JP3089253B2 - ファブリペローフィルターを用いた再生モード同期レーザ - Google Patents
ファブリペローフィルターを用いた再生モード同期レーザInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ファブリペローフ
ィルターを用いた再生モード同期レーザに関し、特に、
該同期レーザに用いられている高繰り返しレーザ光源
は、光学的な距離測定と、光学材料の分散測定と、及び
高速光サンプリングスコプ 等に利用でき、更に詳細に
は、光通信で必要とされる高繰り返し光源の作製に利用
でき、且つ該高繰り返し及び繰り返し周期の可変可能な
光源は、物性の解明のために、物理学での応用にも利用
することが、可能である。
ィルターを用いた再生モード同期レーザに関し、特に、
該同期レーザに用いられている高繰り返しレーザ光源
は、光学的な距離測定と、光学材料の分散測定と、及び
高速光サンプリングスコプ 等に利用でき、更に詳細に
は、光通信で必要とされる高繰り返し光源の作製に利用
でき、且つ該高繰り返し及び繰り返し周期の可変可能な
光源は、物性の解明のために、物理学での応用にも利用
することが、可能である。
【０００２】また、本発明は、リング型の共振器を具備
するレーザから高繰り返しパルスを発生するための手段
としても利用することが、可能である。更に、本発明
は、様々な利得媒質を具備するリングレーザ、特に、フ
ァィバーリングレーザ(Fiber Ring Laser)に、容易に応
用することが、可能である。
するレーザから高繰り返しパルスを発生するための手段
としても利用することが、可能である。更に、本発明
は、様々な利得媒質を具備するリングレーザ、特に、フ
ァィバーリングレーザ(Fiber Ring Laser)に、容易に応
用することが、可能である。
【０００３】
【従来の技術】従来の再生モード同期方法は、レーザの
出力を高速検出器（High Speed Photodetector）を用い
て検波し、その結果、検出された電気信号に含まれてい
る共振器のビート周波数（fcavと呼称する）の高次を、
狭いバンド幅のＲＦフィルター（即ち、高いＱを具備す
るもの、ここで、Ｑとは、Quality Factor of the RF F
ilter を意味する）を用いて、抜き取り、その結果、モ
ード周期に必要なＲＦクロック（Radio Frequency Cloc
k ）信号を発生させていた。高いＱを具備するものの一
例としては、M. Nakazawa, .E. Yoshida and Y. Kimura
"Ultrastable harmonically and regeneratively mod
e-locked polarization maintaining erbium fiber ri
ng laser", Electronics Letters, Vol.30,No. 19, 199
4, pp. 1603-1605 に示されている。上記文献に示され
ている構成図を、図２に示す。図２において、１は1.48
μｍLD(Light Diode) で、２は波長多重化カプラー(Wav
e length Division Multiplexing Coupler)で、７は
出力で、12は光アイソレータ(Isolator)で、17はＰＭ E
r ファィバー(Polarization Maintaining Erbium Fibr
e) で、19はPM-DSF(Polarization Maintaining Dispers
ion Shifted Filter)で、20はLiNbO3変調器(Modulator)
で、21はカプラー(Coupler) で、22は高いＱを持つＲ
Ｆバンドパスフィルターを含むクロック抽出回路(Clock
Extraction Circuit)で、23は位相制御器(Phase Con
troller)で、24は増幅器(AMP, Amplifier)で、及び25は
フィルター(Filter)である。このような構成にすること
により、モード周期に必要なＲＦクロック（RadioFrequ
ency Clock ）信号を発生させることができる。続い
て、前記ＲＦクロック信号を増幅後に、共振器内の強度
変調器に注入することによって、モード周期が実行され
ていた。
出力を高速検出器（High Speed Photodetector）を用い
て検波し、その結果、検出された電気信号に含まれてい
る共振器のビート周波数（fcavと呼称する）の高次を、
狭いバンド幅のＲＦフィルター（即ち、高いＱを具備す
るもの、ここで、Ｑとは、Quality Factor of the RF F
