JP2608104B2 - Optical fiber laser device - Google Patents
Optical fiber laser deviceInfo
- Publication number
- JP2608104B2 JP2608104B2 JP12713588A JP12713588A JP2608104B2 JP 2608104 B2 JP2608104 B2 JP 2608104B2 JP 12713588 A JP12713588 A JP 12713588A JP 12713588 A JP12713588 A JP 12713588A JP 2608104 B2 JP2608104 B2 JP 2608104B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- laser
- oscillation
- optical
- fiber laser
- 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 - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
- H01S3/067—Fibre lasers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、レーザ共振器への戻り光の影響の極めて少
なく、滑らかな光スペクトラムを有するレーザ出力の提
供可能な光ファイバレーザ装置に関するものである。Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an optical fiber laser device capable of providing a laser output having a smooth optical spectrum with very little influence of return light to a laser resonator. is there.
(従来の技術) 近年、Nd(ネオジウム)、Er(エルビウム)、Pr(プ
ラセオジミウム)、Yb(イッテリビウム)等の希土類元
素を添加した光ファイバ(以下、希土類元素添加光ファ
イバという。)をレーザ活性物質とした、単一モード光
ファイバレーザまたは光増幅器が、光センサや光通信の
分野で多くの利用の可能性を有することが報告され、そ
の応用が期待されている。(Prior Art) In recent years, an optical fiber doped with a rare earth element such as Nd (neodymium), Er (erbium), Pr (praseodymium), Yb (ytterbium) (hereinafter referred to as a rare earth element-doped optical fiber) is a laser active material. It has been reported that such a single mode optical fiber laser or optical amplifier has many potential uses in the field of optical sensors and optical communication, and its application is expected.
希土類元素添加光ファイバを用いた光ファイバレーザ
としては、Ndを添加した石英系光ファイバをレーザ活性
物質として用い、半導体レーザまたはArレーザ励起CW
(連続波)色素レーザを励起光源として、波長1.088μ
mでCW発振、Qスイッチ発振、モードロック発振等を確
認した例、また、Pr添加またはEr添加した光ファイバを
レーザ活性物質とし、Arレーザを励起光源として、各々
波長1.06μm、1.54μmのCW発振を確認した例が、アー
ル.ジェー.メアーズ等(J.Mears他、OFC'86.TUL15
等)によって報告されている。As an optical fiber laser using a rare earth element-doped optical fiber, a silica-based optical fiber doped with Nd is used as a laser active material, and a semiconductor laser or an Ar laser pumped CW is used.
(Continuous wave) Dye laser as excitation light source, wavelength 1.088μ
Example of confirming CW oscillation, Q-switch oscillation, mode-lock oscillation, etc. with m. Also, using an optical fiber doped with Pr or Er as a laser active material, and using an Ar laser as an excitation light source, CWs with wavelengths of 1.06 μm and 1.54 μm, respectively. An example in which oscillation was confirmed is shown by Earl. J. Meers et al. (J.Mears et al., OFC'86.TUL15
Etc.).
第2図は、上述のような光ファイバレーザを発振する
ための従来装置の構成を概略的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of a conventional device for oscillating the above-described optical fiber laser.
すなわち、この装置は、レーザ活性物質である所定長
の希土類添加光ファイバ1の両端に1対の反射鏡2a,2b
を配置するとともに、この光ファイバ1内に励起光を注
入する手段を備えている。4は光学系レンズ、4a,4b,4c
は光学系を構成するための集光レンズである。That is, this apparatus comprises a pair of reflecting mirrors 2a and 2b at both ends of a predetermined length rare-earth-doped optical fiber 1 which is a laser active material.
And means for injecting excitation light into the optical fiber 1 are provided. 4 is an optical lens, 4a, 4b, 4c
Denotes a condenser lens for constituting an optical system.
