の共振光路上に配置されているレーザ媒質において誘導放出が短期間に発生する。この誘導放出光がレーザ共振器から外部へレーザ光として出力される。このようなレーザ光源は、ピークパワーが高いパルスレーザ光を出力することができることから、電子・機械関係の加工用途、医療用レーザメス、測長等の計測用途など、広く利用されている。 In this laser light source, when the cavity loss of the laser resonator is set to a large value by the Q switch means, the inversion distribution of the laser medium is enhanced by the excitation energy supply by the excitation means, and then the laser is turned by the Q switch means. When the resonator loss of the resonator is set to a small value, stimulated emission occurs in a short time in the laser medium disposed on the resonance optical path of the laser resonator. This stimulated emission light is output as laser light from the laser resonator to the outside. Such a laser light source is capable of outputting pulse laser light having a high peak power, and thus is widely used for electronic / mechanical processing applications, medical laser scalpels, measurement applications such as length measurement, and the like.
例えば、Qスイッチの実現方法としては、音響光学(AO)効果による光スイッチ(AOスイッチ)を用いて、レーザ共振器を構成する反射鏡の反射率を実効的に変調する方法が一般的である。また、レーザ媒質として、Ybイオンが光導波領域に添加された光ファイバ(Yb-Doped Fiber、以下「YbDF」という。)が用いられる(非特許文献1,2を参照)。この場合、このレーザ媒質に供給される励起エネルギとして、波長975nm帯または波長915nm帯の励起光が用いられる。
For example, as a method for realizing a Q switch, a method of effectively modulating the reflectance of a reflecting mirror constituting a laser resonator using an optical switch (AO switch) based on an acousto-optic (AO) effect is generally used. . As the laser medium, an optical fiber (Yb-Doped Fiber, hereinafter referred to as “YbDF”) in which Yb ions are added to the optical waveguide region is used (see Non-Patent
このように構成される光ファイバレーザ光源では、励起光の供給に伴いYbDFにおいて反転分布が形成され、このYbDFからASE(Amplified Spontaneous Emission)光が発生する。AOスイッチへのRF電圧の印加と停止とが繰返されて、これにより、レーザ共振器の共振器損失が変調される。例えば、AOスイッチにRF電圧が印加されてない期間では、レーザ共振器の共振器損失が大きくなって、レーザ発振が起こらない、一方、AOスイッチにRF電圧が印加されている期間では、レーザ共振器の共振器損失が小さくなって、レーザ発振が起こり、それまでYbDFに反転分布として蓄積されていたエネルギが一挙に放出され、高いパワーの光パルスが発生する。 In the optical fiber laser light source configured as described above, an inversion distribution is formed in YbDF with the supply of excitation light, and ASE (Amplified Spontaneous Emission) light is generated from this YbDF. The application and stop of the RF voltage to the AO switch are repeated, thereby modulating the resonator loss of the laser resonator. For example, in the period when the RF voltage is not applied to the AO switch, the resonator loss of the laser resonator increases and laser oscillation does not occur. On the other hand, in the period when the RF voltage is applied to the AO switch, laser resonance occurs. The resonator loss of the resonator becomes small, laser oscillation occurs, the energy that has been accumulated in the YbDF as an inversion distribution until then is released all at once, and a high-power optical pulse is generated.
なお、Qスイッチは、上記のような光ファイバレーザ光源だけでなく、個体レーザ光源や気体レーザ光源でも実現可能である。ただし、光ファイバレーザ光源は、空間結合部分が少なく、信頼性が高く、且つコンパクトであり、また、ビーム品質が安定して良好であることから、実用的である。しかし、固体レーザ光源(特に、ディスクレーザ光源)と比較して、光ファイバレーザ光源は、共振器長が数mと長くなるのが普通で、Qスイッチの場合には、レーザ共振器を伝搬する時間が数10nsとなるから、必然的にそれより短い幅の光パルスを発生できない、という欠点を有する。 The Q switch can be realized not only by the optical fiber laser light source as described above but also by a solid laser light source or a gas laser light source. However, the optical fiber laser light source is practical because it has few spatial coupling parts, is highly reliable, is compact, and has a stable and good beam quality. However, as compared with a solid-state laser light source (particularly, a disk laser light source), an optical fiber laser light source usually has a resonator length as long as several meters. In the case of a Q switch, it propagates through the laser resonator. Since the time is several tens of ns, there is a disadvantage that an optical pulse having a shorter width cannot necessarily be generated.
このような問題点を解決するために、直接変調された半導体レーザ光源や外部変調された光ファイバレーザ光源を種光源として用い、この種光源から出力されるパルスレーザ光を光増幅装置により光増幅する構成のものが知られている(非特許文献3,4を参照)。このような種光源および光増幅装置を含むレーザ光源装置の構成では、パルス幅や繰り返し周波数の自由度が高くなる。
In order to solve such problems, a directly modulated semiconductor laser light source or an externally modulated optical fiber laser light source is used as a seed light source, and pulse laser light output from this seed light source is optically amplified by an optical amplifying device. The thing of the structure to perform is known (refer
しかしながら、このような種光源および光増幅装置を含む構成のレーザ光源装置は以下のような問題点を有することを本願発明者は見出した。 However, the inventor of the present application has found that a laser light source device having such a seed light source and an optical amplifying device has the following problems.
すなわち、直接変調された半導体レーザ光源が種光源として用いられる場合、出力されるパルスレーザ光のビーム品質を回折限界に維持ずることを考えると、半導体レーザ光源は横単一モードのものであることが望ましい。ところが、横単一モードの半導体レーザ光源は、Ybが利得を有する波長域(1064nm帯)で発振する最高出力が高々200mWである。また、数百MHzの帯域で高速変調できる電流値も限られる。更に、利得スイッチで高いピークパワーを出力する方式も考えられるが、半導体レーザ光源の信頼性の観点から、定常的に高いピークパワーを出力するのは望ましくない。これらの制約により、種光源のピークパワーは100〜200mW程度に限定される。また、外部変調された光ファイバレーザ光源が種光源として用いられる場合も、外部変調を行うために用いられるLNO等の電気光学素子の信頼性の観点から、ピークパワーは高々100mW程度に抑圧する必要がある。 That is, when a directly modulated semiconductor laser light source is used as a seed light source, considering that the beam quality of the output pulsed laser light is maintained at the diffraction limit, the semiconductor laser light source is of a transverse single mode. Is desirable. However, the horizontal single-mode semiconductor laser light source has a maximum output of 200 mW at most that oscillates in a wavelength region (1064 nm band) where Yb has gain. Also, the current value that can be modulated at high speed in a band of several hundred MHz is limited. Further, although a method of outputting a high peak power with a gain switch is also conceivable, it is not desirable to output a constant high peak power from the viewpoint of the reliability of the semiconductor laser light source. Due to these restrictions, the peak power of the seed light source is limited to about 100 to 200 mW. Even when an externally modulated optical fiber laser light source is used as a seed light source, the peak power needs to be suppressed to about 100 mW at most from the viewpoint of the reliability of an electro-optical element such as LNO used for external modulation. There is.
