JP2010238865A - Mode synchronized laser device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モード同期レーザ装置に関し、特に、光通信や光計測、材料加工、THz波発生、物理学等の分野において利用されるパルス光を発生するモード同期レーザ装置に関する。 The present invention relates to a mode-locked laser device, and more particularly to a mode-locked laser device that generates pulsed light used in the fields of optical communication, optical measurement, material processing, THz wave generation, physics, and the like.
超短パルス光源からのパルス光は、パルス幅が小さく、ピークパワーが大きく、広帯域といった特長を有している。これらの特長を生かして、光通信や光計測、材料加工、THz(テラヘルツ)波発生、物理学等の分野への超短パルス光の応用が検討されている。中でも、ファイバ型の超短パルス光源は、固体レーザと比べて小型であり、その動作が安定していることから、特に注目を集めている。 The pulsed light from the ultrashort pulse light source has features such as a small pulse width, a large peak power, and a wide band. Taking advantage of these features, the application of ultra-short pulse light to the fields of optical communication, optical measurement, material processing, THz (terahertz) wave generation, physics and the like is being studied. Among them, the fiber-type ultrashort pulse light source is particularly attracting attention because it is smaller than a solid-state laser and its operation is stable.
超短パルス光源からパルス光を発生させる方法としては、モード同期レーザが一般的によく知られている(非特許文献1参照)。共振器では、共振器長に対応する周波数の整数倍の周波数成分が強め合う。そのため、スペクトルにおいて等間隔なモードが発生する。そして、これらのモードの位相を合わせることができれば、短いパルス光を発生させることが可能である。 As a method for generating pulsed light from an ultrashort pulse light source, a mode-locked laser is generally well known (see Non-Patent Document 1). In the resonator, frequency components that are integral multiples of the frequency corresponding to the resonator length reinforce each other. For this reason, an equally spaced mode occurs in the spectrum. If the phases of these modes can be matched, short pulsed light can be generated.
モード同期レーザは、アクティブモード同期レーザとパッシブモード同期レーザに大別される。アクティブモード同期レーザは、共振器内を伝搬する光の強度若しくは位相を変調することで超短パルス光を発生させる。一般的には、強度変調器や位相変調器を用いて、パルス光の繰り返し周波数に合わせて変調することが多い。 Mode-locked lasers are roughly classified into active mode-locked lasers and passive mode-locked lasers. The active mode-locked laser generates ultrashort pulse light by modulating the intensity or phase of light propagating in the resonator. In general, an intensity modulator or a phase modulator is often used for modulation in accordance with the repetition frequency of pulsed light.
一方、パッシブモード同期レーザは、光の強度に応じて損失が変化する過飽和吸収体を用いてモード同期を行う。過飽和吸収体は光強度が大きいときには損失が小さく、光強度が弱いときには損失が大きいという特徴を有している。したがって、パルス光を過飽和吸収体に通す場合、パルス光のピーク付近の成分(光強度が大きい部分)に比べて、裾部の成分の損失が大きくなる。すなわち、過飽和吸収体はパルス光を細くする効果がある。パルス光は共振器内の過飽和吸収体を何度も通過することにより、除々にそのパルス幅が細くなる。その後、パルス光は定常状態となり、安定したパルス光が発生する。 On the other hand, a passive mode-locked laser performs mode locking using a saturable absorber whose loss varies with the intensity of light. The saturable absorber has a feature that the loss is small when the light intensity is high, and the loss is large when the light intensity is weak. Therefore, when the pulsed light is passed through the saturable absorber, the loss of the skirt component is larger than the component near the peak of the pulsed light (the portion where the light intensity is high). That is, the saturable absorber has an effect of narrowing the pulsed light. As the pulsed light passes through the saturable absorber in the resonator many times, its pulse width gradually decreases. Thereafter, the pulsed light is in a steady state, and stable pulsed light is generated.
一般的には、半導体やカーボンナノチューブの過飽和吸収特性を利用した過飽和吸収体を使用する方法が多いが、光ファイバ中の非線形効果を応用する方法もある。非線形効果を応用する方法では、非線形効果の大きさが光強度に依存するという特徴を利用している。 In general, there are many methods using a supersaturated absorber utilizing the supersaturated absorption characteristics of semiconductors and carbon nanotubes, but there is also a method of applying a nonlinear effect in an optical fiber. The method of applying the nonlinear effect utilizes the feature that the magnitude of the nonlinear effect depends on the light intensity.