すなわち、この装置は、レーザ活性物質である所定長
の光ファイバ1の両端に1対の反射鏡2a,2bを配置する
とともに、この光ファイバ1内に励起光を注入する手段
を備えている。第2図に示す構成では、反射鏡2aの側方
に設けた半導体レーザ素子3がそれであり、半導体レー
ザ素子3から1組の光学系レンズ4を介して、光ファイ
バ1のコアに励起用レーザ光を集光して注入するように
構成されている。反射鏡2a,2bとしては、1対の誘電体
多層膜が用いられており、これらが光学的共振器を形成
している。That is, the apparatus has a pair of reflecting mirrors 2a and 2b disposed at both ends of an optical fiber 1 of a predetermined length, which is a laser active substance, and has means for injecting excitation light into the optical fiber 1. In the configuration shown in FIG. 2, the semiconductor laser element 3 provided on the side of the reflecting mirror 2a is provided, and the excitation laser is applied from the semiconductor laser element 3 to the core of the optical fiber 1 through a set of optical lenses 4. It is configured to collect and inject light. As the reflecting mirrors 2a and 2b, a pair of dielectric multilayer films is used, and these form an optical resonator.
ところで、第2図に示すような従来装置においては、
光ファイバレーザの出射光は、レンズ4cにおいてその一
部が反射され、レーザ、共振器内に戻って光が入るの
で、レーザ動作の不安定性を引き起こす。By the way, in the conventional device as shown in FIG.
A part of the output light of the optical fiber laser is reflected by the lens 4c, and the light returns to the inside of the laser and the resonator, so that the laser operation becomes unstable.
このような戻り光によるレーザ不安定現象は、あらゆ
るレーザ装置に共通の問題としてよく知られているとこ
ろである。従来、このような現象を防ぐため、YIG(Y3F
e5O12)やBi置換ガーネット(Bix(GdLu)3-xFe5O12)
などの結晶のファラーデー効果を応用した光アイソレー
タが用いられている。しかるに、こうしたアイソレータ
を使用した場合、結晶内で光が吸収されるので、2〜5d
Bの光損失を生じるという問題があった。Such a laser instability phenomenon due to return light is well known as a common problem in all laser devices. Conventionally, YIG (Y 3 F
e5 O 12) or Bi-substituted garnet (B ix (G d L u ) 3-x F e5 O 12)
Optical isolators utilizing the Faraday effect of crystals such as these have been used. However, when using such an isolator, light is absorbed in the crystal,
There is a problem that light loss of B occurs.
一方、光ファイバレーザの場合、戻り光がない状態で
は、例えばNdファイバレーザでは、第3図に示すよう
に、スペクトル半値幅が60〜70Åのブロードな発振特性
が得られるので、SLD(Super Luminescent Diode)に替
わる光源としての利用が期待されている。On the other hand, in the case of an optical fiber laser, in a state where there is no return light, for example, in the case of an Nd fiber laser, a broad oscillation characteristic having a spectrum half width of 60 to 70 ° is obtained as shown in FIG. It is expected to be used as a light source to replace Diode).
しかるに、第2図に示すように、レーザ出力端に例え
ば集光用ロッドレンズ4cを使用した場合、そのレンズか
らの戻り光がある場合、光ファイバレーザの出射端とレ
ンズの間に複合共振器が形成され、その出力スペクトラ
ムは、例えば第4図に示すような縦モード特性が出てし
まい、干渉を利用した計測システム用の光源などへの応
用ができなくなるという問題があった。However, as shown in FIG. 2, when, for example, a condensing rod lens 4c is used at the laser output end, when there is return light from the lens, when there is a composite resonator between the emission end of the optical fiber laser and the lens. The output spectrum has a longitudinal mode characteristic as shown in FIG. 4, for example, and there is a problem that it cannot be applied to a light source for a measurement system using interference.
さて、第2図の例で、レーザの出射端とレンズ4c間の
間隙をd(μm)とすると、第4図に現われる縦モード
間隔Δλ(μm)は、一般に次式で与えられる。Now, assuming that the gap between the laser emitting end and the lens 4c is d (μm) in the example of FIG. 2, the longitudinal mode interval Δλ (μm) appearing in FIG. 4 is generally given by the following equation.
ここに、λ0;レーザの発振波長、n0;間隙dの媒体の
屈折率である。 Here, λ 0 is the oscillation wavelength of the laser, and n 0 is the refractive index of the medium in the gap d.
第2図の例では、λ0=1.09μm,n0=1(空気),d=
0.6(mm)であるから、Δλ=9.9×10-4μm=9.9Åを
得る。この計算値は、実測値9.8Åによく一致すること
が確認できた。In the example of FIG. 2, λ 0 = 1.09 μm, n 0 = 1 (air), d =
Since it is 0.6 (mm), Δλ = 9.9 × 10 −4 μm = 9.9 ° is obtained. This calculated value was confirmed to be in good agreement with the measured value of 9.8Å.