その結果、出力パルスのピークが数k〜数十kWも必要な場合(例えば、レーザ加工に用いられる場合や、第2高調波や第3高調波を発生させる為の基本波を出力する光源として用いられる場合)、種光源の下流に設けられる光増幅装置は、40dBを超える利得を有することが必要となる。この利得は、光通信の分野においてさえも最高クラスに近く、非常に高い値である。仮に、産業用の光ファイバレーザ光源で一般的に用いられるクラッド励起を行ったとしても、信号光以外に存在するASE光による飽和で、1段のYbDFで稼げる利得は30dB程度に制約される。 As a result, when the peak of the output pulse is required to be several k to several tens kW (for example, when used for laser processing, or as a light source for outputting a fundamental wave for generating the second harmonic or the third harmonic) When used), the optical amplifying device provided downstream of the seed light source needs to have a gain exceeding 40 dB. This gain is close to the highest class even in the field of optical communications and is very high. Even if clad excitation generally used in an industrial optical fiber laser light source is performed, the gain that can be earned by one stage of YbDF is limited to about 30 dB due to saturation by ASE light other than signal light.
したがって、光増幅装置を2段以上の多段構成として、ASE光を除去する損失スペクトルを有する素子を段間に挿入するのが好適である。この場合、前段のYbDFは、光増幅すべき信号光のレベルが未だ小さいので、高価なファイバ被覆や特殊な励起光結合手段が必要なクラッド励起をする必要は無く、光通信の分野で一般に普及している、光ファイバのコアを伝搬する励起光による励起方式を使うことが、コスト上も消費電力上も望ましい。 Therefore, it is preferable that the optical amplifying apparatus has a multistage configuration of two or more stages, and an element having a loss spectrum for removing ASE light is inserted between the stages. In this case, since the level of the signal light to be amplified is still small, the YbDF in the previous stage does not need clad pumping that requires expensive fiber coating or special pumping light coupling means, and is generally spread in the field of optical communication. It is desirable from the viewpoint of cost and power consumption to use a pumping system using pumping light propagating through the core of the optical fiber.
しかし、非特許文献3,4では、これらの異なる励起方式に適したYbDFのガラス組成に関する設計事項は開示されていない。そもそも、YbDFのガラス組成に関しては、非特許文献1,2にあるように、誘導放出断面積および吸収断面積または励起寿命に関する個別の検討のみであり、且つ、対象もボレートやリン酸塩ガラスなどであって実用に適しないガラスのものが多く、産業上重要な石英系ガラスの組成を詳細に調査したものは無かった。ましてや、組成と励起方式の相性に言及したものは存在しなかった。
However,
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、高利得であって実用的な光増幅装置およびレーザ光源装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a practical optical amplifying device and a laser light source device having high gain.
本発明に係る光増幅装置は、入力端に入力した光を光増幅して出力端から出力する光増幅装置であって、(1) 主成分が石英系ガラスからなり、コア領域と、このコア領域を取り囲むクラッド領域とを含み、少なくともコア領域の一部にYbイオンが添加されており、主としてコア領域を導波する励起光により励起され、入力端に入力した光をコア領域に伝搬させながら光増幅して出力する第1光増幅性導波路と、(2) 主成分が石英系ガラスからなり、コア領域と、このコア領域を取り囲む第1クラッド領域と、この第1クラッド領域を取り囲む第2クラッド領域とを含み、少なくともコア領域の一部にYbイオンが添加されており、主としてコア領域および第1クラッド領域を導波する励起光により励起され、第1光増幅性導波路において光増幅された光を入力し、その光をコア領域に伝搬させながら光増幅して出力する第2光増幅性導波路と、(3) 第1光増幅性導波路および第2光増幅性導波路それぞれに励起光を供給する励起光供給手段とを備えることを特徴とする。さらに、第1光増幅性導波路におけるAlの正イオンの添加濃度は、第2光増幅性導波路におけるAlの正イオンの添加濃度より高いことを特徴とする。また、本発明に係る光増幅装置において、第1光増幅性導波路の励起寿命は第2光増幅性導波路の励起寿命より長いのが好適である。また、第1光増幅性導波路の励起寿命は1m秒以上であるのが好適である。また、第1光増幅性導波路の励起寿命が1m秒以上であるのが好適である。 An optical amplifying device according to the present invention is an optical amplifying device that optically amplifies light input to an input end and outputs it from an output end. (1) The main component is made of silica glass, a core region, and the core A Yb ion is added to at least a part of the core region, and is excited mainly by excitation light guided through the core region, while propagating light input to the input end to the core region. A first optical amplifying waveguide that amplifies and outputs light; and (2) a main component is made of silica glass, a core region, a first cladding region that surrounds the core region, and a first cladding that surrounds the first cladding region. Yb ions are added to at least a part of the core region, and are mainly excited by the pumping light guided through the core region and the first cladding region, and are amplified in the first optical amplifying waveguide. A second optical amplifying waveguide that inputs the amplified light and outputs the amplified light while propagating the light to the core region; and (3) a first optical amplifying waveguide and a second optical amplifying waveguide, respectively. And an excitation light supply means for supplying excitation light to the light source. Further, the additive concentration of Al positive ions in the first optical amplifying waveguide is higher than the additive concentration of Al positive ions in the second optical amplifying waveguide. In the optical amplification device according to the present invention, it is preferable that the excitation lifetime of the first optical amplification waveguide is longer than that of the second optical amplification waveguide. The excitation lifetime of the first optical amplifying waveguide is preferably 1 msec or longer. Moreover, it is preferable that the excitation lifetime of the first optical amplifying waveguide is 1 msec or longer.