例えば、非線形偏波回転や非線形ループミラー(NOLM:Nonlinear Loop Mirror)などが報告されている。非線形偏波回転では、光の強度に応じて偏波が回転する大きさが変わることを用いたものである。非線形偏波回転後にポラライザに光を透過させることにより、光の強度に応じた損失を与えることができる。NOLMは、光ファイバとタップカプラで構成されるループに光を互いに伝搬させる構成を有している。NOLMの透過率は、互いに逆に伝搬する光の非線形位相シフトの差に応じて変化する。そして、非線形位相シフトの大きさは光の強度に比例することから、NOLMの透過率は入射する光の強度に依存する。 For example, non-linear polarization rotation and non-linear loop mirror (NOLM) have been reported. Nonlinear polarization rotation uses the fact that the magnitude of polarization rotation changes according to the intensity of light. By transmitting the light to the polarizer after the nonlinear polarization rotation, a loss corresponding to the intensity of the light can be given. The NOLM has a configuration for propagating light to each other through a loop composed of an optical fiber and a tap coupler. The transmittance of the NOLM changes according to the difference in nonlinear phase shift of light propagating in the opposite directions. Since the magnitude of the nonlinear phase shift is proportional to the light intensity, the transmittance of the NOLM depends on the intensity of the incident light.
近年、変調器と非線形光増幅ループミラー(NALM:Nonlinear Amplifying LoopMirror)を組み合わせた8の字型(Figure-8)の偏波保持モード同期レーザが提案されている(非特許文献2参照)。NALMはNOLMの一種であり、ループ中に光増幅器が配されていることが特徴である。入射された光は光増幅器により増幅されるため、非線形位相シフトが大きくなる。そのため、NALMは、NOLMと比べて低パワーで透過関数を描くことが可能となる。この偏波モード同期レーザでは、NALMと変調器を用いることでモード同期発振をさせており、一旦モード同期すると、変調器による変調を止めてもモード同期発振を続ける。したがって、パッシブモード同期として動作する。 In recent years, an 8-shaped (Figure-8) polarization-maintaining mode-locked laser that combines a modulator and a nonlinear optical amplification loop mirror (NALM) has been proposed (see Non-Patent Document 2). NALM is a kind of NOLM and is characterized in that an optical amplifier is arranged in the loop. Since the incident light is amplified by the optical amplifier, the nonlinear phase shift increases. Therefore, NALM can draw a transmission function with lower power than NOLM. In this polarization mode-locked laser, mode-locked oscillation is performed by using a NALM and a modulator, and once mode-locked, mode-locked oscillation is continued even if the modulation by the modulator is stopped. Therefore, it operates as passive mode synchronization.
図4は、従来のモード同期レーザ装置の構成を概略的に示す図である。 FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration of a conventional mode-locked laser device.
図4に示すように、モード同期レーザ装置40は、レーザ光の強度を変調する偏波保持型強度変調器41と、レーザ光の周回する方向を規定すると共に、偏波軸を規定する偏波依存型アイソレータ42と、周回するレーザ光(又はモード同期レーザ)の一部を分岐する偏波保持型タップカプラ43と、非線形光増幅ループミラー44と、2つのループを繋ぐ偏波保持型タップカプラ45と、偏波保持型タップカプラ43の分岐経路に接続された偏波依存型アイソレータ51とを備える。非線形光増幅ループミラー44は、増幅媒体であるPM−EDF(Polarization-maintainingErbium-doped Fiber)44aを有している。また、モード同期レーザ装置40は、励起光源46と、励起光源46に接続され、該励起光源からのレーザ光をPM−EDF44aに導く偏波保持型WDMカプラ47とを有している。PM−EDF44aの長さは1〜2m、1530nmにおける吸収は27.5dB/m、1530nmにおける分散は、−34.4ps/nm/kmである。強度変調器41には、変調を制御するためのファンクションジェネレータ48が接続されている。また、このモード同期レーザ装置では、レーザ光が伝搬する部分の全てが偏波保持型光ファイバ49で接続されており、安定したモード同期パルス光(モード同期レーザ光)を発振することが可能である。
As shown in FIG. 4, the mode-locked
しかしながら、上記のように構成されるモード同期レーザ装置は非常に繊細であるため、環境変化やパラメータ変化の影響により、安定したモード同期レーザ光を発振させることができない場合がある。例えば、温度変化により、共振器長が変化したり、各光学部品の損失が変化したり、EDFの利得特性が変化する場合がある。また、励起光源からの光パワーや波長が僅かに変化することがある。このような場合に、安定したモード同期レーザ光を発振させることができないことがある。 However, since the mode-locked laser apparatus configured as described above is very delicate, stable mode-locked laser light may not be able to oscillate due to the influence of environmental changes or parameter changes. For example, the resonator length may change due to a temperature change, the loss of each optical component may change, or the gain characteristics of the EDF may change. In addition, the light power and wavelength from the excitation light source may slightly change. In such a case, stable mode-locked laser light may not be oscillated.