(発明が解決しようとする課題) 本発明は、レーザ共振器への戻り光の影響が極めて少
なく、滑らかな光スペクトラムが得られ、干渉を利用し
た計測システム用の光源などへの応用可能な光ファイバ
レーザ装置を提供することにある。(Problems to be Solved by the Invention) According to the present invention, the influence of return light to a laser resonator is extremely small, a smooth optical spectrum is obtained, and light that can be applied to a light source for a measurement system using interference. An object of the present invention is to provide a fiber laser device.
(課題を解決するための手段) 前述のような反射による影響を防止する方法として、
本発明では、(1)式に着目し、レーザ出射端とレンズ
間の間隙dを極端に狭めることにより、複合共振器に伴
なう縦モード間隔Δλを充分に広くすることにより、レ
ーザ出力スペクトラムの縦モードを除去するとともに、
効率よくレーザ光を外部へ取り出す手法を考案したもの
である。(Means for Solving the Problems) As a method for preventing the influence of the reflection as described above,
In the present invention, focusing on the expression (1), the gap d between the laser emitting end and the lens is extremely narrowed, and the longitudinal mode interval Δλ accompanying the complex resonator is sufficiently widened, thereby obtaining a laser output spectrum. Remove vertical mode,
The present invention has devised a technique for efficiently extracting a laser beam to the outside.
すなわち、光ファイバレーザの発振スペクトラムΔλ
0=約65Åに比較し、2桁以上広いΔλの条件Δλ≫Δ
λ0として Δλ>Δλ0×102=6500(Å) (2) を得る。That is, the oscillation spectrum Δλ of the optical fiber laser
0 = approximately 65 ° compared to condition of Δλ that is at least two digits wider Δλ≫Δ
As λ 0 , Δλ> Δλ 0 × 10 2 = 6500 (Å) (2) is obtained.
(1),(2)式より の条件式を得る。From equations (1) and (2) Is obtained.
さらに、dを極限まで狭めれば、d=0の条件が与え
られる。結局、レーザ出力として滑らかなスペクトラム
を得る条件式として、 が得られた。具体例としてλ0=1.09μmに発振波長を
有する光ファイバレーザでは、(4)式は 0≦d<5.9(μm) (5) となり、その間隙は数μm以下であることが必要である
ことになる。Furthermore, if d is reduced to the limit, the condition of d = 0 is given. After all, as a conditional expression to obtain a smooth spectrum as the laser output, was gotten. As a specific example, in the case of an optical fiber laser having an oscillation wavelength at λ 0 = 1.09 μm, equation (4) becomes 0 ≦ d <5.9 (μm) (5), and the gap must be several μm or less. become.
本発明のもう一つの要点である「効率よくレーザ出力
を取り出す点」については、端面が鏡面研磨され無反射
コーティングされた光ファイバを光学的に結合すること
により解決される。The other point of the present invention, that is, "the point where laser output is efficiently taken out" can be solved by optically coupling an optical fiber having a mirror-polished end surface and an antireflection coating.
この際、高精度の光コネクタを用いることにより、
(4)式の間隙の条件は、容易に満足させることができ
る。また、両端面での反射をさらに減少させるため、間
隙に光学的に透明な媒体を充填することも可能である。At this time, by using a high-precision optical connector,
The condition of the gap in the equation (4) can be easily satisfied. It is also possible to fill the gap with an optically transparent medium in order to further reduce the reflection at both end faces.
このようにして接続された光ファイバのもう一方の端
面からの反射による影響については、接続されたファイ
バの長さlを一定以上の長さとすることにより、回避す
ることができる。The influence of the reflection from the other end face of the optical fiber connected in this way can be avoided by setting the length 1 of the connected fiber to a length equal to or more than a certain value.
すなわち、接続された光ファイバの他端からの反射に
よる縦モード間隔Δλは で与えられる。ここにNは接続された光ファイバの群屈
折率である。レーザの出力光を、接続された光ファイバ
を用いて自由に利用するには、少なくとも数十cm以上の
長さが必要である。一方、lが極端に短い場合は、新た
な複合共振器が形成され、不要な縦モードが生じること
になる。That is, the longitudinal mode interval Δλ due to reflection from the other end of the connected optical fiber is Given by Here, N is the group refractive index of the connected optical fiber. In order to freely use the output light of the laser using the connected optical fiber, a length of at least several tens of cm is required. On the other hand, when l is extremely short, a new composite resonator is formed, and an unnecessary longitudinal mode is generated.
