JP2003526929A - 光ファイバをポンピングする方法および装置 - Google Patents

光ファイバをポンピングする方法および装置

Info

Publication number
JP2003526929A
JP2003526929A JP2001566225A JP2001566225A JP2003526929A JP 2003526929 A JP2003526929 A JP 2003526929A JP 2001566225 A JP2001566225 A JP 2001566225A JP 2001566225 A JP2001566225 A JP 2001566225A JP 2003526929 A JP2003526929 A JP 2003526929A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
emission
pump light
fiber
section
pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001566225A
Other languages
English (en)
Inventor
イオノヴ，スタニスラヴ，アイ．
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HRL Laboratories LLC
Original Assignee
HRL Laboratories LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HRL Laboratories LLC filed Critical HRL Laboratories LLC
Publication of JP2003526929A publication Critical patent/JP2003526929A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/094003—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/06704—Housings; Packages
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/06708—Constructional details of the fibre, e.g. compositions, cross-section, shape or tapering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/06754—Fibre amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/094003—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre
    • H01S3/094019—Side pumped fibre, whereby pump light is coupled laterally into the fibre via an optical component like a prism, or a grating, or via V-groove coupling

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 ファイバの端部をふさがずに、側面から光ファイバ内に、十分な光パワーを結合する方法および装置。コアに希土類ドーパントを含んでいることが好ましい利得媒質を有する特別な光ファイバが、光情報信号を搬送し、かつ、利得媒質がポンプ光で励起されたとき、情報信号を増幅するために、提供される。放出セクションが、間に吸収ループを有する特別なファイバに沿って、間隔を空けて選択される。放出セクションは、内部クラッディング層にストリップされ、上向きの凸状の放出領域を形成するように、サポートブロック上に互いに隣接して配置される。サポートブロックは、ファイバに対し、低屈折率の表面を提供する。ポンプ光は、適切な光学機器によって、クラッディング層の屈折率に実質的に整合する屈折率を有し、かつ、隣接する放出セクションと光学的に対合されている放出ポート内に集束される。放出ポートは、ポンプ光を、放出セクションの軸の接線に一般に平行な方向で、放出セクション内に誘導する。ポンプ光は、放出セクション間の吸収ループにある特別なファイバに沿って進行する際、コアにおいて信号光を生成する、または既存の信号光を増幅するところである、信号搬送コアの利得媒質によって、著しく吸収される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の分野） 本開示は、光ファイバの分野に関し、より詳細には、光ファイバに基づく装置
から出力パワーを生成または増大するために、光ファイバをポンピングする分野
、特に、光ファイバ内にポンピング光を放出する機構に関する。本開示は、ファ
イバレーザと増幅器をポンピングする放出ポートについて記述する。
【０００２】 （背景） 光ファイバシステムの分野では、光ファイバガイドは、光源から利用装置まで
、光パワーを送信する。図１を参照すると、光源１０は、波長λSの光信号ＰS１
１を、ファイバ１２を通して、利用装置１４に送信する。光源１０、利用装置１
４、およびファイバ１２の間の結合は、当技術分野では周知であり、従って、図
示しない。ファイバ１２は、コア１６、クラッディング１８、および保護カバー
２０を含む。光源１０は、通常、コアを伝播する情報を搬送する光信号を提供す
る。このファイバは、単一クラッドファイバと見なされる。また、二重クラッド
ファイバも存在する。二重クラッドファイバは、コア、第１クラッディング、第
２クラッディング、および保護コーティングを有する。二重クラッドの場合、単
一モードの信号は、コアを伝播することができるが、一方、多重モードの信号は
、内部クラッディング内に結合することができ、その結果、内部クラッディング
は、第２クラッディングのコアとして作用する。
【０００３】 多くの応用例は、光信号の生成または増幅を必要とする。遠隔通信、衛星間光
通信において、およびミサイルレーダ追跡システムのためなど、非常に多様な商
業および軍事の応用例で使用される光ファイバシステムでは、光信号を生成およ
び増幅することが必要である。
【０００４】 光ファイバガイド（「ファイバ」）は、通常、少なくとも２つの必要不可欠な
部分を有する。１つの部分は、光が伝播するコアである。他方は、光がコアのみ
を伝播する条件を創出するクラッディングである。これらのファイバは、増幅せ
ずに、単一モードの光信号をコアにおいて送信することができ、少量の背景損失
を生成する。これらは、「通常の」ファイバであると見なすことができる。
【０００５】 利得媒質を提供する「特別な」ファイバは、通常、エルビウム（Ｅｒ）、イッ
テルビウム（Ｙｂ）、エルビウム−イッテルビウム（ＥｒＹｂ）、ネオジム（Ｎ
ｄ）、ツリウム（Ｔｍ）など、希土類原子がドープされたコアを含み、光信号の
生成または増幅を必要とする応用例に使用される。光エネルギー（利得媒質応じ
て、通常８００〜１４００ｎｍの波長）の影響を受けたとき、これらの特別なフ
ァイバは、より高いレージングレベルに励起された原子を有し、そのように励起
されたとき、光信号を生成または増幅することができる。利得媒質を提供する特
別なファイバは、通常のファイバに接合することが可能であり、次いで、この通
常のファイバは、利得媒質において生成または増幅された光信号を送信する。
【０００６】 通常のファイバ増幅器は、希土類がドープされた「特別な」ファイバ利得媒質
に結合された光信号のソースを有する。利得媒質には、光パワーを利得媒質に入
力する光「ポンプ」ソースと、利得媒質から出力として、増幅された光信号を受
信する利用装置も結合されている。図２を参照すると、通常の光ファイバ増幅シ
ステムでは、利得媒質２２は、ソースファイバ１０と結合され、これにより、波
長λPのポンプ光信号ＰPと組み合わされたとき、波長λSの光信号ＰS１１を増幅
して、利用装置１４が使用する波長λSの増幅信号ＡＰSを提供することが可能に
なる。
