JP2005174993A - Pulse fiber laser equipment - Google Patents

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Takamasa Yamashita
高雅 山下
実 ▲吉▼田
Minoru Yoshida
Manabu Murayama
学 村山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide ultrashort pulse fiber laser equipment having high excitation efficiency and reliability. <P>SOLUTION: Pulse fiber laser equipment is provided with an optical fiber amplification element 2 generating a laser beam, reflectors connected to the front part and the rear part of the optical fiber amplification element 2, and an energizing light source 4 for supplying excitation light to the optical fiber amplification element 2. The resonator 10 is constituted of the optical fiber amplification element 2 and the reflectors. At least one reflector is a fiber Bragg grating 3 having a saturable property. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ピコ秒台やフェムト秒台の極短パルスレーザを発生するためのパルスファイバレーザ装置に関し、具体的には、利得媒体がドープされた希土類添加光ファイバ等を光増幅素子に使用し、パッシブモードロック技術を用いたパルスファイバレーザの技術分野に属する。   The present invention relates to a pulse fiber laser device for generating an ultrashort pulse laser in the picosecond range or femtosecond range. Specifically, a rare earth-doped optical fiber doped with a gain medium is used as an optical amplification element. Belongs to the technical field of pulsed fiber lasers using passive mode-locking technology.

モードロックパルスファイバレーザは、フェムト秒(fsec)やピコ秒(psec)の極短パルスレーザを生成するために重要な技術である。また、モードロックパルスファイバレーザ装置において、生成されるレーザの縦モードの位相を同期させるためモードロック技術が不可欠である。   The mode-locked pulse fiber laser is an important technique for generating a very short pulse laser of femtosecond (fsec) or picosecond (psec). Further, in a mode-locked pulse fiber laser device, a mode-lock technique is indispensable for synchronizing the phase of the generated laser in the longitudinal mode.

モードロック技術には、共振器内に可飽和吸収体などを挿入したパッシブモードロック(受動型モードロック)と、共振器中を光が一巡する周期に合わせて共振器損失やレーザ媒質の利得を変調させるアクティブモードロック(能動型モードロック)、並びに両者を併用したハイブリッドモードロックがある。   The mode-locking technology includes passive mode-locking (passive mode-locking) in which a saturable absorber is inserted in the resonator, and resonator loss and laser medium gain according to the period in which light circulates in the resonator. There are active mode lock (active mode lock) to be modulated, and hybrid mode lock using both.

アクティブモードロック方式は、通常、共振器内に変調器が配置されており、安定性がよく広い波長帯域で使用できる利点がある。一方、パッシブモードロック方式は、非線形媒質中を光パルスが通過する際に、光パルス自身の電場による非線形効果でパルスが変調を受けるためにモードロックが起こりパルス幅を狭めるもので、フェムト秒台の極短パルスを安定して得られる方式である。   The active mode lock method has an advantage that a modulator is usually arranged in a resonator, and it has good stability and can be used in a wide wavelength band. On the other hand, the passive mode-locking method is a mode in which mode locking occurs and narrows the pulse width because the pulse is modulated by the nonlinear effect due to the electric field of the optical pulse itself when passing through the nonlinear medium. It is a system that can stably obtain the ultra-short pulse.

なかでも、動作中に変調装置を必要としないパッシブモードロックファイバレーザは技術的な面及びコスト的な面からも実用性が高いといえる。   In particular, it can be said that a passive mode-locked fiber laser that does not require a modulator during operation is highly practical from the technical and cost viewpoints.

従来、パッシブモードロックファイバレーザには半導体可飽和吸収体が使用されていた。一般に、半導体材料において、電子は、通常の状況下では価電子帯と呼ばれるエネルギ状態にある。半導体可飽和吸収体は光を吸収すると、電子が価電子帯から伝導帯へと遷移し電子−正孔対を形成する。上記価電子帯と伝導帯の間のエネルギ差をバンドギャップという。半導体のバンドギャップ・エネルギに等しいか、またはそれより大きなエネルギを有する光が半導体に照射されると、光エネルギは半導体に吸収され、上記電子のあるものは伝導帯へ遷移させられ、電子−正孔対が作り出される。この電子−正孔対は最終的には消滅するが、一定の時間を要する。この消滅するまでの平均寿命は「キャリア寿命」と呼ばれる。消滅する過程には、放射消滅過程と非放射消滅過程の2種類がある。   Conventionally, semiconductor saturable absorbers have been used for passive mode-locked fiber lasers. In general, in a semiconductor material, electrons are in an energy state called a valence band under normal circumstances. When the semiconductor saturable absorber absorbs light, electrons transition from the valence band to the conduction band to form electron-hole pairs. The energy difference between the valence band and the conduction band is called a band gap. When the semiconductor is irradiated with light having energy equal to or higher than the band gap energy of the semiconductor, the light energy is absorbed by the semiconductor, and some of the electrons are transferred to the conduction band, and the electron-positive A hole pair is created. Although this electron-hole pair eventually disappears, it takes a certain time. This average lifetime until disappearance is called “carrier lifetime”. There are two types of annihilation processes: radiative annihilation processes and non-radiative annihilation processes.

放射消滅過程では、バンドギャップ・エネルギに比例した周波数で放射される光子を伴い、電子が伝導帯から価電子帯へと落下することによる過程である。放射消滅過程は、特定の半導体材料に固有である数ナノ秒(10-9秒程度)の時定数を有する。 The radiation annihilation process involves a photon emitted at a frequency proportional to the band gap energy, and the electrons fall from the conduction band to the valence band. The annihilation process has a time constant of several nanoseconds (about 10 -9 seconds) that is specific to a specific semiconductor material.

非放射消滅過程は、光子を生成することなく電子と正孔が結合することによる過程である。この非放射消滅過程は、半導体内の欠陥と不純物に基づく。非放射消滅過程の時定数は、不純物と欠陥の濃度に依存し、1ピコ秒より短い場合もある。   The non-radiative annihilation process is a process by combining electrons and holes without generating photons. This non-radiative annihilation process is based on defects and impurities in the semiconductor. The time constant of the non-radiative annihilation process depends on the concentration of impurities and defects and may be shorter than 1 picosecond.

