DE19635919A1 - Vorrichtung zur Erzeugung von Femtosekunden- und Pikosekunden-Impulsen von mit Breitbereich-Laserdiodenfeldern mantelgepumpten modenverkoppelten Faserlasern - Google Patents
Vorrichtung zur Erzeugung von Femtosekunden- und Pikosekunden-Impulsen von mit Breitbereich-Laserdiodenfeldern mantelgepumpten modenverkoppelten FaserlasernInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf modenverkoppelte Fa
serlaser zur Erzeugung von Femtosekunden- und Pikosekunden-Im
pulsen und insbesondere auf modenverkoppelte Faserlaser, die
doppelt-bemantelte, mit Laserdiodenfeldern gepumpte Fasern ver
wenden.
Modenverkoppelte Faserlaser werden im allgemeinen als ideale
Kandidaten für kompakte Feld-geeignete Quellen von Femtosekun
den- und Pikosekunden-Impulsen angesehen. Jedoch hängt der mög
liche kommerzielle Erfolg irgendeiner sehr schnellen Technolo
gie auf der Grundlage von Faserlasern beträchtlich von der Ver
fügbarkeit von einfachen Laserentwürfen, die in Kosten und Kom
plexität mit alternativen Lösungen konkurrieren können, ab. Zu
diesem Zweck sind passiv modenverkoppelte Faserlaser insbeson
dere attraktiv, da sie für ihren Betrieb keiner teueren Modula
tionseinrichtungen bedürfen.
Seit über passiv modenverkoppelte Faserlaser zuerst von M.E.
Fermann, M. Hofer, F. Haberl, A.J. Schmidt und L. Turi in
"Additive-pulse-compression mode locking of a neodymium fiber
laser" in Optics Letters, Vol. 16, Nr. 4 (1991) berichtet wur
de, wurden zwei Systeme entwickelt, die kommerziell lebensfähig
erscheinende passiv modenverkoppelte Faserlaser zur Erzeugung
von Femtosekunden-Impulsen versprechen; siehe M.E. Fermann,
L.M. Yang, M.L. Stock und M.J. Andrejco, "Environmentally sta
ble Kerr-Type mode-locked erbium fiber laser producing 360-fs
pulses" in Optics Letters, Vol. 19, Nr. 1 (1994), im folgenden
als System 1 bezeichnet, und E.A. DeSouza et al., "Saturable
Absorber Mode locked Polarisation Maintaining Erbium-doped Fibre
Laser", in Electronics Letters, Vol. 29, Nr. 5 (1993), im fol
genden bezeichnet als System 2.
Es wurden zwei verschiedene Systeme entwickelt, die kommerziell
lebensfähige Pikosekunden-Impuls-Laser versprechen; siehe M.E.
Fermann, K. Sugden und I. Bennion, "High-power soliton fiber
laser based on pulse width control with chirped fiber Bragg
gratings", in Optics Letters, Vol. 20, Nr. 2 (1995), im folgen
den als System 3 bezeichnet, und B.C. Barnett et al., "High
power erbium-doped fiber laser mode locked by a semiconductor
saturable absorber", in Optics Letters, Vol. 20, Nr. 5 (1995),
im folgenden als System 4 bezeichnet.
Die Systeme 2 und 4 beruhen auf einem sättigbaren Absorber für
eine Initiierung von Modenverkopplung und auch für eine statio
näre bzw. kontinuierliche Impulsformung. Im Gegensatz dazu ver
wenden die Systeme 1 und 3 einen sättigbaren Absorber nur zur
Initiierung der Modenverkopplung und erhalten eine stationäre
bzw. kontinuierliche Impulsformung durch nichtlineare Polarisa
tionsentwicklung in der Faser. Vorteilhafterweise enthalten die
Systeme 1 und 3 zusätzlich ein Kompensationsschema auf der
Grundlage von zwei Faraday-Dreheinrichtungen, das lineare und
nichtlineare Polarisationsverschiebungen stark unterdrückt.
In dem vorherrschenden Pikosekunden-System ermöglicht System 3
die Bildung eines weiten Bereichs von Impulsbreiten einfach
durch Veränderung der resonatorinternen Dispersion mit einem
gechirpten Faher-Bragg-Gitter (CFBG); siehe z. B. M.C. Farries,
K. Sugden, D.C.J. Reid, I. Bennion, A. Malony und M.J. Goodwin
in "Very broad reflection bandwidth (44nm) chirped fiber gra
tings and narrow bandpass filters produced by the use of an
amplitude mask", Electronics Letters, Vol. 30, Nr. 11 (1994).
Während diese Systeme im Labor sehr gut funktionieren, sind
diese Systems aus kommerzieller Sicht nur von geringem Interes
se, da diese Systeme teuere Pumpquellen, wie beispielsweise
Ionen- oder Festkörper- bzw. Halbleiterlaser, Haupt-Oszillator-
Leistungsverstärker-Laserdioden ("master-oscillator power am
plifier laser diodes") oder auch Hochleistungs-angeschlossene
Einzelmoden-Diodenlaser ("high-power pig-tailed single-mode
diode lasers") benötigen. Im Gegensatz dazu können passiv mo
denverkoppelte Festkörper- bzw. Halbleiterlaser, die ähnliche
Impulsbreiten erzeugen, routinemäßig mit wenig kostenden Mehr
fach-Streifen-Laserdiodenfeldern für einen breiten Bereich ge
pumpt werden, wie von K.J. Weingarten, U. Keller, T.H. Chiu und
J.F. Ferguson in "Passively mode-locked diode-pumped solid
state lasers that use an antiresonant Fabry-Perot saturable
absorber", Optics Letters, Vol. 18, Nr. 8 (1993), und D. Kopf,
K.J. Weingarten, L.R. Brovelli, M. Kamp und U. Keller in
"Diode-pumped 100-fs passively mode-locked Cr:LiSAF laser with
an antiresonant Fabry-Perot saturable absorber", Optics Let
ters, Vol. 19, Nr. 24 (1994) offenbart. Die Machbarkeit eines
Pumpens mit Laserdiodenfeldern macht passiv modenverkoppelte
Festkörper- bzw. Halbleiterlaser trotz ihre typischerweise be
deutend größeren physikalischen Dimensionen sehr attraktiv.
Um die Kosten zu minimieren, sollten modenverkoppelte Faserla
ser Laserdiodenfelder verwenden. In der Tat ist es schon lange
bekannt, daß Dauerbetriebs-Faserlaser mittels Laserdiodenfel
dern gepumpt werden können, wenn eine doppeltbemantelte Struk
tur beim Faserentwurf verwendet wird; siehe z. B. US-Patent Nr.
