JPH06125124A - 光パルス列発生装置 - Google Patents
光パルス列発生装置Info
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- JPH06125124A JPH06125124A JP4276145A JP27614592A JPH06125124A JP H06125124 A JPH06125124 A JP H06125124A JP 4276145 A JP4276145 A JP 4276145A JP 27614592 A JP27614592 A JP 27614592A JP H06125124 A JPH06125124 A JP H06125124A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来のもののような長い光ファイバ長を必要
とせず、しかも変調不安定効果を引き起こすのに十分な
励起光強度がとれる光パルス列発生装置を提供する。 【構成】 第１の非線形光学媒質、光分岐手段、バンド
パスフィルタ、ファブリペローエタロン、光アイソレー
タ、光路長制御手段、第２の非線形光学媒質を光学的に
結合した光学系の両端をそれぞれ光結合分岐手段の他方
の入力端子および他方の出力端子に光学的に結合するこ
とにより光リング共振器を構成し、第１及び第２の励起
光源からの連続光による励起により該光リング共振器内
での希土類元素の発光によるレーザ発振を生じせしめ、
さらに変調不安定効果により光パルス列化したレーザ発
振光を光分岐手段から出力として取り出す。
とせず、しかも変調不安定効果を引き起こすのに十分な
励起光強度がとれる光パルス列発生装置を提供する。 【構成】 第１の非線形光学媒質、光分岐手段、バンド
パスフィルタ、ファブリペローエタロン、光アイソレー
タ、光路長制御手段、第２の非線形光学媒質を光学的に
結合した光学系の両端をそれぞれ光結合分岐手段の他方
の入力端子および他方の出力端子に光学的に結合するこ
とにより光リング共振器を構成し、第１及び第２の励起
光源からの連続光による励起により該光リング共振器内
での希土類元素の発光によるレーザ発振を生じせしめ、
さらに変調不安定効果により光パルス列化したレーザ発
振光を光分岐手段から出力として取り出す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば超高速の光通信
や情報処理の分野で用いられる高繰り返し光パルス列を
発生する光パルス列発生装置に関するものである。
や情報処理の分野で用いられる高繰り返し光パルス列を
発生する光パルス列発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の変調不安定効果を利用した光パル
ス列発生装置としては、光ファイバを用いた進行波型の
光パルス列発生装置が知られている。図３は、進行波型
の光パルス列発生装置の構成図である。図３において、
３０１は負の群速度分散を有するシリカ系のシングルモ
ード光ファイバ、３０２は二つの入力光を合波するダイ
クロイックミラー、３０３ａ，３０３ｂは光パルス結合
用のレンズ、３０４は周波数ｆ1 の入力光、３０５は周
波数ｆ2 の入射光、３０６は光ファイバ３０１内で変調
不安定効果によって光パルス列化した出力光である。
ス列発生装置としては、光ファイバを用いた進行波型の
光パルス列発生装置が知られている。図３は、進行波型
の光パルス列発生装置の構成図である。図３において、
３０１は負の群速度分散を有するシリカ系のシングルモ
ード光ファイバ、３０２は二つの入力光を合波するダイ
クロイックミラー、３０３ａ，３０３ｂは光パルス結合
用のレンズ、３０４は周波数ｆ1 の入力光、３０５は周
波数ｆ2 の入射光、３０６は光ファイバ３０１内で変調
不安定効果によって光パルス列化した出力光である。
【０００３】次に光パルス列の発生を引き起こす変調不
安定効果について説明する。変調不安定効果は、３次の
光非線形効果である光カー効果（非線形屈折率ｎ2 は
正）と負の群速度分散を有する非線形媒質中に生じる光
非線形効果で、異なる周波数の光波の混合によって生じ
るビートゆらぎが光カー効果と負の群速度分散の相互作
用を通じて指数関数的に増幅される現象である。たとえ
ば、二つの光波で光ファイバを励起すると、２光波の差
周波数で強度変調された変調波が発生し、最終的には差
周波数で繰り返す光パルス列となる。変調不安定効果が