【０００７】 当業者であれば、希土類をドープファイバ内に結合されたポンプパワーが大き
くなるにつれ、より多くの光信号出力が、利得媒質によって提供されることを理
解できるであろう。利得媒質２２の１つの形態は、「Ａ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ａ
ｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ Ｂｅｔｗｅｅｎ Ａ Ｍｕｌｔｉｍｏｄｅ Ｌｉｇｈｔ
Ｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ Ａｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｔｈｒｏｕｇｈ
Ａｎ Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｌｅｎｇｔ
ｈ」という発明の名称のＰＣＴ公報ＷＯ９６／２０５１９に記載されている。こ
こでは、漸進的に先細になっているファイバ部分が、コアにおいて光情報信号を
搬送する二重クラッドファイバの内部クラッディングに融着されている。この融
着システムを、本出願の図３に概略的に示す。しかし、スプライス結合により、
ポンプパワーを単一ファイバに入力することに使用可能な複数の位置を有し、か
つ、両方のファイバ端への制限されない到達を有するパワースケーラビリティが
可能になるが、そのような融着ファイバカプラは、製造がやや困難である。
【０００８】 ポンプパワーを特別なファイバ内に結合する様々な方法が存在する。ほとんど
の応用例では、ファイバレーザと増幅器は、出力が、ファイバのコア内に直接結
合されているところの単一モードのダイオードレーザによってエンドポンピング
される。そのようなポンピングスキームで達成される最大出力パワーは、現在、
約１００ｍＷである。これは、一部には、１００〜２００ｍＷが、通常、容易に
製造される半導体レーザから、最低横モードのファイバのコア内に結合すること
ができる最大パワーレベルであるためである。
【０００９】 残念ながら、宇宙通信のためなど、複数ワットレベルのポンピングを必要とす
る応用例が存在する。そのようなより高い出力パワーは、一般に、二重クラッデ
ィングファイバを使用することによって達成される。これらのファイバは、ポン
プ放射をファイバに沿って誘導する多重モード内部クラッディングによって囲ま
れたドープされた単一モードのコアを有する。通常、ポンプ放射は、ある種の結
合光学機器を有するファイバ端の１つにある内部クラッディング内に放出される
。そのような装置の最大出力パワーは、利用可能なポンプダイオードの輝度によ
って制限されるが、数１０ワットの出力パワーが、特定の波長において実証され
ている。そのような構成の欠点は、ポンプソースに対する厳密な高輝度要件、フ
ァイバ端の制限された到達可能性、およびより高いパワーへのスケーリングの困
難にある。
【００１０】 単一モードファイバレーザまたは増幅器の効率的な光ポンピングは、特に、高
い出力パワーが必要とされるとき、様々な課題を提示する。通常のエンドポンピ
ングは、高輝度ポンプソースを必要とし、より高いパワーへのスケーラビリティ
を制限し、および、ファイバ端への到達を限定し、かつ、知られているサイドポ
ンピングの技術は、製造が困難である。したがって、両方のファイバ端への到達
を提供し、高い出力パワーへのスケーラビリティを可能にし、かつ、製造が比較
的直線的で安価である、ファイバレーザと増幅器をポンピングすることに使用す
る効果的で製造が容易な方法と装置が必要である。
【００１１】 （概要） 本開示は、上記で明らかにした必要性に取り組み、単一ファイバ内への効率的
でスケーラブルな光パワーポンピングを達成し、一方、両方のファイバ端への制
限されない到達を可能にする、方法および装置を提供する。さらに、本発明を実
現する装置は、単一または二重のクラッドファイバと共に使用することが可能で
あり、製造が比較的安価である。
【００１２】 本開示は、クラッディングの屈折率を有するクラッディング層によって囲まれ
たドープされた光ファイバコアを含んでいるポンピングファイバセクションにつ
いて記述する。ポンピングファイバセクションは、ファイバに沿って形成され、
かつ、吸収セクションによって互いに分離されている、複数の放出セクションを
有する。各放出セクションは、第１内部クラッディング層にストリップダウンさ
れる。ポンピングファイバは、複数の放出セクションが、基板上で互いに近接す
るように構成される。基板は、クラッディングと光学接触している透過的な低屈
折率の材料を提供し、上向きの凸状の放出領域を形成するように、共通の半径を
隣接するファイバセクションに分与する。次いで、この放出領域は、クラッディ
ングの屈折率と整合する放出ポートに対合される。対合は、放出領域を平坦に研
磨し、低損失の屈折率を整合した光学接着剤で、放出ポートをそれに接着するこ
とによって実施される。放出ポートは、レーザダイオードストライプなどポンプ
光源から、１つまたは複数の側面上で光ポンプパワーを受け入れ、ポンプ光を複
数の放出セクション内に伝達する。
【００１３】 いくつかの好ましい実施形態によれば、放出ポートは、２つの方向からファイ
バコイルに光を誘導する。１つの好ましい実施形態では、２つのダイオードスト
ライプと２つの光コネクタが、通常断面が台形である放出ポートの２つの側面に
光を向ける。他の好ましい実施形態では、単一ダイオードストライプが、光を放
出ポートの１つの側面内に提供するが、ファイバから放出ポート内に再出現する
残りの光は、放出ポート内の適切な反射を使用して、ファイバ内に再び反射され
る。他の好ましい実施形態では、放出ポートの１つの側面は、第１の波長におい
て透過し、第２の波長において反射するが、他の側面は、反対に、第２の波長に
おいて透過し、第１の波長において反射し、したがって、ポンプ光を２つの方向
から放出ポート内に誘導し、一方、効率を向上させるために、残りの光をファイ
バ内に再び反射することが可能である。さらに他の好ましい実施形態では、２つ
のレーザダイオードストライプからのポンプ光は、まず、互いに横方向に偏光さ
れ、次いで、入力光パワーがほぼ２倍になるように、ビーム分割装置において組
み合わされる。そのように獲得された光パワーは、放出ポートの１つの入口面に
送達される。他の好ましい実施形態では、２つの追加のレーザダイオードストラ
イプを使用する同様の構成からの光パワーを、同じ放出ポートの対向する側面に
送ることが可能である。さらに他の好ましい実施形態では、２つの異なる波長の
光を提供する２つのそのように組み合わされたソースを、放出ポートの２つの側
面内に向けることが可能であり、各放出ポートの面は、高いパワーで効率的なポ
ンピング機構を形成するように、一方の波長において伝導し、他方の波長におい
て透過することが可能である。本開示は、単一クラッドファイバまたは二重クラ
ッドファイバの使用法について記述する。
【００１４】 （詳細な説明） 本発明は、ファイバレーザまたは増幅器の活性利得媒質として、希土類ドープ
ファイバを使用することが好ましい。ドープファイバ４１は、１つの好ましい構
成では、図４に示したように、コイル内へ構成される。ドープファイバ４１は、
内部クラッディング４０が、矩形の断面を有する、クラッディングをポンピング
した（ＣＰ）ファイバであることが好ましい。活性媒質のコアは、図４には示さ
れていない。外部クラッディング４２は、放出ポート４４とサポートブロック４
６の周辺においてストリップオフされる。ファイバのストリップされたセクショ
ンは、上向きの凸状の放出領域を形成するように、サポートブロック４６と光学
接触して配置される（必要であれば、後で議論するように、介在基板を有する）
。この実施形態では、放出領域のファイバは、低屈折率の接着剤（例えば、Ｄｕ
Ｐｏｎｔ Ｔｅｆｌｏｎ（商標）のＡＦ１６００）によって、サポートブロック
４６に取り付けられ、次いで、詳細エリア４８を示す図７および８からより明瞭
にわかるように、その上に配置される放出ポート４４を収容するように、平坦に
研磨される。放出ポート４４は、第１ポンプ光入口面４３と第２ポンプ光入口面
４５とを有する。詳細エリア４８の周辺を除いて、ドープファイバ４１のコイル
の図４における図示は、単に概略的であり、コイルは、特に構成する必要はない