4 815 079 von Snitzer et al. Gemäß Snitzer et al. wird die Fa
ser derart entworfen, daß sie zwei Mäntel besitzt, wobei der
äußere Mantel einen niedrigen Brechungsindex und der inneren
Mantel einen bedeutend höheren Brechungsindex besitzt, was zu
einer typischen numerischen Apertur für Lichtführung durch den
inneren Mantel zwischen 0,20 und 0,60 führt. Der Faserkern be
sitzt dann einen ebenfalls höheren Brechungsindex und ist in
nerhalb des inneren Mantels angeordnet, so daß der Kernort be
deutend gegenüber dem Mittelpunkt des inneren Mantels versch
oben ist.
Snitzer et al. offenbaren alternativ, daß der innere Mantel
eine nahezu rechteckige Form aufweist. Diese beiden Entwürfe
stellen sicher, daß in den inneren Mantel eingeschleustes Licht
den Faserkern so oft wie möglich kreuzt, so daß das Licht wir
kungsvoll absorbiert werden kann, wenn der Faserkern mit einem
Verstärkungsmaterial aus seltenen Erden dotiert ist. Der Faser
kern kann dann als einmodig entworfen sein. Als Folge davon
kann ein einmodiges Laserausgangssignal erhalten werden, wenn
die Faser in einer Resonatoreinrichtung angeordnet wird. Es ist
jedoch zu beachten, daß eine perfekt annehmbare Ausführung von
doppelbemantelten Fasern mit mittelpunktssymmetrischen Faser
strukturen, d. h. einem in der Mitte des inneren Mantels an
geordneten Faserkern, kürzlich vorgeführt wurden; H. Zelmer, U.
Williamkowski, A. Tunnerman und H. Welling, "High-power cw
neodymium-doped double-clad fiber lasers", CLEO 95, paper CMB4.
Derartige Pumpschemata wurden in dem US-Patent Nr. 3 808 549
von Maurer zuvor vorausgesagt. Der Faserentwurf kann dann auf
den einer Einmoden-Standardfaser mit einer Beschichtung mit
niedrigem Index (wie beispielsweise Silikongummi), die tatsäch
lich vor dem Kommen vom Acrylat-Beschichtungen der Industrie
standard für die Faserherstellung war, verringert werden.
Passive Modenverkopplung wurde kürzlich in derartigen mittel
punktssymmetrischen doppeltbemantelten Neodym-dotierten Fasern,
die mittels von Mehrfachstreifen-Laserdiodenfeldern mantelge
pumpt werden, demonstriert; M. Minden et al. in "Long-pulse
coherent waveforms from a fiber laser", CLEO 95, paper CTuR2.
Insbesondere wurde ein nicht-gechirptes Fasergitter mit niedri
ger Bandbreite verwendet, um die Bandbreite der erzeugten Im
pulse zu beschränken, und ein sättigbarer Absorber wurde sowohl
für die Impuls-Initiierung als auch für die stationäre bzw.
kontinuierliche Impulsformung verwendet. Jedoch wurden keine
Schemata für die Kompensation von linearen und nichtlinearen
Polarisationsverschiebungen in dem Resonator verwendet und es
konnten nur Impulsbreiten von ∼ 500 psec und länger erzeugt
werden. Desweiteren war in dieser Arbeit keine Einrichtung zur
Steuerung der resonatorinternen Dispersion und keine Einrich
tung zur Unterdrückung von Mantelmoden enthalten. Daher war es
in dieser Arbeit bisher nicht möglich, mantelgepumpte Faserla
ser zu konstruieren, die Femtosekunden- oder Pikosekunden-Im
pulse erzeugen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Femtosekunden-
und Pikosekunden-Impulse von doppeltbemantelten, mit Breitbe
reich-Laserdiodenfeldern gepumpten Faserlasern zu erzeugen. Die
Verwendung von doppeltbemantelten Fasern vereinfacht die Kopp
lung von Pumpleistung in den Faserkern bedeutend, während die
Möglichkeit der Herstellung einer Hochleistungs-Faseroszilla
toreinrichtung bestehen bleibt. Das offenbarte und beanspruchte
neue System kompensiert lineare Doppelbrechung der doppeltbe
mantelten Faser vorteilhaft, was zu einer Kompensation von li
nearen und nichtlinearen Polarisationsverschiebungen in derar
tigen Fasern führt.
Experimentelle Ergebnisse zeigen, daß geführte Mantelmoden in
derartigen Fasern dazu neigen, eine reine passive Modenverkopp
lung vom Kerr-Typ (d. h. eine passive Modenverkopplung ohne die
Verwendung eines sättigbaren Absorbers) zu vermeiden, auch wenn
Modenabstreifeinrichtungen verwendet werden. Die offenbarten
Ausführungsbeispiele zeigen optimale Positionen für den Einbau
von Modenabstreifeinrichtungen. Die Oszillation von Femtosekun
den- und Pikosekunden-Soliton-Impulsen in der Oszillatorein
richtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch Verwendung
eines geeigneten Ausmaßes von Dispersion in dem Resonator und
Verwendung einer Kombination von Impulsformung induziert durch
nichtlineare Polarisationsentwicklung und eines sättigbaren
Absorbers sichergestellt. Bei alternativen Anordnungen enthält
das System aktiv modenverkoppelte Faserlaser, Faser-Ringlaser
und allgemeinere Resonatorentwürfe.
Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der
Erfindung werden aus der folgenden genauen Beschreibung von
derzeit bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der
Zeichnung offensichtlich.
Es zeigen:
Fig. 1 den Aufbau eines mantelgepumpten passiv modenverkoppel
ten Faserlasersystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 Autokorrelationskurven (Fig. 2A) und entsprechende Im
pulsspektren (Fig. 2B) von erzeugten Impulsen mit einer Halb
werts-Breite von 560 fsec,
Fig. 3 Autokorrelationskurven (Fig. 3A) und entsprechende Im
pulsspektren (Fig. 3B) von erzeugten Impulsen mit einer Halb
werts-Breite von 3 psec,
Fig. 4 den Aufbau eines mantelgepumpten passiv modenverkoppel
ten Faserlasersystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung, das ein Abstimmelement und ein zweites
Bragg-Gitter enthält,
Fig. 5 den Aufbau eines mantelgepumpten passiv modenverkoppel
ten Faserlasersystems mit einem dispersions-kompensierten Reso
nator gemäß einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbei
spiel,
Fig. 6 den Aufbau eines mantelgepumpten aktiv modenverkoppelten
Faserlasersystems gemäß einem dritten erfindungsgemäßen Aus
führungsbeispiel,
Fig. 7 den Aufbau eines mantelgepumpten aktiv modenverkoppelten
Faserlasersystems mit einem Ringresonator gemäß einem vierten
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel,
Fig. 8 einen Doppeldurchgangs-Aufbau eines mantelgepumpten mo
denverkoppelten Faserlasersystems gemäß einem fünften erfin
dungsgemäßen Ausführungsbeispiel,
Fig. 9 den Aufbau eines mantelgepumpten passiv modenverkoppel
ten Faselasersystems gemäß einem sechsten erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiel,
Fig. 10 einen alternativen Aufbau eines mantelgepumpten passiv
modenverkoppelten Faserlasersystems gemäß einem sechsten erfin
dungsgemäßen Ausführungsbeispiel, und
Fig. 11 einen Aufbau eines mantelgepumpten passiv modenverkop
pelten Faserlasersystems gemäß einem siebenten erfindungsgemä
ßen Ausführungsbeispiel.
