JP2000353838A - 誘導放出光発生装置 - Google Patents
誘導放出光発生装置Info
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- JP2000353838A JP2000353838A JP16605699A JP16605699A JP2000353838A JP 2000353838 A JP2000353838 A JP 2000353838A JP 16605699 A JP16605699 A JP 16605699A JP 16605699 A JP16605699 A JP 16605699A JP 2000353838 A JP2000353838 A JP 2000353838A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高効率に０．４８μｍ帯誘導放出光を発生す
る装置を実現する。 【解決手段】 Ｎｄ添加ファイバ１0の両側に、１．１
２〜１．１４μｍの反射器１２，１４を配置し、共振器
を形成する。励起ＬＤ１６は０．８μｍ帯励起光を発生
する。０．８μｍ帯励起光は、反射器１２を透過してフ
ァイバ１０に入射し、その一部がファイバ１０のＮｄを
励起し、残りはファイバ１０及び反射器１４を透過して
Ｔｍ添加ファイバ１８に入射し、ファイバ１８のＴｍを
励起する。０．８μｍ帯光で励起されたＮｄは１．１２
〜１．１４μｍ光を発生し、反射器１２，１４からなる
共振器によりレーザ発振する。その１．１２〜１．１４
μｍ帯レーザ光は、反射器１４を透過してＴｍ添加ファ
イバ１８に入射し、そこに含まれるＴｍを励起する。Ｔ
ｍは、０．８μｍ帯光及び１．１２〜１．１４μｍ帯光
の励起により、０．４８μｍ帯光を発生する。
る装置を実現する。 【解決手段】 Ｎｄ添加ファイバ１0の両側に、１．１
２〜１．１４μｍの反射器１２，１４を配置し、共振器
を形成する。励起ＬＤ１６は０．８μｍ帯励起光を発生
する。０．８μｍ帯励起光は、反射器１２を透過してフ
ァイバ１０に入射し、その一部がファイバ１０のＮｄを
励起し、残りはファイバ１０及び反射器１４を透過して
Ｔｍ添加ファイバ１８に入射し、ファイバ１８のＴｍを
励起する。０．８μｍ帯光で励起されたＮｄは１．１２
〜１．１４μｍ光を発生し、反射器１２，１４からなる
共振器によりレーザ発振する。その１．１２〜１．１４
μｍ帯レーザ光は、反射器１４を透過してＴｍ添加ファ
イバ１８に入射し、そこに含まれるＴｍを励起する。Ｔ
ｍは、０．８μｍ帯光及び１．１２〜１．１４μｍ帯光
の励起により、０．４８μｍ帯光を発生する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、０．４８μｍ帯の
誘導放出光を発生する誘導放出光発生装置に関する。
誘導放出光を発生する誘導放出光発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】フッ化物ガラスに添加されたＴｍ３＋イ
オンは、アップコンパージョンにより １Ｇ４準位へ励起
できる。１Ｇ４準位から３Ｈ６準位の遷移により０．４
８μｍ帯の青色光が発生する。これを利用して、コンパ
クトな青色レーザの実現を目指して各種の開発がなされ
ている。
オンは、アップコンパージョンにより １Ｇ４準位へ励起
できる。１Ｇ４準位から３Ｈ６準位の遷移により０．４
８μｍ帯の青色光が発生する。これを利用して、コンパ
クトな青色レーザの実現を目指して各種の開発がなされ
ている。
【０００３】０．４８μｍ帯の誘導放出光を発生する誘
導放出光発生装置としては、ＴｍとＹｂを添加したファ
イバを０．９８μｍ帯レーザ光で励起する構成と、Ｔｍ
をコアに添加したファイバをＮｄ：ＹＡＧレーザによる
１．１μｍ帯（より具体的には、１．１２−１．１４
帯）レーザ光で励起する構成が知られている。
導放出光発生装置としては、ＴｍとＹｂを添加したファ
イバを０．９８μｍ帯レーザ光で励起する構成と、Ｔｍ
をコアに添加したファイバをＮｄ：ＹＡＧレーザによる
１．１μｍ帯（より具体的には、１．１２−１．１４
帯）レーザ光で励起する構成が知られている。
【０００４】前者の構成では、ＴｍとＹｂを添加したフ
ァイバのＹｂを０．９８μｍ帯レーザ光で励起し、Ｙｂ
からＴｍへのエネルギートランスファを利用してＴｍを
１Ｇ ４準位へ励起する。
ァイバのＹｂを０．９８μｍ帯レーザ光で励起し、Ｙｂ