ilter を意味する）を用いて、抜き取り、その結果、モ
ード周期に必要なＲＦクロック（Radio Frequency Cloc
k ）信号を発生させていた。高いＱを具備するものの一
例としては、M. Nakazawa, .E. Yoshida and Y. Kimura
"Ultrastable harmonically and regeneratively mod
e-locked polarization maintaining erbium fiber ri
ng laser", Electronics Letters, Vol.30,No. 19, 199
4, pp. 1603-1605 に示されている。上記文献に示され
ている構成図を、図２に示す。図２において、１は1.48
μｍLD(Light Diode) で、２は波長多重化カプラー(Wav
e length Division Multiplexing Coupler)で、７は
出力で、12は光アイソレータ(Isolator)で、17はＰＭ E
r ファィバー(Polarization Maintaining Erbium Fibr
e) で、19はPM-DSF(Polarization Maintaining Dispers
ion Shifted Filter)で、20はLiNbO3変調器(Modulator)
で、21はカプラー(Coupler) で、22は高いＱを持つＲ
Ｆバンドパスフィルターを含むクロック抽出回路(Clock
Extraction Circuit)で、23は位相制御器(Phase Con
troller)で、24は増幅器(AMP, Amplifier)で、及び25は
フィルター(Filter)である。このような構成にすること
により、モード周期に必要なＲＦクロック（RadioFrequ
ency Clock ）信号を発生させることができる。続い
て、前記ＲＦクロック信号を増幅後に、共振器内の強度
変調器に注入することによって、モード周期が実行され
ていた。
【０００４】一般的に、モード周期は、レーザから光パ
ルスを発生させるために、欠かせない手段である。通常
の方法では、レーザ共振器中に伝搬する光を光変調器を
用いて、共振器の基本繰り返し周波数（fcavと呼称す
る）の任意の正数倍率（Ｎ）と同じ周波数で、強度叉は
位相変調することによって、実行される。この時に、発
生するモード同期パルスの繰り返し周波数(fo)は、変調
周波数(fm)と等しくなる(fo=fm=N・fcav) 。
ルスを発生させるために、欠かせない手段である。通常
の方法では、レーザ共振器中に伝搬する光を光変調器を
用いて、共振器の基本繰り返し周波数（fcavと呼称す
る）の任意の正数倍率（Ｎ）と同じ周波数で、強度叉は
位相変調することによって、実行される。この時に、発
生するモード同期パルスの繰り返し周波数(fo)は、変調
周波数(fm)と等しくなる(fo=fm=N・fcav) 。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、繰り返
し周波数は数10GHz になった場合に、高いＱのＲＦバン
ドパスフィルターの設計が困難になるので、再生モード
同期の実現には、困難を伴っていた。また、ＲＦフィル
ターの中心周波数は固定しているので、繰り返し周波数
を自由に変えることが出来ないという問題があった。
し周波数は数10GHz になった場合に、高いＱのＲＦバン
ドパスフィルターの設計が困難になるので、再生モード
同期の実現には、困難を伴っていた。また、ＲＦフィル
ターの中心周波数は固定しているので、繰り返し周波数
を自由に変えることが出来ないという問題があった。
【０００６】再生モード周期でない能動モード周期のフ
ァイバーレーザにおいて、発生するパルスのエネルギー
及び幅等を等しくするために、共振器中にファブリペロ
ーフィルターの利用に関する一例として、G.T. Harvey
and L.F. Mollenauer, "Harmonically mode-locked fib
er ring laser with an internal Fabry-Perot stabili
zer for soliton transmission", Optics Letters, Vo
l. 18. No.2, 1993, pp.107-109に示されている。上記
の文献中に示されているレーザは、能動モード周期であ
り、変調するのに、外部ＲＦ発振器を必要であった。そ
れ故、上記のように、外部ＲＦ信号を利用しているため
に、レーザ共振器のビート周波数（facvと呼称する）
を、シンクロ（即ち、fm＝N ・fcav, ここで、N は任意
の正数である）させるために、様々な工夫を必要として