。
【００１５】 サポートブロック４６は、放出領域において、ファイバを適切に成形する。内
部クラッディング４０は、通常、融着シリカｎcl＝１．４５で作成される。損失
を最小限に抑えるために、内部クラッディング４０は、Ｄｕｐｏｎｔ Ｔｅｆｌ
ｏｎ（商標）のＡＦ１６００（ｎs〜１．３）またはＭｇＦ2（ｎs〜１．３７３
）など、クラッディングの屈折率と比較して、低屈折率の基板材料の上に配置さ
れるべきである。ＡＦ１６００の薄い層は、例えば、任意の適合性の材料で作成
されたサポートブロック４６に加えて、低屈折率の基板を形成することが可能で
ある。代替として、サポートブロック４６全体は、ＭｇＦ2など、低屈折率の高
分子で作成することが可能であり、したがって、分離基板は必要とされない。
【００１６】 図５は、矩形の断面を有することが好ましい単一クラッドドープファイバ５０
を使用する、本発明の代替実施形態を示す。この実施形態では、単一クラッドフ
ァイバ５０は、サポートシリンダ５６の上に、緊密に巻くことが可能である。放
出領域の曲率に関係なく、ループ長を変更するために、楕円、または偏心型の形
状など、シリンダ以外の形状をサポートとして使用することが可能であることに
留意されたい。詳細エリア４８の放出領域において、適切な曲率を確率すること
が、第一に必要であり、したがって、図７および８に関してより詳細に記述する
ように、放出ポート４４が上に配置されるファイバ５０のセクションに、放出ポ
ート４４が適切に対合されることになる。
【００１７】 図６は、図５の実施形態の上面図である。放出ポート４４は、サポート５６の
周囲に巻かれたドープされたファイバ５０の複数の放出セクション（放出ポート
４４の後に隠れている）をカバーする。レンズ６２は、ダイオードストライプ６
６から放出ポート４４の上に光を集束させるために必要な可能性がある光学機器
を概略的に表し、同様に、レンズ６４は、ダイオードストライプ６８から放出ポ
ート４４に光を集束させる光学機器を表す。しかし、狭いビームを提供するダイ
オードストライプは、特に、放出ポート入口面が、集束レンズとして作用する場
合、介在光学機器を必要とせずに、放出ポートの上またはその付近に取り付ける
ことが可能である。ダイオードストライプ６６、６８からファイバ５０のクラッ
ディング内へ、光を転送する効率を最大にするように、ファイバ５０の放出セク
ションが、互いに横方向に隣接して、最適に構成されていることがわかる。
【００１８】 図７は、図４および５において参照した詳細エリア４８の側面図を示す。ポン
プ光入口面４３および４５を含んでいる、通常の放出ポート４４の台形の断面を
より明瞭に見ることができる。低屈折率の基板７０は、この実施形態では、サポ
ートブロック４６の上で使用され、したがって、このサポートブロックは、広範
な材料から形成することが可能であるが、それは、その材料が、動作温度で寸法
が安定であり、使用された基板の材料（例えば、Ｔｅｆｌｏｎ（商標）のＡＦ１
６００）と適合性がある場合である。ファイバコア７１には、利得媒質を形成す
るように、希土類要素がドープされる。好ましい実施形態では、放出ポート４４
の底部は平坦であり、内部クラッディング４０は、それと対合するように、平坦
に研磨される。この実施形態では、ポンプ光入口面４３と４５は、ポンプビーム
が伝播する方向に垂直に形成されることが好ましく、反射防止（ＡＲ）コーティ
ングが施される。
【００１９】 放出ポートは、接着、光学接触、または拡散接合によって、放出領域のファイ
バに取り付けることが可能である。パワー密度が過度でない実施形態では、クラ
ッディングおよび放出ポートの屈折率に整合された屈折率を有する低吸収光学接
着剤を使用することが可能であり、これは、市販されている（例えば、Ｎｙｅ
Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｏｆ Ｆａｉｒｈａｖｅｎ、Ｍａｓｓａｃ
ｈｕｓｅｔｔｓから）。過度の振動を受けないより高いパワーの実施形態では、
光学接触を使用することが可能である。拡散接合もまた、より高いパワーに使用
することが可能であるが、拡散接合に必要な高温は、Ｔｅｆｌｏｎ（商標）のＡ
Ｆ１６００とも、ほとんどの二重クラッドファイバの外部クラッディングとも適
合性がないので、特別な設計の問題を有する。
【００２０】 ここで、エンドセクションで見られるファイバダイオードストライプ６６から
放出された光は、第１ポンプビーム７８を形成するように、第１光学機器６２に
よって収集される。このビームは、第１ポンプ光入口面４３を横切って、第１ダ
イオード像面７３上に集束し、したがって、放出ポート／クラッディング境界７
２を通過した後、ファイバクラッディング４０内において適度によく位置合わせ
される。第２ダイオードストライプ６８は、第２ポンプビーム７６を形成するよ
うに、光を第２光学機器６４内にポンピングする。このビームは、第１ポンプ光
入口面４５と境界７２を横切って、第２ダイオード像面７４上に集束し、第１ポ
ンプビーム７６の方向に対向する方向にクラッディング４０とよく位置合わせさ
れる。
【００２１】 ファイバ内部クラッディング４０内に放出されたポンプパワーは、ファイバに
沿って伝播し、コア７１の希土類ドーパントによって、プロセス中に吸収される
。すべてのポンプパワーが吸収されることが望ましいが、その理由は、これによ
り、装置の効率が最大になるからである。しかし、ファイバを一巡した後に残る
ポンプ放射は、放出ポートにおいて損失を経験することになる。システムの効率
を増大するために、損失を最小限に抑える２つの一般的な手法を示す。吸収セク
ションを通過した後、ポート内に再出現する光を反射するように、放出ポートを
変更することについて、図８および９を参照して議論する。ほとんどのポンプ光
を吸収するように十分長いファイバループを使用することについて、以下で議論
する。
【００２２】 良好な吸収を達成する１つの手法は、ドープファイバ４１に対し、十分なルー
プ長を選択することである。ドープファイバ４１のループ長（図４）は、ポンプ
パワーの９０％が、一巡あたり吸収されるように、選択されることが好ましい。
例として、図４および６に示した実施形態で、１．５５μｍで動作するＥｒ／Ｙ
ｂをドープした二重クラッディングファイバ増幅器について考慮する。コアにお
けるポンプ吸収長（１／ｅ）は、それぞれ、９８０ｎｍでｌco＝０．７ｃｍ、９
２０ｎｍで２．１ｃｍである。クラッディングにおけるポンプ吸収長は、クラッ
ディングとコアエリアの比Ａcl／Ａco、すなわちｌcl＝ｌcoＡcl／Ａcoによって
スケーリングされる。８μｍのコア直径と８０μｍの矩形クラッディングを想定
すると、９８０ｎｍと９２０ｎｍのポンプ放射に対して、それぞれ、ｌcl＝８９
ｃｍと２６７ｃｍである。したがって、９８０ｎｍと９２０ｎｍの９０％は、そ
れぞれ、２０５ｃｍと６１５ｃｍの長さのファイバに吸収される。高いパワーの
応用例では、より短いファイバ長がしばしば好ましいが、その理由は、それによ
り、寄生非線形効果が進む機会が低減されるからである。上記から、コアエリア
に対するクラッディングの比Ａcl／Ａcoを低減することにより、全体のファイバ
長を低減することが可能になることを理解することが可能である。他の利得媒質
とポンプ光波長に対する好ましいループ長は、同様の方式で計算することが可能
である。９０％の吸収が好ましいが、吸収効率と寄生損失の間の兼合いは、より
短い長さを使用することを示唆する可能性がある。寄生損失が小さい場合、９０
％を超える吸収長が有用である可能性がある。
【００２３】 全体のファイバ長は、吸収セクション（小さい放出セクションを加えたもの）
の長さに、そのような吸収セクションまたは「ターン」の数をかけた積である。
ターンの数は、放出ポートの有用な幅を、望ましいポンプソース６６、６８に対
合させることによって決定される。ポンプポートの有用な幅は、製造の簡便性の
ために広くすることが可能である、ファイバに接合された台形ブロックの幅によ
ってではなく、隣接するファイバの幅全体によって決定される。容易に入手可能
な３Ｗを放出する４００ミクロンの長さの単一ストライプダイオードソースにつ
いて考慮する。
【００２４】 放出ポート４４を通ってポンプパワーを結合するために、ストライプの方向に
