JP2001308448A - セルフハイブリッドモード同期によるレーザーからのパルス発生方法 - Google Patents
セルフハイブリッドモード同期によるレーザーからのパルス発生方法Info
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- JP2001308448A JP2001308448A JP2000377941A JP2000377941A JP2001308448A JP 2001308448 A JP2001308448 A JP 2001308448A JP 2000377941 A JP2000377941 A JP 2000377941A JP 2000377941 A JP2000377941 A JP 2000377941A JP 2001308448 A JP2001308448 A JP 2001308448A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】セルフハイブリッドモード同期法という新規の
モード同期法を導入すること。 【解決手段】本発明は、ハイブリッドモード同期法によ
り、単一電極を備えた一般の半導体レーザーを用いてパ
ルスを放出する方法を導入する。ここでは、本法をセル
フハイブリッドモード同期法と名づける。本方法は、
（１）ＤＣバイアス電流を半導体レーザーに加える工程
（ＤＣバイアス電流は半導体レーザーのしきい値電流よ
りも大きい）と、（２）ＲＦ変調信号を半導体レーザー
に加える工程とからなる。さらに、ＲＦ変調信号が利得
ピークであるとき、半導体レーザーはパルスを放出す
る。また、ＲＦ変調信号が最低値であるとき、半導体レ
ーザーは可飽和吸収体としての機能を備える。
モード同期法を導入すること。 【解決手段】本発明は、ハイブリッドモード同期法によ
り、単一電極を備えた一般の半導体レーザーを用いてパ
ルスを放出する方法を導入する。ここでは、本法をセル
フハイブリッドモード同期法と名づける。本方法は、
（１）ＤＣバイアス電流を半導体レーザーに加える工程
（ＤＣバイアス電流は半導体レーザーのしきい値電流よ
りも大きい）と、（２）ＲＦ変調信号を半導体レーザー
に加える工程とからなる。さらに、ＲＦ変調信号が利得
ピークであるとき、半導体レーザーはパルスを放出す
る。また、ＲＦ変調信号が最低値であるとき、半導体レ
ーザーは可飽和吸収体としての機能を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セルフハイブリッ
ド（self-hybrid）モード同期によってレーザーからパ
ルスを発生する方法に関するものであり、特に、一般の
半導体レーザーを用い、可飽和吸収体を必要としない、
適当なＤＣバイアス電流及びＲＦ変調信号を加えたセル
フハイブリッドモード同期によるパルス発生に関するも
のである。
ド（self-hybrid）モード同期によってレーザーからパ
ルスを発生する方法に関するものであり、特に、一般の
半導体レーザーを用い、可飽和吸収体を必要としない、
適当なＤＣバイアス電流及びＲＦ変調信号を加えたセル
フハイブリッドモード同期によるパルス発生に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近年、短パルスレーザーは、通信や、化
学反応、物理変化、及び距離の測定に実用化されてお
り、産業界及び研究界において短パルスレーザー技術へ
の関心が高まっている。レーザーから短パルスを発生す
る従来の方法には、利得スイッチ（又はＱ−スイッチ）
法及びモード同期法があった。モード同期法はさらに、
能動モード同期、受動モード同期、ハイブリッドモード
同期（hybrid mode-locking）に分類される。利得スイ
ッチ法と比較して、モード同期法はより短いパルスを発
生することができる。図１は、従来の能動モード同期法
で用いられる順次パルス図（sequential pulse diagra
m）である。ここでは、無線変調信号とパルスとの繰り
返し周波数（repetition frequency）は同じである。変
調（信号）ピークで半導体レーザーの利得からパルスが
放出し、ミラーによって半導体レーザーの利得へ反射す