上記モードロックファイバレーザに使用される半導体可飽和吸収体は、上記半導体の吸収飽和の機構を利用している。つまり、前述したように、半導体が光を吸収すると、電子が価電子帯から伝導帯へと遷移して電子−正孔対を作り出す。入射光の強度が高いと、非常に多くの遷移が発生し、価電子帯は殆ど空となり、伝導帯は満たされ、光を吸収する半導体の能力が弱くなる。このように飽和状態に達した半導体可飽和吸収体は、上記消滅過程を経て回復するが、この特性は上記キャリア寿命に依存する。キャリア寿命が短くなると、電子−正孔対の消滅が速くなり、そして半導体可飽和吸収体の回復が速くなる。   The semiconductor saturable absorber used in the mode-locked fiber laser utilizes the absorption saturation mechanism of the semiconductor. That is, as described above, when the semiconductor absorbs light, the electrons transition from the valence band to the conduction band to create electron-hole pairs. When the intensity of the incident light is high, so many transitions occur that the valence band is almost empty, the conduction band is filled, and the semiconductor's ability to absorb light is weakened. The semiconductor saturable absorber that has reached the saturation state as described above recovers through the annihilation process, but this characteristic depends on the carrier lifetime. When the carrier lifetime is shortened, the annihilation of electron-hole pairs is accelerated and the recovery of the semiconductor saturable absorber is accelerated.

この半導体可飽和吸収体による光の吸収能変化を利用したモードロックパルスレーザが開示されている(例えば、特許文献1を参照。)。   A mode-locked pulse laser using a change in light absorption ability by this semiconductor saturable absorber is disclosed (see, for example, Patent Document 1).

しかし、半導体可飽和吸収体を用いる場合、レーザ光の発振波長に正確に一致したバンドギャップとキャリア寿命を備えた半導体を個別に作成する必要があった。通常半導体可飽和吸収体は、金属有機化学蒸着法などによって作成されるが、上記キャリア寿命を厳格に制御することは非常に困難であった。しかも、半導体可飽和吸収体の回復時間は、ピコ秒台に限界があり、フェムト秒台の極短パルスレーザ用のモードロックファイバレーザに使用可能な短いキャリア寿命を備えたものを作成することは、技術的に非常に困難であった。   However, when a semiconductor saturable absorber is used, it is necessary to individually create a semiconductor having a band gap and a carrier life that exactly match the oscillation wavelength of the laser light. Usually, a semiconductor saturable absorber is produced by a metal organic chemical vapor deposition method or the like, but it has been very difficult to strictly control the carrier lifetime. Moreover, the recovery time of the semiconductor saturable absorber has a limit in the picosecond range, and it is possible to create a semiconductor with a short carrier lifetime that can be used for a mode-locked fiber laser for an ultrashort pulse laser in the femtosecond range. It was very difficult technically.

この改善策として、偏光子を用いたパッシブモードロックパルスファイバレーザも開示されている(例えば、非特許文献1を参照。)。   As an improvement measure, a passive mode-locked pulsed fiber laser using a polarizer is also disclosed (for example, see Non-Patent Document 1).

共振器内を伝搬する高光強度のパルスは、その光強度によってパルス全体において偏光状態が異なる。このため、偏光子を通過させると、そのパルスが通過できる部分とできない部分とができる。これを偏波コントローラで調整し、パルスピーク付近のみ偏光子を通過させることにより短パルスを発生させることができる。   The high light intensity pulse propagating in the resonator has a different polarization state in the entire pulse depending on the light intensity. For this reason, when the polarizer is allowed to pass, there are a portion where the pulse can pass and a portion where the pulse cannot pass. A short pulse can be generated by adjusting this with a polarization controller and passing the polarizer only in the vicinity of the pulse peak.

偏波保持アイソレータを用いたパルスファイバレーザは、上記の通り、非線形光学効果を利用するため、変調動作が半導体可飽和吸収体のように回復時間に左右されることがない。そのため、該パルスファイバレーザは、フェムト秒台の極短パルスレーザの生成を実現することができる。
特開平9−167869号公報 K.Tamura他,"Self-starting additive pulse mode-locked erbium fibre ring laser",Electronics Letters 19th Novenber 1992 Vol.28 No.24
Since the pulse fiber laser using the polarization maintaining isolator uses the nonlinear optical effect as described above, the modulation operation does not depend on the recovery time unlike the semiconductor saturable absorber. Therefore, the pulse fiber laser can realize generation of an ultrashort pulse laser in the femtosecond range.
JP-A-9-167869 K. Tamura et al., “Self-starting additive pulse mode-locked erbium fiber ring laser”, Electronics Letters 19th Novenber 1992 Vol. 28 No. 24

しかしながら、上記偏波保持アイソレータを用いたパルスファイバレーザでは、偏波保持アイソレータを透過しない光は発振に寄与しないため、励起効率が低下するおそれがあった。   However, in the pulse fiber laser using the polarization maintaining isolator, the light that does not pass through the polarization maintaining isolator does not contribute to the oscillation, which may reduce the pumping efficiency.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高い励起効率と信頼性を備えたパルスファイバレーザ装置を安価に提供することにある。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a pulse fiber laser device having high excitation efficiency and reliability at low cost.

本発明は、パッシブモードロック型のパルスファイバレーザ装置であって、可飽和吸収体の代わりにファイバブッラググレーティングを使用するようにしたものである。   The present invention is a passive mode-locked type pulse fiber laser device using a fiber Bragg grating instead of a saturable absorber.

本発明は、レーザ光を発生する光ファイバ増幅素子と、該光ファイバ増幅素子の前後にそれぞれ接続された反射体と、上記光ファイバ増幅素子に励起光を供給する励起光源とを有し、上記光ファイバ増幅素子と反射体によって共振器を構成するパルスファイバレーザ装置であって、上記反射体の少なくとも1つは、可飽和特性を有するファイバブラッググレーティングであることを特徴とするパルスファイバレーザ装置である。   The present invention includes an optical fiber amplifying element that generates laser light, reflectors connected respectively before and after the optical fiber amplifying element, and a pumping light source that supplies pumping light to the optical fiber amplifying element, A pulse fiber laser device comprising a resonator by an optical fiber amplifying element and a reflector, wherein at least one of the reflectors is a fiber Bragg grating having a saturable characteristic. is there.

本発明において可飽和体として機能するファイバブラッググレーティングについて説明する。   A fiber Bragg grating that functions as a saturable body in the present invention will be described.

本発明に係るファイバブラッググレーティングは、典型的には、所定長さのシングルモード光ファイバへ干渉縞を有する紫外線を照射することにより作成される。上記ファイバブラッググレーティングのグレーティング長をL(m)、グレーティング中の屈折率の差である屈折率変調幅をΔn、グレーティングのコアを伝搬する伝搬光の全伝搬光に対する割合をη、グレーティングの実効屈折率をn、グレーティング周期をΛ(m)とするとファイバブラッググレーティングの反射率RBは下記式1に示される。 The fiber Bragg grating according to the present invention is typically produced by irradiating a single mode optical fiber having a predetermined length with ultraviolet rays having interference fringes. The fiber Bragg grating has a grating length L (m), a refractive index modulation width which is a difference in refractive index in the grating, Δn, a ratio of propagating light propagating through the core of the grating to η, and effective grating refraction. the rate n, when the grating period is lambda (m) the reflectivity of the fiber Bragg grating R B is represented by the following formula 1.