Ｍ＝１の倍率を有するシリンダ光学機器を使用することが可能であり、したがっ
て、この放出ポートの幅は、少なくとも４００ミクロンであるべきである。通常
の断面が正方形の内部クラッディングは、側面上で８０μｍである。５つの８０
μｍのファイバループが、ソースダイオードの全長を増大する。この構成では、
９８０ｎｍのポンピングを選択する場合、１０．３ｍのファイバ長が必要である
。ストライプダイオードの他の長さが利用可能であり、実際、エンドツーエンド
のダイオードとして製造された場合、１０，０００ミクロンの長さとすることが
可能である。より長いダイオードは、一般に、より高いパワー出力を有し、より
多くのファイバのターンを収容することができる。放出領域を形成するために、
複数の隣接する放出セクションを使用する、本発明のほとんどの好ましい実施形
態と共に使用するために、ダイオードストライプ放出エリアは、少なくとも１５
０ミクロンの長さであることが好ましい。しかし、放出ポートが、単一の特別な
ファイバ放出セクションと対合されている単一ストランド放出ポートでは、ダイ
オードストライプは、さらにより短くすることができる。幅に関しては、本ポン
プダイオードストライプの幅は、通常、４ミクロン未満である。しかし、利用可
能なさらにより広いダイオードが、本発明と適合性がある。
【００２５】 ソースダイオードストライプの長軸に垂直な方向に対して、光学機器の適切な
倍率を決定するために、放出ポートより下のクラッディングの開口数ＮＡ＝（ｎ cl 2 −ｎs 2）1/2は、ポンプビームの全体が、クラッディングによって捕獲される
ように考慮されるべきである。最大に可能な開口数を有することが常に有利であ
るが、その理由は、低品質のビームに対処することができるからであり、または
、代替として、ポンプビームの吸収されない部分のパワー散乱を低減するより効
率的な放出ポートの幾何形状を可能にすることができるからである。最大の開口
数は、例えば、Ｔｅｆｌｏｎ（商標）のＡＦ１６００によってカバーされたもの
など、最低の屈折率を有する基板（図７、８参照）を使用することによって達成
される。この基板は、拡散接合など、いくつかのアセンブリの技術とは適合しな
いので、まず、あまり最適でない基板、すなわち、比較的高い屈折率を有する、
ＭｇＦ2で作成されたサポートブロック４６について検討する。ＭｇＦ2の基板上
の融着シリカクラッディングでは、ＮＡ＝０．４５であり、これは、ストライプ
に垂直な方向におけるダイオードバーのＮＡ〜０．５より多少小さい。したがっ
て、倍率Ｍ＞１．１をこの方向に対して使用するべきである。しかし、この倍率
では、ビームの焦点スポット幅は、ダイオードストライプの幅１ミクロンよりか
なり大きくはなく、一方、ビームが内部に集束されるクラッディングの幅は、通
常、約８０ミクロンである。したがって、焦点スポットのサイズを増大して、よ
り大きな倍率、例えばＭ＝５の使用を可能にする余地が多くある。そのようなよ
り大きな倍率により、放出ポートにおけるポンプビームのＮＡが低減され、それ
により、システムの損失が低減される。以下で、ポートにおいてＮＡ＝０．１の
ポンプビームをもたらす、Ｍ＝５を想定する。
【００２６】 台形放出ポートの高さＨは、ポンプ光入口面においてビーム全体に対処するよ
うに、十分大きくあるべきであり、これにより、Ｈに対する制限は、Ｈ＞２ＮＡ
Ｌ／２ｎとなる。Ｌは、台形の全長、ｎは、放出ポートの材料の屈折率である
。Ｈ＝１ｍｍに対し、Ｌ＜１０ｍｍが与えられる。放出ポート４４の台形断面の
最長側面の長さＬは、放出ポート４４と研磨したファイバの間の境界７２に沿っ
た物理的な接触の長さｌを超えるべきである。研磨深度ｄ＝３０μｍ、およびサ
ポートブロック４６の半径Ｒ＝１０ｃｍに対し、境界７２の接触の長さｌ＝２（
２Ｒｄ）1/2＝４．９ｍｍが得られ、これは、上記で決定した最大のＬより小さ
い。研磨したエリアの長さと放出ブロックの長さは、より浅い研磨した深度を選
択することによって、低減することが可能である。これにより、より小さい散乱
損失が得られる可能性がある。
【００２７】 いくつかの波長と利得媒質の組合わせに対しては、一巡内でポンプ光のバルク
を吸収する、適切なループ長を提供することが、時々困難である可能性がある。
これは、図５に示した構成では特に問題であるが、その理由は、サポートシリン
ダの直径が、実際には、数１０センチに制限され、したがって、ループ長が、対
応して制限されるからである。図８は、結合の効率を向上させ、逃げていくポン
プ光を再びファイバに向けることによって、ポートにおける損失を低減する他の
手法を示す。図８では、ポンプ光は、放出ポートの１つの側面から提供され、フ
ァイバの周囲の進行を完了した後ファイバから逃げていく光は、ポートの対向側
面に配置された鏡によって、ファイバに戻される。以前のように、ダイオードス
トライプ６６は、ポンプ光入口面４３と境界７２を横切って、ダイオード像面７
３上に撮像するポンプビーム７８を提供するように、光学機器６２によって集束
される光を提供し、ポンプビーム７８を、それがよく位置合わせされているクラ
ッディング４０内に送る。鏡８２は、単一入口放出ポート８０を創出するように
、第２ポンプ光入口面に取って代わる。鏡８２は、ポートの一側面上の球状表面
を研磨して、反射コーティングをその上に沈着することによって、作成されるこ
とが好ましい。鏡は、放出ポート８０とファイバクラッディング４０の間の境界
７２の縁８８において直角にファイバと交差するファイバの出力面８４を、再び
それ自体の上に撮像する。したがって、ファイバの吸収ループの周囲を進行した
後、ファイバの自己像面８４から放出ポート内に出現する残りのポンプ光８６は
、鏡８２によって、再びクラッディング４０内に反射される。
【００２８】 図９は、吸収ファイバループを通過する一巡の後に逃げていく光を、やはり再
びクラッディング内に反射する２側面の放出ポートを使用する、図７および８の
両方の原理を使用する実施形態を示す。まず、第１波長λ1（例えば、９１５ｎ
ｍとすることが可能である）を有するポンプビーム７８が提供され、光学機器６
４と放出ポート９０を通過して、焦点面７４においてファイバクラッディング４
０内に集束される。ファイバクラッディング４０を通過する一巡の後、吸収され
ずに残ったポンプ光は、依然としてλ1の脱出光８６として、平面７３（放出ポ
ート９０が、ファイバクラッディング４０に対合される）から始まる放出ポート
９０内に再び出現する可能性があり、一方、低屈折率の基板７０は、その方向の
脱出を妨害する。透過／反射コーティングが、放出ポート面９４の上に提供され
、第１波長λ1の光を再びファイバクラッディング４０内に反射して、光学機器
６２を通して、ソースから入力された第２波長λ2（例えば、９２５ｎｍ）の光
を、第２ポンプビーム９６として透過する。
【００２９】 したがって、放出ポート入口面９４は、λ2の光を透過し、λ1の光を反射する
が、放出ポート入口面９２のコーティングは、λ1の光を透過するが、λ2の光を
反射する。したがって、ファイバのループの周囲を進行した後残ったポンプビー
ム９６からのλ2の残りの光は、同様に、再びクラッディング内に反射される。
【００３０】 イッテルビウムは、例えば、９２５ｎｍに対して９１５など、少なくとも１０
ｎｍだけ異なる波長のポンプ光を効率的に吸収することを可能にする９２０ｎｍ
の周辺における広範な吸収帯のために、図９に示した実施形態に対して、好まし
い希土類ドーパントである。また、Ｙｂは、９２０ｎｍの周辺と９７８ｎｍの周
辺の２つの波長のポンプ光と共に使用することができる。したがって、１つの放
出ポート入口面のコーティングは、９２０ｎｍの周辺の波長を有する光を透過し
、９７８の周辺の波長を有する光を反射し、一方、他の放出ポート入口面のコー
ティングは、反対に作用する。逆対称反射と透過の同じ原理は、一方を透過し、
他方を反射する表面が、当技術範囲内にあるように、十分異なる２つの波長にお
いてよく吸収する任意の利得媒質と共に使用することが可能である。
【００３１】 図１０は、２つのソースビームを偏光して組み合わせることによって、ファイ
バクラッディング４０内に結合された光を増大する手法を示す。偏光ビーム分割
キューブ１０４は、光学機器１０７Ａによって視準され、かつ、指示１０３によ
って示したように偏光されたポンプダイオードストライプ１０８Ａからの光を直