るとき、パルスレーザーと変調信号とのピークが一致す
る。レーザーは、何度か共振した後、短パルスを発生す
る。能動モード同期法では、タイミングジッターが最小
であるパルスを発生することができる。反対に、受動モ
ード同期法では、最短パルスを発生することができる。
一方、ハイブリッドモード同期法は上述した両者の長所
を備えており、タイミングジッターの小さい短パルスを
発生することができる。しかしながら、ハイブリッドモ
ード同期法には、ハイブリッドモード同期型のパルスを
うまく発生するために、特別で複雑な可飽和吸収体の設
計が必要であるといった欠点がある。ハイブリッドモー
ド同期法で用いられる典型的な装置は、多段で多電極の
ものである。このため、ハイブリッドモード同期法は他
の方法よりもより複雑である。
学反応、物理変化、及び距離の測定に実用化されてお
り、産業界及び研究界において短パルスレーザー技術へ
の関心が高まっている。レーザーから短パルスを発生す
る従来の方法には、利得スイッチ（又はＱ−スイッチ）
法及びモード同期法があった。モード同期法はさらに、
能動モード同期、受動モード同期、ハイブリッドモード
同期（hybrid mode-locking）に分類される。利得スイ
ッチ法と比較して、モード同期法はより短いパルスを発
生することができる。図１は、従来の能動モード同期法
で用いられる順次パルス図（sequential pulse diagra
m）である。ここでは、無線変調信号とパルスとの繰り
返し周波数（repetition frequency）は同じである。変
調（信号）ピークで半導体レーザーの利得からパルスが
放出し、ミラーによって半導体レーザーの利得へ反射す
るとき、パルスレーザーと変調信号とのピークが一致す
る。レーザーは、何度か共振した後、短パルスを発生す
る。能動モード同期法では、タイミングジッターが最小
であるパルスを発生することができる。反対に、受動モ
ード同期法では、最短パルスを発生することができる。
一方、ハイブリッドモード同期法は上述した両者の長所
を備えており、タイミングジッターの小さい短パルスを
発生することができる。しかしながら、ハイブリッドモ
ード同期法には、ハイブリッドモード同期型のパルスを
うまく発生するために、特別で複雑な可飽和吸収体の設
計が必要であるといった欠点がある。ハイブリッドモー
ド同期法で用いられる典型的な装置は、多段で多電極の
ものである。このため、ハイブリッドモード同期法は他
の方法よりもより複雑である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】以上により、本発明
は、上述の問題を解決するため、セルフハイブリッド
（self-hybrid）モード同期法という新規のモード同期
法を導入することを目的とする。
は、上述の問題を解決するため、セルフハイブリッド
（self-hybrid）モード同期法という新規のモード同期
法を導入することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明は、一般の半導体レーザーに利用できるセル
フハイブリッドモード同期によりレーザーからパルスを
発生する方法を提供する。本方法は、（１）ＤＣバイア
ス電流（DC bias current）を半導体レーザーに加える
工程（ＤＣバイアス電流は半導体レーザーのしきい値電
流よりも大きい）と、（２）ＲＦ変調信号（radio freq
uency modulation signal）を半導体レーザーに加える
工程（ＲＦ変調（信号）電流は、ＤＣバイアス電流と半
導体レーザーの透過電流（transparent current）との
差よりも大きい）とからなる。ＲＦ変調信号が利得ピー
クであるとき、半導体レーザーはパルスを放出する。さ
らに、ＲＦ変調信号が最低値であるときも、半導体レー
ザーはパルスを放出する。以上により、本発明は、単一
電極を備えた一般の半導体レーザーを用い、可飽和吸収
体を必要としないハイブリッドモード同期によってレー
ザーからパルスを放出する方法を導入する。したがっ
て、以下、本方法をセルフハイブリッドモード同期法と
称する。
め、本発明は、一般の半導体レーザーに利用できるセル
フハイブリッドモード同期によりレーザーからパルスを