Fig. 1 veranschaulicht den Aufbau einer mantelgepumpten passiv
modenverkoppelten Faseroszillatoreinrichtung, die Femtosekun
den- oder Pikosekunden-Impulse erzeugt, gemäß einem ersten Aus
führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In dem System ge
mäß dem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird nicht
versucht, die Dispersion der Verstärkungsfaser zu kompensieren;
ein dispersions-kompensierter Resonator wird im folgenden in
Verbindung mit Fig. 4 beschrieben. Bei der Anordnung gemäß Fig.
1 wird eine einzelnes Stück einer Er3+-dotierten, mit Yb3+ emp
findlich gemachten Faser 101 als ein Verstärkungsmaterial ver
wendet, um ein Pumpen des Er3+ über eine Energieübertragung vom
Yb3+ zu ermöglichen; siehe IEEE Photonics Technology Letters,
"Diode-Array Pumping of Er3+/Yb3+ Co-doped Fiber Lasers and
Amplifiers", J.D. Minelly et al., Vol. 5, Nr. 3 (1993).
Ein zu bevorzugender Aufbau der Faser 101 enthält Er3+ und Yb3+
Dotierpegel vom 800 ppm bzw. 8000 ppm in einem Phosphoalumino
silikatglass-Grundmaterial. Der Kerndurchmesser der Faser be
trägt 6 µm mit einer numerischen Apertur (NA) von 0,16. Der
innere Mantel besitzt einen Durchmesser von 100 µm und ist mit
Siliziumgummi beschichtet, um dem inneren Mantel eine effektive
numerische Apertur von 0,4 zu geben. Gemäß diesem Aufbau ist
der Faserkern in der Mitte der Faser 101 angeordnet, um die
Möglichkeit einer Bildung von Spleißstellen mit niedrigem Ver
lust in der doppeltbemantelten Faser 101 zu erlauben. Nichtsde
stotrotz wird eine wirksame Absorption von Schrägstrahlen von
dem Pumplaser durch Aufwickeln der Faser 101 auf eine Trommel
mit einem Durchmesser von 3,5 cm erreicht; demnach kann die
Faserlänge in der Oszillatoreinrichtung auf 7,7 m verringert
werden. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben auf expe
rimentellem Weg herausgefunden, daß eine gute Laserfunktion mit
Verstärkungsfaserlängen zwischen 5 bis 10 m erreicht werden
kann. Es wurde festgestellt, daß eine derartige Faser aufgrund
einer geringen Elliptizität bzw. Abplattung des Faserkerns und
einer Eigen- bzw. Restspannung zwischen dem Faserkern und dem
Mantels durch den Herstellungsvorgang eine Doppelbrechung von
Δn ∼ 1,5×10-6 zeigt, was zu einer Interferenzlänge von ∼ 10 cm
bei der Signalwellenlänge von 1,56 µm führt.
Weiterhin wird gemäß Fig. 1 die Faser 101 über Linsen 108 und
109 und einen dichroitischen Spiegel 102 von einem 1W, 100×1 µm
Breitbereich-Standard-Laserdiodenfeld 103, das bei einer Wel
lenlänge von 976 nm arbeitet, gepumpt. Der dichroitische Spie
gel 102 kann beispielsweise eine Durchlässigkeit von < 80% bei
der Wellenlänge von 976 nm besitzen und dadurch einen Durchlaß
des gepumpten Lichts erlauben, und eine Reflektion < 98% bei
der Signalwellenlänge von 1,56 µm und dadurch die von der Faser
austretenden und vom Spiegel 106 reflektierten Signale reflek
tieren. Bei Verwendung eines Abbildungssystems (die Linsen 108
und 109) mit einer Vergrößerung von 1 kann eine Koppeleffizienz
bis hinauf zu 60% in den inneren Mantel der aktiven Faser 101
erreicht werden. Die Krümmung der Spiegel 102 und 106 und die
Brennweiten der Linsen 108 und 109 werden bevorzugt ausgewählt,
um eine optimale Kopplung des gepumpten Lichts von dem Dioden
feld 103 in die doppeltbemantelte Faser 101 zu ergeben.
Wie in Fig. 1 gezeigt, wird eine Modenabstreifeinrichtung 104
am entgegengesetzten Ende der Faser 101 eingebaut, indem die
Siliziumgummibeschichtung durch eine Substanz mit hohem Index,
wie beispielsweise Akrylat oder eine Flüssigkeit mit einem hö
heren Brechungsindex als der innere Mantel, ersetzt wird. Die
Modenabstreifeinrichtung 104 funktioniert, um Mantelmoden in
der Oszillatoreinrichtung stark zu dämpfen. Die Enden der dop
peltbemantelten Faser 101 werden in einem Winkel von ungefähr
10° abgeschnitten, um eine Rückkopplung in das Laserdiodenfeld
103 zu vermeiden und ungewollte Rückkopplung in die doppeltbe
mantelte Faser 101 zu beseitigen.
Das gechirpte Faser-Bragg-Gitter (CFBG) 105, das im folgenden
genauer beschrieben wird, ist an einem Ende des Resonantors in
Fig. 1 gezeigt. Die Brennweite der Linse 112 wird derart ausge
wählt, daß eine optimale Kopplung des Signallichts in das ge
chirpte Faser-Bragg-Gitter 105 erfolgt. Als eine Alternative
kann das System gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel optional
angewendet werden, indem das gechirpte Faser-Bragg-Gitter 105
durch einen Spiegel (nicht gezeigt) ersetzt wird. Bei dieser
Anordnung wird die Krümmung des Spiegels zusammen mit der
Brennweite der Linse 112 bevorzugt ausgewählt, um eine optimale
Reflektion des Signallichts von der Spiegelrückseite in den
Kern der doppeltbemantelten Faser 101 zu erreichen.