接透過する。ダイオードストライプ１０８Ｂは、１０１に示したように偏光され
た光を提供し、この偏光は、次いで、偏光半波プレート１０６によって、半波プ
レート１０６から出現する光の偏光が、指示１０２によって示されるように、シ
フトされる。そのように偏光された光は、偏光ビーム分割キューブ１０４によっ
て、９０度に反射され、したがって、ダイオード１０８Ａからの光と同じ方向に
出現する。放出ポート４４（サポートシリンダ５６の上に示す）に入る前に、組
み合わされたビーム（互いに垂直に偏光されている）は、レンズ１０９によって
、再び集束される。
【００３２】 図１０に示した光偏光制御を通るビームの組合わせに関する変形形態が可能で
ある。例えば、図１１は、互いに平行に向けられ、また、放出ポート９０の幅に
も平行である、ダイオードストライプ１０８Ａと１０８Ｂを示す（ページに対し
て垂直）。偏光ビームスプリッタ１０４は、少なくともダイオードストライプ１
０８Ａと１０８Ｂの長さを（用紙の内部に向かう方向に）延長する平行にパイピ
ングされた矩形を形成するように、細長くなっている。視準レンズ１０７Ａと１
０７Ｂ、および偏光半波プレート１０６は、図１０と同じ機能を実施し、ポンプ
ダイオード１０８Ａからの回転されたビームが、ビームスプリッタ１０４を直接
横切り、一方、１０８Ｂからのビームが、ビームスプリッタ１０４によって、９
０度反射されるように、互いに直角に偏光された視準されたビームを提供する。
ダイオードストライプ１０８Ａおよび１０８Ｂからの組み合わされたポンプ光は
、ビーム７８を形成する。図１１は、放出ポート９０の面９２のみを通ってファ
イバクラッディング４０に入り、像面７４の上に集束する、ビーム７８を示す。
ファイバのループを進行した後、交差平面７３において放出ポート９０に再び入
る残りの光８６は、反射するようにコーティングされている面９４から反射され
る。
【００３３】 図１１のビームの組合わせは、４つのポンプダイオードからファイバクラッデ
ィング４０内に、光を効果的に入力するように、図９の構成と共に使用すること
が可能である。この場合、装置の出力パワーは、２つの３Ｗのダイオードの出力
が、放出ポートの各端において偏光結合と組み合わされ、それにより、全体の利
用可能なパワーを、不可避な損失より小さい１２Ｗにすることを想定することに
よって、推定することが可能である。８０％の結合効率では、９Ｗを超えるポン
プパワーが結合され、８Ｗ超が、活性媒質によって、実際に吸収される。通常、
４０％の転換効率が、Ｅｒ／Ｙｂ増幅器に対して予測され、単一増幅器段階から
の３Ｗを超える出力をもたらす。より大きなパワーが必要な場合、段階間におい
て接合されたファラデーアイソレータと共に、いくつかの段階を使用することが
可能である。
【００３４】 本発明を、好ましい実施形態と代替実施形態について説明した。各実施形態は
、少なくとも１５０ミクロンから１０，０００ミクロンの長さの、広範なポンプ
ソースダイオード長でさらに機能する。さらに、本発明は、この段階で当業者に
は知られている、または知られている可能性がある、広範な利得媒質と共に、お
よび、広範なファイバのサイズと材料と共に、実施することが可能である。より
高いまたはより低いパワーに容易にスケーラブルであり、当業者の能力の範囲内
で、多くの修正および実施形態を受けることが可能である。したがって、本発明
の形態および使用に関する様々な変更は、本発明の精神および範囲から逸脱せず
に、行うことが可能であり、したがって、添付の請求項によってのみ定義される
ことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の技術の光ファイバ、光源、および利用装置の断面図である。
【図２】 ファイバ、光源、および利用装置が、光ポンプを使用する利得媒質を有する、
従来の技術の光ファイバシステムの概略的な形態の図である。
【図３】 情報搬送ファイバへの先細になったポンプファイバの接続を示す図である。
【図４】 本発明の二重クラッドドープファイバの実施形態の側面図である。
【図５】 本発明の単一クラッドドープファイバの実施形態の側面図である。
【図６】 二重ポンプ光源を有する図５の実施形態の概略的な上面図である。
【図７】 図４の実施形態の放出ポートエリアの詳細図である。
【図８】 図７の放出ポートの単一ソース、戻り反射の実施形態の図である。
【図９】 ２つの波長、二重ソース、伝導／反射放出ポートの図である。
【図１０】 １つの放出ポート入口面に対し、２つのポンプソースを組み合わせる図である
。
【図１１】 ２つのポンプソースの代替的な偏光の組合わせを示す図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１４年４月９日（２００２．４．９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 イオノヴ，スタニスラヴ，アイ． アメリカ合衆国，91302 カリフォルニア 州，カラバサス，ムルホーランド ハイウ ェイ 26025 Ｆターム(参考） 2H050 AB02Z AB18X AC36 5F072 AB08 AB09 AK06 AK09 JJ04 JJ12 KK05 KK30 PP07 YY17 【要約の続き】 る、または既存の信号光を増幅するところである、信号 搬送コアの利得媒質によって、著しく吸収される。

Claims (37)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光ファイバをポンピングする方法であって、 コアと第１クラッディング層とを有し、光ポンプ光を吸収する利得媒質を有す
    る、特別な光ファイバを提供するステップと、 吸収セクションが続く、前記特別な光ファイバの少なくとも１つの放出セクシ
    ョンを形成するステップと、 第１クラッディングの凹状の側面が、透過的な低屈折率の材料と接触する上向
    きの凸状の放出領域内に、前記少なくとも１つの放出セクションを形成するステ
    ップと、 前記放出領域の上に放出ポートを配置するステップと、 １つまたは複数のポンプソースから、光学機器を通して、放出ポートの入口面
    内にポンプ光を向けるステップであって、前記放出ポートが、前記放出セクショ
    ンの中心に実質的に接する方向で、前記少なくとも１つの放出セクションの第１
    クラッディング内に、ポンプ光を実質的に伝導するところのステップと を含む方法。
  2. 【請求項２】 吸収セクションが続く前記特別な光ファイバの少なくとも１
    つの放出セクションを形成する前記ステップが、間に吸収セクションを有する複
    数の放出セクションを形成することを含み、 各放出セクションのコアの中心が、交差カーブに実質的に沿って横断平面と交
    差した状態で、複数の放出セクションを、互いに実質的に隣接して配置するステ
    ップをさらに含み、 放出領域を形成することが、第１クラッディング層の下に、透過的な低屈折率
    の材料で、上向きの凸状の前記複数の放出セクションを形成することを含む、請
    求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記交差カーブが、実質的に線のセグメントである、請求項
    ２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 複数の放出セクションが形成され、かつ、互いに隣接して配
    置される、請求項２または３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記放出ポートを、平坦な境界部で放出領域の放出セクショ
    ンに対合させることを含む、請求項２または３に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記放出ポートを前記放出領域に接着するステップを含む、
    請求項５に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記放出ポートを前記放出領域の前記放出セクションに回折
    接合するステップを含む、請求項５に記載の方法。
  8. 【請求項８】 １５０ミクロンより長い放出エリアを有するダイオードスト
