JP2003332654A - Optical amplifier, light source device using the optical amplifier, optical therapeutic device using the light source device, and aligner using the light source device - Google Patents

Optical amplifier, light source device using the optical amplifier, optical therapeutic device using the light source device, and aligner using the light source device

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JP2003332654A
JP2003332654A JP2002142247A JP2002142247A JP2003332654A JP 2003332654 A JP2003332654 A JP 2003332654A JP 2002142247 A JP2002142247 A JP 2002142247A JP 2002142247 A JP2002142247 A JP 2002142247A JP 2003332654 A JP2003332654 A JP 2003332654A
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JP
Japan
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optical
light
amplification
multiplexing
waveguide
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JP2002142247A
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Japanese (ja)
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Masaaki Doi
正明 土肥
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Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently utilize excited light supplied into an optical amplification waveguide and efficiently amplify light. <P>SOLUTION: Excited light made incident form a first excited light waveguide 5a and a signal light made incident from a first signal light waveguide 5b are combined by a first wavelength division multiplexer 6 and they are led into an optical amplification waveguide 3. Then, they are separated by a second wavelength division multiplexer 8, and the excited light is allowed to exit to a second excited light waveguide 9a and the amplified signal light is allowed to exit to a second signal light waveguide 9b. In this case, the excited light outgoing to the second excited light waveguide 9a is reflected by an optical mirror 10, and enters the optical amplification waveguide 3 through the second excited light waveguide 9a and the second wavelength division multiplexer 8. Thus, the excited light can be used again by being reflected by the optical mirror 10, improving the efficiency of amplification of the signal light. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光源からの
光等のような照射光を増幅するための光増幅装置、この
光増幅装置を用いた光源装置、この光源装置を用いた光
治療装置および露光装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light amplification device for amplifying irradiation light such as light from a laser light source, a light source device using this light amplification device, and a phototherapy device using this light source device. And an exposure apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体レーザ等のレーザ光源から発生し
た単一波長の赤外光又は可視光を増幅させる手段として
光ファイバー増幅器、光導波路増幅器がある。これは、
エルビウム(Er)等の希土類元素を添加した増幅用光
ファイバー、増幅用光導波路に励起光を供給し、添加さ
れた希土類元素を励起することによって希土類元素の外
殻電子のエネルギー準位について反転分布を形成し、上
記光ファイバーもしくは光導波路に入射された光を増幅
させるものである。
2. Description of the Related Art There are optical fiber amplifiers and optical waveguide amplifiers as means for amplifying infrared light or visible light of a single wavelength generated from a laser light source such as a semiconductor laser. this is,
By supplying excitation light to the amplification optical fiber and the amplification optical waveguide to which a rare earth element such as erbium (Er) is added, and exciting the added rare earth element, the population inversion of the energy level of the outer shell electron of the rare earth element is obtained. It is formed and amplifies the light incident on the optical fiber or the optical waveguide.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このように構成された
光ファイバー増幅器、光導波路増幅器により光の増幅を
行うときに、これら増幅器に供給された励起光の全てが
添加希土類元素の励起に用いられるわけではなく、その
一部は光ファイバーもしくは光導波路をそのまま透過す
るだけで光増幅に寄与しない。このため、励起光を効率
良く利用できず、光の増幅効率が良くないという問題が
ある。
When light is amplified by the optical fiber amplifier and the optical waveguide amplifier configured as described above, all of the pumping light supplied to these amplifiers is used for pumping the added rare earth element. Rather, some of them only pass through the optical fiber or optical waveguide as they are and do not contribute to optical amplification. Therefore, there is a problem that the pumping light cannot be used efficiently and the amplification efficiency of the light is not good.

【0004】本発明はこのような問題に鑑みたもので、
光増幅器を構成する増幅用光ファイバーや、光増幅導波
路内に供給される励起光を効率よく利用して、効率の良
い光増幅を行うことができるような光増幅装置を提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made in view of these problems.
It is an object of the present invention to provide an optical fiber for amplification that constitutes an optical amplifier, and an optical amplifier that can efficiently perform optical amplification by efficiently using pumping light supplied into an optical amplification waveguide. To do.

【0005】本発明はまた、このような光増幅装置を用
いて構成される光源装置を提供することを目的とし、さ
らに、この光源装置を用いて構成される露光装置や、光
治療装置を提供することを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a light source device constructed by using such a light amplification device, and further provide an exposure device and a phototherapy device constructed by using this light source device. The purpose is to do.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】このような目的達成のた
め、本発明に係る光増幅装置は、ガラス基板に所定の断
面形状を有して形成された光増幅導波路と、光増幅導波
路の出口部に設けられた合分波手段とを備え、信号光お
よび励起光が光増幅導波路の入口部から光増幅導波路内
に入射されたときに、合分波手段が光増幅導波路内を通
って増幅された信号光と励起光とを分離して出口部から
出射させるように構成される。その上で、合分波手段に
より分離して出射された励起光を反射させる励起光反射
手段が設けられており、励起光反射手段により反射され
た励起光を、合分波手段を介して出口部から光増幅導波
路内に入射させるようになっている。このように、入口
部から入射されて信号光の増幅に用いられた励起光を、
反射手段により反射して再び光増幅導波路内に入射させ
ることにより再利用することができるので、信号光の増
幅効率が向上する。
In order to achieve such an object, an optical amplifying device according to the present invention comprises an optical amplifying waveguide formed on a glass substrate having a predetermined cross-sectional shape, and an optical amplifying waveguide. When the signal light and the pumping light enter the optical amplification waveguide from the inlet of the optical amplification waveguide, the multiplexing / demultiplexing means is provided in the optical amplification waveguide. The signal light and the pumping light that have been amplified through the inside are separated and emitted from the outlet. On top of that, an excitation light reflecting means for reflecting the excitation light separated and emitted by the multiplexing / demultiplexing means is provided, and the excitation light reflected by the excitation light reflecting means is exited via the multiplexing / demultiplexing means. The light is made incident on the inside of the optical amplification waveguide. In this way, the pumping light that has been incident from the entrance and used to amplify the signal light is
Since the light can be reused by being reflected by the reflecting means and again entering the optical amplification waveguide, the amplification efficiency of the signal light is improved.

【0007】なお、合分波手段を波長分割多重器から構
成でき、光増幅導波路はシングルモードを保つことがで
きるサイズを有して構成される。励起光反射手段は光学
ミラーから構成したり、反射型のブラッグ回折格子から
構成したりできる。
The multiplexing / demultiplexing means can be composed of a wavelength division multiplexer, and the optical amplification waveguide has a size capable of maintaining a single mode. The excitation light reflecting means may be composed of an optical mirror or a reflective Bragg diffraction grating.

【0008】本発明に係る第2の光増幅装置は、ガラス
基板に所定の断面形状を有して形成された光増幅導波路
と、光増幅導波路の入口部に設けられた第1合分波手段
と、光増幅導波路の出口部に設けられた第2合分波手段
とを備え、第1合分波手段が外部から入射される信号光
を入口部から光増幅導波路内に入射させ、第2合分波手
段が外部から入射される励起光を出口部から光増幅導波
路内に入射させるように構成される。さらに、第1合分
波手段は、第2合分波手段を介して出口部から光増幅導
波路内に入射された励起光を、信号光の入射経路とは別
の経路を介して出口部から外部に出射させ、第2合分波
手段は、第1合分波手段を介して入口部から光増幅導波
路内に入射されて増幅された信号光を、励起光の入射経
路とは別の経路を介して出口部から外部に出射させるよ
うに構成される。その上で、第1合分波手段により分離
して出射された励起光を反射させる励起光反射手段が設
けられており、励起光反射手段により反射された励起光
を第1合分波手段を介して入口部から光増幅導波路内に
入射させるようになっている。この場合にも、励起光を
再利用して増幅効率が向上する。
A second optical amplifying device according to the present invention is an optical amplifying waveguide formed on a glass substrate having a predetermined cross-sectional shape, and a first combining portion provided at the entrance of the optical amplifying waveguide. The optical multiplexer includes a wave unit and a second multiplexing / demultiplexing unit provided at the exit of the optical amplification waveguide, and the first multiplexing / demultiplexing unit causes the signal light incident from the outside to enter the optical amplification waveguide from the entrance. Then, the second multiplexing / demultiplexing means is configured to cause the pumping light, which is incident from the outside, to enter the optical amplification waveguide from the outlet. Further, the first multiplexing / demultiplexing means causes the pumping light that has entered the optical amplification waveguide from the outlet via the second multiplexing / demultiplexing means to exit through the path different from the signal light entrance path. And the second multiplexing / demultiplexing means separates the signal light, which is incident from the entrance portion into the optical amplification waveguide via the first multiplexing / demultiplexing means and is amplified, from the incident path of the excitation light. Is configured to be emitted to the outside from the outlet via the path. Further, an excitation light reflecting means for reflecting the excitation light separated and emitted by the first multiplexing / demultiplexing means is provided, and the excitation light reflected by the excitation light reflecting means is provided to the first multiplexing / demultiplexing means. The light is made incident on the inside of the optical amplification waveguide through the entrance. Also in this case, the pumping light is reused to improve the amplification efficiency.

【0009】この光増幅装置において、第1合分波手段
および第2合分波手段をそれぞれ波長分割多重器から構
成でき、光増幅導波路がシングルモードを保つことがで
きるサイズを有して構成される。励起光反射手段は、光
学ミラーや、反射型のブラッグ回折格子から構成され
る。
In this optical amplifying device, the first multiplexing / demultiplexing means and the second multiplexing / demultiplexing means can each be composed of a wavelength division multiplexer, and the optical amplification waveguide has a size capable of maintaining a single mode. To be done. The excitation light reflecting means is composed of an optical mirror and a reflective Bragg diffraction grating.

【0010】本発明に係る第3の光増幅装置は、1本の
増幅用光ファイバーと、増幅用光ファイバーの出口部に
設けられた合分波手段とを備え、信号光および励起光が
増幅用光ファイバーの入口部から増幅用光ファイバー内
に入射されたときに、合分波手段が増幅用光ファイバー
内を通って増幅された信号光と励起光とを分離して出口
部から出射させるように構成される。その上で、合分波
手段により分離して出射された励起光を反射させる励起
光反射手段が設けられており、励起光反射手段により反
射された励起光を、合分波手段を介して出口部から増幅
用光ファイバー内に入射させる。
A third optical amplifying apparatus according to the present invention comprises one amplifying optical fiber and a multiplexing / demultiplexing means provided at the exit of the amplifying optical fiber, and the signal light and the pumping light are the amplifying optical fibers. When input into the amplification optical fiber from the inlet of the optical fiber, the multiplexer / demultiplexer is configured to separate the signal light and the pump light amplified through the amplification optical fiber and to emit the separated signal light from the outlet. . On top of that, an excitation light reflecting means for reflecting the excitation light separated and emitted by the multiplexing / demultiplexing means is provided, and the excitation light reflected by the excitation light reflecting means is exited via the multiplexing / demultiplexing means. The light is incident on the optical fiber for amplification from the section.

