JP2010530142A - ウィスパリングギャラリーモード共振器に同期されるチューニング可能レーザ - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図1
Description
本出願は、2007年6月13日に出願された米国仮出願番号第60/934,524号、発明の名称「Compact, Tunable, Ultranarrow-Line Source Based on a Laser Injection Locked to a Whispering Gallery Mode Optical Resonator」の優先権を主張し、この文献の開示内容は、引用によって、本願の一部として援用される。
Claims (19)
- 制御信号に応じてチューニング可能であり、あるレーザ周波数でレーザビームを生成するレーザと、
光共振器内を周回するウィスパリングギャラリーモードをサポートするように構造化され、前記レーザに光結合され、前記ウィスパリングギャラリーモードの前記光共振器内に前記レーザビームの一部を受け入れ、前記光共振器内の前記ウィスパリングギャラリーモードのレーザ光を前記レーザに戻して、前記ウィスパリングギャラリーモードの周波数でレーザ周波数を安定させ、及びレーザの線幅を縮小する光共振器とを備えるレーザデバイス。 - 前記光共振器は、環境摂動に対して前記ウィスパリングギャラリーモードを安定させるようにチューニング可能であり、前記光共振器から前記レーザへの前記レーザ光のフィードバックは、前記光共振器内の前記ウィスパリングギャラリーモードの安定性を前記レーザに伝える請求項1記載のレーザデバイス。
- 前記ウィスパリングギャラリーモードの周波数を制御及びチューニングして、前記光共振器から前記レーザへの前記レーザ光のフィードバックを介して、前記レーザのレーザ周波数をチューニングする共振器チューニングメカニズムを備える請求項1記載のレーザデバイス。
- 前記共振器チューニングメカニズムは、前記光共振器の温度を制御及びチューニングして、前記レーザのレーザ周波数をチューニングする請求項3記載のレーザデバイス。
- 前記共振器チューニングメカニズムは、前記光共振器に加えられる圧力を印加及び制御して、前記レーザのレーザ周波数をチューニングする請求項3記載のレーザデバイス。
- 前記光共振器は、前記光共振器に印加される電位に応じて、屈折率を変更する電気光学材料を備え、
前記共振器チューニングメカニズムは、前記電位を印加及び制御して、前記レーザのレーザ周波数をチューニングする請求項3記載のレーザデバイス。 - 前記共振器チューニングメカニズムは、前記電位を変調して、前記光共振器のウィスパリングギャラリーモードの周波数及び前記レーザのレーザ周波数を変調するように構成されている請求項6記載のレーザデバイス。
- 前記ウィスパリングギャラリーモードの周波数で前記レーザ周波数を安定させながら、前記共振器チューニングメカニズムを介して前記光共振器のウィスパリングギャラリーモードの周波数を調整すると共に、前記レーザのレーザ周波数を調整する制御メカニズムを備える請求項6記載のレーザデバイス。
- 前記光共振器にエバネッセント結合し、前記光共振器内の前記ウィスパリングギャラリーモードへの光及び前記ウィスパリングギャラリーモードからの光を結合する光カプラと、
前記レーザと前記光カプラとの間で光結合され、前記レーザビームを前記光カプラに向け、前記光共振器からのレーザ光を前記レーザに向けるレンズアセンブリとを備える請求項1記載のレーザデバイス。 - 前記レンズアセンブリは、前記レーザに隣接して配置され、小さい開口を有するように構成され、前記レーザに光をフォーカスし、及び前記レーザから光を回収する第1のGRINレンズと、前記光カプラに隣接して配置され、大きい開口を有するように構成され、前記光カプラに光をフォーカスし、及び前記光カプラから光を回収する第2のGRINレンズとを備える請求項9記載のレーザデバイス。
- 前記光カプラは、プリズムを備える請求項10記載のレーザデバイス。
- ウィスパリングギャラリーモード光共振器によってレーザを制御する方法において、
レーザ出力のレーザ周波数をチューニングするための制御信号に応じてチューニング可能なレーザから、ウィスパリングギャラリーモードをサポートする電気光学材料から形成されている光共振器へのレーザ出力を、前記ウィスパリングギャラリーモードのレーザ光からのレーザ光と結合するステップと、
前記光共振器からの前記結合されたレーザ光を前記レーザに戻して注入して、前記レーザ周波数を前記ウィスパリングギャラリーモードの周波数で安定させ、及び前記レーザの線幅を縮小するステップと、
前記ウィスパリングギャラリーモードの周波数で前記レーザ周波数を安定させながら、前記レーザへの制御信号及び前記光共振器の電気光学材料に印加される電圧の少なくとも1つを制御して、前記レーザ周波数をチューニングするステップとを有する方法。 - 前記光共振器の電気光学材料に印加される電圧を変調して、前記レーザ周波数を変調するステップを有する請求項12記載の方法。
- 前記光共振器の電気光学材料に印加される電圧を変調して、前記レーザからの前記レーザ出力を変調するステップと、
前記変調の間に、同時に、前記レーザへの制御信号をチューニングして、前記レーザ周波数をチューニングするステップとを有する請求項12記載の方法。 - ベースプレートと、
前記ベースプレート上に取り付けられ、制御信号に応じてチューニング可能であり、あるレーザ周波数でレーザビームを生成するレーザと、
前記ベースプレートに取り付けられ、電気光学材料から形成され、光共振器内で反対の方向である第1及び第2の方向に沿って周回するウィスパリングギャラリーモードの光をサポートする光共振器と、
前記ベースプレートに取り付けら、前記光共振器に光結合され、前記レーザからのレーザビームのレーザ光を、ウィスパリングギャラリーモードのレーザ光として前記光共振器にエバネッセント結合し、前記光共振器からのレーザ光をエバネッセント結合して、フィードバックレーザ光を生成する光カプラと、
前記ベースプレートに取り付けられ、前記レーザと光カプラとの間で光結合され、前記レーザから前記光カプラに前記レーザビームを向け、及び前記光カプラから前記レーザに前記フィードバックレーザ光を向けるレンズアセンブリと、
前記光共振器上に形成され、電気的共振器制御信号を受信する電極と、
前記ベースプレート上に形成され、前記光共振器上の前記電極に前記電気的共振器制御信号を供給する電気的フィード導体とを備えるレーザデバイス。 - 前記ベースプレート上の前記レーザと前記光共振器との間の光路内に取り付けられ、前記ベースプレートからの前記レーザビームの高さを変更するように調整可能な光学的に透明なプレートを備える請求項15記載のレーザデバイス。
- 前記電気的フィード導体へのRF変調信号を生成し、前記光共振器を変調することによって、前記レーザビームをRF変調するRF回路を備える請求項15記載のレーザデバイス。
- 前記光カプラに係合され、前記光カプラと光共振器との間の間隙を制御するように動作可能な位置制御モジュールを備える請求項15記載のレーザデバイス。
- 前記光カプラは、前記光共振器からのレーザ出力ビームに結合し、前記レーザデバイスは、前記ベースプレート上に取り付けられ、前記レーザデバイスの出力レーザビームとして前記レーザ出力ビームを受け取る光アイソレータを備える請求項15記載のレーザデバイス。
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