発生する方法を提供する。本方法は、（１）ＤＣバイア
ス電流（DC bias current）を半導体レーザーに加える
工程（ＤＣバイアス電流は半導体レーザーのしきい値電
流よりも大きい）と、（２）ＲＦ変調信号（radio freq
uency modulation signal）を半導体レーザーに加える
工程（ＲＦ変調（信号）電流は、ＤＣバイアス電流と半
導体レーザーの透過電流（transparent current）との
差よりも大きい）とからなる。ＲＦ変調信号が利得ピー
クであるとき、半導体レーザーはパルスを放出する。さ
らに、ＲＦ変調信号が最低値であるときも、半導体レー
ザーはパルスを放出する。以上により、本発明は、単一
電極を備えた一般の半導体レーザーを用い、可飽和吸収
体を必要としないハイブリッドモード同期によってレー
ザーからパルスを放出する方法を導入する。したがっ
て、以下、本方法をセルフハイブリッドモード同期法と
称する。
【０００５】
【発明の実施の形態】上述した本発明の目的、特徴、及
び長所をより一層明瞭にするため、以下に本発明の好ま
しい実施の形態を挙げ、図を参照にしながらさらに詳し
く説明する。図２は、本発明の好ましい具体例であるセ
ルフハイブリッドモード同期法によりパルスを発生する
レーザーキャビティ（laser cavity）１０の構造図であ
る。レーザーキャビティ１０は、スーパールミネッセン
トダイオード／増幅器２０、複数のコリメーター３０、
光回折格子（optical grating）４０、及び出力カップ
ラー（output coupler）５０からなる。図２では、本発
明の好ましい具体例である利得素子（gain device）
が、斜めにうねった導波管（５４０μｍ）２２のスーパ
ールミネッセントダイオード／増幅器２０であることを
示している。そのうち、導波管２２とミラーの法平面と
の射角は７°である。傾斜した導波管によりミラーの反
射率が１００万分のいくつか低下するため、本具体例に
おいて、導波管２２はいかなる反射防止膜も必要としな
い。スーパールミネッセントダイオード／増幅器２０か
ら放出するレーザー光は、開口数が０．５５であるコリ
メーターレンズにより平行光を形成する。１２００スリ
ット／ｍｍの鍍金した光回折格子４０により、ある一定
の波長の光はスーパールミネッセントダイオード／増幅
器２０へ反射する。光回折格子４０は、ある一定の波長
の光をスーパールミネッセントダイオード／増幅器２０
に反射し、帯域幅を効果的に制限するのに用いられる。
スーパールミネッセントダイオード／増幅器２０から放
出するレーザー光は、出力カップラー５０に再び入る。
出力カップラー５０における反射率と透過率の比は５０
／５０である。本発明の好ましい具体例において、レー
ザーキャビティは、焦点が５０ｍｍである２つのレンズ
６０ａ、６０ｂをさらに含む。レーザー光は、レンズ６
０ａによって出力カップラー５０に収束された後、半分
は出力カップラー５０から反射し、残りの半分は出力カ
ップラー５０に送られる。反射した光はレンズ６０ａに
よって平行になりスーパールミネッセントにぶつかる。
送られた光はレンズ６０ｂによって平行になりレーザー
キャビティ１０から出ていく。本発明の好ましい具体例
では、スーパールミネッセントダイオード／増幅器２０
と出力カップラー５０との間の距離は、スーパールミネ
ッセントダイオード／増幅器２０と光回折格子４０との
間の距離に等しい（つまり、ｌＬ＝ｌＲ）。この距離
は、ＲＦ変調周波数によって調整される。２つのアーム
の一周周波数（round-trip frequency）はそれぞれ８０
３ＭＨｚであり、レーザーキャビティ１０の一周周波数
は４０１．５ＭＨｚである。
び長所をより一層明瞭にするため、以下に本発明の好ま
しい実施の形態を挙げ、図を参照にしながらさらに詳し
く説明する。図２は、本発明の好ましい具体例であるセ
ルフハイブリッドモード同期法によりパルスを発生する
レーザーキャビティ（laser cavity）１０の構造図であ
る。レーザーキャビティ１０は、スーパールミネッセン
トダイオード／増幅器２０、複数のコリメーター３０、
光回折格子（optical grating）４０、及び出力カップ
