JP2558895B2 - Fiber Optic Superluminescent Light Source - Google Patents

Fiber Optic Superluminescent Light Source

Info

Publication number
JP2558895B2
JP2558895B2 JP1298529A JP29852989A JP2558895B2 JP 2558895 B2 JP2558895 B2 JP 2558895B2 JP 1298529 A JP1298529 A JP 1298529A JP 29852989 A JP29852989 A JP 29852989A JP 2558895 B2 JP2558895 B2 JP 2558895B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical fiber
rare earth
earth element
light source
excitation light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP1298529A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH03159182A (en
Inventor
岩月  勝美
成人 西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP1298529A priority Critical patent/JP2558895B2/en
Publication of JPH03159182A publication Critical patent/JPH03159182A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2558895B2 publication Critical patent/JP2558895B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06Construction or shape of active medium
    • H01S3/063Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067Fibre lasers
    • H01S3/06795Fibre lasers with superfluorescent emission, e.g. amplified spontaneous emission sources for fibre laser gyrometers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、希土類元素添加光ファイバを用いた広い発
光スペクトルを有する光源に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a light source having a broad emission spectrum using a rare earth element-doped optical fiber.

「従来技術とその課題」 通常のLEDはファーフィールドパタンが良好でないた
め、単一モード光ファイバへの結合効率がきわめて低
い。単一モード光ファイバへの結合効率の向上を目的と
して開発された光源として、スーパールミネッセンスダ
イオード(以下、SLDと略記する。)がある。SLDはLED
と同様広い発光スペクトル(時間コヒーレンスが悪い)
を有するものの、ファーフィールドパタンがLEDに比べ
改善されている。
“Prior art and its problems” Since ordinary LEDs do not have a good far-field pattern, the coupling efficiency with a single-mode optical fiber is extremely low. As a light source developed for the purpose of improving the coupling efficiency with a single mode optical fiber, there is a super luminescence diode (hereinafter abbreviated as SLD). SLD is LED
Wide emission spectrum (poor time coherence)
However, the far field pattern is improved compared to LEDs.

ところが、一般にSLDは発光に寄与する活性層の断面
形状が長方形であるため、出射した光はある程度偏光特
性を有する光であり、自然光のように偏光特性を持たな
い光(depolarized light)ではなかった。またその寿
命は短いため、実用上の問題もあった。
However, in general, since the cross-sectional shape of the active layer that contributes to light emission is rectangular in the SLD, the emitted light is light that has some polarization characteristics, and is not depolarized light such as natural light that does not have polarization characteristics. . Further, since its life is short, there was a practical problem.

これに対して光ファイバに希土類元素を添加してなる
希土類元素添加光ファイバを利用したSLDが提案されて
いる。ところがこのようなSLDでは、励起光の波長と希
土類元素添加光ファイバのカットオフ波長との関係を考
慮して光ファイバの導波路構造を設計していないため、
励起光の波長において希土類元素添加光ファイバが多モ
ードファイバとして動作する。このため希土類元素添加
光ファイバに加わる振動や温度変動により、その中を伝
搬する励起光のモード形状が変化し励起光強度が変化す
るという不都合があった。
On the other hand, there has been proposed an SLD using a rare earth element-doped optical fiber obtained by adding a rare earth element to an optical fiber. However, in such an SLD, because the waveguide structure of the optical fiber is not designed in consideration of the relationship between the wavelength of the pumping light and the cutoff wavelength of the rare earth element-doped optical fiber,
The rare earth element-doped optical fiber operates as a multimode fiber at the wavelength of the excitation light. Therefore, there is a disadvantage that the mode shape of the excitation light propagating in the rare earth element-doped optical fiber changes and the excitation light intensity changes due to temperature fluctuations.

また希土類元素が放出する自然放出光の強度は励起光
強度に比例するため、上記モード形状変化により自然放
出光の強度も変化するという不都合があった。さらに希
土類元素が出射する自然放出光の発光スペクトル形状
も、励起光強度によって変化するため、安定な発光スペ
クトルを得ることができないという不都合があった。
Further, since the intensity of the spontaneous emission light emitted by the rare earth element is proportional to the intensity of the excitation light, there is a disadvantage that the intensity of the spontaneous emission light also changes due to the above mode shape change. Further, the shape of the emission spectrum of the spontaneous emission light emitted from the rare earth element also changes depending on the excitation light intensity, so that there is a disadvantage that a stable emission spectrum cannot be obtained.

