【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザビームを増幅する場合に使用するのに適当なダブルクラッド光導波装置、及びこのダブルクラッド光導波装置を使用した光増幅装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーザビームを増幅するため、信号光を伝播させるコアと、前記コアの周りに設けられた、前記コアより屈折率が低く励起光を伝播させる第一クラッドと、前記第一クラッドの周りに設けられた、前記第一クラッドより屈折率が低い第二クラッドから構成されるダブルクラッド導波路を有するダブルクラッド光導波装置が使用される。このようなダブルクラッド光導波装置については、例えば特開２００１−５１１６６号公報（特許文献１）に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−５１１６６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のシステムでは、非線形効果が問題となるような場合に、非線形効果を低減させるために信号光のモード径が大きくなるようなダブルクラッド導波路を設計する。しかしモード径を大きくすると高次モードの信号光が発生し、０次モードの信号光と同様に導波路を伝播し、励起光により増幅される。つまり、０次モードの増幅のために供給する励起光エネルギーの一部は高次モード信号光を増幅するのに使われる。そのため０次モードの信号光の増幅ゲインが下がってしまうという問題点がある。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、簡単な構成により高次光の伝播を小さくすることができるダブルクラッド光導波装置、及びそれを使用した光増幅装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための第１の手段は、コアと第一クラッドと、第二クラッドからなるダブルクラッド光導波路を有するダブルクラッド光導波装置であって、前記コアを伝播する高次モード信号光の大部分が前記第二クラッドに漏洩し、０次モード信号光を選択的に前記コア内を伝播させると共に、励起光を選択的に前記コア及び第１クラッド内を伝播させるような曲率を有する曲部が、前記ダブルクラッド光導波路に設けられていることを特徴とするダブルクラッド光導波装置（請求項１）である。
【０００７】
コアと第一クラッドと、第二クラッドからなるダブルクラッド光導波路に曲部を設けると、コアから第一クラッドへの光の入射角、第一クラッドから第二クラッドへの光の入射角が変化するので、高次モード信号光については、０次モード反射光に比べてコアから第一クラッドへの入射角が小さいので、全反射条件が成り立たなくなり、高次モード信号光がコアから第一クラッドを介して、第二クラッドに漏洩する現象が起きる。ダブルクラッド光導波路の曲率を適当なものとすれば、コアを伝播する高次モード信号光のみが第二クラッドに漏洩し、０次モード信号光と励起光のみを選択的に伝播させるようにすることができる。本手段においては、このような条件が成り立つようにしているので、高次光を効率的に除去でき、光増幅器において、励起光エネルギーの一部は高次モード信号光を増幅するのに使われてしまうという現象を防止することができる。
【０００８】
前記課題を解決するための第２の手段は、励起光発生器と、光結合器と、前記第１の手段であるダブルクラッド光導波装置を有することを特徴とする光増幅装置（請求項２）である。
【０００９】
本手段においては、ダブルクラッド光導波装置において高次光を効率的に除去できるので、励起光エネルギーの一部は高次モード信号光を増幅するのに使われてしまうという現象を防止することができる。よって、その分０次光を効率良く増幅することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の１例であるダブルクラッド光導波装置の概略構成図である。図１において、（ａ）は（ｂ）におけるＡ−Ａ平断面図、（ｂ）は、（ａ）におけるＢ−Ｂ縦断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ縦断面図である。
【００１１】
ダブルクラッド光導波装置１は、コア２が中心にあり、その外側にコア２を包むように第一クラッド３が形成され、さらにその外側に第一クラッド３を包むように第二クラッド４が形成されたダブルクラッド光導波路を有する。信号光はコア２内を伝播し、励起光は、第二クラッド４で反射されつつ、コア２と第一クラッド３内を伝播する。コア２と第一クラッド３には、Ｅｒ等の添加物質がドープされており、光増幅機能を有する。
【００１２】
本実施の形態では、ダブルクラッド光導波路は適当な曲率を有する部分をもつ。一般に平面光導波装置において、コアを伝播する０次モード信号光、高次モード信号光はそれぞれ曲率をもつ部分で導波損失がある。その損失量はコア径や曲率やモードなどにより異なり、０次モード以外の高次モードのみを減衰させる曲率が存在する。
【００１３】
非線形効果を低減させる等の理由のために光導波路のコア径（信号光モード径）を大きくした際に高次モードの信号光発生が起こりうる。発生した高次モードの信号光が、０次モードの信号光と同様に導波路を伝播する場合、０次モード信号光の増幅ゲインが下がってしまう。これを避けるために曲率をもった部分で高次モードのみを減衰させるモードフィルタの役割をもつ適当な曲率を有するダブルクラッド光導波路を使用することにより、より高い効率での光増幅が得られる。
【００１４】
図２に本発明の実施の形態である光源装置の構成の概要を示す。レーザ光源１１から放出されたレーザ光は、光結合器１３において、励起光発生器１２とからの光と結合され、本発明の実施の形態であるダブルクラッド光導波装置１４により増幅され出力される。必要に応じて、励起光発生器１２、光結合器１３、ダブルクラッド光導波装置１４を多段に重ねて、多段の光増幅を行うこともある。本手段においては、ダブルクラッド光導波装置１４により高次光が減衰するので、励起光の大部分を０次光の光増幅に使用することができ、増幅効率を高めることができる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡単な構成により高次光の伝播を小さくすることができるダブルクラッド光導波装置、及びそれを使用した光増幅装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例であるダブルクラッド光導波装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態である光源装置の構成の概要を示す図である。
【符号の説明】
１…ダブルクラッド光導波装置、２…コア、３…第一クラッド、４…第二クラッド、１１…レーザ光源、１２…励起光発生器、１３…光結合器、１４…ダブルクラッド光導波装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a double clad optical waveguide device suitable for use when amplifying a laser beam, and an optical amplifier device using the double clad optical waveguide device.