【0011】この光増幅装置においても、合分波手段を
波長分割多重器から構成でき、増幅用光ファイバーがシ
ングルモードを保つことができるサイズを有して構成さ
れ、励起光反射手段が光学ミラーや、反射型のブラッグ
回折格子から構成される。
Also in this optical amplifying apparatus, the multiplexing / demultiplexing means can be constituted by a wavelength division multiplexer, the amplifying optical fiber has a size capable of maintaining a single mode, and the excitation light reflecting means is an optical mirror or , A reflective Bragg grating.

【0012】本発明に係る第4の光増幅装置は、1本の
増幅用光ファイバーと、増幅用光ファイバーの入口部に
設けられた第1合分波手段と、増幅用光ファイバーの出
口部に設けられた第2合分波手段とを備え、第1合分波
手段が外部から入射される信号光を入口部から増幅用光
ファイバー内に入射させ、第2合分波手段が外部から入
射される励起光を出口部から前記光増幅導波路内に入射
させるように構成される。さらに、第1合分波手段は、
第2合分波手段を介して出口部から増幅用光ファイバー
内に入射された励起光を、信号光の入射経路とは別の経
路を介して入口部から外部に出射させ、第2合分波手段
は、第1合分波手段を介して入口部から増幅用光ファイ
バー内に入射されて増幅された信号光を、励起光の入射
経路とは別の経路を介して出口部から外部に出射させる
ように構成される。その上で、第1合分波手段により分
離して出射された励起光を反射させる励起光反射手段が
設けられており、励起光反射手段により反射された励起
光を、第1合分波手段を介して入口部から増幅用光ファ
イバー内に入射させるようになっている。
A fourth optical amplifying device according to the present invention is provided with one amplification optical fiber, a first multiplexing / demultiplexing means provided at the entrance of the amplification optical fiber, and an exit of the amplification optical fiber. And a second multiplexing / demultiplexing means, wherein the first multiplexing / demultiplexing means causes the signal light incident from the outside to enter the amplification optical fiber from the entrance portion, and the second multiplexing / demultiplexing means causes the excitation to enter from the outside. It is configured to allow light to enter the optical amplification waveguide from the outlet. Further, the first multiplexing / demultiplexing means is
The pumping light that has entered the amplification optical fiber from the outlet via the second multiplexer / demultiplexer is output to the outside from the inlet via a route different from the incident route of the signal light, and the second multiplexer / demultiplexer is used. The means emits the signal light, which is incident and amplified in the amplification optical fiber from the entrance portion through the first multiplexing / demultiplexing means, to the outside from the exit portion through a path different from the entrance path of the excitation light. Is configured as follows. Further, a pumping light reflecting means for reflecting the pumping light separated and emitted by the first multiplexing / demultiplexing means is provided, and the pumping light reflected by the pumping light reflecting means is supplied to the first multiplexing / demultiplexing means. The light is made incident on the inside of the amplification optical fiber from the entrance via the.

【0013】この光増幅装置においても、第1合分波手
段および第2合分波手段がそれぞれ波長分割多重器から
構成され、増幅用光ファイバーがシングルモードを保つ
ことができるサイズを有して構成され、励起光反射手段
が光学ミラーや、反射型のブラッグ回折格子から構成さ
れる。
Also in this optical amplifying apparatus, each of the first multiplexing / demultiplexing means and the second multiplexing / demultiplexing means is composed of a wavelength division multiplexer, and the amplification optical fiber has a size capable of maintaining a single mode. The excitation light reflecting means is composed of an optical mirror and a reflection type Bragg diffraction grating.

【0014】本発明に係る光源装置は、上述した本発明
に係る第1〜第4のいずれかの光増幅装置と、照射光を
出射する照射光源と、励起光を出射する励起光源とを備
え、照射光源からの照射光および前記励起光源からの励
起光を入口部もしくは出口部から光増幅導波路内に導入
し、光増幅導波路内において励起光の作用により照射光
を増幅するとともに合分波手段により分離して出口部か
ら出射させるように構成される。なお、上記光源装置に
おいて、照射光源を所定波長のレーザ光を出射するレー
ザ光源から構成することができる。
A light source device according to the present invention comprises any one of the first to fourth optical amplification devices according to the present invention described above, an irradiation light source for emitting irradiation light, and an excitation light source for emitting excitation light. The irradiation light from the irradiation light source and the excitation light from the excitation light source are introduced into the optical amplification waveguide from the inlet or the outlet, and the irradiation light is amplified and combined by the action of the excitation light in the optical amplification waveguide. It is configured to be separated by the wave means and emitted from the outlet. In the above light source device, the irradiation light source may be composed of a laser light source that emits laser light of a predetermined wavelength.

【0015】一方、本発明に係る光治療装置は、上述し
た構成の光源装置と、光源装置の出口部から出射される
照射光を所定波長の治療用照射光に変換する波長変換器
と、波長変換器により変換された照射光を治療部位に導
いて照射させる照射光学系とを備えて構成される。
On the other hand, the phototherapy device according to the present invention comprises a light source device having the above-mentioned structure, a wavelength converter for converting the irradiation light emitted from the outlet of the light source device into therapeutic irradiation light of a predetermined wavelength, and a wavelength. An irradiation optical system that guides and irradiates the irradiation light converted by the converter to the treatment site.

【0016】また、本発明に係る露光装置は、上述した
構成の記載の光源装置と、光源装置の出口部から出射さ
れる照射光を所定波長の照射光に変換する波長変換器
と、所定の露光パターンが設けられたフォトマスクを保
持するマスク支持部と、露光対象物を保持する対象物保
持部と、波長変換器により変換された照射光をマスク支
持部に保持されたフォトマスクに照射させる照明光学系
と、照明光学系を介してフォトマスクに照射されてここ
を通過した照射光を対象物保持部に保持された露光対象
物に照射させる投影光学系とを備えて構成される。
An exposure apparatus according to the present invention further comprises a light source device having the above-mentioned structure, a wavelength converter for converting the irradiation light emitted from the outlet of the light source device into irradiation light of a predetermined wavelength, and a predetermined wavelength converter. A mask supporting unit that holds a photomask provided with an exposure pattern, an object holding unit that holds an exposure target, and irradiation light converted by a wavelength converter are applied to the photomask held by the mask supporting unit. The illumination optical system and the projection optical system for irradiating the exposure object held by the object holding unit with the irradiation light that has been irradiated onto the photomask through the illumination optical system and passed through the photomask.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について図面を参照して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0018】[0018]

【第1実施形態】本発明の第1実施形態に係る光増幅装
置1−1を図1に示しており、エルビウム(Er)等の
希土類元素を添加したガラスからなる中央ガラス基板2
を真ん中にして、左右に通常のガラス(すなわち、エル
ビウム(Er)等の希土類元素を添加していないガラ
ス)からなる左右ガラス基板4,7を接合して構成され
たガラス基板を有する。中央ガラス基板2の内部に左接
合面(左ガラス基板4との接合面)2aから右接合面
(右ガラス基板7との接合面)2bまで延びる光増幅導
波路3が設けられている。この光増幅導波路3は、図1
の矢印II−IIに沿った断面を示す図2から分かるよう
に、中央ガラス基板2の内部に形成された断面円形状の
光屈折領域から構成される。
[First Embodiment] An optical amplifying device 1-1 according to a first embodiment of the present invention is shown in FIG. 1, in which a central glass substrate 2 made of glass to which a rare earth element such as erbium (Er) is added.
The glass substrate is formed by bonding left and right glass substrates 4 and 7 made of normal glass (that is, glass to which a rare earth element such as erbium (Er) is not added) to the left and right in the middle. Inside the central glass substrate 2, an optical amplification waveguide 3 extending from a left bonding surface (bonding surface with the left glass substrate 4) 2a to a right bonding surface (bonding surface with the right glass substrate 7) 2b is provided. This optical amplification waveguide 3 is shown in FIG.
As shown in FIG. 2 showing the cross section along the arrow II-II of FIG. 2, the light refraction region having a circular cross section is formed inside the central glass substrate 2.

【0019】左ガラス基板4にはその左端面4aから延
びる第1励起光導波路5aおよび第1信号光導波路5b
が設けられており、これら導波路5a,5bは第1波長
分割多重器6により合流され、光増幅導波路3と繋が
る。右ガラス基板7には光増幅導波路3に繋がる第2波
長分割多重器8と、この第2波長分割多重器8から分岐
して延びる第2励起光導波路9aおよび第2信号光導波
路9bとが設けられており、これら導波路9a,9bは
右ガラス基板7の右端面7aに開口している。また、右
ガラス基板7の右端面7aにおける第2励起光導波路9
aが開口する部分にここを通る光を正反射させるための
光学ミラー10が設けられている。
The left glass substrate 4 has a first excitation optical waveguide 5a and a first signal optical waveguide 5b extending from the left end surface 4a thereof.
Are provided, and these waveguides 5 a and 5 b are joined by the first wavelength division multiplexer 6 and connected to the optical amplification waveguide 3. On the right glass substrate 7, there are provided a second wavelength division multiplexer 8 connected to the optical amplification waveguide 3, and a second pumping optical waveguide 9a and a second signal optical waveguide 9b branched and extending from the second wavelength division multiplexer 8. The waveguides 9a and 9b are provided in the right end surface 7a of the right glass substrate 7. In addition, the second excitation optical waveguide 9 on the right end surface 7a of the right glass substrate 7
An optical mirror 10 for specularly reflecting light passing therethrough is provided at the portion where a is open.

【0020】このような構成の光増幅装置1−1を用い
て信号光の増幅を行うときには、第1励起光導波路5a
に励起光が入射され、第1信号光導波路5bに増幅対象
となる信号光が入射される。これら励起光および信号光
は第1波長分割多重器6により合波されて光増幅導波路
3内に導かれる。これにより、光増幅導波路3内におい
て、励起光により添加希土類元素を励起することによっ
て希土類元素の外殻電子のエネルギー準位について反転
分布を形成し、信号光が増幅される。このように増幅さ
れた信号光と励起光とは光増幅導波路3から第2波長分
割多重器8により信号光と励起光に分離され、励起光は
第2励起光導波路9aに出射され、増幅された信号光は
第2信号光導波路9bに出射される。
When the signal light is amplified by using the optical amplifying device 1-1 having such a configuration, the first pumping optical waveguide 5a is used.
The excitation light is incident on the first signal optical waveguide 5b, and the signal light to be amplified is incident on the first signal optical waveguide 5b. The pumping light and the signal light are combined by the first wavelength division multiplexer 6 and guided into the optical amplification waveguide 3. Thereby, in the optical amplification waveguide 3, by exciting the added rare earth element with the excitation light, an inversion distribution is formed in the energy level of the outer shell electron of the rare earth element, and the signal light is amplified. The signal light and the pumping light thus amplified are separated from the optical amplification waveguide 3 into the signal light and the pumping light by the second wavelength division multiplexer 8, and the pumping light is emitted to the second pumping optical waveguide 9a and amplified. The signal light thus generated is emitted to the second signal optical waveguide 9b.