Figure 2005174993
Figure 2005174993

上記式1において、nとΔnとは光強度依存性を有し、コアガラスの屈折率をn0、非線形光学係数n2、光の電界をE(Eの絶対値を二乗すると、伝搬光の電界強度となる。)とすると、下記式2の関係が成り立つ。 In the above equation 1, n and Δn have light intensity dependency, the refractive index of the core glass is n 0 , the nonlinear optical coefficient n 2 , and the electric field of light is E (the absolute value of E is squared). Then, the following formula 2 holds.

Figure 2005174993
Figure 2005174993

また、上記ファイバブラッググレーティング中、屈折率の高くなった部分の屈折率をn′とすると、上記n′は下記式3に示される。ただし、n0′はグレーティングの高屈折率部のコアの屈折率、n2′は高屈折率部の非線形光学係数である。 In the fiber Bragg grating, when the refractive index of the portion where the refractive index is high is n ′, the above n ′ is expressed by the following formula 3. Here, n 0 ′ is the refractive index of the core of the high refractive index portion of the grating, and n 2 ′ is the nonlinear optical coefficient of the high refractive index portion.

Figure 2005174993
Figure 2005174993

また、上記Δnは、下記式4と表すことができる。   Further, the above Δn can be expressed by the following formula 4.

Figure 2005174993
Figure 2005174993

これらの各式より、上記式1に示した反射率RBに含まれるΔn/nは、下記式5に示す項に変形することができる。 From each of these formulas, [Delta] n / n contained in reflectance R B shown in Equation 1 can be transformed to claim represented by the following formula 5.

Figure 2005174993
Figure 2005174993

上記式5に示されるように、上記ファイバブラッググレーティングの反射率RBは、伝搬光に依存して変化するため、可飽和特性を発現する。 As shown in the above formula 5, the reflectivity of the fiber Bragg grating R B, in order to vary depending on the propagation light, it expresses saturable characteristic.

上記パルスファイバレーザ装置では、上記ファイバブラッググレーティングは、金属元素を含有することが好ましい。   In the pulse fiber laser device, the fiber Bragg grating preferably contains a metal element.

また、上記パルスファイバレーザ装置では、上記ファイバブラッググレーティングは、2×10-4より大きい屈折率差を有することが好ましい。 In the pulse fiber laser device, the fiber Bragg grating preferably has a refractive index difference larger than 2 × 10 −4 .

また、上記パルスファイバレーザ装置では、上記ファイバブラッググレーティングの反射帯域と上記共振器の共振器長を制御することにより、発振するレーザ光の縦モード数が10本以上、50000本以下に設定されていることが好ましい。   In the pulse fiber laser device, the number of longitudinal modes of the oscillating laser light is set to 10 or more and 50000 or less by controlling the reflection band of the fiber Bragg grating and the resonator length of the resonator. Preferably it is.

更に、上記パルスファイバレーザ装置において、上記光ファイバ増幅素子を、希土類添加光ファイバで構成することも可能である。   Further, in the pulse fiber laser device, the optical fiber amplifying element can be composed of a rare earth-doped optical fiber.

また、上記パルスファイバレーザ装置では、使用される光ファイバ及び光学素子のすべてに偏波保持性を持たせ、偏波保持ファイバと偏波保持素子によって構成さ競ることも可能である。   In the above-mentioned pulse fiber laser device, all of the optical fibers and optical elements to be used have polarization maintaining properties, and it is possible to compete with the polarization maintaining fiber and the polarization maintaining element.

−作用−
上記発明では、励起光源から供給された励起光により光ファイバ増幅装置でレーザ光が発生する。光ファイバ増幅素子で発生したレーザ光は、該光ファイバ増幅素子の前後にそれぞれ接続された反射体によって構成される共振器によって共振させられる。本発明では、上記反射体の少なくとも1つは可飽和特性を有するファイバブラッググレーティングで構成されているため、上記パルスレーザが該ファイバブラッググレーティングで反射する際、モードロックされてピークパワーが大きく、且つパルス幅が極めて狭いパルスレーザ光を発生させることができる。
-Action-
In the said invention, a laser beam generate | occur | produces in an optical fiber amplifier with the excitation light supplied from the excitation light source. The laser light generated by the optical fiber amplifying element is resonated by a resonator constituted by reflectors respectively connected before and after the optical fiber amplifying element. In the present invention, since at least one of the reflectors is composed of a fiber Bragg grating having saturable characteristics, when the pulse laser is reflected by the fiber Bragg grating, it is mode-locked and has a large peak power, and Pulse laser light having an extremely narrow pulse width can be generated.

上記ファイバブラッググレーティングは、金属元素を含有することにより、非線形光学効果を向上させることができ、パワーの小さいレーザ光を効果的にパルス化することができる。   When the fiber Bragg grating contains a metal element, the nonlinear optical effect can be improved, and laser light with low power can be effectively pulsed.

上記ファイバブラッググレーティングは、その屈折率差が2×10-4より大きい場合、非線形光学特性を向上させることができ、パワーの小さいレーザ光を効果的にパルス化することができる。 The fiber Bragg grating can improve nonlinear optical characteristics when the refractive index difference is larger than 2 × 10 −4 , and can effectively pulse laser light with low power.

上記パルスファイバレーザ装置において、発振するレーザ光の縦モード数が10本以上、50000本以下であれば、該レーザ光を安定的にパルス化することができる。即ち、レーザ光の縦モード数が10本未満であると発生するレーザ光がパルス化されにくくなる傾向があり、また、縦モード数が50000本より多ければ上記ファイバブラッググレーティングを用いた可飽和体において、モードロックされにくくなるおそれがある。   In the above pulse fiber laser device, if the number of longitudinal modes of the oscillating laser beam is 10 or more and 50000 or less, the laser beam can be stably pulsed. That is, if the number of longitudinal modes of the laser light is less than 10, the generated laser light tends to be difficult to be pulsed, and if the number of longitudinal modes is more than 50000, the saturable body using the fiber Bragg grating is used. In this case, the mode lock may be difficult.