そこで、lをある程度長くとることにより、Δλを十
分狭くし、実効的に連続的な発振スペクトラムを得る条
件を求める。第4図に示した各縦モードの発振線幅(半
値幅)は、1〜2Å程度であるから、これらが完全に重
なるためには、 Δλ≪1Å (7) の条件が必要である。そこでΔλを各発振線幅より2桁
以上小さな値、すなわちΔλ<0.01Åとすれば、 の条件式を得る。Therefore, by taking l to be somewhat longer, Δλ is made sufficiently narrow, and conditions for obtaining an effective continuous oscillation spectrum are obtained. Since the oscillation line width (half width) of each longitudinal mode shown in FIG. 4 is about 1 to 2 °, a condition of Δλ≪1Å (7) is necessary for these to completely overlap. Therefore, if Δλ is set to a value smaller than each oscillation line width by two digits or more, that is, Δλ <0.01 <, Is obtained.
例えば、発振波長λ0=1.09μmの光ファイバレーザ
では、N=1.466とすると、 l>3.98×105(μm)=39.8cm (9) となる。For example, in the case of an optical fiber laser having an oscillation wavelength λ 0 = 1.09 μm, if N = 1.466, l> 3.98 × 10 5 (μm) = 39.8 cm (9).
以上のように、本発明では、光ファイバレーザの出力
端に(4)式および(8)式で律則される光ファイバを
接続することにより、滑らかな発振スペクトラムを有す
る光ファイバレーザ装置を提供できる。以下、具体的な
実施例について詳細に説明する。As described above, according to the present invention, an optical fiber laser device having a smooth oscillation spectrum is provided by connecting an optical fiber regulated by the expressions (4) and (8) to the output end of the optical fiber laser. it can. Hereinafter, specific examples will be described in detail.
(実施例) 実施例−1 第1図は本発明の一実施例を示す構成図であって、1
はNd添加単一モード光ファイバ、2a,2bは光ファイバ端
面に直接形成された誘電体多層膜ミラー、3a,3b,3a′,3
b′は光コネクタ、5a,5bは波長1.09μmに対する無反射
誘電体多層膜、6は希土類を含まない通常の単一モード
光ファイバである。(Embodiment) Embodiment-1 FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.
Is an Nd-doped single mode optical fiber, 2a and 2b are dielectric multilayer mirrors formed directly on the end face of the optical fiber, 3a, 3b, 3a ', 3
b 'is an optical connector, 5a and 5b are non-reflective dielectric multilayer films for a wavelength of 1.09 µm, and 6 is a normal single mode optical fiber containing no rare earth.
また第5図は光コネクタ3bと3a′のフェルール結合部
分を拡大し、模式的に示したもので、5a′は無反射誘電
体多層膜、7a,7bはジルコニア製フェルール、8a,8bは単
一モード光ファイバのコア、9は光ファイバ接続部分の
間隙、1′は希土類添加単一モード光ファイバ素線、
6′は通常の単一モード光ファイバ素線である。また、
Ndの添加量は180ppm、光ファイバ1の長さは15.5mであ
った。FIG. 5 is an enlarged schematic view of the ferrule coupling portion between the optical connectors 3b and 3a ', wherein 5a' is a non-reflective dielectric multilayer film, 7a and 7b are zirconia ferrules, and 8a and 8b are single ferrules. A core of a single mode optical fiber, 9 is a gap between optical fiber connection portions, 1 'is a rare earth doped single mode optical fiber strand,
6 'is a normal single mode optical fiber. Also,
The addition amount of Nd was 180 ppm, and the length of the optical fiber 1 was 15.5 m.
第5図において、各光ファイバ端面は以下の手順で作
製された。まず、ジルコニア製2.5mmφのフェルールの
中心に直径127μmφの小孔をあけ、これに光ファイバ
を挿入して接着剤で固定した後、端面を鏡面加工した。
ついで、この端面をさらにバフ研磨により、ジルコニア
と光ファイバ素線の硬度差を利用し、第5図に示すよう
にガラス端面部分をアルミナフェルール面よりへこむよ
うに加工した。In FIG. 5, the end face of each optical fiber was manufactured in the following procedure. First, a small hole having a diameter of 127 μm was made in the center of a 2.5 mmφ ferrule made of zirconia, and an optical fiber was inserted into the hole and fixed with an adhesive, and the end face was mirror-finished.
