DE60209048T2

DE60209048T2 - Weisslichtquelle

Info

Publication number: DE60209048T2
Application number: DE60209048T
Authority: DE
Inventors: Hiroji łc/o NTT Intellectual Prop. C Musashino-shi Masuda; Hirotaka łc/o NTT Intellectual Prop. Musashino-shi Ono; Makoto łc/o NTT Intellectual Prop. C Musashino-shi Shimizu
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2001-03-09
Filing date: 2002-03-08
Publication date: 2006-11-02
Also published as: EP1246324A2; US20020131695A1; EP1246324A3; DE60209048D1; EP1246324B1; DE60209048T8; US6900885B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Weißlichtquelle wie z.B. eine Lichtquelle mit verstärkter Spontanemission (ASE). Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung eine Weißlichtquelle für ein System zum Auswerten und Messen allgemeiner optischer Teile, eine Weißlichtquelle für ein System zum Durchführen von Auswertungen oder Messungen für optische Teile eines optischen Faserkommunikationssystems, das optische Fasern verwendet, und eine schmalbandige (spectrum slice) Signallichtquelle und eine CDM(Codemultiplex)-Signallichtquelle.
In den vergangenen Jahren wurden Bemühungen unternommen, die Bänder optischer Faserkommunikationssysteme unter Verwendung einer Technik wie beispielsweise einer Wellenlängenmultiplex(WDM)-Technik zu verbreitern. In den Forschungs- und Entwicklungsbereichen hinsichtlich derartiger optischer Faserkommunikationssysteme entstand immer mehr der Bedarf nach Weißlichtquellen einschließlich ASE-Lichtquellen ebenso wie nach schmalbandigen (spectrum slice) Lichtquellen, CDM-Lichtquellen und Ähnlichem, die alle verwendet werden, um optische Teile auszuwerten und zu messen. Insbesondere bestand die Forderung nach einer Verringerung der Kosten derartiger Lichtquellen, einer Verbreiterung von deren Bändern und Ähnlichem.
Spezielle Beispiele für Weißlichtquellen einschließlich ASE-Lichtquellen zeigen die 1A und 1B. 1A zeigt eine Lichtquelle, die ein einziges verstärktes Wellenlängenband verwendet, und 1B zeigt eine Breitbandlichtquelle, die zwei verstärkte Wellenlängenbänder verwendet. In 1A weist die Lichtquelle eine aktive Faser 3, die verstärktes Licht, das von dieser ausgegeben wird, ausgibt (im Folgenden als verstärktes Licht bezeichnet), einen Abschluss (Terminator) 5, der mit einem Ende der aktiven Faser 3 verbunden ist, sowie eine Pumplichtquelle 1 und einen Isolator 4, die mit dem anderen Ende der aktiven Faser 3 über einen Multiplexer 2 verbunden sind, auf. Der Multiplexer 2 koppelt Pumplicht, das von der Pumplichtquelle 1 ausgesendet wird, in die aktive Faser 3. Außerdem ist der Abschluss 5 vorgesehen, um zu verhindern, dass die aktive Faser 3 instabile Operationen wie beispielsweise eine Laseroszillation durchführt. Der Isolator 4 ist ebenfalls vorgesehen, um zu verhindern, dass die aktive Faser instabile Operationen wie z.B. eine Laseroszillation durchführt. Außerdem können, wenn eine Reflexion eines verstärkten Lichtes von der Pumplichtquelle vernachlässigbar ist, der Isolator 4 und der Abschluss 5 weggelassen werden. Herkömmlicherweise wird eine Erbium(Er)-dotierte Faser als die aktive Faser 3 verwendet, die Weißlicht ausgibt, und ein verstärktes Licht, das von der Er-dotierten Faser ausgegeben wird, wird als Weißlicht verwendet.
Der Betrieb dieser Lichtquelle wird im Folgenden kurz mit der Er-dotierten Faser 3 als eine beispielhafte aktive Faser beschrieben. Die Er-dotierte Faser wird mit Pumplicht von der Pumplichtquelle 1 gepumpt. In der Er-dotierten Faser erzeugt Pumplicht ein lokales Licht, was dann verstärkt wird, während es durch die Er-dotierte Faser in Richtung einer Faserachse läuft. Das verstärkte Licht wird sowohl zur Seite des Multiplexers als auch zur Seite des Abschlusses der Er-dotierten Faser ausgesendet (diese Richtungen werden als die "Vorwärts-" und "Rückwärts-" Richtungen der Figur bezeichnet) und wird somit sowohl vorwärts als auch rückwärts der Er-dotierten Faser erzeugt. Somit verwendet die Lichtquelle in 1A die einzige aktive Faser, um verstärktes Licht mit einem einzigen verstärkten Wellenlängenband (z.B. ein C- oder L-Band) zu erhalten. Außerdem wird von den Lichtern, die an beiden Seite der Faser erzeugt werden, nur das verstärkte Licht am Vorwärtsausgang als Lichtquelle verwendet.
Die Lichtquelle der 1B weist einen Aufbau mit zwei Lichtquellen auf, die jeweils für ein einziges verstärktes Wellenlängenband wie in 1A gezeigt vorhanden sind, und die parallel geschaltet sind. D.h., die Lichtquelle der 1B weist einen ersten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Licht 10a auf, der einen Abschluss 5a, der mit einem Ende einer aktiven Faser 3a verbunden ist, und eine Pumplichtquelle 1a aufweist, die mit dem anderen Ende über einen Multiplexer 2a verbunden ist, um ein verstärktes Licht auszugeben, das von der aktiven Faser 3a ausgegeben wird, sowie einen zweiten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Licht 10b, der einen Abschluss 5b, der mit einem Ende einer aktiven Faser 3b verbunden ist, und eine Pumplichtquelle 1a aufweist, die mit dem anderen Ende über einen Multiplexer 2b verbunden ist, um verstärktes Licht auszugeben, das von der aktiven Faser 3b ausgegeben wird. Außerdem sind die Abschnitte zur Erzeugung von verstärktem Licht 10a und 10b über einen Multiplexer 6, mit dem der Isolator 4 an der Ausgangsseite des Multiplexers verbunden ist, parallel geschaltet. Verstärktes Licht, das von dem Multiplexer 6 gemultiplext wird, wird über den Isolator ausgegeben. Die in 1B gezeigte Lichtquelle verwendet die beiden aktiven Fasern 3a und 3b, um Weißlicht zu erhalten, das zwei verstärkte Wellenlängenbänder (z.B. die C- und L-Bänder) (siehe M. Yamada et al, Electron Lett., Band 33, Seiten 710-711 (1997)) zu erhalten. Außerdem wird in der derart aufgebauten Lichtquelle herkömmlicherweise eine Erbium(Er)-dotierte Faser als die aktive Faser 3 verwendet, die Weißlicht ausgibt, und verstärktes Licht, das von der Er-dotierten Faser ausgegeben wird, wird als Weißlicht verwendet. Außerdem erzeugt diese Lichtquelle ebenfalls verstärktes Licht sowohl vorwärts als auch rückwärts von jedem Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Licht, aber von den Lichtern, die an deren beiden Seiten erzeugt werden, wird nur das verstärkte Licht am jeweiligen Vorwärtsausgang als Lichtquelle verwendet.
Wie es oben beschrieben wurde, ist, da das herkömmliche Verfahren nur eine mit einem seltenen Erdmetall dotierte Faser wie z.B. eine Er-dotierte Faser als eine aktive Faser verwendet, das Spektrum der Lichtquelle auf die Verstärkungsbandbreite der mit einem seltenen Erdmetall dotierten Faser begrenzt, wodurch es schwierig wird, eine breitbandige Lichtquelle zu erhalten.
Außerdem verwendet, obwohl ein verstärktes Licht von der aktiven Faser von beiden Enden der Faser ausgesendet wird, das herkömmliche Verfahren nur das Licht von einem Ende und erzeugt somit auf ineffiziente Weise ein breitbandiges Licht. Wenn außerdem die Lichtquelle derart aufgebaut ist, dass zwei Fasern parallel geschaltet sind, wird ein bestimmter Betrag der Lichtkomponenten, die außerhalb der Wellenlängentrenncharakteristik des Multiplexers erzeugt werden, nicht berücksichtigt, was zu einer ineffizienten Lichterzeugung führt. In dem obigen Fall mit einer Er-dotierten Faser werden z.B. für eine Er-dotierte Faser für das C-Band Lichtkomponenten, die längere Wellenlängen als dieses Band aufweisen, nicht berücksichtigt, und für eine Er-dotierte Faser für das L-Band werden Lichtkomponenten, die kürzere Wellenlängen als dieses Band aufweisen, nicht berücksichtigt.
Das Dokument EP 1 079 482 A beschreibt eine superfluoreszierende Faserquelle (SFS), die eine erste und eine zweite Länge einer mit einem seltenen Erdmetall dotierten optischen Faser mit einem optischen Isolator dazwischen aufweist. Licht von einer ersten Pumpquelle wird der ersten Länge der optischen Faser bereitgestellt, und Licht von einer zweiten Pumpquelle wird der zweiten Länge der optischen Faser bereitgestellt. Ein optionaler Reflektor ist angeordnet, um zumindest einiges von dem sich stromauf fortpflanzenden Lichts zurück in die erste Länge der optischen Faser zu reflektieren, wodurch die Erzeugung einer langwelligen verstärkten Spontanemission erleichtert wird, die durch den optischen Isolator zur zweiten Länge der mit einem seltenen Erdmetall dotierten optischen Faser übertragen wird.
Das Dokument US 6 172 995 B beschreibt eine optische Breitbandquelle, die einen zweistufigen bidirektionalen Pumpaufbau aufweist. Eingegebene Pumpenergie einer Pumpquelle wird durch einen TAP-Koppler in 30% und 70% aufgeteilt. Eine verstärkte Spontanemission (ASE) wird erzeugt und pflanzt sich in zwei Richtungen, d.h. Rückwärtsfortpflanzung und Vorwärtsfortpflanzung, fort. Die sich rückwärts fortpflanzende ASE wird in eine Erbium-dotierte Faser unter Verwendung eines 50%-Bidirektional-Kopplers rückgekoppelt. Ein Faser-Bragg-Gitter wird so hergestellt, dass es ein Übertragungsspektrum aufweist, das invers zum ASE-Peak ist. Das Gitter wird an das Ende der Keimstufe gesetzt, um ein Keimsignal mit einem höheren 1550-nm-Plateauabschnitt bereitzustellen. Ein Isolator wird vor dem Gitter verwendet, um einen unerwünschten 1530-nm-ASE-Peak zu dämpfen.
In Daenais D.M., et al., "Wavelength stability characteristics of a highpower, amplified superfluorescent source", journal of LIGHTWAVE TECHNOLOGY, Band 17, Nr. 8, Seiten 1415-1421, August 1999, ist eine verstärkte superfluoreszierende Quelle (SFS) beschrieben. Die Keimquelle wird durch eine Er-dotierte Faser in einem Aufbau mit Einzeldurchlass-Rückwärtspumpen ausgebildet. Die ASE-Keimquelle besteht aus einer 100-mW-Faseranschlusslaserdiode, die 32 m einer Er-dotierten Faser pumpt. Eine Diodenpumpe von entweder 980 oder 1480 nm wird mit ihrem jeweili gen Breitband-WDM-Koppler verwendet. Die Keimfaser wird mit einem Winkelspalt abgeschlossen, um Rückflexionen von dem Faserende zu eliminieren. Der Breitbandkeimausgang wird in einen Leistungsverstärker über einen Zweistufen-Isolator eingegeben. Die Faser wird über eine V-Nut, die in der Faserseitenwand hergestellt ist, seitengepumpt. Die Ausgangsfaser ist in einem Winkel gespalten, um jegliche Rückflexionen zu eliminieren und ein Lasern zu verhindern.
In Haroud K., et al., "A broad-band superfluorescent fiber laser using single-mode doped silica fiber combinations", IEEE journal of Quantum Electronics, Band 36, Nr. 2, Seiten 151-154, Februar 2000, ist ein superfluoreszierender Faserlaser beschrieben, der single-mode-dotierte Silikatfaserkombinationen verwendet. Die Silikatfasern bestehen aus einer Nd-dotierten Faser und einer Yb-dotierten Faser. Ein Wellenlängenmultiplex(WDM)-Koppler ist zwischen 1-m-langen Stücken jeder Faser schmelzgespleißt. Es werden zwei identische Pumpquellen verwendet. Die beiden Pumpen ermöglichen zusammen mit dem WDM ein unabhängiges Pumpen der Fasern.
Die vorliegende Erfindung entstand im Hinblick auf die obigen Probleme, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Breitbandweißlichtquelle bereitzustellen. Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Weißlichtquelle bereitzustellen, die effizient Licht erzeugt. Es ist eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Weißlichtquelle bereitzustellen, die ein breites Band aufweist und effizient Licht erzeugt.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.
Die obigen und weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und deren Merkmale werden anhand der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen und Ansprüchen verdeutlicht.
Es zeigen:
1 ein schematisches Diagramm, das den Aufbau einer Weißlichtquelle darstellt, wobei 1A ein Beispiel eines Aufbaus mit einer einzigen aktiven Faser und 1B einen Aufbau mit zwei aktiven Fasern, die parallel geschaltet sind, zeigt,
2A ein schematisches Diagramm von Komponenten einer Weißlichtquelle gemäß einem Beispiel, und die 2B und 2C schematische Graphiken der Ausgangsspektren von Weißlicht, das von dieser Weißlichtquelle ausgegeben werden kann,
3A ein schematisches Diagramm, das den Aufbau einer Weißlichtquelle gemäß einem Beispiel zeigt, und 3B eine schematische Graphik des Ausgangsspektrums von Weißlicht, das von dieser Weißlichtquelle ausgegeben werden kann,
4A ein schematisches Diagramm, das den Aufbau einer anderen Weißlichtquelle gemäß der vorliegenden Erfindung (der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung) zeigt, 4B und 4C schematische Graphiken der Ausgangsspektren von Weißlicht, das von Komponenten dieser Weißlichtquelle ausgegeben werden kann, und die 4D und 4E schematische Graphiken der Ausgangsspektren von Weißlicht, das durch Kombinieren des Ausgangslichts von den Komponenten erhalten wird,
5A ein schematisches Diagramm, das den Aufbau einer weiteren Weißlichtquelle gemäß der vorliegenden Erfindung (der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung) zeigt, 5B eine schematische Graphik der Ausgangsspektren von Weißlicht, das von Komponenten 530 und 520 dieser Weißlichtquelle ausgegeben werden kann, 5C eine schematische Graphik der Ausgangsspektren von Weißlicht, das von einer Komponente 510 dieser Weißlichtquelle und der Komponente 520 ausgegeben werden kann, und 5D eine schematische Graphik des Ausgangsspektrums von Weißlicht, das von dieser Weißlichtquelle ausgegeben werden kann,
6 ein schematisches Diagramm, das den Aufbau einer noch anderen Weißlichtquelle gemäß einem Beispiel zeigt,
7 ein schematisches Diagramm, das den Aufbau einer noch anderen Weißlichtquelle gemäß der vorliegenden Erfindung (der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung) zeigt,
8 ein schematisches Diagramm, das den Aufbau einer noch anderen Weißlichtquelle gemäß einem Beispiel zeigt,
9 ein schematisches Diagramm, das den Aufbau eines Faraday-Rotator-Spiegels zeigt,
10 ein Diagramm, das ein spezielles Beispiel (Beispiel 1) der Weißlichtquelle zeigt, wobei 10A den Aufbau der Weißlichtquelle dieses Beispiels und 10B eine schematische Graphik des Ausgangsspektrums eines Weißlichtes, das von der Weißlichtquelle dieses Beispiels ausgegeben wird, zeigt,
11 ein Diagramm, das ein anderes spezielles Beispiel (Beispiel 2) der Weißlichtquelle gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei 11A den Aufbau der Weißlichtquelle dieses Beispiels, 11B eine schematische Graphik des Ausgangsspektrums von Weißlicht ist, das von der Weißlichtquelle dieses Beispiels (1A) ausgegeben wird sowie 11C den Aufbau der Weißlichtquelle dieses Beispiels zeigt, und 11D eine schematische Graphik des Ausgangsspektrums von Weißlicht ist, das von der Weißlichtquelle dieses Beispiels (1C) ausgegeben wird,
12 ein Diagramm, das ein weiteres spezielles Beispiel (Beispiel 3) der Weißlichtquelle gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei 12A den Aufbau der Weißlichtquelle dieses Beispiels zeigt und 12B eine schematische Graphik des Ausgangsspektrums von Weißlicht ist, das von der Weißlichtquelle dieses Beispiels ausgegeben wird,
13 ein Diagramm, das ein weiteres spezielles Beispiel (Beispiel 4) der Weißlichtquelle gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei 13A den Aufbau der Weißlichtquelle dieses Beispiels darstellt, 13B eine schematische Graphik des Ausgangsspektrums von Weißlicht ist, das von der Weißlichtquelle dieses Beispiels ausgegeben wird, 13C eine schematische Graphik des Spektrums von Ausgangslicht von einer Komponente 1310 der Weißlichtquelle dieses Beispiels ist, 13D eine schematische Graphik ist, die zeigt, dass, wenn das Ausgangslicht von der Komponente 1310 der 13C und das Ausgangslicht von einer Komponente 1320 dieser Weißlichtquelle kombiniert werden, das Ausgangsspektrum der 13B erhalten wird, 13E eine schematische Graphik des Ausgangsspektrums von Weißlicht ist, das von der Weißlichtquelle der 1B bereitgestellt wird, und 13F eine schematische Graphik des Ausgangsspektrums von Ausgangslicht von der Weißlichtquelle, die in 13A dargestellt ist, ist, wenn der Typ der aktiven Faser geändert wird,
14 ein Diagramm, das ein weiteres spezielles Beispiel (Beispiel 5) der Weißlichtquelle gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei 14A den Aufbau der Weißlichtquelle dieses Beispiels darstellt und 14B eine schematische Graphik des Ausgangsspektrums von Weißlicht ist, das von der Weißlichtquelle dieses Beispiels ausgegeben wird,
15 ein Diagramm, das ein spezielles Beispiel (Beispiel 6) einer Weißlichtquelle zeigt,
16 ein Diagramm, das ein weiteres spezielles Beispiel (Beispiel 7) der Weißlichtquelle zeigt,
17 eine Graphik, die das Ausgangsspektrum des Ausgangslichts von der Weißlichtquelle der 16 zeigt,
18 ein Diagramm, das ein weiteres spezielles Beispiel (Beispiel 8) der Weißlichtquelle zeigt,
19 ein Diagramm, das ein noch anderes spezielles Beispiel (Beispiel 9) der Weißlichtquelle gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei 19A den Aufbau der Weißlichtquelle dieses Beispiels darstellt und die 19B bis 19E schematische Graphiken der Ausgangsspektren von Weißlicht von der Weißlichtquelle dieses speziellen Beispiels sind, wenn die aktive Faser geändert wird,
20 ein Diagramm, das ein noch weiteres spezielles Beispiel (Beispiel 10) der Weißlichtquelle zeigt,
21 ein Diagramm, das ein weiteres spezielles Beispiel (Beispiel 11) der Weißlichtquelle zeigt,
22 ein Diagramm, das ein noch anderes spezielles Beispiel (Beispiel 12) der Weißlichtquelle zeigt,
23 ein Diagramm, das ein noch weiteres spezielles Beispiel (Beispiel 13) der Weißlichtquelle zeigt,
24 eine Graphik, die die Ausgleichscharakteristik der optischen Leistung der Weißlichtquelle, die wie in 23 aufgebaut ist, zeigt, wobei 24A die Leistung des Ausgangslichts der aktiven Faser zeigt und 24B das Übertragungsverlustspektrum eines Spektrumausgleichers darstellt,
25 ein Diagramm, das ein spezielles Beispiel (Beispiel 14) der Weißlichtquelle zeigt,
26 eine Graphik, die die Ausgleichscharakteristik der optischen Leistung der Weißlichtquelle, die wie in 25 gezeigt aufgebaut ist, zeigt, wobei 26A die Leistung des Ausgangslichts der aktiven Faser zeigt und 26B das Übertragungsverlustspektrum eines Faserkopplers darstellt,
27 ein Diagramm, das ein noch anderes spezielles Beispiel (Beispiel 15) der Weißlichtquelle gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt,
28 ein Diagramm, das ein noch anderes spezielles Beispiel (Beispiel 16) der Weißlichtquelle gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt, und
29 ein Diagramm, das ein noch anderes spezielles Beispiel (Beispiel 17) der Weißlichtquelle gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt.
Definition
Der Ausdruck "Weißlicht", wie er hier verwendet wird, meint ein verstärktes Spontanemissionslicht (ASE), das durch eine aktive Faser verstärkt wurde und eine breitbandige Wellenlänge aufweist, oder ein verstärktes Spontanstreulicht, das durch eine aktive Faser verstärkt wurde und eine breitbandige Wellenlänge aufweist. Außerdem meint der Ausdruck "Weißlichtquelle", wie er hier verwendet wird, eine Lichtquelle, die dieses Weißlicht erzeugen kann, und beinhaltet eine ASE-Lichtquelle.
