JP2005268819A - 受動型モードロックファイバーレーザー、ファイバーレーザーの製法及び動作法、及びファイバーレーザー - Google Patents
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Abstract
【解決手段】レーザーエネルギーを発生させるエネルギー発生手段と、前記レーザーエネルギーをレーザーキャビティーの中で増幅するファイバー利得媒体と、前記利得媒体を通る一軸に沿って前記レーザーエネルギーを反射し、少なくとも一つのファイバー格子をもつ反射手段と、前記レーザーエネルギーのモードロックを誘発する受動モードロック機構と、前記レーザーキャビティー内に少なくとも0.3nm幅の滑らかなスペクトルを発生させるために十分に高い非線形性を維持する維持手段と、前記レーザーキャビティー内の前記レーザーエネルギーを出力する出力手段と、を有することを特徴とする受動型モードロックファイバーレーザー。
【選択図】図5
Description
M.E.Fermann, M.Haberl, A.J.Schmidt and L.Turi, Opt.Lett., 16, 244 (1991) S.M.J.Kelly, K.Smith, K.J.Blow and N.J.Doran, in Opt.Lett., 16, 1337 (1991) D.Taberner, D.J.Richardson and D.N.Payne, in Opt.Soc.Am. Topical Meeting onNonlinear Guided Wave Phenomena, Cambridge, 1993, Opt.Soc.Am.Techn.Dig.Series, 15, 367 (1993) Barnett et al., in Opt Soc.Am.Techn.Dig.Ser., 8, 52(1994) D.U.Noske et al., Optics Communications 108 (1994) 297-301
1,2,3,4:チャープファイバー格子 5:高反射率反射体
10:エルビウム・ファイバー(利得媒体、アクティブ・ファイバー)
10’:偏光保持エルビウム・ファイバー、アクティブ・ファイバー
12:偏光制御器(ファイバー・ループ制御器)
20:第1反射鏡 21:高分散遅延線 22:第2反射鏡
23:モードロック機構 24:波長選択手段
25:出力ファイバー結合器 26:開放端 27:出力端
30:ポンプ、主発振器強度増幅器(MOPA)レーザー・ダイオード
5:高反射率反射体 52:可飽和吸収体
61:FRM(ファラデー回転鏡) 62:FR(ファラデー回転子)
63:WP(波長板) 65:FC(ファイバー・コリメーター)
66:結合器 67:可飽和吸収鏡 68:スプライス(接続器)
70:チューナー(波長制御器、同調器)
9:不可逆線形位相シフター 90:フィギュア・エイトレーザー装置
91:WP(波長板) 92,93:FR(45°ファラデー回転子)
92’:偏光分離結合器 94:結合器
101:変調器(能動モードロック要素) 103:RF源(電波周波数源)
L1,L2:レンズ P:偏光子
PC1,PC2,PC3:第1、第2、第3偏光制御器
WDM20:波長分割多重結合器
Claims (31)
- レーザーエネルギーを発生させるエネルギー発生手段と、
前記レーザーエネルギーをレーザーキャビティーの中で増幅するファイバー利得媒体と、
前記利得媒体を通る一軸に沿って前記レーザーエネルギーを反射し、少なくとも一つのファイバー格子をもつ反射手段と、
前記レーザーエネルギーのモードロックを誘発する受動モードロック機構と、
前記レーザーキャビティー内に少なくとも0.3nm幅の滑らかなスペクトルを発生させるために十分に高い非線形性を維持する維持手段と、
前記レーザーキャビティー内の前記レーザーエネルギーを出力する出力手段と、
を有することを特徴とする受動型モードロックファイバーレーザー。 - 前記滑らかなスペクトルは5%未満のリップルをもつ請求項1に記載の受動型モードロックファイバーレーザー。
- 波長チューニング要素を有する請求項1に記載の受動型モードロックファイバーレーザー。
- 前記波長チューニング要素は複屈折フィルターを含む請求項3に記載の受動型モードロックファイバーレーザー。
- 前記波長チューニング要素はチューナブル・ファブリーペロ・フィルターを含む請求項3に記載の受動型モードロックファイバーレーザー。
- 前記波長チューニング要素はファイバー格子を含む請求項3に記載の受動型モードロックファイバーレーザー。
- 前記波長は前記ファイバー格子を伸ばすことでチューニングされる請求項6に記載の受動型モードロックファイバーレーザー。
- 前記波長は前記ファイバー格子を加熱することでチューニングされる請求項6に記載の受動型モードロックファイバーレーザー。
- 二つの反射要素を使ってキャビティーを形成するキャビティー形成ステップと、
該キャビティー内に利得を与えるために該二つの反射要素にリンクする光路中にファイバー利得媒体を配置する利得媒体配置ステップと、
光パルスを生成するためのモードロック用に可飽和吸収体を該キャビティー内に使用する可飽和吸収体使用ステップと、
該光パルスをソリトンパルスのようにするために該キャビティー内の該可飽和吸収体で該モードロックを自己開始させる自己開始ステップと、
を有し、前記ファイバー利得媒体は、偏光保持ファイバーで形成されていることを特徴とするファイバーレーザーの製法及び動作法。 - 二つの反射要素を使ってキャビティーを形成するキャビティー形成ステップと、
該キャビティー内に利得を与えるために該二つの反射要素にリンクする光路中にファイバー利得媒体を配置する利得媒体配置ステップと、
光パルスを生成するためのモードロック用に可飽和吸収体を該キャビティー内に使用する可飽和吸収体使用ステップと、
該ファイバー利得媒体を励起するために、ポンプビームが該ファイバー利得媒体を通して該可飽和吸収体に向かう該キャビティー位置で該ポンプビームを結合するポンプビーム結合ステップと、
を有することを特徴とするファイバーレーザーの製法及び動作法。 - 前記キャビティー形成ステップはファイバー格子を使用する請求項9または10に記載のファイバーレーザーの製法及び動作法。
- キャビティーを形成するために互いに関連して配置された第1と第2反射要素と、
ファイバー利得媒体であって、該ファイバー利得媒体の光軸と直交する特定の方向に偏光を保持するべく形成され、特定の波長範囲のポンプ波長の光子を吸収し、該ポンプ波長と異なるレーザー波長の光子を放出する光学遷移をもつ該ファイバー利得媒体と、
前記キャビティー内に配置され、可飽和性強度依存吸収を示し、パルス反復周波数で該レーザー波長の光パルスを生成するためにモードロックを開始させる可飽和吸収体と、
前記ファイバー利得媒体に関連して配設され、該ファイバー利得媒体に前記ポンプ波長のポンプビームを結合するように形成された光結合器と、
前記ファイバー利得媒体で規定された前記特定方向に配向された主軸を持ち、前記第1と第2反射要素の間の光導波路を与えるための前記キャビティーに配置された複数の偏光保持ファイバーセグメントと、
を有することを特徴とするファイバーレーザー。 - 前記キャビティー内に用いられる前記ファイバー利得媒体を含む全てのファイバーは偏光保持型である、請求項12に記載のファイバーレーザー。
- キャビティーであって、該キャビティーの第1終端に配置され一定の波長の光を選択的に反射するように形成された反射型格子と、該キャビティーの第2終端に配置されレーザー波長で高反射率をもち光学フィードバックを行う光学反射体と、をもつ該キャビティーと、
ファイバー利得媒体であって、該ファイバー利得媒体の光軸と直交する特定の偏光方向に偏光を保持するべく形成され、特定の波長範囲のポンプ波長の光子を吸収し、前記レーザー波長の光子を放出する光学遷移をもつ該ファイバー利得媒体と、
前記キャビティー内に配置され、可飽和性強度依存吸収を示し、パルス反復周波数で該レーザー波長の光パルスを生成するためにモードロックを開始させる可飽和吸収体と、
前記ファイバー利得媒体に関連して配設され、該ファイバー利得媒体に前記ポンプ波長のポンプビームを結合するように形成された光結合器と、
前記ファイバー利得媒体で規定された前記特定の偏光方向に配向された主軸を持ち、前記反射型格子と前記光学反射体の間の光導波路を与えるための前記キャビティーに配置された複数の偏光保持ファイバーセグメントと、
を有することを特徴とするファイバーレーザー。 - 前記キャビティー内に用いられる前記ファイバー利得媒体を含む全てのファイバーは偏光保持型である、請求項14に記載のファイバーレーザー。
- ポンプ波長のポンプビームを生成するための半導体光源を含むポンプ光源と、
キャビティーを形成するために互いに関連して配置された第1と第2反射要素と、
ファイバー利得媒体であって、該ファイバー利得媒体の光軸と直交する特定の方向に偏光を保持するべく形成され、前記ポンプ波長の光子を吸収し、該ポンプ波長と異なるレーザー波長の光子を放出する光学遷移をもつ該ファイバー利得媒体と、
前記キャビティー内に配置され、可飽和性強度依存吸収を示し、パルス反復周波数で該レーザー波長の光パルスを生成するためにモードロックを開始させる可飽和吸収体と、
前記ファイバー利得媒体に前記ポンプ波長のポンプビームを結合するため該ファイバー利得媒体に関連して配設された光結合器と、
光を伝搬させるために前記第1反射要素と前記ファイバー利得媒体の間に配設された第1偏光保持ファイバーセグメントと、
光を伝搬させるために前記ファイバー利得媒体と前記第2反射要素との間に配設された第2偏光保持ファイバーセグメントと、
を有し、該第1及び第2ファイバーセグメントの各々は前記ファイバー利得媒体で規定された前記特定方向に配向された主偏光軸をもつことを特徴とするファイバーレーザー。 - 前記キャビティー内に用いられる前記ファイバー利得媒体を含む全てのファイバーは偏光保持型である、請求項16に記載のファイバーレーザー。
- 特定の波長範囲のポンプ波長の光キャリアを吸収し、該ポンプ波長と異なるレーザー波長の光キャリアを放出する光学遷移をもつファイバー利得媒体と、
前記ファイバー利得媒体を囲むキャビティーを形成するために互いに関連して配置された第1と第2反射要素と、
前記キャビティー内に配置され、モードロック機構が前記レーザー波長で光パルスを生成できるようにするため強度依存吸収を示すように形成された可飽和吸収体と、
前記ファイバー利得媒体を光学的に励起するポンプ波長のポンプビームを生成することができるポンプ光源と、
前記ファイバー利得媒体に前記ポンプ波長のポンプビームを結合するため該ファイバー利得媒体に関連して配設された光結合器と、
前記キャビティーの光路長或いは前記レーザー波長のいずれかを変化させるように構成され、前記キャビティー内に配設されたチューニング要素と、
を有することを特徴とするファイバーレーザー。 - 前記チューニング要素が移動ミラーである請求項18に記載のファイバーレーザー。
- 前記チューニング要素が波長チューニング要素である請求項18に記載のファイバーレーザー。
- 前記波長チューニング要素が複屈折フィルターである請求項20に記載のファイバーレーザー。
- 前記波長チューニング要素がチューナブル・ファブリーペロ・フィルターである請求項20に記載のファイバーレーザー。
- 前記チューニング要素が格子である請求項18に記載のファイバーレーザー。
- 前記チューニング要素がファイバー・ループ制御器である請求項18に記載のファイバーレーザー。
- ポンプ波長のポンプビームを生成するための半導体光源を含むポンプ光源と、
前記ポンプ波長の光を吸収し、該ポンプ波長と異なるレーザー波長の光を放出するための導波路利得媒体と、
前記ポンプ光源からの前記ポンプビームを前記導波路利得媒体に結合するための光結合器と、
前記導波路利得媒体を囲むキャビティーを形成するために互いに関連して配置された第1と第2反射要素と、
前記キャビティー内に配置され、モードロック機構が前記レーザー波長で光パルスを生成できるようにするため強度依存吸収を示すように形成された可飽和吸収体と、
前記光パルスの少なくとも一つの特性を変化させるために前記キャビティー内に配設されたチューニング要素と、
を有することを特徴とするファイバーレーザー。 - 前記チューニング要素が移動ミラーである請求項25に記載のファイバーレーザー。
- 前記チューニング要素が波長チューニング要素である請求項25に記載のファイバーレーザー。
- 前記波長チューニング要素が複屈折フィルターである請求項27に記載のファイバーレーザー。
- 前記波長チューニング要素がチューナブル・ファブリーペロ・フィルターである請求項27記載のファイバーレーザー。
- 前記チューニング要素が格子である請求項25に記載のファイバーレーザー。
- 前記チューニング要素がファイバー・ループ制御器である請求項25に記載のファイバーレーザー。
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