激光放大裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及進(jìn)行激光放大的激光放大裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]平面波導(dǎo)型激光放大器由波導(dǎo)元件構(gòu)成，在該波導(dǎo)元件中，由折射率比激光介質(zhì)小的包層夾住激光介質(zhì)的上下兩面。在波導(dǎo)元件內(nèi)，利用芯層與包層的全反射，在波導(dǎo)模式下傳播激光。在平面波導(dǎo)元件內(nèi)，利用激勵(lì)光形成反轉(zhuǎn)分布，激光經(jīng)過該平面波導(dǎo)元件內(nèi)，從而被放大。
[0003]在向平面波導(dǎo)型激光放大器輸入激光時(shí)，從在平面波導(dǎo)元件的一部分上形成的防反射膜輸入激光。另外，通過使激光在形成于平面波導(dǎo)元件的相對(duì)的側(cè)面的全反射膜上進(jìn)行多重反射，延長(zhǎng)光路長(zhǎng)度，提高放大增益。放大后的激光從在平面波導(dǎo)元件的一部分上形成的防反射膜輸出。在以下的專利文獻(xiàn)中記載了該平面波導(dǎo)型激光放大器的結(jié)構(gòu)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)l:US2003/0063884Al

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的課題
[0008]在現(xiàn)有的平面波導(dǎo)型激光放大器中，在向平面波導(dǎo)元件輸入信號(hào)光時(shí)，信號(hào)光在平面波導(dǎo)內(nèi)的激勵(lì)光通過的部分被放大。不過，雖然在平面波導(dǎo)內(nèi)信號(hào)光未通過的區(qū)域中也由激勵(lì)光形成反轉(zhuǎn)分布，但該區(qū)域無(wú)助于信號(hào)光的放大。因此，需要減少即使輸入激勵(lì)光也無(wú)助于信號(hào)光放大的區(qū)域，基于一定的激勵(lì)光來(lái)提高激光的輸出。即，具有改善輸出放大光相對(duì)于輸入激勵(lì)光的提取效率的課題。
[0009]本發(fā)明的實(shí)施方式是鑒于上述課題而完成的，其目的是改善輸出放大光相對(duì)于輸入激勵(lì)光的提取效率。
[0010]解決問題的手段
[0011]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明中的激光放大裝置的特征在于，具備:平面波導(dǎo)型激光放大器，其放大所輸入的光并輸出；以及輸入部，其向所述平面波導(dǎo)型激光放大器同時(shí)輸入多個(gè)光。
[0012]發(fā)明效果
[0013]在本發(fā)明的激光放大裝置中，能夠改善輸出放大光相對(duì)于輸入激勵(lì)光的提取效率。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式I的平面波導(dǎo)型激光放大裝置的結(jié)構(gòu)。
[0015]圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式2的平面波導(dǎo)型激光放大裝置的結(jié)構(gòu)。
[0016]圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式3的平面波導(dǎo)型激光放大裝置的結(jié)構(gòu)。
[0017]圖4是分割來(lái)自信號(hào)光用激光器的信號(hào)光的方法。
[0018]圖5是分割來(lái)自信號(hào)光用激光器的信號(hào)光的其它方法。
[0019]圖6是分割來(lái)自信號(hào)光用激光器的信號(hào)光的其它方法。
[0020]圖7是本發(fā)明的實(shí)施方式4的平面波導(dǎo)型激光放大裝置的結(jié)構(gòu)。
[0021]圖8是本發(fā)明的實(shí)施方式5的平面波導(dǎo)型激光放大裝置的結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]實(shí)施方式1.