Then, this end face was further processed by buffing, utilizing the hardness difference between zirconia and the optical fiber, so that the glass end face portion was recessed from the alumina ferrule face as shown in FIG.
第7図は研磨を終了した後、表面粗さ計により、研磨
端面を中心軸に沿って測定した結果を示す。バフ研磨に
よるへこみは0.2μmであった。これに誘電体多層膜ミ
ラーを蒸着し、FCコネクタを装着した。これら二つのコ
ネクタを光学的結合効率が最大になるように調整し、端
面(ジルコニア部分)を互いに接触するよう圧着固定し
た。このときの結合損失は0.1dB以下であった。FIG. 7 shows the result of measuring the polished end face along the central axis by a surface roughness meter after the polishing is completed. The dent due to buffing was 0.2 μm. A dielectric multilayer mirror was deposited on this, and an FC connector was attached. These two connectors were adjusted so as to maximize the optical coupling efficiency, and were fixed by crimping so that the end faces (zirconia portions) were in contact with each other. The coupling loss at this time was 0.1 dB or less.
また第5図の光ファイバ端面間の間隙dは、第7図に
示す測定から約0.4μmであった。このような構成によ
り、レーザ共振ミラーを傷めず、安定な光ファイバレー
ザを構成することができた。The gap d between the end faces of the optical fiber in FIG. 5 was about 0.4 μm from the measurement shown in FIG. With this configuration, a stable optical fiber laser can be formed without damaging the laser resonance mirror.
つぎに、接続された光ファイバの他の一方の端面の加
工について説明する。Next, the processing of the other end face of the connected optical fiber will be described.
第6図のフェルールは、第5図に示すものと同様の構
造であるが、無反射誘電体多層膜5dの端面からの反射を
防止するため、端面をθ=8゜傾斜させて研磨したもの
である。端面を鏡面研磨した後、λに1.09μmで反射率
0.5%以下の誘電体多層膜無反射コーティングを行っ
た。また単一モード光ファイバ6の長さを2mとした。The ferrule shown in FIG. 6 has the same structure as that shown in FIG. 5, except that the end face is polished at an angle of θ = 8 ° to prevent reflection from the end face of the non-reflective dielectric multilayer film 5d. It is. After mirror polishing the end face, reflectivity at 1.09μm in λ
0.5% or less of a dielectric multilayer antireflection coating was performed. The length of the single mode optical fiber 6 was set to 2 m.
以上の工程を経て、第1図に示すような光ファイバレ
ーザ装置が構成された。Through the above steps, an optical fiber laser device as shown in FIG. 1 was constructed.
なおレーザ共振ミラー2a,2bの特性は、下記の表1の
通りである。The characteristics of the laser resonance mirrors 2a and 2b are as shown in Table 1 below.
第1図の装置を動作させるには、まず、GaAlAs半導体
レーザを駆動し、集光レンズ4dを用いて光ファイバ1に
入射する。ここに、入射効率が最大となるように十分な
位置調整を行う。この実施例では、GaAlAsレーザ出力80
mWのうち、最大28%の22.4mWが結合できた。波長1.09μ
mの発振出力は11.6mWであった。 In order to operate the apparatus shown in FIG. 1, first, a GaAlAs semiconductor laser is driven and incident on the optical fiber 1 by using a condenser lens 4d. Here, sufficient position adjustment is performed so that the incident efficiency is maximized. In this embodiment, the GaAlAs laser output 80
Of the mW, up to 28% of 22.4 mW could be coupled. Wavelength 1.09μ
The oscillation output of m was 11.6 mW.
第8図は、得られた光スペクトラムであり、半値幅は
82Åであった。第4図に示したような縦モード光は、観
測されず極めて滑らかな光スペクトラムが得られ、第1
図の光ファイバ6の付加効果が確認できた。FIG. 8 shows the obtained optical spectrum.
82Å. The longitudinal mode light as shown in FIG. 4 is not observed, and an extremely smooth optical spectrum is obtained.
The additional effect of the optical fiber 6 shown in the figure could be confirmed.
実施例−2 第2の実施例は第1図と同様の実験系で実験を行っ
た。Example 2 In the second example, an experiment was performed using an experimental system similar to that shown in FIG.