Der Ausdruck "aktive Faser", wie er hier verwendet wird, meint ein aktives Medium wie z.B. eine optische Faser, die ein verstärktes Spontanemissionslicht oder ein verstärktes Spontanstreulicht erzeugt.
Die Ausdrücke "Spontanemissionslicht" und "Spontanstreulicht", wie sie hier verwendet werden, beziehen sich auf Licht, das in einer aktiven Faser durch Pumplicht von einer Pumplichtquelle erzeugt wird, wenn das Pumplicht in die aktive Faser eingegeben wird.
Der Ausdruck "verstärktes Spontanemissionslicht", wie er hier verwendet wird, meint, wenn eine aktive Faser eine mit einem seltenen Erdmetall dotierte Faser ist, ein verstärktes Spontanemissionslicht, das von der aktiven Faser ausgegeben wird. Der Ausdruck "verstärktes Spontanstreulicht", wie er hier verwendet wird, meint, wenn eine aktive Faser eine Raman-Faser ist, ein verstärktes Spontanstreulicht, das von einer aktiven Faser ausgegeben wird. Das "verstärkte Streulicht" wird ebenfalls als "verstärktes Spontanemissionslicht" bezeichnet. Dementsprechend werden hier zur Vereinfachung das "verstärkte Spontanemissionslicht" und das "verstärkte Streulicht" gemeinsam als das "verstärkte Spontanemissionslicht" bezeichnet.
Der Ausdruck 'zwei Komponenten sind ''in Serie geschaltet''', wie er hier verwendet wird, meint, dass mindestens ein Teil des Signallichts zwischen diesen beiden Komponenten übertragen wird, ohne abgezweigt zu werden. Dieses meint jedoch nicht, dass keine gemeinsamen optischen Teile (beispielsweise ein Multiplexer zum Einleiten von Pumplicht) zwischen diesen beiden Komponenten angeordnet sind.
Es wird darauf hingewiesen, dass die zugehörigen Zeichnungen nur schematisch sind. Insbesondere zeigen die Figuren, die Ausgangsspektren zeigen, diese Spektren nicht im Detail.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden beschrieben.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Weißlichtquelle, die eine breitbandige Wellenlänge aufweist und/oder effizient Licht erzeugt.
Insbesondere schafft die vorliegende Erfindung eine Weißlichtquelle, die einen ersten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht mit mindestens einer ersten aktiven Faser und einer ersten Pumplichtquelle und einen zweiten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht mit mindestens einer zweiten aktiven Faser und einer zweiten Pumplichtquelle aufweist, wobei mindestens eine der aktiven Fasern in den Abschnitten zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht eine Raman-Faser ist, die verstärktes Spontanstreulicht erzeugt,
wobei die ersten und zweiten Abschnitte zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht in Serie geschaltet sind, ein erstes verstärktes Spontanemissionslicht, das von dem ersten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht erzeugt wird, und ein zweites verstärktes Spontanemissionslicht, das von dem zweiten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht erzeugt wird, einander überlappende Wellenlängenbereiche aufweisen,
oder eine der ersten und zweiten aktiven Fasern das verstärkte Spontanemissionslicht, das von dem Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht ausgesendet wird, der die andere aktive Faser aufweist, verstärkt,
oder die ersten und zweiten verstärkten Spontanemissionslichter einander überlappende Wellenlängen aufweisen und eine der ersten und zweiten aktiven Fasern das verstärkte Spontanemissionslicht, das von dem Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht, das die andere aktive Faser aufweist, ausgesendet wird, verstärkt.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden genauer mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In den 2 bis 29 werden dieselben Komponenten mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Ein erstes Beispiel ist eine Weißlichtquelle mit mindestens zwei aktiven Fasern, die in Serie geschaltet sind.
Zunächst wird ein Aufbau wie derjenige der 2A betrachtet. Diese Lichtquelle ähnelt der oben beschriebenen Lichtquelle, die ein einziges verstärktes Wellenlängenband verwendet. Sie weist eine aktive Faser 13, die verstärktes Spontanemissionslicht ausgibt, einen Abschluss 15, der mit einem Ende der Faser 13 verbunden ist, sowie eine Pumplichtquelle 11 und einen Isolator 14 auf, die mit dem anderen Ende der Faser 13 über einen Multiplexer 12 verbunden sind. Ein Abschnitt, der aus der aktiven Faser, dem Multiplexer und einer Pumplichtquelle (beispielsweise der Abschnitt 210, der in 2A durch ein Rechteck umschlossen gezeigt ist) besteht, wird als ein "Abschnitt zur Erzeugung einer verstärkten Spontanemission" bezeichnet. Außerdem wird ein Aufbau (z.B. 220 in 2A), bei dem sowohl ein Abschluss als auch ein Isolator (der Isolator kann eine optionale Komponente sein) mit dem Abschnitt zur Erzeugung einer verstärkten Spontanemission verbunden sind, hier als ein "Weißlichterzeugungsabschnitt" bezeichnet.
Die 2B und 2C stellen die Ausgangsspektren von Weißlicht, das von dieser Lichtquelle ausgegeben wird, dar. 2B zeigt ein Ausgangsspektrum 201, das erhalten wird, wenn die aktive Faser 13, die aus einer Thulium-Tm-dotierten Faser (TDF), einer Art von mit einem seltenen Erdmetall dotierten Faser, besteht, unter Verwendung von 1.400-nm-Pumplicht gepumpt wird. 2C zeigt ein Ausgangsspektrum 202, das erhalten wird, wenn die aktive Faser 13, die aus einer Erbium(Em)-dotierten Faser (EDF), einer Art von mit einem seltenen Erdmetall dotierten Faser, besteht, unter Verwendung von 980-nm-Pumplicht gepumpt wird. Wie es in den 2B und 2C gezeigt ist, überlappen sich, wenn eine dieser mit einem seltenen Erdmetall dotierten Fasern als eine aktive Faser verwendet wird, die Wellenlängenbereiche dieser mit einem seltenen Erdmetall dotierten Fasern teilweise (der Überlappungsbereich liegt zwischen etwa 1.520 und 1.550 nm). Dementsprechend schafft eine Kombination dieser optischen Fasern eine Weißlichtquelle, die eine vorbestimmte Leistungsdichte über einer breitbandigen Wellenlänge aufweist.
Diese Ausführungsform (erste Ausführungsform) ist in 3 gezeigt. 3A ist ein schematisches Diagramm einer Weißlichtquelle gemäß der ersten Ausführungsform.
3B ist eine schematische Graphik eines Ausgangsspektrums der Weißlichtquelle.
3A zeigt ein Beispiel, bei dem zwei aktive Fasern 13 in Serie geschaltet sind und bei dem deren einzigartigen Wellenlängenbereiche vollständig gemultiplext werden. In 3A bezeichnen die Bezugszeichen 13a und 13b aktive Fasern, und die Bezugszeichen 21, 22 und 24 bezeichnen jeweils eine Pumplichtquelle, einen Multiplexer und einen Isolator. Außerdem bezeichnet in 3A das Bezugszeichen 310 einen ersten Abschnitt zur Erzeugung einer verstärkten Spontanemission, und das Bezugszeichen 320 bezeichnet einen zweiten Abschnitt zur Erzeugung einer verstärkten Spontanemission. In der ersten Ausführungsform weist der erste Abschnitt zur Erzeugung einer verstärkten Spontanemission 310 die erste aktive Faser 13a, den Multiplexer 12, der an einem Ende der Faser 13a vorgesehen ist, und eine Pumplichtquelle 11 auf, die mit der Faser 13a über den Multiplexer 12 verbunden ist. Außerdem ist in der ersten Ausführungsform das Ende des ersten Abschnitts zur Erzeugung einer verstärkten Spontanemission 310, bei dem der Multiplexer vorgesehen ist, mit dem Isolator 14 verbunden, der mit einem Ende der zweiten aktiven Faser 13b verbunden ist. Weiterhin ist das andere Ende der aktiven Faser 13b mit der Pumplichtquelle 21 und einem Isolator 24 über den Multiplexer 22 verbunden. Außerdem ist der Abschluss 15 in dem ersten Abschnitt zur Erzeugung einer verstärkten Spontanemission 310 an einem gegenüberliegenden Ende des Isolators 14 vorgesehen.
In der Weißlichtquelle des ersten Aspektes wird die erste aktive Faser 13a mit Pumplicht von der Pumplichtquelle 11 gepumpt. Dieses Pumpen erzeugt lokal Spontanemissionslicht in der ersten aktiven Faser 13a, und das erzeugte Licht wird verstärkt, während es durch die erste aktive Faser 13a in Richtung der Faserachse läuft. Das verstärkte Licht (verstärktes Spontanemissionslicht) ist in beide Richtungen der aktiven Faser 13a gerichtet, d.h. zur Isolatorseite und der Seite des Abschlusses, so dass ausgegebenes verstärktes Spontanemissionslicht jeweils an der Multiplexerseite und der Abschlussseite der aktiven Faser 13a erzeugt wird. Danach wird das verstärkte Spontanemissionslicht, das zum Multiplexer 12 durch die erste aktive Faser 13a (das erste verstärkte Spontanemissionslicht a) ausgegeben wird, in die zweite aktive Faser 13b über den Isolator 14 eingegeben. Das erste verstärkte Spontanemissionslicht a wird in der zweiten aktiven Faser 13b verstärkt und zu einem verstärkten Spontanemissionslicht von der aktiven Faser 13b addiert, das durch Pumplicht von der Pumplichtquelle 21 erzeugt wird. Dementsprechend weist ein zweites verstärktes Spontanemissionslicht b, das von der zweiten aktiven Faser 13b ausgesendet wird, ein breiteres Band als das erste verstärkte Spontanemissionslicht a und das verstärkte Spontanemissionslicht von der zweiten aktiven Faser 13b auf.
In dem vorliegenden Beispiel sind die beiden aktiven Fasern in Serie geschaltet (d.h. ein Multiplexer wird zur Verbindung zwischen den ersten und zweiten Abschnitten zur Erzeugung einer verstärkten Spontanemission nicht benötigt), so dass erzeugte Lichtkomponenten in dem Multiplexer nicht unberücksichtigt gelassen bzw. weggeworfen werden müssen, was für parallele Verbindungen notwendig ist, wodurch eine effiziente Verwendung des verstärkten Spontanemissionslichts ermöglicht wird. Somit wird gemäß dem ersten Beispiel das Problem der parallelen Verbindungen gelöst. Außerdem wird gemäß der ersten Ausführungsform Weißlicht mit einem breitbandigeren Wellenlängenbereich unter Verwendung von zwei aktiven Fasern erhalten. D.h., das verstärkte Spontanemissionslicht a wird in der aktiven Faser 13b verstärkt und zum verstärkten Spontanemissionslicht von der aktiven Faser 13b selbst addiert. Als Ergebnis weist das verstärkte Spontanemissionslicht b, das von dem Weißlichterzeugungsabschnitt ausgesendet wird, in vorteilhafter Weise ein breiteres Band als das verstärkte Spontanemissions licht a und das verstärkte Spontanemissionslicht der aktiven Faser 13b selbst auf. Insbesondere weisen, wie es in 3A gezeigt ist, die Ausgangsspektren, die von der ersten und der zweiten aktiven Faser 13a und 13b erhalten werden, teilweise, ausreichend überlappende Wellenlängenbereiche auf, so dass die Weißlichtquelle des vorliegenden Beispiels ein Ausgangsspektrum 303 mit einem breitbandigen Wellenlängenbereich und ausreichender Leistung bereitstellt. In dem ersten Aspekt schafft eine geeignete Auswahl der beiden aktiven Fasern ein breitbandiges Ausgangsspektrum mit einer Leistungsdichte von gleich oder größer als einem bestimmten Wert.
Die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Beispiel, das denselben Typ von aktiven Fasern verwendet. Es können z.B. Raman-Fasern als die aktiven Fasern 13a und 13b verwendet werden. Die aktiven Fasern können verstärkte Spontanemissionslichter erzeugen, die mindestens teilweise überlappende Wellenlängenbereiche aufweisen, um eine Leistungsdichte von gleich oder größer als ein gewünschter bestimmter Wert zu schaffen, und es kann eine beliebige Kombination von aktiven Fasern verwendet werden, solange wie die Fasern die obigen Bedingungen erfüllen. Insbesondere können bei mit einem seltenen Erdmetall dotierten Fasern diese Fasern von demselben Typ oder von unterschiedlichen Typen sein (jedoch, wenn die Fasern von demselben Typ sind, müssen sie verstärkte Spontanemissionslichter mit mindestens teilweise unterschiedlichen Wellenlängenbereichen erzeugen). (1) Ein Beispiel einer Kombination von mit einem seltenen Erdmetall dotierten Fasern desselben Typs sind zwei EDFs, und (2) ein Beispiel einer Kombination von mit einem seltenen Erdmetall dotierten Fasern unterschiedlicher Typen sind eine EDF und eine TDF. Weitere Beispiele beinhalten geeignete Kombinationen von mit einem seltenen Erdmetall dotierte Fasern wie z.B. Fasern mit einem Thulium-dotierten Kern und einem Terbium-dotierten Mantel. Außerdem können Raman-Fasern Silikat- oder Tellurit-Raman-Fasern sein. Insbesondere, wenn z.B. die aktiven Fasern 13a und 13b Er-dotierte Fasern sind, können deren Längen auf unterschiedliche Werte eingestellt sein (z.B. 10 m und 50 m).
In der ersten Ausführungsform können die aktiven Fasern geeignet in Abhängigkeit von der gewünschten Weißlichtquelle ausgewählt werden. Bei mit einem seltenen Erdmetall dotierten Fasern können die Dotierkonzentrati on der seltenen Erdmetallelemente, die Länge der Fasern und Ähnliches geeignet in Abhängigkeit von der gewünschten Weißlichtquelle ausgewählt werden. Insbesondere beträgt z.B. bei EDFs die Dotierkonzentration vorzugsweise 1.000 wt.ppm, und die Faserlänge beträgt vorzugsweise 20 m. Bei Silikat-Raman-Fasern, einer Art von Raman-Fasern, beträgt die Faserlänge vorzugsweise 5 km.
In der ersten Ausführungsform sind Raman-Fasern weiter vorzugsweise Komponenten für die Weißlichtquelle der vorliegenden Erfindung, da es die Auswahl einer geeigneten Pumplichtwellenlänge im Allgemeinen ermöglicht, dass diese Fasern verstärktes Spontanemissionslicht mit einem beliebigen Wellenlängenbereich erzeugen. Die erste und die zweite aktive Faser sind austauschbar.
In dem Beispiel der ersten Ausführungsform ist ein Beispiel gezeigt, das zwei aktive Fasern kombiniert. In der vorliegenden Erfindung können jedoch auch mehr aktive Fasern kombiniert werden, wenn eine Erhöhung der Kosten und eine Verringerung der Effizienz, die mit Serienschaltungen verbunden sind, vernachlässigbar sind.
Die Pumplichtquelle, der Abschluss, der Multiplexer und der Isolator in der ersten Ausführungsform können geeignet aus einer herkömmlichen entsprechenden Ausstattung in Abhängigkeit von den verwendeten aktiven Fasern ausgewählt werden. Die Pumplichtquelle kann z.B. einen Wellenlängenbereich von 1.200 nm bis 1.600 nm in Abhängigkeit von den verwendeten aktiven Fasern aufweisen. Insbesondere weist bei Raman-Fasern als aktive Fasern und einer Pumplichtquelle, die die Raman-Fasern pumpt, die Pumplichtquelle vorzugsweise eine Pumplichtwellenlänge zwischen etwa 1.450 nm und etwa 1.580 nm auf. Alternativ weist die Pumplichtquelle, die die Raman-Fasern pumpt, vorzugsweise eine Pumpwellenlänge zwischen z.B. etwa 1.370 nm und etwa 1.500 nm auf.
Als ein anderes Beispiel weist die Pumplichtquelle bei einer Weißlichtquelle, die Erbium-dotierte Fasern als aktive Fasern und eine Pumplichtquelle, die die Erbium-dotierten Fasern pumpt, aufweist, die Pumplichtquelle eine Pumplichtwellenlänge von 1.500 nm oder weniger auf.
Als ein noch weiteres Beispiel weist bei einer Weißlichtquelle, die Fasern mit einem Thulium-dotierten Kern und einem Terbium-dotierten Mantel als aktive Fasern und eine Pumplichtquelle, die die Fasern mit dem Thulium-dotierten Kern und dem Terbium-dotierten Mantel pumpen, aufweist, die Pumplichtquelle vorzugsweise eine Pumplichtwellenlänge von 1.500 oder weniger auf.
Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die zweite Ausführungsform ist eine Weißlichtquelle ähnlich dem Aufbau der 3A, verwendet aber eine Kombination von aktiven Fasern unterschiedlicher Typen. Diese Kombination ist besonders effektiv, wenn aktive Fasern desselben Typs verwendet werden und eine große Anzahl von aktiven Fasern dann kombiniert werden müssen, um den gesamten Wellenlängenbereich abzudecken, womit eine komplizierte Vorrichtung benötigt wird und hohe Kosten damit verbunden sind. Ein Beispiel einer Kombination von aktiven Fasern unterschiedlicher Typen (eine Kombination einer mit einem seltenen Erdmetall dotierten Faser und einer Raman-Faser) wird unten beschrieben.
Die Raman-Faser, die in der zweiten Ausführungsform verwendet wird, ist eine optische Faser, die verstärktes Spontanemissionslicht unter Verwendung einer Raman-Verstärkung ausgibt. Die Auswahl einer geeigneten Pumplichtwellenlänge ermöglicht im Allgemeinen, dass die Raman-Faser verstärktes Spontanemissionslicht mit einem beliebigen Wellenlängenbereich erzeugt. Insbesondere kann die Raman-Faser verstärktes Spontanemissionslicht mit einem Wellenlängenbereich erzeugen, wie er nicht erhalten wird, wenn herkömmliche, mit einem seltenen Erdmetall dotierte Fasern als aktive Fasern verwendet werden. Z.B. weist verstärktes Spontanemissionslicht, das in einer Silikat-Raman-Faser unter Verwendung einer 1.420-nm-Pumplichtquelle erzeugt wird, einen Wellenlängenbereich von 1.495 bis 1.530 nm auf, der beispielsweise nicht von TDFs oder EDFs geschaffen wird. Dementsprechend schafft eine Kombination einer mit einem seltenen Erdmetall dotierten Faser und einer Raman-Faser eine Weißlichtquelle mit einem Wellenlängenbereich, der zuvor nicht erhalten wurde. Außerdem wird, da die Auswahl einer geeigneten Pumplichtwellenlänge im Allgemeinen er möglicht, dass die Raman-Faser verstärktes Spontanemissionslicht mit einem beliebigen Wellenlängenbereich erzeugt, der Vorteil dahingehend geschaffen, dass dessen Wellenlängenbereich in Abhängigkeit von dem Wellenlängenbereich des verstärkten Spontanemissionslichts einer aktiven Faser, die mit der Raman-Faser kombiniert wird, eingestellt werden kann.
Die Weißlichtquelle der zweiten Ausführungsform ist z.B. wie in 4A gezeigt aufgebaut.
In der zweiten Ausführungsform ist ein Ende einer aktiven Faser 23 mit einem ersten Abschnitt zur Erzeugung einer verstärkten Spontanemission 410 über den Isolator 14 verbunden, während dessen anderes Ende mit einer Pumplichtquelle 21 und einem Isolator 24 über einen Multiplexer 22 verbunden ist. Außerdem ist der Abschluss 15 in dem Abschnitt zur Erzeugung einer verstärkten Spontanemission 410 an einem gegenüberliegenden Ende des Multiplexers 12 vorgesehen. In 4A wird eine mit einem seltenen Erdmetall dotierte Faser als die erste aktive Faser 13 verwendet, und eine Raman-Faser wird als die zweite aktive Faser verwendet. Ein Beispiel einer verfügbaren Raman-Faser ist eine Silikat-Raman-Faser oder eine Tellurit-Raman-Faser. Die in der ersten Ausführungsform beschriebene, mit einem seltenen Erdmetall dotierte Faser kann als die erste aktive Faser verwendet werden.
Außerdem sind die Bedingungen für die Komponenten wie z.B. die aktiven Fasern, die Pumplichtquelle, den Multiplexer, den Abschluss und den Isolator wie in der ersten Ausführungsform beschrieben.