生じる変調周波数の範囲は主に光ファイバの分散値と励
起光強度によって決まり、これらの値を制御することに
より、数１０ＧＨｚから数ＴＨｚの範囲での変調が可能
である。
安定効果について説明する。変調不安定効果は、３次の
光非線形効果である光カー効果（非線形屈折率ｎ2 は
正）と負の群速度分散を有する非線形媒質中に生じる光
非線形効果で、異なる周波数の光波の混合によって生じ
るビートゆらぎが光カー効果と負の群速度分散の相互作
用を通じて指数関数的に増幅される現象である。たとえ
ば、二つの光波で光ファイバを励起すると、２光波の差
周波数で強度変調された変調波が発生し、最終的には差
周波数で繰り返す光パルス列となる。変調不安定効果が
生じる変調周波数の範囲は主に光ファイバの分散値と励
起光強度によって決まり、これらの値を制御することに
より、数１０ＧＨｚから数ＴＨｚの範囲での変調が可能
である。
【０００４】図３において、光周波数がそれぞれｆ1 と
ｆ2 の入力光３０４と入射光３０５を合波して光ファイ
バ３０１に入力することにより変調不安定効果が誘起さ
れ、周波数｜ｆ1 −ｆ2 ｜で繰り返すパルス列が形成さ
れる。図４の(a) 及び(b) に、変調不安定性によって発
生する変調波の周波数スペクトル及び時間波形を模式的
に示す。周波数がｆ1 とｆ2 の２光波の混合により変調
周波数が｜ｆ2 −ｆ1｜の変調波が発生する。図４(a)
に示す如く周波数軸上では、変調による側波帯が周波数
２ｆ2 −ｆ1 と２ｆ1 −ｆ2 等の位置に発生し、図４
(b) に示す如く時間軸上では、１／｜ｆ1 −ｆ2 ｜の周
期で繰り返す光パルスが観測される。
ｆ2 の入力光３０４と入射光３０５を合波して光ファイ
バ３０１に入力することにより変調不安定効果が誘起さ
れ、周波数｜ｆ1 −ｆ2 ｜で繰り返すパルス列が形成さ
れる。図４の(a) 及び(b) に、変調不安定性によって発
生する変調波の周波数スペクトル及び時間波形を模式的
に示す。周波数がｆ1 とｆ2 の２光波の混合により変調
周波数が｜ｆ2 −ｆ1｜の変調波が発生する。図４(a)
に示す如く周波数軸上では、変調による側波帯が周波数
２ｆ2 −ｆ1 と２ｆ1 −ｆ2 等の位置に発生し、図４
(b) に示す如く時間軸上では、１／｜ｆ1 −ｆ2 ｜の周
期で繰り返す光パルスが観測される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の光パルス列発生装置では、変調不安定効果の発現
に数Ｋｍの相互作用長（光ファイバ長）が必要であり、
装置の小型化が難しいという問題があった。また、時間
的に連続な光パルス列を得るためには、励起光として連
続光を用いる必要があるが、長さ数ｋｍの光ファイバに
連続光を入射すると、連続光による励起により発生する
光強度しきい値が小さい誘導ブリュリアン散乱が変調不
安定効果よりも先に発生するため、入射した連続光のか
なりの部分が後方散乱光となり、変調不安定効果を引き
起こすのに十分な励起光強度がとれないという問題があ
った。
従来の光パルス列発生装置では、変調不安定効果の発現
に数Ｋｍの相互作用長（光ファイバ長）が必要であり、
装置の小型化が難しいという問題があった。また、時間
的に連続な光パルス列を得るためには、励起光として連
続光を用いる必要があるが、長さ数ｋｍの光ファイバに
連続光を入射すると、連続光による励起により発生する
光強度しきい値が小さい誘導ブリュリアン散乱が変調不
安定効果よりも先に発生するため、入射した連続光のか
なりの部分が後方散乱光となり、変調不安定効果を引き
起こすのに十分な励起光強度がとれないという問題があ
った。
【０００６】本発明の目的は、上記問題点に鑑み、従来
のもののような長い光ファイバ長を必要とせず、しかも
変調不安定効果を引き起こすのに十分な励起光強度がと
れる光パルス列発生装置を提供することにある。
のもののような長い光ファイバ長を必要とせず、しかも
変調不安定効果を引き起こすのに十分な励起光強度がと
れる光パルス列発生装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では非線形光学媒質の変調不安定効果を利用
して光パルス列を発生する光パルス列発生装置におい
て、連続光を出力する第１及び第２の励起光源と、３次
の光非線形効果である光カー効果と負の群速度分散を有
し希土類元素が添加された第１及び第２の非線形光学媒
質と、二つの入力端子と二つの出力端子を有する光結合
