DE69519719T2

DE69519719T2 - Laservorrichtung

Info

Publication number: DE69519719T2
Application number: DE69519719T
Authority: DE
Inventors: Shirasaki
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1995-02-09
Filing date: 1995-10-10
Publication date: 2001-05-23
Anticipated expiration: 2015-10-11
Also published as: EP0726627A2; JPH08222790A; DE69519719D1; US5592500A; EP0726627A3; EP0726627B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1) Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Laservorrichtung.

2) Beschreibung des Standes der Technik

Bis heute sind verschiedene Laservorrichtungen bzw. Vorrichtungen, welche bei induzierter Emission Licht verstärken und in einem Resonator erzeugen, entwickelt worden. Laservorrichtungen werden eingeteilt in Gaslaser, Festkörperlaser und Halbleiterlaser, gemäß dem verwendeten Lichtverstärkungsmedium. Ferner werden Laservorrichtungen eingeteilt in Laser mit Farbry-Perot-Resonatoren und Laser mit Ringresonatoren, gemäß der verwendeten Resonatorart.
Der Farbry-Perot-Resonator ist ein Resonanzhohlraum, bei welchem Licht zwischen zwei gegenüber liegenden Endspiegeln resoniert. Der Ringresonator ist ein Resonanzhohlraum, der aus einem ringförmigen Lichtausbreitungspfad gebildet wird.
Bei den allgemeinen Laservorrichtungen wird die Oszillationsfrequenz (Oszillationswellenlänge) durch die Konfiguration des Resonators und die Charakteristiken des Verstärkungsmediums bestimmt. Um die Oszillationswellenlänge zu verändern, wird ein Wellenauswahlelement, wie ein Beugungsgitter oder ein Dünnschichtfilter auf einem einzelnen Resonator, der einen Reflektionsspiegel bildet, sowie ein Antriebssystem zur Drehung des Auswahlelements vorbereitet, um den Winkel des einfallenden Lichts zu verändern.
Bei einer solchen Konfiguration, welche das Antriebssystem enthält, das das Beugungsgitter dreht, welches einen Resonator bildet, um die Oszillationswellenlänge zu steuern, erfordert das Drehungsantriebssystem des Beugungsgitters jedoch eine hohe Genauigkeit. Folglich bestehen Nachteile insofern, dass die Herstellungskosten der Vorrichtung hoch sind und das mechanische Antriebssystem eine langsame Ansprechcharakteristik hat.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben erwähnten Probleme zu überwinden. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Laservorrichtung, welche eine vereinfachte Struktur hat und auch die Herstellungskosten der Vorrichtung verringern kann, und die Oszillationswellenlänge steuern kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Vorrichtung des Anspruchs 1.
Gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist das Lichtverstärkungsmedium angeordnet an einem Ort mit einer im mittleren Bereich liegenden Lichtdispersion in dem positiven Dispersionsgebiet. Das Lichtverstärkungsmedium ist angeordnet an einem Ort mit einer im mittleren Bereich liegenden Lichtdispersion im negativen Dispersionsgebiet.
Ferner, gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung, reguliert ein Lichtisolator die Lichtausbreitungsrichtung. Die Enden des positiven Dispersionsgebiets sind nahtlos verbunden mit den Enden des negativen Dispersionsgebiets, wobei das positive Dispersionsgebiet und das negative Dispersionsgebiet die gleiche Dispersion haben.
Ferner moduliert gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung das Steuermittel den ersten modensynchronen Lichtmodulator und den zweiten modensynchronen Lichtmodulator bei der gleichen Frequenz und verändert die relative Phase.
Gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung sind der erste modensynchrone Lichtmodulator und der zweite modensynchrone Lichtmodulator als Lichtintensitätsmodulator gebildet. Der erste modensynchrone Lichtmodulator und der zweite modensynchrone Lichtmodulator sind als Lichtphasenmodulator gebildet.
Ferner ist das Lichtverstärkungsmedium gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung aus einem Halbleitermaterial gebildet.
Wie oben in Anspruch 2 definiert, enthält die Laservorrichtung einen Laser-Resonator, der gebildet ist aus einem positiven Dispersionsgebiet, einem negativen Dispersionsgebiet, wobei das erste und zweite Dispersionsgebiet die gleiche Dispersion haben, einem ersten modensynchronen Lichtmodulator, einem zweiten modensynchronen Lichtmodulator, und einem Lichtverstärkungsmedium; einen Lichtausbreitungspfad, der gebildet wird durch Anordnung des ersten modensynchronen Lichtmodulators, des positiven Dispersionsgebiets, des zweiten modensynchronen Lichtmodulators und des negativen Dispersionsgebiets in der Lichtausbreitungsreihenfolge; wobei das Lichtverstärkungsmedium an einem beliebigen Ort auf dem Lichtausbreitungspfad angeordnet ist; und Steuermittel zur Steuerung der Modulation des ersten modensynchronen Lichtmodulators bei einer Modulationsfrequenz m mal der Basisfrequenz, wobei m eine natürliche Zahl ist, zur Steuerung der Modulation des zweiten modensynchronen Lichtmodulators bei einer Modulationsfrequenz n mal der Grundfrequenz, wobei n eine natürliche Zahl ist, und zur Veränderung der relativen Phase zwischen dem ersten modensynchronen Lichtmodulator und dem zweiten modensynchronen Lichtmodulator. Folglich kann ein Laserstrahl mit einer gewünschten Wellenlänge gesteuert werden.
Gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist das Lichtausbreitungsmedium angeordnet an einem Ort mit einer im mittleren Bereich liegenden Lichtdispersion in dem positiven Dispersionsgebiet, und das Lichtverstärkungsmedium ist angeordnet an einem Ort mit einer im mittleren Bereich liegenden Lichtdispersion im negativen Dispersionsgebiet. Folglich kann ein Laserstrahl mit gewünschter Wellenlänge effektiv zur Oszillation gebracht werden.
Ferner, gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung, da ein Lichtisolator die Lichtausbreitungsrichtung reguliert, und die Enden des positiven Dispersionsgebiet nahtlos verbunden sind mit den Enden des negativen Dispersionsgebiets, wobei das positive Dispersionsgebiet und das negative Dispersionsgebiet die gleiche Dispersion haben, kann ein Laserstrahl mit einer gewünschten Wellenlänge effektiv zur Oszillation gebracht werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, da der erste modensynchrone Lichtmodulator und der zweite modensynchrone Lichtmodulator jeweils eine Modulationsfrequenz haben, welche ein ganzzahliges Vielfaches einer Grundfrequenz ist, kann ein Laserstrahl mit einer gewünschten Wellenlänge effektiv zur Oszillation gebracht werden.
Gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung moduliert das Steuermittel den ersten modensynchronen Lichtmodulator und den zweiten modensynchronen Lichtmodulator bei der gleichen Frequenz und verändert die relative Phase. Folglich kann ein Laserstrahl ausgesendet werden.
Gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung sind der erste modensynchrone Lichtmodulator und der zweite modensynchrone Lichtmodulator als Lichtintensitätsmodulator gebildet. Der erste modensynchrone Lichtmodulator und der zweite modensynchrone Lichtmodulator sind als Lichtphasenmodulator gebildet. Folglich kann ein Laserstrahl ausgesendet werden.
Darüber hinaus, gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung, da das Lichtverstärkungsmedium aus einem Halbleitermaterial gebildet ist, kann ein Laserstrahl ausgesendet werden.
Folglich hat die Laservorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine einfache Konfiguration, welche das positive Dispersionsgebiet, das negative Dispersionsgebiet, den ersten modensynchronen Lichtintensitätsmodulator, den zweiten modensynchronen Lichtintensitätsmodulator, das Lichtverstärkungsmedium und das Steuermittel hat. Es bestehen Vorteile darin, dass ein Lichtstrahl mit einer gewünschten Wellenlänge zur Oszillation gebracht werden kann, wobei die Herstellungskosten der Vorrichtung gesenkt sind, und die Oszillationswellenlänge verändert werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht ein Vorteil darin, dass die Oszillationswellenlänge effektiv gesteuert werden kann durch Veränderung der relativen Phase der Modulation der ersten und zweiten Lichtmodulatoren.
Darüber hinaus besteht gemäß der vorliegenden Erfindung darin ein Vorteil, dass die relative Modulationsphase leicht eingestellt werden kann durch Einstellung der Modulationsfrequenz jedes Lichtintensitätsmodulators für Modensynchronisation auf eine Frequenz, welche ein ganzzahliges Vielfaches einer Grundfrequenz ist.
Ferner besteht gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ein Vorteil darin, dass da jeder Lichtintensitätsmodulator für Modensynchronisation bei der gleichen Frequenz moduliert wird und so gebildet ist, dass die relative Phase verändert wird, die relative Phase in der Modulation einfach eingestellt werden kann.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, welches eine Laservorrichtung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist ein schematisches Perspektivdiagramm, welches die Konfiguration eines modensynchronen Lichtintensitätsmodulators nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 3(a)-3(c) sind Blockdiagramme, welche jeweils verwendet werden zur Erklärung des Betriebs einer Laservorrichtung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, welches eine Laservorrichtung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN

Die Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden unten unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.

(a) Eine Ausführung der Erfindung:

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Laservorrichtung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt. In Fig. 1 stellt die Ziffer 1 ein Medium eines positiven Dispersionsgebiets dar (im folgenden einfach als positives Dispersionsgebiet 1 bezeichnet), und 2 stellt ein Medium eines negativen Dispersionsgebiets dar, das den gleichen absoluten Dispersionswert hat wie das positive Dispersionsgebiet 1, und ein Vorzeichen, welches entgegengesetzt ist zu jenem des negativen Dispersionsgebiets 1 (im folgenden einfach als negatives Dispersionsgebiet 2 bezeichnet). Das positive Dispersionsgebiet 1 und das negative Dispersionsgebiet 2 sind z. B. aus einer optischen Faser gebildet.
Konkret ist das positive Dispersionsgebiet 1 gebildet aus einer optischen Faser, welche einen positiven Dispersionswert (z. B. ungefähr 20 ps/nm) im Zentrum der variablen Wellenlänge hat, und positiv ist über die variablen Wellenlängen. Das negative Dispersionsgebiet 2 ist z. B. aus einer optischen Faser gebildet, bei welcher der absolute Dispersionswert gleich ist wie jener der optischen Faser, welche das positive Dispersionsgebiet 1 bildet, über die variablen Wellenlängen, und das Vorzeichen ist negativ.
Darüber hinaus ist der erste modensynchrone Lichtintensitätsmodulator (erster modensynchroner Lichtmodulator) 3 angeordnet auf einem Grenzabschnitt zwischen dem positiven Dispersionsgebiet 1 und dem negativen Dispersionsgebiet 2. Der zweite modensynchrone Lichtintensitätsmodulator (zweiter modensynchroner Lichtmodulator) 4 ist auf dem anderen Grenzabschnitt zwischen dem positiven Dispersionsgebiet 1 und dem negativen Dispersionsgebiet 2 angeordnet.
Der Lichtintensitätsmodulator vom MZ-Typ, welcher in Fig. 2 gezeigt ist, der den Wellenleiter 8 und die Elektroden 9 enthält, die gebildet sind auf dem LiNbO&sub3; (Lithium-Niobat) Substrat 7, kann verwendet werden als erster und zweiter modensynchroner Lichtintensitätsmodulator 3 und 4. Es ist wünschenswert, modensynchrone Lichtintensitätsmodulatoren 3 und 4 zu verwenden, bei welchen sich die Lichtphase nicht aufgrund der Modulation verändert.
Die Ziffer 5 bezeichnet ein Lichtverstärkungsmedium. Das Lichtverstärkungsmedium 5 ist angeordnet im Mittelabschnitt des Dispersionsgrads des positiven Dispersionsgebiets 1. Das Lichtverstärkungsmedium 5, welches z. B. aus einem Halbleitermaterial gebildet ist, ist mit einem Antireflexions-Interferenz-Film beschichtet, für einen Antireflexionseffekt. Somit wird in dieser Ausführung ein Halbleiterlaser verwirklicht.
In anderen Worten sind in der Reihenfolge der Lichtausbreitung der erste modensynchrone Lichtintensitätsmodulator 3 angeordnet, das positive Dispersionsgebiet 1a mit einer vorbestimmten Dispersion (erstes positives Dispersionsgebiet), das Lichtverstärkungsmedium 5, das positive Dispersionsgebiet 1b mit der gleichen Dispersion wie jener des positiven Dispersionsgebiets 1a (zweites positives Dispersionsgebiet), der zweite modensynchrone Lichtintensitätsmodulator 4, und das negative Dispersionsgebiet 2 mit einer Dispersion, die doppelt so groß ist wie die Dispersion jeder der positiven Dispersionsgebiete 1a und 1b. Bei einer solchen Struktur kann die Wellenlängendispersion zu beinahe null gemacht werden, durch Schließen des Systems von dem ersten modensynchronen Intensitätsmodulator 3 zum ersten modensynchronen Lichtintensitätsmodulator 3 über das positive Dispersionsgebiet 1a, das positive Dispersionsgebiet 1b, den Lichtintensitätsmodulator 4 und das negative Dispersionsgebiet 2.