Zur Kompensation von linearen Polarisationsverschiebungen in
dem Faserresonator enthält der Resonatorentwurf bevorzugterwei
se zwei Faraday-Dreheinrichtungen 113 und 114, wie sie im vor
stehend beschriebenen System 1 verwendet werden. Trotz der nie
drigen Doppelbrechung der Faser 101 wurde festgestellt, daß,
wenn sie erst einmal gewickelt war, auch Umgebungs-induzierte
nichtlineare Polarisationsveränderungen in der Faser 101 mini
miert werden konnten. Dies erlaubt vorteilhaft die Verwendung
von nichtlinearer Polarisationsentwicklung als der stationäre
bzw. kontinuierliche Modenverkopplungs-Mechanismus (siehe Sy
stem 1), während weiterhin ein hinsichtlich der Umgebung stabi
ler Resonatorentwurf erhalten wurde. Wie in dem vorstehend be
schriebenen System 1 kann die erforderliche Phasenvorspannung
zwischen den zwei Polarisations-Eigenmoden der Faser durch Po
sitionierung der Viertelwellenplatte 115 und der Halbwellen
platte 116, wie gezeigt, und Drehen von ihnen in einen geeigne
ten Winkel erreicht werden.
Ohne das gechirpte Faser-Bragg-Gitter 105 wird die Disperion
des Resonators beherrschend durch die Faserdispersion gesteuert
und wurde als D₂ ∼ 0,2 psec geschätzt, d. h. die Faser war
soliton-unterstützend. Die resonatorinterne Dispersion kann
durch optionales Einfügen des 5 mm langen negativ gechirpten
Faser-Bragg-Gitters 105, wie in Fig. 1 gezeigt, gesenkt werden.
Das Gitter 105 besitzt bevorzugterweise eine Bandbreite von
17 nm, ist bei ∼ 1,56 µm zentriert, besitzt eine Dispersion von
-3,40 ps² und einen Spitzen-Reflektionswert von ∼ 90%. Das zu
der resonatorinternen Polarisationseinrichtung 117 zurückgewor
fene Licht ist als das Ausgangssignal verwendbar. Eine drehbare
Viertelwellenplatte (nicht gezeigt) kann optional zwischen der
Polarisationseinrichtung 117 und dem gechirpten Faser-Bragg-
Gitter 105 (oder dem optionalen Spiegel) eingefügt werden, um
eine anpaßbare Ausgangssignalkopplung in der zu der in Fig. 1
gezeigten entgegengesetzten Richtung zu erhalten.
Es wurde festgestellt, daß ohne das Fasergitter 105 (d. h. mit
einem Spiegel) der Faserlaser einen maximale Dauer-Ausgangs
leistung von 60 mW erzeugt; eine Faserausgangssignal, das kaum
brechungsbegrenzt ist (zu mehr als 99%). Jedoch werden aufgrund
der doppeltbemantelten Struktur typischerweise Mantelmoden
nicht vollständig unterdrückt, auch bei Anwesenheit einer Mode
nabstreifeinrichtung 104. Desweiteren kann gestreutes Licht von
dem Faserkern (aufgrund von Faserinhomogenitäten und der star
ken auf die Faser 101 angewendeten Biegung) auch in dem Mantel
eingefangen werden und zu einem inkohäerenten Hintergrund mit
sehr niedrigem Pegel bei dem Faserausgangssignal führen. Insbe
sondere bei irgendwelchen Faserdiskontinuitäten (z. B. Faser
spleißen) kann ein Bruchteil dieses Hintergrunds, der propor
tional zu 1/N ist, wobei N die gesamte Modenanzahl in dem Man
tel ist, in den Grundmode rückgekoppelt werden.
Der inkohärente Hintergrund mit niedrigem Pegel wirkt als ein
starkes Injektionssignal für einen Dauerbetrieb des Lasers und
daher ist die Initiierung von Modenverkopplung unter derartigen
Bedingungen typischerweise schwierig, wie von H.A. Haus und
E.P. Ippen, Optics Letters, Vol. 16, S. 1331 (1991) berichtet.
In der Tat fanden die Erfinder der vorliegenden Erfindung her
aus, daß irgendwelche Versuche, eine Modenverkopplung vom Kerr-
Typ in dem vorstehend beschriebenen Resonator durch Ozillieren
eines der Resonatorspiegel (wie es im System 1 geschah) zu in
itiieren, fehlschlugen.
Erfindungsgemäß kann die Modenverkopplung durch Aufnehmen eines
sättigbaren Absorbers 118 an einem Ende des Resonators, wie in
Fig. 1 gezeigt, initiiert werden. Der sättigbare Absorber 118
kann auf InGaAsP basieren, wie in den Systemen 2 und 4 (siehe
auch H. Lin et al., CLEO 95, paper JTuE1). Die Strahlungsbe
handlung ist erforderlich, um die Lebensdauer des sättigbaren
Absorbers zu verringern; im allgemeinen fanden die vorliegenden
Erfinder heraus, daß die Ladungsträger-Lebensdauer des sättig
baren Absorbers bevorzugt zehnmal kürzer als die Resonator-
Umlaufzeit in dem Laser ist.
Die Linsen 111 und 110 können zur Fokussierung des Signallichts
an dem sättigbaren Absorber verwendet werden, wobei ein Brenn
punktdurchmesser von zwischen 2 und 30 µm auf dem Absorber be
vorzugterweise in diesem besonderen System verwendet wird.
In der Gegenwart des sättigbaren Absorbers 118 kann eine
selbstbeginnender modenverkoppelter Vorgang zuverlässig er
reicht werden, obwohl der Laser immer noch polarisationsemp
findlich ist (d. h. empfindlich auf die Einstellung der Viertel-
und Halbwellen-Platten 115 und 116), was anzeigt, daß der Ab
sorber 118 die Beginn-Kennlinie des Modenverkopplungsvorgangs
steuert, wohingegen eine nichtlineare Polarisationsentwicklung
die stationäre bzw. kontinuierliche Impulsformung vorwiegend
steuert. Es ist jedoch zu beachten, daß sowohl die nichtlineare
Polarisationsentwicklung als auch der sättigbare Absorber 118
eine große Rolle in dem Impulsbildungsverfahren spielen.
Eine Verringerung in der Polarisationsempfindlichkeit des Sy
stems kann mittels Verringerung des Brennpunktdurchmessers auf
dem sättigbaren Absorber 118 erreicht werden. Jedoch resultiert
dies in einer damit verbundenen niedrigeren Schadensschwelle
des sättigbaren Absorbers 118. Daher wird zum Treffen eines
Kompromisses der Brennpunktdurchmesser auf dem sättigbaren Ab
sorber bevorzugterweise irgendwo in dem Bereich zwischen 2 und
30 µm optimiert, abhängig davon, ob die Polarisationsempfind
lichkeit oder die Schadensschwelle als für ein besonderes Sy
stem am wichtigsten betrachtet werden.