この実施例では、第5図の光ファイバ接続部分の間隙
9に屈折率1.47のエポキシ接着剤を充填し、フェルール
7a,7bを圧着固定した。接着部を約80℃で加熱硬化した
後、第1の実施例と同一の工程でレーザ発振実験を行っ
た。光ファイバ6の長さは1.2mとした。得られた出力は
12.1mWで、スペクトラム幅は82Åであった。出力スペク
トラムは、第8図と同様の滑らかな発振スペクトラム特
性が得られた。出力特性が改善されたのは、間隙9での
反射が軽減されたためである。In this embodiment, an epoxy adhesive having a refractive index of 1.47 is filled in the gap 9 of the optical fiber connection portion shown in FIG.
7a and 7b were fixed by crimping. After the adhesive portion was cured by heating at about 80 ° C., a laser oscillation experiment was performed in the same process as in the first embodiment. The length of the optical fiber 6 was 1.2 m. The resulting output is
At 12.1 mW, the spectrum width was 82 mm. In the output spectrum, the same smooth oscillation spectrum characteristics as those in FIG. 8 were obtained. The output characteristics have been improved because the reflection at the gap 9 has been reduced.
比較例1 第1の実施例において、間隙dを250μmとし、同様
の発振実験を行った。その結果、Δλ=22Åの縦モード
が観測され、所要の滑らかな出力光スペクトラムは得ら
れなかった。Comparative Example 1 In the first example, a similar oscillation experiment was performed with the gap d set to 250 μm. As a result, a longitudinal mode of Δλ = 22 ° was observed, and a required smooth output light spectrum was not obtained.
実施例−3 第3の実施例も、第1図の基本構成で実施した。Embodiment 3 The third embodiment was also implemented with the basic configuration of FIG.
第9図は光ファイバレーザの出射端とこれに接続され
た光ファイバの光学的結合部分の拡大図である。7a′,7
b′はジルコニア製フェルールであり、その端面は曲率
半径R=60mmで鏡面研磨され、その鏡面上に誘電体多層
膜ミラーが蒸着されている。FIG. 9 is an enlarged view of an emission end of an optical fiber laser and an optically coupled portion of an optical fiber connected thereto. 7a ′, 7
b ′ is a ferrule made of zirconia whose end face is mirror-polished with a radius of curvature R = 60 mm, and a dielectric multilayer mirror is vapor-deposited on the mirror face.
フェルール7a′,7b′の先端は、相互に接触する形で
結合効率が最大となるよう配置されている。The tips of the ferrules 7a 'and 7b' are arranged so as to contact each other to maximize the coupling efficiency.
レーザミラーの反射率は、下記の表2の通りとした。 The reflectance of the laser mirror was as shown in Table 2 below.
また光ファイバ1の長さは12m、光ファイバ6の長さ
は2.5m、光ファイバ1のNdの添加量は220ppmであった。
光ファイバ1はパンダ構造をしており、コアとクラッド
の屈折率差は0.52%、複屈折率は2.5×10-4であった。 The length of the optical fiber 1 was 12 m, the length of the optical fiber 6 was 2.5 m, and the amount of Nd added to the optical fiber 1 was 220 ppm.
The optical fiber 1 had a panda structure, the difference in refractive index between the core and the clad was 0.52%, and the birefringence was 2.5 × 10 −4 .
その他の実験条件は、第1の実施例と同様である。 Other experimental conditions are the same as in the first embodiment.
GaAlAsレーザの光ファイバレーザへの結合効率は41%
が得られ、32.8mWが結合した。波長1.09μmでの発振出
力は17mW、レーザのしきい値(吸収量)は1.8mWであっ
た。反射による縦モード光は観測されず、半値幅77Åの
滑らかな出力光スペクトラムが得られた。なおこの実施
例では、Ndの例について記述したが、他の希土類元素添
加光ファイバにも応用できることは当然である。Coupling efficiency of GaAlAs laser to optical fiber laser is 41%
And 32.8 mW were coupled. The oscillation output at a wavelength of 1.09 μm was 17 mW, and the threshold value (absorption amount) of the laser was 1.8 mW. No longitudinal mode light due to reflection was observed, and a smooth output light spectrum with a half-width of 77 ° was obtained. In this embodiment, the example of Nd is described, but it is obvious that the present invention can be applied to other rare earth element-doped optical fibers.