上記光ファイバ増幅素子は、希土類添加光ファイバで構成されることにより、励起光源から励起光が入力されると、そのファイバ内部で希土類元素の自然放出に基づく蛍光を発生する。   The optical fiber amplifying element is composed of a rare earth-doped optical fiber, and generates fluorescence based on spontaneous emission of rare earth elements inside the fiber when excitation light is input from the excitation light source.

上記パルスファイバレーザ装置において、使用される光ファイバ及び光学素子のすべてが偏波保持性を有する場合、パルスレーザの安定性を向上させることができる。   In the above pulse fiber laser device, when all of the optical fibers and optical elements used have polarization maintaining properties, the stability of the pulse laser can be improved.

上記本発明によれば、共振器に使用される反射体として、ファイバブラッググレーティングを使用することにより、非線形光学効果利用してレーザ光をモードロックするため、ピコ秒台あるいはフェムト秒台の極短パルスレーザを発生することができる。   According to the present invention, since a fiber Bragg grating is used as a reflector used in the resonator, the laser light is mode-locked using a nonlinear optical effect, so that it is extremely short in the picosecond range or femtosecond range. A pulsed laser can be generated.

また、本発明によれば、光ファイバ増幅素子で発生したレーザ光をすべてファイバブラッググレーティングによって共振させることができるため、励起光率を高く維持することができる。   Further, according to the present invention, since all the laser light generated by the optical fiber amplifying element can be resonated by the fiber Bragg grating, the pumping light rate can be kept high.

更に、本発明によれば、ファイバブラッググレーティングを可飽和吸収体の代わりに使用することにより、半導体可飽和吸収体のように発振波長に応じた可飽和吸収体を作成する必要がない。そのため、本発明によれば、高性能なパルスファイバレーザ装置を安価に提供することができる。   Furthermore, according to the present invention, by using the fiber Bragg grating instead of the saturable absorber, it is not necessary to prepare a saturable absorber corresponding to the oscillation wavelength unlike the semiconductor saturable absorber. Therefore, according to the present invention, a high-performance pulse fiber laser device can be provided at a low cost.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

《発明の実施形態1》
本発明に係るパルスファイバレーザ装置1は、レーザ光を発生する光ファイバ増幅素子と、該光ファイバ増幅素子の前後にそれぞれ接続された反射体と、上記光ファイバ増幅素子に励起光を供給する励起光源とを有し、上記光ファイバ増幅素子と反射体によって共振器を構成するパルスファイバレーザ装置であって、上記反射体の少なくとも1つは、可飽和特性を有するファイバブラッググレーティング(以下、「FBG」ともいう。)で構成されている。
Embodiment 1 of the Invention
A pulse fiber laser device 1 according to the present invention includes an optical fiber amplifying element that generates laser light, reflectors connected respectively before and after the optical fiber amplifying element, and pumping that supplies pumping light to the optical fiber amplifying element. And a fiber Bragg grating (hereinafter referred to as “FBG”) having at least one saturable characteristic. ").”

図1は、本発明の一実施形態に係るパルスファイバレーザ装置1の構成図である。   FIG. 1 is a configuration diagram of a pulse fiber laser device 1 according to an embodiment of the present invention.

図1のパルスファイバレーザ装置1は、光ファイバ増幅素子である希土類添加光ファイバ2の自然放出効果により発生した自然放出光を、FBGを用いた2つの反射体の間で共振させて、出力端8から極短パルスレーザを出力するものである。   The pulse fiber laser device 1 in FIG. 1 resonates spontaneous emission light generated by the spontaneous emission effect of the rare earth-doped optical fiber 2 that is an optical fiber amplifying element between two reflectors using FBGs, and outputs an output terminal. 8 outputs an ultrashort pulse laser.

更に具体的に説明すると、上記希土類添加ファイバ2は、コアに利得媒体として例えば、エルビウム(Er)、イットリビウム(Yb)等の希土類元素がドープされており、該コアの外周面をクラッドで被覆された石英製の光ファイバである。本実施形態においては、上記希土類元素としてYbが添加された希土類添加ファイバ2を用いた。本希土類添加光ファイバ2の長さは、縦モード数を所定の範囲に規定するように設定されている。本実施形態において、共振器10の長さは約8mとし、添加されたYbの濃度は、10000ppmで、濃度条長積で約20(kppm・m)となるように設定されている。希土類添加光ファイバ2を含む本共振器10は、980nmの励起光に対して1064nmの光を放出する。   More specifically, in the rare earth-doped fiber 2, the core is doped with a rare earth element such as erbium (Er) or yttrium (Yb) as a gain medium, and the outer peripheral surface of the core is covered with a clad. An optical fiber made of quartz. In the present embodiment, the rare earth doped fiber 2 to which Yb is added as the rare earth element is used. The length of the rare earth-doped optical fiber 2 is set so as to regulate the number of longitudinal modes within a predetermined range. In this embodiment, the length of the resonator 10 is set to about 8 m, the concentration of added Yb is set to 10000 ppm, and the concentration length product is set to about 20 (kppm · m). The resonator 10 including the rare earth-doped optical fiber 2 emits 1064 nm light with respect to 980 nm excitation light.

上記希土類添加光ファイバ2の前後両端には、反射体としてFBG3、3′がそれぞれ接続されている。これらFBG3、3′は、それぞれ可飽和特性を有している。即ち、FBG3、3′は、入射するレーザ光の光パワーの依存してそれらの反射率が変化する。本実施形態において、出力端8側のFBG3の反射率は、波長1064nmの光に対して約5%であり、反対側のFBG3′の反射率は、同じく波長1064nmの光に対して約99%以上となるように設定されている。   FBGs 3 and 3 ′ are connected to the front and rear ends of the rare earth-doped optical fiber 2 as reflectors, respectively. Each of these FBGs 3 and 3 'has a saturable characteristic. That is, the reflectivities of the FBGs 3 and 3 'vary depending on the optical power of the incident laser light. In this embodiment, the reflectance of the FBG 3 on the output end 8 side is about 5% for light with a wavelength of 1064 nm, and the reflectance of the FBG 3 ′ on the opposite side is also about 99% for light with a wavelength of 1064 nm. It is set to be the above.

更に具体的には、本実施形態に係るFBG3は、グレーティング長が20mmで、反射率が99%以上である。   More specifically, the FBG 3 according to the present embodiment has a grating length of 20 mm and a reflectance of 99% or more.

また上記各FBG3、3′には、例えばSn(スズ)やPb(鉛)がドープされていることが好ましい。これら金属元素がドープされることにより、FBGの非線形光学係数が増大し、低いパワーのレーザ光であってもパルス化を可能にし、パルスレーザ発生の高効率化を図ることができる。尚、本実施形態ではSnドープファイバを使用した。   The FBGs 3 and 3 'are preferably doped with, for example, Sn (tin) or Pb (lead). By doping these metal elements, the nonlinear optical coefficient of the FBG increases, and even low-power laser light can be pulsed, and the efficiency of pulse laser generation can be increased. In the present embodiment, an Sn-doped fiber is used.