本発明の目的は、モード同期発振を確認しつつ、環境変化やパラメータ変化が生じた場合であっても安定したモード同期レーザ光を発振させることができるモード同期レーザ装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a mode-locked laser apparatus that can oscillate a stable mode-locked laser beam even when environmental changes or parameter changes occur while confirming mode-locked oscillation.
上記目的を達成するために、本発明の第1の態様におけるモード同期レーザ装置は、所定経路内でレーザ光を変調してモード同期レーザ光を発生するモード同期レーザ装置において、前記所定経路内のレーザ光を分岐する分岐手段と、前記分岐手段により分岐されたレーザ光の一部を選択する選択手段と、前記選択手段により選択されたレーザ光を受光する受光手段と、前記受光手段の受光量に基づいてモード同期を監視する監視手段と、を備えることを特徴とする。 To achieve the above object, a mode-locked laser device according to a first aspect of the present invention is a mode-locked laser device that generates a mode-locked laser beam by modulating a laser beam in a predetermined path. Branch means for branching the laser light, selection means for selecting a part of the laser light branched by the branch means, light receiving means for receiving the laser light selected by the selection means, and amount of light received by the light receiving means And monitoring means for monitoring mode synchronization based on the above.
また、前記監視手段は、前記受光手段で受光された光パワーに基づいて前記レーザ光のモード同期を監視することが好ましい。 The monitoring means preferably monitors mode synchronization of the laser beam based on the optical power received by the light receiving means.
さらに、前記監視手段は、前記受光手段で受光された光パワーが所定の閾値以下である場合に、前記レーザ光がモード同期していないと判定することがより好ましい。 Further, it is more preferable that the monitoring unit determines that the laser beam is not mode-synchronized when the optical power received by the light receiving unit is equal to or less than a predetermined threshold value.
また、前記モード同期レーザ装置は、前記監視手段により前記レーザ光がモード同期していないと判定されたときに、前記レーザ光がモード同期するように復旧動作を実行する制御手段を更に備えるのが好ましい。 The mode-locked laser apparatus further includes control means for executing a recovery operation so that the laser light is mode-locked when the monitoring means determines that the laser light is not mode-locked. preferable.
また、前記制御手段は、前記復旧動作において、前記レーザ光を発生する光源の駆動電流を一時的に増大させ、その後前記駆動電流を定常状態の駆動電流まで減少させることがより好ましい。 More preferably, the control means temporarily increases the drive current of the light source that generates the laser light and then decreases the drive current to a steady-state drive current in the recovery operation.
また、前記分岐手段は、前記所定経路内のレーザ光を所定の分岐比で分岐するタップカプラであることが好ましい。 The branching unit is preferably a tap coupler that branches the laser light in the predetermined path at a predetermined branching ratio.
また、前記選択手段は、所定波長領域のレーザ光を透過するフィルタであることが好ましい。 The selection means is preferably a filter that transmits laser light in a predetermined wavelength region.
また、前記フィルタは、モード同期しているときに前記受光手段で受光された光パワーと、モード同期していないときに前記受光手段で受光された光パワーとの差が大きい波長領域のレーザ光を透過するのがより好ましい。 Further, the filter is a laser beam in a wavelength region in which a difference between the optical power received by the light receiving unit when the mode is synchronized and the optical power received by the light receiving unit when the mode is not synchronized is large. More preferably.