分岐手段と、該二つの励起光源からの連続光をそれぞれ
該光結合分岐手段の一方の入力端子および一方の出力端
子に入力する手段と、入射光の一部を分岐して取り出し
他を透過する光分岐手段と、該希土類元素の発光波長領
域に透過帯域を有する光のバンドパスフィルタと、該発
光波長領域で機能するファブリペローエタロンと、該発
光波長領域で機能する光アイソレータと、圧電効果を利
用してその光学的長さが制御できる光路長制御手段とを
有し、該第１の非線形光学媒質、該光分岐手段、該バン
ドパスフィルタ、該ファブリペローエタロン、該光アイ
ソレータ、該光路長制御手段、該第２の非線形光学媒質
を光学的に結合した光学系の両端をそれぞれ該光結合分
岐手段の他方の入力端子および他方の出力端子に光学的
に結合することにより光リング共振器を構成し、該第１
及び第２の励起光源からの連続光による励起により該光
リング共振器内での希土類元素の発光によるレーザ発振
を生じせしめ、さらに変調不安定効果により光パルス列
化したレーザ発振光を該光分岐手段から出力として取り
出すようにした。
め、本発明では非線形光学媒質の変調不安定効果を利用
して光パルス列を発生する光パルス列発生装置におい
て、連続光を出力する第１及び第２の励起光源と、３次
の光非線形効果である光カー効果と負の群速度分散を有
し希土類元素が添加された第１及び第２の非線形光学媒
質と、二つの入力端子と二つの出力端子を有する光結合
分岐手段と、該二つの励起光源からの連続光をそれぞれ
該光結合分岐手段の一方の入力端子および一方の出力端
子に入力する手段と、入射光の一部を分岐して取り出し
他を透過する光分岐手段と、該希土類元素の発光波長領
域に透過帯域を有する光のバンドパスフィルタと、該発
光波長領域で機能するファブリペローエタロンと、該発
光波長領域で機能する光アイソレータと、圧電効果を利
用してその光学的長さが制御できる光路長制御手段とを
有し、該第１の非線形光学媒質、該光分岐手段、該バン
ドパスフィルタ、該ファブリペローエタロン、該光アイ
ソレータ、該光路長制御手段、該第２の非線形光学媒質
を光学的に結合した光学系の両端をそれぞれ該光結合分
岐手段の他方の入力端子および他方の出力端子に光学的
に結合することにより光リング共振器を構成し、該第１
及び第２の励起光源からの連続光による励起により該光
リング共振器内での希土類元素の発光によるレーザ発振
を生じせしめ、さらに変調不安定効果により光パルス列
化したレーザ発振光を該光分岐手段から出力として取り
出すようにした。
【０００８】
【作用】本発明では、負の群速度分散を有する希土類元
素を添加した非線形光学媒質で光リング共振器を構成
し、光リング共振器内で発振する光の相互作用によって
変調不安定効果を発現することができる。従って、光リ
ング共振器内で光パルスが生成し、増幅されるため、長
い光ファイバを必要としない。
素を添加した非線形光学媒質で光リング共振器を構成
し、光リング共振器内で発振する光の相互作用によって
変調不安定効果を発現することができる。従って、光リ
ング共振器内で光パルスが生成し、増幅されるため、長
い光ファイバを必要としない。
【０００９】また、光リング共振器内に挿入されたバン
ドパスフィルタおよびファブリペローエタロンを用いて
変調不安定効果の発現に関与する等間隔の光周波数成分
だけを選択的に発振させ、変調不安定効果に関与しない
余分周波数成分のレーザ発振を除去している。その場
合、選択された光周波数成分は光リング共振器の縦モー
ド成分の一部に一致する必要があるが、光リング共振器
内に挿入された光路長制御手段を用いた光リング共振器
長の制御およびファブリペローエタロンの自由スペクト
ル間隔の制御により、選択された周波数成分の間隔を光
リング共振器の縦モード間隔の整数倍に設定することが
でき、この条件は達成できる。
ドパスフィルタおよびファブリペローエタロンを用いて
変調不安定効果の発現に関与する等間隔の光周波数成分
だけを選択的に発振させ、変調不安定効果に関与しない
余分周波数成分のレーザ発振を除去している。その場
合、選択された光周波数成分は光リング共振器の縦モー
ド成分の一部に一致する必要があるが、光リング共振器
内に挿入された光路長制御手段を用いた光リング共振器
長の制御およびファブリペローエタロンの自由スペクト
ル間隔の制御により、選択された周波数成分の間隔を光
リング共振器の縦モード間隔の整数倍に設定することが
でき、この条件は達成できる。
【００１０】また、光アイソレータを光リング共振器内