In der Weißlichtquelle der zweiten Ausführungsform pumpt zunächst Pumplicht von der Pumplichtquelle 11 die erste aktive Faser 13. Dieses Pumpen erzeugt lokal Spontanemissionslicht in der ersten aktiven Faser 13, und das erzeugte Licht wird verstärkt, während es durch die erste aktive Faser 13 in Richtung der Faserachse läuft. Das verstärkte Spontanemissionslicht wird in beide Richtungen der aktiven Faser 13 ausgesendet, d.h. zur Isolatorseite und zur Abschlussseite und sowohl vorwärts als auch rückwärts der aktiven Faser 13 erzeugt. Danach wird das verstärkte Spontanemissionslicht, das zum Multiplexer durch die erste aktive Faser 13 (das erste ver stärkte Spontanemissionslicht a) ausgegeben wird, in die Raman-Faser 23 über den Isolator 14 eingegeben. Das erste verstärkte Spontanemissionslicht a wird in der Raman-Faser 23 verstärkt und zu einem verstärkten Spontanemissionslicht der Raman-Faser 23 addiert, das durch Pumplicht von der Pumplichtquelle 21 erzeugt wird. Dementsprechend weist ein zweites verstärktes Spontanemissionslicht b, das von der Raman-Faser ausgesendet wird, ein breiteres Band als das erste verstärkte Spontanemissionslicht a und das verstärkte Spontanemissionslicht der Raman-Faser selbst auf.
Im Folgenden werden Ausgangsspektren in der zweiten Ausführungsform mit Bezug auf die 4B bis 4E beschrieben, wobei z.B. der Fall hergenommen wird, bei dem eine Tm- oder Er-dotierte Faser als die mit einem seltenen Erdmetall dotierte Faser 13 verwendet wird und eine Silikat-Raman-Faser als die Raman-Faser 23 verwendet wird. 4B ist eine schematische Graphik, die die Ausgangsspektren von verstärkten Spontanemissionslichtern von mit einem seltenen Erdmetall dotierten Fasern (einer Tm- und einer Er-dotierten Faser) zeigt. 4C ist eine schematische Graphik, die die Ausgangsspektren von verstärkten Spontanemissionslichtern von einer mit einem seltenen Erdmetall dotierten Faser und einer Raman-Faser zeigt. 4D ist eine schematische Graphik, die die Ausgangspektren von verstärkten Spontanemissionslichtern von einer Tm-dotierten Faser und einer Raman-Faser zeigt. 4E ist eine schematische Graphik, die die Ausgangsspektren von verstärkten Spontanemissionslichtern von einer Em-dotierten Faser und einer Raman-Faser zeigt.
Zunächst können die Tm- und Er-dotierten Fasern verstärkte Spontanemissionslichter wie z.B. bei 401 und 402 in 4B gezeigt erzeugen. Andererseits ermöglicht die Auswahl eines geeigneten Wellenlängenbereichs wie oben beschrieben, dass die Raman-Faser verstärktes Spontanemissionslicht wie z.B. bei 403 in 4C gezeigt erzeugt. Dementsprechend ermöglicht die Kombination z.B. der Tm-dotierten Faser und einer Raman-Faser die Erzeugung von Weißlicht mit einem breiten Wellenlängenbereich 404, wie es in 4D gezeigt ist. Auf ähnliche Weise ermöglicht die Kombination einer Em-dotierten Faser und einer Raman-Faser die Erzeugung von Weißlicht mit einem breitbandigen Wellenlängenbereich wie z.B. bei 405 in 4E gezeigt.
Somit schafft die zweite Ausführungsform das Ausgangsspektrum 404 oder 405 mit einem breitbandigen Wellenlängenbereich, das eine Kombination des Ausgangsspektrums 401 oder 402, das von der ersten aktiven Faser (mit einem seltenen Erdmetall dotierte Faser) 13 erhalten wird, und des Ausgangsspektrums 403, das von der Raman-Faser 23 erhalten wird, ist, wie es in den 4C und 4E gezeigt ist.
In dem obigen Beispiel werden die beiden aktiven Fasern kombiniert, aber es können mehr aktive Fasern kombiniert werden, wenn eine Erhöhung der Kosten und eine Verringerung der Effizienz, die mit einer Serienschaltung verbunden ist, vernachlässigbar sind. Außerdem sind die Typen der ersten und zweiten aktiven Fasern austauschbar. D.h., in der oben beschriebenen Ausführungsform kann eine Raman-Faser als die erste aktive Faser verwendet werden, und eine mit einem seltenen Erdmetall dotierte Faser kann als die zweite aktive Faser verwendet werden.
Im Folgenden wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 5 beschrieben.
5A ist ein schematisches Diagramm, das den Aufbau einer Weißlichtquelle gemäß der dritten Ausführungsform zeigt, und 5B bis 5D sind schematische Graphiken, die ein Spektrum zeigen, das in dieser Weißlichtquelle erhalten wird. In der dritten Ausführungsform besteht die Weißlichtquelle aus einem ersten Weißlichterzeugungsabschnitt 510 und einem zweiten Weißlichterzeugungsabschnitt 520, die durch einen Multiplexer 36 parallel geschaltet sind. Außerdem weist der Multiplexer 36 einen Isolator 34, der an seiner Ausgangsseite vorgesehen ist, auf.
Der erste Weißlichterzeugungsabschnitt 510 in der dritten Ausführungsform ähnelt dem Aufbau, der in 4A gezeigt ist. D.h., der erste Weißlichterzeugungsabschnitt 510 besteht aus einem ersten Abschnitt zur Erzeugung einer verstärkten Spontanemission 530, dem Isolator 14, einem zweiten Abschnitt zur Erzeugung einer verstärkten Spontanemission 540 und dem Abschluss 15. Der erste Abschnitt zur Erzeugung einer verstärkten Spontanemission 530 weist die erste aktive Faser 13a, den Multiplexer 12, der an einem Ende der Faser 13a vorgesehen ist, und die Pumplichtquelle 11 auf, die mit der ersten aktiven Faser 13a über den Multiplexer 12 verbunden ist. Außerdem ist in dem ersten Weißlichterzeugungsabschnitt ein Ende der zweiten aktiven Faser 23 mit dem Multiplexer 12 des ersten Abschnitts zur Erzeugung einer verstärkten Spontanemission 530 über den Isolator 14 verbunden. Das andere Ende der aktiven Faser 23 ist mit der Pumplichtquelle 21 über den Multiplexer 22 verbunden. Außerdem ist der Abschluss 15 an einem gegenüberliegenden Ende des Multiplexers 12 des Abschnitts zur Erzeugung einer verstärkten Spontanemission 310 vorgesehen. In der dritten Ausführungsform ist der zweite Weißlichterzeugungsabschnitt 520 parallel zum ersten Weißlichterzeugungsabschnitt 510 über den Multiplexer 36 geschaltet, und ein Isolator 34 ist außerdem mit dem Ausgang des Multiplexers 36 verbunden. Der zweite Weißlichterzeugungsabschnitt 520 weist die dritte aktive Faser 13b, einen Multiplexer 32, der an einem Ende der Faser 13b vorgesehen ist, eine Pumplichtquelle 31, die mit der dritten aktiven Faser 13b über den Multiplexer 32 verbunden ist, und einen Abschluss 35, der an dem anderen Ende der dritten aktiven Faser 13b vorgesehen ist, auf.
In der dritten Ausführungsform ist die erste aktive Faser 13a z.B. mit einem seltenen Erdmetall dotiert, die zweite aktive Faser 23 ist eine Raman-Faser und die dritte aktive Faser 13b kann z.B. eine mit einem seltenen Erdmetall dotierte Faser sein. Eine beliebige Kombination dieser aktiven Fasern kann verwendet werden, solange wie sie ein gewünschtes Ausgangsspektrum aufweisen können. Diese Typen und die Bedingungen dieser aktiven Fasern sind wie in den ersten und zweiten Ausführungsformen beschrieben.
Der Betrieb der dritten Ausführungsform wird in Verbindung mit dem Fall beschrieben, in dem mit einem seltenen Erdmetall dotierte Fasern als die ersten und dritten aktiven Fasern verwendet werden und eine Raman-Faser als die zweite aktive Faser verwendet wird. In dem ersten Abschnitt zur Erzeugung einer verstärkten Spontanemission 530 pumpt zunächst Pumplicht von der Pumplichtquelle 11 die erste aktive Faser 13a. Dieses Pumpen erzeugt lokal Spontanemissionslicht in der ersten aktiven Faser 13a, und das erzeugte Licht wird verstärkt, während es durch die erste aktive Faser 13a in Richtung der Faserachse läuft. Das verstärkte Licht (verstärktes Spontanemissionslicht) wird in beide Richtungen der aktiven Faser 13 ausgesendet, d.h. zur Isolatorseite und zur Abschlussseite. Danach wird das verstärkte Spontanemissionslicht, das zum Multiplexer 12 durch die erste aktive Faser 13a (das erste verstärkte Spontanemissionslicht a) ausgegeben wird, in den zweiten Abschnitt zur Erzeugung einer verstärkten Spontanemission 540 über den Isolator 14 eingegeben. In dem zweiten Abschnitt zur Erzeugung einer verstärkten Spontanemission 540 wird das verstärkte Spontanemissionslicht in die Raman-Faser 23 eingeleitet und danach darin mit Ausnahme eines kurzwelligen Teils verstärkt. Das verstärkte Licht wird zu einem verstärkten Spontanemissionslicht der Raman-Faser 23, das von Pumplicht von der Pumplichtquelle 21 erzeugt wird, addiert. Danach wird ein Ausgangslicht b ausgegeben. Andererseits wird in dem zweiten Weißlichterzeugungsabschnitt 520 verstärktes Spontanemissionslicht c von dem Multiplexer 32 auf dieselbe Weise wie in dem ersten Abschnitt zur Erzeugung einer verstärkten Spontanemission 530 beschrieben ausgesendet. Die verstärkten Spontanemissionslichter a und c werden durch den Multiplexer 36 zusammengekoppelt und danach über den Isolator 34 als Ausgangslicht d ausgegeben.
Im Folgenden werden die Ausgangsspektren in der zweiten Ausführungsform mit Bezug auf die 5B bis 5D beschrieben, wobei z.B. der Fall betrachtet wird, bei dem eine Tm-dotierte Faser als die mit einem seltenen Erdmetall dotierte Faser 13a verwendet wird, eine Er-dotierte Faser als die mit einem seltenen Erdmetall dotierte Faser 13b verwendet wird und eine Silikat-Raman-Faser als die Raman-Faser 23 verwendet wird. 5B ist eine schematische Graphik, die die Ausgangsspektren von verstärkten Spontanemissionslichtern von mit einem seltenen Erdmetall dotierten Fasern (einer Tm- und einer Er-dotierten Faser) zeigt. 5C ist eine schematische Graphik, die die Ausgangsspektren von verstärkten Spontanemissionslichtern von den mit einem seltenen Erdmetall dotierten Fasern (der Tm- und der Er-dotierten Fasern) und einer Raman-Faser ebenso wie das Ausgangsspektrum eines Ausgangslichts b zeigt. 5D ist eine schematische Graphik, die das Ausgangsspektrum des Ausgangslichts b, ein Ausgangsspektrum von der Er-dotierten Faser 13b und das Ausgangsspektrum eines Ausgangslichts d zeigt.
Zunächst können, wie es in 5B gezeigt ist, die Tm- und Er-dotierten Fasern verstärkte Spontanemissionslichter wie z.B. bei 501 und 502 in
5B gezeigt erzeugen. Hier kann bei einer herkömmlichen parallel geschalteten Weißlichtquelle wie z.B. diejenige, die in 1B gezeigt ist, ein Talabschnitt 500 wie in 5B vorhanden sein, was in einem Bereich resultiert, in dem ein Ausgang mit einer ausreichenden Leistungsdichte nicht erhalten wird. Andererseits ermöglicht die Auswahl eines geeigneten Wellenlängenbereichs für Pumplicht, wie es oben beschrieben wurde, dass die Raman-Faser verstärktes Spontanemissionslicht wie z.B. bei 503 in 5C gezeigt erzeugen kann. Dementsprechend kann, wenn der zweite Abschnitt zur Erzeugung einer verstärkten Spontanemission 540, der die Raman-Faser 23 aufweist, an dem Ausgang des ersten Abschnitts zur Erzeugung einer verstärkten Spontanemission 530 vorgesehen ist, um den Weißlichterzeugungsabschnitt 510 auszubilden (z.B. durch Kombinieren einer Tm-dotierten Faser und einer Raman-Faser), wie in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das Ausgangslicht b erzeugt werden, das das Ausgangsspektrum 504 mit einem breitbandigen Wellenbereich wie in 5C gezeigt aufweist. In diesem Fall kann das Ausgangslicht b einen Wellenlängenbereich aufweisen, der teilweise, ausreichend den Wellenlängenbereich des Ausgangsspektrums 502, das von dem dritten Weißlichterzeugungsabschnitt 520 ausgegeben wird, aufweist. Außerdem wird Weißlicht d mit einem breitbandigen Wellenlängenbereich durch Multiplexen des Ausgangslichts b und des Ausgangslichts c von dem Weißlichterzeugungsabschnitt 520 erhalten.
Somit werden in der dritten Ausführungsform, wie es in 5D gezeigt ist, das Ausgangsspektrum 501, das von der ersten aktiven Faser (mit einem seltenen Erdemetall dotierte Faser) 13 erhalten wird, und das Ausgangsspektrum 503, das von der Raman-Faser 23 erhalten wird, gemultiplext, um das Ausgangslicht b mit dem breitbandigen Ausgangsspektrum 504 zu erhalten, und danach werden das Ausgangslicht c von dem Weißlichterzeugungsabschnitt 520 und das Ausgangslicht b gemultiplext, um das Ausgangslicht d (Spektrum 505 der 5D) zu erhalten, das ein noch breitbandigeres Ausgangsspektrum und eine ausreichende Leistungsdichte aufweist.
In der obigen Ausführungsform werden mit einem seltenen Erdmetall dotierte Fasern als die erste und dritte aktive Faser verwendet, und eine Raman-Faser wird als die zweite aktive Faser verwendet. In der vorliegenden Erfindung kann jedoch eine beliebige Kombination von Fasern für diese aktiven Fasern verwendet werden. D.h. z.B., es werden mit einem seltenen Erdmetall dotierte Fasern als die zweiten und dritten aktiven Fasern verwendet, und eine Raman-Faser wird als die erste aktive Faser verwendet.
In dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung können die beiden aktiven Fasern ebenfalls eine beliebige Kombination aus einer mit einem seltenen Erdemetall dotierten Faser, einer optischen Faser zur Raman-Verstärkung, einem Halbleiter, einem mit einem seltenen Erdmetall dotierten Wellenleiter oder einem massiven Wellenleiter (solid waveguide) mit einem Farbzentrum sein.
Die Pumplichtquelle, der Abschluss, der Multiplexer und der Isolator in dem ersten Aspekt können geeignet aus einer herkömmlichen entsprechenden Ausstattung in Abhängigkeit von den verwendeten aktiven Fasern ausgewählt werden.
Die Pumplichtquelle kann z.B. einen Wellenlängenbereich von 1.200 nm bis 1.600 nm in Abhängigkeit von den verwendeten aktiven Fasern aufweisen. Insbesondere weist bei Raman-Fasern als aktive Fasern und einer Pumplichtquelle, die die Raman-Fasern pumpt, die Pumplichtquelle vorzugsweise eine Pumplichtwellenlänge zwischen etwa 1.450 nm und etwa 1.580 nm auf. Alternativ weist die Pumplichtquelle, die die Raman-Fasern pumpt, vorzugsweise eine Pumpwellenlänge zwischen z.B. etwa 1.370 nm und etwa 1.500 nm auf.
Als ein anderes Beispiel weist bei einer Weißlichtquelle, die Erbium-dotierte Fasern als aktive Fasern und eine Pumplichtquelle, die die Erbium-dotierten Fasern pumpt, aufweist, die Pumplichtquelle vorzugsweise eine Pumplichtwellenlänge von 1.500 nm oder weniger auf.
Als ein weiteres anderes Beispiel weist bei einer Weißlichtquelle, die Fasern mit einem Thulium-dotierten Kern und einem Terbium-dotierten Mantel als aktive Fasern und eine Pumplichtquelle, die die Fasern mit dem Thulium-dotierten Kern und dem Terbium-dotierten Mantel pumpt, aufweist, die Pumplichtquelle vorzugsweise eine Pumplichtwellenlänge von 1.500 nm oder weniger auf.
Im Folgenden wird ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Weißlichtquelle, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Abschnitt zur Erzeugung einer verstärkten Spontanemission einen Spiegel oder einen Faraday-Rotator-Spiegel aufweist, der an dessen anderen Ende vorgesehen ist.
Eine erste Ausführungsform eines zweiten Beispiels wird mit Bezug auf die 6 beschrieben.
6 ist ein schematisches Diagramm, das eine Weißlichtquelle darstellt, bei der ein Abschnitt zur Erzeugung einer verstärkten Spontanemission einen Spiegel oder einen Faraday-Rotator-Spiegel aufweist, der an dessen anderen Ende angeordnet ist. In dieser Weißlichtquelle weist der Abschnitt zur Erzeugung einer verstärkten Spontanemission den Spiegel an einem Ende und den Isolator an dem anderen Ende auf.
Ein Abschnitt zur Erzeugung einer verstärkten Spontanemission 610 weist in dieser Ausführungsform die aktive Faser 13 auf, mit der die Pumplichtquelle 11 über den Multiplexer 12 verbunden ist. Ein Aufbau (z.B. 620 in 6), bei dem ein Spiegel oder ein Faraday-Rotator-Spiegel und ein Isolator außerdem mit dem Abschnitt zur Erzeugung einer verstärkten Spontanemission verbunden sind, wird hier als ein "Weißlichterzeugungsabschnitt" bezeichnet, wie in dem Fall des ersten Aspekts.
In einem Weißlichterzeugungsabschnitt 620 in dieser Ausführungsform kann eine mit einem seltenen Erdmetall dotierte Faser wie z.B. eine Er- oder eine Tm-dotierte Faser oder eine Raman-Faser zur Raman-Verstärkung auf geeignete Weise als die aktive Faser 13 verwendet werden. Die aktive Faser 13 wird mit Pumplicht von der Pumplichtquelle 11 gepumpt, um verstärktes Spontanemissionslicht zu erzeugen. Von diesem verstärkten Spontanemissionslicht wird Licht a von der aktiven Faser 13 zur Seite des Multiplexers 12 ausgesendet und durch den Multiplexer 12 und den Isolator 14 ausgegeben. Außerdem wird verstärktes Spontanemissionslicht b, das von der aktiven Faser 13 am gegenüberliegenden Ende vom Multiplexer 12 ausgesendet wird, von einem Spiegel 26 reflektiert, danach erneut in die aktive Faser 13 eingegeben und verstärkt. Das verstärkte Licht wird von der aktiven Faser 13 zum Multiplexer 12 ausgesendet. D.h., das verstärkte Licht verbindet sich mit dem verstärkten Spontanemissionslicht a, das von der aktiven Faser 13 ausgesendet wird. Demzufolge wird sämtliches verstärktes Spontanemissionslicht als Weißlicht d ohne irgendeinen Teil nicht zu berücksichtigen ausgegeben.
Außerdem wird Pumplicht c, das durch die aktive Faser 13 gelangt ist, ohne dadurch absorbiert zu werden, durch den Spiegel 26 reflektiert und danach in die aktive Faser 13 erneut eingegeben, um dieses zu pumpen.
In dem zweiten Aspekt des vorliegenden Beispiels weist der Spiegel 26 vorzugsweise ein hohes Reflektionsvermögen in Bezug auf sowohl das verstärkte Spontanemissionslicht als auch auf das Pumplicht auf. Außerdem enthält der Spiegel eine Spiegelfläche mit einem darauf abgeschiedenen Goldfilm oder Ähnlichem am Faserende und eine Kombination aus einer Faser, einer Sammellinse und einem plattenförmigen Reflektor (der plattenförmige Reflektor ähnelt dem, was als gewöhnliche Spiegelplatte bezeichnet wird) auf.
Somit ist diese Ausführungsform dahingehend wirksam, dass das gesamte verstärkte Spontanemissionslicht als Weißlicht ohne Nichtberücksichtigung irgendeines Teils ausgegeben wird. Außerdem kann sämtliches Pumplicht ebenfalls verwendet werden, ohne irgendeinen Teil nicht zu berücksichtigen, wodurch die Pumpeffizienz der Weißlichtquelle verbessert wird. Demzufolge kann Weißlicht mit erhöhter Leistung ausgegeben werden. Außerdem kann eine kostengünstigere Pumplichtquelle mit niedrigem Ausgang verwendet werden.
Die aktiven Fasern können geeignet in Abhängigkeit von der gewünschten Weißlichtquelle ausgewählt werden. Bei mit einem seltenen Erdmetall dotierten Fasern können die Dotierkonzentration der seltenen Erdmetallelemente, die Länge der Fasern und Ähnliches geeignet in Abhängigkeit von der gewünschten Weißlichtquelle ausgewählt werden. Insbesondere beträgt z.B. bei EDFs die Dotierkonzentration vorzugsweise 1.000 wt.ppm, und die Faserlänge beträgt vorzugsweise 10 m. Bei einer Silikat-Raman-Faser, die eine Art von Raman-Faser ist, beträgt die Faserlänge vorzugsweise 2,5 km.