また、本実施形態において、各FBG3、3′の屈折率差Δnは、2×10-4より大きくなるように設定されている。これにより、レーザ光のパワーが小さい場合でも、上記非線形光学係数の差が出やすくすることができる。 In the present embodiment, the refractive index difference Δn between the FBGs 3 and 3 ′ is set to be larger than 2 × 10 −4 . Thereby, even when the power of the laser beam is small, the difference in the nonlinear optical coefficient can be easily generated.

出射端側のFBG3と出射端8の間には、光アイソレータ7が接続されている。光アイソレータ7は、FBG3から出射端8へ向かう光をそのまま透過し、逆に、出射端8からFBG3へ向かう光を遮断する機能を有する。   An optical isolator 7 is connected between the FBG 3 on the emission end side and the emission end 8. The optical isolator 7 has a function of transmitting the light from the FBG 3 to the emission end 8 as it is and conversely blocking the light from the emission end 8 to the FBG 3.

一方、反対側のFBG3′の前方には、無反射終端6が接続されている。   On the other hand, a non-reflective terminal 6 is connected in front of the opposite FBG 3 '.

FBG3′と無反射終端6の間には、WDMカプラ5を介して励起光源4が接続されている。励起光源4は、レーザダイオードチップ(以下、「LDチップ」ともいう。)を内蔵しており、所定の出力で波長980nmの励起光を上記希土類添加光ファイバ2に供給する。   An excitation light source 4 is connected between the FBG 3 ′ and the non-reflective terminal 6 via a WDM coupler 5. The excitation light source 4 incorporates a laser diode chip (hereinafter also referred to as “LD chip”), and supplies excitation light having a wavelength of 980 nm to the rare earth-doped optical fiber 2 with a predetermined output.

本実施形態に係るパルスファイバレーザ装置1に使用される上記各素子は、通常のシングルモードファイバ9で接続されている。このように各素子を接続する光ファイバ9は、上記のように通常のシングルモードファイバであってもよいが、パルスレーザの出力をより安定させるために偏波保持ファイバであることが好ましい。更に、パルスレーザの安定性の観点より、上記パルスファイバレーザ装置1に使用される各素子は、適当な手段によりそれぞれ偏波保持性が付与された偏波保持素子であることが好ましい。   Each element used in the pulse fiber laser device 1 according to this embodiment is connected by a normal single mode fiber 9. As described above, the optical fiber 9 for connecting the elements may be a normal single mode fiber as described above, but is preferably a polarization maintaining fiber in order to further stabilize the output of the pulse laser. Furthermore, from the viewpoint of the stability of the pulse laser, each element used in the pulse fiber laser device 1 is preferably a polarization maintaining element provided with polarization maintaining by an appropriate means.

次に、本実施形態に係るパルスファイバレーザ装置1の運転動作について説明する。   Next, the operation of the pulse fiber laser device 1 according to this embodiment will be described.

励起光源4で発生した波長980nmの励起光は、WDMカプラ5を介して光ファイバ9に導入され、上記希土類添加光ファイバ2へ向かって入射される。上記FBG3′は波長980nmの励起光に対しては透明である。そのため、上記励起光は、FBG3′を透過して希土類添加光ファイバ2に導入される。希土類添加光ファイバ2に導入された励起光は、添加されているイットリビウム元素を励起する。そして、励起されたイットリビウム元素が基底状態に戻る際、波長1064nmの自然放出光を発生する。   Excitation light having a wavelength of 980 nm generated by the excitation light source 4 is introduced into the optical fiber 9 through the WDM coupler 5 and is incident on the rare earth-doped optical fiber 2. The FBG 3 'is transparent to excitation light having a wavelength of 980 nm. Therefore, the excitation light passes through the FBG 3 ′ and is introduced into the rare earth-doped optical fiber 2. The excitation light introduced into the rare earth doped optical fiber 2 excites the doped yttrium element. Then, when the excited yttrium element returns to the ground state, spontaneous emission light having a wavelength of 1064 nm is generated.

希土類添加光ファイバで発生した自然放出光は、希土類添加ファイバ2とその前後に接続された各FBG3、3′で構成される共振器により共振してレーザ光となる。このレーザ光は、上記FBGで反射する際、該FBGの有する可飽和特性によりモードロックされるため、ピークパワーが大きく、且つパルス幅が極短いパレスレーザとなる。なお、ここで、発振安定化のために共振器に温調を加えたり、さらに、ファイバグレーティングに周期的な振動、或いは、周期的な温度変動を加えてもよい。   Spontaneous emission light generated in the rare earth-doped optical fiber is resonated into laser light by a resonator composed of the rare earth-doped fiber 2 and the FBGs 3 and 3 'connected before and after the rare earth doped fiber 2. When this laser beam is reflected by the FBG, it is mode-locked by the saturable characteristic of the FBG, so that it becomes a palace laser with a high peak power and a very short pulse width. Here, in order to stabilize oscillation, temperature control may be applied to the resonator, and periodic vibrations or periodic temperature fluctuations may be applied to the fiber grating.

このように共振器で発生したパルスレーザの一部は、出力端側のFBG3及び光アイソレータ7を透過して出力端8から取り出される。   A part of the pulse laser generated in the resonator in this way passes through the FBG 3 and the optical isolator 7 on the output end side and is taken out from the output end 8.

上記光アイソレータ7は、出力端8で共振器へ向かって反射した一部のレーザ光や、出力端8から入射される外部の光を遮断し、共振器の破損や共振の不安定化を防止する。   The optical isolator 7 blocks part of the laser light reflected toward the resonator at the output end 8 and external light incident from the output end 8 to prevent damage to the resonator and unstable resonance. To do.

上記共振器で発生したパルスレーザの一部は、反対側のFBG3′及びWDMカプラ5を透過して無反射終端6へ導入される。   A part of the pulse laser generated by the resonator passes through the opposite FBG 3 ′ and the WDM coupler 5 and is introduced into the non-reflection termination 6.

図2は、本実施形態のパルスファイバレーザ装置1の出力波形を示すグラフであり、図3は本実施形態のパルスファイバレーザ装置1の発振スペクトルを示す。図2の(a)はある時刻の出力波形であり、図2の(b)は他の時刻の出力波形を示している。   FIG. 2 is a graph showing an output waveform of the pulse fiber laser device 1 of the present embodiment, and FIG. 3 shows an oscillation spectrum of the pulse fiber laser device 1 of the present embodiment. 2A shows an output waveform at a certain time, and FIG. 2B shows an output waveform at another time.