に挿入することにより、レーザ発振を一方向回りに限定
し、逆方向回りの発振や誘導ブリュリアン散乱の発生を
防いでいる。
に挿入することにより、レーザ発振を一方向回りに限定
し、逆方向回りの発振や誘導ブリュリアン散乱の発生を
防いでいる。
【００１１】さらに、ファブリペローエタロン内に可飽
和吸収体を挿入した場合には、可飽和吸収体による受動
モードロックの効果が加味され、光パルス列の発生がよ
り容易になる。
和吸収体を挿入した場合には、可飽和吸収体による受動
モードロックの効果が加味され、光パルス列の発生がよ
り容易になる。
【００１２】
【実施例】図１は、本発明の実施例を示す。図１におい
て、１０１ａおよび１０１ｂはエルビウム（Ｅｒ）添加
のＡｌ2 Ｏ3 ：ＧｅＯ2 ：ＳｉＯ2 系の偏波保持光ファ
イバである。その諸元は、Ｅｒ濃度が２２００ｐｐｍ、
ファイバ長がそれぞれ５ｍ，波長１．５３２μｍにおけ
る分散が−１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。１０２ａおよ
び１０２ｂは波長０．９８μｍの連続光を放射する励起
用のレーザ光源（励起光源）、１０３ａから１０３ｇは
光結合用のレンズ、１０４ａおよび１０４ｂは波長０．
９８μｍで動作する光アイソレータ、１０５ａおよび１
０５ｂは波長０．９８μｍで動作するλ／２波長板、１
０６は波長０．９８μｍの光に対し１：９９（スルー：
クロス比）の分岐比を有し波長１．５３２μｍの光に対
し９９：１の分岐比を有する偏波保持型の光ファイバカ
ップラー、１０７は波長１．５３２μｍの光に対し１
０：９０の分岐比を有する偏波保持型の光ファイバカッ
プラーで、一方の出力端子が本実施例の出力取り出し口
になっている。１０８は中心波長が１．５３２μｍで帯
域幅が約１０ｎｍのバンドパスフィルタ、１０９はチタ
ン（Ｔｉ）添加のニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）導
波路の両端にミラー蒸着することによって作製したファ
ブリペローエタロンで、導波路に沿って電極が形成され
ている。１１０はファブリペローエタロン１０９の電極
に電圧を印加する電源で、電圧を印加することにより一
次の電気光学効果を介してファブリペローエタロン１０
９の共振器長を変えることができ、ファブリペローエタ
ロン１０９の自由スペクトル間隔を９９ＧＨｚから１０
１ＧＨｚの範囲で制御できる。１１１は波長１．５μｍ
帯で動作し入力および出力端子が光ファイバである光ア
イソレータ、１１２は長さ１ｍのシリカ系偏波保持ファ
イバを円柱形状のピエゾ素子（ＰＺＴ）に巻いた光路長
制御器、１１３は光路長制御器１１２のピエゾ素子を駆
動する電源である。電源１１３で光路長制御器１１２の
ピエゾ素子を駆動することにより光路長制御器１１２の
ファイバ長を微細に制御できる。ここで、１０２ａ及び
１０２ｂ、１０３ａ乃至１０３ｄ、１０４ａ及び１０４
ｂ、１０５ａ及び１０５ｂは励起光源系を構成し、１０
１ａ及び１０１ｂ、１０６、１０７、１０３ｅ乃至１０
３ｇ、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１
３はファイバリング共振器を構成している。なお、該フ
ァイバリング共振器を構成する際の光ファイバ間の結合
は、融着接続によって行った。
て、１０１ａおよび１０１ｂはエルビウム（Ｅｒ）添加
のＡｌ2 Ｏ3 ：ＧｅＯ2 ：ＳｉＯ2 系の偏波保持光ファ
イバである。その諸元は、Ｅｒ濃度が２２００ｐｐｍ、
ファイバ長がそれぞれ５ｍ，波長１．５３２μｍにおけ
る分散が−１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。１０２ａおよ
び１０２ｂは波長０．９８μｍの連続光を放射する励起
用のレーザ光源（励起光源）、１０３ａから１０３ｇは
光結合用のレンズ、１０４ａおよび１０４ｂは波長０．
９８μｍで動作する光アイソレータ、１０５ａおよび１
０５ｂは波長０．９８μｍで動作するλ／２波長板、１
０６は波長０．９８μｍの光に対し１：９９（スルー：
クロス比）の分岐比を有し波長１．５３２μｍの光に対
し９９：１の分岐比を有する偏波保持型の光ファイバカ
ップラー、１０７は波長１．５３２μｍの光に対し１
０：９０の分岐比を有する偏波保持型の光ファイバカッ
プラーで、一方の出力端子が本実施例の出力取り出し口
になっている。１０８は中心波長が１．５３２μｍで帯
域幅が約１０ｎｍのバンドパスフィルタ、１０９はチタ