Die Pumplichtquelle, der Abschluss, der Multiplexer, der Zirkulator und der Isolator in der ersten Ausführungsform können geeignet aus einer entsprechenden herkömmlichen Ausstattung in Abhängigkeit von den verwendeten aktiven Fasern ausgewählt werden. Z.B. kann die Pumplichtquelle einen Wellenlängenbereich von 1.200 nm bis 1.600 nm in Abhängigkeit von den verwendeten aktiven Fasern aufweisen. Spezielle Beispiele für eine Pumpwellenlänge sind wie in dem ersten Aspekt beschrieben.
In der ersten Ausführungsform des zweiten Beispiels wird eine einzige aktive Faser verwendet, aber es können mehr Weißlichterzeugungsabschnitte kombiniert werden, wenn eine Erhöhung der Kosten und eine Verringerung der Effizienz, die mit einer Serienschaltung einhergehen, vernachlässigbar sind. Z.B. ist es möglich, die beiden Weißlichterzeugungsabschnitte parallel über den Multiplexer oder seriell über einen Zirkulator zu schalten.
Insbesondere wird in der ersten Ausführungsform des ersten Aspekts der 3A der Abschluss 15 durch einen Spiegel 26a ersetzt, und ein zweiter Spiegel 26b kann zwischen dem Isolator 14 und der zweiten aktiven Faser 13b vorgesehen sein. In diesem Fall weist der Spiegel 26b die Funktion des vollständigen oder teilweisen Durchlassens eines gegebenen Teils eines Wellenlängenbereichs des verstärkten Spontanemissionslichts von der aktiven Faser 13b, die einen Wellenlängenteil z aufweist, auf, wobei der verbleibende Teil des Wellenlängenbereichs total oder teilweise reflektiert wird. Eine Weißlichtquelle, die auf diese Weise aufgebaut ist, erzeugt auf effiziente Weise ein breitbandiges Weißlicht, dass die Wellenlängenbereiche der ers ten und zweiten verstärkten Spontanemissionslichter, die von den ersten und zweiten aktiven Fasern ausgesendet werden, aufweist. Sogar wenn die Leistungsspektren der ersten und zweiten verstärkten Spontanemissionslichter nicht flach sind, kann das Weißlicht, das diese verstärkten Spontanemissionslichter aufweist, außerdem abgeflacht sein.
Außerdem kann in diesem Beispiel der Spiegel 26b durch ein Fasergitter (FG) vom Chirp-Typ oder einen Spektrumausgleicher ersetzt werden. Die Verwendung einer derartigen Ausrüstung ermöglicht die Abflachung eines breitbandigen Weißlichtausgangs.
Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 7 beschrieben.
In dieser zweiten Ausführungsform sind die Weißlichterzeugungsabschnitte der ersten Ausführungsform über einen Zirkulator in Serie geschaltet. 7 ist ein schematisches Diagramm, das diesen Aufbau zeigt. 7 zeigt die aktive Faser 13 in einem ersten Weißlichterzeugungsabschnitt 710 und die aktive Faser 23 in einem zweiten Weißlichterzeugungsabschnitt 720, die unterschiedlichen Typs sind. In der vorliegenden Erfindung können beliebige aktive Fasern wie z.B. mit einem seltenen Erdmetall dotierte Fasern oder Raman-Fasern als die aktiven Fasern in diesem Weißlichterzeugungsabschnitt verwendet werden. Einer Kombination von mit einem seltenen Erdmetall dotierten Fasern, einer Kombination von Raman-Fasern oder eine Kombination von einer mit einem seltenen Erdmetall dotierten Faser und einer Raman-Faser oder beliebige andere Kombinationen können als die Kombinationen der aktiven Fasern in den ersten und zweiten Weißlichterzeugungsabschnitten verwendet werden.
Im Folgenden wird der Betrieb der Weißlichtquelle der zweiten Ausführungsform beschrieben. Die aktive Faser 13 wird mit Pumplicht von der Pumplichtquelle 11 gepumpt, um verstärktes Spontanemissionslicht zu erzeugen. Von diesem verstärkten Spontanemissionslicht wird Licht a von der aktiven Faser 13 zur Seite des Multiplexers 12 ausgesendet und durch den Multiplexer 12 und den Isolator 14 ausgegeben. Außerdem wird verstärktes Spontanemissionslicht a', das von der aktiven Faser 13 an einer dem Multi plexer 12 gegenüberliegenden Seite ausgesendet wird, durch den Spiegel 26 reflektiert, danach erneut in die aktive Faser 13 eingegeben und verstärkt. Das verstärkte Licht wird von der aktiven Faser 13 zur Seite des Multiplexers 12 ausgesendet. D.h., das verstärkte Licht verbindet sich mit dem verstärkten Spontanemissionslicht a, das von der aktiven Faser 13 ausgesendet wird. Demzufolge wird sämtliches verstärktes Spontanemissionslicht als Weißlicht A ausgegeben, ohne dass irgendein Teil nicht berücksichtigt wird. Das Ausgangslicht A weist eine erhöhte Intensität im Vergleich zum verstärkten Spontanemissionslicht a auf.
Außerdem wird Pumplicht c, das durch die aktive Faser 13 läuft, ohne dadurch absorbiert zu werden, von dem Spiegel 26 reflektiert und danach erneut in die aktive Faser 13 eingegeben, um diese zu pumpen.
Andererseits sendet die zweite aktive Faser 23 verstärktes Spontanemissionslicht b zur Seite des Multiplexers 22 aus. Außerdem wird verstärktes Spontanemissionslicht, das von der zweiten aktiven Faser 23 zur Spiegelseite ausgesendet wird, von dem Spiegel 26b reflektiert, danach erneut in die zweite aktive Faser eingegeben und verstärkt. Das verstärkte Licht verbindet sich mit dem verstärkten Spontanemissionslicht b und wird dann durch einen Emissionsanschluss eines Zirkulators 27 als Ausgangslicht B ausgesendet. Das Ausgangslicht B weist eine erhöhte Intensität im Vergleich zum verstärkten Spontanemissionslicht b auf.
Außerdem wird Pumplicht d, das durch die aktive Faser 23 läuft, ohne dadurch absorbiert zu werden, durch den Spiegel 26 reflektiert und danach erneut in die aktive Faser 23 eingegeben, um diese zu pumpen.
Außerdem kann das oben beschriebene Ausgangslicht A in die zweite aktive Faser über den Zirkulator 27 eingegeben werden. Das Ausgangslicht A, das in die zweite aktive Faser 23 eingegeben wird, wird durch die aktive Faser 23 wie für die zweite aktive Faser beschrieben verstärkt und danach zum Ausgangslicht B der zweiten aktiven Faser addiert. Als Ergebnis kann Ausgangslicht C ausgegeben werden.
Somit ist die zweite Ausführungsform dahingehend wirksam, dass sämtliches verstärktes Spontanemissionslicht als Weißlicht ausgegeben wird, ohne dass irgendein Teil nicht berücksichtigt wird. Außerdem kann das Pumplicht ebenfalls verwendet werden, ohne dass irgendein Teil nicht berücksichtigt wird, wodurch die Pumpeffizienz der Weißlichtquelle verbessert wird. Demzufolge kann Weißlicht mit erhöhter Leistung ausgegeben werden. Außerdem können aktive Fasern unterschiedlicher Typen in Serie kombiniert werden, wodurch Weißlicht mit einem breiteren Band bereitgestellt wird. Außerdem kann eine kostengünstigere Pumplichtquelle mit niedrigem Ausgang verwendet werden.
In der zweiten Ausführungsform des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung werden zwei aktive Fasern verwendet, aber es können mehr Weißlichterzeugungsabschnitte kombiniert werden, wenn eine Erhöhung der Kosten und eine Verringerung der Effizienz, die mit einer Serienschaltung einhergehen, vernachlässigbar sind. Es ist z.B. möglich, einen dritten Weißlichterzeugungsabschnitt parallel zu den ersten und zweiten Weißlichterzeugungsabschnitten über den Multiplexer zu schalten oder die drei Weißlichterzeugungsabschnitte in Serie unter Verwendung des Zirkulators zu schalten. Alternativ kann in der zweiten Ausführungsform des zweiten Aspekts der Zirkulator 27 durch einen Multiplexer ersetzt werden, und die ersten und zweiten Weißlichterzeugungsabschnitte 710 und 720 können parallel geschaltet werden.
In der zweiten Ausführungsform des zweiten Aspekts können, wenn die aktiven Fasern mit einem seltenen Erdmetall dotiert sind, die Dotierkonzentration der seltenen Erdmetallelemente, die Längen der Fasern und Ähnliches auf geeignete Weise in Abhängigkeit von der gewünschten Weißlichtquelle ausgewählt werden. Insbesondere können z.B. Bedingungen, die denjenigen für die erste Ausführungsform ähneln, ausgewählt werden.
Außerdem können die Pumplichtquelle, der Abschluss, der Multiplexer, der Zirkulator und der Isolator in der zweiten Ausführungsform geeignet aus einer entsprechenden herkömmlichen Ausstattung in Abhängigkeit von den verwendeten aktiven Fasern ausgewählt werden. Z.B. kann die Pumplichtquelle einen Wellenlängenbereich von 1.200 nm bis 1.600 nm in Abhängig keit von den verwendeten aktiven Fasern aufweisen. Spezielle Beispiele von Pumpwellenlängen sind wie in dem ersten Aspekt beschrieben.
Im Folgenden wird eine dritte Ausführungsform des zweiten Beispiels beschrieben. In der dritten Ausführungsform ist der Spiegel, der in der ersten Ausführungsform des zweiten Aspekts verwendet wird, als ein Faraday-Rotator-Spiegel aufgebaut. Dieser Aufbau ist in 8 gezeigt. In der dritten Ausführungsform sind andere Bedingungen (die aktiven Fasern, Pumplichtquelle, Isolator und weitere) als die der Verwendung des Faraday-Rotator-Spiegels ähnlich denjenigen für die erste Ausführungsform des zweiten Aspekts.
8 ist ein schematisches Diagramm, das eine Weißlichtquelle darstellt, bei der der Spiegel in der Weißlichtquelle der ersten Ausführungsform durch einen Faraday-Rotator-Spiegel ersetzt ist.
In einem Abschnitt zur Erzeugung einer verstärkten Spontanemission 810 in dieser Ausführungsform ist die aktive Faser 13 mit der Pumplichtquelle 11 über den Multiplexer 12 verbunden.
In einem Weißlichterzeugungsabschnitt 820 in dieser Ausführungsform kann eine mit einem seltenen Erdmetall dotierte Faser wie z.B. eine Er- oder Tm-dotierte Faser oder eine Raman-Faser zur Raman-Verstärkung in geeigneter Weise als die aktive Faser 13 verwendet werden.
Die aktive Faser 13 wird mit Pumplicht von der Pumplichtquelle 11 gepumpt, um verstärktes Spontanemissionslicht zu erzeugen. Von diesem verstärkten Spontanemissionslicht wird Licht a, das von der aktiven Faser 13 zur Seite des Multiplexers 12 gesendet wird, durch den Multiplexer 12 und den Isolator 14 ausgegeben. Außerdem wird verstärktes Spontanemissionslicht b, das von der aktiven Faser 13 in einer zum Multiplexer 12 entgegengesetzten Seite ausgesendet wird, durch einen Faraday-Rotator-Spiegel 28 reflektiert, danach erneut in die aktive Faser 13 eingegeben und verstärkt. Das verstärkte Licht wird von der aktiven Faser 13 zum Multiplexer 12 ausgesendet. D.h., das verstärkte Licht verbindet sich mit dem verstärkten Spontanemissionslicht a, das von der aktiven Faser 13 ausgesendet wird.
Demzufolge wird sämtliches verstärktes Spontanemissionslicht als Weißlicht d ausgegeben, ohne dass irgendein Teil nicht berücksichtigt wird. Daher weist dieses Weißlicht eine erhöhte Intensität im Vergleich zum verstärkten Spontanemissionslicht a auf.
Außerdem wird Pumplicht c, das durch die aktive Faser 13 läuft, ohne dadurch absorbiert zu werden, durch den Faraday-Rotator-Spiegel 28 reflektiert und danach erneut in die aktive Faser 13 eingegeben, um diese zu pumpen.
Im Folgenden wird der Faraday-Rotator-Spiegel mit Bezug auf 9 beschrieben. Diese Figur ist eine schematische Ansicht, die den Faraday-Rotator-Spiegel 28 zeigt.
Der Faraday-Rotator-Spiegel 28 weist eine Linse 901, einen Faraday-Rotator 902 und einen Reflektor 903 (der Spiegelplatte genannt wird) auf. Während der Spiegel 26, der in den ersten und zweiten Ausführungsformen des zweiten Beispiels beschrieben ist, einfach einfallendes verstärktes Spontanemissionslicht reflektiert, reflektiert der Faraday-Rotator-Spiegel 28 der 9 verstärktes Spontanemissionslicht wie folgt: verstärktes Spontanemissionslicht, das von einem Lichtwellenleiter ausgesendet wird, wird in paralleles Licht durch eine Linse 901 gewandelt, und das parallele Licht wird in den Faraday-Rotator 902 eingegeben. Ein Polarisationsvektor des verstärkten Spontanemissionslichts wird durch Durchlaufen des Faraday-Rotators 902 gewandelt. Wenn z.B. der Einfall eines linear polarisierten Lichts betrachtet wird, wird die Orientierung des Polarisationsvektors dieses Lichts um 45° gedreht. In diesem Fall wird der Faraday-Rotator 902 ein "45°-Faraday-Rotator" genannt.
Das verstärkte Spontanemissionslicht, das von dem Faraday-Rotator 902 ausgesendet wird, wird durch den Reflektor 903 reflektiert und danach in den Faraday-Rotator 902 eingegeben. Anschließend wird das verstärkte Spontanemissionslicht weiter um 45° gedreht, und wenn es von dem Faraday-Rotator-Spiegel 28 ausgegeben wird, ist ein Polarisationsvektor des verstärkten Spontanemissionslichts um 90° gegenüber der ursprünglichen Orientierung des linear polarisierten Lichts gedreht.
In der dritten Ausführungsform verbessert die Verwendung des oben beschriebenen Faraday-Rotator-Spiegels die Stabilität der Leistung eines Ausgangslichts, wenn der Weißlichtausgang hoch eingestellt ist, wodurch die maximale Leistung des Ausgangslichts erhöht wird.
Der zweite Aspekt des vorliegenden Beispiels ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Spiegel oder ein Faraday-Rotator-Spiegel vorgesehen ist, und dieses Kennzeichnen dient zum Bereitstellen von Weißlicht, das ein breiteres Band als dasjenige aufweist, das von der herkömmlichen Weißlichtquelle bereitgestellt wird, sowie eine höhere Leistungsdichte als ein bestimmter Wert (z.B. –20 dBm/nm) aufweist. Demzufolge wird Weißlicht mit einem abgeflachten Ausgangsspektrum auf stabile Weise erhalten.
Wie es oben beschrieben ist, weist die Weißlichtquelle des vorliegenden Beispiels eine breitbandige und ausreichend hohe Leistung auf und ermöglicht die Abflachung eines Ausgangsspektrums. Außerdem weist die Weißlichtquelle einen einfacheren Aufbau als herkömmlich auf, wodurch die Kosten verringert werden können.
In dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung können die beiden aktiven Fasern eine mit einem seltenen Erdmetall dotierte Faser, eine optische Faser zur Raman-Verstärkung, ein Halbleiter, ein mit einem seltenen Erdmetall dotierter Wellenleiter oder ein massiver Wellenleiter mit einem Farbzentrum sein. Wenn mehrere aktive Fasern verwendet werden, ist ein beliebige Kombination von diesen möglich.
Außerdem können die Pumplichtquelle, der Abschluss, der Multiplexer und der Isolator in dem zweiten Aspekt geeignet aus einer entsprechenden herkömmlichen Ausstattung in Abhängigkeit von den verwendeten aktiven Fasern ausgewählt werden.
Die Pumplichtquelle kann z.B. einen Wellenlängenbereich von 1.200 nm bis 1.600 nm in Abhängigkeit von den verwendeten aktiven Fasern aufweisen. Insbesondere weist bei Raman-Fasern als aktive Fasern und einer Pumplichtquelle, die die Raman-Fasern pumpt; die Pumplichtquelle vor zugsweise eine Pumplichtwellenlänge zwischen etwa 1.450 nm und etwa 1.580 nm auf. Alternativ weist die Pumplichtquelle, die die Raman-Fasern pumpt, vorzugsweise eine Pumpwellenlänge zwischen z.B. etwa 1.370 nm und etwa 1.500 nm auf.
Als ein weiteres Beispiel weist bei einer Weißlichtquelle, die Erbium-dotierte Fasern als aktive Fasern und eine Pumplichtquelle, die die Erbium-dotierten Fasern pumpt, aufweist, die Pumplichtquelle vorzugsweise eine Pumplichtwellenlänge von 1.500 nm oder weniger auf.
Als ein weiteres Beispiel weist bei einer Weißlichtquelle, die Fasern mit einem Thulium-dotierten Kern und einem Terbium-dotierten Mantel als aktive Fasern und eine Pumplichtquelle, die die Fasern mit dem Thulium-dotierten Kern und dem Terbium-dotierten Mantel pumpt, aufweist, die Pumplichtquelle vorzugsweise eine Pumplichtwellenlänge von 1.500 nm oder weniger auf.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden genauer mit Bezug auf Beispiele erläutert. Diese Beispiele sind jedoch nur beispielhaft und nicht zur Begrenzung der vorliegenden Erfindung vorgesehen.
Beispiel 1
Dieses ist ein Beispiel der oben beschriebenen ersten Ausführungsform. 10A ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Weißlichtquelle des Beispiels 1 zeigt.
In diesem Beispiel wird eine Tm-dotierte Faser (TDF: Tm-Dotierkonzentration: 6.000 wt.ppm., Faserlänge: 5 m) als die erste aktive Faser 13a verwendet, und eine Er-dotierte Faser (EDF: Er-Dotierkonzentration: 2.000 wt.ppm, Faserlänge: 10 m) wird als die zweite aktive Faser 13b verwendet. Verstärktes Spontanemissionslicht, das von der TDF 13a zum Multiplexer 12 ausgesendet wird, wird in die zweite aktive Faser 13b über den Isolator 14 eingegeben. Die TDF 13a wird mit Pumplicht von 1.400 nm gepumpt, und das verstärkte Spontanemissionslicht, das von der TDF ausgegeben wird, weist ein Spektrum wie bei 1001 in 10B gezeigt auf. Andererseits wird die EDF 13b mit Pumplicht von 980 nm gepumpt, und verstärktes Spontanemissionslicht, das von der EDF 13b ausgegeben wird, weist einen Intensitätspeak in der Nähe von 1.540 nm auf (siehe 1002 in 10B).
Außerdem wird das verstärkte Spontanemissionslicht a in der EDF 13b verstärkt und zu einem verstärkten Spontanemissionslicht, das in der EDF erzeugt wird, addiert. Als Ergebnis weist Ausgangslicht (verstärktes Spontanemissionslicht) b, das von der EDF 13b ausgesendet wird, ein breiteres Band als das verstärkte Spontanemissionslicht a und das verstärkte Spontanemissionslicht, das in der EDF erzeugt wird, auf. Dementsprechend weist das vorliegende Beispiel den Vorteil auf, dass Weißlicht erhalten wird, das ein Ausgangsspektrum mit einem breiteren Band aufweist.
10B zeigt ein schematisches Diagramm des Ausgangsspektrums der Weißlichquelle dieses Beispiels. Wie es in dieser Figur gezeigt ist, werden zwei Typen von verstärkten Spontanemissionslichtern mit teilweise überlappenden Wellenlängenbereichen kombiniert, um ein Ausgangslicht zu erhalten, das das Ausgangsspektrum aufweist, das bei 1003 in 10B gezeigt ist. Somit schafft der Aufbau dieses Beispiels Weißlicht mit einem breiten Band zwischen etwa 1.450 nm und etwa 1.620 nm.
Wie es aus dem Betrieb der oben beschriebenen Weißlichtquelle ersichtlich ist, wird ein Ausgangsweißlicht mit einem breiteren Band durch eine teilweise Überlappung der Wellenlängenbereiche des verstärkten Spontanemissionslichts a und des verstärkten Spontanemissionslichts, das in der mit dem seltenen Erdmetall dotierten Faser 13b erzeugt wird, erzielt. Daher sind die aktiven Fasern nicht auf EDFs oder TDFs begrenzt, so lange wie sie die notwendige Bedingung erfüllen (d.h. ihr teilweises Überlappen). Die beiden aktiven Fasern können eine beliebige Kombination aus einer mit einem seltenen Erdemetall dotierten Faser, einer optischen Faser zur Raman-Verstärkung (z.B. eine Silikat-Raman-Faser oder eine Tellurit-Raman-Faser), einem Halbleiter, einem mit einem seltenen Erdmetall dotierten Wellenleiter oder einem massiver Wellenleiter mit einem Farbzentrum sein.