    ライプから、ポンプレーザビームを供給するステップを含む、請求項２または３
    に記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記特別な光ファイバを、前記放出領域の内部クラッディン
    グにストリップダウンするステップを含む、請求項２または３に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記少なくとも１つの放出セクションを形成するステップ
    が、前記少なくとも１つの放出セクションに対し、１．４５より小さい屈折率を
    有する表面を提供するサポートブロックの上に、前記放出セクションを配置する
    ことを含む、請求項１、２、または３に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記少なくとも１つの放出セクションを形成するステップ
    が、前記放出セクションの第１クラッディングが接して配置される表面として、
    １．４５より小さい屈折率を有する基板を提供するサポートブロックの上に、前
    記放出セクションを配置することを含む、請求項２または３に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記特別な光ファイバの内部クラッディングの断面が、矩
    形である、請求項１、２、または３に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記特別な光ファイバが、二重クラッディングを有する、
    請求項１、２、または３に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 第２ポンプ光ビームを供給し、そして、前記第２ポンプ光
    ビームを前記放出ポートの第２面に向けるように、第２光学機器を挿入するステ
    ップをさらに含む、請求項２または３に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記面が第１面であり、そして、前記特別なファイバから
    再び前記特別なファイバ内に、前記放出ポート内に出現する光を放出ポートの第
    ２面に反射させるステップをさらに含む、請求項２または３に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記第２面が、ポンプ光の第１波長を反射し、そして、ポ
    ンプ光の第２波長を放出ポート内に通す、請求項１５に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記第１面が、ポンプ光の前記第１波長を透過し、そして
    、ポンプ光の前記第２波長を反射する、請求項１６に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 前記放出ポート面に入るポンプ光が、２つの別々のポンプ
    光源から提供される、請求項２または３に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 ２つのソースからの前記ポンプ光が、直角に偏光され、そ
    して、偏光ビームスプリッタによって、単一のビームに組み合わされる、請求項
    １８に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 第３および第４ポンプ光源からの光が、組み合わされ、そ
    して、前記放出ポートの第２面を通して、前記特別なファイバ内に向けられる、
    請求項１８に記載の方法。
  21. 【請求項２１】 光ファイバ内に光エネルギーをポンピングするための装置
    であって、 光ポンプ光を吸収するの利得媒質、 クラッディングの屈折率を有する第１クラッディング層、及び、 少なくとも１つの放出セクションおよび吸収セクションとを有する特別な光フ
    ァイバと、 前記少なくとも１つの放出セクションが上向きに凸状であり、そして、前記第
    １クラッディングが、凹状の側面上で、透過的な低屈折率の材料と光学的に接触
    するところの放出領域と、 光学機器を通して、ポンプ光のビームを提供するポンプ光源と、並びに、 クラッディングの屈折率と実質的に整合する屈折率を有し、そして、領域の前
    記少なくとも１つの放出セクションに光学的に対合され、光を前記特別な光ファ
    イバの第１クラッディング層内に誘導するポンプ光源からの光を受け入れる面を
    有する放出ポートと を備える装置。
  22. 【請求項２２】 前記少なくとも１つの放出セクションが、複数の放出セク
    ションであり、前記複数の放出セクションの各々が、前記特別な光ファイバの吸
    収セクションによって、前記特別な光ファイバに沿って、他から軸方向に分離さ
    れ、各放出セクションが、透過的な低屈折率の材料の上に、上向きの凸状の放出
    領域を形成するように、他に隣接して配置され、そして、前記放出ポートが、す
    べての放出セクションに光学的に対合される、請求項２１に記載の装置。
  23. 【請求項２３】 前記放出領域において、前記特別な光ファイバの複数の放
    出セクションが、第１クラッディング層の外部にカバーを有していない、請求項
    ２２に記載の装置。
  24. 【請求項２４】 前記放出ポートが、光接着剤で、光学接触によって、また
    は拡散接合によって、前記放出領域の前記特別な光ファイバに対合される、請求
    項２１、２２、または２３に記載の装置。
  25. 【請求項２５】 前記特別な光ファイバの前記複数の放出セクションが、互
    いに隣接して位置合わせされて、各放出セクションに接する平面が、複数の放出
    セクションに互いに実質的に接する、請求項２２または２３に記載の装置。
  26. 【請求項２６】 前記特別な光ファイバの上向きの凸状の放出領域が、放出
    ポートが対合される研磨された平坦な表面を有する、請求項２１、２２、または
    ２３に記載の装置。
  27. 【請求項２７】 前記特別な光ファイバの放出セクションの第１クラッディ
    ング層が、１．４５より小さい屈折率を有するサポートブロックの表面の上に配
    置される、請求項２２または２３に記載の装置。
  28. 【請求項２８】 前記特別な光ファイバが、第１クラッディングが矩形の断
    面を有するところの二重クラッディングファイバである、請求項２１、２２、ま
    たは２３に記載の装置。
  29. 【請求項２９】 前記ポンプ光源が、第１ポンプ光源であり、第２ポンプ光
    源と、前記第２ポンプ光源を受け入れる放出ポートの第２面とをさらに備える、
    請求項２２または２３に記載の装置。
  30. 【請求項３０】 前記放出ポート面が、第１面であり、前記特別なファイバ
    から再び前記特別なファイバ内へ、放出ポート内に出現するポンプ光を反射する
    、放出ポートの第２面をさらに備える、請求項２２または２３に記載の装置。
  31. 【請求項３１】 前記第２面が、ポンプ光の第１波長を反射し、かつ、ポン
    プ光の第２波長を前記放出ポート内に通す、請求項３０に記載の装置。
  32. 【請求項３２】 前記ポンプ光源が、２つ以上のポンプ光ダイオードからの
    ポンプ光を含む、請求項２１、２２、または２３に記載の装置。
  33. 【請求項３３】 前記ポンプ光源が、互いに直角に偏光した少なくとも２つ
    のソースビームから得られ、かつ、偏光ビームスプリッタによって、単一のビー
    ムに組み合わされる、請求項２１、２２、または２３に記載の装置。
  34. 【請求項３４】 前記第１および第２ポンプ光源が、各々、２つ以上のポン
    プ光ダイオードからのポンプ光を更に含む、請求項２９に記載の装置。
  35. 【請求項３５】 前記第１および第２ポンプ光源が、各々、偏光ビームスプ
    リッタにおいて偏光および組み合わされた複数のソースからのポンプ光を含む、
    請求項２９に記載の装置。
  36. 【請求項３６】 前記第１ポンプ光源が、第１波長を有し、そして、前記第
    ２ポンプ光源が、異なる波長を有し、 前記第１放出ポート面が、前記第１波長を有する光を透過し、そして、前記第