いた。上記の文献に示されている構成図を、図３に示
す。図３において、７は出力で、12は光アイソレータ(I
solator)で、14は偏波制御器(Polarization Controlle
r)で、15は光遅延線(Delay Line)で、26はポンプレーザ
(Pump Laser) で、27はエルビウム増幅器(Erbium Amp
lifier) で、28は多重化波長カプラー(Wavelength Divi
sion Multiplexing Coupler)で、29は2.5GHzのFSR を持
つファブリーペロー(Fabry-Perot) で、30は波長同調素
子(Tuning Element) で、31は変調器で、32は2.5GHz R
F 発振器(Oscillator)で、及び33は出力カプラー(Outpu
t Coupler)である。このような構成において、ＲＦ発振
器の周波数をレーザ共振器のビート周波数の任意の正数
倍に設定することによってモード周期が行われる。
ァイバーレーザにおいて、発生するパルスのエネルギー
及び幅等を等しくするために、共振器中にファブリペロ
ーフィルターの利用に関する一例として、G.T. Harvey
and L.F. Mollenauer, "Harmonically mode-locked fib
er ring laser with an internal Fabry-Perot stabili
zer for soliton transmission", Optics Letters, Vo
l. 18. No.2, 1993, pp.107-109に示されている。上記
の文献中に示されているレーザは、能動モード周期であ
り、変調するのに、外部ＲＦ発振器を必要であった。そ
れ故、上記のように、外部ＲＦ信号を利用しているため
に、レーザ共振器のビート周波数（facvと呼称する）
を、シンクロ（即ち、fm＝N ・fcav, ここで、N は任意
の正数である）させるために、様々な工夫を必要として
いた。上記の文献に示されている構成図を、図３に示
す。図３において、７は出力で、12は光アイソレータ(I
solator)で、14は偏波制御器(Polarization Controlle
r)で、15は光遅延線(Delay Line)で、26はポンプレーザ
(Pump Laser) で、27はエルビウム増幅器(Erbium Amp
lifier) で、28は多重化波長カプラー(Wavelength Divi
sion Multiplexing Coupler)で、29は2.5GHzのFSR を持
つファブリーペロー(Fabry-Perot) で、30は波長同調素
子(Tuning Element) で、31は変調器で、32は2.5GHz R
F 発振器(Oscillator)で、及び33は出力カプラー(Outpu
t Coupler)である。このような構成において、ＲＦ発振
器の周波数をレーザ共振器のビート周波数の任意の正数
倍に設定することによってモード周期が行われる。
【０００７】上記の光変調器の動作を、外部ＲＦ信号を
注入させることにより実行する方法では、周囲の温度が
変化すると、熱膨張のために、共振器の長さ、即ち、fc
avが変動し、長時間に渡って外部ＲＦ変調周波数と同調
させることができなくなるという問題があった。また、
その結果、光パルスの質が低下するという問題があっ
た。
注入させることにより実行する方法では、周囲の温度が
変化すると、熱膨張のために、共振器の長さ、即ち、fc
avが変動し、長時間に渡って外部ＲＦ変調周波数と同調
させることができなくなるという問題があった。また、
その結果、光パルスの質が低下するという問題があっ
た。
【０００８】本発明は、上記の課題を鑑みてなされたも
ので、上記のような高いＱを具備するＲＦバンドフィル
ターを必要としない新しいファブリペローフィルターを
用いた再生モード同期レーザを提供することを、目的と
している。また、本発明は、外部共振器を用いることな
く、自動的にシンクロ（Synchronization ）を行うこと
が可能な新しいファブリペローフィルターを用いた再生
モード同期レーザを提供することを、目的としている。
ので、上記のような高いＱを具備するＲＦバンドフィル
ターを必要としない新しいファブリペローフィルターを
用いた再生モード同期レーザを提供することを、目的と
している。また、本発明は、外部共振器を用いることな
く、自動的にシンクロ（Synchronization ）を行うこと
が可能な新しいファブリペローフィルターを用いた再生
モード同期レーザを提供することを、目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、再生モード同期レーザにおいて、光を