【0021】ここで、第2励起光導波路9aの出口部は
右基板7の右端面7aに配設された光学ミラー10と対
向しており、第2励起光導波路9aに出射された励起光
は光学ミラー10により反射され、再び第2励起光導波
路9aから第2波長分割多重器8を通って光増幅導波路
3に出射される。このため、光増幅導波路3内において
は、第1励起光導波路5aから送られてくる励起光に加
えて、ミラー10に反射されて第2励起光導波路9aか
ら戻ってくる励起光によっても希土類元素が励起され、
効率の高い増幅が行われる。
Here, the exit of the second excitation optical waveguide 9a faces the optical mirror 10 arranged on the right end face 7a of the right substrate 7, and the excitation light emitted to the second excitation optical waveguide 9a is The light is reflected by the optical mirror 10 and again emitted from the second pumping optical waveguide 9a to the optical amplification waveguide 3 through the second wavelength division multiplexer 8. Therefore, in the optical amplification waveguide 3, a rare earth element is generated by the excitation light reflected from the mirror 10 and returned from the second excitation optical waveguide 9a in addition to the excitation light transmitted from the first excitation optical waveguide 5a. The element is excited,
Highly efficient amplification is performed.

【0022】[0022]

【波長分割多重器】上記第1および第2波長分割多重器
6,8について図3を用いて説明する。ここでは波長分
割多重器の構成例を符号20を用いて示しており、図示
のように2本のシングルモード導波路が徐々に接近した
後、1本に合流し、再び2本に分岐する構成を有してい
る。すなわち、図3(A)に示すように、第1および第
2入口側導波路21,22が徐々に接近して結合部25
において結合した後、第1および第2出口側導波路2
3,24に分岐しており、結合部(領域)25では偶モ
ードおよび奇モードの二つのモードが存在する構造にな
っている(図3(B)参照)。これら二つのモードの伝
搬定数は異なるため、両モードは結合部25を干渉しな
がら伝搬し、光パワーは周期的に蛇行する。
[Wavelength Division Multiplexer] The first and second wavelength division multiplexers 6 and 8 will be described with reference to FIG. Here, a configuration example of the wavelength division multiplexer is shown using reference numeral 20, and as shown in the figure, two single-mode waveguides gradually approach each other, and then merge into one and branch again into two. have. That is, as shown in FIG. 3A, the first and second inlet-side waveguides 21 and 22 gradually approach each other and the coupling portion 25
The first and second exit-side waveguides 2 after coupling at
3 and 24, and the coupling portion (region) 25 has a structure in which two modes, an even mode and an odd mode, exist (see FIG. 3B). Since the propagation constants of these two modes are different, both modes propagate while interfering with the coupling portion 25, and the optical power periodically meanders.

【0023】このため、偶、奇両モードの位相差がπの
奇数倍になるように結合部25の長さを設定すると、光
は入射した導波路とは反対側の導波路に出射する。例え
ば、第1入口側導波路21に入射した光は第2出口側導
波路24に出射する。逆に、偶、奇両モードの位相差が
πの偶数倍になるように結合部25の長さを設定する
と、光は入射した導波路と同じ側の導波路に出射する。
例えば、第1入口側導波路21に入射した光は第1出口
側導波路23に出射する。
Therefore, when the length of the coupling portion 25 is set so that the phase difference between the even and odd modes is an odd multiple of π, light is emitted to the waveguide on the side opposite to the incident waveguide. For example, the light that has entered the first inlet-side waveguide 21 is emitted to the second outlet-side waveguide 24. On the contrary, when the length of the coupling portion 25 is set so that the phase difference between the even and odd modes is an even multiple of π, light is emitted to the waveguide on the same side as the incident waveguide.
For example, the light incident on the first inlet side waveguide 21 is emitted to the first outlet side waveguide 23.

【0024】ここで伝搬定数は波長によっても異なるた
め、信号光の波長では偶、奇両モードの位相差がπの偶
数倍になるように、また、励起光の波長では偶、奇両モ
ードの位相差がπの奇数倍になるように結合部25の長
さを設定すると、信号光は同じ側の導波路に出射され、
励起光は反対側の導波路に出射される。このため、例え
ば、第1入口側導波路21に励起光を入射し、第2入口
側導波路22に信号光を入射すると、励起光および信号
光がともに第2出口側導波路24に出射され、両者が合
波される。なお、例えば、励起光および信号光がともに
第1入口側導波路21に入射されると、信号光は第1出
口側導波路23に出射され、励起光は第2出口側導波路
24に出射されて両者は分波される。
Since the propagation constant differs depending on the wavelength, the phase difference between the even and odd modes at the signal light wavelength is an even multiple of π, and the even and odd modes at the pump light wavelength. When the length of the coupling section 25 is set so that the phase difference is an odd multiple of π, the signal light is emitted to the waveguide on the same side,
The excitation light is emitted to the waveguide on the opposite side. Therefore, for example, when pumping light enters the first inlet-side waveguide 21 and signal light enters the second inlet-side waveguide 22, both pumping light and signal light are emitted to the second outlet-side waveguide 24. , Both are combined. Note that, for example, when both the excitation light and the signal light are incident on the first inlet side waveguide 21, the signal light is emitted to the first outlet side waveguide 23, and the excitation light is emitted to the second outlet side waveguide 24. And both are demultiplexed.

【0025】[0025]

【製造方法】上記光増幅装置1−1の製造方法の一例を
簡単に説明する。この製造方法はイオン交換法と称され
るもので、その製造工程を図4〜図9に順に示してい
る。この方法ではまず図4に示すように、Er(エルビ
ウム)等の希土類元素を添加したガラス基板(フォスフ
ェートガラス、BK7ガラス、ソーダライムガラス等)
15の表面に、半導体製造工程で用いられるフォトリソ
グラフィ技術を用いて導波路形状に合わせた開口17を
設けて金属膜16をパターニング形成する。開口16
は、図4の形状から明らかなように上述した光増幅導波
路3の形状に対応する。
[Manufacturing Method] An example of a method of manufacturing the optical amplifying device 1-1 will be briefly described. This manufacturing method is called an ion exchange method, and its manufacturing process is shown in order in FIGS. In this method, first, as shown in FIG. 4, a glass substrate to which a rare earth element such as Er (erbium) is added (phosphate glass, BK7 glass, soda lime glass, etc.)
A metal film 16 is formed by patterning on the surface of 15 by forming an opening 17 in accordance with the waveguide shape by using a photolithography technique used in a semiconductor manufacturing process. Opening 16
Corresponds to the above-mentioned shape of the optical amplification waveguide 3, as is apparent from the shape of FIG.

【0026】次に、図5に示すように、Ag等の一価の
イオンを含む中性塩を融点以上に加熱して溶かした溶融
液20に、上記のように金属膜16をパターニング形成
したガラス基板15を所定時間浸す。これにより図6に
示すように、溶融液20に曝される開口17の部分にお
いて、ガラス表面近くでNaイオンが一価の金属イオン
に置換されて導波路となる高屈折領域18(ハッチング
を施した領域)が形成される。次に、図7に示すように
金属膜16を除去した後、図8に示すように上下両面を
電極21a,21bにより挟んで電界を加えて、図9に
示すように高屈折領域18をガラス基板15の内部に埋
め込めば、図1に示す光増幅装置1−1が作られる。な
お、このとき、溶融液20のイオン濃度、温度、浸漬時
間(イオン交換時間)、印加電界等を適切に設定するこ
とにより、光導波路3をシングルモードとなるサイズに
している。
Next, as shown in FIG. 5, the metal film 16 was patterned and formed on the melt 20 in which a neutral salt containing monovalent ions such as Ag was heated to a temperature higher than the melting point to be melted. The glass substrate 15 is dipped for a predetermined time. As a result, as shown in FIG. 6, in the portion of the opening 17 exposed to the molten liquid 20, the high-refractive region 18 (hatching is performed) where Na ions are replaced with monovalent metal ions near the glass surface to form a waveguide. Area) is formed. Next, after removing the metal film 16 as shown in FIG. 7, an electric field is applied with the upper and lower surfaces sandwiched by the electrodes 21a and 21b as shown in FIG. When embedded in the substrate 15, the optical amplification device 1-1 shown in FIG. 1 is manufactured. At this time, the optical waveguide 3 is sized to be in a single mode by appropriately setting the ion concentration, temperature, immersion time (ion exchange time), applied electric field, etc. of the melt 20.

【0027】なお、上記においては中央ガラス基板2内
に光増幅導波路3を形成する場合について説明したが、
左右ガラス基板4,7内に各種導波路および波長分割多
重器を設ける場合も同様にして行うことができる。ま
た、光増幅装置1−1を製造する方法は、上記の方法に
限らず、光導波路を作る部分にのみイオン注入方法を用
いることによってEr等の希土類元素を選択的に添加し
て製造しても良く、また、火炎堆積法および反応性イオ
ンエッチング法を用いて製造しても良い(電子通信学会
論文誌C−I,vol.J77−C−I、No.5、p
p214−221、1994年参照)。
Although the case where the optical amplification waveguide 3 is formed in the central glass substrate 2 has been described above,
The same applies to the case where various waveguides and wavelength division multiplexers are provided in the left and right glass substrates 4 and 7. The method for manufacturing the optical amplifying device 1-1 is not limited to the above-described method, but the ion-implantation method is used only in the portion where the optical waveguide is formed to selectively add the rare earth element such as Er. Alternatively, it may be produced by using a flame deposition method and a reactive ion etching method (IEICE Transactions CI, vol. J77-CI, No. 5, p.
p. 214-221, 1994).

【0028】[0028]

【第2実施形態】次に本発明に係る第2の実施形態につ
いて、図10を参照して説明する。なお、この実施形態
に係る光増幅装置1−2は、図1に示した第1実施形態
に係る光増幅装置1−1と部分的に構成が相違するだけ
なので、光増幅装置1−1と同一構成部分については同
一番号を付してその説明を省略する。なお、この光増幅
装置1−2は、図1に示した光増幅装置1−1の光学ミ
ラー10に代えて、第2励起光導波路9a上にブラッグ
回折格子11を設けた構成のみが相違し、その他は全く
同一構成である。ブラッグ回折格子11は第2波長分割
多重器8により第2励起光導波路9aに分離された励起
光を反射する機能を有しており、光学ミラー10と同一
の作用を行う。このため、この光増幅装置1−2によっ
ても、光増幅導波路3内においては、第1励起光導波路
5aから送られてくる励起光に加えて、ブラッグ回折格
子11により反射されて第2励起光導波路9aから戻っ
てくる励起光によっても希土類元素が励起され、効率の
高い増幅が行われる。
Second Embodiment Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. The optical amplifying device 1-2 according to this embodiment is only partially different in configuration from the optical amplifying device 1-1 according to the first embodiment shown in FIG. The same components are given the same numbers and their explanations are omitted. The optical amplifying device 1-2 differs from the optical amplifying device 1-1 shown in FIG. 1 only in that a Bragg diffraction grating 11 is provided on the second pumping optical waveguide 9a in place of the optical mirror 10. The other configurations are exactly the same. The Bragg diffraction grating 11 has a function of reflecting the pumping light separated into the second pumping optical waveguide 9 a by the second wavelength division multiplexer 8, and performs the same operation as the optical mirror 10. Therefore, also in the optical amplifying device 1-2, in the optical amplifying waveguide 3, in addition to the pumping light sent from the first pumping optical waveguide 5a, the Bragg diffraction grating 11 reflects the second pumping light. The rare earth element is also excited by the excitation light returning from the optical waveguide 9a, and highly efficient amplification is performed.