からＴｍへのエネルギートランスファを利用してＴｍを
１Ｇ ４準位へ励起する。
【０００５】これに対し、後者の構成は、Ｔｍを１．１
μｍ帯Ｎｄ：ＹＡＧレーザで３段階励起により１Ｇ４準
位へ励起する。図３は、Ｔｍのエネルギー準位と遷移の
模式図を示す。Ｔｍの、３Ｈ６準位から３Ｈ５準位への
遷移、３Ｈ４準位から３Ｆ３準位への遷移及び３Ｆ４準
位から１Ｇ４準位への遷移のそれぞれの遷移エネルギー
が１．１μｍ帯の波長に近いことを利用する。
μｍ帯Ｎｄ：ＹＡＧレーザで３段階励起により１Ｇ４準
位へ励起する。図３は、Ｔｍのエネルギー準位と遷移の
模式図を示す。Ｔｍの、３Ｈ６準位から３Ｈ５準位への
遷移、３Ｈ４準位から３Ｆ３準位への遷移及び３Ｆ４準
位から１Ｇ４準位への遷移のそれぞれの遷移エネルギー
が１．１μｍ帯の波長に近いことを利用する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の前者の
構成は、極めて励起効率が低く、実用的ではない。後者
の構成では、３つの遷移のエネルギーが１．１μｍ帯と
完全に一致していない、特に、３Ｈ６準位から３Ｈ５準
位への遷移と３Ｈ４準位から３Ｆ３準位への遷移はかな
り１．１μｍ帯から外れているので、励起効率が悪く、
従って、トータルのエネルギー効率も低い。後者の構成
では更に、励起光源に固体レーザを使用するので、励起
光とＴｍ添加ファイバとの結合効率が低く、また、装置
の小型化が難しい。
構成は、極めて励起効率が低く、実用的ではない。後者
の構成では、３つの遷移のエネルギーが１．１μｍ帯と
完全に一致していない、特に、３Ｈ６準位から３Ｈ５準
位への遷移と３Ｈ４準位から３Ｆ３準位への遷移はかな
り１．１μｍ帯から外れているので、励起効率が悪く、
従って、トータルのエネルギー効率も低い。後者の構成
では更に、励起光源に固体レーザを使用するので、励起
光とＴｍ添加ファイバとの結合効率が低く、また、装置
の小型化が難しい。
【０００７】本発明は、従来例のこのような問題点を解
決し、エネルギー効率に優れる０．４８μｍ帯誘導放出
光発生装置を提示することを目的とする。
決し、エネルギー効率に優れる０．４８μｍ帯誘導放出
光発生装置を提示することを目的とする。
【０００８】本発明はまた、小型化の容易な０．４８μ
ｍ帯誘導放出光発生装置を提示することを目的とする。
ｍ帯誘導放出光発生装置を提示することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係る誘導放出光
発生装置は、第１の波長の励起光を発生する励起光源
と、当該励起光源の出力光の一部を吸収して第２の波長
の励起光を発生し、当該励起光源の出力光の残りを、発
生した第２の波長の励起光と共に出力する第２波長光発
生装置と、当該第２波長光発生手段の出力光により励起
されて０．４８μｍ帯光を発生する発光媒体とからなる
ことを特徴とする。
発生装置は、第１の波長の励起光を発生する励起光源
と、当該励起光源の出力光の一部を吸収して第２の波長
の励起光を発生し、当該励起光源の出力光の残りを、発
生した第２の波長の励起光と共に出力する第２波長光発
生装置と、当該第２波長光発生手段の出力光により励起
されて０．４８μｍ帯光を発生する発光媒体とからなる
ことを特徴とする。
【００１０】目的波長の光を発生する発光媒体を第１波
長と第２波長の２波長で励起することにより、当該発光
媒体を２段階で効率的に励起でき、０．４８μｍ光を発
生させることができる。
長と第２波長の２波長で励起することにより、当該発光
媒体を２段階で効率的に励起でき、０．４８μｍ光を発
生させることができる。
【００１１】第２波長光発生装置は、好ましくは、当該
第１の波長の励起光で励起されて当該第２の波長の励起
光を発生する弟２波長光発生媒体と、当該第２波長光発
生媒体の両側に配置され、当該第２波長光を反射する第
１及び第２の反射器とからなる。これにより、高強度の
第２の波長の光を発生させることができる。
第１の波長の励起光で励起されて当該第２の波長の励起
光を発生する弟２波長光発生媒体と、当該第２波長光発
生媒体の両側に配置され、当該第２波長光を反射する第
１及び第２の反射器とからなる。これにより、高強度の
第２の波長の光を発生させることができる。
【００１２】第１の波長はたとえば、０．８μｍ帯に属
し、第２の波長は１．１μｍ帯、より具体的には１．１
２乃至１．１４μｍ帯に属する。０．８μｍ帯と１．１