Folglich ist der erste modensynchrone Lichtintensitätsmodulator 3 angeordnet zwischen einem Ende des ersten positiven Dispersionsgebiet 1a und einem Ende des negativen Dispersionsgebiets 2. Der zweite modensynchrone Lichtintensitätsmodulator 4 ist angeordnet zwischen dem anderen Ende des zweiten positiven Dispersionsgebiets 1b und dem anderen Ende des negativen Dispersionsgebiets 2. Das Lichtverstärkungsmedium ist angeordnet zwischen dem anderen Ende des ersten positiven Dispersionsgebiets 1a und einem Ende des zweiten positive Dispersionsgebiets.
Ein Ringlaser-Resonator wird gebildet durch sequentielle und nahtlose Verbindung der Enden des ersten positiven Dispersionsgebiets 1a, des zweiten positiven Dispersionsgebiets 1b und des negativen Dispersionsgebiets 2.
Um die Enden der optischen Fasern 1a, 1b und 2 nahtlos zu verbinden, wird das Ende der Faser schräg geschnitten, dann positioniert und schließlich mit einer optischen Verbindungssubstanz mit einem ausgerichteten Brechungsindex verbunden.
Die Ziffer 10 stellt einen optischen Isolator dar. Der optische Isolator 10 reguliert die Ausbreitung von Licht in eine feste Richtung. Der optische Isolator 10 kann an jedem beliebigen Abschnitt der optischen Fasern 1a, 1b und 2 eingefügt werden (in diesem Fall in der optischen Faser 2 angeordnet).
Die Ziffer 6 bezeichnet eine Steuereinheit (Steuermittel). Die Steuereinheit 6 moduliert den ersten modensynchronen Lichtintensitätsmodulator 3 und den zweiten modensynchronen Lichtintensitätsmodulator 4 bei der gleichen Frequenz, und verändert die relative Phase. Die Steuereinheit 6 wird gebildet aus einer Sinussignal-Ausgabeeinheit 6a, welche Sinussignale ausgibt, einen Phaseneinsteller 6b, und eine Phasenbetrags-Einstelleinheit 6c, welche den Phasenbetrag des Phaseneinstellers 6b einstellt.
In der Laservorrichtung mit der oben erwähnten Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Wellenlängendispersion von Laserstrahlen in einem Umlauf beinahe zu null gemacht. Da eine Zykluszeit auf einen konstanten Wert fixiert werden kann, kann die Modulationsfrequenz auf einen konstanten Wert fixiert werden, ohne von der Wellenlänge des Lichts abzuhängen.
Betreffend den Laser mit der oben erwähnten Struktur sei unter Bezugnahme auf Fig. 3 erklärt, dass der Lichtverlust zur Zeit von keinen Veränderungen in der Wellenlänge minimiert wird, so dass eine Oszillationswellenlänge erhalten wird.
Wenn die Lichtsignalform innerhalb des Laserresonators eine Pulsform oder eine intensitätsmodulierte Lichtform ist, wird die Lichtwellenlänge zur Spitzenzeit in dem Lichtverstärkungsmedium 5 auf der Grundlage der Spitzenzeit bestimmt durch den einen modensynchronen Lichtintensitätsmodulator zur Spitzenzeit der Durchlässigkeit bzw. Transmittanz und den anderen modensynchronen Lichtintensitätsmodulator zur Spitzenzeit der Durchlässigkeit bzw. Transmittanz zu laufen.
Das Licht mit der gleichen Wellenlänge, welches durch das Lichtverstärkungsmedium 5 zu einer Zeit läuft, welche um δt verschoben ist gegenüber der Spitzenzeit, läuft durch den ersten modensynchronen Lichtintensitätsmodulator 3 und den zweiten Lichtintensitätsmodulator 4 zu einer Zeit, welche um δt gegenüber der Transmittanz-Spitzenzeit verschoben ist. Da die Wellenlängenverschiebung eine unterschiedliche Ankunftszeit bewirkt für die modensynchronen Lichtintensitätsmodulatoren 3 und 4, läuft der Laserstrahl mit einer unterschiedlichen Wellenlänge, welcher durch das Lichtverstärkungsmedium 5 zu einer Zeit läuft, die um δt gegenüber der Spitzenzeit verschoben ist (siehe Fig. 3(a)) durch einen modensynchronen Lichtintensitätsmodulator (z. B. Ziffer 3) zu einer Zeit, die um (δt+τ) gegenüber der Transmittanz-Spitzenzeit verschoben ist (siehe Fig. 3(b)), und durch den anderen modensynchronen Lichtintensitätsmodulator (z. B. Ziffer 4) zu einer Zeit, die um (δt-τ) gegenüber der Transmittanz-Spitzenzeit verschoben ist (siehe Fig. 3 (c)).