ン（Ｔｉ）添加のニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）導
波路の両端にミラー蒸着することによって作製したファ
ブリペローエタロンで、導波路に沿って電極が形成され
ている。１１０はファブリペローエタロン１０９の電極
に電圧を印加する電源で、電圧を印加することにより一
次の電気光学効果を介してファブリペローエタロン１０
９の共振器長を変えることができ、ファブリペローエタ
ロン１０９の自由スペクトル間隔を９９ＧＨｚから１０
１ＧＨｚの範囲で制御できる。１１１は波長１．５μｍ
帯で動作し入力および出力端子が光ファイバである光ア
イソレータ、１１２は長さ１ｍのシリカ系偏波保持ファ
イバを円柱形状のピエゾ素子（ＰＺＴ）に巻いた光路長
制御器、１１３は光路長制御器１１２のピエゾ素子を駆
動する電源である。電源１１３で光路長制御器１１２の
ピエゾ素子を駆動することにより光路長制御器１１２の
ファイバ長を微細に制御できる。ここで、１０２ａ及び
１０２ｂ、１０３ａ乃至１０３ｄ、１０４ａ及び１０４
ｂ、１０５ａ及び１０５ｂは励起光源系を構成し、１０
１ａ及び１０１ｂ、１０６、１０７、１０３ｅ乃至１０
３ｇ、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１
３はファイバリング共振器を構成している。なお、該フ
ァイバリング共振器を構成する際の光ファイバ間の結合
は、融着接続によって行った。
【００１３】次に、本発明の動作について説明する。レ
ーザ光源１０２ａ及び１０２ｂから出力される波長０．
９８μｍの励起光を光ファイバカップラー１０６を介し
て該ファイバリング共振器に入力する。その場合、レー
ザ光源１０２ａ，１０２ｂへの戻り光を光アイソレータ
１０４ａ，１０４ｂで遮断することにより、該レーザ光
源１０２ａ，１０２ｂは安定に発振できる。また、λ／
２波長板１０５ａ，１０５ｂを調整することにより、該
励起光の偏波方向を該ファイバリング共振器の偏波保持
方向に合わせることができる。波長０．９８μｍの励起
光の入射により、光ファイバ１０１ａ，１０１ｂ内のエ
ルビウムが発光し、あるしきい値以上の励起光強度にお
いて該ファイバリング共振器内でレーザ発振が起こる。
その場合、レーザ発振は光アイソレータ１１１の非相反
透過効果により右回りの一方向発振となる。
ーザ光源１０２ａ及び１０２ｂから出力される波長０．
９８μｍの励起光を光ファイバカップラー１０６を介し
て該ファイバリング共振器に入力する。その場合、レー
ザ光源１０２ａ，１０２ｂへの戻り光を光アイソレータ
１０４ａ，１０４ｂで遮断することにより、該レーザ光
源１０２ａ，１０２ｂは安定に発振できる。また、λ／
２波長板１０５ａ，１０５ｂを調整することにより、該
励起光の偏波方向を該ファイバリング共振器の偏波保持
方向に合わせることができる。波長０．９８μｍの励起
光の入射により、光ファイバ１０１ａ，１０１ｂ内のエ
ルビウムが発光し、あるしきい値以上の励起光強度にお
いて該ファイバリング共振器内でレーザ発振が起こる。
その場合、レーザ発振は光アイソレータ１１１の非相反
透過効果により右回りの一方向発振となる。
【００１４】次に変調不安定効果を引き起こすための発
振波長の選択方法を図２に示す。図２の（ａ）はＥｒ添
加ファイバの利得特性を示している。発振波長の制御を
施さない場合、レーザ発振はこの利得帯域内におけるフ
リーランニング状態となる。これに対して、変調不安定
効果に関与する周波数の光だけを選択的に発振させた場
合、変調不安定効果が誘起され、レーザ発振はフリーラ
ンニング状態からパルス発振状態に推移する。本実施例
では、変調不安定効果に関与する周波数帯域をバンドパ
スフィルタにより限定し、等しい周波数間隔で並んだ発
振モードをファブリペローエタロンによって選択した。
図２の（ｂ）に図１のバンドパスフィルタ１０８の透過
特性を示す。このバンドパスフィルタ１０８を該ファイ
バリング共振器内に挿入することにより、バンド外の波
長の発振を抑圧できる。また、該バンドパスフィルタ１
０８の持つ約１０ｎｍのバンド幅は繰り返しが１００Ｇ
Ｈｚでパルス幅が１ピコ秒程度の光パルス列を発生する
のに十分な幅である。図２の（ｃ）に図１のファブリペ
ローエタロン１０９の透過スペクトルを示す。このファ
ブリペローエタロン１０９を該ファイバリング共振器内
に挿入することにより、レーザ発振のモードは該ファブ