発生させるための利得媒質と、励起光の注入及び出力光
の取り出しを行う光カプラ（WDM coupler, Output Coup
ler ）と、パルスを発生させるための光変調器（Modula
tor ）と、光路長を調整するための光遅延線（Optical
Delay Line）と、偏波を調整するための偏波調整器（Po
larization Controller ）と、共振器中に光の伝搬方向
を指定するための光アイソレータ（Isolator）と、発振
波長を指定するための光バンドパスフィルター（Bandpa
ss Filter ）と、ＦＳＲ（Free Spectral Range ）を固
定又は可変可能なファブリペローフィルターとでファイ
バーレーザ共振器を構成し、このファブリペローフィル
ターを用いてモード同期に 必要なクロック周波数を獲得
し、レーザ出力の一部を高速光検出器（ＰＤ，Photo De
tector）で検波した後に、位相調整器により位相を調整
し、ＲＦアンプリファィアーにより増幅した後、光変調
器に注入して再生モード同期による発振を行う、ことを
特徴としている。
達成するために、再生モード同期レーザにおいて、光を
発生させるための利得媒質と、励起光の注入及び出力光
の取り出しを行う光カプラ（WDM coupler, Output Coup
ler ）と、パルスを発生させるための光変調器（Modula
tor ）と、光路長を調整するための光遅延線（Optical
Delay Line）と、偏波を調整するための偏波調整器（Po
larization Controller ）と、共振器中に光の伝搬方向
を指定するための光アイソレータ（Isolator）と、発振
波長を指定するための光バンドパスフィルター（Bandpa
ss Filter ）と、ＦＳＲ（Free Spectral Range ）を固
定又は可変可能なファブリペローフィルターとでファイ
バーレーザ共振器を構成し、このファブリペローフィル
ターを用いてモード同期に 必要なクロック周波数を獲得
し、レーザ出力の一部を高速光検出器（ＰＤ，Photo De
tector）で検波した後に、位相調整器により位相を調整
し、ＲＦアンプリファィアーにより増幅した後、光変調
器に注入して再生モード同期による発振を行う、ことを
特徴としている。
【００１０】また、本発明は、ファイバーレーザ共振器
において、再生モード同期のために、出力の一部を高速
光検出器（ＰＤ，Photo Detector）で検波した後に、Ｒ
Ｆアンプリファィアーにより増幅し、光変調器に注入す
ることを特徴としている。
において、再生モード同期のために、出力の一部を高速
光検出器（ＰＤ，Photo Detector）で検波した後に、Ｒ
Ｆアンプリファィアーにより増幅し、光変調器に注入す
ることを特徴としている。
【００１１】更に、本発明は、ファイバーレーザ共振器
において、位相調整器（Phase Shifter ）は、ＲＦ信号
（Radio Frequency Signal）の位相を調整するために、
使用することを特徴としている。
において、位相調整器（Phase Shifter ）は、ＲＦ信号
（Radio Frequency Signal）の位相を調整するために、
使用することを特徴としている。
【００１２】更に又、数10GHz の繰り返し周波数で動作
できる再生モードを実現するために、従来の高いＱを具
備するＲＦバンドパスフィルターの利用を無くす必要が
あるので、その手段として、ＲＦバンドパスフィルター
を利用しないで、共振器中にファブリペローフィルター
を取り入れることによって実行される新しい再生モード
同期法である。
できる再生モードを実現するために、従来の高いＱを具
備するＲＦバンドパスフィルターの利用を無くす必要が
あるので、その手段として、ＲＦバンドパスフィルター
を利用しないで、共振器中にファブリペローフィルター
を取り入れることによって実行される新しい再生モード
同期法である。
【００１３】また、光を発生させるための利得媒質が、
希土類元素ドープファィバであることを特徴としてい
る。
希土類元素ドープファィバであることを特徴としてい
る。
【００１４】更に、ＲＦアンプリファイアーがプリアン
プリファィアー(Preamplifier)又はパワーアンプリファ
ィアー(Power Amplifier) であることを特徴としてい
る。
プリファィアー(Preamplifier)又はパワーアンプリファ
ィアー(Power Amplifier) であることを特徴としてい
る。
【００１５】光を発生させるための利得媒質として用い
られる希土類元素ドープファィバとしては、例えばＥＤ