本発明の第2の態様におけるモード同期レーザ装置は、所定経路内でレーザ光を変調してモード同期レーザ光を発生するモード同期レーザ装置の制御方法であって、前記所定経路内のレーザ光を分岐する分岐ステップと、前記分岐ステップにより分岐されたレーザ光の一部を選択する選択ステップと、前記選択ステップにより選択されたレーザ光を受光する受光ステップと、前記受光ステップにおける受光量に基づいて前記レーザ光のモード同期を監視する監視ステップとを有することを特徴とする。 A mode-locked laser device according to a second aspect of the present invention is a method for controlling a mode-locked laser device that generates a mode-locked laser beam by modulating a laser beam in a predetermined path, the laser beam in the predetermined path being Based on the branching step for branching, the selection step for selecting a part of the laser light branched by the branching step, the light receiving step for receiving the laser light selected by the selection step, and the amount of light received in the light receiving step And a monitoring step of monitoring mode synchronization of the laser beam.
本発明によれば、分岐手段により所定経路内のレーザ光を分岐し、該分岐されたレーザ光の一部を選択し、該選択されたレーザ光の受光量に基づいてモード同期を監視する。これにより、モード同期発振を確認することができ、また、環境変化やパラメータ変化が生じた場合であっても安定したモード同期レーザ光を発振させることが可能となる。また、所定波長領域のレーザ光を選択して透過させ、該レーザ光の受光量に基づいてモード同期を監視するので、モード同期の監視を精度良く実行することができる。 According to the present invention, the laser beam in the predetermined path is branched by the branching unit, a part of the branched laser beam is selected, and the mode synchronization is monitored based on the received light amount of the selected laser beam. Thus, mode-locked oscillation can be confirmed, and stable mode-locked laser light can be oscillated even when environmental changes or parameter changes occur. In addition, since laser light of a predetermined wavelength region is selected and transmitted and mode synchronization is monitored based on the amount of received laser light, mode synchronization can be monitored with high accuracy.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係るモード同期レーザ装置の構成を概略的に示す図である。 FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a mode-locked laser apparatus according to an embodiment of the present invention.
図1において、モード同期レーザ装置10は、レーザ光の強度を変調する偏波保持型変調器11と、レーザ光の周回する方向を規定すると共に、その偏波軸を規定する偏波依存型アイソレータ12と、周回するレーザ光(又はモード同期レーザ)の一部を分岐する偏波保持型タップカプラ13と、非線形光増幅ループミラー(NALM:Nonlinear Amplifying Loop Mirror)14と、2つのループを繋ぐ偏波保持型タップカプラ15とを備える。非線形光増幅ループミラー14は、増幅媒体であるPM−EDF(Polarization-maintainingErbium-doped Fiber)14aを有している。また、モード同期レーザ装置10は、レーザ光を発生する励起光源16と、励起光源16に接続され、該励起光源からのレーザ光を非線形光増幅ループミラー14に導く偏波保持型WDMカプラ17とを有している。変調器11には、変調を制御するためのファンクションジェネレータ18が接続されている。また、このモード同期レーザ装置では、レーザ光(パルス光)が伝搬する部分の全てが偏波保持型光ファイバ19で接続されており、安定したモード同期レーザ光を発振することが可能である。尚、本実施の形態では、モード同期レーザ装置10では、レーザ光が伝搬する光ファイバが8の字型(Figure-8)であるが、これに限るものではなく、直線型であってもよいし、シグマ型であってもよい。
In FIG. 1, a mode-locked
また、モード同期レーザ装置10は、モード同期レーザ光の一部をサンプリングし、該サンプリングされたレーザ光に基づいてモード同期を制御するモード同期制御装置(制御手段)20を備える。
Further, the mode-locked
モード同期制御装置20は、偏波保持型タップカプラ13の分岐経路に接続された偏波依存型アイソレータ21と、偏波依存型アイソレータ21から出力されたレーザ光を所定の分岐比で分岐する偏波保持型タップカプラ(分岐手段)22と、偏波保持型タップカプラ22により分岐されたレーザ光のうち所定波長領域のレーザ光を選択して透過させるバンドパスフィルタ(選択手段)23と、バンドパスフィルタ23を透過したレーザ光を受光する受光素子(受光手段)24と、受光素子24に接続され、該受光素子の受光量に基づいてモード同期を監視及び制御する制御回路(監視手段)25とを有する。受光素子24としては、例えば、フォトダイオードや光電子倍増管等を用いることができる。