Insbesondere kann z.B. eine EDF als die erste aktive Faser 13a verwendet werden. In diesem Fall wird die zweite aktive Faser (EDF) 13b mit Pumplicht von 1.480 nm gepumpt. Alternativ kann eine Raman-Faser anstelle der TDF 13a verwendet werden, obwohl der Aufbau teilweise derselbe wie der Teil des Beispiels 2, der später beschrieben wird, ist. In diesem Fall wird die Pumplichtwellenlänge der Pumplichtquelle 11 auf die Nähe von 1.380 nm eingestellt. In diesem Fall weisen das verstärkte Spontanemissionslicht a von der Raman-Faser und das verstärkte Spontanemissionslicht von der EDF Spektren auf, die sich leicht von denjenigen unterscheiden, die erhalten werden, wenn die TDF verwendet wird, aber diesen sehr ähnlich sind. Das Ausgangslicht (verstärktes Spontanemissionslicht) b, das eine Leistungsdichte von gleich oder größer als ein bestimmter Wert aufweist, weist z.B. fast dieselbe Bandbreite auf.
Außerdem können in diesem Beispiel die Positionen der Tm-dotierten Faser 13a und der Er-dotierten Faser 13b ausgetauscht werden. Mit einer Wellenlänge von etwa 1.520 nm oder weniger verringert sich eine Verstärkung entsprechend einem einfallenden Licht, das in eine Er-dotierte Faser eingegeben wird, passend mit einer kürzeren Wellenlänge. Dementsprechend weist, wenn die Positionen der Tm-dotierten Faser 13a und der Er-dotierten Faser 13b vertauscht sind, das Ausgangslicht eine höhere Leistungsdichte in einem kurzwelligen Teil als in dem Aufbau dieses Beispiels auf. Dieses ist ein Vorteil des vorliegenden Beispiels.
Außerdem wurde dieses Beispiel in Verbindung mit zwei aktiven Fasern beschrieben, aber es können mehr aktive Fasern in Serie geschaltet sein.
Beispiel 2
Beispiel 2-1
Dieses Beispiel stellt die oben beschriebene zweite Ausführungsform des ersten Aspekts dar. 11A ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Weißlichtquelle dieses Beispiels zeigt.
Dieses Beispiel verwendet eine Er-dotierte Faser (EDF; Er-Dotierkonzentration: 1.000 wt.ppm, Faserlänge: 20 m) als die aktive Faser 13b ebenso wie die Raman-Faser (Silikat-Raman-Faser: Faserlänge: 5 km) 23. Die Raman-Faser 23 ist eine optische Faser, die verstärktes Spontanemissionslicht unter Verwendung der Raman-Verstärkung ausgibt. Verstärktes Spontanemissionslicht a, das von der EDF 13 zur Seite des Multiplexers 12 ausgesendet wird, wird in die Raman-Faser 23 über den Isolator 14 eingegeben. Ein Spektrum des verstärkten Spontanemissionslichts a ist bei 1101 in 11B gezeigt. Das verstärkte Spontanemissionslicht weist eine Intensität eines speziellen Wertes oder mehr in einem Wellenlängenteil von etwa 1.530 nm bis etwa 1.590 nm auf. Dieses verstärkte Spontanemissionslicht a wird durch Anregen einer EDF mit Pumplicht von 1.480 nm erhalten. Die Raman-Faser 23 wird bei einer Wellenlänge von 1.520 nm gepumpt, und sendet nur verstärktes Spontanemissionslicht mit einem Intensitätspeak bei etwa 1.620 nm aus (siehe 1102 in 11B).
Das erste verstärkte Spontanemissionslicht a wird in der Raman-Faser 23 mit Ausnahme eines kurzwelligen Teils verstärkt und zu einem verstärkten Spontanemissionslicht addiert, das in der Raman-Faser 23 erzeugt wird. Als Ergebnis weist verstärktes Spontanemissionslicht, das von der Raman-Faser 23 ausgesendet wird, ein Band, das gleich einer Kombination der Bänder des verstärkten Spontanemissionslichts a und des verstärkten Spontanemissionslichts ist, das in der Raman-Faser 23 erzeugt wird, ebenso wie ein verstärktes Ausgangsspektrum auf. Ein Spektrum des verstärkten Spontanemissionslichts b ist bei 1103 in 11B dargestellt. Entsprechend diesem Beispiel wird Weißlicht erhalten, das das Ausgangsspektrum einer breitbandigen Wellenlänge zwischen etwa 1.540 nm und etwa 1.645 nm aufweist.
Somit ist die vorliegende Erfindung dahingehend vorteilhaft, dass das verstärkte Spontanemissionslicht, das von der Raman-Faser 23 ausgesendet wird, ein breiteres Band als das verstärkte Spontanemissionslicht a und das verstärkte Spontanemissionslicht, das in der Raman-Faser 23 erzeugt wird, aufweist.
Außerdem ist die vorliegende Erfindung dahingehend vorteilhaft, dass der Weißlichtausgang ein breiteres Band aufweist und größer ist als in dem Fall, in dem die EDF 13b und die Raman-Faser 23 an den Positionen der Er-dotierten Fasern 3a und 3b der 1B angeordnet sind.
Wie es anhand des Betriebes der oben beschriebenen Weißlichtquelle ersichtlich ist, wird Ausgangsweißlicht mit einem breiteren Band durch ein teilweises Überlappen der Wellenlängenbereiche des verstärkten Spontanemissionslichts a und des verstärkten Spontanemissionslichts, das in der mit einem seltenen Erdemetall dotierten Faser 13b erzeugt wird, erzielt. Daher sind die aktiven Fasern nicht auf EDFs oder Raman-Fasern beschränkt, solange wie sie die notwendige Bedingung erfüllen (d.h. teilweises Überlappen). Die beiden aktiven Fasern können eine beliebige Kombination aus einer mit einem seltenen Erdmetall dotierten Faser, einer optischen Faser zur Raman-Verstärkung (z.B. eine Silikat-Raman-Faser oder eine Tellurit-Raman-Faser), einem Halbleiter, einem mit einem seltenen Erdmetall dotierten Wellenleiter oder einem massiven Wellenleiter mit einem Farbzentrum sein.
Außerdem können in diesem Beispiel die Positionen der Er-dotierten Faser 13b und der Raman-Faser 23 ausgetauscht werden. Außerdem wurde dieses Beispiel in Verbindung mit zwei aktiven Fasern beschrieben, aber es können mehr aktive Fasern in Serie geschaltet sein.
Beispiel 2-2
Dieses Beispiel stellt die oben beschriebene zweite Ausführungsform des ersten Aspekts dar. 11C ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Weißlichtquelle dieses Beispiels zeigt.
Dieses Beispiel verwendet eine Tm-dotierte Faser (TDF; Tm-Dotierkonzentration: 6.000 wt.ppm, Faserlänge: 5 m) als die aktive Faser 13a ebenso wie die Raman-Faser (Silikat-Raman-Faser: Faserlänge: 5 km) 23. Dieses Beispiel ähnelt dem Beispiel 2-1, das oben beschrieben wurde, unterscheidet sich jedoch davon hauptsächlich in den folgenden Punkten: in Beispiel 2-1 wurden eine EDF und eine Raman-Faser als aktive Fasern ver wendet, wohingegen in diesem Beispiel die Thulium(Tm)-dotierte Faser (TDF) 13a und die Raman-Faser 23 als aktive Fasern verwendet werden. In 11C sind die Komponenten, die dieselben Funktionen wie im Beispiel 2-1 aufweisen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Außerdem ähnelt der Betrieb der Weißlichtquelle dieses Beispiels demjenigen des Beispiels 2-1.
Die TDF 13a wird mit Pumplicht von 1.400 nm gepumpt, und das Spektrum eines verstärkten Spontanemissionslichts a, das von der TDF 13a ausgegeben wird, ist bei 1105 in 11D dargestellt. Andererseits wird die Raman-Faser 23 mit Pumplicht von 1.440 nm gepumpt, und ein verstärktes Spontanemissionslicht, das von der Raman-Faser 23 ausgegeben wird, weist einen Intensitätspeak in der Nähe von 1.530 nm auf (siehe 1106 in 11D).
Das erste verstärkte Spontanemissionslicht a wird in der Raman-Faser 23 mit der Ausnahme eines kurzwelligen Teils verstärkt und zu einem verstärkten Spontanemissionslicht, das in der Raman-Faser 23 erzeugt wird, addiert. Als Ergebnis weist verstärktes Spontanemissionslicht b, das von der Raman-Faser 23 ausgesendet wird, ein Band, das gleich einer Kombination der Bänder des verstärkten Spontanemissionslichts a und des verstärkten Spontanemissionslichts, das in der Raman-Faser 23 erzeugt wird, ist, ebenso wie ein verstärktes Ausgangsspektrum auf. Ein Spektrum des verstärkten Spontanemissionslichts b ist bei 1107 in 11D dargestellt. Gemäß diesem Beispiel wird Weißlicht erhalten, das das Ausgangsspektrum eines Breitbandes zwischen etwa 1.440 nm und etwa 1.540 nm aufweist.
Somit ist die vorliegende Erfindung dahingehend vorteilhaft, dass das verstärkte Spontanemissionslicht b, das von der Raman-Faser 23 ausgesendet wird, ein breiteres Band als das Spontanemissionslicht a und das verstärkte Spontanemissionslicht, das in der Raman-Faser 23 erzeugt wird, aufweist.
Außerdem ist die vorliegende Erfindung dahingehend vorteilhaft, dass der Weißlichtausgang ein breiteres Band aufweist und größer ist als in dem Fall, in dem die TDF 13a und die Raman-Faser 23 an den Positionen der Er-dotierten Fasern 3a und 3b in 1B angeordnet sind.
Wie es anhand des Betriebes der oben beschriebenen Weißlichtquelle ersichtlich ist, wird ein breiteres Band durch teilweises Überlappen der Wellenlängenbereiche des verstärkten Spontanemissionslichts a und des verstärkten Spontanemissionslichts, das in der mit einem seltenen Erdemetall dotierten Faser 13b erzeugt wird, erzielt. Daher sind die aktiven Fasern nicht auf EDFs oder Raman-Fasern begrenzt, solange wie sie die notwendige Bedingung erfüllen (d.h. ihr teilweises Überlappen). Die beiden aktiven Fasern können eine beliebige Kombination aus einer mit einem seltenen Erdmetall dotierten Faser, einer optischen Faser zur Raman-Verstärkung (z.B. eine Silikat-Raman-Faser oder eine Tellurit-Raman-Faser), einem Halbleiter, einem mit einem seltenen Erdmetall dotierten Wellenleiter oder einem massiven Wellenleiter mit einem Farbzentrum sein.
Außerdem können in diesem Beispiel die Positionen der Tm-dotierten Faser 13a und der Raman-Faser 23 ausgetauscht sein. In diesem Fall wird die Pumplichtquelle ebenfalls geändert. Der Aufbau, bei der die Positionen der Tm-dotierten Faser 13a und der Raman-Faser 23 ausgetauscht sind, unterscheidet sich von der Anordnung der aktiven Fasern der 11C von der Durchführung her wie folgt: die Raman-Faser weist im Allgemeinen eine schmale Verstärkung oder Dämpfung an einer kurzwelligen Seite in der Nähe der Pumplichtwellenlänge auf. Dementsprechend weist bei dem Aufbau, bei dem die Positionen der Tm-dotierten Faser 13a und der Raman-Faser 23 ausgetauscht sind, Ausgangslicht von der Weißlichtquelle im Allgemeinen eine größere Leistungsdichte in einem kurzen Wellenlängenbereich als Ausgangslicht von einer Weißlichtquelle auf, das den Aufbau der aktiven Fasern der 11C aufweist. Dieses ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung.
Außerdem wurde dieses Beispiel in Verbindung mit zwei aktiven Fasern beschrieben, aber es können mehr aktive Fasern in Serie geschaltet sein.
Beispiel 3
Dieses Beispiel stellt die oben beschriebene zweite Ausführungsform des ersten Aspekts dar. 12A ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Weißlichtquelle dieses Beispiels zeigt.
In diesem Beispiel wird eine Faser, die aus einem Kern mit Thulium(Tm)-Dotierung und einem Mantel mit einer Terbium(Tb)-Dotierung besteht (Faser mit Tm-dotiertem Kern und Tb-dotiertem Mantel; T. Sakamoto et al., Optical Amplifiers and Their Applications, ThC3, Seiten 40-43, 1996) als die aktive Faser 13a verwendet, und eine Raman-Faser (Silikat-Raman-Faser: Faserlänge: 5 km) wird als die aktive Faser 23 verwendet. Dieses Beispiel ähnelt dem Beispiel 2-2, das oben beschrieben wurde, unterscheidet sich jedoch davon hauptsächlich in den folgenden Punkten: im Beispiel 2-2 werden die Thulium(Tm)-dotierte Faser (TDF) 13a und die Raman-Faser 23 als aktive Fasern verwendet. In diesem Beispiel wird jedoch eine Faser mit Tm-dotiertem Kern und Tb-dotiertem Mantel als eine aktive Faser anstelle der Tm-dotierten Faser verwendet. Außerdem ist die Raman-Faser an einer Position vorgesehen, die der Tm-dotierten Faser der 11C entspricht, und die Faser mit Tm-dotiertem Kern und Tb-dotiertem Mantel 13c ist an einer Position vorgesehen, die der Raman-Faser entspricht. Diese Komponenten der 12A, die dieselben Funktionen wie im Beispiel 2-2 aufweisen, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Der Betrieb der Weißlichtquelle dieses Beispiels wird im Folgenden beschrieben.
Die Raman-Faser 23 wird mit Pumplicht von 1.520 nm gepumpt, um verstärktes Spontanemissionslicht a zu erzeugen, das einen Wellenlängenbereich von etwa 1.580 nm bis etwa 1.650 nm und eine hohe Leistungsdichte aufweist (siehe 1201 in 12B). Das verstärkte Spontanemissionslicht a, das von der Raman-Faser 23 zum Multiplexer 12 ausgesendet wird, wird in die Faser mit Tm-dotiertem Kern und Tb-dotiertem Mantel 13c über den Isolator 14 eingegeben. Andererseits wird die Faser mit Tm-dotiertem Kern und Tb-dotiertem Mantel 13c bei einer Wellenlänge von 1.200 nm gepumpt, und sendet allein verstärktes Spontanemissionslicht aus, das eine Intensitätsspitze bei 1.680 nm aufweist (siehe 1202 in 12B). Außerdem weist die Faser mit Tm-dotiertem Kern und Tb-dotiertem Mantel 13c eine große Verstärkung bei einem Eingangslicht in der Nähe von 1.680 nm auf. Die Wellenlänge des Pumplichtes für die Faser mit Tm-dotiertem Kern und Tb-dotiertem Mantel 13c ist jedoch nicht auf 1.200 nm begrenzt, sondern das Pumplicht ist ebenfalls wirksam, wenn es eine Wellenlänge von 1.400 oder 800 nm aufweist. Das Pumplicht kann im Allgemeinen eine Wellenlänge von 1.500 nm oder weniger aufweisen.
Dementsprechend wird das erste verstärkte Spontanemissionslicht a in der Faser mit Tm-dotiertem Kern und Tb-dotiertem Mantel 13c in Abhängigkeit von der Wellenlänge verstärkt und zum verstärkten Spontanemissionslicht, das in der Faser mit Tm-dotiertem Kern und Tb-dotiertem Mantel 13c erzeugt wird, addiert. Als Ergebnis weist das verstärkte Spontanemissionslicht b, das von der Faser mit Tm-dotiertem Kern und Tb-dotiertem Mantel 13c ausgesendet wird, ein Band, das gleich einer Kombination der Bänder des verstärkten Spontanemissionslichts a und des verstärkten Spontanemissionslichts, das in der Faser mit Tm-dotiertem Kern und Tb-dotiertem Mantel 13b erzeugt wird, ist, sowie ein verstärktes Ausgangsspektrum auf. Ein Spektrum des verstärkten Spontanemissionslichts b ist bei 1203 in 12B dargestellt. Gemäß diesem Beispiel wird Weißlicht erhalten, das das Ausgangsspektrum eines Breitbandes zwischen etwa 1.590 nm und etwa 1.720 nm aufweist.
Somit ist die vorliegende Erfindung dahingehend vorteilhaft, dass das verstärkte Spontanemissionslicht b, das von der Faser mit Tm-dotiertem Kern und Tb-dotiertem Mantel 13c ausgesendet wird, ein breiteres Band als das verstärkte Spontanemissionslicht a und das verstärkte Spontanemissionslicht, das in der Faser mit Tm-dotiertem Kern und Tb-dotiertem Mantel 13c erzeugt wird, aufweist.
Außerdem können in diesem Beispiel die Positionen der Raman-Faser 23 und der Faser mit Tm-dotiertem Kern und Tb-dotiertem Mantel 13c ausgetauscht werden. In diesem Fall wird die Pumplichtquelle ebenfalls geändert.
Im Allgemeinen weist die Raman-Faser eine große Verstärkung im kurzen Wellenlängenbereich auf. Dementsprechend weist bei dem Aufbau, bei dem die Positionen der Raman-Faser 23 und der Faser mit Tm-dotiertem Kern und Tb-dotiertem Mantel 13c vertauscht sind, Ausgangslicht von der Weißlichtquelle im Allgemeinen eine höhere Leistungsdichte im kurzwelligen Bereich auf als Ausgangslicht von einer Weißlichtquelle, die den Aufbau der aktiven Fasern der 12A aufweist. Dieses ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung.
Außerdem ist ein Aufbau, bei dem Terbium (Tb) als Dotiermittel verwendet wird, durch Europium (Eu) ersetzt wird, ebenfalls wirksam.
Weiterhin wurde dieses Beispiel in Verbindung mit zwei aktiven Fasern beschrieben, aber es können mehr aktive Fasern in Serie geschaltet sein.
Beispiel 4
Dieses Beispiel stellt die oben beschriebene dritte Ausführungsform des ersten Aspektes dar. 13A ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Weißlichtquelle dieses Beispiels zeigt.
Dieses Beispiel verwendet eine Tm-dotierte Faser (TDF; Tm-Dotierkonzentration: 6.000 wt.ppm, Faserlänge: 5 m) als die aktive Faser 13a, eine Er-dotierte Faser (EDF; Er-Dotierkonzentration: 1.000 wt.ppm, Faserlänge: 20 m) als die aktive Faser 3b und die Raman-Faser (Silikat-Raman-Faser: Faserlänge: 5 km) 23. Dieses Beispiel ist mit dem oben beschriebenen herkömmlichen breitbandigeren Aufbau vergleichbar, unterscheidet sich jedoch davon hauptsächlich in den folgenden Punkten: in dem oben beschriebenen herkömmlichen breitbandigeren Aufbau wird die Er-dotierte Faser 3a in der kurzwelligen Seite des Weißlichterzeugungsabschnitts verwendet, wohingegen die Er-dotierte Faser 3b in der langwelligen Seite des Weißlichterzeugungsabschnitts verwendet wird. Andererseits wird in diesem Beispiel der Aufbau der Weißlichtquelle des Beispiels 3 in der kurzwelligen Seite des Weißlichterzeugungsabschnitts 1310 verwendet, während die mit 1.480 nm gepumpte EDF 13b in der langwelligen Seite des Weißlichterzeugungsabschnitts 1320 verwendet wird. In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 31 eine 1.480-nm-Pumplichtquelle, 32 bezeichnet einen Multiplexer, 34 bezeichnet einen Isolator, 35 bezeichnet einen Abschluss und 36 bezeichnet einen Multiplexer.
Der erste Weißlichterzeugungsabschnitt (Weißlichterzeugungsabschnitt der kurzwelligen Seite) 1310 besteht aus einem ersten Abschnitt zur Erzeugung einer verstärkten Spontanemission, dem Isolator 14, einem zweiten Abschnitt zur Erzeugung einer verstärkten Spontanemission und dem Abschluss 15. Der erste Abschnitt zur Erzeugung einer verstärkten Spontanemission weist die erste aktive Faser 13a, den Multiplexer 12, der an einem Ende der Faser 13a vorgesehen ist, und die Pumplichtquelle 11 auf, die mit der ersten aktiven Faser 13a über den Multiplexer 12 verbunden ist. Außerdem ist in dem ersten Weißlichterzeugungsabschnitt ein Ende der zweiten aktiven Faser 23 mit dem Multiplexer 12 des ersten Abschnitts zur Erzeugung einer verstärkten Spontanemission über den Isolator 14 verbunden. Das andere Ende der aktiven Faser 23 ist mit der Pumplichtquelle 21 über den Multiplexer 22 verbunden. Außerdem ist der Abschluss 15 an einer gegenüberliegenden Seite des Multiplexers 12 des Abschnitts zur Erzeugung einer verstärkten Spontanemission vorgesehen. In dieser dritten Ausführungsform ist der zweite Weißlichterzeugungsabschnitt 1320 parallel zum ersten Weißlichterzeugungsabschnitt 1310 über den Multiplexer 36 geschaltet, und der Isolator 34 ist außerdem mit dem Ausgang des Multiplexers 36 verbunden. Der zweite Weißlichterzeugungsabschnitt (Weißlichterzeugungsabschnitt der langwelligen Seite) 1320 weist die dritte aktive Faser 13b, den Multiplexer 32, der an einem Ende der Faser 13b vorgesehen ist, die Pumplichtquelle 31, die mit der dritten aktiven Faser 13b über den Multiplexer 32 verbunden ist, und den Abschluss 35 auf, der an dem anderen Ende der dritten aktiven Faser 13b vorgesehen ist.