Ｆが挙げられる。
られる希土類元素ドープファィバとしては、例えばＥＤ
Ｆが挙げられる。
【００１６】本発明の特徴を、端的に纏めると、以下の
ようになる。 （１）高いＱを具備するRF(Radio Frequency) バンドパ
スフィルターを利用しないで済む再生モード同期方法で
ある。 （２）ファブリペローフィルターを用いて、RFスペクト
ル上でのビート間隔をFSR(Free Spectral Range)と同
等にしている。 （３）RFスペクトル中のFSR と等しい間隔で現れる周波
数成分を、再生モード同期のためのクロック(Clock) 周
波数(fm 、ここで、fmとはRF信号の周波数を意味する)
として用いている。 （４）ファブリペローフィルターのFSR を変更すること
により、パルスの繰り返し周波数を自由に変更できる。
ようになる。 （１）高いＱを具備するRF(Radio Frequency) バンドパ
スフィルターを利用しないで済む再生モード同期方法で
ある。 （２）ファブリペローフィルターを用いて、RFスペクト
ル上でのビート間隔をFSR(Free Spectral Range)と同
等にしている。 （３）RFスペクトル中のFSR と等しい間隔で現れる周波
数成分を、再生モード同期のためのクロック(Clock) 周
波数(fm 、ここで、fmとはRF信号の周波数を意味する)
として用いている。 （４）ファブリペローフィルターのFSR を変更すること
により、パルスの繰り返し周波数を自由に変更できる。
【００１７】本発明は、外部ＲＦ発振器を利用しない
で、レーザから長時間に渡って、安定した高繰り返し光
パルスの発生に利用するための新しい再生モード同期方
法である。本発明による新しい再生モード同期方法によ
って、レーザから数10GHz の繰り返し周波数を具備する
光パルス列を、長時間に渡って安定した状態で発生させ
ることが、可能となる。また、通常の再生モード同期で
は、得られなかったパルスの繰り返し周波数の自由な変
更も、可能となる。
で、レーザから長時間に渡って、安定した高繰り返し光
パルスの発生に利用するための新しい再生モード同期方
法である。本発明による新しい再生モード同期方法によ
って、レーザから数10GHz の繰り返し周波数を具備する
光パルス列を、長時間に渡って安定した状態で発生させ
ることが、可能となる。また、通常の再生モード同期で
は、得られなかったパルスの繰り返し周波数の自由な変
更も、可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
１に基づいて、説明するが、本発明はこの実施の態様に
限定されない。図１は、ファブリペローフィルターを用
いた再生モード同期方法を応用したファィバーリングレ
ーザの構成を示す。図１において、１は1.48μｍレーザ
ダイオード(LD, Laser Diode) で、２は波長多重化カプ
ラー(Wavelength Division Multiplexing Coupler)
で、３はエルビウム−ファィバー(Erbium fibre 、例
えば、Erbium Doped Fibre -PANDA、ここで、PANDA
は商品名) で、４は光終端器(Terminator)で、５は光カ
プラー(Coupler) で、６は光アイソレータ(Isolator)
で、７は出力(Output)で、８はＲＦ前置増幅器(Preampl
ifier)で、９は位相調整器(Phase Shifter)で、10はＲ
Ｆ電力増幅器(Power Amplifier)で、11はマックゼンダ
ー光変調器(Mach-ZehnderModulator) で、12は光アイソ
レータ(Isolator)で、13はファブリペローフィルター(F
abry-Perot Filter) で、14は偏波調整器で、15は光遅
延線で、16は光帯域フィルターで、及び18はPD(Photo
Detector) である。
１に基づいて、説明するが、本発明はこの実施の態様に
限定されない。図１は、ファブリペローフィルターを用
いた再生モード同期方法を応用したファィバーリングレ
ーザの構成を示す。図１において、１は1.48μｍレーザ
ダイオード(LD, Laser Diode) で、２は波長多重化カプ
ラー(Wavelength Division Multiplexing Coupler)
で、３はエルビウム−ファィバー(Erbium fibre 、例
えば、Erbium Doped Fibre -PANDA、ここで、PANDA
は商品名) で、４は光終端器(Terminator)で、５は光カ
プラー(Coupler) で、６は光アイソレータ(Isolator)
で、７は出力(Output)で、８はＲＦ前置増幅器(Preampl