    ２波長を有する光を反射し、 前記第２放出ポート面が、前記第２波長を透過し、そして、前記第１波長を反
    射し、そして、 前記利得媒質が、前記第１波長のポンプ光と前記第２波長のポンプ光とを吸収
    する 請求項２９に記載の装置。
  37. 【請求項３７】 前記第１および第２ポンプ光源が、各々、偏光ビームスプ
    リッタにおいて偏光および組み合わされた複数のソースからのポンプ光を含む、
    請求項３６に記載の装置。
JP2001566225A 2000-03-03 2001-01-04 光ファイバをポンピングする方法および装置 Pending JP2003526929A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/518,990 2000-03-03
US09/518,990 US6603905B1 (en) 2000-03-03 2000-03-03 Launch port for pumping fiber lasers and amplifiers
PCT/US2001/000477 WO2001067559A2 (en) 2000-03-03 2001-01-04 Method and apparatus for pumping optical fibers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003526929A true JP2003526929A (ja) 2003-09-09

Family

ID=24066328

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001566225A Pending JP2003526929A (ja) 2000-03-03 2001-01-04 光ファイバをポンピングする方法および装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6603905B1 (ja)
EP (1) EP1262001A2 (ja)
JP (1) JP2003526929A (ja)
AU (1) AU2001243129A1 (ja)
WO (1) WO2001067559A2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005534933A (ja) * 2002-08-07 2005-11-17 コーニンクレッカ　フィリップス　エレクトロニクス　エヌ　ヴィ 光コヒーレンストモグラフィー
WO2007083452A1 (ja) * 2006-01-23 2007-07-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. レーザ光源装置、画像表示装置及び照明装置

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6603905B1 (en) 2000-03-03 2003-08-05 Hrl Laboratories, Llc Launch port for pumping fiber lasers and amplifiers
US6317537B1 (en) * 2000-08-03 2001-11-13 Hrl Laboratories, Llc Launch port for pumping fiber lasers and amplifiers
US6975792B1 (en) * 2001-11-09 2005-12-13 Keopsys, Inc. Method and apparatus for coupling light into a waveguide using a slit
WO2003096491A2 (en) * 2002-05-08 2003-11-20 Elop Electrooptics Industries Ltd. System and method for introducing pump radiation into high-power fiber laser and amplifier
US6975791B2 (en) * 2002-07-25 2005-12-13 Ceramoptec Industries, Inc. Fiber laser pumping device
JP3941063B2 (ja) * 2003-12-03 2007-07-04 株式会社ジェイテクト ファイバレーザ発振装置
US7437033B1 (en) 2004-05-24 2008-10-14 Hrl Laboratories, Llc Apparatus and method for pumping optical fiber
US7099074B2 (en) * 2004-11-30 2006-08-29 The Aerospace Corporation Side-pumping laser and optical fiber system
GB0520853D0 (en) * 2005-10-14 2005-11-23 Gsi Lumonics Ltd Optical fibre laser
US8107784B2 (en) * 2007-06-15 2012-01-31 Ofs Fitel, Llc Reduced bend sensitivity and catastrophic bend loss in single mode optical fibers and method of making same
DE102011008619A1 (de) 2010-01-22 2011-07-28 Limberg, Hans Jörg, 70563 Rollladen mit Jalousiesegmenten
US8363310B2 (en) * 2010-05-04 2013-01-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army High power and high gain fiber amplifier

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3456211A (en) 1966-06-16 1969-07-15 American Optical Corp Fiber laser structures and the like
US4676584A (en) 1983-06-22 1987-06-30 Metatech Corporation Fiber optic light coupling assemblies
JPH0646664B2 (ja) 1984-10-01 1994-06-15 ポラロイド コ−ポレ−シヨン 光導波管装置及びそれを用いたレーザ
JPS62299919A (ja) 1986-06-20 1987-12-26 Hamamatsu Photonics Kk 光信号分岐／挿入装置
GB2201033B (en) 1987-02-12 1991-01-09 Stc Plc Lasers and amplifiers
US4815079A (en) 1987-12-17 1989-03-21 Polaroid Corporation Optical fiber lasers and amplifiers
US5140456A (en) 1991-04-08 1992-08-18 General Instrument Corporation Low noise high power optical fiber amplifier
WO1993015536A1 (en) 1992-01-31 1993-08-05 Amoco Corporation Laser-diode pumped lasing fibre scalable to high powers
EP0723714A1 (en) 1993-10-13 1996-07-31 ITALTEL SOCIETA ITALIANA TELECOMUNICAZIONI s.p.a. A high power optical fiber amplifier pumped by a multi-mode laser source