或いは、本発明に係る光増幅装置は、入力端に入力した光を光増幅して出力端から出力する光増幅装置であって、(1) 主成分が石英系ガラスからなり、コア領域と、このコア領域を取り囲むクラッド領域とを含み、少なくともコア領域の一部にYbイオンが添加されており、主としてコア領域を導波する励起光により励起され、入力端に入力した光をコア領域に伝搬させながら光増幅して出力する第1光増幅性導波路と、(2) 主成分が石英系ガラスからなり、コア領域と、このコア領域を取り囲む第1クラッド領域と、この第1クラッド領域を取り囲む第2クラッド領域とを含み、少なくともコア領域の一部にYbイオンが添加されており、主としてコア領域および第1クラッド領域を導波する915nm帯の励起光により励起され、第1光増幅性導波路において光増幅された光を入力し、その光をコア領域に伝搬させながら光増幅して出力する第2光増幅性導波路と、(3) 第1光増幅性導波路および第2光増幅性導波路それぞれに励起光を供給する励起光供給手段とを備えることを特徴とする。さらに、第1光増幅性導波路におけるAlの正イオンの添加濃度は、第2光増幅性導波路におけるAlの正イオンの添加濃度より高く、第2光増幅性導波路の吸収断面積のスペクトルにおける波長915nm帯の副次ピークは、第1光増幅性導波路の吸収断面積のスペクトルにおける波長915nm帯の副次ピークより高いのが好適である。また、本発明に係る光増幅装置において、第2光増幅性導波路の吸収断面積のスペクトルにおける主ピークの高さで規格した波長915nm帯の副次ピークが25.1%より高いのが好適である。 Alternatively, the optical amplifying device according to the present invention is an optical amplifying device that optically amplifies the light input to the input end and outputs from the output end, (1) the main component is made of quartz glass, and the core region, And Yb ions are added to at least a part of the core region, and are mainly excited by the excitation light guided through the core region and propagate the light input to the input end to the core region. And a first optical amplifying waveguide that amplifies and outputs the light, and (2) the main component is made of silica glass, and includes a core region, a first cladding region surrounding the core region, and the first cladding region. A Yb ion is added to at least a part of the core region, and is excited mainly by excitation light in a 915 nm band guided through the core region and the first cladding region. A second optical amplifying waveguide that inputs light amplified in the optical waveguide, outputs the amplified light while propagating the light to the core region, and (3) a first optical amplifying waveguide and a second optical waveguide And an excitation light supply means for supplying excitation light to each of the optical amplifying waveguides. Further, the addition concentration of Al positive ions in the first optical amplification waveguide is higher than the addition concentration of Al positive ions in the second optical amplification waveguide, and the spectrum of the absorption cross section of the second optical amplification waveguide. The secondary peak in the wavelength 915 nm band is preferably higher than the secondary peak in the wavelength 915 nm band in the spectrum of the absorption cross section of the first optical amplifying waveguide. In the optical amplifying device according to the present invention, it is preferable that the secondary peak in the wavelength 915 nm band, which is specified by the height of the main peak in the spectrum of the absorption cross section of the second optical amplifying waveguide, is higher than 25.1%. It is.
本発明に係る光増幅装置においては、第1光増幅性導波路および第2光増幅性導波路それぞれは、主成分が石英系ガラスからなり、少なくともコア領域の一部にYbイオンが添加されている。励起光供給手段により第1光増幅性導波路に供給された励起光は、第1光増幅性導波路のコア領域を導波して、第1光増幅性導波路に添加されたYbイオンを励起する。励起光供給手段により第2光増幅性導波路に供給された励起光は、第2光増幅性導波路のコア領域および第1クラッド領域を導波して、第2光増幅性導波路に添加されたYbイオンを励起する。入力端に入力した被増幅光は第1光増幅性導波路において光増幅され更に第2光増幅性導波路においても光増幅されて、その増幅された光が出力端から出力される。第1光増幅性導波路におけるAlの正イオンの添加濃度は、第2光増幅性導波路におけるAlの正イオンの添加濃度より高い。或いは、第2光増幅性導波路の吸収断面積のスペクトルにおける波長915nm帯の副次ピークは、第1光増幅性導波路の吸収断面積のスペクトルにおける波長915nm帯の副次ピークより高い。このような光増幅装置は高利得であって実用的なものとなり得る。なお、第1光増幅性導波路、第2光増幅性導波路に添加される正イオンは、Alの代わりにLaであってもよい。 In the optical amplifying device according to the present invention, each of the first optical amplifying waveguide and the second optical amplifying waveguide is made of silica glass as a main component, and Yb ions are added to at least a part of the core region. Yes. The excitation light supplied to the first optical amplifying waveguide by the excitation light supply means guides the Yb ions added to the first optical amplifying waveguide through the core region of the first optical amplifying waveguide. Excited. The excitation light supplied to the second optical amplifying waveguide by the excitation light supplying means is guided through the core region and the first cladding region of the second optical amplifying waveguide and added to the second optical amplifying waveguide. Excited Yb ions are excited. The amplified light input to the input end is optically amplified in the first optical amplifying waveguide and further amplified in the second optical amplifying waveguide, and the amplified light is output from the output end. The additive concentration of Al positive ions in the first optical amplifying waveguide is higher than the additive concentration of Al positive ions in the second optical amplifying waveguide. Alternatively, the secondary peak of the wavelength 915 nm band in the spectrum of the absorption cross section of the second optical amplifying waveguide is higher than the secondary peak of the wavelength 915 nm band in the spectrum of the absorption cross section of the first optical amplifying waveguide. Such an optical amplifying device has a high gain and can be practical. The positive ions added to the first optical amplifying waveguide and the second optical amplifying waveguide may be La instead of Al.
本発明に係るレーザ光源装置は、レーザ光を出力するレーザ光源と、このレーザ光源から出力されるレーザ光を光増幅する上記の本発明に係る光増幅装置とを備えることを特徴とする。本発明に係るレーザ光源装置では、レーザ光源から出力されるレーザ光は、光増幅装置により光増幅された後に出力される。光増幅装置が高利得であるので、このレーザ光源装置は、高パワーのレーザ光を出力することができる。 A laser light source device according to the present invention includes a laser light source that outputs laser light, and the optical amplification device according to the present invention that amplifies the laser light output from the laser light source. In the laser light source device according to the present invention, the laser light output from the laser light source is output after being optically amplified by the optical amplifying device. Since the optical amplification device has a high gain, this laser light source device can output a high-power laser beam.