Ähnlich resultiert die Entfernung der Farady-Dreheinrichtungen
in einer großen Verringerung in der Laserstabilität, da die
große Doppelbrechung in der Faser 101 die Bildung irgendeiner
stabilen Impulsformung durch nichtlineare Polarisationsentwick
lung verhindert. Die einzigen in diesem Fall erhaltbaren stabi
len Impulse besitzen Breiten in der Größenordnung von 10fachen
psec, was anzeigt, daß sie vorwiegend durch den sättigbare Ab
sorber geformt werden, wohingegen die Verteilung der nichtli
nearen Polarisationsentwicklung unbedeutend ist.
Fig. 2 zeigt eine Autokorrelationskurve (Fig. 2A) und das ent
sprechende Spektrum (Fig. 2B) der mit dem Resonatorentwurf ge
mäß Fig. 1 erzeugten Impulse in der Abwesenheit eines Filter
gitters 105. Die Impulsbreite beträgt 560 fsec und das Zeit-
Bandbreiten-Produkt ist 0,32, wenn eine sech²-Form angenommen
wird. Die Impulsenergie beträgt 40 pJ. Bei der Wiederholrate
von 13 MHz entspricht dies einer mittleren Ausgangsleistung von
500 µW. Bei diesem Aufbau kann ein Einzelimpulsbetrieb durch
Betreiben der Laserdiode mit einer Pumpleistung von nur ∼ 150
mW sichergestellt werden. Das maximale Stabilitätssystem für
den Einzelimpulsbetrieb wird in diesem Fall für eine angelegte
Pumpleistung zwischen 148 und 151 mW erhalten, d. h. die Pum
pleistung muß gesteuert werden, daß sie innerhalb ±1% liegt.
Fig. 3 zeigt eine Autokorrelationskurve (Fig. 3A) und das ent
sprechende Spektrum (Fig. 3B) der in der Gegenwart des Faser
gitters 105 (wie in Fig. 1 gezeigt) erzeugten Impulse. Die Im
pulsbreite beträgt 3 psec und das Zeit-Bandbreiten-Produkt
0,32, unter der Annahme einer sech²-Form. Die Impulsenergie
beträgt 1 nJ. Bei der Wiederholrate von 13 MHz entspricht dies
einer mittleren Ausgangsleistung von 13 mW. Bei diesem Aufbau
kann ein Einzelimpulsbetrieb durch Betätigung der Laserdiode
mit einer Pumpleistung von 800 mW sichergestellt werden.
Hierbei muß die Pumpleistung innerhalb von nur ±10% gesteuert
werden (d. h. 730 bis 880 mW), um den Einzelimpulsbetrieb si
cherzustellen. In der Gegenwart des Fasergitters 105 funktio
niert der erfindungsgemäße Laser in der Abwesenheit der Mode
nabstreifeinrichtung 104 zufriedenstellend, so wie eine wirksa
me Modenabstreifung durch die vor dem Fasergitter 105 angeord
nete Monomodenfaser durchgeführt wird.
Der Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels dient nur als ein
Beispiel für einen besonderen Resonatorentwurf, der die Erzeu
gung von Femtosekunden- und Pikosekunden-Impulsen erlaubt.
Ebenso kann irgendeine andere mit seltenen Erden dotierte dop
peltbemantelte Faser als ein Verstärkungsmaterial verwendet
werden und kann auch passiv modenverkoppelt werden, um Piko
sekunden- und Femtosekunden-Impulse zu erzeugen. Um die Funk
tion des Systems in dem Soliton-System sicherzustellen, kann
ein negativ gechirptes Faser-Bragg-Gitter hinzugefügt werden.
Desweiteren können ohne weiteres Wellenlängenabstimmelemente
zwischen der Polarisationseinrichtung 117 und der Linse 112
eingefügt werden, um die Emissionswellenlänge des Lasers abzu
stimmen. Ähnlich können Wellenlängenabstimmelemente in irgend
eines der offenbarten Ausführungsbeispiele aufgenommen werden.
Die Wellenlängenabstimmelemente können aus vielen verfügbaren
Einrichtungen, wie beispielsweise Etalons, optischen Filtern,
doppelbrechenden Abstimmplatten und sperrigen Gittern ("bulk
gratings") ausgewählt werden. Durch Kombination eines (oder
mehrerer) Wellenlängenabstimmelements (e) mit einem zweiten
(oder mehreren) Bragg-Gitter(n) können auch Impulse bei zwei
(oder mehr) verschiedenen Wellenlängen erhalten werden. Ein
Beispiel für einen Resonatorentwurf mit zwei Bragg-Gittern 105
und 119 und einem Wellenlängenabstimmelement 120 ist in Fig. 4
gezeigt. Es ist jedoch zu beachten, daß das zweite Bragg-Gitter
weggelassen werden kann, wenn nur eine wellenlängenabstimm
barer Einzelwellenlängen-Laser gewünscht ist.
Fig. 5 veranschaulicht ein zweites Ausführungsbeispiel der vor
liegenden Erfindung. In den Fig. 5 bis 11 werden den in den
vorangehenden Figuren gezeigten Elementen ähnliche Elemente mit
denselben Bezugszahlen bezeichnet. Gemäß diesem Ausführungsbei
spiel kann zur Erzeugung von Femtoimpulsen eine Vereinfachung
des Systems durch Anordnen des sättigbaren Absorbers 118 an
einem Ende des Resonators, hinter der Polarisationseinrichtung,
und durch Positionieren einer integrierten Faraday-Drehspiegel
einrichtung (FRM) 202 am anderen Ende des Resonators, wie in
Fig. 5 gezeigt, verwirklicht werden. Durch die Bandbreite des
Verstärkungsmaterials (d. h. der Faser 101) beschränkte Impulse
können durch Kombination einer Länge einer mantelgepumpten Fa
ser mit negativer (positiver) Dispersion mit einer Länge einer
undotierten Standard-Monomodenfaser 201 mit positiver (negati
ver) Dispersion erhalten werden, um die gesamte Resonatordis
persion zu Null zu machen. Hier ist es auch vorteilhaft, ir
gendeine nichtdoppelbrechende Faser direkt vor der Faraday-
Drehspiegeleinrichtung 202 anzuordnen, um die Umgebungsempfind
lichkeit des Resonators zu minimieren. Beispielsweise kann eine
5 m Länge der Er/Yb Faser 101 (wie unter Bezugnahme auf Fig. 1
diskutiert) und eine Länge von 0,80 m eine Faser mit hoher po
sitiver Dispersion 201 verwendet werden, um die gesamte Resona
tordispersion ungefähr zu Null zu machen. In diesem Fall sind
bandbreitenbeschränkte gauß-förmige Impulse mit Impulsenergien
bis hinauf zu 50 pJ und Impulsbreiten bis hinunter zu 170 fsec
erreichbar.