(発明の効果) 以上説明したように、本発明の光ファイバレーザ装置
は、光ファイバレーザへの戻り光による出力光スペクト
ラムの乱れを効果的に抑制できるので、極めて滑らかな
出力光スペクトラムを得られるから、干渉を利用した各
種計測や光ファイバジャイロなどの光センサーに、高出
力の低コヒーレント光源を提供できる利点がある。(Effects of the Invention) As described above, the optical fiber laser device of the present invention can effectively suppress the disturbance of the output light spectrum due to the return light to the optical fiber laser, so that an extremely smooth output light spectrum can be obtained. Therefore, there is an advantage that a high-output low-coherent light source can be provided to various sensors utilizing interference or an optical sensor such as an optical fiber gyro.
第1図は本発明の第1の実施例を説明するための光ファ
イバレーザの構成図、 第2図は従来装置の構成図、 第3図は戻り光が無い場合の光ファイバレーザ出力スペ
クトラムの例を示す図、 第4図は戻り光がある場合の光ファイバレーザの出力ス
ペクトラムの例を示す図、 第5図は第1、第2の実施例における光ファイバレーザ
出射端とこれに接続された光ファイバの端面の結合部分
の拡大図、 第6図は第1〜第3の実施例に用いた、接続された光フ
ァイバ6のもう一方の端面状態を説明する拡大図、 第7図は第1、第2の実施例に用いた光ファイバレーザ
出射側のフェルール端面およびこれに接続された光ファ
イバのフェルール端面の研磨状態の測定例を示す図、 第8図は第1の実施例で得られた光ファイバレーザの出
力スペクトラムを示す図、 第9図は光ファイバレーザの出射端とこれに接続された
光ファイバの光学的結合部の拡大図である。 1……希土類添加光ファイバ 1′……希土類添加単一モード光ファイバ素線、 2a,2b,2b′……誘電体多層膜ミラー 3a,3b,3a′,3b′……光コネクタ 5a,5b,5a′……無反射誘電体多層膜 6……単一モード光ファイバ 6′……単一モード光ファイバ素線 7a,7b,7a′,7b′……ジルコニア製フェルール 8a,8b……単一モード光ファイバのコア 9……光ファイバ端面間の間隙FIG. 1 is a configuration diagram of an optical fiber laser for explaining a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram of a conventional apparatus, and FIG. 3 is a diagram of an optical fiber laser output spectrum when there is no return light. FIG. 4 is a diagram showing an example of an output spectrum of an optical fiber laser when return light is present. FIG. 5 is a diagram showing an optical fiber laser emitting end in the first and second embodiments and connected thereto. FIG. 6 is an enlarged view of the coupling portion of the end face of the optical fiber, FIG. 6 is an enlarged view illustrating the state of the other end face of the connected optical fiber 6 used in the first to third embodiments, FIG. FIG. 8 is a view showing an example of measurement of the polished state of the ferrule end face on the optical fiber laser emitting side used in the first and second embodiments and the ferrule end face of the optical fiber connected to the ferrule end face. FIG. 8 shows the first embodiment. Output spectrum of the obtained optical fiber laser FIG. 9 is an enlarged view of an emission end of an optical fiber laser and an optical coupling portion of an optical fiber connected thereto. 1 ... Rare earth doped optical fiber 1 '... Rare earth doped single mode optical fiber, 2a, 2b, 2b' ... Dielectric multilayer mirror 3a, 3b, 3a ', 3b' ... Optical connector 5a, 5b , 5a ': Non-reflective dielectric multilayer film 6: Single-mode optical fiber 6': Single-mode optical fiber 7a, 7b, 7a ', 7b': Ferrule made of zirconia 8a, 8b: Single Core of one-mode optical fiber 9 Gap between optical fiber end faces
Claims (1)
バからなるレーザ発振媒体およびレーザ共振を生ぜしめ
る共振ミラーを備えた共振器系と、該発振媒体の希土類
元素を励起するための光源とから構成される光ファイバ
レーザ装置であって、前記光ファイバの出射端に希土類
を含まない光ファイバが光学的に接続されており、該レ
ーザ出射端と該光ファイバの受光端との間隙dが、光フ
ァイバレーザの発振波長をλ0(μm)、前記間隙dに
充填された透明材料の屈折率をn0とし、 の条件を満足するように配置され、光ファイバレーザに
接続された光ファイバの群屈折率をNとし、該光ファイ
バの長さlが少なくとも なる条件を満足させて構成したことを特徴とする光ファ
イバレーザ装置。A laser system comprising a laser oscillation medium comprising a single mode optical fiber doped with a rare earth element and a resonance mirror for generating laser resonance, and a light source for exciting the rare earth element of the oscillation medium. An optical fiber laser device comprising: an optical fiber containing no rare earth element is optically connected to an emission end of the optical fiber; and a gap d between the laser emission end and a light receiving end of the optical fiber is The oscillation wavelength of the optical fiber laser is λ 0 (μm), the refractive index of the transparent material filled in the gap d is n 0 , And the group index of the optical fiber connected to the optical fiber laser is N, and the length l of the optical fiber is at least An optical fiber laser device configured to satisfy the following conditions.