そして上記光ファイバの出射端で残留励起光をカット
するために光学フィルタが用いられるが、通常の光学フ
ィルタはその挿入角に依存した偏光特性を有するが、従
来この点に注意が払われていなかったため、上記光フィ
ルタから得られた光は完全に偏光特性を持たないdepola
rized lightではなかった。
And an optical filter is used to cut the residual excitation light at the emission end of the optical fiber, and a normal optical filter has polarization characteristics depending on its insertion angle, but conventionally no attention has been paid to this point. Therefore, the light obtained from the above-mentioned optical filter does not have depolarization characteristics that completely have polarization characteristics.
It wasn't a rized light.

このような問題点を解決するため、希土類元素を光フ
ァイバのコアに添加すると共に、上記光ファイバの片端
面あるいは両端面を、光ファイバの中心軸に対して斜め
に研磨し、レーザ発振を抑圧し、この希土類元素添加光
ファイバに励起光を注入することでコア内に存在する希
土類元素を励起し、これが出射する自然放出光を用いる
手法が提案されている。(K.Liu et al.“10mW superfl
uorescent single−mode fiber souce at 1060nm",Elec
tron,lett.,23,pp.1320−1321(1987))第2図にこのS
LDの発光スペクトルを示した。
In order to solve such a problem, a rare earth element is added to the core of the optical fiber, and one end surface or both end surfaces of the optical fiber is polished obliquely with respect to the center axis of the optical fiber to suppress laser oscillation. Then, a method has been proposed in which the rare earth element existing in the core is excited by injecting the excitation light into the rare earth element-doped optical fiber, and the spontaneous emission light emitted from the rare earth element is used. (K. Liu et al. “10mW superfl
uorescent single-mode fiber souce at 1060nm ", Elec
tron, lett., 23, pp. 1320-1321 (1987))
The emission spectrum of LD is shown.

ところが、一般に斜め研磨端面は偏光特性を持つこと
が知られており、完全に偏光特性を持たないdepolarize
d lightを得るには至っていない。
However, it is generally known that the slanted end face has polarization characteristics, and depolarize that does not have polarization characteristics completely.
I haven't got a d light.

さらに、発光スペクトル形状および出射光強度の安定
度に問題があると共に、偏光特性を持たない出射光を得
るための希土類元素添加光ファイバの端面処理や、励起
光を阻止するためのフィルタの挿入角等に十分な注意が
払われていないなどの問題があり、偏光特性を持たない
光を容易に得るには至っていない。
In addition, there are problems in the stability of the emission spectrum shape and the intensity of the emitted light, and the end face treatment of the rare-earth element-doped optical fiber to obtain emitted light that does not have polarization characteristics and the insertion angle of the filter to block the excitation light. However, there is a problem that sufficient attention has not been paid to the above, and it has not been possible to easily obtain light having no polarization characteristics.

本発明は、希土類元素添加光ファイバを用いたスーパ
ールミネッセンス光源において上記問題点を解決するた
め、希土類元素添加光ファイバの導波路構造並びにその
光源の構成法を提案することにより偏光特性のない光を
得られるようにしたものである。
The present invention, in order to solve the above problems in a superluminescent light source using a rare earth element-doped optical fiber, by proposing a waveguide structure of the rare earth element-doped optical fiber and a method of configuring the light source, It is something that can be obtained.