リペローエタロン１０９のモードに限定される。その場
合、該ファブリペローエタロン１０９のモードと該ファ
イバリング共振器の固有モード（本実施例においては固
有モード間隔は１０ＭＨｚ程度）間の整合をとる必要が
あるが、ファブリペローエタロン１０９の自由スペクト
ル間隔と光路長制御器１１２を介した該ファイバリング
共振器長を調整することにより、該ファブリペローエタ
ロン１０９のモードを該ファイバリング共振器のモード
（固有モードの内の飛び飛びのモード）に一致させるこ
とができる。
振波長の選択方法を図２に示す。図２の（ａ）はＥｒ添
加ファイバの利得特性を示している。発振波長の制御を
施さない場合、レーザ発振はこの利得帯域内におけるフ
リーランニング状態となる。これに対して、変調不安定
効果に関与する周波数の光だけを選択的に発振させた場
合、変調不安定効果が誘起され、レーザ発振はフリーラ
ンニング状態からパルス発振状態に推移する。本実施例
では、変調不安定効果に関与する周波数帯域をバンドパ
スフィルタにより限定し、等しい周波数間隔で並んだ発
振モードをファブリペローエタロンによって選択した。
図２の（ｂ）に図１のバンドパスフィルタ１０８の透過
特性を示す。このバンドパスフィルタ１０８を該ファイ
バリング共振器内に挿入することにより、バンド外の波
長の発振を抑圧できる。また、該バンドパスフィルタ１
０８の持つ約１０ｎｍのバンド幅は繰り返しが１００Ｇ
Ｈｚでパルス幅が１ピコ秒程度の光パルス列を発生する
のに十分な幅である。図２の（ｃ）に図１のファブリペ
ローエタロン１０９の透過スペクトルを示す。このファ
ブリペローエタロン１０９を該ファイバリング共振器内
に挿入することにより、レーザ発振のモードは該ファブ
リペローエタロン１０９のモードに限定される。その場
合、該ファブリペローエタロン１０９のモードと該ファ
イバリング共振器の固有モード（本実施例においては固
有モード間隔は１０ＭＨｚ程度）間の整合をとる必要が
あるが、ファブリペローエタロン１０９の自由スペクト
ル間隔と光路長制御器１１２を介した該ファイバリング
共振器長を調整することにより、該ファブリペローエタ
ロン１０９のモードを該ファイバリング共振器のモード
（固有モードの内の飛び飛びのモード）に一致させるこ
とができる。
【００１５】ファブリペローエタロン１０９によって選
択された発振周波数成分間の相互作用によって、変調不
安定効果が誘起され、発振周波数間隔に等しい周波数に
より変調がレーザ発振光に加わる。生じた変調波は該フ
ァイバリング共振器内で増幅され、ついには、光パルス
列化する。その場合、進行波型の光パルス列発生装置で
問題となった誘導ブリュリアン散乱は光アイソレータ１
１１によって完全に抑圧できる。
択された発振周波数成分間の相互作用によって、変調不
安定効果が誘起され、発振周波数間隔に等しい周波数に
より変調がレーザ発振光に加わる。生じた変調波は該フ
ァイバリング共振器内で増幅され、ついには、光パルス
列化する。その場合、進行波型の光パルス列発生装置で
問題となった誘導ブリュリアン散乱は光アイソレータ１
１１によって完全に抑圧できる。
【００１６】本実施例において、励起光のパワーを４０
０ｍＷに設定した状態で変調不安定効果が誘起され、光
ファイバカップラー１０７の出力端子から出力される光
パルス列が観測された。観測された光パルス列の繰り返
し周波数は約１００ＧＨｚ、パルス幅は約３ピコ秒であ
った。
０ｍＷに設定した状態で変調不安定効果が誘起され、光
ファイバカップラー１０７の出力端子から出力される光
パルス列が観測された。観測された光パルス列の繰り返
し周波数は約１００ＧＨｚ、パルス幅は約３ピコ秒であ
った。
【００１７】また、ファブリペローエタロン１０９中
に、たとえばＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ超格子によって構
成された３μｍ厚程度の半導体型の可飽和吸収体を挿入
することも変調不安定効果を誘起する上で効果がある。
すなわち、可飽和吸収体の持つ受動的変調効果によって
ファブリペローエタロン１０９の中で初期強度変調が生
じ、変調不安定効果が生じやすくなる。
に、たとえばＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ超格子によって構
成された３μｍ厚程度の半導体型の可飽和吸収体を挿入
することも変調不安定効果を誘起する上で効果がある。
すなわち、可飽和吸収体の持つ受動的変調効果によって