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12713588A JP2608104B2 (en) | 1988-05-26 | 1988-05-26 | Optical fiber laser device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12713588A JP2608104B2 (en) | 1988-05-26 | 1988-05-26 | Optical fiber laser device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01297874A JPH01297874A (en) | 1989-11-30 |
JP2608104B2 true JP2608104B2 (en) | 1997-05-07 |
Family
ID=14952484
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12713588A Expired - Lifetime JP2608104B2 (en) | 1988-05-26 | 1988-05-26 | Optical fiber laser device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2608104B2 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5434876A (en) * | 1992-10-23 | 1995-07-18 | At&T Bell Laboratories | Article comprising an optical waveguide laser |
DK0691044T3 (en) * | 1993-03-25 | 1999-05-10 | British Telecomm | Laser |
JP2005221755A (en) | 2004-02-05 | 2005-08-18 | Fujikura Ltd | Structure and method of connecting optical fiber |
JP2006222352A (en) * | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Fujikura Ltd | Optical fiber laser and optical fiber amplifier |
DE102006023828B4 (en) * | 2006-05-20 | 2011-04-28 | Schott Ag | Method and device for checking the faces of optical fibers |
CN103280689B (en) * | 2013-05-29 | 2015-04-01 | 中国科学院半导体研究所 | Fiber laser outputting waves of different lengths |
-
1988
- 1988-05-26 JP JP12713588A patent/JP2608104B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH01297874A (en) | 1989-11-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4964131A (en) | Broadband optical fiber laser | |
JP5247030B2 (en) | Single polarization optical fiber laser and amplifier | |
US6330388B1 (en) | Method and apparatus for waveguide optics and devices | |
US5627848A (en) | Apparatus for producing femtosecond and picosecond pulses from modelocked fiber lasers cladding pumped with broad area diode laser arrays | |
EP0489847B1 (en) | Interferometer utilizing superfluorescent optical source | |
US20050018714A1 (en) | Polarization maintaining dispersion controlled fiber laser source of ultrashort pulses | |
EP0470710B1 (en) | Optical waveguide amplifier source gyroscope | |
JP2001102685A (en) | Wavelength-stabilized laser light source | |
WO2000027000A1 (en) | Solid state lasers with isotropic lasing media for generating linearly polarized output | |
JP2608104B2 (en) | Optical fiber laser device | |
JP2774963B2 (en) | Functional optical waveguide medium | |
CN108988106A (en) | Controllable multiple-wavelength fiber external cavity laser based on super surface external cavity mirror | |
US5123027A (en) | Regenerative passive resonator | |
JP3228451B2 (en) | Optical fiber amplifier | |
JP2692694B2 (en) | Optical fiber laser device | |
JP2001160641A (en) | Super-fluorescent light source | |
EP0366756B1 (en) | Broadband optical fiber laser | |
JP2744805B2 (en) | Functional optical waveguide medium | |
JP2577785B2 (en) | Mode-locked optical fiber laser device | |
JP2612593B2 (en) | Optical fiber laser device | |
JP2579484B2 (en) | Rare earth doped optical fiber laser | |
JP2543392B2 (en) | Optical fiber laser device | |
JP2558895B2 (en) | Fiber Optic Superluminescent Light Source | |
JP2717218B2 (en) | Laser oscillation device | |
Urquhart | Device aspects of fibre lasers and amplifiers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090213 Year of fee payment: 12 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090213 Year of fee payment: 12 |