現在、20kWクラスのCWファイバーレーザーが市販化され、ナノ秒、ピコ病レベルの高ピークエネルギーを発振するハルスレーザーが実用されている。今後もますますレーザーの高出力化は進むと考えられ、それに伴い伝送用ファイバーへの負荷も大きくなるので、伝送用ファイバーの特性の向上は必要不可欠である。また、伝送システムの慎重な設計とファイバーの取り扱い、安全面への配慮も重要だ。そこで、今回は高出力レーザーの伝送用ファイバーについて紹介する。

高出力レーザーの伝送に適したファイバー

高出力レーザーの伝送に適したファイバーには、ステップインデックスファイバー(SIファイバー)、グレーデッドインデックスファイバーが用いられている。この2つのファイバーは、ドーパント量を制御することで、NA(開口数)を変化させることが出来るが、不純物を添加していないSIファイバーはレーザー耐性が高い(10 6W/mm)ため主流となっている。

伝送用ファイバーの保護

通常、レーザー伝送用の光ファイバーは金属製のフレキシブルな保護管で一芯ごとに保護される。しかしながら、フレキシブル管は巻き取りや外力により伸び縮みの発生があり、特に、長尺になるほど光ファイバーにストレスがかかる危険性が増大する。光ファイバーへのストレスは、レーザービームの品質を落とし、製品の加工性を悪くするだけではなく、出力低下にも繋がる。

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