ラー（output coupler）５０からなる。図２では、本発
明の好ましい具体例である利得素子（gain device）
が、斜めにうねった導波管（５４０μｍ）２２のスーパ
ールミネッセントダイオード／増幅器２０であることを
示している。そのうち、導波管２２とミラーの法平面と
の射角は７°である。傾斜した導波管によりミラーの反
射率が１００万分のいくつか低下するため、本具体例に
おいて、導波管２２はいかなる反射防止膜も必要としな
い。スーパールミネッセントダイオード／増幅器２０か
ら放出するレーザー光は、開口数が０．５５であるコリ
メーターレンズにより平行光を形成する。１２００スリ
ット／ｍｍの鍍金した光回折格子４０により、ある一定
の波長の光はスーパールミネッセントダイオード／増幅
器２０へ反射する。光回折格子４０は、ある一定の波長
の光をスーパールミネッセントダイオード／増幅器２０
に反射し、帯域幅を効果的に制限するのに用いられる。
スーパールミネッセントダイオード／増幅器２０から放
出するレーザー光は、出力カップラー５０に再び入る。
出力カップラー５０における反射率と透過率の比は５０
／５０である。本発明の好ましい具体例において、レー
ザーキャビティは、焦点が５０ｍｍである２つのレンズ
６０ａ、６０ｂをさらに含む。レーザー光は、レンズ６
０ａによって出力カップラー５０に収束された後、半分
は出力カップラー５０から反射し、残りの半分は出力カ
ップラー５０に送られる。反射した光はレンズ６０ａに
よって平行になりスーパールミネッセントにぶつかる。
送られた光はレンズ６０ｂによって平行になりレーザー
キャビティ１０から出ていく。本発明の好ましい具体例
では、スーパールミネッセントダイオード／増幅器２０
と出力カップラー５０との間の距離は、スーパールミネ
ッセントダイオード／増幅器２０と光回折格子４０との
間の距離に等しい（つまり、ｌＬ＝ｌＲ）。この距離
は、ＲＦ変調周波数によって調整される。２つのアーム
の一周周波数（round-trip frequency）はそれぞれ８０
３ＭＨｚであり、レーザーキャビティ１０の一周周波数
は４０１．５ＭＨｚである。
【０００６】図３は、本発明の技術を示している。本発
明の好ましい具体例では、ＤＣバイアス電流はしきい値
電流よりも大きく、透過電流はしきい値電流よりも小さ
い（つまり、Ｉｄｃ＞Ｉｔｈ＞Ｉｔｒ）。さらに、ＲＦ
変調電流は、ＤＣバイアス電流と透過電流との差よりも
大きい（つまり、Ｉｍｏｄ＞Ｉｄｃ−Ｉｔｒ）。本発明
の好ましい具体例では、波長が８３０ｎｍであるとき、
透過電流は３６ｍＡであり、しきい値電流は５０ｍＡで
ある。ＤＣバイアス電流が６６ｍＡ加えられたとき、Ｄ
Ｃバイアス電流と透過電流との差は３０ｍＡであり、変
調電流は３０ｍＡ以上となる。
明の好ましい具体例では、ＤＣバイアス電流はしきい値
電流よりも大きく、透過電流はしきい値電流よりも小さ
い（つまり、Ｉｄｃ＞Ｉｔｈ＞Ｉｔｒ）。さらに、ＲＦ
変調電流は、ＤＣバイアス電流と透過電流との差よりも
大きい（つまり、Ｉｍｏｄ＞Ｉｄｃ−Ｉｔｒ）。本発明
の好ましい具体例では、波長が８３０ｎｍであるとき、
透過電流は３６ｍＡであり、しきい値電流は５０ｍＡで
ある。ＤＣバイアス電流が６６ｍＡ加えられたとき、Ｄ
Ｃバイアス電流と透過電流との差は３０ｍＡであり、変
調電流は３０ｍＡ以上となる。
【０００７】図４は、本発明のセルフハイブリッドモー
ド同期法で用いられる順次パルス図である。この図にお
いて、ＲＦ変調信号は周期正弦波（period sinusoid wa
ve）である。本具体例では、順次パルスが０であると
き、第１パルスレーザーが、能動モード同期法により形
成されるものと同様に放出される。スーパールミネッセ
ントダイオード／増幅器のＤＣバイアス電流はしきい値
電流よりも大きいとともに、ＲＦ変調信号が加えられ
る。ＲＦ変調信号の周波数は８０３ＭＨｚであり、各ア
ームの周波数に等しい。変調電流がＤＣバイアス電流よ
りも大きい場合、スーパールミネッセントダイオード／
増幅器２０は、ＲＦ変調信号の利得ピークで第１パルス
レーザーを放出する。本具体例では、順次パルスは１で
あり、第２パルスレーザーが受動モード同期法により形
成されるものと同様に放出される。ＲＦ変調電流が透過
電流よりも小さいとき、スーパールミネッセントダイオ