μｍ帯は、０．４８μｍ光を発生するＴｍの遷移エネル
ギーに対応するので、高い励起効率を実現できる。
し、第２の波長は１．１μｍ帯、より具体的には１．１
２乃至１．１４μｍ帯に属する。０．８μｍ帯と１．１
μｍ帯は、０．４８μｍ光を発生するＴｍの遷移エネル
ギーに対応するので、高い励起効率を実現できる。
【００１３】第２波長光発生媒体はたとえばＮｄを含
み、発光媒体がＴｍを含む。
み、発光媒体がＴｍを含む。
【００１４】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。
細に説明する。
【００１５】図１は、本発明の一実施例の概略構成ブロ
ック図を示す。
ック図を示す。
【００１６】１０はＮｄ添加ファイバであり、その両端
に１．１２〜１．１４μｍ帯光を反射する反射器１２，
１４を接続して１．１２〜１．１４μｍ帯光の共振器を
形成してある。反射器１２の１．１２〜１．１４μｍ帯
光の反射率は好ましくは１００％であり、他方、反射器
１４の１．１２〜１．１４μｍ帯光の反射率は１００％
未満である。
に１．１２〜１．１４μｍ帯光を反射する反射器１２，
１４を接続して１．１２〜１．１４μｍ帯光の共振器を
形成してある。反射器１２の１．１２〜１．１４μｍ帯
光の反射率は好ましくは１００％であり、他方、反射器
１４の１．１２〜１．１４μｍ帯光の反射率は１００％
未満である。
【００１７】反射器１２の、Ｎｄ添加ファイバ１０とは
反対側に、Ｎｄ及び後述するＴｍに対する励起光を発生
する励起ＬＤ（レーザダイオード）１６が接続されてい
る。すなわち、励起ＬＤ１６の出力光は、反射器１２を
透過してＮｄ添加ファイバ１０に入射する。励起ＬＤ１
６の波長は、Ｎｄを４Ｆ３／２準位に励起できる波長で
あると共に、Ｔｍを３Ｈ６から３Ｆ４に励起できる波長
であり、通常、０．８μｍ帯近傍である。
反対側に、Ｎｄ及び後述するＴｍに対する励起光を発生
する励起ＬＤ（レーザダイオード）１６が接続されてい
る。すなわち、励起ＬＤ１６の出力光は、反射器１２を
透過してＮｄ添加ファイバ１０に入射する。励起ＬＤ１
６の波長は、Ｎｄを４Ｆ３／２準位に励起できる波長で
あると共に、Ｔｍを３Ｈ６から３Ｆ４に励起できる波長
であり、通常、０．８μｍ帯近傍である。
【００１８】反射器１４のＮｄ添加ファイバ１０とは反
対側にはＴｍ添加ファイバ１８が接続されている。目的
の０．４８μｍ帯誘導放出光２０は、Ｔｍ添加ファイバ
１８の、反射器１４とは反対側の端面から出力される。
対側にはＴｍ添加ファイバ１８が接続されている。目的
の０．４８μｍ帯誘導放出光２０は、Ｔｍ添加ファイバ
１８の、反射器１４とは反対側の端面から出力される。
【００１９】本実施例では、Ｎｄ添加ファイバ１０のＮ
ｄ濃度と長さは、励起ＬＤ１６からの０．８μｍ帯励起
光の少なくとも１部を透過できるように設定されてい
る。反射器１２，１４は、０．８μｍ帯光を低損失又は
無損失で透過する素子、例えば、ファイバグレーティン
グ又は誘電体多層膜ミラー等からなる。従って、励起Ｌ
Ｄ１６から出力される０．８μｍ帯励起光は、反射器１
２、Ｎｄ添加ファイバ１０及び反射器１４を透過してＴ
ｍ添加ファイバ１８に入射し、ファイバ１８に含まれる
Ｔｍをも励起する。
ｄ濃度と長さは、励起ＬＤ１６からの０．８μｍ帯励起
光の少なくとも１部を透過できるように設定されてい
る。反射器１２，１４は、０．８μｍ帯光を低損失又は
無損失で透過する素子、例えば、ファイバグレーティン
グ又は誘電体多層膜ミラー等からなる。従って、励起Ｌ
Ｄ１６から出力される０．８μｍ帯励起光は、反射器１
２、Ｎｄ添加ファイバ１０及び反射器１４を透過してＴ
ｍ添加ファイバ１８に入射し、ファイバ１８に含まれる
Ｔｍをも励起する。
【００２０】本実施例の動作を説明する。励起ＬＤ１６
の出力する０．８μｍ帯光は反射器１２を低損失又は無
損失で透過してファイバ１０に入射する。０．８μｍ帯
光の一部は、Ｎｄ添加ファイバ１０のＮｄを励起して、
１．１２〜１．１４μｍ帯光を発生させ、残りは、Ｎｄ
添加ファイバ１０及び反射器１４を透過してＴｍ添加フ
ァイバ１８に入射し、Ｔｍ添加ファイバ１８のＴｍを励
起する。Ｎｄ添加ファイバ１０で発生する１．１２〜
１．１４μｍ帯光は、反射器１２，１４により閉じ込め
られて共振し、レーザ発振する。Ｎｄ添加ファイバ１０
で発生する１．１２〜１．１４μｍ帯レーザ光は、反射