本発明に係る光増幅装置は、高利得であって実用に優れ、特に加工用途等に好適に用いられ得る。 The optical amplifying device according to the present invention has a high gain and is excellent in practical use, and can be suitably used particularly for processing applications.
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1は、本実施形態に係るレーザ光源装置1の概略構成図である。この図に示されるレーザ光源装置1は、MOPA(Master Oscillator Power Amplifier)構成のものであって、レーザ光源2および光増幅装置3を備える。レーザ光源2は、レーザ光を出力するものであり、例えばレーザダイオードである。光増幅装置3は、このレーザ光源2から出力されるレーザ光を光増幅する。このレーザ光源装置1では、レーザ光源2から出力されたレーザ光は、光増幅装置3により光増幅された後に出力される。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a laser
図2は、本実施形態に係る光増幅装置3の構成図である。この図に示される光増幅装置3は、入力端11に入力した光を光増幅して出力端12から出力するものであって、光アイソレータ21〜23、光カプラ31,32、第1光増幅性導波路41、第2光増幅性導波路42、バンドパスフィルタ50、光分岐器60および励起光源70を備える。光増幅装置3の入力端11は、レーザ光源2から出力されるレーザ光を入力する。
FIG. 2 is a configuration diagram of the
入力端11から出力端12へ向かって順に、光アイソレータ21、光カプラ31、第1光増幅性導波路41、光アイソレータ22、バンドパスフィルタ50、光カプラ32、第2光増幅性導波路42および光アイソレータ23が配置されている。また、光カプラ31および光カプラ32の双方に光分岐器60が接続され、この光分岐器60に励起光源70が接続されている。
In order from the
光アイソレータ21〜23それぞれは、入力端11から出力端12へ向かう順方向には光を通過させるが、逆方向には光を通過させない。光カプラ31は、光アイソレータ21から到達した被増幅光を第1光増幅性導波路41へ出力するとともに、光分岐器60から到達した励起光をも第1光増幅性導波路41へ出力する。光カプラ32は、バンドパスフィルタ50から到達した被増幅光を第2光増幅性導波路42へ出力するとともに、光分岐器60から到達した励起光をも第2光増幅性導波路42へ出力する。
Each of the
第1光増幅性導波路41および第2光増幅性導波路42それぞれは、主成分が石英系ガラスからなり、少なくともコア領域の一部にYbイオンが添加された光導波路であり、好適にはYb添加光ファイバ(YbDF)である。第1光増幅性導波路41は、光カプラ31から出力された被増幅光および励起光を入力し、励起光により励起されて被増幅光を光増幅し、その増幅した光を光アイソレータ22へ出力する。第2光増幅性導波路42は、光カプラ32から出力された被増幅光および励起光を入力し、励起光により励起されて被増幅光を光増幅し、その増幅した光を光アイソレータ23へ出力する。
Each of the first optical amplifying
特に、第1光増幅性導波路41は、コア領域と、このコア領域を取り囲むクラッド領域とを含み、少なくともコア領域の一部にYbイオンが添加されており、コア領域を導波する励起光により励起され、入力端に入力した光を光増幅して出力する。第2光増幅性導波路42は、コア領域と、このコア領域を取り囲む第1クラッド領域と、この第1クラッド領域を取り囲む第2クラッド領域とを含み、少なくともコア領域の一部にYbイオンが添加されており、コア領域および第1クラッド領域を導波する励起光により励起され、第1光増幅性導波路41において光増幅された光を入力し更に光増幅して出力する。
In particular, the first optical amplifying
さらに、第1光増幅性導波路41および第2光増幅性導波路42それぞれは、Ybイオン以外の3価の正イオンを含有する。そして、第1光増幅性導波路41における正イオンの添加濃度は、第2光増幅性導波路42における正イオンの添加濃度より高い。この正イオンはAl3+イオンであるのが好適である。第2光増幅性導波路41の吸収断面積のスペクトルにおける波長915nm帯の副次ピークは、第1光増幅性導波路42の吸収断面積のスペクトルにおける波長915nm帯の副次ピークより高いのが好適である。第1光増幅性導波路41の励起寿命は、第2光増幅性導波路42の励起寿命より長いのが好適である。また、第1光増幅性導波路41の励起寿命は1m秒以上であるのが好適である。
Further, each of the first optical amplifying
バンドパスフィルタ50は、光アイソレータ22と光カプラ32との間の光路上に設けられ、第1光増幅性導波路41において光増幅されて出力された光を選択的に透過させ、その他の波長の光(ASE光)を遮断する。光分岐器60は、励起光源70から出力された励起光を2分岐して、その分岐した一方の励起光を光カプラ31へ出力し、他方の励起光を光カプラ32へ出力する。励起光源70は、第1光増幅性導波路41および第2光増幅性導波路42それぞれに含まれるYbイオンを励起し得る波長の励起光を出力するものであり、好適にはレーザダイオードを含む。励起光源70,光分岐器60,光カプラ31および光カプラ32は、第1光増幅性導波路41および第2光増幅性導波路42それぞれに励起光を供給する励起光供給手段として作用する。
The
このように構成される光増幅装置3は以下のように動作する。励起光源70から出力された波長975nm帯または波長915nm帯の励起光は光分岐器60により2分岐される。光分岐器50による分岐により得られた一方の励起光は光カプラ31を経て第1光増幅性導波路41に供給され、他方の励起光は光カプラ32を経て第2光増幅性導波路42に供給される。
The
入力端11に入力した波長1064nm帯の被増幅光は、光アイソレータ21および光カプラ31を経て、第1光増幅性導波路41に入力し、この第1光増幅性導波路41において光増幅される。第1光増幅性導波路41において光増幅された光は、光アイソレータ22,バンドパスフィルタ50および光カプラ32を経て、第2光増幅性導波路42に入力し、この第2光増幅性導波路42において更に光増幅される。そして、第2光増幅性導波路42において光増幅された光は、光アイソレータ23を経て、出力端12から出力される。
Light to be amplified having a wavelength of 1064 nm input to the
次に、第1光増幅性導波路41および第2光増幅性導波路42について更に具体的に説明する。第1光増幅性導波路41および第2光増幅性導波路42それぞれは、主成分が石英系ガラスからなり、少なくともコア領域の一部にYbイオンが添加された光導波路であり、好適にはYb添加光ファイバ(YbDF)である。以下では、第1光増幅性導波路41または第2光増幅性導波路42として用いられ得るYbDFの実施例(YbDF-A,YbDF-B,YbDF-C)について説明する。
Next, the first optical amplifying