ード／増幅器２０は可飽和吸収体としての機能を備え
る。スーパールミネッセントダイオード／増幅器２０
は、ＲＦ変調信号の最低値で第２パルスレーザーを放出
する。
ド同期法で用いられる順次パルス図である。この図にお
いて、ＲＦ変調信号は周期正弦波（period sinusoid wa
ve）である。本具体例では、順次パルスが０であると
き、第１パルスレーザーが、能動モード同期法により形
成されるものと同様に放出される。スーパールミネッセ
ントダイオード／増幅器のＤＣバイアス電流はしきい値
電流よりも大きいとともに、ＲＦ変調信号が加えられ
る。ＲＦ変調信号の周波数は８０３ＭＨｚであり、各ア
ームの周波数に等しい。変調電流がＤＣバイアス電流よ
りも大きい場合、スーパールミネッセントダイオード／
増幅器２０は、ＲＦ変調信号の利得ピークで第１パルス
レーザーを放出する。本具体例では、順次パルスは１で
あり、第２パルスレーザーが受動モード同期法により形
成されるものと同様に放出される。ＲＦ変調電流が透過
電流よりも小さいとき、スーパールミネッセントダイオ
ード／増幅器２０は可飽和吸収体としての機能を備え
る。スーパールミネッセントダイオード／増幅器２０
は、ＲＦ変調信号の最低値で第２パルスレーザーを放出
する。
【０００８】図５は、自己相関トレースの半値全幅（Ｆ
ＷＨＭ）対ＲＦ変調力（radio frequency modulation p
ower）を示す図である。ＤＣバイアス電流が６６ｍＡで
あるとき、変調力は−７ｄＢｍから−３ｄＢｍに減少
し、自己相関トレースのＦＷＨＭは２９ｐｓから１５ｐ
ｓに減少する。ＤＣバイアス電流が７２ｍＡであると
き、変調力は−５ｄＢｍから０ｄＢｍに増加し、自己相
関トレースのＦＷＨＭは２６ｐｓから１６ｐｓに減少す
る。好ましいＲＦ変調力は、ＤＣバイアス電流の変化に
従って変わる。
ＷＨＭ）対ＲＦ変調力（radio frequency modulation p
ower）を示す図である。ＤＣバイアス電流が６６ｍＡで
あるとき、変調力は−７ｄＢｍから−３ｄＢｍに減少
し、自己相関トレースのＦＷＨＭは２９ｐｓから１５ｐ
ｓに減少する。ＤＣバイアス電流が７２ｍＡであると
き、変調力は−５ｄＢｍから０ｄＢｍに増加し、自己相
関トレースのＦＷＨＭは２６ｐｓから１６ｐｓに減少す
る。好ましいＲＦ変調力は、ＤＣバイアス電流の変化に
従って変わる。
【０００９】図６は、本発明の好ましい具体例である自
己相関トレースのＦＷＨＭを示す図である。ＲＦ変調力
が−８ｄＢｍ以下であるとき、能動モード同期法によっ
てパルスレーザーが放出し、自己相関トレースのＦＷＨ
Ｍは３４．１６ｐｓである。ＲＦ変調力が−８ｄＢｍ以
上であるとき、能動モード同期法によって放出したパル
スレーザーはセルフハイブリッドモード同期法によって
放出するパルスレーザーに変換する。ＲＦ変調力が０ｄ
Ｂｍであるとき、自己相関トレースのＦＷＨＭは１４．
２９ｐｓである。ＲＦ変調電流がＤＣバイアス電流と透
過電流との差よりも大きいとき、本具体例における自己
相関トレースのＦＷＨＭは、能動モード同期法による従
来のＦＷＨＭよりも狭い。
己相関トレースのＦＷＨＭを示す図である。ＲＦ変調力
が−８ｄＢｍ以下であるとき、能動モード同期法によっ
てパルスレーザーが放出し、自己相関トレースのＦＷＨ
Ｍは３４．１６ｐｓである。ＲＦ変調力が−８ｄＢｍ以
上であるとき、能動モード同期法によって放出したパル
スレーザーはセルフハイブリッドモード同期法によって
放出するパルスレーザーに変換する。ＲＦ変調力が０ｄ
Ｂｍであるとき、自己相関トレースのＦＷＨＭは１４．
２９ｐｓである。ＲＦ変調電流がＤＣバイアス電流と透
過電流との差よりも大きいとき、本具体例における自己
相関トレースのＦＷＨＭは、能動モード同期法による従
来のＦＷＨＭよりも狭い。
【００１０】図７は、本発明の順次パルス図であり、そ
のうち、変調信号は周期非正弦波である。セルフハイブ
リッドモード同期法におけるＲＦ変調周波数がパルスレ
ーザーの周波数の３分の１であるとき、キャビティもパ
ルスを放出することができる。したがって、ＲＦ変調周
波数がパルスレーザーの周波数のｎ分の１である場合、
キャビティもパルスを放出することができる（ｎは２以