The mode
このモード同期レーザ装置では、図中の左側のループと右側のループがタップカプラ15で接続される。左側のループでは、半時計周りに伝搬する光は偏波依存型アイソレータ12でアイソレートされる。したがって、左側のループでは時計周りの光のみが伝搬する。左側のループを時計回りに伝搬する光は、変調器11によって光が変調され、タップカプラ13によって一部の光が共振器の外に取り出される。そして、タップカプラ15によって右側のループを時計回りに伝搬する光と、半時計周りに伝搬する光に分岐される。右側のループを伝搬する光のうち、時計回りに伝搬する光及び反時計回りに伝搬する光の双方が、PM−EDF14aにて増幅される。ただし、タップカプラ15の分岐比や経路に応じて、時計回りと反時計周りの光パルスの強度が変化し、非線形位相シフトに違いが生じる。これら2つのレーザ光がタップカプラ15にて再び結合されると、位相シフト差に依存した干渉が発生する。光パルスのピークで強め合い且つ光パルスの裾部分で弱め合うように干渉させると、周回するに従って光パルスが細くなり、所定期間経過後に定常状態となる。
In this mode-locked laser device, the left loop and the right loop in the figure are connected by a tap coupler 15. In the left loop, the light propagating counterclockwise is isolated by the polarization dependent isolator 12. Therefore, only clockwise light propagates in the left loop. The light propagating clockwise in the left loop is modulated by the modulator 11, and part of the light is extracted out of the resonator by the
次に、モード同期制御装置20によるモード同期の制御方法について説明する。
Next, a mode synchronization control method performed by the
先ず、図中左側のループにおいて、タップカプラ13により分岐されたレーザ光は、バンドパスフィルタ23によりフィルタリングされ、所定波長を有するレーザ光のみが受光素子24で受光される。受光されたレーザ光は、受光素子24にて光入力に応じた電流に変換されて、制御回路25に出力される。制御回路25では、受光素子24からの電流が入力され、該入力された電流値に応じた光パワー(光強度)が閾値より大きいか否かが判定される。制御回路25に入力された電流値に応じた光パワーが閾値より大きい場合は、レーザ光がモード同期していると判定される。制御回路25に入力された電流値に応じた光パワーが閾値以下である場合は、モード同期していないと判定され、制御回路25にて、レーザ光がモード同期するように復旧動作が実行される。
First, in the loop on the left side in the figure, the laser beam branched by the
すなわち、制御回路25は、レーザ光のモード同期を監視する監視手段としての役割も担っており、受光素子25で受光された光パワーに基づいてレーザ光のモード同期を監視している。そして、制御回路25は、受光素子25で受光された光パワーが閾値より大きい場合は、レーザ光がモード同期していないと判定し、一方、受光素子25で受光された光パワーが閾値以下である場合は、レーザ光がモード同期していないと判定する。
That is, the
制御回路25で実行されるモード同期の復旧動作は、以下のように実行される。例えば、励起光源16の駆動電流を一時的に増大してモード同期させ、その後当該駆動電流を定常状態の駆動電流まで減少させる。また、変調器11による変調動作及び励起光源16からの励起光の出力を一旦オフにした後、再度変調器11による変調動作と励起光の出力をオンにして、励起光の駆動電流を定常状態の駆動電流に設定する。
The mode synchronization recovery operation executed by the
図2は、図1のモード同期レーザ装置10にて同期されるモード同期レーザのスペクトルを示す図であり、モード同期している場合のスペクトルを実線で示し、モード同期していない場合を破線で示す。
FIG. 2 is a diagram showing the spectrum of the mode-locked laser synchronized by the mode-locked
モード同期している場合の平均光パワーとモード同期していない場合の平均光パワーは、夫々6.43dBm、6.23dBmであり、平均光パワーの差は微少である。よって、モード同期しているか否かの判定を平均光パワーのみで行うことは困難である。そこで、本実施の形態では、モード同期している場合とモード同期していない場合との光パワー差が大きい波長領域のレーザ光のみをフィルタリングして選択する。これにより、モード同期しているか否かの判定を精度良く実行することが可能である。 The average optical power when the mode is synchronized and the average optical power when the mode is not synchronized are 6.43 dBm and 6.23 dBm, respectively, and the difference between the average optical powers is very small. Therefore, it is difficult to determine whether or not the mode is synchronized with only the average optical power. Therefore, in the present embodiment, only laser light in a wavelength region having a large optical power difference between when mode synchronization is performed and when mode synchronization is not performed is selected by filtering. Thereby, it is possible to accurately determine whether or not the mode is synchronized.