[0023]圖1示出本發(fā)明的實(shí)施方式I的平面波導(dǎo)型激光放大裝置的結(jié)構(gòu)。圖1(a)示出橫向觀察平面波導(dǎo)型激光放大裝置的側(cè)視圖，圖1(b)示出從上方觀察的主視圖。在圖1中，I表示芯層，2表不包層，3表不激勵(lì)光，4表不平面波導(dǎo)，5表不激勵(lì)用半導(dǎo)體激光器，6表不全反射膜，7a、7b表不防反射膜，8表不第I信號(hào)光用激光器，9表不第2信號(hào)光用激光器，10表不第I信號(hào)光，11表不第2信號(hào)光，12表不激光放大器，13表不輸入部。此外，在各圖中，同一標(biāo)號(hào)表示相同或相應(yīng)部分。
[0024]在圖1(a)中，平面波導(dǎo)4內(nèi)的芯層I的材質(zhì)為固體，可使用一般的激光介質(zhì)。作為激光介質(zhì)，使用吸收從激勵(lì)用半導(dǎo)體激光器5射出的激勵(lì)光3的材質(zhì)。激勵(lì)用半導(dǎo)體激光器5是輸出激勵(lì)光3并射入到平面波導(dǎo)4內(nèi)的激勵(lì)光源。作為芯層I的介質(zhì)，例如采用Nd:YAG、Yb:YAG、Er:YAG、Tm:YAG、Ho:YAG、Nd:YLF、Yb:YLF、Er:YLF、Tm:YLF、Ho:YLF、Nd:Glass、Cr:LiSAF、Ti: Sapphire等。
[0025]在平面波導(dǎo)4中，在芯層I的上下表面形成包層2，包層2發(fā)揮在芯層I內(nèi)封入激勵(lì)光3的作用。包層2的包覆材料由比芯層I的折射率nl低的折射率n2(nl>n2)的介質(zhì)構(gòu)成。作為包層2的介質(zhì)，例如可采用Si02、Al203、MgF2等。
[0026]在圖1(b)中，激光放大裝置由激光放大器12和輸入部13構(gòu)成。輸入部13包含第I信號(hào)光用激光器8和第2信號(hào)光用激光器9，分別輸出相同波長(zhǎng)的第I信號(hào)光10和第2信號(hào)光11。另外，作為第I信號(hào)光用激光器8和第2信號(hào)光用激光器9，可采用半導(dǎo)體激光器或光纖激光器。這樣，輸入部13對(duì)激光放大器12同時(shí)輸入多個(gè)光，所輸入的多個(gè)光被平面波導(dǎo)4放大。
[0027]激光放大器12包含平面波導(dǎo)4和激勵(lì)用半導(dǎo)體激光器5，在平面波導(dǎo)4的兩個(gè)側(cè)面具有全反射膜6和防反射膜7a、7b。全反射膜6是反射第I信號(hào)光10以及第2信號(hào)光11的介質(zhì)，其形成在射入激勵(lì)光3的平面波導(dǎo)4的兩個(gè)側(cè)面。防反射膜7a、7b是透過第I信號(hào)光10以及第2信號(hào)光11的介質(zhì)，其施加在形成有全反射膜6的側(cè)面的一部分上。
[0028]接著，說(shuō)明動(dòng)作。在激光放大器12中，從平面波導(dǎo)4的側(cè)面射入從激勵(lì)用半導(dǎo)體激光器5射出的激勵(lì)光3。已射入到平面波導(dǎo)4內(nèi)的激勵(lì)光3在芯層I的上下表面即與包層2的界面上進(jìn)行全反射。在芯層I與包層2的界面上進(jìn)行全反射的激勵(lì)光3被封閉在芯層I的內(nèi)部而被引導(dǎo)。封閉在芯層I的內(nèi)部而被引導(dǎo)的激勵(lì)光3被芯層I吸收，形成反轉(zhuǎn)分布，產(chǎn)生激光增益。