【0029】[0029]

【第3実施形態】本発明に係る第3の実施形態につい
て、図11を参照して説明する。この実施形態に係る光
増幅装置1−3および後述する第4の実施形態に係る光
増幅装置1−4においても、図1に示した第1実施形態
に係る光増幅装置1−1と同一構成部分については同一
番号を付してその説明を省略する。この光増幅装置1−
3においては、光増幅装置1−1において右ガラス基板
7の右端面に配設した光学ミラー10を取り外し、代わ
りに左ガラス基板4の左端面における第1励起光導波路
5aに対向する位置に光学ミラー10を配設している点
が図1の光増幅装置1−1と相違する。
[Third Embodiment] A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The optical amplification device 1-3 according to this embodiment and the optical amplification device 1-4 according to a fourth embodiment described later have the same configuration as the optical amplification device 1-1 according to the first embodiment shown in FIG. The same numbers are assigned to the parts and the description thereof is omitted. This optical amplifier 1-
3, the optical mirror 10 arranged on the right end face of the right glass substrate 7 in the optical amplifying device 1-1 is removed, and instead, the optical mirror 10 is placed on the left end face of the left glass substrate 4 at a position facing the first excitation optical waveguide 5a. The point that the mirror 10 is provided is different from the optical amplifying device 1-1 of FIG.

【0030】この光増幅装置1−3においては、第1信
号光導波路5bから信号光が入射され、第2励起光導波
路9aから励起光が入射される。このように入射された
信号光は第1波長分割多重器6を介して光増幅導波路3
内に導かれ、入射励起光は第2波長分割多重器8を介し
て光増幅導波路3内に導かれるため、上述したように光
増幅導波路3内で信号光が増幅された後、増幅された信
号光は第2波長分割多重器8により第2信号光導波路9
bを通って外部に出射される。一方、励起光は光増幅導
波路3を通った後に第1波長分割多重器6により第1励
起光導波路5aに出射されて光学ミラー10で反射さ
れ、再び第1励起光導波路5aを通って第1波長分割多
重器6を介して光増幅導波路3に導かれる。このため、
この光増幅装置1−3によれば、光増幅導波路3内にお
いては、第2励起光導波路9aから送られてくる励起光
に加えて、光学ミラー10により反射されて第1励起光
導波路5aから戻ってくる励起光によっても希土類元素
が励起され、効率の高い増幅が行われる。
In this optical amplifying device 1-3, the signal light is input from the first signal optical waveguide 5b and the pump light is input from the second pump optical waveguide 9a. The signal light thus entered is transmitted through the first wavelength division multiplexer 6 to the optical amplification waveguide 3
Since the input excitation light is guided into the optical amplification waveguide 3 via the second wavelength division multiplexer 8, the signal light is amplified in the optical amplification waveguide 3 and then amplified as described above. The generated signal light is sent to the second signal optical waveguide 9 by the second wavelength division multiplexer 8.
It is emitted to the outside through b. On the other hand, the pumping light passes through the optical amplification waveguide 3 and then is emitted to the first pumping optical waveguide 5a by the first wavelength division multiplexer 6 and is reflected by the optical mirror 10, and again passes through the first pumping optical waveguide 5a to reach the first pumping optical waveguide 5a. It is guided to the optical amplification waveguide 3 via the one wavelength division multiplexer 6. For this reason,
According to this optical amplifier 1-3, in the optical amplification waveguide 3, in addition to the pumping light sent from the second pumping optical waveguide 9a, the first pumping optical waveguide 5a is reflected by the optical mirror 10. The rare earth element is also excited by the excitation light returning from the device, and highly efficient amplification is performed.

【0031】[0031]

【第4実施形態】本発明に係る第4の実施形態につい
て、図12を参照して説明する。この実施形態に係る光
増幅装置1−4においては、左ガラス基板4の左端面に
おける第1励起光導波路5aの上にブラッグ回折格子1
1を設けている点のみが上記第3の実施形態に係る光増
幅装置1−3と相違する。この光増幅装置1−4におい
ても、第1信号光導波路5bから信号光が入射され、第
2励起光導波路9aから励起光される。このため、第1
波長分割多重器6を介して光増幅導波路3内に導かれた
信号光は、第2波長分割多重器8を介して光増幅導波路
3内に導かれた励起光による増幅作用により増幅され、
第2波長分割多重器8から第2信号光導波路9bを通っ
て外部に出射される。一方、励起光は光増幅導波路3を
通った後に第1波長分割多重器6により第1励起光導波
路5aに出射されてブラッグ回折格子11で反射され、
再び第1励起光導波路5aを通って第1波長分割多重器
6を介して光増幅導波路3に導かれる。このため、この
光増幅装置1−4によっても、光増幅導波路3内におい
ては、第2励起光導波路9aから送られてくる励起光に
加えて、ブラッグ回折格子11により反射されて第1励
起光導波路5aから戻ってくる励起光によっても希土類
元素が励起され、効率の高い増幅が行われる。
Fourth Embodiment A fourth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In the optical amplifying device 1-4 according to this embodiment, the Bragg diffraction grating 1 is provided on the first pumping optical waveguide 5a on the left end face of the left glass substrate 4.
1 is different from the optical amplifier 1-3 according to the third embodiment. Also in this optical amplifier 1-4, the signal light is incident from the first signal optical waveguide 5b and is excited by the second pumping optical waveguide 9a. Therefore, the first
The signal light guided into the optical amplification waveguide 3 via the wavelength division multiplexer 6 is amplified by the amplification effect of the pumping light guided into the optical amplification waveguide 3 via the second wavelength division multiplexer 8. ,
The light is emitted from the second wavelength division multiplexer 8 to the outside through the second signal optical waveguide 9b. On the other hand, the excitation light passes through the optical amplification waveguide 3 and then is emitted to the first excitation optical waveguide 5a by the first wavelength division multiplexer 6 and reflected by the Bragg diffraction grating 11,
It is guided again to the optical amplification waveguide 3 through the first pumping optical waveguide 5a and the first wavelength division multiplexer 6. Therefore, also in the optical amplifying device 1-4, in the optical amplifying waveguide 3, in addition to the pumping light sent from the second pumping optical waveguide 9a, the first pumping light is reflected by the Bragg diffraction grating 11. The rare earth element is also excited by the excitation light returning from the optical waveguide 5a, and highly efficient amplification is performed.

【0032】[0032]

【光源装置】次に、上記の構成の光増幅装置を用いて構
成される光源装置30について図13を参照して説明す
る。光源装置30は、レーザ光を発生するレーザ光発生
部31と、レーザ光発生部31から発生されたレーザ光
を増幅する光増幅部40とから構成される。
[Light Source Device] Next, a light source device 30 configured by using the optical amplifying device having the above-described configuration will be described with reference to FIG. The light source device 30 includes a laser light generator 31 that generates a laser light and an optical amplifier 40 that amplifies the laser light generated from the laser light generator 31.

【0033】レーザ光発生部31は、所望の波長で発振
するレーザ32を有し、このレーザ32は、例えば、発
振波長1.544μm、InGaAsP,DFB半導体レーザ
をパルス駆動したものから構成される。レーザ光の発振
波長制御手段としては、例えば、レーザとしてDFB半
導体レーザを用いる場合には、DFB半導体レーザの温
度制御を行うことにより達成することができ、この方法
により発振波長をさらに安定化して一定の波長に制御し
たり、あるいは出力波長を微調整することができる。
The laser light generator 31 has a laser 32 that oscillates at a desired wavelength. The laser 32 is composed of, for example, an oscillation wavelength of 1.544 μm, InGaAsP, and a DFB semiconductor laser pulse-driven. As the oscillation wavelength control means of the laser light, for example, when a DFB semiconductor laser is used as the laser, it can be achieved by controlling the temperature of the DFB semiconductor laser. By this method, the oscillation wavelength is further stabilized and kept constant. The wavelength can be controlled to, or the output wavelength can be finely adjusted.

【0034】この発振波長を所定の波長に制御する際の
フィードバック制御のモニター波長としては、DFB半
導体レーザの発振波長で行う。この半導体レーザ32に
おいては、その電流制御を行うことなどによりパルス発
振させるパルス制御手段33を備えている。これによ
り、作り出すパルス光のパルス幅を0.5ns〜3ns
の範囲で制御可能であり、その繰り返し周波数を100
kHz以下の範囲(例えば、10kHz〜100kHz
の範囲)で制御可能である。本構成例では一例として、
パルス制御手段33によりパルス幅1ns、繰り返し周
波数100kHzのパルス光を作り出す。
The oscillation wavelength of the DFB semiconductor laser is used as the monitor wavelength for the feedback control when controlling the oscillation wavelength to a predetermined wavelength. The semiconductor laser 32 is provided with a pulse control means 33 that causes pulse oscillation by controlling the current. As a result, the pulse width of the pulsed light produced is 0.5 ns to 3 ns
Can be controlled in the range of, and the repetition frequency is 100
Range below kHz (for example, 10 kHz to 100 kHz)
Control range). In this configuration example, as an example,
The pulse control means 33 produces pulsed light having a pulse width of 1 ns and a repetition frequency of 100 kHz.

【0035】このようにして得たパルスレーザ光出力
が、光アイソレータ34を通って光増幅部40に導か
れ、光増幅部40において増幅される。この光増幅部4
0においては、まず、第1段光増幅器41による増幅が
行われる。この第1段光増幅器41は上述した光増幅器
1−1〜4により構成され、励起用の半導体レーザ41
aからの出力(励起光)が波長分割多重化装置(Wavele
ngth Division Multiplexer:WDMと称する)41bを
通して入力され、光アイソレータ34を通って入力され
るレーザ光の光増幅を行う。
The pulsed laser light output thus obtained is guided to the optical amplification section 40 through the optical isolator 34 and is amplified in the optical amplification section 40. This optical amplifier 4
At 0, amplification is first performed by the first-stage optical amplifier 41. The first-stage optical amplifier 41 is composed of the above-described optical amplifiers 1-1 to 4 and includes a semiconductor laser 41 for pumping.
The output (excitation light) from a is a wavelength division multiplexer (Wavele).
ngth Division Multiplexer (referred to as WDM) 41b, and performs optical amplification of laser light input through the optical isolator 34.

【0036】このようにして増幅された第1段光増幅器
41の出力(レーザ光)は、狭帯域フィルタ42aおよ
び光アイソレータ42bを通って光スプリッタ43に導
かれ、光スプリッタ43により複数のチャンネルに並列
分割される。これら複数に分割された各チャンネル毎に
第2段光増幅器45が接続されている。但し、図13に
おいては、一つのチャンネルのみ代表して示している。
The output (laser light) of the first-stage optical amplifier 41 amplified in this way is guided to the optical splitter 43 through the narrow band filter 42a and the optical isolator 42b, and the optical splitter 43 divides it into a plurality of channels. It is divided in parallel. The second-stage optical amplifier 45 is connected to each of the plurality of divided channels. However, in FIG. 13, only one channel is shown as a representative.