13B zeigt das Ausgangsspektrum eines Weißlichtausgangs von der Weißlichtquelle dieses Beispiels. Dieses Beispiel schafft Weißlicht einer breitbandigen Wellenlänge zwischen etwa 1.440 nm und etwa 1.640 nm.
13C zeigt das Spektrum des verstärkten Spontanemissionslichts von dem Weißlichterzeugungsabschnitt der kurzwelligen Seite 1310 gemäß diesem Beispiel. Aufgrund des im Beispiel 3 gezeigten Betriebes, der oben beschrieben wurde, weist Licht b, das von dem Weißlichterzeugungsab schnitt 1310 der kurzwelligen Seite ausgegeben wird, ein Ausgangsspektrum auf, das beispielsweise bei 1304 in 13D gezeigt ist und einer Kombination der Ausgangsspektren wie sie beispielsweise bei 1302 und 1303 in
13C gezeigt sind, gleicht. Andererseits weist ein verstärktes Spontanemissionslicht c von dem Weißlichterzeugungsabschnitt der langwelligen Seite ein Ausgangsspektrum auf, das beispielsweise bei 1305 in 13D gezeigt ist. Das verstärkte Spontanemissionslicht c weist einen Intensitätspeak in der Nähe von 1.600 nm auf. Als Ergebnis ist das Spektrum eines verstärkten Spontanemissionslichts d, das durch Multiplexen der verstärkten Spontanemissionslichter b und c erhalten wird, bei 1301 in 13D gezeigt (d.h. dasselbe wie 13B), und somit weist es ein Breitband auf, wie es durch die herkömmliche Weißlichtquelle nicht geschaffen wird. Die vorliegende Erfindung weist den Vorteil auf, dass eine Weißlichtquelle bereitgestellt wird, die ein Ausgangsspektrum mit einer breitbandigen Wellenlänge (zwischen etwa 1.440 nm und etwa 1.640 nm) aufweist, wie es zuvor nicht geschaffen wurde.
Außerdem schaffen herkömmliche Weißlichtquellen wie z.B. die in 1B gezeigte z.B. das in 13E gezeigte Band, reichen aber aufgrund des Vorhandenseins eines Talabschnitts 1309, der in 13E gezeigt ist, nicht aus, um einen Ausgang eines speziellen Wertes oder mehr über den ganzen gemultiplexten Wellenlängenbereich bereitzustellen. Die Weißlichtquelle gemäß diesem Beispiel schafft jedoch einen ausreichenden Ausgang des speziellen Wertes oder mehr über den gesamten gemultiplexten Wellenlängenbereich.
Außerdem wird in diesem Beispiel die TDF 13a als die erste aktive Faser verwendet, und die EDF 13b wird als die zweite aktive Faser verwendet, aber es kann z.B. eine EDF anstelle der TDF 13a verwendet werden. In diesem Fall wird, wenn z.B. eine Pumplichtquelle ähnlich der dritten Pumplichtquelle als die erste Pumplichtquelle verwendet wird, Weißlicht erhalten, das ein breitbandiges Ausgangsspektrum wie beispielsweise das bei 1307 in 13F gezeigte aufweist. Dieses Weißlicht wird durch Multiplexen eines Ausgangslichts (mit einem Ausgangsspektrum wie beispielsweise bei 1308 in 13F gezeigt) des ersten Weißlichterzeugungsabschnitts 1310 unter Verwendung einer EDF als die erste aktive Faser und eines Ausgangslichts (mit einem Ausgangsspektrum wie beispielsweise bei 1305 in 13F gezeigt) des zweiten Weißlichterzeugungsabschnitts 1320 erhalten.
Somit überlappen sich gemäß diesem Beispiel mehrere verstärkte Spontanemissionslichter teilweise, um ein Ausgangsweißlicht mit einem breitbandigeren Wellenlängenbereich bereitzustellen, wodurch eine breitbandige Weißlichtquelle geschaffen wird. In diesem Beispiel sind die aktiven Fasern nicht auf EDFs, TDFs oder Silikat-Raman-Fasern begrenzt, solange wie sie die notwendigen Bedingungen erfüllen. Die beiden aktiven Fasern können eine beliebige Kombination aus einer mit einem seltenen Erdmetall dotierten Faser, einer optischen Faser zur Raman-Verstärkung (z.B. eine Silikat-Raman-Faser oder eine Tellurit-Raman-Faser), einem Halbleiter, einem mit einem seltenen Erdmetall dotierten Wellenleiter oder einem massiven Wellenleiter mit einem Farbzentrum sein.
Somit schafft die vorliegende Erfindung eine Weißlichtquelle mit einem Ausgangsspektrum mit einem breiten Band und einer hohen Leistungsdichte, wie es zuvor nicht geschaffen wurde.
Beispiel 5
Dieses Beispiel stellt die oben beschriebene zweite Ausführungsform des ersten Aspekts dar. 14A ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Weißlichtquelle dieses Beispiels zeigt.
Dieses Beispiel weist einen Aufbau ähnlich demjenigen des Beispiels 2-2, das oben beschrieben wurde, auf, unterscheidet sich aber davon hauptsächlich in den folgenden Punkten: in diesem Beispiel ist ein Demultiplexer 1400 an der Seite des Isolators 14 der Raman-Faser 23 (der Seite, von der verstärktes Spontanemissionslicht a eingegeben wird) angeordnet, und ein Multiplexer 1410 ist an der Ausgangsseite des Isolators 24 angeordnet. Die anderen Teile des Aufbaus und die anderen Faserbedingungen sind ähnlich wie diejenigen des Beispiels 2-2, das oben beschrieben wurde.
In diesem Beispiel werden langwellige Komponenten des verstärkten Spontanemissionslichts a, das auf den Demultiplexer 1400 eintrifft, zur Ra man-Faser 23 geleitet, während kurzwellige Komponenten zum Multiplexer 1410 geleitet werden. Dieses Beispiel ist auf diese Weise aufgebaut, da in der Raman-Faser die kurzwelligen Komponenten ebenfalls als Pumplicht verwendet werden und somit verloren gehen. D.h., die Raman-Faser 23 weist eine geringe Raman-Verstärkung in einem Wellenlängenteil in der Nähe der Pumplichtwellenlänge auf, so dass das verstärkte Spontanemissionslicht a einem Verlust unterliegt, der dem Faserverlust bzw. der Faserdämpfung der Raman-Faser 23 entspricht. Dementsprechend weist das Ausgangsspektrum des Weißlichts unter Verwendung des Demultiplexers 1400 und des Multiplexers 1410 zur Umgehung wie in diesem Beispiel eine höhere Leistungsdichte in einem Wellenlängenteil in der Nähe der Pumplichtwellenlänge der Raman-Faser auf. Somit ist es vorteilhaft, die Komponenten eines Wellenlängenteils (kurzer Wellenlängenteil) in der Nähe der Pumplichtwellenlänge zu demultiplexen.
Die langwelligen Komponenten, die von dem Demultiplexer 1400 gedemultiplext werden, werden in der Raman-Faser 23 verstärkt und zum verstärkten Spontanemissionslicht, das in der Raman-Faser 23 erzeugt wird, addiert. Das verstärkte Spontanemissionslicht b, das von der Raman-Faser 23 ausgesendet wird, wird in den Multiplexer 1410 eingegeben und dann mit den kurzwelligen Komponenten gemultiplext, um ein Ausgangslicht c zu erzeugen.
Ein Spektrum des Ausgangslichts c ist bei 1403 in 14B dargestellt. Dieses Beispiel schafft Weißlicht mit einem Ausgangsspektrum mit einer breitbandigen Wellenlänge zwischen etwa 1.430 nm und etwa 1.540 nm. Somit schafft dieses Beispiel Ausgangslicht c mit einem Ausgangsspektrum mit einer viel breitbandigeren Wellenlänge.
In dem oben beschriebenen Betrieb wird die Grenze zwischen den kurzwelligen Komponenten und den langwelligen Komponenten auf die folgende Weise bestimmt. D.h., das verstärkte Spontanemissionslicht a, das die Raman-Faser 23 durchlaufen hat, erfährt eine Dämpfung entsprechend der Faserdämpfung der Raman-Faser 23, wie es oben beschrieben wurde.
Dementsprechend kann die Grenzwellenlänge für den Demultiplexer 1400 auf einen derartigen Wert eingestellt werden, dass die Raman-Faser 23 eine Nenn-Raman-Verstärkung von 0 dB aufweist. In diesem Beispiel beträgt die Grenzwellenlänge z.B. 1.470 nm.
Dieses Beispiel ermöglicht ebenfalls eine Änderung der aktiven Fasern und von deren Aufbau, wie es in Beispiel 2-2, das oben beschrieben wurde, gezeigt ist.
Beispiel 6
Dieses Beispiel stellt die oben beschriebene erste Ausführungsform des zweiten Aspekts dar. 15 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Weißlichtquelle dieses Beispiels zeigt.
Die Weißlichtquelle in 15 verwendet eine optische Faser als eine aktive Faser, die Weißlicht ausgibt. Die mit einem seltenen Erdmetall dotierte Faser 13, beispielsweise eine Er- oder Tm-dotierte Faser oder die Raman-Faser zur Raman-Verstärkung, kann geeignet als diese optische Faser verwendet werden.
In diesem Beispiel ist in einem Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht 1510 ein Spiegel vorgesehen, der an einem Ende der aktiven Faser vorgesehen ist. In dieser Weißlichtquelle ist in dem Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht 1510 ein Isolator vorgesehen, der an dem anderen Ende der aktiven Faser vorgesehen ist.
In dem Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht 1510 ist in diesem Beispiel eine Pumplichtquelle 11 vorgesehen, die mit der aktiven Faser 13 oder 23 über den Multiplexer 12 verbunden ist.
Der Betrieb dieses Beispiels wird anhand z.B. einer Er-dotierten Faser als eine aktive Faser beschrieben (EDF: Er-Dotierkonzentration: 1.000 wt.ppm, Faserlänge: 20 m, Pumplichtquellenwellenlänge 1.480 nm).
In dem Weißlichterzeugungsabschnitt 1520 in diesem Beispiel wird die Er-dotierte Faser 13 mit Pumplicht von der Pumplichtquelle 11 gepumpt, um verstärktes Spontanemissionslicht zu erzeugen. Von diesem verstärkten Spontanemissionslicht wird Licht a, das von der Er-dotierten Faser 13 zum Multiplexer 12 ausgesendet wird, durch den Multiplexer 12 und den Isolator 14 ausgegeben. Außerdem wird verstärktes Spontanemissionslicht b, das von der aktiven Faser 13 in einer Richtung weg vom Multiplexer 12 ausgesendet wird, durch den Spiegel 26 reflektiert und danach in die Er-dotierte Faser 13 erneut zur Verstärkung eingegeben. Das verstärkte Licht wird von der Er-dotierten Faser 13 zum Multiplexer 12 ausgesendet. D.h., das verstärkte Licht verbindet sich mit dem verstärkten Spontanemissionslicht a, das von der Er-dotierten Faser 13 ausgesendet wird. Demzufolge wird sämtliches verstärktes Spontanemissionslicht als Weißlicht d ausgegeben, ohne dass irgendein Teil nicht berücksichtigt wird.
Somit schafft dieses Beispiel Weißlicht mit einer höheren Leistungsdichte als eine Weißlichtquelle wie z.B. diejenige, die in 1A gezeigt ist.
Außerdem wird Pumplicht c, das die Er-dotierte Faser 13 durchlaufen hat, ohne dadurch absorbiert zu werden, von dem Spiegel 26 reflektiert und gelangt dann zurück zur Er-dotierten Faser 13, um diese zu pumpen.
In diesem Beispiel weist der Spiegel 26 vorzugsweise ein hohes Reflexionsvermögen sowohl für das verstärkte Spontanemissionslicht als auch für das Pumplicht auf. Außerdem kann der Spiegel eine Spiegelfläche mit einem auf dem Faserende abgeschiedenen Goldfilm oder Ähnlichem und eine Kombination aus einer Faser, einer Sammellinse und einem plattenförmigen Reflektor (der plattenförmige Reflektor ähnelt demjenigen, der als gewöhnliche Spiegelplatte genannt wird) sein.
Somit ist dieses Beispiel wirksam, da sämtliches verstärktes Spontanemissionslicht als Weißlicht ausgegeben wird, ohne dass irgendein Teil nicht berücksichtigt wird. Außerdem kann Pumplicht ebenfalls verwendet werden, ohne dass irgendein Teil nicht berücksichtigt wird, wodurch die Pumpeffizienz der Weißlichtquelle verbessert wird. Demzufolge kann Weißlicht mit erhöhter Leistung (erhöhte Leistungsdichte) ausgegeben werden. Außerdem kann eine kostengünstigere Pumplichtquelle mit niedrigem Ausgang verwendet werden.
Außerdem sind die aktiven Fasern, die in der vorliegenden Erfindung verfügbar sind, nicht auf EDFs begrenzt, solange wie sie den Bedingungen genügen, bei denen die Weißlichtquelle dieses Beispiels aufgebaut werden kann. Die aktive Faser kann eine mit einem seltenen Erdmetall dotierte Faser (z.B. eine TDF), eine optische Faser zur Raman-Verstärkung (z.B. eine Silikat-Raman-Faser oder eine Tellurit-Raman-Faser), ein Halbleiter, ein mit einem seltenen Erdmetall dotierter Wellenleiter oder ein massiver Wellenleiter mit einem Farbzentrum sein.
Außerdem ist die Anbringung des Spiegels, der ein Merkmal dieses Beispiels ist, auf die Beispiele 1 bis 5, die oben beschrieben wurden, anwendbar. D.h., es werden durch Ersetzen des Abschlusses in jedem der Beispiele 1 bis 5 durch den Spiegel ähnliche Effekte wie diejenige dieses Beispiels erzielt.
Beispiel 7
Dieses Beispiel stellt die oben beschriebene erste Ausführungsform des zweiten Aspektes dar. 16 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Weißlichtquelle dieses Beispiels zeigt.
Wie es in 16 gezeigt ist, ähnelt dieses Beispiel dem Beispiel 6, das oben beschrieben wurde, unterscheidet sich davon jedoch in den folgenden Punkten: im Beispiel 7 wird der Faraday-Rotator-Spiegel 28 anstelle des normalen Spiegels 26 des Beispiels 6 verwendet. 16 zeigt ein Beispiel dieses Aufbaus. Eine Weißlichtquelle dieses Aufbaus wird auf ähnliche Weise wie im Beispiel 6, das oben beschrieben wurde, betrieben, mit Ausnahme des Spiegels. Der Aufbau dieses Beispiels und die Bedingungen für die aktiven Fasern und weitere ähneln denjenigen des Beispiels 6 mit Ausnahme des obigen Unterschiedes.
In diesem Beispiel wird durch den Faraday-Rotator-Spiegel 28 ein linear polarisierter Teil eines verstärkten Spontanemissionslichts, das von dem Faraday-Rotator-Spiegel 28 zur aktiven Faser 13 oder 23 zurückkehrt, um 90° in Bezug auf verstärktes Spontanemissionslicht, das von der aktiven Faser 13 ausgesendet wird, gedreht.
In diesem Beispiel verbessert die Verwendung des Faraday-Rotator-Spiegels die Stabilität der Ausgangsleistung, die erhalten wird, wenn der Weißlichtausgang hoch eingestellt ist, wodurch der maximale Wert der Ausgangsleistung erhöht wird.
17 zeigt ein Beispiel eines Ausgangsspektrums in diesem Beispiel (das erhalten wird, wenn eine Thulium-dotierte Faser als eine aktive Faser verwendet wird). Wie es in dieser Figur gezeigt ist, weist die Ausgangsleistung einen erhöhten Maximalwert im Vergleich zur Verwendung eines normalen Spiegels auf. D.h., wenn die Ausgangsleistung von Weißlicht eine zeitweilige Stabilität von etwa 0,1 dB oder weniger aufrechterhält, erhöht sich der Maximalwert der Ausgangsleistung um etwa 7 dB im Vergleich zur Verwendung eines normalen Spiegels.
Offensichtlich kann die obige Beschreibung nicht nur für dieses Beispiel und das Beispiel 6 angewendet werden, sondern ebenfalls für die Beispiele 1 bis 5, bei denen ein Spiegel anstelle des Abschlusses verwendet wird. D.h., es werden Wirkungen ähnlich denjenigen, die oben beschrieben wurden, durch Ersetzen des Spiegels in jedem der Beispiele 1 bis 5 durch einen Faraday-Rotator-Spiegel erhalten.
Beispiel 8
Dieses Beispiel stellt einen zweiten Aspekt dar. 18 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Weißlichtquelle dieses Beispiels zeigt.
Die Weißlichtquelle, die in 18 gezeigt ist, besteht aus zwei Weißlichtquellen, die parallel geschaltet sind, wobei die Weißlichtquellen jeweils dieselben sind wie diejenige des Beispiels 6, das in 15 gezeigt ist. Dementsprechend werden die Weißlichterzeugungsabschnitte 1810 und 1820 wie in Beispiel 6 beschrieben betrieben. Außerdem weisen verstärkte Spon tanemissionslichter a und b, die von diesen Weißlichterzeugungsabschnitten erhalten werden, Charakteristika wie die im Beispiel 6 beschriebenen auf. Außerdem können viele Modifikationen der Bedingung wie beispielsweise die Auswahl der aktiven Fasern erfolgen, wie es im Beispiel 6 beschrieben wurde.
In diesem Beispiel senden die erste aktive Faser 13a und die zweite aktive Faser 13b, die in 18 gezeigt sind, jeweils verstärktes Spontanemissionslicht a und b mit unterschiedlichen Wellenlängenbändern aus. Um die unterschiedlichen Wellenlängenbänder zu erhalten, können unterschiedliche Längen der aktiven Fasern 13a und 13b (z.B. 10 m und 50 m) verwendet werden. Die Wellenlängen (λ1 und λ2) der Pumplichtquellen für die optischen Fasern 13a und 13b können dieselben oder unterschiedlich sein. Verstärkte Spontanemissionslichter, die von den aktiven Fasern 13a und 13b ausgesendet werden, werden durch den ausgangsseitigen Multiplexer 16 gemultiplext, um zu einem Ausgangslicht d zu führen. In der Figur bezeichnen die Bezugszeichen 11 und 21 die Pumplichtquellen, 12 und 22 bezeichnen Multiplexer und 26a und 26b bezeichnen Spiegel.
Die verstärkten Spontanemissionslichter a und b, die von diesem Beispiel bereitgestellt werden, weisen z.B. Wellenlängenbereiche von 1.525 bis 1.560 nm und von 1.565 bis 1.610 nm auf, wenn die optischen Fasern 13a und 13b mit Er dotiert sind (und jeweils Er-Dotierdichten von 1.000 wt.ppm und 2.000 wt.ppm und jeweils Faserlängen von 10 m und 20 m aufweisen) und wenn die Pumplichtwellenlängen λ1 und λ2 beide 1.48 μm betragen. Der Wellenlängenteil zwischen 1.560 nm und 1.565 nm ist nicht verfügbar (ein totes Band), der durch die Wellenlängentrenncharakteristik des ausgangsseitigen Multiplexers 16 bestimmt wird. Außerdem weist das Weißlicht d Wellenlängenbereiche von 1.515 bis 1.560 nm und von 1.565 bis 1.610 nm auf, wenn die Pumplichtwellenlängen λ1 und λ2 jeweils 0,98 und 1,48 μm betragen. Der Wellenlängenbereich a des verstärkten Spontanemissionslichts, das erhalten wird, wenn die aktive Faser 13a mit 0,98 μm gepumpt wird, ist jedoch auf der kurzwelligen Seite etwa 10 nm breiter als der Wellenlängenbereich des verstärkten Spontanemissionslichts b, das erhalten wird, wenn mit 1,48 μm gepumpt wird. Dementsprechend schafft die Ver wendung einer derartigen Pumpwellenlänge den Vorteil, dass ein breiteres Wellenlängenband erhalten wird.
In dem obigen Beispiel sind die aktiven Fasern 13a und 13b mit Er dotiert, aber wenn Silikat-Raman-Fasern (Faserlänge: 5 km) als die aktiven Fasern 13a und 13b verwendet werden, weist die Weißlichtquelle die folgende Charakteristik auf: das Ausgangslicht d weist Wellenlängenbereiche von 1.420 bis 1.500 nm und von 1.520 bis 1.600 nm auf, wenn die Pumplichtwellenlängen λ1 und λ2 jeweils 1.500 und 1.400 nm betragen. Somit schafft dieses Beispiel eine effiziente breitbandige Weißlichtquelle.