In einem Beispiel wird angenommen, dass die Amplituden- Transmittanz des modensynchronen Lichtintensitätsmodulators cos(t) ist, und die Zeit, bei welcher Licht, das aus dem Lichtverstärkungsmedium 5 bei einer Spitzenzeit ausgesendet wird, den modensynchronen Lichtintensitätsmodulator erreicht, t = 0 ist. Die Gesamttransmittanz der zwei modensynchronen Lichtintensitätsmodulatoren 3 und 4 wird durch die folgende Formel (1) ausgedrückt:
cos (δt+τ) · cos (δt-τ) = (1/2)[cos (2δt) + cos (2τ)]... (1)
Folglich wird die Gesamttransmittanz der zwei modensynchronen Lichtintensitätsmodulatoren 3 und 4 bei (τ = 0) für jedes δt maximiert. In diesem Fall existiert Licht nur im Bereich von (δt+τ) < (π/2) oder (δt-τ) < (π/2).
In einem anderen Beispiel, bei dem die Amplituden- Transmittanz des modensynchronen Lichtintensitätsmodulators eine Gauss'sche Form (exp(-t²)) während einer Periode von Interesse hat, wird die Gesamttransmittanz der zwei modensynchronen Lichtintensitätsmodulatoren 3 und 4 ausgedrückt durch die folgende Formel (2):
exp[-(δt+τ)²] · exp[-(δt-τ)²] = exp[-2δt² - 2τ²]... (2)
Folglich wird die Transmittanz maximal bei (τ = 0) für jedes δt.
In der Laservorrichtung mit der oben erwähnten Struktur wird der Lichtverlust minimiert, wenn die Wellenlängenfluktuation in der Zeit null beträgt. Selbst wenn die oben erwähnte Laservorrichtung verwendet wird, bestimmt der Bereich des Verstärkungswellenlängenbandes die Oszillationswellenlänge.
Darüber hinaus betreibt bei der oben erwähnten Laservorrichtung die Phasenbetrag-Einstelleinheit 6c den Phaseneinsteller 6b, bei eliminierter Fluktuation in der Wellenlänge, um die relative Phase des Modulationssignals zu verändern, das den modensynchronen Lichtintensitätsmodulatoren 3 und 4 zugeführt wird. Somit kann die Oszillation hergestellt werden bei einer verschiedenen Wellenlänge, während die Modensynchronisation aufrecht erhalten wird.
Wie oben beschrieben kann die Laservorrichtung nach der vorliegenden Erfindung die Oszillationswellenlänge über ein Wellenlängenband verändern, das sich z. B. von 1.52 um bis 1.56 um erstreckt.
Wenn der Dispersionsbetrag ungefähr 20 ps/nm beträgt und die Betriebsfrequenz jeder der modensynchronen Lichtintensitätsmodulatoren 3 und 4 ungefähr 1 GHz beträgt, wird die Periode ungefähr 1000 ps. In anderen Worten, die Zeitverschiebung ist ±250 ps durch Verschiebung der relativen Phase zwischen den modensynchronen Lichtintensitätsmodulatoren 3 und 4 um (±π/2). Folglich, um die Zeitdifferenz von ±250 ps bei einer Dispersion von of 20 ps/nm herzustellen, beträgt die Wellenlängenverschiebung ±12.5 nm (= ±0.00125 um).
Wie oben beschrieben, umfasst die Laservorrichtung gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung das positive Dispersionsgebiet 1, das negative Dispersionsgebiet 2, den ersten modensynchronen Lichtintensitätsmodulator 3, den zweiten modensynchronen Lichtintensitätsmodulator 4, das Lichtverstärkungsmedium 5 und die Steuereinheit 6. Es besteht darin ein Vorteil, dass die vereinfachte Struktur die Herstellungskosten der Vorrichtung verringern kann und weiterhin die Oszillationswellenlänge steuern kann.