Fig. 6 stellt einen Aufbau gemäß einem dritten Ausführungsbei
spiel dar. Durch Einfügen einer zusätzlichen akusto-optischen
oder elektro-optischen Modulationseinrichtung in den Resonator
kann ein aktiv modenverkoppelter mantelgepumpter Faserlaser
konstruiert werden. Derartige Modulationseinrichtungen 301, 302
können bequemerweise entweder am rechten oder linken Ende des
Resonators, wie in Fig. 6 gezeigt, angeordnet werden. Bevorzug
terweise kann eine drahtangeschlossene ("pig-tailed) Faser-
Modulationseinrichtung nur auf der linken Seite des Resonators
eingefügt werden, um ein kompaktes System sicherzustellen. Ein
Spiegel 303 könnte dann ausgewählt werden, um das Signallicht
nur teilweise zu reflektieren und könnte somit als eine Aus
gangskopplungseinrichtung verwendet werden.
Fig. 7 veranschaulicht ein viertes Ausführungsbeispiel der vor
liegenden Erfindung. Wie in Fig. 7 gezeigt, kann die doppeltbe
mantelte Faser 101 auch Teil eines Ringresonators sein, um ei
nen modenverkoppelten Ringlaser zu erhalten. Im Prinzip kann
eine zusammenstoßende modenverkoppelte Impuls-Funktion in die
sem Fall erhalten werden, indem der sättigbare Absorber 118
zwischen den Linsen 111 und 110 angeordnet wird, wie gezeigt.
Jedoch ist zu beachten, daß lineare Polarisationsverschiebungen
in diesem Resonator nicht kompensiert werden und daher die
Langzeit-Stabilität dieses Resonators beschränkt sein kann.
Jedoch kann in dieser Art von Resonator eine Modulationsein
richtung 301 irgendwo innerhalb des vom Signallicht durchquer
ten Rings angeordnet werden. Die Umgebungsstabilität des Ring
resonators kann durch Verwendung einer hochdoppelbrechenden
Faser durch den Resonator sichergestellt werden. Um die Oszil
lation des Lasers in einem Einzel-Polarisationszustand sicher
zustellen, kann eine Polarisationseinrichtung (nicht gezeigt)
eingefügt werden, wobei seine Achsen nach einer der Faserachsen
ausgerichtet sind. Ein Laserausgangssignal könnte erhalten wer
den, indem entweder die Spiegel 102 oder 106 teilreflektierend
gemacht werden oder eine Faserkoppeleinrichtung auf die Faser
201 gespleißt wird.
Bei einem fünften Ausführungsbeispiel wird die doppeltbemantel
te Faser 101 in eine Vielzahl von Resonatorentwürfen eingefügt,
wobei die doppeltbemantelte Faser 101 in einem Doppel-Pfad-
Aufbau in Verbindung mit einer Faraday-Drehspiegeleinrichtung
verwendet wird, um Polarisationsverschiebungen in dem Resonator
zu kompensieren. Ein allgemeiner Entwurf eines derartigen Reso
nators ist in Fig. 8 gezeigt. Der zwischen den Spiegeln 102 und
106 angeordnete Modenverkopplungs-Mechanismus 501 kann ein
gesamt-optischer Schalter, eine durch eine externe optische
Impulsquelle induzierte Phasen- oder Amplitudenmodulation, ei
nen akusto- oder elektrooptische Modulationseinrichtung oder
ein sättigbarer Absorber sein. Es ist zu beachten, daß irgen
deine Länge der monomodigen Faser auch mittels Spleißen an der
doppeltbemantelten Faser befestigt werden kann. Hier ist ein
Resonatorentwurf gezeigt, bei dem der dichroitische Pumpspiegel
502 bei der Übertragung von Signallicht verwendet wird. Es kann
auch ein dichroitischer Pumpspiegel verwendet werden, der Si
gnallicht reflektiert und Pumplicht durchläßt. Ein Laseraus
gangssignal könnte durch teilweise reflektierend Machen eines
der Spiegel 102 oder 106 erhalten werden.
Gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel wird eine niedrig
doppelbrechende doppeltbemantelte Faser konstruiert, um ein
Femtosekunden-Lasersystem durch Entfernen der Faraday-
Dreheinrichtungen, wie in Fig. 9 gezeigt, zu bilden. Alternativ
kann mit einem optimierten Faser- und sättigbarem Absorberent
wurf der sättigbare Absorber 118 auch direkt mit dem Spiegel
601 zusammengefügt werden. Der Spiegel 107 wird dann keinen
sättigbaren Absorber enthalten. Der Spiegel 502 könnte im Prin
zip auch beseitigt werden und das Pumplicht könnte über eine
einzelne dichroitische Polarisationseinrichtung (nicht gezeigt)
in den Resonator gekoppelt werden.
Wenn einmal die Faraday-Dreheinrichtungen entfernt sind, kann
das gechirpte Faser-Bragg-Gitter 105 zu der doppeltbemantelten
Faser 101, wie in Fig. 10 gezeigt, gespleißt werden. Es ist zu
beachten, daß durch sehr Kleinmachen der Dispersion des gechir
pten Faser-Bragg-Gitters auf diese Weise auf ein Femtosekunden
laser konstruiert werden kann. Das Ausgangssignal eines derar
tigen Lasers kann bequemerweise an einer Polarisationseinrich
tung 117 erhalten werden, wobei die Gesamt-Faser Polarisations
steuereinrichtung angepaßt werden kann, um das gewünschte Aus
gangssignal zu geben. Es ist jedoch zu beachten, daß wie in
einem Ringresonator die Langzeit-Stabilität derartiger Systeme
beschränkt sein wird, da lineare Polarisationsveränderungen in
dem Faserresonator nicht kompensiert werden. Derartige Stabili
tätsprobleme können durch Verwendung eines sättigbaren Absor
bers mit einer kurzen Ladungsträger-Lebensdauer (<100 psec)
beseitigt werden. Alternativ kann der gesamte Resonator als
hoch-doppelbrechende Faser gemacht werden. Wie beim Ringreso
nator sollten dann die Polarisationsachsen aller Fasern ausge
richtet sein und sollte die Polarisationseinrichtung auch zu
einer der Polarisationsachsen der Fasern ausgerichtet sein.
Eine Ausgangssignalkopplung kann dann von einer Polarisations-
Beibehaltungs-Koppeleinrichtung erhalten werden.