「課題を解決する手段」 本発明の光ファイバスーパールミネッセンス光源は、
希土類元素添加光ファイバとこの希土類元素添加光ファ
イバ中に添加された希土類元素を励起するための励起光
源とから構成される光ファイバスーパールミネッセンス
光源において、励起光源側の一端面が光ファイバの中心
軸に対して斜めに、他端面が垂直に、それぞれ研磨さ
れ、そのカットオフ波長が励起光波長よりも短い希土類
元素添加光ファイバと、励起光を該希土類元素添加光フ
ァイバに結合する結合手段と、励起光は阻止し、希土類
元素から放出される自然放出光のみを通過し、この自然
放出光と垂直に挿入せしめられた光学フィルタとを具備
することを解決手段とした。
"Means for Solving the Problems" The optical fiber superluminescent light source of the present invention comprises:
In an optical fiber superluminescent light source composed of a rare earth element-doped optical fiber and an excitation light source for exciting the rare earth element doped in the rare earth element-doped optical fiber, one end face on the excitation light source side is the central axis of the optical fiber With respect to the diagonal, the other end surface is vertically polished, respectively, its cutoff wavelength is a rare earth element-doped optical fiber shorter than the excitation light wavelength, and a coupling means for coupling the excitation light to the rare earth element-doped optical fiber, The solution was to block the excitation light, pass only the spontaneous emission light emitted from the rare earth element, and to provide an optical filter inserted perpendicularly to the spontaneous emission light.

「実施例」 以下、本発明を詳細に説明する。[Examples] Hereinafter, the present invention will be described in detail.

第1図は本発明の光ファイバSLDの一実施例の該略を
示したものである。図中、符号1は発振波長が810nm、9
80nm、または1480nm付近にある励起光源、符号2は励起
光源1から出射された励起光を希土類元素添加光ファイ
バ3に結合する結合系としてのレンズ、符号3は希土類
元素添加光ファイバである。この希土類元素添加光ファ
イバ3は、単一モードファイバに、希土類元素としてエ
ルビウル(Er)を添加してなるものであって、そのカッ
トオフ波長が励起光波長より短くなるように設計された
ものである。またこの希土類元素添加光ファイバ3の励
起光源側の端面は光ファイバの中心軸に対して斜めに、
もう一方の端面は垂直に研磨されている。また符号4は
薄膜バンドパスフィルタであり、励起光は阻止するが、
希土類元素添加光ファイバ3から出射される自然放出光
は通過させるために、垂直入射で1500nm付近に通過域を
持つものである。このバンドパスフィルタ4は、希土類
元素添加光ファイバ3から出射する光に対して垂直とな
るように挿入されている。また符号5は、両端面が垂直
に研磨され、上記希土類元素添加光符号3と同じ導波路
パラメータを有し、かつErを含まない単一モード光ファ
イバである。この単一モード光ファイバ5と希土類元素
添加光ファイバ3とは、結合損が低くなるように、近接
して配置されている。
FIG. 1 shows the outline of one embodiment of the optical fiber SLD of the present invention. In the figure, reference numeral 1 indicates an oscillation wavelength of 810 nm and 9
A pumping light source near 80 nm or 1480 nm, reference numeral 2 is a lens as a coupling system for coupling the pumping light emitted from the pumping light source 1 to the rare earth element-doped optical fiber 3, and reference numeral 3 is a rare earth element-doped optical fiber. The rare earth element-doped optical fiber 3 is made by adding erbiul (Er) as a rare earth element to a single mode fiber, and is designed so that its cutoff wavelength is shorter than the pumping light wavelength. is there. The end face of the rare earth element-doped optical fiber 3 on the excitation light source side is oblique to the center axis of the optical fiber,
The other end face is vertically polished. Reference numeral 4 is a thin-film bandpass filter, which blocks excitation light,
In order to allow the spontaneous emission light emitted from the rare earth element-doped optical fiber 3 to pass through, it has a pass band at about 1500 nm at normal incidence. The bandpass filter 4 is inserted so as to be perpendicular to the light emitted from the rare earth element-doped optical fiber 3. Reference numeral 5 is a single-mode optical fiber whose both end surfaces are polished vertically, has the same waveguide parameter as the rare earth element-doped optical code 3, and does not contain Er. The single mode optical fiber 5 and the rare earth element-doped optical fiber 3 are arranged close to each other so that the coupling loss is low.