ifier)で、９は位相調整器(Phase Shifter)で、10はＲ
Ｆ電力増幅器(Power Amplifier)で、11はマックゼンダ
ー光変調器(Mach-ZehnderModulator) で、12は光アイソ
レータ(Isolator)で、13はファブリペローフィルター(F
abry-Perot Filter) で、14は偏波調整器で、15は光遅
延線で、16は光帯域フィルターで、及び18はPD(Photo
Detector) である。
【００１９】ファィバーレーザ共振器は、光を発生させ
るための利得媒質（エルビウムファィバ、通常、ＥＤＦ
−ＰＡＮＤＡと呼称する）3 と、励起光を注入及び出力
光を取り出すための光カプラ(WDM coupler, Output
Coupler)2 及び5 と、パルスを発生させるための光変調
器(Mach-Zehnder Modulator)11と、光路長を調整するた
めの光遅延(Delay Line)15と、偏波を調整するための偏
波調整器(Polarization Controller)14 と、共振器中に
光の伝搬方向を指定するための光アイソレータ(Isolato
r ）12と、発振波長を指定するための光帯域フィルター
（バンドパスフィルター、Bandpass Filter）16と、及
びファブリペローフィルター（FSR(FreeSpectral Rang
e)の固定のもの叉は可変可能なもの）13とから構成され
ている。
るための利得媒質（エルビウムファィバ、通常、ＥＤＦ
−ＰＡＮＤＡと呼称する）3 と、励起光を注入及び出力
光を取り出すための光カプラ(WDM coupler, Output
Coupler)2 及び5 と、パルスを発生させるための光変調
器(Mach-Zehnder Modulator)11と、光路長を調整するた
めの光遅延(Delay Line)15と、偏波を調整するための偏
波調整器(Polarization Controller)14 と、共振器中に
光の伝搬方向を指定するための光アイソレータ(Isolato
r ）12と、発振波長を指定するための光帯域フィルター
（バンドパスフィルター、Bandpass Filter）16と、及
びファブリペローフィルター（FSR(FreeSpectral Rang
e)の固定のもの叉は可変可能なもの）13とから構成され
ている。
【００２０】また、再生モード同期のために、出力の一
部を高速光検出器(High Speed Photo Detectorl)によ
り、検波した後に、ＲＦ増幅器(Radio Frequency Pream
plifier 及びPower Amplifier)8 及び10で増幅し、光変
調器に注入する。更に、位相調整器(Phase Shifter)9
は、RF信号の位相を調整するために、使用し、又光アイ
ソレータ(Isolater)6 は、反射光のレーザ共振器への戻
りを防止するために利用する。尚、図１において、太線
は光路を、及び細線は電気回路を、それぞれ示す。更
に、上記したように、ファブリペローフィルターとして
は、FSR を固定したものと、或いはFSR を可変可能にし
たものとの両者を使用することが、可能である。
部を高速光検出器(High Speed Photo Detectorl)によ
り、検波した後に、ＲＦ増幅器(Radio Frequency Pream
plifier 及びPower Amplifier)8 及び10で増幅し、光変
調器に注入する。更に、位相調整器(Phase Shifter)9
は、RF信号の位相を調整するために、使用し、又光アイ
ソレータ(Isolater)6 は、反射光のレーザ共振器への戻
りを防止するために利用する。尚、図１において、太線
は光路を、及び細線は電気回路を、それぞれ示す。更
に、上記したように、ファブリペローフィルターとして
は、FSR を固定したものと、或いはFSR を可変可能にし
たものとの両者を使用することが、可能である。
【００２１】本発明による新しい再生モード同期方法で
は、モード周期のための必要なRFクロック(Radio Freq
uency Clock) 周波数が、レーザ共振器中に高フィネッ
ス(Finesse) 及び大きいフリースペクトル幅(FSR、FSR
≫fcav) を具備するファブリペロー(Fabry-Perot) フィ
ルター13を挿入することによって、得ることができる。
通常用いられ、且つ共振器中にファブリペロフィルター
を利用しないレーザのRFスペクトル上では、共振器の基
本繰り返し周波数(fcav)毎に、ビートが現れてくる。そ
こで、ファブリペローフィルター13を利用することによ
り、RFスペクトル上では、共振器の基本繰り返し周波数
