書籍：解説 ファイバーレーザー -基礎編-
著者：住村和彦（株式会社光響）
出版：株式会社オプトロニクス社
紹介(株式会社光響より)
微細加工、マーキング、溶接、切断などレーザー加工のあらゆる現場で、優れた特性を持つファイバーレーザーが注目を集めております。また、加工分野に限らず医療分野などファイバーレーザーの今後の可能性は益々広がりつつあります。このような状況の下、ファイバーレーザーの研究をする方、ファイバーレーザーを使用した加工に携わる方、ファイバーレーザーに関連するビジネスを推進する全ての方を対象に単行本「ファイバーレーザー」を2011年1月初旬に刊行いたしました。これからファイバーレーザー・光学関連に深く関わっていく研究開発・技術者様にとってお役にたてるかとおもいます。
目次
- 第1章 レーザーの基礎
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- 1. 光ファイバーの構造
- 2. 光ファイバーの伝搬特性
- 2.1 基本モードと高次モード
- 2.2 モード分散
- 2.3 シングルモードとマルチモード光ファイバー
- 2.3.1 シングルモード光ファイバー
- 2.3.2 SI型マルチモード光ファイバー
- 2.3.3 GI型マルチモード光ファイバー
- 2.4 規格化伝搬定数と導波路パラメータ
- 2.5 モードフィールド径とカットオフ波長
- 3. 光ファイバーの損失特性
- 3.1 材料固有の損失
- 3.2 不純物の吸収による損失
- 3.3 構造の不完全さによる損失
- 4. 光ファイバーの分散特性
- 4.1 位相速度と群速度
- 4.2 波長分散
- 4.3 分散パラメータ
- 4.4 種々の分散制御ファイバー
- (1) 分散シフトファイバー（DSF）
- (2) ノンゼロ分散シフトファイバー
- (3) 分散フラットファイバー
- (4) 逆分散ファイバー
- 4.5 分散の測定方法
- 4.5.1 位相法と微分位相差法
- 4.5.2 パルス法
- 4.5.3 干渉法
- 5. 光ファイバーの非線形特性
- 5.1 光ファイバー中の非線形光学効果
- 5.2 非線形屈折
- 5.2.1 非線形係数と有効コア断面積
- 5.2.2 自己位相変調（SPM）
- 5.2.3 四光波混合（FWM）
- 5.3 非線形散乱
- 5.3.1 誘導ラマン散乱（SRS）
- (1) ラマン利得スペクトル
- (2) SRS閾値
- (3) ストークス光の成長過程
- 5.3.2 誘導ブリルアン散乱（SBS）
- 5.3.1 誘導ラマン散乱（SRS）
- 5.4 光ソリトン効果
- 5.4.1 光ソリトンと非線形シュレディンガー方程式
- 5.4.2 ソリトン次数
- 5.4.3 ソリトン自己周波数シフト（SSFS）
- 5.5 数値解析
- 5.5.1 非線形シュレディンガー方程式
- 5.5.2 スプリットステップフーリエ法
- 1. 偏波保持ファイバー
- 1.1 偏光とは
- 1.2 偏波保持ファイバーの特性
- 1.2.1 高速軸と低速軸
- 1.2.2 偏波クロストーク
- 1.2.3 ビート長
- 1.2.4 カットオフ波長とモードフィールド径
- 1.2.5 曲げ損失
- 1.2.6 融着接続
- 1.2.7 希土類添加偏波保持ファイバー
- 2. ダブルクラッドファイバー
- 2.1 コア直接励起とクラッド励起の比較
- (1) 輝度
- 2.2 高効率励起の方法
- 2.1 コア直接励起とクラッド励起の比較
- 3. 大モード面積ファイバー（LMA）
- 3.1 直線偏波モード制御
- 3.2 新型大口径ファイバー
- 4. フォトニック結晶ファイバー（PCF）
- 4.1 PCFの種類
- (1) 中空コアPCFあるいはPBF
- (2) 大モード面積PCF
- (3) 高非線形PCF
- (4) エンドレスシングルモードPCF
- (5) 偏波保持型PCF
- 4.2 PCFの解析方法と製造方法
- 4.3 PCFの取り扱い方
- (1) PCFの融着接続
- 4.1 PCFの種類
- 1. 励起光源 ― 半導体レーザー
- 1.1 ファイバーカップルLD の構成
- (1) LD を取り扱う際の注意事項
- 1.2 スペクトルの安定化
- (1) 好ましい特性
- 1.1 ファイバーカップルLD の構成
- 2. 利得媒質 ― 希土類添加ファイバー
- (1) イオン間相互作用
- (2) Tm添加ファイバー（TDF）
- 2.1 Yb添加ファイバー（YDF）
- 2.1.1 分光特性
- 2.1.2 吸収断面積と誘導放出断面積
- (1) 915nmと975nm励起の比較
- 2.1.3 エネルギー分布の温度依存性
- 2.2 Er添加ファイバー（EDF）
- 2.1 Yb添加ファイバー（YDF）
- 3. 帰還素子 ―ファイバーブラッググレーティング（FBG）
- 4. アイソレータ（ISO）
- 4.1 光アイソレータの原理
- 4.2 ファイバー付光アイソレータ
- 5. 光サーキュレータ（CIR）
- 6. 合波デバイス
- 7. 偏光(偏波)コントローラ（PC）
- 8. 波長変換デバイス
- 8.1 波長変換プロセス
- 8.1.1 和周波発生（SFG）
- 8.1.2 差周波発生（DFG）
- 8.1.3 光パラメトリック発生
- (1) 光パラメトリック発振器（OPO）
- (2) 光パラメトリック増幅器（OPA）
- 8.2 位相整合を満たす方法
- 8.3 結晶の種類
- 8.1 波長変換プロセス
- 1. 光ファイバー増幅
- 1.1 希土類添加ファイバー増幅器
- (1) 光ファイバー増幅器の雑音
- 1.2 ファイバーラマン増幅器
- 1.3 レート方程式
- 1.4 ファイバーの光軸に沿った伝搬式
- 1.4.1 光ファイバーの小信号利得
- (1) クラッド励起Ybファイバー増幅器
- (2) コア直接励起Ybファイバー増幅器
- 1.4.2 前方励起と後方励起システムの比較
- 1.4.1 光ファイバーの小信号利得
- 1.1 希土類添加ファイバー増幅器
- 2. チャープパルス増幅（CPA）
- 2.1 CPAシステムの構成
- (1) ファイバーCPAシステム
- 2.1 CPAシステムの構成
- 3. 主発振器出力増幅器 (MOPA)
- 4. ビーム品質
- 5. 光ファイバーの光学破壊閾値
- 5.1 連続発振レーザーの場合
- 5.2 パルス発振レーザーの場合
- 6. 光ファイバーの熱解析
- 6.1 光ファイバーの熱負荷限界
- 6.1.1 ダブルクラッドファイバーにおける熱負荷限界
- 6.1.2 抽出可能なパワーの上限値
- 6.2 DCFの断面の温度分布
- 6.3 光ファイバーの熱応力
- 6.4 光ファイバーの熱レンズ効果
- 6.1 光ファイバーの熱負荷限界