Gemäß einem siebenten Ausführungsbeispiel, bei dem die Faraday-
Dreheinrichtungen entfernt sind, kann ein gechirptes Faser-
Bragg-Gitter 701 direkt in der Faser 101 gebildet werden, um
ein Pikosekunden- (oder Femtosekunden-) Lasersystem, wie in
Fig. 11 gezeigt, zu erzeugen. Der sättigbare Absorber 118 kann
direkt mit dem einen Ende des Resonators zusammengefügt werden,
um ein sehr kompaktes System zu ergeben. Der Spiegel 107 und
der sättigbare Absorber können teilreflektierend gemacht wer
den, um eine Ausgangssignalkopplung zu ermöglichen. Alternativ
kann eine Faserkoppeleinrichtung vor dem Spiegel 107 eingeführt
werden, um eine Ausgangssignalkopplung zu erzeugen.
Zusammengefaßt, wurden eine Femtosekunden- und eine Pikosekun
den-Impulserzeugung in doppeltbemantelten mit seltenen Erden
dotierten Faser, die von Breitbereich-Laserdiodenfeldern ge
pumpt werden, das erste Mal demonstriert. Die vorwiegende Ver
wendung für Resonatorkomponenten mit niedrigen Kosten sollte
die Wettbewerbsfähigkeit dieser Technologie bedeutend erhöhen.
Obwohl hier zahlreiche beispielhafte Ausführungsbeispiele ge
zeigt und beschrieben wurden, wird der Fachmann erkennen, daß
zahlreiche Modifizierungen und Veränderungen möglich sind und
es ist beabsichtigt, daß die Erfindung nur durch die anhängen
den Ansprüche beschränkt ist.
Es wird eine Technik zur Erzeugung von Pikosekunden- und Femto
sekunden-Impulsen von modenverkoppelten doppeltbemantelten, mit
Breitbereich-Laserdiodenfeldern mantelgepumpten Faserlasern
offenbart. Unter Verwendung einer Erbium/Ytterbium-Faseroszil
latoreinrichtung werden 560 fsec Impulse mit Impulsenergien von
bis zu 40 pJ bei einer Wellenlänge von 1560 nm erzeugt. In
einem dispersions-kompensierten Resonator werden Impulse so
kurz wie 170 fsec mit Impulsenergien von bis zu 50 pJ erhalten.
Durch Addition eines gechirpten Faser-Bragg-Gitters zur zusätz
lichen resonatorinternen Dispersionssteuerung werden Impuls
breiten von 3 psec mit Impulsenergien von bis zu 1 nJ erhalten.
Ein sättigbarer Absorber wird zum Impulsbeginn verwendet, wobei
eine nichtlineare Polarisationsentwicklung für eine stationäre
bzw. kontinuierliche Impulsformung ausgenützt wird. Ein umge
bungsstabiler Entwurf wird durch Verwendung von doppelbrechen
den Fasern und einem Kompensationsschema für linear und nichtli
neare Polarisationsverschiebungen in dem Resonator sicherge
stellt.
Claims (25)
1. Modenverkoppelter Laser mit:
einer doppeltbemantelten, in einem Resonator angeordneten und als ein Verstärkungsmaterial funktionierenden Faser (101) zur Erzeugung von Laserenergie in Form von Impulsen kürzer als 100 psec,
einem mit einem Ende der doppeltbemantelten Faser gekoppelten Laserdiodenfeld (103) zum Pumpen der doppeltbemantelten Faser mit Pumplicht,
einer innerhalb des Resonators angeordneten Reflektoreinrich tung (102) zur Reflektion von Energie entlang einer die dop peltbemantelte Faser passierenden Achse,
einer Ausgangseinrichtung (117) zum Empfang von innerhalb des Resonators erzeugter Laserenergie und zur Ausgabe eines Teils der Laserenergie,
einer Modenverkopplungs-Initiierungseinrichtung (118; 301, 302) zur Initiierung einer Erzeugung von kurzen Impulsen in dem Resonator,
einer Einrichtung (104) zur Unterdrückung von Mantelmoden in der doppeltbemantelten Faser, und
einer Einrichtung (105; 201) zur Steuerung der Dispersion in dem Resonator.
einer doppeltbemantelten, in einem Resonator angeordneten und als ein Verstärkungsmaterial funktionierenden Faser (101) zur Erzeugung von Laserenergie in Form von Impulsen kürzer als 100 psec,
einem mit einem Ende der doppeltbemantelten Faser gekoppelten Laserdiodenfeld (103) zum Pumpen der doppeltbemantelten Faser mit Pumplicht,
einer innerhalb des Resonators angeordneten Reflektoreinrich tung (102) zur Reflektion von Energie entlang einer die dop peltbemantelte Faser passierenden Achse,
einer Ausgangseinrichtung (117) zum Empfang von innerhalb des Resonators erzeugter Laserenergie und zur Ausgabe eines Teils der Laserenergie,
einer Modenverkopplungs-Initiierungseinrichtung (118; 301, 302) zur Initiierung einer Erzeugung von kurzen Impulsen in dem Resonator,
einer Einrichtung (104) zur Unterdrückung von Mantelmoden in der doppeltbemantelten Faser, und
einer Einrichtung (105; 201) zur Steuerung der Dispersion in dem Resonator.
2. Modenverkoppelter Laser nach Anspruch 1, wobei
die Modenverkopplungs-Initiierungseinrichtung einen sättigbaren
Halbleiter-Absorber enthält.
3. Modenverkoppelter Laser nach Anspruch 2, wobei
der sättigbare Halbleiter-Absorber an einem Ende des Resonators
angeordnet und teilreflektierend ist, um eine Ausgangssignal
kopplung zu erzeugen.
4. Modenverkoppelter Laser nach Anspruch 2, wobei
innerhalb des Resonators enthaltene Fasern eine Doppelbrechung
von weniger als 5×10-7 besitzen, und
der sättigbare Halbleiter-Absorber eine Ladungsträger-
Lebensdauer von weniger als 100 psec aufweist.
5. Modenverkoppelter Laser nach Anspruch 1, wobei
die Modenverkopplungs-Initiierungseinrichtung eine akusto-
optische oder elektro-optische Modulationseinrichtung (301,
302) ist, die mit einer externen optischen Impulsquelle eine
Amplituden- oder Phasenmodulation induziert.
6. Modenverkoppelter Laser nach Anspruch 1, mit
einer Einrichtung (113, 114) zur Kompensation von linearen Pha
senverschiebungen innerhalb der doppeltbemantelten Faser.