上の整数である）。図４及び図７によるとＲＦ変調信号
は周期波であり、この周期波は周期正弦波、周期パルス
波（period pulse wave）、又は周期非正弦波（period
non-sinusoid wave）である。
のうち、変調信号は周期非正弦波である。セルフハイブ
リッドモード同期法におけるＲＦ変調周波数がパルスレ
ーザーの周波数の３分の１であるとき、キャビティもパ
ルスを放出することができる。したがって、ＲＦ変調周
波数がパルスレーザーの周波数のｎ分の１である場合、
キャビティもパルスを放出することができる（ｎは２以
上の整数である）。図４及び図７によるとＲＦ変調信号
は周期波であり、この周期波は周期正弦波、周期パルス
波（period pulse wave）、又は周期非正弦波（period
non-sinusoid wave）である。
【００１１】本発明において、セルフハイブリッドモー
ド同期法は、能動モード同期法及び受動モード同期法の
両方に類似している。セルフハイブリッドモード同期法
と能動モード同期法との違いはＤＣバイアス電流とＲＦ
変調周波数であり、受動モード同期法との違いは可飽和
吸収体を必要としないことである。本発明において、セ
ルフハイブリッドモード同期法のＲＦ変調周波数はパル
スレーザーの繰り返し率のｎ分の１であり、ｎは２以上
の整数である。ダイオード増幅器の変調電流が利得ピー
クであるとき、パルスレーザーがダイオード増幅器から
放出し、レーザーキャビティのアームの一方に戻る。パ
ルスレーザーがダイオード増幅器に到達したとき、ダイ
オード増幅器の変調電流は最低値である。変調電流はＤ
Ｃバイアス電流と透過電流との差よりも大きいため、ダ
イオード増幅器は可飽和吸収体としての機能に変換す
る。ＲＦ変調信号が利得ピークであるとき、能動モード
同期法と同様の方法により、ダイオード増幅器はパルス
を放出する。ＲＦ変調信号が最低値であるとき、受動モ
ード同期法と同様の方法により、ダイオード増幅器はパ
ルスレーザーを放出する。したがって、能動モード同期
法と受動モード同期法との特徴を有するセルフハイブリ
ッドモード同期法により、短パルスでタイミングジッタ
ーの小さいレーザーを発生することができる。また、セ
ルフハイブリッドモード同期法は、表面放出レーザー
（surface emitting laser）やエッジ放出レーザー（ed
ge emitting laser）など、単一電極のレーザーダイオ
ードに用いることもでき、可飽和吸収体を必要としな
い。セルフハイブリッドモード同期法は単一電極のレー
ザーダイオードにより達成することができるため、本発
明は電線を減少することができる。さらに、レーザーキ
ャビティの形は線型又はアーチ型であり、レーザーキャ
ビティの型は、外部キャビティ型（external cavity ty
pe）レーザーキャビティ又はモノリシック集積型（mono
lithically integrated type）レーザーキャビティのい
ずれかを用いることができる。本発明では好ましい実施
例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限
定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰で
も、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動
や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範囲
は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
ド同期法は、能動モード同期法及び受動モード同期法の
両方に類似している。セルフハイブリッドモード同期法
と能動モード同期法との違いはＤＣバイアス電流とＲＦ
変調周波数であり、受動モード同期法との違いは可飽和
吸収体を必要としないことである。本発明において、セ
ルフハイブリッドモード同期法のＲＦ変調周波数はパル
スレーザーの繰り返し率のｎ分の１であり、ｎは２以上
の整数である。ダイオード増幅器の変調電流が利得ピー
クであるとき、パルスレーザーがダイオード増幅器から
放出し、レーザーキャビティのアームの一方に戻る。パ