【0037】なお、狭帯域フィルタ42aは、光増幅器
41で発生するASE光をカットし、かつDFB半導体
レーザ32の出力波長(波長幅は1pm程度以下)を透
過させることで、透過光の波長幅を実質的に狭帯化する
ものである。これにより、ASE光が後段の光増幅器に
入射してレーザ光の増幅利得を低下させるのを防止する
ことができる。ここで、狭帯域フィルタはその透過波長
幅が1pm程度であることが好ましいが、ASE光の波
長幅は数十nm程度であるので、現時点で得られる透過
波長幅が100pm程度の狭帯域フィルタを用いても実
用上問題がない程度にASE光をカットすることができ
る。
The narrow band filter 42a cuts the ASE light generated by the optical amplifier 41 and transmits the output wavelength (wavelength width of about 1 pm or less) of the DFB semiconductor laser 32, so that the wavelength width of the transmitted light is reduced. Is substantially narrowed. This makes it possible to prevent the ASE light from entering the optical amplifier in the subsequent stage and lowering the amplification gain of the laser light. Here, it is preferable that the transmission wavelength width of the narrow band filter is about 1 pm, but since the wavelength width of the ASE light is about several tens nm, a narrow band filter having a transmission wavelength width of about 100 pm obtained at the present time should be used. Even if it is used, the ASE light can be cut to the extent that there is no practical problem.

【0038】第2段光増幅器45も上述した光増幅器1
−1〜4により構成され、励起用の半導体レーザ45a
からの出力(励起光)がWDM45bを通して入力さ
れ、第1段光増幅器41により増幅された出力光を更に
増幅する。第2段光増幅器45の出力は、狭帯域フィル
タ46aおよび光アイソレータ46bを通って出力端4
7から出力される。この出力端47は複数のチャンネル
全てについて集められて束ねられ、まとまって出力され
る。
The second stage optical amplifier 45 is also the optical amplifier 1 described above.
-1 to 4 and a semiconductor laser 45a for excitation
Output (pumping light) from WDM45b is input, and the output light amplified by the first stage optical amplifier 41 is further amplified. The output of the second-stage optical amplifier 45 passes through the narrow band filter 46a and the optical isolator 46b, and the output end 4
It is output from 7. The output terminal 47 is collected and bundled for all of the plurality of channels, and is output collectively.

【0039】なお、以上の各実施形態では、戻り光の影
響を避けるため、各接続部に適宜アイソレータ等を挿入
し、また良好なEDFA増幅特性を得るために狭帯域フ
ィルタを挿入する構成例を示した。但し、アイソレータ
又は狭帯域フィルターを配置する箇所、あるいはその数
は前述の実施形態に限定されるものではなく、例えば本
発明による光源装置の要求精度などに応じて適宜決定す
ればよく、アイソレータと狭帯域フィルターとの少なく
とも一方を一切設けないこともある。
In each of the above embodiments, in order to avoid the influence of returning light, an isolator or the like is appropriately inserted in each connection portion, and a narrow band filter is inserted in order to obtain a good EDFA amplification characteristic. Indicated. However, the location where the isolator or the narrow band filter is arranged, or the number thereof is not limited to the above-described embodiment, and may be appropriately determined depending on, for example, the required accuracy of the light source device according to the present invention. In some cases, at least one of the bandpass filters may not be provided.

【0040】なお狭帯域フィルターは、所望の波長のみ
に対して高透過率が得られればよく、フィルターの透過
波長幅は1pm以下で十分である。このように狭帯域フ
ィルターを用いることにより、光増幅器で発生する自然
放出光ASE(Amplified Spontaneous Emission)によ
るノイズを軽減でき、また、前段の光増幅器からのAS
Eによる、基本波出力の増幅率低下を押さえることがで
きる。
The narrow band filter only needs to have a high transmittance with respect to only a desired wavelength, and the transmission wavelength width of the filter is 1 pm or less. By using the narrow band filter in this way, noise due to spontaneous emission ASE (Amplified Spontaneous Emission) generated in the optical amplifier can be reduced, and the AS from the optical amplifier in the previous stage can be reduced.
It is possible to suppress the decrease in the amplification factor of the fundamental wave output due to E.

【0041】[0041]

【光治療装置】上述した構成の本発明に係る光源装置3
0を用いて構成される光治療装置について、図14〜図
16を参照して以下に説明する。この光治療装置50
は、レーザ光を角膜に照射して表面のアブレーション
(PRK: Photorefractive Keratectomy)あるいは切
開した角膜内部のアブレーション(LASIK: Laser
Intrastromal Keratomileusis)を行い、角膜の曲率も
しくは凹凸を矯正して近眼、乱視などの治療を行う装置
である。
[Phototherapy device] The light source device 3 of the present invention having the above-mentioned configuration
A phototherapy device configured using 0 will be described below with reference to FIGS. 14 to 16. This phototherapy device 50
Irradiates the cornea with laser light to ablate the surface (PRK: Photorefractive Keratectomy) or ablate the inside of the incised cornea (LASIK: Laser
Intrastromal Keratomileusis) is a device that corrects the curvature or irregularity of the cornea to treat myopia, astigmatism, etc.

【0042】光治療装置50は、図14に示すように基
本的には、装置筐体51内に、上述した光源装置30
と、この光源装置30により増幅されて出力されるレー
ザ光を所望の波長のレーザ光に変換する波長変換装置6
0と、波長変換装置60により波長変換されたレーザ光
を眼球EYの角膜HCの表面(治療部位)に導いて照射
させる照射光学装置70と、治療部位の観察を行う観察
光学装置80とを備えて構成される。装置筐体51のベ
ース部52はX−Y移動テーブル53の上に配設されて
おり、X−Y移動テーブル53により装置筐体51全体
が、図14において矢印X方向すなわち図面左右方向
と、紙面に垂直なY方向とに移動させることが可能とな
っている。
As shown in FIG. 14, the phototherapy device 50 basically includes a light source device 30 described above in a device casing 51.
And a wavelength conversion device 6 for converting the laser light amplified and output by the light source device 30 into a laser light of a desired wavelength.
0, an irradiation optical device 70 that guides and irradiates the laser light wavelength-converted by the wavelength conversion device 60 onto the surface (treatment region) of the cornea HC of the eyeball EY, and an observation optical device 80 that observes the treatment region. Consists of The base portion 52 of the device housing 51 is disposed on the XY moving table 53, and the XY moving table 53 causes the entire device housing 51 to move in the direction of arrow X in FIG. It can be moved in the Y direction, which is perpendicular to the paper surface.

【0043】光源装置30は上述したとおりの構成であ
り、その出力端47から出力されるレーザ光が波長変換
装置60内において所望の波長(この装置では、角膜治
療に適した波長193nmであり、ArFエキシマレー
ザ光と同一波長)の治療用レーザ光に変換される。この
波長変換装置60の構成を図15に示しており、光源装
置30の出力端47から射出される所定波長(この実施
形態では、波長1.544μm)の基本波を、非線形光
学結晶を用いて8倍波(高調波)に波長変換して、Ar
Fエキシマレーザと同じ波長である193nmの紫外光
を発生する構成例を示している。出力端47から出力さ
れる波長1.544μm(周波数ω)の基本波は、非線
形光学結晶61,62,63を図中左から右に向かって
透過して出力される。なお、非線形光学結晶61,6
2,63の間には、図示のように集光レンズ64,65
が配設されている。
The light source device 30 is configured as described above, and the laser light output from the output end 47 of the light source device 30 has a desired wavelength (wavelength 193 nm suitable for corneal treatment in this device, It is converted into a therapeutic laser beam having the same wavelength as the ArF excimer laser beam. The configuration of the wavelength conversion device 60 is shown in FIG. 15, in which a fundamental wave having a predetermined wavelength (wavelength of 1.544 μm in this embodiment) emitted from the output end 47 of the light source device 30 is generated by using a nonlinear optical crystal. Wavelength conversion to 8th harmonic (harmonic), Ar
An example of a configuration for generating 193 nm ultraviolet light having the same wavelength as the F excimer laser is shown. The fundamental wave having a wavelength of 1.544 μm (frequency ω) output from the output end 47 is transmitted through the nonlinear optical crystals 61, 62, 63 from left to right in the figure and is output. The nonlinear optical crystals 61, 6
Between the two and 63, as shown in the figure, the condenser lenses 64, 65
Is provided.

【0044】これら基本波が非線形光学結晶61を通る
際に、2次高調波発生により基本波の周波数ωの2倍、
すなわち周波数2ω(波長は1/2の772nm)の2
倍波が発生する。発生した2倍波は右方向へ進み、次の
非線形光学結晶62に入射する。ここで再び第2次高調
波発生を行い、入射波の周波数2ωの2倍、すなわち基
本波に対し4倍の周波数4ω(波長は1/4の386n
m)をもつ4倍波が発生する。発生した4倍波はさらに
右の非線形光学結晶63に進み、ここで再び第2次高調
波発生を行い、入射波の周波数4ωの2倍、すなわち基
本波に対し8倍の周波数8ωを有する8倍波(波長は1
/8の193nm)を発生する。
When these fundamental waves pass through the non-linear optical crystal 61, the generation of the second harmonic causes double the frequency ω of the fundamental wave,
That is, 2 of frequency 2ω (wavelength is 1/2, 772 nm)
Double harmonics are generated. The generated double wave advances to the right and enters the next nonlinear optical crystal 62. Here, the second harmonic is generated again, and the frequency 2ω of the incident wave is doubled, that is, the frequency 4ω which is four times the fundamental wave (the wavelength is ¼ of 386n).
m) is generated. The generated fourth harmonic wave further advances to the right nonlinear optical crystal 63, where the second harmonic generation is performed again, and the frequency of the incident wave is 4ω, that is, 8 times the fundamental wave. Harmonics (wavelength is 1
/ 8/8 193 nm).

