JP2000299519A - 波長調節可能なレーザ源 - Google Patents
波長調節可能なレーザ源Info
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Abstract
させたり又は波長を調節したとき、出力ビームの方向を
回転することを必要としたり、出力ビームの方向を変更
する必要のない、外部キャビティを有する調節可能なレ
ーザ源を提案する。 【解決手段】 増幅器媒体30と、キャビティ内に配置
された回折格子29とを備える、外部キャビティを有す
る波長調節可能なレーザ源に関する。該キャビティは、
その一方が波長を調節し得るように回転可能である2つ
の反射器21、30´´を備えている。源ビームの抽出
手段は、互いに平行なビーム23及びビーム24を提供
するビームスプリッタ20と、二次的ビームの各々をビ
ームスプリッタに向けて方向変更し且つサニャック干渉
計を形成する後方反射手段21、25、26とを備えて
いる。この干渉計は、相反的出力及び非相反的出力を有
しており、源ビームは、サニャック干渉計にて、非相反
的出力ビームとして得られる。
Description
とすることができ、最適化した状態で且つ損失エネルギ
が最小にて、出力光ビームを抽出する、波長調節可能な
レーザ源に関する。
(増幅した瞬間的放出)に起因する背景ノイズがスペク
トル的にフィルタリングされ、このため、レーザの放出
波長にてより優れた効率を示す。
に配置されたキャビティを備えている。有用なビームす
なわち源ビームを出力する色々な手段が公知である。
半反射器を提供することである。この半反射器により伝
送されたビームが源ビームである。
装置は、特に、ASE無しの光ビームが必要とされると
き、常に満足し得るものとは限らない。かかるASE無
しのビームを得るためには、ASEをフィルタリングす
るための回折格子をキャビティ内に設けなければならな
い。格子により回折した後で且つ増幅器媒体により2回
目の増幅をされる前に、出力光ビームを抽出しなければ
ならない。
により、ASE無しのビームを得るためキャビティ内に
半反射性の薄い板を配置することが可能である。しかし
ながら、このことは、板の他の面における反射によりエ
ネルギを顕著に損失することになる。
する制約は、更により重要である。出力ビーム波長の調
節は、全体として、回折格子を回転させることを必要と
する。ASE無しのビームを出力する色々な手段が提案
されているが、波長を調節したとき、出力ビームの方向
を回転することを必要とする。
れ、上述したような従来の解決策の欠点を回避する、外
部キャビティを有する調節可能なレーザ源を提案するこ
とである。
と、キャビティと、波長を調節し得るようにその一方が
回転可能である2つの反射器を備える、キャビティ内に
配置された回折格子と、源ビーム抽出手段とを備える波
長調節可能なレーザ源に関するものである。
いに平行である第一の二次的ビーム及び第二の二次的ビ
ームを発生させるビームスプリッタと、二次的ビームの
各々をビームスプリッタに向けて方向変更し且つ相反的
(reciprocal)出力及び非相反的(non−
reciprocal)出力を有するサニャック干渉計
を形成する後方反射手段とを備えており、源ビームは、
サニャック干渉計にて非相反的な出力ビームとして得ら
れる。
各々は、そのそれぞれの有利な点を有するようにする。
手段が配置されること;増幅器媒体が導波管であり且つ
コリメーション光学素子により発生されたビームをコリ
メートさせるコリメート光学素子と関係していること;
導波管の外面が全反射型であり、非相反的ビームが源に
より伝送(transmitted)される単一ビーム
であること;キャビティ反射器の1つが自動整合した反
射器であること;ビームスプリッタが自動整合されるこ
と;回折格子が全反射器と共に、リットマン・メトカフ
系(Littman−Metcalf system)
を形成すること;回転可能に可動である反射器は、また
並進可能に可動でもあり、波長を連続的に変化させるこ
とを可能にすること;後方反射型の拡散装置に対してあ
る角度にてずらして配置され且つ幾つかの波長に亙って
源を放出することを可能にする幾つかの増幅器導波管を
備えることである。
以下により詳細に説明する。
ーザ源は、増幅器媒体30と、共鳴キャビティと、該共
鳴キャビティ内に配置された回折格子29とを備えてい
る。該キャビティは、その一方が波長を調節し得るよう
に回転可能である2つの反射器21、30´´を備えて