ルスレーザーがダイオード増幅器に到達したとき、ダイ
オード増幅器の変調電流は最低値である。変調電流はＤ
Ｃバイアス電流と透過電流との差よりも大きいため、ダ
イオード増幅器は可飽和吸収体としての機能に変換す
る。ＲＦ変調信号が利得ピークであるとき、能動モード
同期法と同様の方法により、ダイオード増幅器はパルス
を放出する。ＲＦ変調信号が最低値であるとき、受動モ
ード同期法と同様の方法により、ダイオード増幅器はパ
ルスレーザーを放出する。したがって、能動モード同期
法と受動モード同期法との特徴を有するセルフハイブリ
ッドモード同期法により、短パルスでタイミングジッタ
ーの小さいレーザーを発生することができる。また、セ
ルフハイブリッドモード同期法は、表面放出レーザー
（surface emitting laser）やエッジ放出レーザー（ed
ge emitting laser）など、単一電極のレーザーダイオ
ードに用いることもでき、可飽和吸収体を必要としな
い。セルフハイブリッドモード同期法は単一電極のレー
ザーダイオードにより達成することができるため、本発
明は電線を減少することができる。さらに、レーザーキ
ャビティの形は線型又はアーチ型であり、レーザーキャ
ビティの型は、外部キャビティ型（external cavity ty
pe）レーザーキャビティ又はモノリシック集積型（mono
lithically integrated type）レーザーキャビティのい
ずれかを用いることができる。本発明では好ましい実施
例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限
定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰で
も、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動
や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範囲
は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【図１】従来の能動モード同期法で用いられる順次パル
ス図である。
ス図である。
【図２】本発明の好ましい具体例であるセルフハイブリ
ッドモード同期によりレーザーからパルスを発生するレ
ーザーキャビティの構造図である。
ッドモード同期によりレーザーからパルスを発生するレ
ーザーキャビティの構造図である。
【図３】本発明の技術を示す図である。
【図４】本発明のセルフハイブリッドモード同期法で用
いられる順次パルス図である。
いられる順次パルス図である。
【図５】自己相関トレースの半値全幅対ＲＦ変調力を示
す図である。
す図である。
【図６】本発明の好ましい具体例である自己相関トレー
スの半値全幅を示す図である。
スの半値全幅を示す図である。
【図７】本発明の順次パルス図である。そのうち、変調
信号は周期非正弦波である。
信号は周期非正弦波である。
１０ レーザーキャビティ ２０ スーパールミネッセントダイオード
／増幅器 ３０ コリメーター ４０ 光回折格子 ５０ 出力カップラー ６０ａ、６０ｂ レンズ
／増幅器 ３０ コリメーター ４０ 光回折格子 ５０ 出力カップラー ６０ａ、６０ｂ レンズ
フロントページの続き (72)発明者 林 清富 台湾台北縣新荘市中隆里13鄰中港路502号 10樓 Ｆターム(参考） 5F073 AB25 AB27 BA01 BA09 EA12 EA29 GA38
Claims (6)
- 【請求項１】一般の半導体レーザーを用いることにより
達成でき、 前記半導体レーザーのしきい値電流よりも大きいＤＣバ
イアス電流を前記半導体レーザーに加える工程と、 ＲＦ変調信号を前記半導体レーザーに加える工程であ
り、そのうち、ＲＦの変調電流は前記ＤＣバイアス電流
と前記半導体レーザーの透過電流との差よりも大きく、
前記半導体レーザーは前記ＲＦ変調信号が利得ピークの
ときにパルスを放出する工程と、からなり、 前記ＲＦ変調信号が最低値であるときに、前記半導体レ
ーザーが可飽和吸収体としての機能を備えることにより
パルスを放出することを特徴とする、セルフハイブリッ