【0045】前記波長変換に使用する非線形光学結晶と
しては、例えば基本波から2倍波への変換を行う非線形
光学結晶61にはLiB3O5(LBO)結晶を、2倍波から
4倍波への変換を行う非線形光学結晶62にはLiB3O
5(LBO)結晶を、4倍波から8倍波への変換を行う
非線形光学結晶63にはSr2Be2B2O7(SBBO)結晶を
使用する。ここで、LBO結晶を使用した基本波から2
倍波への変換には、波長変換のための位相整合にLBO
結晶の温度調節による方法、Non-Critical Phase Match
ing:NCPMを使用する。NCPMは、非線形光学結
晶内での基本波と第二高調波との角度ずれ(Walk-off)が
起こらないため高効率で2倍波への変換を可能にし、ま
た発生した2倍波はWalk-offによるビームの変形も受け
ないため有利である。
As the non-linear optical crystal used for the wavelength conversion, for example, a LiB 3 O 5 (LBO) crystal is used as the non-linear optical crystal 61 for converting the fundamental wave into the second harmonic wave. LiB 3 O is used for the nonlinear optical crystal 62 for conversion into
A Sr 2 Be 2 B 2 O 7 (SBBO) crystal is used as the nonlinear optical crystal 63 for converting the 5 (LBO) crystal from the 4th harmonic to the 8th harmonic. Here, from the fundamental wave using the LBO crystal, 2
LBO is used for phase matching for wavelength conversion when converting to harmonics.
Non-Critical Phase Match
ing: Use NCPM. Since NCPM does not cause an angle deviation (Walk-off) between the fundamental wave and the second harmonic wave in the nonlinear optical crystal, it enables highly efficient conversion into the second harmonic wave, and the generated second harmonic wave is the Walk. This is advantageous because the beam is not deformed by -off.

【0046】このようにして波長変換装置60において
波長変換されて出力される波長193nmのレーザ光
(ArFエキシマレーザ光の波長と同一となるレーザ
光)を、眼球EYの角膜HCの表面に導いてここに照射
させる照射光学装置70および観察光学装置80につい
て、説明する。なお、光源装置30においては、固体レ
ーザを1.51μm〜1.59μmの範囲内に発振波長
を持つDFB半導体レーザもしくはファイバーレーザか
ら構成しているので、波長変換装置60により、固体レ
ーザからの上記波長のレーザ光は、189nm〜199
nmの範囲内となる8倍高調波を有したレーザ光に変換
されて出力される。このようにこのレーザ光はArFエ
キシマレーザ光と略同一の波長のレーザ光であるが、そ
のパルス発振の繰り返し周波数は100kHzと非常に
高いものとなっている。
In this way, the laser light having the wavelength of 193 nm (the laser light having the same wavelength as that of the ArF excimer laser light) converted and output by the wavelength conversion device 60 is guided to the surface of the cornea HC of the eyeball EY. The irradiation optical device 70 and the observation optical device 80 that irradiate the light will be described. In the light source device 30, the solid-state laser is composed of a DFB semiconductor laser or a fiber laser having an oscillation wavelength in the range of 1.51 μm to 1.59 μm. The wavelength of the laser light is 189 nm to 199
It is converted into a laser beam having an 8th harmonic within the range of nm and output. As described above, this laser light is a laser light having substantially the same wavelength as the ArF excimer laser light, but the repetition frequency of its pulse oscillation is as high as 100 kHz.

【0047】この照射光学装置70および観察光学装置
80の構成を図16に示している。照射光学装置70
は、上記光源装置30からの光を波長変換装置60によ
り波長変換して得られた波長193nmのレーザ光を細
いビーム状に集光する集光レンズ71と、このように集
光されたビーム状レーザ光を反射させて治療対象となる
眼球EYの角膜HCの表面に照射させるダイクロイック
・ミラー72とを有して構成される。これにより、角膜
HCの表面にレーザ光がスポット光として照射され、こ
の部分の蒸散を行わせる。このとき、X−Y移動テーブ
ル53により、装置筐体51全体をX方向およびY方向
に移動させて角膜HCの表面上に照射されるレーザ光ス
ポットを走査移動させ、角膜表面のアブレーションを行
い、近視、乱視、遠視等の治療を行う。
The structures of the irradiation optical device 70 and the observation optical device 80 are shown in FIG. Irradiation optical device 70
Is a condensing lens 71 for condensing a laser beam having a wavelength of 193 nm obtained by converting the wavelength of the light from the light source device 30 by the wavelength conversion device 60 into a thin beam shape, and the beam shape thus condensed. And a dichroic mirror 72 for reflecting the laser light to irradiate the surface of the cornea HC of the eyeball EY to be treated. As a result, the surface of the cornea HC is irradiated with laser light as spot light, and evaporation of this portion is performed. At this time, by the XY moving table 53, the entire apparatus housing 51 is moved in the X direction and the Y direction to scan and move the laser light spot irradiated on the surface of the cornea HC, and the corneal surface is ablated. Treat myopia, astigmatism, hyperopia, etc.

【0048】このような治療は、眼科医等の術者が観察
光学装置80を介して目視観察しながらX−Y移動テー
ブル53の作動を制御して行われる。この観察光学装置
80は、治療対象となる眼球EYの角膜HCの表面を照
明する照明ランプ85と、照明ランプ85により照明さ
れた角膜HCからの光をダイクロイック・ミラー72を
透過して受ける対物レンズ81と、対物レンズ81から
の光を反射させるプリズム82と、この光を受ける接眼
レンズ83とから構成され、接眼レンズ83を通して角
膜HCの拡大像を観察できるようになっている。
Such treatment is performed by an operator such as an ophthalmologist controlling the operation of the XY moving table 53 while visually observing through the observation optical device 80. The observation optical device 80 includes an illumination lamp 85 that illuminates the surface of the cornea HC of the eyeball EY to be treated, and an objective lens that receives light from the cornea HC illuminated by the illumination lamp 85 through the dichroic mirror 72. 81, a prism 82 that reflects the light from the objective lens 81, and an eyepiece lens 83 that receives the light. The magnified image of the cornea HC can be observed through the eyepiece lens 83.

【0049】[0049]

【露光装置】次に、上述した光源装置30を用いて構成
され、半導体製造工程の一つであるフォトリソグラフィ
工程で使用される露光装置100について、図17を参
照して説明する。光リソグラフィ工程で使用される露光
装置は、原理的には写真製版と同じであり、フォトマス
ク(レチクル)上に精密に描かれたデバイスパターン
を、フォトレジストを塗布した半導体ウエハーやガラス
基板などの上に光学的に投影して転写する。この露光装
置100は、上述した光源装置30と、波長変換装置1
01と、照明光学系102と、フォトマスク(レチク
ル)110を支持するマスク支持台103と、投影光学
系104と、半導体ウエハ115を載置保持する載置台
105と、載置台105を水平移動させる駆動装置10
6とを備えて構成される。
[Exposure Apparatus] Next, an exposure apparatus 100 configured by using the above-described light source device 30 and used in a photolithography process which is one of semiconductor manufacturing processes will be described with reference to FIG. The exposure equipment used in the photolithography process is the same as in photolithography in principle, and the device pattern precisely drawn on the photomask (reticle) can be used for semiconductor wafers and glass substrates coated with photoresist. Optically projected and transferred on top. The exposure apparatus 100 includes a light source device 30 and the wavelength conversion device 1 described above.
01, an illumination optical system 102, a mask support base 103 for supporting a photomask (reticle) 110, a projection optical system 104, a mounting base 105 for mounting and holding a semiconductor wafer 115, and a mounting base 105 for horizontal movement. Drive device 10
And 6.

【0050】この露光装置100においては、上述した
とおりの光源装置30の出力端47から出力されるレー
ザ光が波長変換装置101に入力され、ここで半導体ウ
エハ115の露光に必要とされる波長のレーザ光に波長
変換される。このように波長変換されたレーザ光は、複
数のレンズから構成される照明光学系102に入力さ
れ、ここを通ってマスク支持台103に支持されたフォ
トマスク110の全面に照射される。このように照射さ
れてフォトマスク110を通過した光は、フォトマスク
100に描かれたデバイスパターンの像を有しており、
この光が投影光学系104を介して載置台105に載置
された半導体ウエハ115の所定位置に照射される。こ
のとき、投影光学系104によりフォトマスク110の
デバイスパターンの像が半導体ウエハ115の上に縮小
されて結像露光される。
In the exposure apparatus 100, the laser light output from the output end 47 of the light source device 30 as described above is input to the wavelength conversion device 101, where the laser light of the wavelength required for the exposure of the semiconductor wafer 115 is emitted. The wavelength is converted into laser light. The wavelength-converted laser light is input to the illumination optical system 102 composed of a plurality of lenses, passes through the irradiation optical system 102, and is applied to the entire surface of the photomask 110 supported by the mask support 103. The light thus irradiated and passing through the photomask 110 has an image of the device pattern drawn on the photomask 100,
This light is applied to a predetermined position of the semiconductor wafer 115 mounted on the mounting table 105 via the projection optical system 104. At this time, the image of the device pattern of the photomask 110 is reduced on the semiconductor wafer 115 by the projection optical system 104 and imagewise exposed.

【0051】[0051]

【その他の実施形態】上述した光増幅装置1−1〜4は
ガラス基板内にいずれもエルビウムなどの希土類元素を
添加した高屈折領域により光増幅導波路を構成してなる
導波路型の光増幅装置であるが、このような光増幅導波
路に代えてエルビウム等の希土類元素を添加してなる光
ファイバーにより構成される光ファイバー増幅装置も同
様に本発明を適用可能である。この場合は、上記光増幅
装置1−1〜4における各導波路に代えて光ファイバー
を用いて光ファイバー型の光増幅装置が構成される以外
は、上記と同一である。
Other Embodiments The above-described optical amplifiers 1-1 to 4 are waveguide-type optical amplifiers in which a high-refractive region in which a rare earth element such as erbium is added is formed in a glass substrate. Although it is a device, the present invention is similarly applicable to an optical fiber amplifying device configured by an optical fiber in which a rare earth element such as erbium is added instead of such an optical amplifying waveguide. This case is the same as the above except that an optical fiber type optical amplifying device is configured by using an optical fiber instead of each waveguide in the optical amplifying devices 1-1 to 4.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上説明したように、本発明係る光増幅
装置によれば、信号光および励起光が光増幅導波路の入
口部から光増幅導波路内に入射されたときに、合分波手
段が光増幅導波路内を通って増幅された信号光と励起光
とを分離して出口部から出射させるように構成され、合
分波手段により分離して出射された励起光を反射させる
励起光反射手段が設けられており、励起光反射手段によ
り反射された励起光を、合分波手段を介して出口部から
光増幅導波路内に入射させるようになっているので、入
口部から入射されて信号光の増幅に用いられた励起光
を、反射手段により反射して再び光増幅導波路内に入射
させることにより再利用することができ、信号光の増幅
効率が向上する。
As described above, according to the optical amplifying device of the present invention, when the signal light and the pumping light enter the optical amplification waveguide from the entrance of the optical amplification waveguide, they are combined and demultiplexed. Means for separating the signal light amplified by passing through the optical amplification waveguide and the pumping light and outputting the separated pumping light from the outlet, and the pumping light for separating the pumping light separated and emitted by the multiplexing / demultiplexing means A light reflecting means is provided, and the pumping light reflected by the pumping light reflecting means is made to enter the optical amplification waveguide from the outlet through the multiplexer / demultiplexer, so that it is incident from the inlet. The pumping light that has been used for amplifying the signal light can be reused by being reflected by the reflecting means and incident again into the optical amplification waveguide, and the amplification efficiency of the signal light is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施形態に係る光増幅装置を示す
断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an optical amplifying device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】上記光増幅装置を図1の線II−IIに沿って示す
断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the optical amplifying device taken along line II-II in FIG.

【図3】上記光増幅装置に用いられる波長分割多重器の
構成を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a configuration of a wavelength division multiplexer used in the optical amplification device.