具体的には、図2に示すように、半値全幅3nmのバンドパスフィルタで波長1570nm付近のレーザ光を選択してモニタリングする。例えば、波長1540〜1590nmのレーザ光を選択した場合、モード同期している場合とモード同期していない場合との光パワー差は約20dBmであり、モード同期しているか否かの判定を行うのに十分な光パワー差である。尚、上記判定を行うために必要な光パワー差は受光素子や制御回路に応じて最適な値があるので、受光素子や制御回路に応じてモニタリングするレーザ光の波長を選択してもよい。 Specifically, as shown in FIG. 2, laser light having a wavelength of about 1570 nm is selected and monitored by a bandpass filter having a full width at half maximum of 3 nm. For example, when a laser beam having a wavelength of 1540 to 1590 nm is selected, the optical power difference between when the mode is synchronized and when the mode is not synchronized is about 20 dBm, and it is determined whether or not the mode is synchronized. This is a sufficient optical power difference. Note that the optical power difference necessary for performing the determination has an optimum value according to the light receiving element and the control circuit, and therefore the wavelength of the laser beam to be monitored may be selected according to the light receiving element and the control circuit.
また、制御回路25では、モード同期している場合の光パワーとモード同期していない場合の光パワーとの中間値が閾値に設定される。検出対象であるレーザ光の光パワーが上記中間値より大きい場合はモード同期していると判定され、検出対象であるレーザ光の光パワーが上記中間値以下である場合はモード同期していないと判定される。
In the
本実施の形態によれば、偏波保持型タップカプラ22によりレーザ光を分岐し、バンドパスフィルタ23により所定波長領域のレーザ光を選択して透過させ、バンドパスフィルタ23を透過したレーザ光の受光量に基づいてモード同期を監視する。これにより、モード同期発振を確認することができ、また、環境変化やパラメータ変化が生じた場合であっても安定したモード同期レーザ光を発振させることが可能となる。また、所定波長領域、特にモード同期している場合とモード同期していない場合との光パワー差が大きい波長領域のレーザ光を選択して透過させ、該レーザ光の受光量に基づいてモード同期を監視するので、モード同期の監視を精度良く実行することができる。
According to the present embodiment, the laser light is branched by the polarization maintaining
本実施の形態では、偏波保持型タップカプラ13を図1に示すような位置に配置したが、これに限るものではなく、周回するレーザ光の一部を取り出すことができれば如何なる位置に配置されてもよく、また、如何なる構成を有していてもよい。
In this embodiment, the polarization maintaining
また、本実施の形態では、制御回路25は、モード同期を監視及び制御するが、これに限るものではなく、モード同期の監視のみを実行するものであってもよい。また、モード同期を監視する監視回路と、該監視回路の監視結果に基づいてモード同期を制御する制御回路とが設けられてもよい。
In the present embodiment, the
図3(a)〜(b)は、図1におけるタップカプラ13の変形例を示す図である。
FIGS. 3A and 3B are diagrams showing a modification of the
図3(a)において、タップカプラ13は、出力用ポートと、該出力用ポートの反対側に配されるモニタ用ポートとを有しており、周回するレーザ光の一部を取り出すと共に、外部に出力されるレーザ光を出力用ポートに、モニタリングされるレーザ光をモニタ用ポートに夫々分岐する。また、図3(b)では、タップカプラ13は、周回するレーザ光の一部を分岐してモード同期制御装置20に導くタップカプラ13aと、周回するレーザ光の一部を分岐して外部に導くタップカプラ13bとを有している。このとき、タップカプラ13bで分岐されるレーザ光の伝搬方向は、周回するレーザ光の周回方向と逆である。図3(c)では、図3(b)に示す構成と基本的に同じであるが、タップカプラ13bで分岐されるレーザ光の伝搬方向が、周回するレーザ光の周回方向と同じである点で異なる。
In FIG. 3A, the
尚、本実施の形態では、レーザ光の一部の波長成分を選択するためにバンドパスフィルタを用いているが、これに限るものではなく、レーザ光の長波長領域を選択するローパスフィルタ(LPF)を用いてもよいし、レーザ光の短波長領域を選択するハイパスフィルタ(HPF)を用いてもよい。但し、モード同期していないときには長波長領域の光パワーが小さい傾向にあるため、長波長領域を選択すると、モード同期している場合とモード同期していない場合との光パワー差が大きくなる。したがって、長波長領域を選択するフィルタを用いるのがより好ましい。 