図3は、YbDF-A,YbDF-BおよびYbDF-Cそれぞれの組成および励起寿命を纏めた図表である。また、この図表には、吸収断面積の主ピークの高さで規格した副次ピークの高さ(規格化副次ピーク)も示されている。YbDF-Aは、3807wtppmのYb元素および5.66wt%のAl元素がコア領域に添加されたものである。YbDF-Bは、5486wtppmのYb元素および0.27wt%のAl元素がコア領域に添加されたものである。また、YbDF-Cは、10571wtppmのYb元素および2.54wt%のAl元素がコア領域に添加されたものである。YbDF-AおよびYbDF-Bそれぞれの組成を対比すると、Yb濃度の差は小さいが、Al濃度の差は大きい。YbDF-AのAl濃度は、YbDF-BのAl濃度より高い。この結果、YbDF-Aの励起寿命は1.5m秒であり、YbDF-Bの励起寿命は0.8m秒であって、前者は後者の略2倍となった。励起寿命が長い方が、吸収から増幅に転じる閾値となる励起パワーが低く抑えられるので、一般的にはパワー変換効率の改善に有利である。 FIG. 3 is a chart summarizing the compositions and excitation lifetimes of YbDF-A, YbDF-B, and YbDF-C. The chart also shows the height of the secondary peak (normalized secondary peak) normalized by the height of the main peak of the absorption cross section. YbDF-A is obtained by adding 3807 wtppm of Yb element and 5.66 wt% of Al element to the core region. YbDF-B is obtained by adding 5486 wtppm of Yb element and 0.27 wt% of Al element to the core region. YbDF-C is obtained by adding 10571 wtppm of Yb element and 2.54 wt% of Al element to the core region. When the compositions of YbDF-A and YbDF-B are compared, the difference in Yb concentration is small, but the difference in Al concentration is large. The Al concentration of YbDF-A is higher than the Al concentration of YbDF-B. As a result, the excitation lifetime of YbDF-A was 1.5 msec, the excitation lifetime of YbDF-B was 0.8 msec, and the former was approximately twice the latter. Longer excitation lifetimes are generally advantageous for improving power conversion efficiency because the excitation power that serves as a threshold for shifting from absorption to amplification is kept low.
図4は、YbDF-A,YbDF-BおよびYbDF-Cそれぞれの誘導放出断面積のスペクトルを示す図である。また、図5は、YbDF-A,YbDF-BおよびYbDF-Cそれぞれの吸収断面積のスペクトルを示す図である。これらのスペクトルは、波長975nm付近での主ピーク値を100として規格化されている。YbDF-Aと比べると、YbDF-Bは、波長915nm帯の吸収ピークが高く、波長915nm帯の励起光の吸収効率が良い。また、YbDF-Aと比べると、YbDF-Bは、誘導放出断面積の第二ピークが長波長側にあるので、発振波長を1080nmより長くしたい場合(非常に強く飽和した場合など、クラッド励起でコアとクラッドとの直径比率が10を超えた場合などに見られる)には有利である。 FIG. 4 is a diagram showing spectra of the stimulated emission cross sections of YbDF-A, YbDF-B, and YbDF-C. FIG. 5 is a diagram showing absorption cross-sectional spectra of YbDF-A, YbDF-B, and YbDF-C. These spectra are standardized with a main peak value near 100 at a wavelength of 975 nm. Compared with YbDF-A, YbDF-B has a higher absorption peak in the wavelength 915 nm band and better absorption efficiency of excitation light in the wavelength 915 nm band. Compared with YbDF-A, YbDF-B has a second peak of the stimulated emission cross section on the long wavelength side. Therefore, when it is desired to make the oscillation wavelength longer than 1080 nm (such as when it is saturated very strongly, it is This is advantageous when the diameter ratio between the core and the clad exceeds 10.
YbDF-AおよびYbDF-Bそれぞれにおいて、吸収断面積は波長975nm帯で最も大きいことから、この点からは励起光波長として975nm帯が好ましいと言える。しかし、クラッド励起の場合、励起光源70として用いられるマルチモード励起のレーザダイオードの所要電流が数A〜数十Aにもなり、発熱量が大きいので、ペルチエ素子のみによる精度の高い電子冷却は不可能で、場合によっては水冷などが必要となる。このとき、レーザダイオードの温度変動は無視でない程度となって、レーザダイオードから出力される励起光の波長は不安定となる。その結果、吸収スペクトル幅が狭い波長975nm帯での励起は、励起光波長が変動した場合に、吸収効率の大きな劣化を招き、ひいては、パワー変換効率の劣化を招くことになる。一方、波長915nm帯の副次ピークは、ピーク値が低いものの、幅が広いので、励起光波長変動の影響を無視できる。したがって、クラッド励起の場合は、波長915nm帯励起が望ましいと考えられる。
In each of YbDF-A and YbDF-B, the absorption cross section is the largest in the
次に、コア領域を伝搬する波長975nm帯の励起光により励起したときのYbDF-AおよびYbDF-Bそれぞれの利得について説明する。図6は、YbDF-AおよびYbDF-Bそれぞれの利得を纏めた図表である。ここでは、YbDF-AおよびYbDF-Bの何れも、波長1.064μm帯でのモードフィールド径が4.6μmであり、Yb添加領域の直径が2.4μmであり、波長975nm帯での吸収断面積が248dB/mであり、長さが6mであって、コア領域を伝搬する波長975nm帯の励起光により励起された。 Next, the gains of YbDF-A and YbDF-B when excited by pumping light having a wavelength of 975 nm that propagates through the core region will be described. FIG. 6 is a chart summarizing the gains of YbDF-A and YbDF-B. Here, both YbDF-A and YbDF-B have a mode field diameter of 4.6 μm at a wavelength of 1.064 μm, a diameter of a Yb-added region of 2.4 μm, and an absorption cutoff at a wavelength of 975 nm. The area was 248 dB / m, the length was 6 m, and it was excited by excitation light having a wavelength of 975 nm band propagating through the core region.