【図4】イオン交換法による本発明の光増幅装置の製造
工程を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory view showing a manufacturing process of the optical amplifying device of the present invention by an ion exchange method.

【図5】イオン交換法による本発明の光増幅装置の製造
工程を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory view showing a manufacturing process of the optical amplifying device of the present invention by an ion exchange method.

【図6】イオン交換法による本発明の光増幅装置の製造
工程を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory view showing a manufacturing process of the optical amplifying device of the present invention by an ion exchange method.

【図7】イオン交換法による本発明の光増幅装置の製造
工程を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory view showing a manufacturing process of the optical amplifying device of the present invention by an ion exchange method.

【図8】イオン交換法による本発明の光増幅装置の製造
工程を示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory view showing a manufacturing process of the optical amplifying device of the present invention by an ion exchange method.

【図9】イオン交換法による本発明の光増幅装置の製造
工程を示す説明図である。
FIG. 9 is an explanatory view showing a manufacturing process of the optical amplifying device of the present invention by an ion exchange method.

【図10】本発明の第2実施形態に係る光増幅装置を示
す断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing an optical amplifier device according to a second embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第3実施形態に係る光増幅装置を示
す断面図である。
FIG. 11 is a sectional view showing an optical amplifier device according to a third embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第4実施形態に係る光増幅装置を示
す断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing an optical amplifier device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図13】本発明に係る光源装置の構成を示す概略図で
ある。
FIG. 13 is a schematic diagram showing a configuration of a light source device according to the present invention.

【図14】本発明に係る光治療装置の構成を示す概略図
である。
FIG. 14 is a schematic diagram showing a configuration of a phototherapy device according to the present invention.

【図15】上記光治療装置を構成する波長変換装置の構
成を示す概略図である。
FIG. 15 is a schematic diagram showing a configuration of a wavelength conversion device that constitutes the phototherapy device.

【図16】上記光治療装置を構成する照射光学装置およ
び観察光学装置の構成を示す概略図である。
FIG. 16 is a schematic view showing the configurations of an irradiation optical device and an observation optical device that form the above-mentioned phototherapy device.

【図17】本発明に係る露光装置の構成を示す概略図で
ある。
FIG. 17 is a schematic view showing the arrangement of an exposure apparatus according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1−1,1−2,1−3,1−4 光増幅装置 2,4,7 ガラス基板 3 光増幅導波路 5a,9a 第1および第2励起光導波路 5b,9b 第1および第2信号光導波路 6,8 波長分割多重器 30 光源装置 31 レーザ光発生部 40光増幅部 50 光治療装置 60 波長変換装置 70 照射光学装置 80 観察光学装置 100 露光装置 101 波長変換装置 102 照明光学系 103 マスク支持台 104 投影光学系 110フォトマスク(レチクル) 115 半導体ウエハ 1-1, 1-2, 1-3, 1-4 Optical amplification device 2,4,7 glass substrate 3 Optical amplification waveguide 5a, 9a First and second excitation optical waveguides 5b, 9b First and second signal optical waveguides 6,8 Wavelength division multiplexer 30 light source device 31 Laser light generator 40 optical amplifier 50 Phototherapy device 60 wavelength converter 70 Irradiation optical device 80 Observation optical device 100 exposure equipment 101 Wavelength converter 102 Illumination optical system 103 Mask support 104 Projection optical system 110 photomask (reticle) 115 Semiconductor wafer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/027 H01L 21/30 515B Fターム(参考) 4C026 AA02 BB03 BB06 BB08 FF03 FF34 4C082 RA08 RC02 RC06 RC09 RE03 RE21 5F046 CA04 CA08 CB04 CB17 CB22 CB25 5F072 AB09 AK06 AK10 JJ02 YY09 YY11 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01L 21/027 H01L 21/30 515B F term (reference) 4C026 AA02 BB03 BB06 BB08 FF03 FF34 4C082 RA08 RC02 RC06 RC09 RE03 RE21 5F046 CA04 CA08 CB04 CB17 CB22 CB25 5F072 AB09 AK06 AK10 JJ02 YY09 YY11

