JP5559079B2 - 通信型構成要素を使用する高パワーファイバチャープパルス増幅システム - Google Patents
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Description
A. Galvanauskas and M.E. Fermann, 13-W Average Power Ultrafast Fiber Laser, Conference on Lasers and Electro-Optics 2000, San Francisco, California, May 7-12,2000, post deadline paper CPD3.
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電気−吸収変調器は、偏光不感受性である。したがって、電気−吸収変調器は、パルス伸長器とエルビウムドープファイバ増幅器のような前置増幅器に従属接続され得る。
本発明の別の概念に関して、本発明は、モードロックレーザと、該モードロックレーザの出力端に結合された偏光保持デバイスと、該偏光保持デバイスの第1出力端に結合されたパルス伸長器と、該パルス伸長器に結合された増幅器と、該偏光保持デバイスの第2出力端に結合された第1パルス選別器と、を含むファイバ光学システムのためのチャープパルス増幅器として、特徴づけられる。ここに、該パルス伸長器は、(1)非偏光保持分散補償ファイバ及びファラデー回転子ミラー;(2)非偏光保持分散シフトファイバ及びファラデー回転子ミラー;(3)線形チャープファイバ格子及びファラデー回転子;(4)非線形チャープファイバ格子及びファラデー回転子、或いは類似のデバイス、の一つでよい。
さらにここで、該増幅器は、エルビウムドープファイバ増幅器或いはエルビウム/イットリビウム又はイットリビウムドープファイバ増幅器と、波長分割多重送信器と、ダイオードポンプと、を含んでもよい。
さらにここで、該第1パルス選別器は、再び電気−光学変調器或いは電気−吸収変調器でよい。
さらにここで、該偏光保持デバイスは、偏光保持ビームルータを含み、その入力及び出力ファイバのファイバ軸方位は、偏光ビームスプリッタの方位に一致する。さらに、ファラデー回転子が、該偏光保持ビームルータの第1ポートに配置されてもよく、該偏光保持ビームルータのそのポートのファラデー回転子ミラーは、光学デバイスの場合、透過型である。
本発明のこの概念は、さらに該第1パルス選別器の出力端に結合された第2パルス選別器と、該第1パルス選別器を該第2選別器と同期させる同期制御器と、を含む。該第2選別器は、再び電気−光学変調器或いは電気−吸収変調器である。
さらなる概念に関して、本発明は、約1550ナノメートル或いは他の波長で動作するファイバ光学システムのためのチャープパルス増幅器として特徴づけられてもよく、該増幅器は、モードロックレーザと、該モードロックレーザの出力端に結合された偏光保持デバイスと、該偏光保持デバイスの第1出力端に結合されたパルス伸長器と、該パルス伸長器に結合された第1増幅器と、該第1増幅器に結合されたパルス選別器と、該偏光保持デバイスの第2出力端にビームスプリッタを通して結合された第2増幅器と、を含む。ここで、該パルス伸長器は、様々に具体化されてもよく、(1)非偏光保持分散補償ファイバ及びファラデー回転子ミラー、ここで該パルス伸長器が該第1増幅器と該ファラデー回転子ミラーの間に結合される;(2)非偏光保持分散シフトファイバ及びファラデー回転子ミラー、ここで該パルス伸長器が該第1増幅器と該ファラデー回転子ミラーの間に結合される;(3)線形チャープ偏光保持ファイバ格子及びファラデー回転子、ここで該パルス伸長器が該第1増幅器と該ファラデー回転子の間に結合される;(4)非線形チャープ偏光保持ファイバ格子及びファラデー回転子、ここで該パルス伸長器が該第1増幅器と該ファラデー回転子の間に結合される、を含む。
さらにここで、該第1増幅器は、エルビウムドープファイバ増幅器或いはエルビウム/イットリビウム又はイットリビウムドープファイバ増幅器、波長分割多重送信器、ダイオードポンプ、でもよい。
さらにここで、該偏光保持デバイスは、偏光保持ビームルータでよく、その入力及び出力ファイバのファイバ軸方位は、偏光ビームスプリッタの方位に一致し、且つ該偏光保持ビームルータの第1ポートに配置されたファラデー回転子を含み、該偏光保持ビームルータのそのポートのファラデー回転子ミラーは、光学デバイスの場合、透過型である。
さらにここで、第2増幅器は、シングルモード増幅器として動作する二重クラッドマルチモード増幅器ファイバでよい。その場合、該マルチモード増幅器ファイバコアは、直径で20マイクロメートルに等しいか或いはそれ未満でよい。
本発明のさらなる概念に関して、本発明は、モードロックレーザと、該モードロックレーザの出力端に結合された偏光保持デバイスと、該偏光保持デバイスの第1出力端に結合されたパルス伸長器と、該偏光保持デバイスの第2出力端に結合された第1パルス選別器と、該第1パルス選別器の出力端にビームルータを通して結合された第2増幅器と、該第2増幅器に結合された第2パルス選別器と、を含むファイバ光学システムのためのチャープパルス増幅器として、特徴づけられる。
ここで、該パルス伸長器は、様々な例の中で、線形チャープファイバ格子とファラデー回転子;或いは非線形チャープファイバ格子とファラデー回転子、でよい。該第1パルス選別器は、また電気−光学変調器或いは電気−吸収変調器でよい。さらにここで、該偏光保持デバイスは、偏光保持ビームルータを含むことができ、その入力及び出力ファイバのファイバ軸方位は、該偏光保持ビームルータの第1ポートに配置されたファラデー回転子と共に、偏光ビームスプリッタの方位に、一致し、該偏光保持ビームルータのそのポートのファラデー回転子ミラーは、光学デバイスの場合、透過型である。