このような光ファイバSLDにおいては、まず励起光源
1から出射された励起光は、レンズ2により希土類元素
添加光ファイバ3に結合される。希土類元素添加光ファ
イバ3に添加されたErは、この励起光により励起され、
1500nm付近の自然放出光を放出する。この自然放出光は
励起光とともに希土類元素添加光ファイバ3を経てバン
ドパスフィルタ4に垂直に入射する。励起光はこのバン
ドパスフィルタ4で阻止され、自然放出光はバンドパス
フィルタ4を通過し、単一モード光ファイバ5に導かれ
ることとなる。その結果、単一モード光ファイバ5の出
射端にて、1500nm付近で広い発光スペクトルを持ち、か
つ偏光特性を持たない光を得ることができる。
In such an optical fiber SLD, first, the excitation light emitted from the excitation light source 1 is coupled to the rare earth element-doped optical fiber 3 by the lens 2. Er added to the rare earth element-doped optical fiber 3 is excited by this excitation light,
Emits spontaneous emission light around 1500 nm. The spontaneous emission light is vertically incident on the band pass filter 4 through the rare earth element-doped optical fiber 3 together with the excitation light. The excitation light is blocked by the bandpass filter 4, and the spontaneous emission light passes through the bandpass filter 4 and is guided to the single mode optical fiber 5. As a result, at the emission end of the single mode optical fiber 5, it is possible to obtain light having a wide emission spectrum near 1500 nm and no polarization characteristics.

なお本実施例では、希土類元素としてErを用いたが、
本発明の光ファイバSLDはこれに限定されるものではな
く、励起光波長として800nmを用いると共にバンドパス
フィルタの通過波長を1060nmに設定し、ネオジム(Nd)
を光ファイバに添加することで、1060nm付近に偏光特性
のない発光スペクトルの広い光を得ることも可能であ
る。
In this example, Er was used as the rare earth element,
The optical fiber SLD of the present invention is not limited to this, using 800 nm as the pumping light wavelength and setting the pass wavelength of the bandpass filter to 1060 nm, neodymium (Nd)
It is also possible to obtain light with a broad emission spectrum with no polarization characteristics around 1060 nm by adding to the optical fiber.

「発明の効果」 以上説明したように、本発明の光ファイバスーパール
ミネッセンス光源は、希土類元素を添加した単一モード
光ファイバのカットオフ波長を励起光の発振波長より短
くし、その片端面を光ファイバの中心軸に対して斜めに
研磨すると共に、励起光を阻止するために垂直入射片の
バンドパスフィルタを用いることで、偏光特性がなく、
広い発光スペクトルの光を得ることができる。
"Effect of the invention" As described above, the optical fiber superluminescent light source of the present invention, the cut-off wavelength of the single mode optical fiber doped with a rare earth element is made shorter than the oscillation wavelength of the excitation light, and one end surface thereof is While polishing obliquely to the center axis of the fiber, by using the bandpass filter of the vertical incidence piece to block the excitation light, there is no polarization characteristics,
It is possible to obtain light with a wide emission spectrum.

また本発明の光源は、偏光特性を持たない光を出射す
ることができるので、光ファイバジャイロ等の光ファイ
バセンサ用の光源として用いることができる。
Moreover, since the light source of the present invention can emit light having no polarization characteristic, it can be used as a light source for an optical fiber sensor such as an optical fiber gyro.

特に光ファイバジャイロでは通常偏波光ファイバと偏
光子からその光学系が構成されているが、本発明の偏光
特性のない光源を用いれば、その光学系に偏光子が不必
要となるので、すべて単一モード光ファイバのみで構成
することができ、底コスト化が達成される。
Especially in an optical fiber gyro, its optical system is usually composed of a polarized optical fiber and a polarizer. However, if a light source having no polarization characteristic of the present invention is used, a polarizer is not necessary for the optical system, and therefore all are simple. It can be configured with only one mode optical fiber, and the bottom cost can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の光ファイバスーパールミネッセンス光
源の一実施例の概略構成図、 第2図は従来の光源による発光スペクトルである。 1……励起光源、 2……レンズ、 3……希土類元素添加光ファイバ、 4……バンドパスフィルタ、 5……単一モード光ファイバ。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of an optical fiber superluminescent light source of the present invention, and FIG. 2 is an emission spectrum of a conventional light source. 1 ... Excitation light source, 2 ... Lens, 3 ... Rare earth element-doped optical fiber, 4 ... Bandpass filter, 5 ... Single-mode optical fiber.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // G02F 1/35 501 G02F 1/35 501 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location // G02F 1/35 501 G02F 1/35 501