Claims (27)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガラス基板に所定の断面形状を有して形
成された光増幅導波路と、前記光増幅導波路の出口部に
設けられた合分波手段とを備え、 信号光および励起光が前記光増幅導波路の入口部から前
記光増幅導波路内に入射されたときに、前記合分波手段
が前記光増幅導波路内を通って増幅された前記信号光と
前記励起光とを分離して前記出口部から出射させるよう
に構成され、 前記合分波手段により分離して出射された前記励起光を
反射させる励起光反射手段が設けられており、前記励起
光反射手段により反射された前記励起光を、前記合分波
手段を介して前記出口部から前記光増幅導波路内に入射
させるようになっていることを特徴とする光増幅装置。
1. An optical amplification waveguide formed on a glass substrate so as to have a predetermined cross-sectional shape, and a multiplexing / demultiplexing means provided at an exit of the optical amplification waveguide. Is incident on the inside of the optical amplification waveguide from the entrance of the optical amplification waveguide, the multiplexing / demultiplexing means passes through the inside of the optical amplification waveguide to amplify the signal light and the excitation light. It is configured to be separated and emitted from the outlet portion, and is provided with excitation light reflecting means for reflecting the excitation light separated and emitted by the multiplexing / demultiplexing means, and is reflected by the excitation light reflecting means. An optical amplifying device, wherein the pumping light is made to enter the optical amplification waveguide from the outlet through the multiplexing / demultiplexing means.
【請求項2】 前記合分波手段が波長分割多重器からな
ることを特徴とする請求項1に記載の光増幅装置。
2. The optical amplifying device according to claim 1, wherein the multiplexer / demultiplexer comprises a wavelength division multiplexer.
【請求項3】 前記光増幅導波路がシングルモードを保
つことができるサイズを有して構成されていることを特
徴とする請求項1に記載の光増幅装置。
3. The optical amplification device according to claim 1, wherein the optical amplification waveguide has a size capable of maintaining a single mode.
【請求項4】 前記励起光反射手段が光学ミラーからな
ることを特徴とする請求項1に記載の光増幅装置。
4. The optical amplifying device according to claim 1, wherein the excitation light reflecting means comprises an optical mirror.
【請求項5】 前記励起光反射手段が反射型のブラッグ
回折格子からなることを特徴とする請求項1に記載の光
増幅装置。
5. The optical amplifying device according to claim 1, wherein the pumping light reflecting means comprises a reflection type Bragg diffraction grating.
【請求項6】 ガラス基板に所定の断面形状を有して形
成された光増幅導波路と、前記光増幅導波路の入口部に
設けられた第1合分波手段と、前記光増幅導波路の出口
部に設けられた第2合分波手段とを備え、 前記第1合分波手段が外部から入射される信号光を前記
入口部から前記光増幅導波路内に入射させ、前記第2合
分波手段が外部から入射される励起光を前記出口部から
前記光増幅導波路内に入射させ、 前記第1合分波手段は、前記第2合分波手段を介して前
記出口部から前記光増幅導波路内に入射された前記励起
光を、前記信号光の入射経路とは別の経路を介して前記
入口部から外部に出射させ、 前記第2合分波手段は、前記第1合分波手段を介して前
記入口部から前記光増幅導波路内に入射されて増幅され
た前記信号光を、前記励起光の入射経路とは別の経路を
介して前記出口部から外部に出射させ、 前記第1合分波手段により分離して出射された前記励起
光を反射させる励起光反射手段が設けられており、前記
励起光反射手段により反射された前記励起光を前記第1
合分波手段を介して前記入口部から前記光増幅導波路内
に入射させるようになっていることを特徴とする光増幅
装置。
6. An optical amplification waveguide formed on a glass substrate so as to have a predetermined cross-sectional shape, a first multiplexing / demultiplexing means provided at an entrance of the optical amplification waveguide, and the optical amplification waveguide. Second optical multiplexer / demultiplexer provided at the outlet of the second optical multiplexer, wherein the first optical multiplexer / demultiplexer causes the signal light incident from the outside to enter the optical amplification waveguide from the inlet, The multiplexing / demultiplexing unit causes the pumping light incident from the outside to enter the optical amplification waveguide from the outlet, and the first multiplexing / demultiplexing unit outputs the excitation light from the outlet via the second multiplexing / demultiplexing unit. The pumping light that has entered the optical amplification waveguide is emitted to the outside from the entrance portion via a path different from the entrance path of the signal light, and the second multiplexing / demultiplexing means includes the first The signal light that has been incident on the optical amplification waveguide from the entrance through the multiplexer / demultiplexer and is amplified is Excitation light reflection means for emitting the excitation light to the outside from the exit portion via a path different from the incident path of the electromotive light and reflecting the excitation light separated and emitted by the first multiplexing / demultiplexing means is provided. The excitation light reflected by the excitation light reflection means
An optical amplifying device, characterized in that it is made to enter the inside of the optical amplification waveguide from the entrance through a multiplexing / demultiplexing means.
【請求項7】 前記第1合分波手段および前記第2合分
波手段がそれぞれ波長分割多重器からなることを特徴と
する請求項6に記載の光増幅装置。
7. The optical amplifying device according to claim 6, wherein each of the first multiplexing / demultiplexing means and the second multiplexing / demultiplexing means comprises a wavelength division multiplexer.
【請求項8】 前記光増幅導波路がシングルモードを保
つことができるサイズを有して構成されていることを特
徴とする請求項6に記載の光増幅装置。
8. The optical amplification device according to claim 6, wherein the optical amplification waveguide has a size capable of maintaining a single mode.
【請求項9】 前記励起光反射手段が光学ミラーからな
ることを特徴とする請求項6に記載の光増幅装置。
9. The optical amplifying device according to claim 6, wherein the excitation light reflecting means comprises an optical mirror.
【請求項10】 前記励起光反射手段が反射型のブラッ
グ回折格子からなることを特徴とする請求項6に記載の
光増幅装置。
10. The optical amplifying device according to claim 6, wherein the pumping light reflecting means comprises a reflection type Bragg diffraction grating.
【請求項11】 1本の増幅用光ファイバーと、前記増
幅用光ファイバーの出口部に設けられた合分波手段とを
備え、 信号光および励起光が前記増幅用光ファイバーの入口部
から前記増幅用光ファイバー内に入射されたときに、前
記合分波手段が前記増幅用光ファイバー内を通って増幅
された前記信号光と前記励起光とを分離して前記出口部
から出射させるように構成され、 前記合分波手段により分離して出射された前記励起光を
反射させる励起光反射手段が設けられており、前記励起
光反射手段により反射された前記励起光を、前記合分波
手段を介して前記出口部から前記増幅用光ファイバー内
に入射させるようになっていることを特徴とする光増幅
装置。
11. An amplification optical fiber, comprising: one amplification optical fiber; and multiplexing / demultiplexing means provided at the exit of the amplification optical fiber, wherein signal light and pump light are introduced from the entrance of the amplification optical fiber to the amplification optical fiber. When the light is incident on the inside, the multiplexing / demultiplexing means is configured to separate the signal light amplified by passing through the amplification optical fiber and the pumping light, and to emit the separated signal light from the outlet. Excitation light reflecting means for reflecting the excitation light separated and emitted by the demultiplexing means is provided, and the excitation light reflected by the excitation light reflecting means is output via the combining / demultiplexing means. An optical amplifying device, characterized in that it is made to enter into the amplification optical fiber from a section.
【請求項12】 前記合分波手段が波長分割多重器から
なることを特徴とする請求項11に記載の光増幅装置。
12. The optical amplifying device according to claim 11, wherein the multiplexer / demultiplexer comprises a wavelength division multiplexer.
【請求項13】 前記増幅用光ファイバーがシングルモ
ードを保つことができるサイズを有して構成されている
ことを特徴とする請求項11に記載の光増幅装置。
13. The optical amplification device according to claim 11, wherein the amplification optical fiber has a size capable of maintaining a single mode.
【請求項14】 前記励起光反射手段が光学ミラーから
なることを特徴とする請求項11に記載の光増幅装置。
14. The optical amplifying device according to claim 11, wherein the excitation light reflecting means is an optical mirror.
【請求項15】 前記励起光反射手段が反射型のブラッ
グ回折格子からなることを特徴とする請求項11に記載
の光増幅装置。
15. The optical amplifying device according to claim 11, wherein the pumping light reflecting means comprises a reflective Bragg diffraction grating.
【請求項16】 1本の増幅用光ファイバーと、前記増
幅用光ファイバーの入口部に設けられた第1合分波手段
と、前記増幅用光ファイバーの出口部に設けられた第2
合分波手段とを備え、 前記第1合分波手段が外部から入射される信号光を前記
入口部から前記増幅用光ファイバー内に入射させ、前記
第2合分波手段が外部から入射される励起光を前記出口
部から前記光増幅導波路内に入射させ、 前記第1合分波手段は、前記第2合分波手段を介して前
記出口部から前記増幅用光ファイバー内に入射された前
記励起光を、前記信号光の入射経路とは別の経路を介し
て前記入口部から外部に出射させ、 前記第2合分波手段は、前記第1合分波手段を介して前
記入口部から前記増幅用光ファイバー内に入射されて増
幅された前記信号光を、前記励起光の入射経路とは別の
経路を介して前記出口部から外部に出射させ、 前記第1合分波手段により分離して出射された前記励起
光を反射させる励起光反射手段が設けられており、前記
励起光反射手段により反射された前記励起光を、前記第
1合分波手段を介して前記入口部から前記増幅用光ファ
イバー内に入射させるようになっていることを特徴とす
る光増幅装置。
16. A single amplification optical fiber, a first multiplexing / demultiplexing unit provided at the inlet of the amplification optical fiber, and a second optical multiplexer provided at the outlet of the amplification optical fiber.
A multiplexer / demultiplexer, wherein the first multiplexer / demultiplexer causes the signal light incident from the outside to enter the amplification optical fiber from the entrance, and the second multiplexer / demultiplexer enters from the outside. The pumping light is made incident into the optical amplification waveguide from the outlet portion, and the first multiplexing / demultiplexing means is made incident on the amplification optical fiber from the outlet portion via the second multiplexing / demultiplexing means. Excitation light is emitted to the outside from the inlet through a path different from the incident path of the signal light, and the second multiplexing / demultiplexing means is output from the inlet through the first multiplexing / demultiplexing means. The signal light that has been incident and amplified in the amplification optical fiber is emitted to the outside from the outlet through a path different from the incident path of the excitation light, and separated by the first multiplexing / demultiplexing means. Is provided with excitation light reflecting means for reflecting the excitation light emitted as The pumping light reflected by the pumping light reflecting means is made to enter the amplification optical fiber from the inlet through the first multiplexing / demultiplexing means. Optical amplifier.
【請求項17】 前記第1合分波手段および前記第2合
分波手段がそれぞれ波長分割多重器からなることを特徴
とする請求項16に記載の光増幅装置。
17. The optical amplifying device according to claim 16, wherein the first multiplexing / demultiplexing means and the second multiplexing / demultiplexing means each comprise a wavelength division multiplexer.
【請求項18】 前記増幅用光ファイバーがシングルモ
ードを保つことができるサイズを有して構成されている
ことを特徴とする請求項16に記載の光増幅装置。
18. The optical amplification device according to claim 16, wherein the amplification optical fiber has a size capable of maintaining a single mode.
【請求項19】 前記励起光反射手段が光学ミラーから
なることを特徴とする請求項16に記載の光増幅装置。
19. The optical amplification device according to claim 16, wherein the excitation light reflection means is an optical mirror.
【請求項20】 前記励起光反射手段が反射型のブラッ
グ回折格子からなることを特徴とする請求項16に記載
の光増幅装置。
20. The optical amplifying device according to claim 16, wherein the pumping light reflecting means comprises a reflection type Bragg diffraction grating.
【請求項21】 請求項1〜5のいずれかに記載の光増
幅装置と、 照射光を出射する照射光源と、 励起光を出射する励起光源とを備え、 前記照射光源からの照射光および前記励起光源からの励
起光を前記入口部から前記光増幅導波路内に導入し、前
記光増幅導波路内において前記励起光の作用により前記
照射光を増幅するとともに前記合分波手段により分離し
て前記出口部から出射させるように構成されたことを特
徴とする光源装置。
21. The light amplification device according to claim 1, an irradiation light source that emits irradiation light, and an excitation light source that emits excitation light, and the irradiation light from the irradiation light source and the A pumping light from a pumping light source is introduced into the optical amplification waveguide from the entrance, and the irradiation light is amplified by the action of the excitation light in the optical amplification waveguide and separated by the multiplexing / demultiplexing means. A light source device configured to emit light from the outlet portion.
【請求項22】 請求項6〜10のいずれかに記載の光
増幅装置と、 照射光を出射する照射光源と、 励起光を出射する励起光源とを備え、 前記照射光源からの照射光を前記第1合分波手段を介し
て前記入口部から前記光増幅導波路内に導入するととも
に、前記励起光源からの励起光を前記第2合分波手段を
介して前記出口部から前記光増幅導波路内に導入し、前
記光増幅導波路内において前記励起光の作用により前記
照射光を増幅するとともに前記第2合分波手段により分
離して前記出口部から出射させるように構成されたこと
を特徴とする光源装置。
22. The optical amplification device according to claim 6, an irradiation light source that emits irradiation light, and an excitation light source that emits excitation light, the irradiation light from the irradiation light source The pumping light from the pumping light source is introduced into the optical amplification waveguide from the inlet through the first multiplexer / demultiplexer, and the optical amplification guide is output from the outlet through the second multiplexer / demultiplexer. It is configured such that it is introduced into a waveguide, the irradiation light is amplified by the action of the excitation light in the optical amplification waveguide, and is separated by the second multiplexing / demultiplexing means and emitted from the outlet portion. Characteristic light source device.
【請求項23】 請求項11〜15のいずれかに記載の
光増幅装置と、 照射光を出射する照射光源と、 励起光を出射する励起光源とを備え、 前記照射光源からの照射光および前記励起光源からの励
起光を前記入口部から前記増幅用光ファイバー内に導入
し、前記増幅用光ファイバー内において前記励起光の作
用により前記照射光を増幅するとともに前記合分波手段
により分離して前記出口部から出射させるように構成さ
れたことを特徴とする光源装置。
23. The light amplification device according to claim 11, an irradiation light source for emitting irradiation light, and an excitation light source for emitting excitation light, the irradiation light from the irradiation light source and the excitation light source. The pumping light from a pumping light source is introduced into the amplification optical fiber from the inlet, and the irradiation light is amplified by the action of the pumping light in the amplification optical fiber and separated by the multiplexing / demultiplexing means, and the exit is obtained. A light source device configured to be emitted from a section.
【請求項24】 請求項16〜20のいずれかに記載の
光増幅装置と、 照射光を出射する照射光源と、 励起光を出射する励起光源とを備え、 前記照射光源からの照射光を前記第1合分波手段を介し
て前記入口部から前記増幅用光ファイバー内に導入する
とともに、前記励起光源からの励起光を前記第2合分波
手段を介して前記出口部から前記増幅用光ファイバー内
に導入し、前記増幅用光ファイバー内において前記励起
光の作用により前記照射光を増幅するとともに前記第2
合分波手段により分離して前記出口部から出射させるよ
うに構成されたことを特徴とする光源装置。
24. The light amplification device according to claim 16, an irradiation light source that emits irradiation light, and an excitation light source that emits excitation light, the irradiation light from the irradiation light source The pumping light from the pumping light source is introduced into the amplification optical fiber from the inlet through the first multiplexer / demultiplexer, and the exit light is introduced into the amplification optical fiber through the second multiplexer / demultiplexer. And amplifying the irradiation light by the action of the excitation light in the amplification optical fiber, and
A light source device characterized in that it is separated by a multiplexing / demultiplexing means and emitted from the outlet.
【請求項25】 前記照射光源が所定波長のレーザ光を
出射するレーザ光源からなることを特徴とする請求項2
1〜24のいずれかに記載の光源装置。
25. The irradiation light source is a laser light source that emits laser light of a predetermined wavelength.
The light source device according to any one of 1 to 24.
【請求項26】 請求項21〜25のいずれかに記載の
光源装置と、 前記光源装置の前記出口部から出射される照射光を所定
波長の治療用照射光に変換する波長変換器と、 前記波長変換器により変換された前記照射光を治療部位
に導いて照射させる照射光学系とを備えて構成されるこ
とを特徴とする光治療装置。
26. The light source device according to claim 21, a wavelength converter that converts irradiation light emitted from the outlet of the light source device into therapeutic irradiation light having a predetermined wavelength, An optical treatment system comprising: an irradiation optical system that guides the irradiation light converted by the wavelength converter to a treatment site for irradiation.
【請求項27】 請求項21〜25ののいずれかに記載
の光源装置と、 前記光源装置の前記出口部から出射される照射光を所定
波長の照射光に変換する波長変換器と、 所定の露光パターンが設けられたフォトマスクを保持す
るマスク支持部と、 露光対象物を保持する対象物保持部と、 前記波長変換器により変換された照射光を前記マスク支
持部に保持されたフォトマスクに照射させる照明光学系
と、 前記照明光学系を介して前記フォトマスクに照射されて
ここを通過した照射光を前記対象物保持部に保持された
露光対象物に照射させる投影光学系とを備えて構成され
ることを特徴とする露光装置。
27. A light source device according to claim 21, a wavelength converter for converting the irradiation light emitted from the outlet of the light source device into irradiation light of a predetermined wavelength, and a predetermined wavelength converter. A mask supporting unit that holds a photomask provided with an exposure pattern, an object holding unit that holds an exposure target, and irradiation light converted by the wavelength converter to a photomask held by the mask supporting unit. An illumination optical system for irradiating, and a projection optical system for irradiating the exposure object held by the object holding unit with the irradiation light which is irradiated on the photomask through the illumination optical system and has passed through the photomask. An exposure apparatus characterized by being configured.
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