コア領域を伝搬する励起光による励起の場合、励起光源として、光通信用に普及している単一モードの波長0.98μm帯励起レーザダイオードモジュールが使用可能である。そこで、励起光波長を975nmした。YbDF-AおよびYbDF-Bそれぞれに注入される励起光のパワーを、100mW,200mWまたは400mWとした。また、励起方向は順方向励起とした。被増幅光については、波長を1064nmとし、ピークパワーを200mWとし、デューティ比10000のパルス列を想定し、平均パワーを−17dBmとした。 In the case of pumping with pumping light propagating in the core region, a single mode wavelength 0.98 μm band pumping laser diode module that is widely used for optical communication can be used as a pumping light source. Therefore, the excitation light wavelength was set to 975 nm. The power of the excitation light injected into each of YbDF-A and YbDF-B was 100 mW, 200 mW, or 400 mW. The excitation direction was forward excitation. The light to be amplified was assumed to have a wavelength of 1064 nm, a peak power of 200 mW, a pulse train with a duty ratio of 10,000, and an average power of -17 dBm.
図6に示されるとおり、YbDF-Aについては、励起光パワーが100mWであるときに利得は16.8dBであり、励起光パワーが200mWであるときに利得は21.6dBであり、励起光パワーが400mWであるときに利得は24.1dBであった。また、YbDF-Bについては、励起光パワーが100mWであるときに利得は9.1dBであり、励起光パワーが200mWであるときに利得は17.9dBであり、励起光パワーが400mWであるときに利得は22.4dBであった。 As shown in FIG. 6, for YbDF-A, the gain is 16.8 dB when the pumping light power is 100 mW, and the gain is 21.6 dB when the pumping light power is 200 mW. When the power was 400 mW, the gain was 24.1 dB. For YbDF-B, the gain is 9.1 dB when the pumping light power is 100 mW, the gain is 17.9 dB when the pumping light power is 200 mW, and the pumping light power is 400 mW. The gain was 22.4 dB.
YbDF-AとYbDF-Bとでは、励起光パワーが100mWであるときには、励起パワーの閾値の違いが大きく影響し、YbDF-Aの利得は16.7dB程度であり、YbDF-Bの利得は9dB程度であって、両者の間には2倍近い差が生じた。励起光パワーが400mWであるときには、両者の間の閾値の違いの影響が小さくなり差が縮まるが、誘導放出断面積および吸収断面積の形状の違いから、依然としてYbDF-Aの利得が大きい。また、稼動時初期は差が小さくとも、何年という期間中に励起レーザダイオードの劣化が生じ、励起光パワーが下がったときの影響を考えれば、YbDF-Aの方が有利と言える。 In YbDF-A and YbDF-B, when the pumping light power is 100 mW, the difference in the threshold of the pumping power greatly affects, the gain of YbDF-A is about 16.7 dB, and the gain of YbDF-B is 9 dB. There was a difference of almost twice between the two. When the pumping light power is 400 mW, the influence of the difference in threshold between the two is reduced and the difference is reduced, but the gain of YbDF-A is still large due to the difference in the shape of the stimulated emission cross section and the absorption cross section. Further, even if the difference is small at the beginning of operation, YbDF-A can be said to be more advantageous in consideration of the effect of deterioration of the pumping laser diode during the period of years and the pumping light power decreasing.
次に、波長915nm帯の励起光によりクラッド励起したときのYbDF-AおよびYbDF-Bそれぞれの利得について説明する。図7は、YbDF-AおよびYbDF-Bそれぞれの信号光パワーおよび残留励起光パワーを纏めた図表である。波長915nm帯での吸収断面積ピークの差異は、励起光モードフィールドとYb添加領域とのオーバーラップが小さいクラッド励起時に影響する。そこで、以下のような場合を検討した。ここでは、YbDF-AおよびYbDF-Bの何れも、波長1.064μm帯でのモードフィールド径が14μmであり、Yb添加領域の直径が12μmであり、クラッド直径が125μmであり、波長975nm帯での吸収断面積が64dB/mであり、長さが5mであって、コア領域および第1クラッド領域を伝搬する波長915nm帯の励起光により励起された。 Next, gains of YbDF-A and YbDF-B when clad excitation is performed with excitation light of a wavelength of 915 nm band will be described. FIG. 7 is a chart summarizing the signal light power and residual pumping light power of YbDF-A and YbDF-B, respectively. The difference in the absorption cross-sectional area peak in the wavelength 915 nm band affects the cladding excitation in which the overlap between the excitation light mode field and the Yb addition region is small. Therefore, the following cases were examined. Here, both YbDF-A and YbDF-B have a mode field diameter of 14 μm at a wavelength of 1.064 μm, a diameter of a Yb-added region of 12 μm, a cladding diameter of 125 μm, and a wavelength of 975 nm. The absorption cross-sectional area was 64 dB / m, the length was 5 m, and was excited by excitation light having a wavelength of 915 nm band propagating through the core region and the first cladding region.
コア領域および第1クラッド領域を伝搬する励起光による励起の場合、前述したとおり、励起光波長は915nm帯であるのが好ましい。そこで、励起光波長を915nmした。YbDF-AおよびYbDF-Bそれぞれに注入される励起光のパワーを40mWとした。また、励起方向は、励起効率が優れる逆方向励起とした。被増幅光については、波長を1064nmとし、ここに到達するまでに充分に光増幅されていると仮定して平均パワーを+17dBmとした。 In the case of excitation by excitation light propagating through the core region and the first cladding region, the excitation light wavelength is preferably in the 915 nm band as described above. Therefore, the excitation light wavelength was set to 915 nm. The power of excitation light injected into each of YbDF-A and YbDF-B was 40 mW. The excitation direction was reverse excitation with excellent excitation efficiency. For the light to be amplified, the wavelength was set to 1064 nm, and the average power was set to +17 dBm on the assumption that the light was sufficiently amplified before reaching the wavelength.