図2に示されるように、本実施形態のパルスファイバレーザ装置では、パルス幅が約10nsec(測定器の測定限界)と極短いパルスを発生させることできる。   As shown in FIG. 2, the pulse fiber laser device of this embodiment can generate an extremely short pulse with a pulse width of about 10 nsec (measurement limit of the measuring device).

図3に示されるように、本実施形態のパルスファイバレーザ装置の発振スペクトルは、従来のCW(Continuous Wave)ファイバレーザ装置の線状スペクトルに比較して、十分に広い波長帯域を有していることがわかる。本実施形態において、発振スペクトル幅を0.1nmとすると、上記パルスファイバレーザ装置の共振器長は、共振器に用いたファイバ長の2倍であり約16mとなる。従って、本実施形態において、1パルス当たり約230本の縦モード数を有することになる。   As shown in FIG. 3, the oscillation spectrum of the pulse fiber laser device of the present embodiment has a sufficiently wide wavelength band compared to the linear spectrum of a conventional CW (Continuous Wave) fiber laser device. I understand that. In this embodiment, when the oscillation spectrum width is 0.1 nm, the resonator length of the pulse fiber laser device is twice the fiber length used for the resonator and is about 16 m. Therefore, in this embodiment, there are about 230 longitudinal mode numbers per pulse.

このように、本実施形態に係るパルスファイバレーザ装置1は、上記の通り、極短パルスレーザを安定的に発生することができる。また、本実施形態に係る共振器内に反射鏡、レンズあるいは光学フィルタといった空間光学系素子を使用せず、FGBと光ファイバのみから構成されている。そのため、上記パルスファイバレーザ装置1は、パルスレーザの損失が極めて小さく、高い励起光率と信頼性とを発揮するとともに、安価に製造することができる。   As described above, the pulse fiber laser device 1 according to the present embodiment can stably generate an ultrashort pulse laser as described above. Further, the resonator according to the present embodiment does not use a spatial optical element such as a reflecting mirror, a lens, or an optical filter, and is configured only by FGB and an optical fiber. Therefore, the pulse fiber laser device 1 has an extremely small loss of the pulse laser, exhibits a high pumping light rate and reliability, and can be manufactured at a low cost.

《発明の実施形態2》
図4は、本発明の他の実施形態に係るパルスファイバレーザ装置の構成図である。
<< Embodiment 2 of the Invention >>
FIG. 4 is a configuration diagram of a pulse fiber laser device according to another embodiment of the present invention.

本実施形態において、上記実施形態1と同一の素子等には同一の符号を付し、その説明を一部省略する。   In the present embodiment, the same elements as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and a part of the description is omitted.

図4のパルスファイバレーザ装置10は、光ファイバ増幅素子である希土類添加光ファイバ2の自然放出効果により発生した自然放出光を、全反射ミラー12とFBG13を用いた2つの反射体の間で共振させて、出力端8から極短パルスレーザを出力するものである。   The pulse fiber laser device 10 of FIG. 4 resonates spontaneous emission light generated by the spontaneous emission effect of the rare earth-doped optical fiber 2 that is an optical fiber amplifying element between two reflectors using the total reflection mirror 12 and the FBG 13. Thus, an ultrashort pulse laser is output from the output end 8.

更に具体的に説明すると、上記希土類添加ファイバ2は実施形態1と同様に、コアに利得媒体として、希土類元素であるイットリビウム(Yb)がドープされており、該コアの外周面をクラッドで被覆された石英製の光ファイバである。本希土類添加光ファイバ2の長さは、縦モード数を所定の範囲に規定するように設定されている。本実施形態において、希土類添加ファイバ2の長さは約8mとし、添加されたYbの濃度は、10000ppm、濃度条長積が約20(kppm・m)となるように設定されている。本希土類添加光ファイバ2は、980nmの励起光に対して1064nmの光を放出する。   More specifically, in the rare earth-doped fiber 2, the core is doped with yttrium (Yb), which is a rare earth element, as a gain medium in the core, and the outer peripheral surface of the core is covered with a cladding. An optical fiber made of quartz. The length of the rare earth-doped optical fiber 2 is set so as to regulate the number of longitudinal modes within a predetermined range. In this embodiment, the length of the rare earth doped fiber 2 is set to about 8 m, the concentration of the added Yb is set to 10000 ppm, and the concentration length product is set to about 20 (kppm · m). The rare earth-doped optical fiber 2 emits light of 1064 nm with respect to excitation light of 980 nm.

上記希土類添加光ファイバ2の一端には、反射体として全反射ミラー12が接続されている。全反射ミラー12は、希土類添加光ファイバ2から入射された光の約93%を全反射し、再び希土類添加光ファイバへ向けて反射する。   One end of the rare earth-doped optical fiber 2 is connected to a total reflection mirror 12 as a reflector. The total reflection mirror 12 totally reflects about 93% of the light incident from the rare earth-doped optical fiber 2 and reflects it again toward the rare earth-doped optical fiber.

上記希土類添加光ファイバ2の他端は、励起光入射用のWDMカプラ5を経て3dBカプラ14へ接続されている。3dBカプラ14では、光ファイバが2本に分岐されており、一方の光ファイバは、光アイソレータ7を経て出力端8に接続されている。他方の光ファイバは、FBG13に接続されている。   The other end of the rare earth-doped optical fiber 2 is connected to a 3 dB coupler 14 via a WDM coupler 5 for pumping light incidence. In the 3 dB coupler 14, the optical fiber is branched into two, and one optical fiber is connected to the output end 8 via the optical isolator 7. The other optical fiber is connected to the FBG 13.

上記FBG13は、上記実施形態1と同様に可飽和特性を有している。即ち、FBG13は、入射するレーザ光の光パワーの依存してそれらの反射率が変化する。本実施例において、上記FBG13の反射率は、波長1064nmの光に対して約99%以上となるように設定されている。   The FBG 13 has saturable characteristics as in the first embodiment. That is, the reflectance of the FBG 13 changes depending on the optical power of the incident laser light. In this embodiment, the reflectance of the FBG 13 is set to be about 99% or more with respect to light having a wavelength of 1064 nm.

また、上記FBG13には、例えばSn(スズ)やPb(鉛)がドープされていることが好ましい。これら金属元素がドープされることにより、FBGの非線形光学係数が増大し、低いパワーのレーザ光であってもパルス化を可能にし、パルスレーザ発生の高効率化を図ることができる。尚、本実施形態ではSnドープファイバを使用した。   The FBG 13 is preferably doped with, for example, Sn (tin) or Pb (lead). By doping these metal elements, the nonlinear optical coefficient of the FBG increases, and even low-power laser light can be pulsed, and the efficiency of pulse laser generation can be increased. In the present embodiment, an Sn-doped fiber is used.

また、本実施形態において、FBG13の屈折率差Δnは、2×10-4より大きくなるように設定されている。これにより、レーザ光のパワーが小さい場合でも、上記非線形光学係数の差が出やすくすることができる。 In this embodiment, the refractive index difference Δn of the FBG 13 is set to be larger than 2 × 10 −4 . Thereby, even when the power of the laser beam is small, the difference in the nonlinear optical coefficient can be easily generated.

上記3dBカプラ14と出射端8の間には、光アイソレータ7が接続されている。光アイソレータ7は、希土類添加光ファイバ2から出射端8へ向かう光をそのまま透過し、逆に、出射端8から希土類添加光ファイバ2へ向かう光を遮断する機能を有する。   An optical isolator 7 is connected between the 3 dB coupler 14 and the emission end 8. The optical isolator 7 has a function of transmitting the light from the rare earth-doped optical fiber 2 to the emission end 8 as it is, and conversely blocking the light from the emission end 8 to the rare earth-doped optical fiber 2.

上記希土類添加光ファイバ2と3dBカプラ14の間には、WDMカプラ5を介して励起光源4が接続されている。励起光源4は、LDチップを内蔵しており、所定の出力で波長980nmの励起光を上記希土類添加光ファイバ2に供給する。   A pumping light source 4 is connected between the rare earth-doped optical fiber 2 and the 3 dB coupler 14 via a WDM coupler 5. The excitation light source 4 includes an LD chip, and supplies excitation light having a wavelength of 980 nm to the rare earth-doped optical fiber 2 with a predetermined output.

本実施形態に係るパルスファイバレーザ装置1に使用される上記各素子は、通常のシングルモードファイバ9で接続されている。このように、光ファイバ9は、上記のように通常のシングルモードファイバであってもよいが、パルスレーザの出力をより安定させるために偏波保持ファイバであることが好ましい。更に、パルスレーザの安定性の観点より、上記パルスファイバレーザ装置10に使用される各素子は、適当な手段によりそれぞれ偏波保持性が付与された偏波保持素子であることが好ましい。   Each element used in the pulse fiber laser device 1 according to this embodiment is connected by a normal single mode fiber 9. As described above, the optical fiber 9 may be a normal single mode fiber as described above, but is preferably a polarization maintaining fiber in order to further stabilize the output of the pulse laser. Furthermore, from the viewpoint of the stability of the pulse laser, each element used in the pulse fiber laser device 10 is preferably a polarization maintaining element provided with polarization maintaining by an appropriate means.

次に、本実施形態に係るパルスファイバレーザ装置10の運転動作について説明する。   Next, the operation of the pulse fiber laser device 10 according to this embodiment will be described.

励起光源4から発生した波長980nmの励起光は、WDMカプラ5を介して上記希土類添加光ファイバ2へ出射される。希土類添加光ファイバ2に導入された励起光は、添加されているイットリビウム元素を励起する。そして、励起されたイットリビウム元素が基底状態に戻る際、波長1064nmの自然放出光を発生する。   Excitation light having a wavelength of 980 nm generated from the excitation light source 4 is emitted to the rare earth-doped optical fiber 2 through the WDM coupler 5. The excitation light introduced into the rare earth doped optical fiber 2 excites the doped yttrium element. Then, when the excited yttrium element returns to the ground state, spontaneous emission light having a wavelength of 1064 nm is generated.

希土類添加光ファイバ2で発生した自然放出光は、上記全反射ミラー12とFBG13で構成される共振器により共振してレーザ光となる。このレーザ光はFBG13で反射する際、該FBG13の有する可飽和特性によりモードロックされるため、ピークパワーが大きく、且つパルス幅が極短いパレスレーザとなる。このパルスレーザは3dBカプラ14で分波され、光アイソレータ7を経て、出力端8から出力される。   Spontaneous emission light generated in the rare earth-doped optical fiber 2 is resonated by the resonator composed of the total reflection mirror 12 and the FBG 13 to become laser light. When this laser beam is reflected by the FBG 13, it is mode-locked by the saturable characteristic of the FBG 13, so that it becomes a palace laser with a high peak power and a very short pulse width. This pulse laser is demultiplexed by the 3 dB coupler 14, passes through the optical isolator 7, and is output from the output terminal 8.

図5は、本実施形態のパルスファイバレーザ装置10の出力波形を示すグラフであり、図6は本実施形態のパルスファイバレーザ装置10の発振スペクトルを示す。図5の(a)〜(f)のグラフは、それぞれある時刻における出力波形を示している。   FIG. 5 is a graph showing an output waveform of the pulse fiber laser device 10 of the present embodiment, and FIG. 6 shows an oscillation spectrum of the pulse fiber laser device 10 of the present embodiment. Each of the graphs (a) to (f) in FIG. 5 shows an output waveform at a certain time.

図5に示されるように、本実施形態のパルスファイバレーザ装置10では、パルスのピーク強度が時々刻々変化してはいるが、パルス幅が約500nsecと極短いパルスレーザを発生させることができる。   As shown in FIG. 5, in the pulse fiber laser device 10 of the present embodiment, a pulse laser with an extremely short pulse width of about 500 nsec can be generated although the peak intensity of the pulse changes every moment.

図6に示されるように、本実施形態のパルスファイバレーザ装置の発振スペクトルは、従来のCW(Continuous Wave)ファイバレーザ装置の線状スペクトルに比較して、十分に広い波長帯域を有していることがわかる。本実施形態において、発振スペクトル幅を0.1nmとすると、上記パルスファイバレーザ装置の共振器長は、希土類添加光ファイバの長さの2倍であり約16mとなる。従って、本実施形態において、1パルス当たり1600本の縦モード数を有することになる。   As shown in FIG. 6, the oscillation spectrum of the pulse fiber laser device of this embodiment has a sufficiently wide wavelength band as compared with the linear spectrum of a conventional CW (Continuous Wave) fiber laser device. I understand that. In the present embodiment, when the oscillation spectrum width is 0.1 nm, the resonator length of the pulse fiber laser device is twice the length of the rare earth-doped optical fiber and is about 16 m. Therefore, in this embodiment, the number of longitudinal modes is 1600 per pulse.