いる。
の二次的ビーム23及び第二の二次的ビーム24を提供
するビームスプリッタ20と、二次的ビームの各々をビ
ームスプリッタに向けて方向変更する後方反射手段(2
1、25、26)とを備えている。
段(21、25、26)と共に、相反的出力(reci
procal output)28及び非相反的出力
(non−reciprocal output)27
を有するサニャック干渉計を形成する。サニャック干渉
計にて得られた源ビームは、非相反的なビームを出力す
る。このサニャック干渉計は、位相適合前面にて設定さ
れる。
の内側端部30´がコリメーションレンズ31の中心の
焦点31´に配置された増幅器媒体がコリメートした入
力ビーム22を発生させる。この増幅器導波管30の外
面30´´は全反射型であり、スプリッタ20は不釣合
い型である。このため、全反射面30´´と自動整合し
た全反射器21との間には相反的出力を通じてレーザキ
ャビティが形成され、このレーザキャビティにてビーム
28が入力ビーム22に重ね合わされる。ずらした非相
反的な出力27は、レーザ出力を構成し、このため、伝
送された(Transmitted)ビームを形成す
る。
マン・メトカフ(Littman−Metcalf)形
態の格子29がこのレーザ源内に存在することは、非相
反的な出力27がASE光線により連続的な不要な背景
をスペクトル的にフィルタリングし、これによりレーザ
の伝送線即ちトランスミッションライン(transm
ission line)を隔離することを可能にす
る。
せ、或いは格子29及び全反射器21により形成された
組立体を回転させることにより、伝送波長の調節が可能
となる一方、フィルタリングした非相反的ビーム27
は、入力ビームに対して平行であるため、安定した状態
を保つ。このビームは、単モード光ファイバ内にてオプ
ション的に結合させることができる。
転させ且つ/又は調和した並進動作をさせることによ
り、連続的に調節可能なレーザ源を提供することが可能
となる。かかる調和した動作は、例えば、フランス国特
許第2,724,496号に開示されている。
導波管30がレンズ31の焦点面内に配置された状態で
形成することもできる。このことは、各々が1つの導波
管に対応し、その波長が反射型の拡散装置から上記導波
管を見ることのできる角度に依存する幾つかのレーザ束
を重ね合わせることで形成された多重波長面を提供する
ことを可能にする。
ム22を平行な2つのビーム、すなわち、自由空間を通
って伝播する第一の分割ビーム23と、第二の分割ビー
ム24とに分割する。第一の分割ビーム23は、自動整
合した反射器21により反射され且つ反射分割ビーム2
3´を形成し、この分割ビームはビームスプリッタ20
に向けられ、該ビームスプリッタがその分割ビームの一
部を反射し且つその一部を透過(transmit)す
る。透過されたビーム23´´は、入力ビーム22と平
行で且つ逆方向に戻るように送られる。
は、入力ビーム22に重ね合わされ且つ入力ビーム22
の逆方向のビーム23´´である。同様に、スプリッタ
20に反射することにより入力ビーム22から発生され
たビーム24は、それ自体、全反射器21により反射さ
れ且つビーム24´を形成し、このビームはスプリッタ
20に送られて戻り、該スプリッタはそのビームをそれ
ぞれ参照番号24´´、24´´´で示す2つのビーム
に分割する。これら2つのビームは、ビーム23´´、
23´´´と干渉し、これにより、それぞれ参照番号2
7、28で示す互いに対して平行な2つの出力ビームを
発生させる。ビーム28は、スプリッタ20の上で1回
反射されたビーム23´´´´、24´´´´の干渉に
より発生される。このいわゆる相反的ビーム28は、入
力ビーム22に重ね合わされ且つその入力ビーム22の
逆方向である。
20の上で何ら反射されなかったビーム23´´と、同
一のスプリッタの上で2回反射されたビーム24´´と
の干渉により発生される。ビームの各々を反射させる回
数のこの相違は、π−ラジアン位相変位を提供し、その
出力27は、非相反的出力と称される。
らば、装置の調節が容易となり且つこのためその収率が
向上することになる。
ある場合、分割したビーム23、24の強さは等しく、
それらを再度、組み合わせる間、全体のエネルギが相反
的出力にて1つのビーム28に集められてビーム28と
なり、これにより、ビーム24´´、23´´の波の間
にて更に位相変位されたビーム27は、零エネルギを有
する、すなわち、位相変位は存在しないことになる。