図7に示されるとおり、YbDF-Aについては、被増幅光が光増幅される出力される信号光のパワーが23.7Wであり、残留励起光のパワーが5.8Wであった。また、YbDF-Bについては、被増幅光が光増幅される出力される信号光のパワーが24.5Wであり、残留励起光のパワーが3.5Wであった。YbDF-Bと比較すると、YbDF-Aの平均出力は0.8Wだけ低い。この理由は、YbDF-Bと比較すると、YbDF-Aは、図5に示した吸収断面積スペクトルから判るように波長915nmでの吸収係数が小さいために、通過してしまう残留励起光のパワー(5.8W)が60%程度大きいからである。このように、残留励起光パワーが大きいと、光増幅装置3の上流に位置するレーザ光源2の損傷原因ともなり、危険も増す。
As shown in FIG. 7, for YbDF-A, the power of the output signal light from which the amplified light is amplified is 23.7 W, and the power of the residual pumping light is 5.8 W. As for YbDF-B, the power of the output signal light that is optically amplified from the amplified light was 24.5 W, and the power of the residual pumping light was 3.5 W. Compared with YbDF-B, the average output of YbDF-A is lower by 0.8W. The reason for this is that, compared with YbDF-B, YbDF-A has a small absorption coefficient at a wavelength of 915 nm as can be seen from the absorption cross section spectrum shown in FIG. This is because 5.8 W) is about 60% larger. Thus, if the residual pumping light power is large, it may cause damage to the
図8は、YbDF-A,YbDF-BおよびYbDF-CそれぞれのAl濃度と主ピークで規格化した吸収断面積のスペクトルの副次ピーク高さとの関係を示すグラフである。Al濃度が低いほど、波長915nm付近の副次ピークの高さは向上する。その一方で、励起用レーザダイオードとして世界でもっとも高いシェアを有するJDSU製6390シリーズの仕様書などに見られるとおり、励起レーザダイオード側にも波長915±8nm程度の波長ばらつきが存在する。ここで、バラツキ範囲内の最長波長923nmでは、図5に見られるとおり、YbDF-Bの吸収断面積は、YbDF-Aより高いが、YbDF-Cとは略一致する。したがって、励起レーザダイオードの仕様の波長バラツキの最悪値(923nm)を仮定するなら、Al濃度はYbDF-BでもYbDF-Cでも同じである。しかし、これ以上のAl濃度の差があれば、吸収断面積の副次ピークの際の効果は現れる。したがって、Yb添加ファイバのAl濃度はせめてYbDF-C以下であることが、クラッド励起される用途としては望ましい。 FIG. 8 is a graph showing the relationship between the Al concentration of each of YbDF-A, YbDF-B, and YbDF-C and the secondary peak height of the absorption cross section spectrum normalized by the main peak. The lower the Al concentration, the higher the height of the secondary peak near the wavelength of 915 nm. On the other hand, as seen in the specifications of the JDSU 6390 series, which has the highest share in the world as a pumping laser diode, there is also a wavelength variation of about 915 ± 8 nm on the pumping laser diode side. Here, at the longest wavelength of 923 nm within the variation range, the absorption cross-sectional area of YbDF-B is higher than that of YbDF-A as shown in FIG. 5, but substantially matches YbDF-C. Therefore, if the worst wavelength variation (923 nm) in the specification of the pump laser diode is assumed, the Al concentration is the same for both YbDF-B and YbDF-C. However, if there is a difference in Al concentration beyond this, the effect at the secondary peak of the absorption cross section appears. Therefore, it is desirable that the Al concentration of the Yb-doped fiber is at most YbDF-C or less for the purpose of cladding excitation.
以上のように、YbDF-Aは、励起パワーも信号光パワーも数mW〜数百mW程度と低く、且つ、励起光の波長を975nmに設定できる信号経路上流のプリアンプ(すなわち、図2中の第1光増幅性導波路41)に適用するのが好適である。その一方で、YbDF-Bは、励起パワーも信号光パワーも数W〜数十Wと高く、励起光波長を915nm付近とせざるを得ない信号経路下流のブースタアンプ(すなわち、図2中の第2光増幅性導波路42)に適用するのが好適である。また、第2光増幅性導波路42の励起方向は逆方向励起であるのが好適である。
As described above, YbDF-A has a pumping power and signal light power as low as several mW to several hundreds mW, and a preamplifier upstream of the signal path that can set the wavelength of pumping light to 975 nm (that is, in FIG. It is preferable to apply to the first optical amplifying waveguide 41). On the other hand, YbDF-B has high pumping power and signal light power of several W to several tens of W, and the booster amplifier downstream of the signal path where the pumping light wavelength must be around 915 nm (ie, the first amplifier in FIG. 2). It is preferable to apply to the two-light amplifying waveguide 42). The excitation direction of the second optical amplifying
したがって、図1中における光増幅装置3として、図9に示される構成の光増幅装置3Aが用いられるのが更に好ましい。図9は、他の実施形態に係る光増幅装置3Aの構成図である。図2に示された光増幅装置3の構成と比較すると、この図9に示される光増幅装置3Aは、光カプラ32に替えて光カプラ33を備える点で相違し、また、光分岐器60および励起光源70に替えて励起光源71および励起光源73を備える点で相違している。
Therefore, it is more preferable that the
光カプラ33は、第2光増幅性導波路42と光アイソレータ23との間に設けられており、第2光増幅性導波路42において光増幅されて出力された光を光アイソレータ23へ通過させ、励起光源71から到達した励起光を第2光増幅性導波路42へ出力する。励起光源71は、光カプラ31と接続されており、波長975nm帯の励起光を出力する。また、励起光源73は、光カプラ33と接続されており、波長915nm帯の励起光を出力する。
The optical coupler 33 is provided between the second optical amplifying
このように構成される光増幅装置3Aは以下のように動作する。励起光源71から出力された波長975nm帯の励起光は、光カプラ31を経て第1光増幅性導波路41(YbDF-A)に順方向から供給され、この第1光増幅性導波路41のコア領域に閉じ込められて導波する。また、励起光源73から出力された波長915nm帯の励起光は、光カプラ33を経て第2光増幅性導波路42(YbDF-B)に逆方向から供給され、この第2光増幅性導波路42のコア領域および第1クラッド領域に閉じ込められて導波する。
The
入力端11に入力した波長1064nm帯の被増幅光は、光アイソレータ21および光カプラ31を経て、第1光増幅性導波路41に入力し、この第1光増幅性導波路41において光増幅される。第1光増幅性導波路41において光増幅された光は、光アイソレータ22およびバンドパスフィルタ50を経て、第2光増幅性導波路42に入力し、この第2光増幅性導波路42において更に光増幅される。そして、第2光増幅性導波路42において光増幅された光は、光カプラ33および光アイソレータ23を経て、出力端12から出力される。
Light to be amplified having a wavelength of 1064 nm input to the
なお、以上ではYbと共にAlが添加される場合について示したが、La等の3価の正イオンであれば同等の効果が期待される。また、上記のYbDF-Bに替えて、Al無添加のものが用いられてもよい。 In addition, although the case where Al was added together with Yb was shown above, an equivalent effect is expected if it is a trivalent positive ion such as La. Moreover, in place of the above YbDF-B, an Al-free additive may be used.