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】希土類元素添加光ファイバとこの希土類元
素添加光ファイバ中に添加された希土類元素を励起する
ための励起光源とから構成される光ファイバスーパール
ミネッセンス光源において、 励起光源側の一端面が光ファイバの中心軸に対して斜め
に、他端面が垂直に、それぞれ研磨され、そのカットオ
フ波長が励起光波長よりも短い希土類元素添加光ファイ
バと、励起光を該希土類元素添加光ファイバに結合する
結合手段と、励起光は阻止し、希土類元素から放出され
る自然放出光のみを通過し、この自然放出光と垂直に挿
入せしめられた光学フィルタとを具備することを特徴と
する光ファイバスーパールミネッセンス光源
1. An optical fiber superluminescent light source comprising a rare earth element-doped optical fiber and an excitation light source for exciting the rare earth element added to the rare earth element-doped optical fiber, wherein one end surface on the excitation light source side is A rare earth element-doped optical fiber that is polished obliquely to the center axis of the optical fiber and has the other end surface perpendicular to it, and its cutoff wavelength is shorter than the excitation light wavelength, and the excitation light is coupled to the rare earth element-doped optical fiber. And an optical filter that blocks excitation light and passes only spontaneous emission light emitted from the rare earth element, and is inserted perpendicularly to the spontaneous emission light. Luminescent light source
JP1298529A 1989-11-16 1989-11-16 Fiber Optic Superluminescent Light Source Expired - Fee Related JP2558895B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1298529A JP2558895B2 (en) 1989-11-16 1989-11-16 Fiber Optic Superluminescent Light Source

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1298529A JP2558895B2 (en) 1989-11-16 1989-11-16 Fiber Optic Superluminescent Light Source

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03159182A JPH03159182A (en) 1991-07-09
JP2558895B2 true JP2558895B2 (en) 1996-11-27

Family

ID=17860907

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1298529A Expired - Fee Related JP2558895B2 (en) 1989-11-16 1989-11-16 Fiber Optic Superluminescent Light Source

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2558895B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3251223B2 (en) 1998-02-25 2002-01-28 日本電気株式会社 Optical amplifier
US7233724B2 (en) * 2003-11-20 2007-06-19 Northrop Grumman Corporation Long period bragg grating optical signal attenuation

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03159182A (en) 1991-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5247030B2 (en) Single polarization optical fiber laser and amplifier
JP2640588B2 (en) Interferometer, method of manufacture and sensing
JP4195051B2 (en) Unidirectional superfluorescent light source
TWI248243B (en) Cladding-pumped quasi 3-level fiber laser/amplifier
US6167066A (en) Linearly-polarized, single-frequency fiber lasers
WO1994026011A1 (en) Superluminescent light source for an interferometric fiber optic gyroscope
JP2558895B2 (en) Fiber Optic Superluminescent Light Source
US6483628B1 (en) Polarization and wavelength stable superfluorescent sources using Faraday rotator mirrors
JP2608104B2 (en) Optical fiber laser device
JP4194763B2 (en) Superfluorescent source with stable polarization and wavelength
US11329446B2 (en) Optical fiber superluminescent light source
JP2744805B2 (en) Functional optical waveguide medium
JP3209226B2 (en) Optical amplifier
JPH03206426A (en) Optical fiber amplifier
EP0452430A1 (en) Improved optical fibre superfluorescent source
JPH03251825A (en) Optical amplifier
JPH03289186A (en) Optical fiber laser
JPH073900B2 (en) Tunable optical fiber laser device
JPH05226759A (en) Light source for measuring light
JP3218693B2 (en) Fiber optic ring laser
JPH04245690A (en) Optical fiber amplifier
JPH0537047A (en) Optical active element
JPH0715073A (en) Optical amplifier
JP2004193152A (en) Light source device
JPH0563267A (en) Optical amplifier

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees