JP2008216716A - Supercontinuum light source - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、数百ｎｍの範囲に渡って連続したスペクトルを有したパルス光である、スーパーコンティニュアム光源に関する。 The present invention relates to a supercontinuum light source that is pulsed light having a continuous spectrum over a range of several hundred nm.
超短パルス光を高非線形光ファイバに導入することによりスーパーコンティニュアム光（Ｓｕｐｅｒｃｏｎｔｉｎｕｕｍ）が発生することは良く知られている。この波長帯域は数百ｎｍに及ぶ。このような広帯域光は、光断層計測や分光計測などの先端光計測の分野において、非常に有用である。
従来のスーパーコンティニュアム光源により生成されたスーパーコンティニュアム光は、雑音の増加や、微細構造の形成の問題があり、実用上の問題となっていた。また、励起光である超短パルス光からのスーパーコンティニュアム光への変換効率が不十分な場合には、励起光のスペクトル成分がスーパーコンティニュアム光のスペクトルのピークを形成することとなり、スーパーコンティニュアム光の波長に対する光強度の平坦性を劣化させる原因となっていた。 The supercontinuum light generated by a conventional supercontinuum light source has been a practical problem because it has increased noise and problems of formation of a fine structure. In addition, when the conversion efficiency from super-short pulse light, which is excitation light, to super continuum light is insufficient, the spectral component of the excitation light forms a peak of the spectrum of super continuum light, This was a cause of deterioration in the flatness of the light intensity with respect to the wavelength of the supercontinuum light.
上記のようなスーパーコンティニュアム光の雑音や微細構造の形成は、伝搬定数の群速度分散の高次項である３次の分散により、異なるスペクトルの時間的な重なりによって引き起こされることが最近の研究で明かにされた。また、理想的な時間波形を有する超短パルス光を励起光として用いることにより、励起光の成分を全てスーパーコンティニュアム光に変換できることも明らかとなった。本発明者は、超短パルス光を増幅して高エネルギー超短パルス光を生成する際に、偏波保持光ファイバを用いることで特性を安定化し、雑音を低減できることを見出し、本願発明を完成させた。 Recent research has shown that the formation of supercontinuum light noise and fine structure as described above is caused by temporal overlap of different spectra due to the third-order dispersion, which is the higher-order term of the group velocity dispersion of the propagation constant. It was revealed in It has also been clarified that all components of the excitation light can be converted into supercontinuum light by using ultrashort pulse light having an ideal time waveform as the excitation light. The present inventor has found that the characteristics can be stabilized and noise can be reduced by using a polarization maintaining optical fiber when amplifying ultrashort pulse light to generate high energy ultrashort pulse light, and the present invention has been completed. I let you.
請求項１に係る発明は、スーパーコンティニュアム光を生成する光源であって、コヒーレントなパルス光を発生させるパルス光発振部と、当該パルス光発振部の発生させたパルス光を増幅したソリトンパルスを生成する高強度ソリトン生成部と、当該高強度ソリトン生成部の生成するソリトンパルスからスーパーコンティニュアム光を生成するスーパーコンティニュアム光生成部とを有し、高強度ソリトン生成部において、パルス光の導入部から、増幅部を介してソリトンパルスの出射に至る経路が、連続した偏波保持光導波路及び偏波保持光素子により構成されていることを特徴とするスーパーコンティニュアム光源である。尚、パルス光を増幅したソリトンパルスを生成するとは、単に光強度を増幅するのみでなく、パルス幅を短くし、及び／又は、ピーク波長を変移させたラマンソリトンパルスを生成するものを含むものとする。 The invention according to claim 1 is a light source that generates supercontinuum light, a pulsed light oscillation unit that generates coherent pulsed light, and a soliton pulse obtained by amplifying the pulsed light generated by the pulsed light oscillation unit A high-intensity soliton generation unit, and a supercontinuum light generation unit that generates supercontinuum light from a soliton pulse generated by the high-intensity soliton generation unit. A supercontinuum light source characterized in that the path from the light introduction section to the emission of the soliton pulse through the amplification section is composed of a continuous polarization maintaining optical waveguide and a polarization maintaining optical element. . The generation of soliton pulses obtained by amplifying pulsed light includes not only simply amplifying the light intensity but also generating a Raman soliton pulse with a shortened pulse width and / or a shifted peak wavelength. .
請求項２に係る発明は、高強度ソリトン生成部は、希土類元素のドープされた偏波保持光ファイバと、当該希土類元素の励起光を生成する発光装置とを有することを特徴とする。請求項３に係る発明は、希土類元素はエルビウムであることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、スーパーコンティニュアム光生成部は、正常分散高非線形光ファイバから成ることを特徴とする。請求項５に係る発明は、パルス光発振部の発生させるパルス光のパルス幅は１ピコ秒以下であることを特徴とする。
The invention according to claim 2 is characterized in that the high-intensity soliton generator includes a polarization maintaining optical fiber doped with a rare earth element and a light emitting device that generates excitation light of the rare earth element. The invention according to claim 3 is characterized in that the rare earth element is erbium.
The invention according to claim 4 is characterized in that the supercontinuum light generation unit is made of a normal dispersion high nonlinear optical fiber. The invention according to claim 5 is characterized in that the pulse width of the pulsed light generated by the pulsed light oscillator is 1 picosecond or less.
パルス光発振部により発生されたパルス光が、希土類元素をドープしたファイバを有する高強度ソリトン生成部により増幅されてソリトンパルスが生成される。このとき、高強度ソリトン生成部において用いられるファイバの全てを偏波保持ファイバとすることで、生成されるソリトンパルスは理想的な時間波形ｓｅｃｈ2（ｔ／Ｔ0）、但しＴ0はパルス幅、を有するペデスタルフリーな（低周波の光強度のスロープが波打たない）波形となる。このような理想的な時間波形を有するソリトンパルスを正常分散の高非線形ファイバに導入することで、広波長帯域に平坦に広がるスペクトルを有する低雑音のスーパーコンティニュアム光を得ることができる。また、本発明の光源によるスーパーコンティニュアム光はコヒーレンス度が高い。更に本発明の光源は、スーパーコンティニュアム光を安定に生成することができ、各種の計測用の光源として非常に有用である。 The pulsed light generated by the pulsed light oscillator is amplified by a high-intensity soliton generator having a fiber doped with a rare earth element to generate a soliton pulse. At this time, all of the fibers used in the high-intensity soliton generation unit are polarization maintaining fibers, so that the generated soliton pulse has an ideal time waveform sech 2 (t / T 0 ), where T 0 is the pulse width. , A pedestal-free (low-frequency light intensity slope does not wave) waveform. By introducing a soliton pulse having such an ideal time waveform into a normally nonlinear highly nonlinear fiber, low-noise supercontinuum light having a spectrum that spreads flatly over a wide wavelength band can be obtained. Moreover, the supercontinuum light from the light source of the present invention has a high degree of coherence. Furthermore, the light source of the present invention can generate supercontinuum light stably and is very useful as a light source for various measurements.
コヒーレントなパルス光を発生させるパルス光発振部は、例えばリング型のエルビウムドープ光ファイバレーザを用いることが可能である。その他、数ピコ秒乃至それ以下のパルス幅のパルス光を発生させうる任意のレーザ等を用いることが可能である。発生させるレーザ波長は、後段の高強度ソリトン生成部の増幅方法や、最終的に得るべきスーパーコンティニュアム光の波長帯域の範囲にも関係するが、所望に設計して良い。生成されるパルス光のパルス幅は１ｐｓ以下が好ましく、５００ｆｓ以下が更に好ましい。 For example, a ring-type erbium-doped optical fiber laser can be used as the pulsed light oscillation unit that generates coherent pulsed light. In addition, any laser or the like that can generate pulsed light having a pulse width of several picoseconds or less can be used. The laser wavelength to be generated is related to the amplification method of the subsequent high-intensity soliton generation unit and the range of the wavelength band of the supercontinuum light to be finally obtained, but may be designed as desired. The pulse width of the generated pulsed light is preferably 1 ps or less, and more preferably 500 fs or less.
高強度ソリトン生成部は、希土類元素をドープしたファイバ増幅器とする。この際、少なくとも当該希土類元素をドープしたファイバは偏波保持ファイバとする。また、その前段又は後段にファイバを接続する場合も偏波保持ファイバとする。希土類元素をドープした偏波保持ファイバに当該希土類元素の励起光を導入するためのカプラとしては、例えば偏波保持型の波長分割多重カプラ（ＷＤＭ）を用いると良い。これらは既に多数のメーカーから提供されており、適切な製品が入手可能である。希土類元素をドープした偏波保持ファイバにより、パルス光の光強度が増幅され、パルス幅が短くなり、ピーク波長を変移させたラマンソリトンパルス（請求項のソリトンパルスに対応）が生成される。ソリトンパルスのパルス幅（時間波形をｓｅｃｈ2（ｔ／Ｔ0）とした場合のＴ0）は５００ｆｓ以下が好ましく、２００ｆｓ以下が更に好ましい。 The high-intensity soliton generator is a fiber amplifier doped with rare earth elements. At this time, a fiber doped with at least the rare earth element is a polarization maintaining fiber. A polarization maintaining fiber is also used when a fiber is connected to the preceding or subsequent stage. As a coupler for introducing excitation light of the rare earth element into the polarization maintaining fiber doped with the rare earth element, for example, a polarization maintaining type wavelength division multiplexing coupler (WDM) may be used. These are already provided by many manufacturers, and appropriate products are available. The polarization maintaining fiber doped with the rare earth element amplifies the light intensity of the pulsed light, shortens the pulse width, and generates a Raman soliton pulse (corresponding to the soliton pulse in the claims) with a shifted peak wavelength. Is preferably from 500 fs (T 0 when the time waveform was sech 2 (t / T 0) ) the pulse width of the soliton pulses, and is further preferably equal to 200 fs.
この高強度ソリトン生成部の中心部である、コヒーレントなパルス光から理想時間波形のソリトンパルスを生成するための偏波保持ファイバや偏波保持型の波長分割多重カプラ（ＷＤＭ）の他、高強度ソリトン生成部へのコヒーレントなパルス光導入部とソリトンパルス出射部には、任意の光学素子を取り付けて良い。例えばコヒーレントなパルス光導入部には、半波長板や偏光ビームスプリッタを配置すると良い。また、ソリトンパルス出射部には、増幅用の希土類元素の励起光が後段に出射されないように、波長選択阻止性の光学フィルタを配置すると良い。高強度ソリトン生成部において、増幅のためにファイバに添加する希土類元素は、パルス光発振部の生成するパルス光の波長にもより選択される。パルス光発振部が例えばエルビウムドープファイバを用いたレーザであれば、高強度ソリトン生成部の増幅も、エルビウムを用いると良い。この際、励起光は例えば波長１４８０ｎｍとし、当該波長を生成するレーザを配置させる。その他、必要箇所に光アイソレータその他を配置させると良い。 In addition to polarization-maintaining fibers and polarization-maintaining wavelength division multiplexing couplers (WDM) for generating soliton pulses of ideal time waveforms from coherent pulsed light, which are the central part of this high-intensity soliton generator, high-intensity Arbitrary optical elements may be attached to the coherent pulse light introduction unit and the soliton pulse emission unit to the soliton generation unit. For example, a half-wave plate or a polarizing beam splitter may be disposed in the coherent pulsed light introducing unit. In addition, a wavelength selective blocking optical filter may be arranged in the soliton pulse emitting portion so that the excitation light of the rare earth element for amplification is not emitted to the subsequent stage. In the high-intensity soliton generator, the rare earth element added to the fiber for amplification is selected depending on the wavelength of the pulsed light generated by the pulsed light oscillator. If the pulsed light oscillator is a laser using, for example, an erbium-doped fiber, erbium may be used for amplification of the high-intensity soliton generator. At this time, the excitation light has a wavelength of 1480 nm, for example, and a laser that generates the wavelength is disposed. In addition, an optical isolator or the like may be disposed at a necessary place.
スーパーコンティニュアム光生成部は、正常分散高非線形光ファイバを用いると良い。このようなファイバは特許文献１、３に記載されているほか、容易に入手可能である。特許文献１に定義が記載されている非線形係数は、５Ｗ-1ｋｍ-1以上が好ましく、１０Ｗ-1ｋｍ-1以上がより好ましい。 The supercontinuum light generation unit may use a normal dispersion high nonlinear optical fiber. Such a fiber is described in Patent Documents 1 and 3, and is easily available. The nonlinear coefficient whose definition is described in Patent Document 1 is preferably 5 W −1 km −1 or more, and more preferably 10 W −1 km −1 or more.
〔本発明に係る光源の構成〕
図１は本発明の具体的な一実施例に係るスーパーコンティニュアム光源１００の構成を示すブロック図である。図１に示すスーパーコンティニュアム光源１００は、パルス光発振部１０、高強度ソリトン生成部２０、スーパーコンティニュアム光生成部３０の３つのブロックから成る。
[Configuration of Light Source According to the Present Invention]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a supercontinuum light source 100 according to a specific embodiment of the present invention. A super continuum light source 100 shown in FIG. 1 includes three blocks: a pulsed light oscillation unit 10, a high-intensity soliton generation unit 20, and a super continuum light generation unit 30.
スーパーコンティニュアム光源１００のパルス光発振部１０は、エルビウムドープファイバを用いたリング型レーザ発振器１１と、増幅器１２と光アイソレータ１６とから成る。 The pulsed light oscillation unit 10 of the supercontinuum light source 100 includes a ring type laser oscillator 11 using an erbium doped fiber, an amplifier 12 and an optical isolator 16.
スーパーコンティニュアム光源１００の高強度ソリトン生成部２０は、パルス光発振部１０からのパルス光Ｐが通過する順に、半波長板（λ／２）２１ａ、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２２、半波長板（λ／２）２１ｂ、長さ４ｍの偏波保持シングルモードファイバ（ＳＭＦ）２３ａ、偏波保持型波長分割多重カプラ（ＷＤＭ）２４、長さ２ｍの偏波保持エルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）２７、長さ３ｍの偏波保持シングルモードファイバ（ＳＭＦ）２３ｂ、アイソレータ２６２、１／４波長板（λ／４）２８、半波長板（λ／２）２１ｃ、光学フィルタ２９を有する。これに加えて、エルビウムの励起光である１４８０ｎｍのレーザ光Ｅを生成するレーザダイオード（ＬＤ、励起光発光装置）２５と光アイソレータ２６１の出力を、偏波保持型波長分割多重カプラ（ＷＤＭ）２４を介して偏波保持エルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）２７に導く構成である。偏波保持エルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）２７において、ＬＤ２５からのレーザ光（エルビウムの励起光）Ｅとパルス光発振部１０からのパルス光Ｐの進行方向を同一とした。これにより、ファイバレーザー本体への励起光の侵入を抑え、光源の動作を安定させることができる。 The high-intensity soliton generation unit 20 of the supercontinuum light source 100 includes a half-wave plate (λ / 2) 21a, a polarization beam splitter (PBS) 22, a half-wavelength in the order in which the pulsed light P from the pulsed light oscillation unit 10 passes. A plate (λ / 2) 21b, a polarization maintaining single mode fiber (SMF) 23a having a length of 4 m, a polarization maintaining wavelength division multiplexing coupler (WDM) 24, and a polarization maintaining erbium doped fiber (EDF) 27 having a length of 2 m. , A polarization maintaining single mode fiber (SMF) 23b having a length of 3 m, an isolator 262, a quarter wavelength plate (λ / 4) 28, a half wavelength plate (λ / 2) 21c, and an optical filter 29. In addition to this, the output of a laser diode (LD, pumping light emitting device) 25 that generates 1480 nm laser light E, which is pumping light of erbium, and an optical isolator 261 is converted into a polarization-maintaining wavelength division multiplexing coupler (WDM) 24. In this configuration, the light is guided to a polarization-maintaining erbium-doped fiber (EDF) 27. In the polarization-maintaining erbium-doped fiber (EDF) 27, the traveling directions of the laser light (erbium excitation light) E from the LD 25 and the pulsed light P from the pulsed light oscillator 10 are the same. Thereby, the penetration | invasion of the excitation light to a fiber laser main body can be suppressed, and the operation | movement of a light source can be stabilized.
スーパーコンティニュアム光源１００のスーパーコンティニュアム光生成部３０は、正常分散高非線形光ファイバ（ＮＤ−ＨＮＬＦ）から成る。正常分散高非線形光ファイバ（ＮＤ−ＨＮＬＦ）としては、非線形性γが２１Ｗ-1ｋｍ-1、長さ５ｍのファイバを用いた。尚、正常分散高非線形光ファイバ（ＮＤ−ＨＮＬＦ）として偏波保持型のものを用いても良い。 The supercontinuum light generation unit 30 of the supercontinuum light source 100 includes a normal dispersion highly nonlinear optical fiber (ND-HNLF). As the normal dispersion highly nonlinear optical fiber (ND-HNLF), a fiber having a nonlinearity γ of 21 W −1 km −1 and a length of 5 m was used. Note that a polarization maintaining type may be used as the normal dispersion highly nonlinear optical fiber (ND-HNLF).
〔各ブロックにおける出力の特徴〕
図１のスーパーコンティニュアム光源１００によりスーパーコンティニュアム光を生成した。パルス光発振部１０においては、中心波長１５６０ｎｍ、パルス幅２６０ｆｓ、平均強度８ｍＷ、パルス周期４８ＭＨｚのパルス光が生成された。高強度ソリトン生成部２０においては、パルス光発振部１０の生成したパルス光から、中心波長１６９０ｎｍ、パルス幅Ｔ0＝１１０ｆｓ、平均強度６０ｍＷ、ピーク強度１１ｋＷの、フーリエ変換限界の時間波形ｓｅｃｈ2（ｔ／Ｔ0）のペデスタルフリーな、ソリトンパルス（高強度ソリトン）が生成された。スーパーコンティニュアム光生成部３０においては、高強度ソリトン生成部２０の生成したソリトンパルス（高強度ソリトン）から、以下に示す平坦、低雑音、高コヒーレンス、広帯域のスーパーコンティニュアム光が生成された。
[Characteristics of output in each block]
Supercontinuum light was generated by the supercontinuum light source 100 of FIG. In the pulsed light oscillator 10, pulsed light having a center wavelength of 1560 nm, a pulse width of 260 fs, an average intensity of 8 mW, and a pulse period of 48 MHz was generated. In the high-intensity soliton generator 20, the Fourier transform limit time waveform sech 2 (with a center wavelength of 1690 nm, a pulse width T 0 = 110 fs, an average intensity of 60 mW, and a peak intensity of 11 kW is generated from the pulsed light generated by the pulsed light oscillator 10 A pedestal-free soliton pulse (high intensity soliton) of t / T 0 ) was generated. In the supercontinuum light generation unit 30, the following flat, low noise, high coherence, and broadband supercontinuum light is generated from the soliton pulse (high intensity soliton) generated by the high intensity soliton generation unit 20. It was.
図２は、本発明に係るスーパーコンティニュアム光源１００により生成されたスーパーコンティニュアム光の、波長に対する光強度を示すグラフ図である。このうち、図２．Ａは光強度を通常目盛とし、図２．Ｂは光強度を対数目盛として記載した。図２．Ａ及び図２．Ｂに示される通り、最大強度に対して光強度が−２０ｄＢまでの波長帯域は、１３００ｎｍから２０００ｎｍに及び、半値幅（ＦＷＨＭ）は、５８０ｎｍであった。 FIG. 2 is a graph showing the light intensity with respect to the wavelength of the supercontinuum light generated by the supercontinuum light source 100 according to the present invention. Of these, FIG. A is a normal scale of light intensity, FIG. B described the light intensity as a logarithmic scale. FIG. A and FIG. As shown in B, the wavelength band up to -20 dB with respect to the maximum intensity ranged from 1300 nm to 2000 nm, and the full width at half maximum (FWHM) was 580 nm.
尚、図２．Ａのように、スーパーコンティニュアム光源１００のパルス光発振部１０と高強度ソリトン生成部２０の出力における光スペクトルの影響が、スーパーコンティニュアム光源１００の最終出力であるスーパーコンティニュアム光にも影響している。これは光フィルタで除去できなかった、ＬＤ２５由来のエルビウム励起光との干渉によるものである。しかし、図２．Ｂに示される通り、当該影響は、±１ｄＢ程度であって極めて平坦性の高いものである。この±１ｄＢの範囲に変動がおさまる波長帯域は、１４００ｎｍ付近から１９００ｎｍ付近までの帯域幅５００ｎｍに及ぶものであって、広帯域において極めて平坦なものとなった。 FIG. Like A, the influence of the optical spectrum on the outputs of the pulsed light oscillation unit 10 and the high-intensity soliton generation unit 20 of the supercontinuum light source 100 affects the supercontinuum light that is the final output of the supercontinuum light source 100. Also has an effect. This is due to the interference with the erbium excitation light derived from LD25 that could not be removed by the optical filter. However, FIG. As shown in B, the effect is about ± 1 dB and extremely flat. The wavelength band in which the fluctuation is suppressed in the range of ± 1 dB covers a bandwidth of 500 nm from around 1400 nm to around 1900 nm, and is extremely flat in the wide band.
〔従来の光源によるＳＣ光との比較１〕
図３．Ａは、本発明に係るスーパーコンティニュアム光源１００により生成されたスーパーコンティニュアム光と、従来のスーパーコンティニュアム光の、相対強度雑音（ＲＩＮ）を比較したグラフ図である。従来のスーパーコンティニュアム光としては、実施例１で、高強度ソリトン生成部２０の全てのファイバを偏波保持型でない、通常のファイバとし、スーパーコンティニュアム光生成部として８ｍ長の高非線形分散シフトファイバ（ＨＮＬ−ＤＳＦ）を用いて生成したもの（比較例１）を比較対象とした。ＲＩＮの測定は、ＰＩＮ光ダイオードと、高周波スペクトルアナライザにより行った。
[Comparison with SC light by conventional light source 1]
FIG. A is a graph comparing the relative intensity noise (RIN) between supercontinuum light generated by the supercontinuum light source 100 according to the present invention and conventional supercontinuum light. As conventional supercontinuum light, in Example 1, all the fibers of the high-intensity soliton generation unit 20 are non-polarization-maintaining normal fibers, and the supercontinuum light generation unit is 8 m long highly nonlinear. What was produced | generated using the dispersion shift fiber (HNL-DSF) (comparative example 1) was made into the comparison object. RIN was measured with a PIN photodiode and a high-frequency spectrum analyzer.
図３．Ａに示される通り、偏波保持型ファイバを用いない高強度ソリトン生成部と８ｍ長のＨＮＬ−ＤＳＦを用いて生成したスーパーコンティニュアム光（比較例１）は、１０ｋＨｚ乃至１０ＭＨｚの周波数帯域においてＲＩＮが−１４０ｄＢ／Ｈｚ近傍と比較的高雑音であった。一方、本発明によるスーパーコンティニュアム光源１００により生成されたスーパーコンティニュアム光は、少なくとも１００ｋＨｚ乃至１０ＭＨｚにおいてはＲＩＮが−１６０ｄＢ／Ｈｚ以下と低雑音であり、１０ｋＨ乃至１００ｋＨｚにおいても８ｍ長のＨＮＬ−ＤＳＦを用いて生成した比較例１のスーパーコンティニュアム光よりもＲＩＮが低いものであった。
このように、本発明に係るスーパーコンティニュアム光源１００により生成されたスーパーコンティニュアム光は、従来の光源によるスーパーコンティニュアム光よりも低雑音であった。
FIG. As shown in A, supercontinuum light (Comparative Example 1) generated using a high-intensity soliton generation unit that does not use a polarization maintaining fiber and an 8 m long HNL-DSF is in a frequency band of 10 kHz to 10 MHz. RIN was relatively high noise in the vicinity of -140 dB / Hz. On the other hand, the supercontinuum light generated by the supercontinuum light source 100 according to the present invention has a low noise of RIN of −160 dB / Hz or less at least at 100 kHz to 10 MHz, and an 8 m long HNL at 10 kHz to 100 kHz. -RIN was lower than the supercontinuum light of Comparative Example 1 produced using DSF.
As described above, the supercontinuum light generated by the supercontinuum light source 100 according to the present invention has lower noise than the supercontinuum light by the conventional light source.
図３．Ｂは、スーパーコンティニュアム光源１００のパルス光発振部１０と高強度ソリトン生成部２０の出力におけるＲＩＮを示したグラフ図である。図３．Ａと比較すると明らかなように、スーパーコンティニュアム光源１００により生成されたスーパーコンティニュアム光は、スーパーコンティニュアム光源１００のパルス光発振部１０と高強度ソリトン生成部２０の出力におけるＲＩＮと大差が無く、長さ５ｍの正常分散高非線形光ファイバ（ＮＤ−ＨＮＬＦ）から成るスーパーコンティニュアム光生成部３０を通過する際に、ＲＩＮが増加していないことが理解できる。 FIG. B is a graph showing RIN at the outputs of the pulsed light oscillator 10 and the high-intensity soliton generator 20 of the supercontinuum light source 100. FIG. FIG. As apparent from comparison with A, the supercontinuum light generated by the supercontinuum light source 100 is the RIN at the outputs of the pulsed light oscillator 10 and the high-intensity soliton generator 20 of the supercontinuum light source 100. It can be understood that the RIN does not increase when passing through the supercontinuum light generation unit 30 made of a normal dispersion highly nonlinear optical fiber (ND-HNLF) having a length of 5 m with no significant difference.
〔従来の光源によるＳＣ光との比較２〕
図４は、本発明に係るスーパーコンティニュアム光源１００により生成されたスーパーコンティニュアム光と、従来のスーパーコンティニュアム光のコヒーレンス度を比較したグラフ図である。従来のスーパーコンティニュアム光としては、実施例１で、高強度ソリトン生成部２０の全てのファイバを偏波保持型でない、通常のファイバとし、スーパーコンティニュアム光生成部として３ｍ長のＨＮＬ−ＤＳＦを用いて生成したもの（比較例２）を比較対象とした。コヒーレンス度の測定は、マッハツェンダ型干渉計と、光スペクトルアナライザにより行った。
図４に示される通り、３ｍ長のＨＮＬ−ＤＳＦを用いて生成した比較例２のスーパーコンティニュアム光は、１．４乃至１．７μｍの波長帯域においてコヒーレンス度が０．３〜１．０と、非常にばらつきの大きいものであった。一方、本発明によるスーパーコンティニュアム光源１００により生成されたスーパーコンティニュアム光は、１．４乃至１．７μｍの波長帯域においてコヒーレンス度が０．８〜１．０と、ばらつきが十分に小さく、高コヒーレンスであった。
[Comparison with SC light by conventional light source 2]
FIG. 4 is a graph comparing the degree of coherence between the supercontinuum light generated by the supercontinuum light source 100 according to the present invention and the conventional supercontinuum light. As the conventional supercontinuum light, in Example 1, all the fibers of the high-intensity soliton generation unit 20 are non-polarization-maintaining normal fibers, and the supercontinuum light generation unit is 3 m long HNL- What was produced | generated using DSF (comparative example 2) was made into the comparison object. The degree of coherence was measured with a Mach-Zehnder interferometer and an optical spectrum analyzer.
As shown in FIG. 4, the supercontinuum light of Comparative Example 2 generated using a 3 m long HNL-DSF has a coherence degree of 0.3 to 1.0 in a wavelength band of 1.4 to 1.7 μm. It was very variable. On the other hand, the supercontinuum light generated by the supercontinuum light source 100 according to the present invention has a sufficiently small variation with a coherence degree of 0.8 to 1.0 in the wavelength band of 1.4 to 1.7 μm. High coherence.
１００：スーパーコンティニュアム光源
１０：パルス光発振部
１１：リング型発振器
２０：高強度ソリトン生成部
２３ａ、２３ｂ：偏波保持シングルモードファイバ（ＳＭＦ）
２４：偏波保持型波長分割多重カプラ（ＷＤＭ）
２７：偏波保持エルビウムドープファイバ
２５：エルビウム励起光を生成するＬＤ
３０：正常分散高非線形光ファイバ（ＮＤ−ＨＮＬＦ）から成るスーパーコンティニュアム光生成部
100: Supercontinuum light source 10: Pulsed light oscillator 11: Ring-type oscillator 20: High-intensity soliton generator 23a, 23b: Polarization-maintaining single mode fiber (SMF)
24: Polarization-maintaining wavelength division multiplexing coupler (WDM)
27: Polarization-maintaining erbium-doped fiber 25: LD that generates erbium excitation light
30: Supercontinuum light generation unit composed of normal dispersion highly nonlinear optical fiber (ND-HNLF)
Claims (5)
コヒーレントなパルス光を発生させるパルス光発振部と、
当該パルス光発振部により発生された前記パルス光を入力し、そのパルス光を増幅してソリトンパルスを生成する高強度ソリトン生成部と、
当該高強度ソリトン生成部の生成する前記ソリトンパルスを導入し、そのソリトンパルスからスーパーコンティニュアム光を生成し、そのスーパーコンティニュアム光を出射するスーパーコンティニュアム光生成部とを有し、
前記高強度ソリトン生成部において、前記パルス光の導入部から、増幅部を介して前記ソリトンパルスの出射に至る経路が、連続した偏波保持光導波路及び偏波保持光素子により構成されていることを特徴とするスーパーコンティニュアム光源。 A light source that generates supercontinuum light,
A pulsed light oscillator that generates coherent pulsed light;
A high-intensity soliton generation unit that inputs the pulsed light generated by the pulsed light oscillation unit and amplifies the pulsed light to generate a soliton pulse;
Introducing the soliton pulse generated by the high-intensity soliton generation unit, generating supercontinuum light from the soliton pulse, and having a supercontinuum light generation unit that emits the supercontinuum light,
In the high-intensity soliton generation unit, a path from the pulsed light introduction unit to the output of the soliton pulse through the amplification unit is configured by a continuous polarization maintaining optical waveguide and a polarization maintaining optical element. Super continuum light source.
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