ファブリペローエタロン１０９の中で初期強度変調が生
じ、変調不安定効果が生じやすくなる。
【００１８】なお、本実施例では光ファイバを中心に説
明したが、光導波路でも可能である。また、希土類元素
としてＥｒを用いたが、その他の希土類元素でも有効で
ある。
明したが、光導波路でも可能である。また、希土類元素
としてＥｒを用いたが、その他の希土類元素でも有効で
ある。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、１
００ＧＨｚ程度の繰り返し周波数を持つ超高速光パルス
列の発生が可能である。
００ＧＨｚ程度の繰り返し周波数を持つ超高速光パルス
列の発生が可能である。
【図１】本発明の光パルス列発生装置の実施例の構成図
【図２】本実施例における発振波長の選択方法を示す図
【図３】従来技術である変調不安定効果を用いた進行波
型の光パルス列発生装置の構成図
型の光パルス列発生装置の構成図
【図４】変調不安定効果による光パルス発生を示す図
１０１ａ，１０１ｂ…エルビウム添加ファイバ、１０２
ａ，１０２ｂ…レーザ光源、１０３ａ〜１０３ｇ…光結
合用のレンズ、１０４ａ，１０４ｂ…光アイソレータ、
１０５ａ，１０５ｂ…λ／２波長板、１０６…光ファイ
バカップラー、１０７…光ファイバカップラー、１０８
…バンドパスフィルタ、１０９…ファブリペローエタロ
ン、１１０…１０９の駆動電源、１１１…光アイソレー
タ、１１２…光路長制御器、１１３…１１２の駆動電
源。
ａ，１０２ｂ…レーザ光源、１０３ａ〜１０３ｇ…光結
合用のレンズ、１０４ａ，１０４ｂ…光アイソレータ、
１０５ａ，１０５ｂ…λ／２波長板、１０６…光ファイ
バカップラー、１０７…光ファイバカップラー、１０８
…バンドパスフィルタ、１０９…ファブリペローエタロ
ン、１１０…１０９の駆動電源、１１１…光アイソレー
タ、１１２…光路長制御器、１１３…１１２の駆動電
源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石橋 茂雄 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 非線形光学媒質の変調不安定効果を利用
して光パルス列を発生する光パルス列発生装置におい
て、 連続光を出力する第１及び第２の励起光源と、３次の光
非線形効果である光カー効果と負の群速度分散を有し希
土類元素が添加された第１及び第２の非線形光学媒質
と、二つの入力端子と二つの出力端子を有する光結合分
岐手段と、該二つの励起光源からの連続光をそれぞれ該
光結合分岐手段の一方の入力端子および一方の出力端子
に入力する手段と、入射光の一部を分岐して取り出し他
を透過する光分岐手段と、該希土類元素の発光波長領域
に透過帯域を有する光のバンドパスフィルタと、該発光
波長領域で機能するファブリペローエタロンと、該発光
波長領域で機能する光アイソレータと、圧電効果を利用
してその光学的長さが制御できる光路長制御手段とを有
し、 該第１の非線形光学媒質、該光分岐手段、該バンドパス
フィルタ、該ファブリペローエタロン、該光アイソレー
タ、該光路長制御手段、該第２の非線形光学媒質を光学
的に結合した光学系の両端をそれぞれ該光結合分岐手段
の他方の入力端子および他方の出力端子に光学的に結合
することにより光リング共振器を構成し、 該第１及び第２の励起光源からの連続光による励起によ
り該光リング共振器内での希土類元素の発光によるレー
ザ発振を生じせしめ、さらに変調不安定効果により光パ
ルス列化したレーザ発振光を該光分岐手段から出力とし
て取り出すことを特徴とする光パルス列発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4276145A JPH06125124A (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | 光パルス列発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4276145A JPH06125124A (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | 光パルス列発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06125124A true JPH06125124A (ja) | 1994-05-06 |
Family