[0029]在輸入部13中，第I信號(hào)光10從第I信號(hào)光用激光器8輸出，經(jīng)由防反射膜7a輸入到平面波導(dǎo)4。第I信號(hào)光10在平面波導(dǎo)4內(nèi)、在芯層I與包層2的界面上進(jìn)行全反射。在芯層I與包層2的界面進(jìn)行全反射的第I信號(hào)光10被封閉在芯層I的內(nèi)部而被引導(dǎo)。第I信號(hào)光10在形成于平面波導(dǎo)4的側(cè)面的全反射膜6之間反復(fù)進(jìn)行反射并且曲折地行進(jìn)，根據(jù)由激勵(lì)用半導(dǎo)體激光器5在平面波導(dǎo)4內(nèi)激勵(lì)的激光增益進(jìn)行放大。第I信號(hào)光10透過在平面波導(dǎo)4的側(cè)面形成的防反射膜7b，輸出至平面波導(dǎo)4的外部。
[0030]從第2信號(hào)光用激光器9輸出的第2信號(hào)光11也經(jīng)由防反射膜7a輸入到平面波導(dǎo)4。第2信號(hào)光11與第I信號(hào)光10同樣地被封閉在芯層I的內(nèi)部而被引導(dǎo)，透過防反射膜7b輸出到平面波導(dǎo)4的外部。
[0031 ]在實(shí)施方式I中，雖然由輸入部13生成的多個(gè)光即第I信號(hào)光10和第2信號(hào)光11從相同的側(cè)面向激光放大器12內(nèi)的平面波導(dǎo)4輸入，但向平面波導(dǎo)4輸入的角度不同。因此，第2信號(hào)光11能夠在平面波導(dǎo)4內(nèi)經(jīng)由與第I信號(hào)光10不同的路徑，對(duì)第I信號(hào)光10無(wú)法利用的部分的平面波導(dǎo)4的增益加以利用。
[0032]這樣，在本發(fā)明的實(shí)施方式I中，具備放大并輸出所輸入的光的激光放大器12和對(duì)激光放大器12同時(shí)輸入多個(gè)光的輸入部。當(dāng)采用這樣的結(jié)構(gòu)時(shí)，作為多個(gè)光的第I信號(hào)光10和第2信號(hào)光11分別經(jīng)由不同的路徑，由此，射入到在芯層I形成反轉(zhuǎn)分布的激勵(lì)光3中，提高激光的放大率。結(jié)果，能夠針對(duì)一定強(qiáng)度的激勵(lì)光3獲得高于現(xiàn)有的平面波導(dǎo)型激光放大器的提取效率，能夠改善輸出放大光相對(duì)于輸入激勵(lì)光的提取效率。另外，當(dāng)設(shè)定為信號(hào)光的輸出相同時(shí)，與利用單獨(dú)的信號(hào)光來(lái)提取輸出的現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠降低每個(gè)信號(hào)光的輸出，能夠抑制布里淵散射、拉曼散射等的非線性效應(yīng)。
[0033]實(shí)施方式2.
[0034]在實(shí)施方式I中，輸入部13從激光放大器12的相同的側(cè)面輸入第I信號(hào)光10和第2信號(hào)光U，與此相對(duì)，實(shí)施方式2示出以下這樣的結(jié)構(gòu):從激光放大器12的不同的側(cè)面向激光放大器12輸入第I信號(hào)光10和第2信號(hào)光11。
[0035]圖2示出本發(fā)明的實(shí)施方式2的平面波導(dǎo)型激光放大裝置的結(jié)構(gòu)。圖2(a)表示橫向觀察平面波導(dǎo)型激光放大器的側(cè)視圖，圖2(b)表示從上面觀察的主視圖。在圖2中，7c、7d表示防反射膜，14、15表示輸入部。
[0036]在實(shí)施方式2中，處于輸入部14內(nèi)的第I信號(hào)光10經(jīng)由處于激光放大器12的I個(gè)側(cè)面的防反射膜7a輸入到激光放大器12內(nèi)的平面波導(dǎo)4。另一方面，處于輸入部15的第2信號(hào)光11經(jīng)由處