Da die Weißlichterzeugungsabschnitte 1810 und 1820 in diesem Beispiel auf ähnliche Weise wie im oben beschriebenen Beispiel 6 aufgebaut sind, schafft dieses Beispiel eine Weißlichtquelle mit Charakteristika, die denjenigen der Weißlichtquelle des Beispiels 6 ähneln. D.h., die Weißlichtquelle dieses Beispiels kann Weißlicht mit erhöhter Leistung (einer erhöhten Leistungsdichte) ausgeben. Daher kann eine kostengünstigere Pumplichtquelle mit niedrigem Ausgang verwendet werden.
Außerdem verwendet das oben beschriebene Beispiel zwei Wellenlängenbänder von verstärkten Spontanemissionslichtern, aber es wird darauf hingewiesen, dass die obige Beschreibung ebenfalls für die Verwendung von drei Wellenlängenbändern geeignet ist. D.h., bei drei Wellenlängenbändern kann eine Einheit für das dritte Wellenlängenband der Weißlichtquelle in
18 hinzugefügt werden, und der ausgangsseitige Multiplexer zum Multiplexen von zwei Wellenlängenbändern kann in einen zum Multiplexen von drei Wellenlängenbändern geändert werden.
Beispiel 9
Dieses Beispiel stellt die zweite Ausführungsform des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung dar. 19A ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Weißlichtquelle dieses Beispiels zeigt.
Wie es in 19A gezeigt ist, besteht dieses Beispiel aus zwei Weißlichtquellen, die in einem Tandem verbunden sind, wobei die Weißlichtquel len jeweils dieselben sind wie diejenige des Beispiels 6. D.h., ein erster Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht, der aus der aktiven Faser 13a, dem Multiplexer 12 und der Pumplichtquelle 11 besteht, und ein zweiter Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht, der aus der aktiven Faser 13b, dem Multiplexer 22 und der Pumplichtquelle 21 besteht, weisen jeweils den Spiegel 26a oder 26b auf, der an einem Ende vorgesehen ist. Außerdem ist der Zirkulator 27 zwischen den ersten und zweiten Abschnitten zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht vorgesehen.
In diesem Beispiel wird verstärktes Spontanemissionslicht A, das von der ersten aktiven Faser 13a ausgesendet wird, in die zweite aktive Faser 13b über den Zirkulator 27 eingegeben. Demzufolge wird Licht A in der aktiven Faser 13b verstärkt und danach durch den Spiegel 26b zusammen mit verstärktem Spontanemissionslicht b', das in der aktiven Faser 13b erzeugt und in Richtung des Spiegels 26b ausgesendet wird, reflektiert. Das verstärkte Spontanemissionslicht b', das von dem Spiegel 26b reflektiert wird, wird erneut in die aktive Faser 13b eingegeben, wo es verstärkt wird. Das verstärkte Licht wird danach zusammen mit verstärktem Spontanemissionslicht b, das in der aktiven Faser 13b erzeugt wird, ausgegeben und in Richtung des Multiplexers 22 gesendet. Danach wird das gemultiplexte Licht von der Weißlichtquelle über den Zirkulator 27 als Ausgangslicht B ausgegeben.
In diesem Beispiel werden der erste Weißlichterzeugungsabschnitt, der die aktive Faser 13a aufweist, und der zweite Weißlichterzeugungsabschnitt, der die aktive Faser 13b aufweist, wie im Beispiel 6, das oben beschrieben wurde, betrieben, und weisen Charakteristika wie diejenigen, die im Beispiel 6 beschrieben sind, auf.
Bei diesem Aufbau wird das verstärkte Spontanemissionslicht A von der aktiven Faser 13a in die aktive Faser 13b eingegeben, wodurch die Umwandlung in der aktiven Faser 13b noch effizienter wird. D.h., in der aktiven Faser 13b wird die Leistung von Pumplicht von der Pumplichtquelle 22 in die Leistung der verstärkten Spontanemissionslichter b und b' auf effektive Weise gewandelt, wodurch eine erhöhte Leistung erhalten wird. Demzufolge wird die Pumplichtleistung der optischen Faser 13b auf oberhalb derjenigen der optischen Faser 13a erhöht, so dass die gesamte Weißlichtquelle noch effizienter als bei der herkömmlichen Weißlichtquelle die Leistung des Pumplichtes in die Leistung des verstärkten Spontanemissionslichts wandeln kann. Dieses beseitigt den Nachteil der herkömmlichen Weißlichtquelle, d.h. eine niedrige Wandlungseffizienz.
In diesem Beispiel kann als ein typisches Beispiel (1) eine TDF als die aktive Faser 13a und die Raman-Faser 23 als die aktive Faser 13b verwendet werden. Gemäß einem anderen typischen Beispiel (2) kann eine EDF als die aktive Faser 13a und die Raman-Faser 23 als die aktive Faser 13b verwendet werden. Gemäß einem noch weiteren typischen Beispiel (3) kann eine EDF als die aktive Faser 13a und eine TDF als die aktive Faser 13b verwendet werden. Als ein noch weiteres typisches Beispiel (4) können Raman-Fasern als die aktiven Fasern 13a und 13b verwendet werden.
In diesen Fällen wird das verstärkte Spontanemissionslicht b' durch den Spiegel 26b reflektiert, und das reflektierte Licht wird von einem Ausgang des Zirkulators 27 ausgesendet, um die Intensität des Ausgangs B zu erhöhen. Außerdem kann, wenn die Raman-Faser 23 als die zweite aktive Faser verwendet wird, die Pumplichteffizienz verbessert werden.
Die 19B bis 19E zeigen Ausgangsspektren, die von den typischen Beispielen (1) bis (4) erhalten werden. Die 19B bis 19E entsprechen jeweils den typischen Beispielen (1) bis (4). Insbesondere wird in 19B Weißlicht erhalten, das ein Spektrum 1901 aufweist, das durch Multiplexen der Ausgangsspektren 1902 und 1903 von der TDF und der Raman-Faser erhalten wird. Auf ähnliche Weise wird in 19C Weißlicht erhalten, das ein Spektrum 1904 aufweist, das durch Multiplexen der Ausgangsspektren 1906 und 1905 von der EDF und der Raman-Faser erhalten wird. Auf ähnliche Weise wird Weißlicht erhalten, das das Spektrum, das bei 1907 in 19D gezeigt ist, aufweist, und das Spektrum, das bei 1908 in 19E gezeigt ist. Insbesondere schafft der Aufbau dieses Beispiels Weißlicht mit einer Leistungsdichte eines speziellen Wertes oder mehr über sämtliche Breitbandwellenlängen sogar bei einer Kombination von mit einem seltenen Erdmetall dotierten Fasern wie es bei 1907 in 19D gezeigt ist.
In diesem Beispiel können verschiedene Bedingungen einschließlich der Auswahl der aktiven Fasern denjenigen des Beispiels 6, das oben beschrieben wurde, ähneln.
Beispiel 10
Dieses Beispiel stellt einen zweiten Aspekt dar. 20 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Weißlichtquelle dieses Beispiels zeigt.
Wie es in 20 gezeigt ist, ähnelt dieses Beispiel dem Beispiel 1, das oben beschrieben wurde, unterscheidet sich jedoch davon in den folgenden Punkten: dieses Beispiel ist derart aufgebaut, dass der Abschluss der Weißlichtquelle des Beispiels 1 durch den Spiegel 26a ersetzt ist und dass der Spiegel 26b zwischen den ersten und zweiten Abschnitten zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht vorgesehen ist.
In diesem Beispiel, wie es in 20 dargestellt ist, ist der Wellenlängenbereich (Wellenlängenteil x) eines verstärkten Spontanemissionslichts a, das von der aktiven Faser 13a ausgesendet wird, nicht derselbe wie der Wellenlängenbereich (Wellenlängenteil y) eines verstärkten Spontanemissionslichts b, das von der aktiven Fasern 13b ausgesendet wird, sondern diese Wellenlängenbereiche weisen einen überlappenden Bereich (Wellenlängenteil z) auf. Außerdem sind die Leistungsspektren der verstärkten Spontanemissionslichter a und b in den Wellenlängenteilen x und y nicht flach.
Von dem verstärkten Spontanemissionslicht der aktiven Faser 13b erlaubt der Spiegel 26b, dass ein bestimmter Wellenlängenbereich einschließlich des Wellenlängenteils x total oder teilweise durchgelassen wird, während der gesamte andere Wellenlängenbereich einschließlich des Wellenlängenteils z total oder teilweise reflektiert wird. Ein Beispiel für einen derartigen Spiegel ist ein dielektrisches Normaleinfallsmehrschichtfilter oder ein gechirptes Faser-Bragg-Gitter.
Ein verstärktes Spontanemissionslicht von der aktiven Faser 13b wird in die aktive Faser 13a eingegeben und darin verstärkt. Danach wird das verstärkte Licht durch den Spiegel 26a reflektiert und danach in Richtung der aktiven Faser 13a gesendet. Ein verstärktes Spontanemissionslicht, das von dem Spiegel 26b zum Spiegel 26a ausgesendet wird, wird von dem Spiegel 26b reflektiert und danach in Richtung der aktiven Faser 13b gesendet. Als Ergebnis wird Weißlicht erhalten, das einen abgeflachten breitbandigen Wellenlängenbereich mit den Wellenlängenteilen x und y aufweist.
Die aktiven Fasern, die in diesem Beispiel verfügbar sind, ähneln denjenigen, die im Beispiel 6 beschrieben wurden. Außerdem ähneln verschiedene Bedingungen einschließlich der Auswahl der aktiven Fasern denjenigen, die im Beispiel 6, das oben beschrieben wurde, beschrieben sind.
Wenn z.B. eine Erbium-dotierte Faser mit einer Dichte von 1.000 wt.ppm und einer Länge von 25 m als die aktive Faser 13a verwendet wird, und eine Erbium-dotierte Faser mit einer Dichte von 1.000 wt.ppm und einer Länge von 10 m als die aktive Faser 13b verwendet wird, beträgt der Wellenlängenteil x = 1.550 bis 1.610 nm, der Wellenlängenteil y = 1.530 bis 1.580 nm und der Wellenlängenteil z = 1.550 bis 1.580 nm.
Beispiel 11
Dieses Beispiel stellt einen zweiten Aspekt dar. Dieses ist ein spezielleres Beispiel des Beispiels 10. 21 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Weißlichtquelle dieses Beispiels zeigt.
In diesem Beispiel, wie es in 21 gezeigt ist, ist die optische Faser 13b des Beispiels 10 mit Er dotiert (zur C-Band-Verstärkung), und die optische Faser 13a ist mit Er dotiert (für die L-Band-Verstärkung). Die Pumplichtwellenlängen λ1 und λ2 der Er-dotierten Fasern 13b und 13a betragen jeweils 1,48 μm. Außerdem besteht der Spiegel 26b in Beispiel 10 aus einem Fasergitter (FG) vom Chirptyp 20. Das FG vom Chirptyp 20 reflektiert ein verstärktes Spontanemissionslicht mit dem C-Band und lässt ein verstärktes Spontanemissionslicht mit dem L-Band durch.
Dementsprechend werden C-Band-Komponenten eines verstärkten Spontanemissionslichts b', das in der Er-dotierten Faser 13b erzeugt wird und zum FG vom Chirptyp 20 ausgesendet wird, durch das FG vom Chirptyp 20 reflektiert, während dessen L-Band-Komponenten durch das FG vom Chirptyp 20 hindurchgelangen. In diesem Beispiel weist ein Spektrum der C-Band-Komponenten eine höhere Leistungsdichte als das Spektrum der L-Bandkomponenten auf. Die L-Bandkomponenten, die durch das FG vom Chirptyp 20 gelangen, werden in der Er-dotierten Faser 13a verstärkt und danach durch den Spiegel 26 zur Er-dotierten Faser 13 reflektiert. Während des Durchlaufens der Er-dotierten Faser 13a und danach der Er-dotierten Faser 13b wird das reflektierte Licht verstärkt und danach von der Weißlichtquelle als Ausgangslicht d ausgesendet.
Wie es oben beschrieben wurde, verwendet dieses Beispiel effizient verstärktes Spontanemissionslicht mit dem L-Band, das in den Er-dotierten Fasern 13a und 13b erzeugt wird, wodurch Weißlicht mit einem Ausgangsspektrum, das in dem C-Band bis zum L-Band abgeflacht ist, effizient erzeugt wird.
Die aktiven Fasern, die in diesem Beispiel verfügbar sind, beinhalten diejenigen, die im Beispiel 6 beschrieben wurden, zusätzlich zu denjenigen, die oben beschrieben wurden, solange wie sie die oben beschriebenen Bedingungen erfüllen.
Beispiel 12
Dieses Beispiel stellt einen zweiten Aspekt dar. Dieses ist ein anderes noch spezielleres Beispiel des Beispiels 10. 22 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Weißlichtquelle dieses Beispiels zeigt.
Dieses Beispiel, wie es in 22 gezeigt ist, verwendet einen Aufbau ähnlich demjenigen des Beispiels 11, unterscheidet sich jedoch davon in dem Aufbau des FG vom Chirptyp 20. Dieses Beispiel verwendet einen Spiegel 51. Der Spiegel 51 besteht aus einem Multiplexer und Demultiplexer 51a, der die C- und L-Bänder betrifft, und einen Spiegel 51b. Der Multiplexer und Demultiplexer 51a ist ein dielektrischer Mehrschichtfilm oder ein Faserkoppler. Außerdem weist der Spiegel 51 im Allgemeinen mehr Elemente als der Spiegel 26b im Beispiel 10 auf, aber es werden andere Teile zur Licht wellenlängentrennung und zur Reflexion verwendet, und er kann leicht hergestellt werden, wodurch notwendige Charakteristika noch einfacher und noch kostengünstiger bereitgestellt werden. Die Operationen und Wirkungen und die Bedingungen für diese Weißlichtquelle ähneln denjenigen des Beispiels 11.
Beispiel 13
Dieses Beispiel stellt einen zweiten Aspekt dar. Dieses ist ein anderes Beispiel des Beispiels 10. 23 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Weißlichtquelle dieses Beispiels zeigt.
Dieses Beispiel, das in 23 gezeigt ist, weist einen Aufbau ähnlich demjenigen des Beispiels 10 auf, unterscheidet sich jedoch davon hauptsächlich in den folgenden Punkten: im Beispiel 13 werden Raman-Fasern als die aktiven Fasern 13a und 13b verwendet. Die Raman-Faser beinhaltet eine Silikat-Raman-Faser und eine Tellurit-Raman-Faser. Bedingungen wie z.B. die Faserlänge der Raman-Fasern kann geeignet ausgewählt werden. Es können z.B. 5-km-Silikat-Raman-Fasern verwendet werden. Die Pumplichtwellenlängen λ1 und λ2 der Raman-Fasern 13b und 13a betragen jeweils 1,48 μm. Außerdem ist ein Spektrumausgleicher 61 zwischen einem zweiten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht, der die aktive Faser 13b aufweist, und einem ersten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht, der die aktive Faser 13a aufweist, vorgesehen. Außerdem reflektiert in diesem Fall der Spiegel 26 ein verstärktes Spontanemissionslicht b', das von der aktiven Faser 13a ausgesendet wird.
Im Allgemeinen weisen die Spektren der verstärkten Spontanemissionslichter, die in den Raman-Fasern 13a und 13b erzeugt werden, eine höhere Intensität auf der langwelligen Seite auf, d.h. die Spektrumkurven auf der rechten Seite, wie es in 24A gezeigt ist. Somit wird der Spektrumausgleicher zwischen den ersten und zweiten Abschnitten zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht verwendet, um das Spektrum eines Ausgangsweißlichtes abzuflachen (Verbreitern des Wellenlängenbandes) und den Ausgang zu erhöhen. 24B zeigt ein Beispiel eines Übertragungsverlustspektrums des Spektrumausgleichers. Das Spektrum des ver stärkten Spontanemissionslichts der 24A und das Spektrum von dem Spektrumausgleicher in 24B weisen entgegengesetzte Charakteristika auf, so dass das Spektrum eines Weißlichts, das durch den Spektrumausgleicher gelangt ist, abgeflacht werden kann.
Somit kann gemäß diesem Beispiel das Spektrum eines Ausgangslichts von der Weißlichtquelle abgeflacht werden.
In diesem Beispiel wurden beispielhaft zwei Abschnitte zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht verwendet, aber es können mehr Abschnitte zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht verwendet werden. In diesem Fall kann ein Spektrumausgleicher zwischen irgend einem Paar der Abschnitte zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht vorgesehen sein, aber ist vorzugsweise zwischen jedem der Paare der Abschnitte zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht vorgesehen.
Beispiel 14
Dieses Beispiel stellt einen zweiten Aspekt dar. Dieses ist ein anderes Beispiel des Beispiels 13. 25 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Weißlichtquelle dieses Beispiels zeigt.
Dieses Beispiel, wie es in 25 gezeigt ist, weist einen Aufbau ähnlich demjenigen des Beispiels 13 auf, unterscheidet sich jedoch davon hauptsächlich in den folgenden Punkten: im Beispiel 14 wird ein Spiegel 71 (der aus einem Faserkoppler 71a und einem Spiegel 71b besteht) anstelle des Spektrumausgleichers des Beispiels 13 verwendet. Dementsprechend ähnelt dieses Beispiel ebenfalls dem Beispiel 12.
Dieses Beispiel wird im Wesentlichen ähnlich wie das oben beschriebene Beispiel 13 betrieben. Es wird jedoch ein verstärktes Spontanemissionslicht, das von der Raman-Faser 13b zur Seite des Multiplexers 12 ausgesendet wird, in den Spiegel 71 eingegeben, und diejenigen Komponenten des verstärkten Spontanemissionslichts, die nicht in die Raman-Faser 13a einfallen, werden durch den Spiegel 71b reflektiert, der mit dem Faserkopp ler 71a verbunden ist, und zur Raman-Faser 13b zurückgegeben, wo sie verstärkt werden. Demzufolge erzielt dieses Beispiel gleichzeitig einen Ausgleich des Spektrums des verstärkten Spontanemissionslichts und eine Erhöhung der Weißlichterzeugungseffizienz.
26B zeigt ein Beispiel eines Übertragungsverlustspektrums des Faserkopplers 71a. Das Spektrum des verstärkten Spontanemissionslichts der 26A und das Übertragungsverlustspektrum des Faserkopplers der 26B weisen entgegengesetzte Charakteristika auf, so dass das Spektrum eines Weißlichts, das durch den Spektrumausgleicher läuft, abgeflacht werden kann.
In diesem Beispiel wurden zwei Abschnitte zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht verwendet, aber es können mehr Abschnitte zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht verwendet werden. In diesem Fall kann ein Spektrumausgleicher zwischen irgendeinem Paar von Abschnitten zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht vorgesehen sein, aber vorzugsweise ist ein solcher zwischen jedem der Paare der Abschnitte zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht vorgesehen.
Beispiel 15
Dieses Beispiel stellt den zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung dar. Dieses ist ein anderes Beispiel des Beispiels 13. 27 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Weißlichtquelle dieses Beispiels zeigt.
Das Beispiel in 27 weist einen Aufbau ähnlich demjenigen des Beispiels 2, das oben beschrieben wurde, auf, unterscheidet sich jedoch davon in den folgenden Punkten: im Beispiel 2 ist der Abschluss 15 an der Seite der aktiven Faser 13 gegenüber der Seite des Multiplexers 12 zum Abschluss ohne Reflexion vorgesehen, wobei ein verstärktes Spontanemissionslicht, das zur Seite des Abschlusses ausgesendet wird, unberücksichtigt bleibt. Andererseits ist in diesem Beispiel der Spiegel 26 anstelle des Abschlusses 15 vorgesehen, um das verstärkte Spontanemissionslicht, das zum Spiegel ausgesendet wird, zur aktiven Faser 13 zu reflektieren und zurückzugeben. Als Ergebnis wird in diesem Beispiel ein verstärktes Spontanemissionslicht, das in Richtung der Seite des Multiplexers 12 aus der aktiven Faser 13 ausgesendet wird, im Vergleich zu demjenigen des Beispiels 2 vergrößert. Dieses ist ein Vorteil dieses Beispiels. Außerdem wird, wenn ein Teil des Pumplichtes von der Pumplichtquelle 11 durch den Spiegel durch die aktive Faser 13 im Beispiel 2 durchgelassen wird, der durchgelassene Teil nicht berücksichtigt. In diesem Beispiel jedoch wird dieser Teil reflektiert, so dass er in die aktive Faser 13 zum Recyceln einfällt, wodurch die Pumpeffizienz der aktiven Faser 13 erhöht wird.
Verschiedene Bedingungen für dieses Beispiel wie beispielsweise die Operationen und die Auswahl der aktiven Fasern sind wie im Beispiel 2, das oben beschrieben wurde.