ドモード同期によりレザーからパルスを発生する方法。 - 【請求項２】ＲＦの前記変調周波数はパルスの繰り返し
率のｎ分の１であり、ｎは２以上の整数である、請求項
１に記載の方法。 - 【請求項３】前記ＲＦ変調信号は周期波である、請求項
１に記載の方法。 - 【請求項４】前記ＲＦ変調振動は周期正弦波である、請
求項３に記載の方法。 - 【請求項５】前記ＲＦ変調信号は周期パルス波である、
請求項３に記載の方法。 - 【請求項６】前記ＲＦ変調信号は周期非正弦波である、
請求項３に記載の方法。
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|---|---|---|---|
| TW89107430A TW465153B (en) | 2000-04-20 | 2000-04-20 | Self-hybrid mode-locking method for generating laser |
| TW089107430 | 2000-04-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001308448A true JP2001308448A (ja) | 2001-11-02 |
| JP3677208B2 JP3677208B2 (ja) | 2005-07-27 |
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ID=21659451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000377941A Expired - Fee Related JP3677208B2 (ja) | 2000-04-20 | 2000-12-12 | セルフハイブリッドモード同期によるレーザーからのパルス発生方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3677208B2 (ja) |
| TW (1) | TW465153B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100979018B1 (ko) | 2008-10-31 | 2010-08-30 | 한국원자력연구원 | 높은 소광비와 고해상도를 갖는 임의 펄스 광섬유 레이저 발생 시스템 |
| JP4612737B2 (ja) * | 2008-06-19 | 2011-01-12 | 公立大学法人高知工科大学 | レーザパルス発生装置およびその方法 |
-
2000
- 2000-04-20 TW TW89107430A patent/TW465153B/zh not_active IP Right Cessation
- 2000-12-12 JP JP2000377941A patent/JP3677208B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4612737B2 (ja) * | 2008-06-19 | 2011-01-12 | 公立大学法人高知工科大学 | レーザパルス発生装置およびその方法 |
| JPWO2009153875A1 (ja) * | 2008-06-19 | 2011-11-24 | 公立大学法人高知工科大学 | レーザパルス発生装置およびその方法 |
| US8073018B2 (en) | 2008-06-19 | 2011-12-06 | Kochi University Of Technology | Laser pulse generating apparatus and method |
| KR100979018B1 (ko) | 2008-10-31 | 2010-08-30 | 한국원자력연구원 | 높은 소광비와 고해상도를 갖는 임의 펄스 광섬유 레이저 발생 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3677208B2 (ja) | 2005-07-27 |
| TW465153B (en) | 2001-11-21 |
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