[0002]
[Prior art]
To amplify the laser beam, a core that propagates the signal light, and a first clad provided around the core and having a lower refractive index than the core to propagate the pump light, and a first clad provided around the first clad. Further, a double clad optical waveguide device having a double clad waveguide composed of a second clad having a lower refractive index than the first clad is used. Such a double clad optical waveguide device is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-51166 (Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-51166
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional system, when the nonlinear effect becomes a problem, a double clad waveguide is designed so that the mode diameter of the signal light becomes large in order to reduce the nonlinear effect. However, when the mode diameter is increased, a higher-order mode signal light is generated, propagates through the waveguide like the zero-order mode signal light, and is amplified by the pump light. That is, a part of the pumping light energy supplied for amplification of the zero-order mode is used for amplifying the higher-order mode signal light. Therefore, there is a problem that the amplification gain of the 0-order mode signal light is reduced.
[0005]
The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a double-clad optical waveguide device capable of reducing propagation of high-order light with a simple configuration, and an optical amplifying device using the same. .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A first means for solving the above problem is a double clad optical waveguide device having a double clad optical waveguide including a core, a first clad, and a second clad, wherein a higher-order mode signal light propagating through the core is provided. Has a curvature such that the zero-order mode signal light selectively propagates in the core and the pumping light selectively propagates in the core and the first cladding. A double clad optical waveguide device, wherein a curved portion is provided in the double clad optical waveguide.
[0007]
When a curved portion is provided in the double clad optical waveguide composed of the core, the first clad, and the second clad, the incident angle of light from the core to the first clad and the incident angle of light from the first clad to the second clad are changed. Since the incident angle from the core to the first cladding of the higher-order mode signal light is smaller than that of the zero-order mode reflected light, the condition for total reflection is not satisfied, and the higher-order mode signal light is transmitted from the core to the first cladding. Leaks into the second clad through the slab. If the curvature of the double clad optical waveguide is appropriate, only the higher-order mode signal light propagating through the core leaks to the second clad, and only the zero-order mode signal light and the pump light are selectively transmitted. be able to. In this means, since such a condition is satisfied, higher-order light can be efficiently removed, and in the optical amplifier, part of the pumping light energy is used to amplify the higher-order mode signal light. Phenomenon can be prevented.
[0008]
A second means for solving the above problem is an optical amplifying device comprising an excitation light generator, an optical coupler, and a double clad optical waveguide device as the first means. ).
[0009]
In this means, since the high-order light can be efficiently removed in the double-clad optical waveguide device, it is possible to prevent a phenomenon that a part of the excitation light energy is used to amplify the high-order mode signal light. Therefore, the zero-order light can be efficiently amplified by that amount.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a double clad optical waveguide device which is an example of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, (a) is an AA plane sectional view in (b), (b) is a BB longitudinal sectional view in (a), and (c) is a CC longitudinal sectional view in (a). is there.
[0011]
The double clad optical waveguide device 1 has a core 2 at the center, a first clad 3 formed outside the core 2 so as to surround the core 2, and a second clad 4 formed outside the core so as to surround the first clad 3. It has a double clad optical waveguide. The signal light propagates in the core 2, and the pump light propagates in the core 2 and the first clad 3 while being reflected by the second clad 4. The core 2 and the first cladding 3 are doped with an additive material such as Er and have an optical amplification function.
[0012]
In the present embodiment, the double clad optical waveguide has a portion having an appropriate curvature. In general, in a planar optical waveguide device, the 0th-order mode signal light and the higher-order mode signal light propagating through the core each have a waveguide loss in a portion having a curvature. The loss amount varies depending on the core diameter, curvature, mode, and the like, and there is a curvature that attenuates only higher-order modes other than the zero-order mode.
[0013]
When the core diameter (signal light mode diameter) of the optical waveguide is increased for reasons such as reducing the non-linear effect, generation of higher-order mode signal light may occur. When the generated higher-order mode signal light propagates through the waveguide in the same manner as the zero-order mode signal light, the amplification gain of the zero-order mode signal light decreases. In order to avoid this, by using a double-clad optical waveguide having an appropriate curvature having a role of a mode filter for attenuating only the higher-order mode in a portion having a curvature, optical amplification with higher efficiency can be obtained.
[0014]
FIG. 2 shows an outline of a configuration of a light source device according to an embodiment of the present invention. The laser light emitted from the laser light source 11 is combined with the light from the excitation light generator 12 in the optical coupler 13 and amplified and output by the double clad optical waveguide device 14 according to the embodiment of the present invention. . If necessary, the pump light generator 12, the optical coupler 13, and the double clad optical waveguide device 14 may be stacked in multiple stages to perform multi-stage optical amplification. In this means, since the high-order light is attenuated by the double clad optical waveguide device 14, most of the pump light can be used for optical amplification of the zero-order light, and the amplification efficiency can be increased.
[0015]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a double-clad optical waveguide device capable of reducing propagation of higher-order light with a simple configuration, and an optical amplifier device using the same.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a double clad optical waveguide device which is an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an outline of a configuration of a light source device according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Double clad optical waveguide device, 2 ... Core, 3 ... First clad, 4 ... Second clad, 11 ... Laser light source, 12 ... Excitation light generator, 13 ... Optical coupler, 14 ... Double clad optical waveguide device