In dem Aufbau der 27 wird z.B. eine mit einem seltenen Erdmetall dotierte Faser wie beispielsweise eine Er- oder Tm-dotierte Faser als die erste aktive Faser 13 verwendet, und eine Raman-Faser wie beispielsweise eine Silikat-Raman-Faser wird als die zweite aktive Faser 23 verwendet. In diesem Beispiel können jedoch mit einem seltenen Erdmetall dotierte Fasern als die ersten und zweiten aktiven Fasern verwendet werden. In diesem Fall ähnelt der Aufbau demjenigen des Beispiels 1 mit der Ausnahme, dass der Abschluss 15 durch den Spiegel 26 ersetzt ist. Dementsprechend sind die Bedingungen für das Pumplicht und weitere des Beispiels 1 für dieses Beispiel anwendbar.
Beispiel 16
Dieses Beispiel stellt den zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung dar. 28 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Weißlichtquelle dieses Beispiels zeigt.
28 zeigt eine Variation des Beispiels 5, das oben beschrieben wurde. Dementsprechend weist dieses Beispiel einen Aufbau ähnlich demjenigen des Beispiels 5 auf, unterscheidet sich jedoch davon in den folgenden Punkten: im Beispiel 5 werden der Demultiplexer 1400 und der Multiplexer 1410 verwendet, um kurzwellige und langwellige Komponenten zu demultiplexen und multiplexen. In diesem Beispiel werden jedoch ein einziger Wellenlängentrenner 2800 (in diesem Beispiel mit "Vorrichtung 2800" bezeichnet), der beide Funktionen eines Demultiplexers und eines Multiplexers aufweist (insbesondere ist dieses dasselbe wie entweder ein Demultiplexer oder ein Multiplexer), der Zirkulator 27 und die beiden Spiegel 26a und 26b verwendet.
In diesem Beispiel wird mit der Vorrichtung 2800, die die Funktionen sowohl des Demultiplexers als auch des Multiplexers aufweist, langwellige Komponenten eines verstärkten Spontanemissionslichts, das von dem Spiegel 26a reflektiert wird, mit kurzwelligen Komponenten eines verstärkten Spontanemissionslichts, das von dem Spiegel 26b reflektiert wird, der die Vorrichtung 2800 begleitet, gemultiplext, und danach wird das gemultiplexte Licht von einem Ausgangsanschluss der Vorrichtung 2800 über den Zirkulator 27 ausgegeben. In diesem Fall weist, da die langwelligen Komponenten des verstärkten Spontanemissionslichts zweimal in der Raman-Faser 23 verstärkt werden, dieses Beispiel den Vorteil auf, dass die Leistungsdichte eines Ausgangslichts d von der Weißlichtquelle erhöht wird. Außerdem kann offensichtlich die Leistungsdichte des Ausgangslichts von dem verstärkten Spontanemissionslicht a durch Ersetzen des Abschlusses 15 der aktiven Faser 13 (Tm-dotierte Faser) durch einen Spiegel erhöht werden.
Beispiel 17
Dieses Beispiel stellt den zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung dar. 29 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Weißlichtquelle dieses Beispiels zeigt.
29 zeigt eine Variation des Beispiels 4, das oben beschrieben wurde. Dementsprechend weist dieses Beispiel einen Aufbau ähnlich demjenigen des Beispiels 4 auf, unterscheidet sich jedoch davon in den folgenden Punkten: im Beispiel 4 weisen die ersten und zweiten Weißlichterzeugungsabschnitte 410 und 420 jeweils die Abschlüsse 15 und 35 auf. In diesem Beispiel werden die Abschlüsse 15 und 35 jedoch durch die Spiegel 26a und 26b ersetzt.
Dementsprechend führt dieses Beispiel nicht nur Operationen ähnlich denjenigen des Beispiels 4 durch, sondern erzeugt aufgrund der Anbringung der Spiegel ebenfalls die Wirkungen, die in den Beispielen 16 und 6, die oben beschrieben wurden, beschrieben sind. D.h., ein Weißlicht d weist einen breitbandigen Wellenlängenbereich und eine erhöhte Leistungsdichte auf.
Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass in dem obigen Beispiel der Spiegel geeignet durch einen Faraday-Rotator-Spiegel ersetzt werden kann. Außerdem kann in dem obigen Beispiel der Spiegel eine Spiegelfläche mit einem auf dem Faserende abgeschiedenen Goldfilm oder ähnlichem und eine Kombination aus einer Faser, einer Sammellinse und einem plattenförmigen Reflektor (der plattenförmige Reflektor ähnelt einem als gewöhnliche Spiegelplatte bezeichneten Element) sein. Außerdem kann der Spiegel, der ein verstärktes Spontanemissionslicht total oder teilweise reflektiert, ein dielektrisches Normaleinfallsmehrschichtfilter oder ein gechirptes Faser-Bragg-Gitter sein.
Die vorliegende Erfindung wurde im Detail mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben, und es ist anhand der vorhergehenden Beschreibung für den Fachmann ersichtlich, dass Änderungen und Modifikationen möglich sind, ohne von der Erfindung in ihren breiteren Aspekten abzuweichen.

Claims

Weißlichtquelle, die mehrere Abschnitte zum Erzeugen von verstärktem Spontanemissionslicht (310, 320, 410, 420, 530, 540) aufweist, die jeweils mindestens eine aktive Faser (13a, 13b, 23) und eine Pumplichtquelle (11, 21, 31) aufweisen, wobei mindestens zwei der Abschnitte zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (310, 320, 410, 420, 530, 540) in Serie geschaltet sind, und wobei die Abschnitte zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (310, 320, 410, 420, 530, 540) verstärkte Spontanemissionslichter (301, 302; 401, 402, 403; 501, 502, 503) erzeugen, die mindestens teilweise überlappende Wellenlängenbereiche aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der aktiven Fasern (13a, 13b, 23) in den Abschnitten zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (310, 320, 410, 420, 530, 540) eine Raman-Faser (23) ist, die verstärktes Spontanstreulicht erzeugt.
Weißlichtquelle nach Anspruch 1, die einen ersten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (310, 410, 530), der mindestens eine aktive Faser (13a, 13b, 23) und eine Pumplichtquelle (11, 21, 31) aufweist, und einen zweiten Abschnitt zur Erzeugung von zweitem verstärktem Spontanemissionslicht (320, 420, 540) aufweist, der mindestens eine aktive Faser (13a, 13b, 23) und eine Pumplichtquelle (11, 21, 31) aufweist, wobei mindestens eine von der aktiven Faser (13a, 13b, 23), die in ersten dem Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (310, 410, 530) enthalten ist, und der aktiven Faser (13a, 23b, 23), die in dem zweiten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (320, 420, 540) enthalten ist, eine Raman-Faser (23) ist, die verstärktes Spontanstreulicht erzeugt, wobei die ersten und zweiten Abschnitte zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (310, 320, 410, 420, 530, 540) in Serie geschaltet sind, und wobei die ersten und zweiten Abschnitte zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (310, 320, 410, 420, 530, 540) ein jeweiliges erstes verstärktes Spontanemissionslicht (301, 401, 402, 501, 502) und zweites verstärktes Spontanemissionslicht (302, 403, 503) erzeugen, die mindestens teilweise überlappende Wellenlängenbereiche aufweisen.
Weißlichtquelle nach Anspruch 2, die außerdem eine oder mehrere Abschnitte zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (310, 320, 410, 420, 530, 540) aufweist, die in Serie oder parallel zu den ersten und/oder zweiten Abschnitten zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (310, 320, 410, 420, 530, 540) geschaltet sind.
Weißlichtquelle nach Anspruch 1, die einen ersten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (310, 410, 420, 530), der mindestens eine aktive Faser (13a, 13b, 23) und eine Pumplichtquelle (11, 21, 31) aufweist, und einen zweiten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (320, 420, 540) aufweist, der mindestens eine aktive Faser (13a, 13b, 23) und eine Pumplichtquelle (11, 21, 31) aufweist, wobei die ersten und zweiten Abschnitte zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (310, 320, 410, 420, 530, 540) jeweils ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweisen, wobei das zweite Ende des ersten Abschnitts zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (310, 410, 530) in Serie mit dem ersten Ende des zweiten Abschnitts zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (320, 420, 540) geschaltet ist, wobei mindestens eine der aktiven Faser (13a, 13b, 23) in dem ersten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (310, 420, 530) und der aktiven Faser (13a, 13b, 23) in dem zweiten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (320, 420, 540) eine Raman-Faser (23) ist, die verstärktes Spontanstreulicht erzeugt, wobei sich die Wellenlängenbereiche eines ersten verstärkten Spontanemissionslichts (301, 401, 402, 501, 502) und eines zweiten verstärkten Spontanemissionslichts (302, 403, 503), die jeweils von den ersten und zweiten Abschnitten zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (310, 320, 410, 420, 530, 540) erzeugt werden, zumindest teilweise überlappen, wobei das erste verstärkte Spontanemissionslicht (301, 401, 402, 501, 502), das von dem ersten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (310, 410, 530) erzeugt wird, in den zweiten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (302, 420, 540) eingegeben wird, und wobei das eingegebene Emissionslicht dann mit dem zweiten verstärkten Spontanemissionslicht (302, 403, 503) kombiniert wird, das von dem zweiten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (320, 420, 540) erzeugt wird, während es durch eine zweite aktive Faser (13a, 13b, 23) in dem zweiten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (302, 420, 540) verstärkt wird, wodurch er ermöglicht wird, dass verstärktes Ausgangslicht von dem zweiten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (320, 420, 540) ausgegeben wird, wobei das verstärkte Ausgangslicht beide Wellenlängenbereiche der ersten und zweiten verstärkten Spontanemissionslichter (301, 302; 401, 402, 403; 501, 502, 503) aufweist.
Weißlichtquelle nach Anspruch 4, die außerdem einen dritten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (520) zur Erzeugung eines dritten verstärkten Spontanemissionslichts (502, 501) aufweist, der mindestens eine aktive Faser (13a, 13b, 23) und eine Pumplichtquelle (11, 21, 31) aufweist, wobei der dritte Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (520) parallel zum zweiten Ende des zweiten Abschnitts zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (302, 420, 540) geschaltet ist, und wobei das verstärkte Ausgangslicht, das von dem zweiten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (320, 420, 540) ausgegeben wird, mit dem dritten verstärkten Spontanemissionslicht (502, 501) kombiniert wird, um ein verstärktes Ausgangslicht auszugeben, das sämtliche Wellenlängenbereiche der ersten, zweiten und dritten verstärkten Spontanemissionslichter (301, 302; 401, 402, 403; 501, 502, 503) aufweist.
Weißlichtquelle nach Anspruch 4, die außerdem aufweist: einen Demultiplexer (1400), der zwischen dem zweiten Ende des ersten Abschnitts zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (310, 410, 530) und dem ersten Ende des zweiten Abschnitts zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (302, 420, 540) vorgesehen ist, einen Multiplexer (1410), der an dem zweiten Ende des zweiten Abschnitts zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (320, 420, 540) vorgesehen ist, und einen Bypasspfad, durch den entweder eine kurze oder eine lange Wellenlängenkomponente eines ersten verstärkten Spontanemissionslichts (301, 401, 402, 501, 502), das von dem ersten Abschnitt zur Erzeugung von verstärkten Spontanemissionslicht (310, 410, 530) erzeugt wird, von dem Demultiplexer (1400) zum Multiplexer (1410) geleitet wird, und wobei entweder eine kurzwellige oder eine langwellige Komponente des ersten verstärkten Spontanemissionslichts (301, 401, 402, 501, 502) durch den Demultiplexer (1400) abgetrennt wird und dann zum Multiplexer (1410) über den Bypass geleitet wird, und der verbleibende Teil des ersten verstärkten Spontanemissionslichts (301, 401, 402, 501, 502) zum Multiplexer (1410) über den zweiten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (320, 420, 540) geleitet wird.
Weißlichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Raman-Faser (23) eine Silica-Raman-Faser (23) oder eine Tellurit-Raman-Faser (23) ist.
Weißlichtquelle nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei sich zwei aktive Fasern (13a, 13b, 23) voneinander unterscheiden, und eine aktive Faser eine mit einem seltenen Erdmetall dotierte Faser ist, während eine andere aktive Fasern (13a, 13b, 23) eine Raman-Faser (23) ist.
Weißlichtquelle nach Anspruch 8, wobei die mit einem seltenen Erdmetall dotierte Faser eine thuliumdotierte Faser, eine terbiumdotierte Faser, eine Faser mit einem thuliumdotierten Kern und einem terbiumdotierten Mantel oder eine Faser mit einem thuliumdotierten Kern und einem europiumdotierten Mantel ist.
Weißlichtquelle nach Anspruch 8, wobei die mit einem seltenen Erdmetall dotierte Faser eine thuliumdotierte Faser ist, und die Raman-Faser (23) eine Silica-Raman-Faser (23) ist.
Weißlichtquelle nach Anspruch 8, wobei die mit einem seltenen Erdmetall dotierte Faser eine erbiumdotierte Faser ist, und die Raman-Faser (23) eine Silica-Raman-Faser (23) ist.
Weißlichtquelle nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die aktive Faser (13a, 13b, 23), die in dem ersten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (310, 410, 530) enthalten ist, eine thuliumdotierte Faser ist, und die aktive Faser (13a, 13b, 23), die in dem zweiten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (320, 420, 540) enthalten ist, eine Raman-Faser (23) ist.
Weißlichtquelle nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die aktive Faser (13a, 13b, 23), die in dem ersten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (310, 410, 530) enthalten ist, eine erbiumdotierte Faser ist, und die aktive Faser (13a, 13b, 23), die in dem zweiten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (320, 420, 540) enthalten ist, eine Raman-Faser (23) ist.
Weißlichtquelle nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die aktive Faser (13a, 13b, 23), die in dem ersten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (310, 410, 530) enthalten ist, eine Raman-Faser (23) ist, und die aktive Faser (13a, 13b, 23), die in dem zweiten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (320, 420, 540) enthalten ist, eine thuliumdotierte Faser ist.
Weißlichtquelle nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die aktive Faser (13a, 13b, 23), die in dem ersten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (310, 410, 530) enthalten ist, eine Raman-Faser (23) ist, und die aktive Faser (13a, 13b, 23), die in dem zweiten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (320, 420, 540) enthalten ist, eine erbiumdotierte Faser ist.
Weißlichtquelle nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die aktive Faser (13a, 13b, 23), die in dem ersten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (310, 410, 530) enthalten ist, eine Raman-Faser (23) ist, die mit Pumplicht von 1520 nm gepumpt wird, und die aktive Faser (13a, 13b, 23), die in dem zweiten Abschnitt zur Erzeugung von verstärkten Spontanemissionslicht (320, 420, 540) enthalten ist, eine Faser mit einem thuliumdotierten Kern und einem terbiumdotierten Mantel oder eine Faser mit einem thuliumdotierten Kern und einem europiumdotierten Mantel ist, die mit Pumplicht von 1200, 1400 oder 800 nm gepumpt wird, und wobei ein weißes Licht ein Ausgangsspektrum mit einem breiteren Band aufweist, das sich in Richtung einer langwelligen Seite ausdehnt.
Weißlichtquelle nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die aktive Faser (13a, 13b, 23), die in dem ersten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (310, 410, 530) enthalten ist, eine Faser mit einem thuliumdotierten Kern und einem terbiumdotierten Mantel ist, und die aktive Faser (13a, 13b, 23), die in dem zweiten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (320, 420, 540) enthalten ist, eine Raman-Faser (23) ist.
Weißlichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die aktive Faser (13a, 13b, 23), die in dem ersten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (310, 410, 530) enthalten ist, eine Raman-Faser (23) ist, und die aktive Faser (13a, 13b, 23), die in dem zweiten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (540) (320, 420, 540) enthalten ist, eine Raman-Faser (23) ist.
Weißlichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Pumplichtquelle (11, 21, 31), die die Raman-Faser (23) pumpt, eine Pumplichtwellenlänge von 1.450 bis 1.580 nm aufweist.
Weißlichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Pumplichtquelle (11, 21, 31), die die Raman-Faser (23) pumpt, eine Pumplichtwellenlänge von 1.370 bis 1.500 nm aufweist.
Weißlichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die mindestens eine Faser mit einem thuliumdotierten Kern und einem terbiumdotierten Mantel und mindestens eine Raman-Faser (23) als aktive Fasern (13a, 13b, 23) sowie eine Pumplichtquelle (11, 21, 31), die die Faser mit thuliumdotierten Kern und terbiumdotierten Mantel pumpt, und eine Pumplichtquelle (11, 21, 31), die die Raman-Faser (23) pumpt, wobei die Pumplichtquelle (11, 21, 31), die die Faser mit thuliumdotiertem Kern und terbiumdotiertem Mantel pumpt, eine Pumplichtwellenlänge von 1.500 nm oder kleiner aufweist, und die Pumplichtquelle (11, 21, 31), die die Raman-Faser (23) pumpt, eine Pumplichtwellenlänge von 1.450 bis 1.570 nm aufweist.
Weißlichtquelle nach Anspruch 17, die eine Pumplichtquelle (11, 21, 31) aufweist, die die Raman-Faser (23) pumpt, wobei die Pumplichtquelle (11, 21, 31) eine Pumplichtwellenlänge von 1.450 bis 1.570 nm aufweist.
Weißlichtquelle nach Anspruch 10, wobei die aktive Faser (13a, 13b, 23), die in dem ersten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (310, 410, 530) enthalten ist, die thuliumdotierte Faser ist und mit Pumplicht von 1400 nm gepumpt wird, und die aktive Faser (13a, 13b, 23), die in dem zweiten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (320, 420, 540) enthalten ist, die Silica-Raman-Faser (23) ist und mit Pumplicht von 1440 nm gepumpt wird, und wobei ein Weißlicht ein Ausgangsspektrum mit einem breiteren Band aufweist, das sich in Richtung einer langwelligen Seite ausdehnt.
Weißlichtquelle nach Anspruch 10, wobei die aktive Faser (13a, 13b, 23), die in dem ersten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (310, 410, 530) enthalten ist, die Silica-Raman-Faser (23) ist und mit Pumplicht von 1440 nm gepumpt wird, und die aktive Faser (13a, 13b, 23), die in dem zweiten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (320, 420, 540) enthalten ist, die thuliumdotierte Faser ist und mit Pumplicht von 1400 nm gepumpt wird, und wobei ein Weißlicht ein Ausgangsspektrum mit einem breiteren Band aufweist, das sich in Richtung einer kurzwelligen Seite ausdehnt.
Weißlichtquelle nach Anspruch 11, wobei die aktive Faser (13a, 13b, 23), die in dem ersten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (310, 410, 530) enthalten ist, die erbiumdotierte Faser ist und mit Pumplicht von 1480 nm gepumpt wird, und die aktive Faser (13a, 13b, 23), die in dem zweiten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (320, 420, 540) enthalten ist, eine Silica-Raman-Faser (23) ist und mit Pumplicht von 1520 nm gepumpt wird, und wobei ein Weißlicht ein Ausgangsspektrum mit einem breiteren Band aufweist, das sich in Richtung einer kurzwelligen Seite ausdehnt.
Weißlichtquelle nach Anspruch 11, wobei die aktive Faser (13a, 13b, 23), die in dem ersten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (310, 410, 530) enthalten ist, die Silica-Raman-Faser (23) ist und mit Pumplicht von 1520 nm gepumpt wird, und die aktive Faser (13a, 13b, 23), die in dem zweiten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (320, 420, 540) enthalten ist, die erbiumdotierte Faser ist und mit Pumplicht von 1480 nm gepumpt wird, und wobei ein Weißlicht ein Ausgangsspektrum mit einem breiteren Band aufweist, das sich in Richtung einer kurzwelligen Seite ausdehnt.
Weißlichtquelle nach Anspruch 10, wobei die aktive Faser (13a, 13b, 23), die in dem ersten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (310, 410, 530) enthalten ist, die thuliumdotierte Faser ist und mit Pumplicht von 1400 nm gepumpt wird, die aktive Faser (13a, 13b, 23), die in dem zweiten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (540) (320, 420, 540) enthalten ist, die Silica-Raman-Faser (23) ist und mit Pumplicht von 1440 nm gepumpt wird, und die aktive Faser (13a, 13b, 23), die in dem dritten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (520) enthalten ist, die erbiumdotierte Faser ist und mit Pumplicht von 1480 nm gepumpt wird, und wobei ein Weißlicht ein Ausgangsspektrum mit einem breiteren Band aufweist, das sich in Richtung einer langwelligen Seite ausdehnt.
Weißlichtquelle nach Anspruch 10, wobei die aktive Faser (13a, 13b, 23), die in dem ersten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (310, 410, 530) enthalten ist, die Silica-Raman-Faser (23) ist und mit Pumplicht von 1440 nm gepumpt wird, die aktive Faser (13a, 13b, 23), die in dem zweiten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (320, 420, 540) enthalten ist, die thuliumdotierte Faser ist und mit Pumplicht von 1400 nm gepumpt wird, und die aktive Faser (13a, 13b, 23), die in dem dritten Abschnitt zur Erzeugung von verstärktem Spontanemissionslicht (520) enthalten ist, die erbiumdotierte Faser ist und mit Pumplicht von 1480 nm gepumpt wird, und wobei ein Weißlicht ein Ausgangsspektrum mit einem breiteren Band aufweist, das sich in Richtung einer langwelligen Seite erstreckt.