《比較例》
本発明に係るパルスファイバレーザ装置と比較するために、図7に示す装置を比較例として作成し、出力されるレーザ光の状態を観察した。図7に示す装置20は、上記実施形態2に示したパルスファイバレーザ装置のFBG13をフレネル反射器22に置き換えたものである。その他の素子等は、上記実施形態2に用いたものと同じであるため、同一の素子については同一の符号を付して説明を省略する。
《Comparative example》
In order to compare with the pulse fiber laser apparatus according to the present invention, the apparatus shown in FIG. 7 was prepared as a comparative example, and the state of the output laser beam was observed. The apparatus 20 shown in FIG. 7 is obtained by replacing the FBG 13 of the pulse fiber laser apparatus shown in the second embodiment with a Fresnel reflector 22. Since other elements are the same as those used in the second embodiment, the same elements are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

この装置の発振波長は、バンドパスフィルタ21を挿入することにより決定される。比較例に係る装置20の励起光源4から励起光を希土類添加光ファイバ2に導入すると、出力端8から図8に示すレーザ光が出力された。   The oscillation wavelength of this device is determined by inserting a band pass filter 21. When pumping light was introduced into the rare earth-doped optical fiber 2 from the pumping light source 4 of the apparatus 20 according to the comparative example, the laser beam shown in FIG.

図8に示す(a)〜(d)のグラフは、それぞれある時刻のおける出力波形を示している。図8の各グラフからわかるように、本比較例に係る装置20からのレーザ出力波形は、比較的短い周期(概ね5n秒程度)のビート状を呈しているが、パルス状となっていない。また、出力強度の振幅及びビートの周期は、時間とともに大きく変動しており非常に不安定である。このように、共振器の反射体としてフレネル反射器を用いた本装置は、安定した極短パルスレーザを発生させることができないことがわかる。   The graphs (a) to (d) shown in FIG. 8 each show an output waveform at a certain time. As can be seen from each graph of FIG. 8, the laser output waveform from the apparatus 20 according to this comparative example has a beat shape with a relatively short period (approximately 5 nsec), but is not in a pulse shape. Also, the amplitude of the output intensity and the beat cycle vary greatly with time and are very unstable. Thus, it can be seen that the present apparatus using the Fresnel reflector as the resonator reflector cannot generate a stable ultrashort pulse laser.

本発明の一実施形態に係るパルスファイバレーザ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the pulse fiber laser apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 図1に示すパルスファイバレーザ装置から出力されるパルスレーザの出力波形を示す図である。It is a figure which shows the output waveform of the pulse laser output from the pulse fiber laser apparatus shown in FIG. 図1に示すパルスファイバレーザ装置から出力されたパルスレーザの発振スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the oscillation spectrum of the pulse laser output from the pulse fiber laser apparatus shown in FIG. 本発明の他の実施形態に係るパルスファイバレーザ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the pulse fiber laser apparatus which concerns on other embodiment of this invention. 図4に示すパルスファイバレーザ装置から出力されたパルスレーザの出力波形を示す図である。It is a figure which shows the output waveform of the pulse laser output from the pulse fiber laser apparatus shown in FIG. 図4に示すパルスファイバレーザ装置から出力されたパルスレーザの発振スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the oscillation spectrum of the pulse laser output from the pulse fiber laser apparatus shown in FIG. 本発明の比較例に係るファイバレーザ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the fiber laser apparatus which concerns on the comparative example of this invention. 図7に示すファイバレーザ装置から出力されたレーザの出力波形をを示す図である。It is a figure which shows the output waveform of the laser output from the fiber laser apparatus shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 パルスファイバレーザ装置
2 希土類添加光ファイバ
3、3′ FBG(ファイバブラッググレーティング)
4 励起光源
5 WDMカプラ
6 無反射終端
7 光アイソレータ
8 出力端
9 シングルモード光ファイバ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pulse fiber laser apparatus 2 Rare earth addition optical fiber 3, 3 'FBG (fiber Bragg grating)
4 Excitation light source 5 WDM coupler 6 Non-reflective termination 7 Optical isolator 8 Output end 9 Single mode optical fiber

Claims (6)

レーザ光を発生する光ファイバ増幅素子と、該光ファイバ増幅素子の前後にそれぞれ接続された反射体と、上記光ファイバ増幅素子に励起光を供給する励起光源とを有し、上記光ファイバ増幅素子と反射体によって共振器を構成するパルスファイバレーザ装置であって、
上記反射体の少なくとも1つは、可飽和特性を有するファイバブラッググレーティングであることを特徴とするパルスファイバレーザ装置。
An optical fiber amplifying element for generating laser light; a reflector connected to the front and rear of the optical fiber amplifying element; and a pumping light source for supplying pumping light to the optical fiber amplifying element. And a pulse fiber laser device that constitutes a resonator by a reflector,
At least one of the reflectors is a fiber Bragg grating having a saturable characteristic.
請求項1に記載のパルスファイバレーザ装置であって、
上記ファイバブラッググレーティングは、金属元素を含有することを特徴とするパルスファイバレーザ装置。
The pulse fiber laser device according to claim 1,
The fiber Bragg grating contains a metal element.
請求項1に記載のパルスファイバレーザ装置であって、
上記ファイバブラッググレーティングは、2×10-4より大きい屈折率差を有することを特徴とするパルスファイバレーザ装置。
The pulse fiber laser device according to claim 1,
The above-mentioned fiber Bragg grating has a refractive index difference larger than 2 × 10 −4 .
請求項1に記載のパルスファイバレーザ装置であって、
上記ファイバブラッググレーティングの反射帯域と上記共振器の共振器長を制御することにより、発振するレーザ光の縦モード数が10本以上、50000本以下に設定されていることを特徴とするパルスファイバレーザ装置。
The pulse fiber laser device according to claim 1,
By controlling the reflection band of the fiber Bragg grating and the resonator length of the resonator, the number of longitudinal modes of the oscillating laser light is set to 10 or more and 50000 or less, and the pulse fiber laser apparatus.
請求項1に記載のパルスファイバレーザ装置であって、
上記光ファイバ増幅素子は、希土類添加光ファイバであることを特徴とするパルスファイバレーザ装置。
The pulse fiber laser device according to claim 1,
The pulse fiber laser device, wherein the optical fiber amplifying element is a rare earth doped optical fiber.
請求項1に記載のパルスファイバレーザ装置であって、
偏波保持ファイバと偏波保持素子によって構成されていることを特徴とするパルスファイバレーザ装置。
The pulse fiber laser device according to claim 1,
A pulse fiber laser device comprising a polarization maintaining fiber and a polarization maintaining element.
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