ES2126879T3 (es) 1994-12-28 1999-04-01 Italtel Spa Disposicion de acoplamiento entre una fuente luminosa de multiples modos y una fibra optica a traves de un tramo de fibra optica intermedio.
US5619522A (en) 1995-09-07 1997-04-08 Dube; George Laser pump cavity
US5659644A (en) 1996-06-07 1997-08-19 Lucent Technologies Inc. Fiber light source with multimode fiber coupler
JP3920384B2 (ja) 1996-10-31 2007-05-30 憲一 植田 光ファイバレーザ装置
JP3909119B2 (ja) 1996-10-31 2007-04-25 憲一 植田 レーザ装置
US5815309A (en) * 1997-01-21 1998-09-29 Molecular Optoelectronics Corporation Optical amplifier and process for amplifying an optical signal propagating in a fiber optic
US5923694A (en) * 1997-07-02 1999-07-13 Opteleacom, Inc. Wedge side pumping for fiber laser at plurality of turns
CA2300941A1 (en) * 1998-02-20 1999-08-26 Brian L. Lawrence Multiple-window dense wavelength division multiplexed communications link with optical amplification and dispersion compensation
WO1999043057A1 (en) 1998-02-20 1999-08-26 Molecular Optoelectronics Corporation Optical amplifier and process for amplifying an optical signal propagating in a fiber optic employing an overlay waveguide and stimulated emission
US6603905B1 (en) 2000-03-03 2003-08-05 Hrl Laboratories, Llc Launch port for pumping fiber lasers and amplifiers
US6317537B1 (en) * 2000-08-03 2001-11-13 Hrl Laboratories, Llc Launch port for pumping fiber lasers and amplifiers

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005534933A (ja) * 2002-08-07 2005-11-17 コーニンクレッカ　フィリップス　エレクトロニクス　エヌ　ヴィ 光コヒーレンストモグラフィー
WO2007083452A1 (ja) * 2006-01-23 2007-07-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. レーザ光源装置、画像表示装置及び照明装置
US7965916B2 (en) 2006-01-23 2011-06-21 Panasonic Corporation Laser light source device, image display and illuminator
JP5096171B2 (ja) * 2006-01-23 2012-12-12 パナソニック株式会社 レーザ光源装置、画像表示装置及び照明装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP1262001A2 (en) 2002-12-04
US6603905B1 (en) 2003-08-05
AU2001243129A1 (en) 2001-09-17
WO2001067559A3 (en) 2002-02-14
WO2001067559A2 (en) 2001-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6816652B1 (en) Pump fiber bundle coupler for double-clad fiber devices
US6324326B1 (en) Tapered fiber laser
JP2781399B2 (ja) 光フアイバ及びそれを用いた光学装置
US8611003B2 (en) Double clad fiber laser device
US6731837B2 (en) Optical fiber amplifiers and lasers and optical pumping devices therefor and methods of fabricating same
US6785304B2 (en) Waveguide device with mode control and pump light confinement and method of using same
US6546169B1 (en) Pump couplers for double-clad fiber devices
US6370297B1 (en) Side pumped optical amplifiers and lasers
US6529318B1 (en) Total internal reflection (TIR) coupler and method for side-coupling pump light into a fiber
US20020168139A1 (en) Optical fiber terminations, optical couplers and optical coupling methods
JP2002526805A (ja) 光チャネル導波路増幅器
US20040076197A1 (en) Fibre laser
US7106928B2 (en) Coupling high power optical sources to small diameter fibers
US5859868A (en) Solid-state laser device which is pumped by light output from laser diode
JP2003526929A (ja) 光ファイバをポンピングする方法および装置
US20080267227A1 (en) Gain-clamped optical amplifier using double-clad fiber
EP1417522A4 (en) METHOD OF INCORPORING LIGHT IN COAT PUMPED FIBER SOURCES WITH AN EMBEDDED MIRROR
US6882664B2 (en) Laser with internally coupled pump source
JP2000244042A (ja) 光導波路並びにその光導波路を用いたレーザ発振器およびレーザ増幅器
US6975792B1 (en) Method and apparatus for coupling light into a waveguide using a slit
US6317537B1 (en) Launch port for pumping fiber lasers and amplifiers
JP3353755B2 (ja) 光ファイバ増幅装置
CN109149335B (zh) 一种抑制受激拉曼散射的波长镀膜端帽组及其应用
JP2001230476A (ja) 光増幅器
JP2960674B2 (ja) 増幅用光ファイバ