(a1) Ein modifiziertes Beispiel einer Ausführung der vorliegenden Erfindung:

Bei der oben erwähnten Laservorrichtung gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung wird das Lichtverstärkungsmedium aus einem Halbleitermaterial eingefügt in das positive Dispersionsgebiet 1, oder angeordnet zwischen dem anderen Ende des ersten positiven Dispersionsgebiets 1a und einem Ende des zweiten positiven Dispersionsgebiets 1b. Der Einfügungsort sollte jedoch nicht begrenzt sein auf die Ausführung. Das Lichtverstärkungsmedium aus einem Halbleitermaterial, wie in Fig. 4 gezeigt, kann eingefügt werden in das negative Dispersionsgebiet 2, das angeordnet ist zwischen dem anderen Ende des ersten negativen Dispersionsgebiets 2a und einem Ende des negativen Dispersionsgebiets 2b.
In einem solchen Fall enthält die Laservorrichtung einen Laser-Resonator, welcher gebildet ist aus dem ersten negativen Dispersionsgebiet 2a mit einer vorbestimmten Dispersion, dem zweiten negativen Dispersionsgebiet 2b mit der gleichen Dispersion wie das erste negative Dispersionsgebiet 2a, und das positive Dispersionsgebiet 1 mit einer Dispersion, welche doppelt so groß ist wie die Dispersion jeder der negativen Dispersionsgebiete. Der erste modensynchrone Lichtmodulator 3 ist angeordnet zwischen einem Ende des ersten negativen Dispersionsgebiets 2a und einem Ende des positiven Dispersionsgebiets 1. Der zweite modensynchrone Lichtmodular 4 ist angeordnet zwischen dem anderen Ende des zweiten negativen Dispersionsgebiets 2b und dem anderen Ende des positiven Dispersionsgebiets 1. Das Lichtverstärkungsmedium 5 aus einem Halbleitermaterial ist angeordnet zwischen dem anderen Ende des ersten negativen Dispersionsgebiets 2a und einem Ende des zweiten negativen Dispersionsgebiets 2b.
Somit kann die oben erwähnte Struktur die gleiche Wirkung und den gleichen Vorteil bereitstellen wie jene der ersten Ausführung.

(b) Andere:

Die oben erwähnte Ausführung enthält den ersten modensynchronen Lichtintensitätsmodulator 3 und den zweiten modensynchronen Lichtintensitätsmodulator 4. Die vorliegende Erfindung sollte jedoch nicht beschränkt werden auf die oben erwähnte Ausführung. Lichtphasenmodulatoren können eingesetzt können, jeweils an Stelle der ersten und zweiten modensynchronen Lichtintensitätsmodulatoren 3 und 4.
Bei der oben erwähnten Ausführung wird ein Halbleitermaterial zur Bildung des Lichtverstärkungsmediums 5 verwendet. Es kann jedoch eine optische Faser, welche zum Beispiel aus Erbium hergestellt ist, mit einer langen Verstärkungsrelaxaktionszeit verwendet werden als Lichtverstärkungsmedium 5, ohne auf das oben erwähnte Beispiel beschränkt zu sein. In diesem Fall, selbst wenn die optische Faser nicht angeordnet ist an dem Ort mit dem mittleren Wert der Dispersion des positiven Dispersionsgebiets oder negativen Dispersionsgebiets, wie das Halbleiter-Lichtverstärkungsmedium 5, kann Pulslicht ausgesendet werden, wie es von einem Halbleitermaterial mit kurzer Relaxaktionszeit ausgesendet wird.
Ferner moduliert die Steuereinheit 6 in der oben erwähnten Ausführung den ersten modensynchronen Lichtintensitätsmodulator 3 und den zweiten modensynchronen Lichtintensitätsmodulator 4 bei der gleichen Frequenz, um die relative Phase zu ändern. Die vorliegende Erfindung sollte jedoch nicht auf diese Ausführung beschränkt sein. Zum Beispiel können der erste modensynchrone Lichtintensitätsmodulator 3 und der zweite modensynchrone Lichtintensitätsmodulator 4 bei einer Frequenz moduliert werden, welche ein ganzzahliges Vielfaches der Grundfrequenz ist, um die relative Phase zu verändern.
Darüber hinaus ist es nicht notwendig, dass der Lichtmodulator immer modulierte Signale mit Kosinus- Signalformen erzeugt, sondern er kann Signale mit Gauss'scher Signalform oder Modensynchronisations- Ermöglichungssignalformen erzeugen.

Claims

1. Laservorrichtung, umfassend:

einen Laser-Resonator, der gebildet ist aus einem positiven Dispersionsgebiet (1), einem negativen Dispersionsgebiet (2), wobei die ersten und zweiten Dispersionsgebiete (1, 2) den gleichen absoluten Dispersionswert haben, aber umgekehrte Vorzeichen, einen ersten modensynchronen Lichtmodulator (3), einen zweiten modensynchronen Lichtmodulator (4), und ein Lichtverstärkungsmedium (5);

einen Lichtausbreitungspfad, der gebildet wird durch Anordnung des ersten modensynchronen Lichtmodulators (3), des positiven Dispersionsgebiets (1), des zweiten modensynchronen Lichtmodulators (4) und des negativen Dispersionsgebiets (2) in der Reihenfolge der Lichtausbreitung; wobei das Lichtverstärkungsmedium (5) an einem beliebigen Ort in dem Lichtausbreitungspfad angeordnet ist; und

ein Steuermittel (6) zur Steuerung der Modulation des ersten modensynchronen Lichtmodulators (3) bei einer Modulationsfrequenz m mal der Grundfrequenz, wobei m eine natürliche Zahl ist, zur Steuerung der Modulation des zweiten modensynchronen Lichtmodulators (4) bei einer Modulationsfrequenz n mal der Grundfrequenz, wobei n eine natürliche Zahl ist, und zur Variation der relativen Phase zwischen den ersten und zweiten synchronen Lichtmodulatoren.

2. Laservorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Lichtverstärkungsmedium (5) angeordnet ist an einem Ort mit einer im mittleren Bereich liegenden Lichtdispersion in dem positiven Dispersionsgebiet (1).

3. Laservorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Lichtverstärkungsmedium (5) angeordnet ist an einem Ort mit einer im mittleren Bereich liegenden Lichtdispersion im negativen Dispersionsgebiet (2).

4. Laservorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Lichtisolator (10) zur Regulierung der Lichtausbreitungsrichtung; und wobei die Enden des positiven Dispersionsgebiets (1) nahtlos verbunden sind mit den Enden des negativen Dispersionsgebiets (2), und das positive Dispersionsgebiet (1) und das negative Dispersionsgebiet (2) die gleiche Dispersion haben.

5. Laservorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Steuermittel (6) den ersten modensynchronen Lichtmodulator (3) und den zweiten modensynchronen Lichtmodulator (4) bei der gleichen Frequenz moduliert und die relative Phase variiert.

6. Laservorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste modensynchrone Lichtmodulator (3) und der zweite modensynchrone Lichtmodulator (4) als Lichtintensitätsmodulator gebildet sind.

7. Laservorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste modensynchrone Lichtmodulator (3) und der zweite modensynchrone Lichtmodulator (4) als Lichtphasenmodulator gebildet sind.

8. Laservorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Lichtverstärkungsmedium (5) aus Halbleitermaterial gebildet ist.