この概念にさらに関連して、該第2増幅器は、シングルモード増幅器として動作する二重クラッドマルチモード増幅器ファイバでよく、その場合、該二重クラッドマルチモード増幅器ファイバコアは、直径で20マイクロメートルに等しいか或いはそれ未満である。
Claims (12)
- 約1550ナノメートル又は他の波長で動作するファイバ光学システムのためのチャープパルス増幅器であって、
モードロックレーザと、
前記モードロックレーザの出力端に結合された偏光保持ビームルータであって、第1の出力端および第2の出力端を有する偏光保持ビームルータと、
前記偏光保持ビームルータの前記第1の出力端に結合された、パルス伸長のための偏光保持分散補償ファイバと、
前記パルス伸長のための偏光保持分散補償ファイバに結合された第1の増幅器と、
前記第1の増幅器に結合された第1のパルス選別器と、
前記第1のパルス選別器に結合された第1のファラデー回転子ミラーと、
前記偏光保持ビームルータの前記第2の出力端にビームスプリッタを通して結合された第2の増幅器と
を含み、
前記モードロックレーザが前記偏光保持ビームルータに入力する入力パルスは、前記第1のファラデー回転子ミラーにより反射されて前記偏光保持ビームルータに戻り、次いで前記偏光保持ビームルータから出力されて前記第2の増幅器に入射され、
前記第1のパルス選別器は、光導波路を有する集積化変調器を備えることを特徴とするチャープパルス増幅器。 - 前記第2の増幅器に結合された第2のファラデー回転子ミラーと、
前記第2の増幅器により増幅されたパルスであって、前記第2のファラデー回転子ミラーにより反射されて前記ビームスプリッタに戻り、前記ビームスプリッタによって反射されたパルスを受け取り、当該受け取ったパルスを圧縮し、増幅及び圧縮された出力パルスを出力するように構成された圧縮器格子と
をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のチャープパルス増幅器。 - 前記第1の増幅器は、エルビウムドープファイバ増幅器、エルビウム/イットリビウムドープファイバ増幅器またはイットリビウムドープファイバ増幅器と、
波長分割多重器と、
ダイオードポンプと
を含むことを特徴とする請求項1に記載のチャープパルス増幅器。 - 前記第1のパルス選別器は、電気−光学変調器または電気−吸収変調器を含むことを特徴とする請求項1に記載のチャープパルス増幅器。
- 前記第2の増幅器は、シングルモード増幅器として動作する二重クラッドマルチモード増幅器ファイバを有することを特徴とする請求項1に記載のチャープパルス増幅器。
- 前記第2の増幅器は、シングルモード増幅器として動作する二重クラッドマルチモード増幅器ファイバを有し、
前記二重クラッドマルチモード増幅器ファイバのコアが直径20マイクロメートルに等しいか又はそれ未満であることを特徴とする請求項1に記載のチャープパルス増幅器。 - モードロックレーザと、
前記モードロックレーザの出力端に結合された偏光保持ビームルータであって、第1の出力端および第2の出力端を有する偏光保持ビームルータと、
前記偏光保持ビームルータの前記第1の出力端に結合された、パルス伸長のための線形または非線形チャープファイバ格子と、
前記偏光保持ビームルータの前記第2の出力端に結合された第1のパルス選別器と、
前記第1のパルス選別器の出力端にビームスプリッタを通して結合された第1の増幅器と、
前記第1の増幅器に結合された第2のパルス選別器と、
前記第2のパルス選別器に結合されたファラデー回転子ミラーと
を含み、
前記モードロックレーザが前記偏光保持ビームルータに入力する入力パルスは、前記パルス伸長のための線形または非線形チャープファイバ格子により反射されて前記偏光保持ビームルータに戻り、次いで前記偏光保持ビームルータから出力されて前記第1の増幅器に入射され、
前記第1のパルス選別器は、光導波路を有する集積化変調器を備えることを特徴とするファイバ光学システムのためのチャープパルス増幅器。 - 前記第1の増幅器により増幅されたパルスであって、前記ファラデー回転子ミラーにより反射されて前記ビームスプリッタに戻り、前記ビームスプリッタによって反射されたパルスを受け取り、当該受け取ったパルスを圧縮し、増幅及び圧縮された前記パルスを出力するように構成された圧縮器格子をさらに含むことを特徴とする請求項7に記載のチャープパルス増幅器。
- 前記第1のパルス選別器は、電気−光学変調器または電気−吸収変調器を含むことを特徴とする請求項7に記載のチャープパルス増幅器。
- 前記第1の増幅器は、シングルモード増幅器として動作する二重クラッドマルチモード増幅器ファイバを有することを特徴とする請求項7に記載のチャープパルス増幅器。
- 前記第1の増幅器は、シングルモード増幅器として動作する二重クラッドマルチモード増幅器ファイバを有し、
前記二重クラッドマルチモード増幅器ファイバのコアは、直径20マイクロメータ未満又は20マイクロメータに等しいことを特徴とする請求項7に記載のチャープパルス増幅器。 - 前記第1の増幅器の動作波長は、1550ナノメートル又は1060ナノメートルであることを特徴とする請求項1又は7に記載のチャープパルス増幅器。
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