器１４を透過してＴｍ添加ファイバ１８に入射し、そこ
に含まれるＴｍを励起する。
の出力する０．８μｍ帯光は反射器１２を低損失又は無
損失で透過してファイバ１０に入射する。０．８μｍ帯
光の一部は、Ｎｄ添加ファイバ１０のＮｄを励起して、
１．１２〜１．１４μｍ帯光を発生させ、残りは、Ｎｄ
添加ファイバ１０及び反射器１４を透過してＴｍ添加フ
ァイバ１８に入射し、Ｔｍ添加ファイバ１８のＴｍを励
起する。Ｎｄ添加ファイバ１０で発生する１．１２〜
１．１４μｍ帯光は、反射器１２，１４により閉じ込め
られて共振し、レーザ発振する。Ｎｄ添加ファイバ１０
で発生する１．１２〜１．１４μｍ帯レーザ光は、反射
器１４を透過してＴｍ添加ファイバ１８に入射し、そこ
に含まれるＴｍを励起する。
【００２１】これらの結果、Ｔｍ添加ファイバ１８に含
まれるＴｍは、励起ＬＤ１６の出力する０．８μｍ帯光
と、励起ＬＤ１６の出力する０．８μｍ帯光により励起
されてＮｄ添加ファイバ１０が発生する１．１２〜１．
１４μｍ帯光の両方で励起されることになる。図２は、
本実施例でのＴｍのエネルギー遷移を示す。
まれるＴｍは、励起ＬＤ１６の出力する０．８μｍ帯光
と、励起ＬＤ１６の出力する０．８μｍ帯光により励起
されてＮｄ添加ファイバ１０が発生する１．１２〜１．
１４μｍ帯光の両方で励起されることになる。図２は、
本実施例でのＴｍのエネルギー遷移を示す。
【００２２】０．８μｍ帯光は、Ｔｍの３Ｈ６から３Ｆ
４への遷移エネルギーと一致しているので、Ｔｍの３Ｈ
６準位の電子を効率良く３Ｆ４準位へ励起できる。０．
８μｍ帯光による励起は、１．１２〜１．１４μｍによ
る２段階励起に比べ、遷移エネルギーと波長エネルギー
がよく一致しているだけでなく、１段階で直接３Ｆ４準
位に励起できるので、エネルギー損失が少なく極めて効
率的である。３Ｆ４準位へ励起された電子は、１．１２
〜１．１４μｍ帯励起光で更に１Ｇ４準位へ励起され
る。１Ｇ４の電子は、３Ｈ６へ遷移するときに、０．４
８μｍ帯光を発生する。
４への遷移エネルギーと一致しているので、Ｔｍの３Ｈ
６準位の電子を効率良く３Ｆ４準位へ励起できる。０．
８μｍ帯光による励起は、１．１２〜１．１４μｍによ
る２段階励起に比べ、遷移エネルギーと波長エネルギー
がよく一致しているだけでなく、１段階で直接３Ｆ４準
位に励起できるので、エネルギー損失が少なく極めて効
率的である。３Ｆ４準位へ励起された電子は、１．１２
〜１．１４μｍ帯励起光で更に１Ｇ４準位へ励起され
る。１Ｇ４の電子は、３Ｈ６へ遷移するときに、０．４
８μｍ帯光を発生する。
【００２３】このようにして、本実施例では、２段階励
起である上に遷移エネルギーと励起波長エネルギーがよ
り良く一致しているので、極めて効率的な励起を実現で
きる。従って、反転分布の形成が容易であり、０．４８
μｍ帯誘導放出光を効率良く得ることができる。また、
２波長励起であるにもかかわらず、１個の励起１６ＬＤ
で結果的に２波長を発生できるので、低コスト且つコン
パクトに実現できる。
起である上に遷移エネルギーと励起波長エネルギーがよ
り良く一致しているので、極めて効率的な励起を実現で
きる。従って、反転分布の形成が容易であり、０．４８
μｍ帯誘導放出光を効率良く得ることができる。また、
２波長励起であるにもかかわらず、１個の励起１６ＬＤ
で結果的に２波長を発生できるので、低コスト且つコン
パクトに実現できる。
【００２４】中間的な励起光の波長を１．１２〜１．１
４μｍ帯としたが、これより長い又は短くても、多少、
効率は低下するものの、同様の作用効果を得ることがで
きる。
４μｍ帯としたが、これより長い又は短くても、多少、
効率は低下するものの、同様の作用効果を得ることがで
きる。
【００２５】
【発明の効果】以上の説明から容易に理解できるよう
に、本発明によれば、高効率、コンパクト及び低コスト
な０．４８μｍ帯誘導放出光発生装置を実現できる。こ
の結果、高効率、コンパクト及び低コストな、０．４８
μｍ帯のレーザ及び高輝度光源等を実現できる。
に、本発明によれば、高効率、コンパクト及び低コスト
な０．４８μｍ帯誘導放出光発生装置を実現できる。こ
の結果、高効率、コンパクト及び低コストな、０．４８
μｍ帯のレーザ及び高輝度光源等を実現できる。
【図１】 本発明の一実施例の概略構成ブロック図であ
る。
る。
【図２】 実施例におけるＴｍのエネルギー遷移の模式
図である。
図である。
【図３】 従来の３段階励起法におけるＴｍのエネルギ