ID=17565401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4276145A Pending JPH06125124A (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | 光パルス列発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06125124A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1194859A (ja) * | 1997-09-18 | 1999-04-09 | Toshihiko Kataoka | 光共振器を利用した走査型近接場光学顕微鏡 |
| JP2005527838A (ja) * | 2002-05-29 | 2005-09-15 | トラスティーズ オブ プリンストン ユニバーシティ | 微量種の分光測定のための光ファイバ共振器における拡張されたエバネッセントフィールド露出の方法と装置 |
| JP2005268819A (ja) * | 1994-10-21 | 2005-09-29 | Aisin Seiki Co Ltd | 受動型モードロックファイバーレーザー、ファイバーレーザーの製法及び動作法、及びファイバーレーザー |
| JP2009277754A (ja) * | 2008-05-13 | 2009-11-26 | Canon Inc | レーザ装置、レーザ装置の駆動方法および光断層画像撮像装置 |
-
1992
- 1992-10-14 JP JP4276145A patent/JPH06125124A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005268819A (ja) * | 1994-10-21 | 2005-09-29 | Aisin Seiki Co Ltd | 受動型モードロックファイバーレーザー、ファイバーレーザーの製法及び動作法、及びファイバーレーザー |
| JP2009188432A (ja) * | 1994-10-21 | 2009-08-20 | Aisin Seiki Co Ltd | 受動型モードロックファイバーレーザー、ファイバーレーザーの製法及び動作法、及びファイバーレーザー |
| JPH1194859A (ja) * | 1997-09-18 | 1999-04-09 | Toshihiko Kataoka | 光共振器を利用した走査型近接場光学顕微鏡 |
| US7504068B2 (en) | 2001-12-12 | 2009-03-17 | Trustees Of Princeton University | Apparatus for enhanced evanescent field exposure in an optical fiber resonator for spectroscopic detection and measurement of trace species |
| US7504263B2 (en) | 2001-12-12 | 2009-03-17 | Trustees Of Princeton University | Method for enhanced evanescent field exposure in an optical fiber resonator for spectroscopic detection and measurement of trace species |
| JP2005527838A (ja) * | 2002-05-29 | 2005-09-15 | トラスティーズ オブ プリンストン ユニバーシティ | 微量種の分光測定のための光ファイバ共振器における拡張されたエバネッセントフィールド露出の方法と装置 |
| JP2010014739A (ja) * | 2002-05-29 | 2010-01-21 | Trustees Of Princeton Univ | 微量種の分光測定のための装置 |
| JP2009277754A (ja) * | 2008-05-13 | 2009-11-26 | Canon Inc | レーザ装置、レーザ装置の駆動方法および光断層画像撮像装置 |
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