7. Modenverkoppelter Laser nach Anspruch 6, wobei
die doppeltbemantelte Faser eine Doppelbrechung größer als
1×10-7 besitzt, um nichtlineare Impulsformung durch nichtlinea
re Polarisationsentwicklung in der Anwesenheit der Einrichtung
zur Kompensation von linearen Phasenverschiebungen in dem Reso
nator zu stabilisieren.
8. Modenverkoppelter Laser nach Anspruch 7, mit
einer Viertel-Wellenplatte (115) und eine Halb-Wellenplatte
(116), die zur Steuerung einer linearen Phasenverzögerung zwi
schen zwei Polarisations-Eigenmoden der doppeltbemantelten Fa
ser verwendet werden.
9. Modenverkoppelter Laser nach Anspruch 6, wobei
die Einrichtung zur Kompensation (113, 114) von linearen Pha senverschiebungen erste und zweite innerhalb des Resonators angeordnete Faraday-Dreheinrichtungen aufweisen, wobei die er ste Faraday-Dreheinrichtung zu einem Ende des Resonators hin angeordnet ist und die zweite Faraday-Dreheinrichtung zu dem anderen Ende des Resonators hin angeordnet ist, und
der Laser weiterhin eine zwischen der ersten Faraday-Drehein richtung und dem einen Ende des Resonators angeordnete Pola risationseinrichtung (117) aufweist.
die Einrichtung zur Kompensation (113, 114) von linearen Pha senverschiebungen erste und zweite innerhalb des Resonators angeordnete Faraday-Dreheinrichtungen aufweisen, wobei die er ste Faraday-Dreheinrichtung zu einem Ende des Resonators hin angeordnet ist und die zweite Faraday-Dreheinrichtung zu dem anderen Ende des Resonators hin angeordnet ist, und
der Laser weiterhin eine zwischen der ersten Faraday-Drehein richtung und dem einen Ende des Resonators angeordnete Pola risationseinrichtung (117) aufweist.
10. Modenverkoppelter Laser nach Anspruch 9, mit
einer Viertel-Wellenplatte (115) und einer Halb-Wellenplatte
(116), die zur Steuerung einer linearen Phasenverzögerung zwi
schen zwei Polarisations-Eigenmoden der doppeltbemantelten Fa
ser verwendet werden.
11. Modenverkoppelter Laser nach Anspruch 9, mit
einer zwischen der Polarisationseinrichtung und dem einen Ende
des Resonators angeordneten Halb-Wellenplatte (116), wobei die
Halb-Wellenplatte eine anpaßbare Ausgangskopplung bildet.
12. Modenverkoppelter Laser nach Anspruch 6, wobei
die Einrichtung zur Kompensation von linearen Phasenverschie
bungen eine zum einen Ende des Resonators hin angeordnete erste
Faraday-Dreheinrichtung und eine am anderen Ende des Hohlraums
angeordnete Faraday-Drehspiegeleinrichtung aufweist, wobei der
modenverkoppelte Laser weiterhin eine zwischen der ersten
Faraday-Dreheinrichtung und dem einen Ende des Resonators an
geordnete Polarisationseinrichtung (117) aufweist.
13. Modenverkoppelter Laser nach Anspruch 12, mit
einer Faser mit niedriger Doppelbrechung mit einer Doppelbre
chung von weniger als 1×10-7, wobei die Faser mit niedriger
Doppelbrechung vor dem Faraday-Drehspiegeleinrichtung angeord
net ist.
14. Modenverkoppelter Laser nach Anspruch 1, wobei
die Einrichtung zur Steuerung der Dispersion eine Dispersion-
Kompensationsfaser (201) ist.
15. Modenverkoppelter Laser nach Anspruch 14, wobei
die Dispersions-Kompensationsfaser an einem Ende des Resonators
gespleißt ist.
16. Modenverkoppelter Laser nach Anspruch 1, wobei
die Einrichtung zur Steuerung der Dispersion ein gechirptes
Faser-Bragg-Gitter ist.
17. Modenverkoppelter Laser nach Anspruch 16, wobei
das gechirpte Faser-Bragg-Gitter direkt in der doppeltbemantel
ten Faser gebildet ist, so daß die doppeltbemantelte Faser über
das gechirpte Faser-Bragg-Gitter gepumpt wird.
18. Modenverkoppelter Laser nach Anspruch 16, wobei
das gechirpte Faser-Bragg-Gitter an ein Ende des Resonators
gespleißt ist.
19. Modenverkoppelter Laser nach Anspruch 16, mit
einem zweiten, innerhalb des Resonators angeordneten gechirpten
Faser-Bragg-Gitter.
20. Modenverkoppelter Laser nach Anspruch 1, wobei
die doppeltbemantelte Faser eine mit Material aus seltenen Erd
en dotierte Glasfaser ist.
21. Modenverkoppelter Laser nach Anspruch 1, wobei
die Ausgabeinrichtung (303) eine zur Ausgabekopplung verwendete
Faserkoppeleinrichtung ist.
22. Modenverkoppelter Laser nach Anspruch 1, wobei
innerhalb des Resonators enthaltene Fasern polarisations
beibehaltend sind, mit einer linearen Doppelbrechung größer als
5×10-7 und ausgerichteten Polarisationsachsen, wobei der Laser
weiterhin eine Polarisationseinrichtung mit in einer der Pola
risationachsen der Fasern ausgerichteten Achse aufweist.
23. Modenverkoppelter Laser nach Anspruch 1, wobei
der Resonator ein Ringresonator ist und der modenverkoppelte
Laser weiterhin monomodige Fasern und einen Modenverkopplungs-
Mechanismus aufweist, die innerhalb des Ringresonators angeord
net sind.
24. Modenverkoppelter Laser nach Anspruch 1, mit
einer Faraday-Drehspiegeleinrichtung (202) zur Kompensation von linearen Phasenverschiebungen in der doppeltbemantelten Faser und
einer Polarisationseinrichtung und einer Halb-Wellenplatte, die zusammen eine Kompensation für die durch den Faraday-Drehspie geleinrichtung induzierte 90° Polarisationsdrehung bilden, auf weist.
einer Faraday-Drehspiegeleinrichtung (202) zur Kompensation von linearen Phasenverschiebungen in der doppeltbemantelten Faser und
einer Polarisationseinrichtung und einer Halb-Wellenplatte, die zusammen eine Kompensation für die durch den Faraday-Drehspie geleinrichtung induzierte 90° Polarisationsdrehung bilden, auf weist.
25. Modenverkoppelter Laser nach Anspruch 1, mit
einer Abstimmeinrichtung (120) zur Wellenlängenabstimmung einer
Ausgangswellenlänge, wobei die Abstimmeinrichtung zumindest
eines von Etalons, optischen Filtern, doppelbrechenden Abstimm
platten und sperrigen Gittern aufweist.
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