ー遷移の模式図である。
ー遷移の模式図である。
１０：Ｎｄ添加ファイバ １２，１４：反射器 １６：励起ＬＤ（レーザダイオード） １８：Ｔｍ添加ファイバ ２０：０．４８μｍ帯誘導放出光
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中井 哲哉 埼玉県上福岡市大原二丁目１番15号株式会 社ケイディディ研究所内 (72)発明者 谷 俊男 埼玉県上福岡市大原二丁目１番15号株式会 社ケイディディ研究所内 Ｆターム(参考） 5F072 AB08 AK06 JJ01 JJ02 JJ08 KK07 PP07 RR03 YY15
Claims (7)
- 【請求項１】 第１の波長の励起光を発生する励起光源
と、 当該励起光源の出力光の一部を吸収して第２の波長の励
起光を発生し、当該励起光源の出力光の残りを、発生し
た第２の波長の励起光と共に出力する第２波長光発生装
置と、 当該第２波長光発生手段の出力光により励起されて０．
４８μｍ帯光を発生する発光媒体とからなることを特徴
とする誘導放出光発生装置。 - 【請求項２】 当該第２波長光発生装置は、当該第１の
波長の励起光で励起されて当該第２の波長の励起光を発
生する弟２波長光発生媒体と、当該第２波長光発生媒体
の両側に配置され、当該第２波長光を反射する第１及び
第２の反射器とからなる請求項１に記載の誘導放出光発
生装置。 - 【請求項３】 当該第１の波長が０．８μｍ帯に属する
請求項１又は２に記載の誘導放出光発生装置。 - 【請求項４】 当該第２の波長が１．１μｍ帯に属する
請求項１又は２に記載の誘導放出光発生装置。 - 【請求項５】 当該第２の波長が１．１２乃至１．１４
μｍ帯に属する請求項４に記載の誘導放出光発生装置。 - 【請求項６】 当該第２波長光発生媒体がＮｄを含む請
求項２に記載の誘導放出光発生装置。 - 【請求項７】 当該発光媒体がＴｍを含む請求項１に記
載の誘導放出光発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16605699A JP2000353838A (ja) | 1999-06-11 | 1999-06-11 | 誘導放出光発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16605699A JP2000353838A (ja) | 1999-06-11 | 1999-06-11 | 誘導放出光発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000353838A true JP2000353838A (ja) | 2000-12-19 |
Family
ID=15824159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16605699A Pending JP2000353838A (ja) | 1999-06-11 | 1999-06-11 | 誘導放出光発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000353838A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006132285A1 (ja) * | 2005-06-07 | 2006-12-14 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | 光源 |
-
1999
- 1999-06-11 JP JP16605699A patent/JP2000353838A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006132285A1 (ja) * | 2005-06-07 | 2006-12-14 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | 光源 |
| US7801186B2 (en) | 2005-06-07 | 2010-09-21 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Light source |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030617 |