1…レーザ光源装置、2…レーザ光源、3,3A…光増幅装置、11…入力端、12…出力端、21〜23…光アイソレータ、31,32,33…光カプラ、41…第1光増幅性導波路、42…第2光増幅性導波路、50…バンドパスフィルタ、60…光分岐器、70,71,73…励起光源。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
主成分が石英系ガラスからなり、コア領域と、前記コア領域を取り囲むクラッド領域とを含み、少なくとも前記コア領域の一部にYbイオンが添加されており、主として前記コア領域を導波する励起光により励起され、前記入力端に入力した光をコア領域に伝搬させながら光増幅して出力する第1光増幅性導波路と、
主成分が石英系ガラスからなり、コア領域と、前記コア領域を取り囲む第1クラッド領域と、前記第1クラッド領域を取り囲む第2クラッド領域とを含み、少なくとも前記コア領域の一部にYbイオンが添加されており、主として前記コア領域および前記第1クラッド領域を導波する励起光により励起され、前記第1光増幅性導波路において光増幅された光を入力し、その光をコア領域に伝搬させながら光増幅して出力する第2光増幅性導波路と、
前記第1光増幅性導波路および前記第2光増幅性導波路それぞれに励起光を供給する励起光供給手段と
を備え、
前記第1光増幅性導波路におけるAlの正イオンの添加濃度が、前記第2光増幅性導波路におけるAlの正イオンの添加濃度より高い
ことを特徴とする光増幅装置。 An optical amplifying device for optically amplifying light input to an input end and outputting from an output end,
The main component is made of silica glass, includes a core region and a cladding region surrounding the core region, and Yb ions are added to at least a part of the core region, and the excitation light mainly guides the core region. A first optical amplifying waveguide that is excited by the optical amplifier and that amplifies and outputs the light input to the input end while propagating to the core region;
The main component is made of silica-based glass, and includes a core region, a first cladding region surrounding the core region, and a second cladding region surrounding the first cladding region, and at least a part of the core region contains Yb ions. Added, pumped mainly by pumping light guided through the core region and the first cladding region, and input light amplified in the first optical amplifying waveguide, and propagates the light to the core region A second optical amplifying waveguide that amplifies and outputs the light while
Excitation light supply means for supplying excitation light to each of the first optical amplification waveguide and the second optical amplification waveguide;
The optical amplifying apparatus, wherein an additive concentration of Al positive ions in the first optical amplifying waveguide is higher than an additive concentration of Al positive ions in the second optical amplifying waveguide.
主成分が石英系ガラスからなり、コア領域と、前記コア領域を取り囲むクラッド領域とを含み、少なくとも前記コア領域の一部にYbイオンが添加されており、主として前記コア領域を導波する励起光により励起され、前記入力端に入力した光をコア領域に伝搬させながら光増幅して出力する第1光増幅性導波路と、
主成分が石英系ガラスからなり、コア領域と、前記コア領域を取り囲む第1クラッド領域と、前記第1クラッド領域を取り囲む第2クラッド領域とを含み、少なくとも前記コア領域の一部にYbイオンが添加されており、主として前記コア領域および前記第1クラッド領域を導波する915nm帯の励起光により励起され、前記第1光増幅性導波路において光増幅された光を入力し、その光をコア領域に伝搬させながら光増幅して出力する第2光増幅性導波路と、
前記第1光増幅性導波路および前記第2光増幅性導波路それぞれに励起光を供給する励起光供給手段と
を備え、
前記第1光増幅性導波路におけるAlの正イオンの添加濃度が、前記第2光増幅性導波路におけるAlの正イオンの添加濃度より高く、
前記第2光増幅性導波路の吸収断面積のスペクトルにおける波長915nm帯の副次ピークが、前記第1光増幅性導波路の吸収断面積のスペクトルにおける波長915nm帯の副次ピークより高い
ことを特徴とする光増幅装置。 An optical amplifying device for optically amplifying light input to an input end and outputting from an output end,
The main component is made of silica glass, includes a core region and a cladding region surrounding the core region, and Yb ions are added to at least a part of the core region, and the excitation light mainly guides the core region. A first optical amplifying waveguide that is excited by the optical amplifier and that amplifies and outputs the light input to the input end while propagating to the core region
The main component is made of silica-based glass, and includes a core region, a first cladding region surrounding the core region, and a second cladding region surrounding the first cladding region, and at least a part of the core region contains Yb ions. The light that is pumped by the 915 nm band pumping light that is guided mainly through the core region and the first cladding region and is optically amplified in the first optical amplifying waveguide is input, and the light is input to the core. A second optical amplifying waveguide for optical amplification and output while propagating to the region;
Excitation light supply means for supplying excitation light to each of the first optical amplification waveguide and the second optical amplification waveguide;
The addition concentration of Al positive ions in the first optical amplification waveguide is higher than the addition concentration of Al positive ions in the second optical amplification waveguide,
The secondary peak of the wavelength 915 nm band in the spectrum of the absorption cross section of the second optical amplification waveguide is higher than the secondary peak of the wavelength 915 nm band of the spectrum of the absorption cross section of the first optical amplification waveguide. A characteristic optical amplification device.
A laser light source device comprising: a laser light source that outputs laser light; and the optical amplifying device according to claim 1 that optically amplifies the laser light output from the laser light source.
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