し、入射エネルギを出力ビーム27、28の双方の間に
て分配することが可能である。参照符号R、Tは、それ
ぞれ、スプリッタ20のエネルギ反射率及び透過率であ
り、入力エネルギは、非相反的出力(1−4RT)にて
見ることができる。例えば、R=90%、T=10%の
場合、非相反的出力にて(1−4RT)=64%とする
ことができる。
界面20´と該分割型境界面に対して平行な2つのミラ
ー25、26とから成る凹凸スプリッタとすることが好
都合である。
器、キューブコーナ又は二面体を使用する場合のもので
あるが、猫の眼を使用することにより同様の結果を得る
ことができる。キューブコーナ及び二面体は、平面ミラ
ーにより形成することができるが、全内反射の状態で作
動する、完全な三面体及び矩形の二等辺プリズムにて形
成することもできる。
リッタとすることができるとして上記に説明した。該ス
プリッタ型平行な面を有するブレードとすることもでき
る。該ブレード40は、図3に示してある。
ーティング42及び全反射コーティング43にて被覆さ
れている。
ーティング45で被覆され、別の領域にて反射防止コー
ティング46で被覆されている。
過し48、残留光束は2回反射した後49、透過する。
これにより、必要な機能が実現される。
な平行面を有するブレードの図である。
面 21 後方反射手段/全反射器 22 入力ビーム 23 第一の分割ビーム 23´、23´´、23´´´、24´、24´´、2
4´´´ ビーム 23´´´´、24´´´´ 1回反射されたビーム 25、26 ミラー 27 非相反的出力 28 相反的出力 29 格子 30 増幅器媒体/導波管 30´ 増幅器導波
管の内側端部 30´´ 増幅器導波管の外面 31 コリメーショ
ンレンズ 40 ブレード 41 入力面 42 反射防止コーティング 43 全反射コーテ
ィング 44 出力面 45 部分反射コー
ティング 46 反射防止コーティング 47 入射ビーム 48、49 ビーム
Claims (9)
- 【請求項1】 増幅器媒体と、キャビティと、波長を調
節し得るようにその一方が回転可能である2つの反射器
を備える、キャビティ内に配置された回折格子と、源ビ
ーム抽出手段とを備える波長調節可能なレーザ源におい
て、 前記源ビーム抽出手段が、互いに平行である第一の二次
的ビーム及び第二の二次的ビームを発生させるビームス
プリッタと、二次的ビームの各々をビームスプリッタに
向けて方向変更し且つ相反的出力及び非相反的出力を有
するサニャック干渉計を形成する後方反射手段とを備
え、源ビームが、サニャック干渉計にて非相反的な出力
ビームとして得られる、波長調節可能なレーザ源。 - 【請求項2】 請求項1による波長調節可能なレーザ源
において、増幅器媒体と格子との間に抽出手段が配置さ
れる、波長調節可能なレーザ源。 - 【請求項3】 請求項1又は2の何れか1つによる波長
調節可能なレーザ源において、増幅器媒体が導波管であ
り且つコリメーション光学素子により発生されたビーム
をコリメートさせるコリメート光学素子と関係する、波
長調節可能なレーザ源。 - 【請求項4】 請求項1乃至3の何れか1つによる波長
調節可能なレーザ源において、導波管の外面が全反射型
であり、非相反的ビームが源により伝送される単一ビー
ムである、波長調節可能なレーザ源。 - 【請求項5】 請求項1乃至4の何れか1つによる波長
調節可能なレーザ源において、キャビティ反射器の1つ
が自動整合した反射器である、波長調節可能なレーザ
源。 - 【請求項6】 請求項5による波長調節可能なレーザ源
において、ビームスプリッタが自動整合される、波長調
節可能なレーザ源。 - 【請求項7】 請求項1乃至6の何れか1つによる波長
調節可能なレーザ源において、回折格子が全反射器と共
に、リットマン・メトカフ系を形成する、波長調節可能
なレーザ源。 - 【請求項8】 請求項1乃至7の何れか1つによる波長
調節可能なレーザ源において、回転可能に可動である反
射器が、並進可能に可動でもあり、波長を連続的に変化
させることを可能にする、波長調節可能なレーザ源。 - 【請求項9】 請求項1乃至8の何れか1つによる波長
調節可能なレーザ源において、後方反射型の拡散装置に
対してある角度にてずらして配置され且つ幾つかの波長
に亙って源を放出することを可能にする幾つかの増幅器
導波管を備える、波長調節可能なレーザ源。
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