In the present embodiment, a bandpass filter is used to select a part of the wavelength components of the laser beam. However, the present invention is not limited to this, and a low-pass filter (LPF) that selects a long wavelength region of the laser beam. ) Or a high-pass filter (HPF) that selects a short wavelength region of the laser light may be used. However, since the optical power in the long wavelength region tends to be small when the mode is not synchronized, when the long wavelength region is selected, the optical power difference between when the mode is synchronized and when the mode is not synchronized increases. Therefore, it is more preferable to use a filter that selects the long wavelength region.
また、レーザ光の中心波長領域では、モード同期している場合とモード同期していない場合との光パワー差が小さくなるため、中心波長領域を避けて選択するのが好ましい。また、図2おける波長1557nmのように、鋭いスパイク成分を生じるスペクトルの場合は、その波長領域を避けて選択するのが好ましい。 Further, in the central wavelength region of the laser light, the optical power difference between the case where the mode is synchronized and the case where the mode is not synchronized is small. Therefore, it is preferable to select the center wavelength region while avoiding the central wavelength region. Further, in the case of a spectrum that produces a sharp spike component such as the wavelength 1557 nm in FIG. 2, it is preferable to select the spectrum avoiding the wavelength region.
10 モード同期レーザ装置
11 変調器
12,21 アイソレータ
13,15,22 タップカプラ
14 非線形光増幅ループミラー
14a PM−EDF
16 励起光源
17 WDMカプラ
18 ファンクションジェネレータ
19 光ファイバ
20 モード同期制御装置
23 バンドパスフィルタ
24 受光素子
25 制御回路
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記所定経路内のレーザ光を分岐する分岐手段と、
前記分岐手段により分岐されたレーザ光の一部を選択する選択手段と、
前記選択手段により選択されたレーザ光を受光する受光手段と、
前記受光手段の受光量に基づいて前記レーザ光のモード同期を監視する監視手段と、を備えることを特徴とするモード同期レーザ装置。 In a mode-locked laser device that generates mode-locked laser light by modulating laser light within a predetermined path,
Branching means for branching the laser light in the predetermined path;
Selection means for selecting a part of the laser beam branched by the branching means;
A light receiving means for receiving the laser light selected by the selection means;
A mode-locked laser device comprising: monitoring means for monitoring mode synchronization of the laser beam based on the amount of light received by the light-receiving means.
前記所定経路内のレーザ光を分岐する分岐ステップと、
前記分岐ステップにより分岐されたレーザ光の一部を選択する選択ステップと、
前記選択ステップにより選択されたレーザ光を受光する受光ステップと、
前記受光ステップにおける受光量に基づいて前記レーザ光のモード同期を監視する監視ステップと、を有することを特徴とするモード同期レーザ装置の制御方法。 A method for controlling a mode-locked laser device that generates laser by modulating a laser beam within a predetermined path,
A branching step for branching the laser beam in the predetermined path;
A selection step of selecting a part of the laser beam branched by the branching step;
A light receiving step for receiving the laser light selected in the selection step;
And a monitoring step of monitoring mode synchronization of the laser beam based on the amount of light received in the light receiving step.
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