の間隔fcavとは異なり、共振器のビートが、FSR と等し
い周波数毎に周期的に現れる。
は、モード周期のための必要なRFクロック(Radio Freq
uency Clock) 周波数が、レーザ共振器中に高フィネッ
ス(Finesse) 及び大きいフリースペクトル幅(FSR、FSR
≫fcav) を具備するファブリペロー(Fabry-Perot) フィ
ルター13を挿入することによって、得ることができる。
通常用いられ、且つ共振器中にファブリペロフィルター
を利用しないレーザのRFスペクトル上では、共振器の基
本繰り返し周波数(fcav)毎に、ビートが現れてくる。そ
こで、ファブリペローフィルター13を利用することによ
り、RFスペクトル上では、共振器の基本繰り返し周波数
の間隔fcavとは異なり、共振器のビートが、FSR と等し
い周波数毎に周期的に現れる。
【００２２】上記のように、改善されたRFスペクトル中
で、FSR の任意の整数倍（Ｍ）でのRF周波数成分を、適
当なRF増幅器を用いて増幅し、続いて変調器に注入させ
ることによって、RF信号の周波数(fm)と同じ繰り返し周
波数で、レーザの再生モード同期を得ることが、可能と
なる。この場合には、fm=M・FSR となる。
で、FSR の任意の整数倍（Ｍ）でのRF周波数成分を、適
当なRF増幅器を用いて増幅し、続いて変調器に注入させ
ることによって、RF信号の周波数(fm)と同じ繰り返し周
波数で、レーザの再生モード同期を得ることが、可能と
なる。この場合には、fm=M・FSR となる。
【００２３】また、可変可能なFSR を具備するファブリ
ペローフィルター13を使用することによって、再生モー
ド同期ファイバーレーザのパルス繰り返し周波数を、自
由に変えることも、可能となる。更に、光挿入損失が少
なく、且つ数10GHz からTHz までの広い範囲でのFSR
と、数100 〜1000以上のフィネッス(Finesse) を具備す
るファブリペロフィルターを容易に形成することがで
き、又このファブリペロフィルターは既に市販されてい
る。
ペローフィルター13を使用することによって、再生モー
ド同期ファイバーレーザのパルス繰り返し周波数を、自
由に変えることも、可能となる。更に、光挿入損失が少
なく、且つ数10GHz からTHz までの広い範囲でのFSR
と、数100 〜1000以上のフィネッス(Finesse) を具備す
るファブリペロフィルターを容易に形成することがで
き、又このファブリペロフィルターは既に市販されてい
る。
【００２４】ファブリペロフィルターを利用することに
よって、従来のRFフィルターを利用した方法では、難し
かった数10GHz の繰り返し周波数での再生モード同期を
得ることが、可能となる。尚、本発明の一実施の態様で
の実験では、ファブリペロフィルターを用いて、再生モ
ード同期方法の動作確認を、数GHz の繰り返し周波数で
実施した。
よって、従来のRFフィルターを利用した方法では、難し
かった数10GHz の繰り返し周波数での再生モード同期を
得ることが、可能となる。尚、本発明の一実施の態様で
の実験では、ファブリペロフィルターを用いて、再生モ
ード同期方法の動作確認を、数GHz の繰り返し周波数で
実施した。
【００２５】本発明による再生モード同期方法では、発
生するパルスの繰り返し周波数(fo)は、FSR の整数倍と
等しくなるので(fo=M ・FSR 、ここで、M は任意の整数
である) 、FSR を変更することによって、パルスの繰り
返し周波数を自由に変更することが、可能となる。ま
た、FSR が固定の場合には、パルスの繰り返し周波数
は、FSR 毎に選択することが、可能になる。
生するパルスの繰り返し周波数(fo)は、FSR の整数倍と
等しくなるので(fo=M ・FSR 、ここで、M は任意の整数
である) 、FSR を変更することによって、パルスの繰り
返し周波数を自由に変更することが、可能となる。ま
た、FSR が固定の場合には、パルスの繰り返し周波数
は、FSR 毎に選択することが、可能になる。
【００２６】
【発明の効果】本発明による再生モード同期法を利用す
れば、リングレーザから数10GHz の繰り返し周波数を具
備する光パルスを得ることが、可能になる。また、本発
明によるファブリペロフィルターを用いた再生モード同
期法は、再生モード同期であるので、外部RF共振器を利
用する必要がなく、且つレーザの発生に要する費用も安
くて済む。更に、従来の再生モード同期では、繰り返し
周波数を自由に変更することが不可能であったが、本発
明を利用すれば、繰り返し周波数を自由に変更すること
が、可能になる。
れば、リングレーザから数10GHz の繰り返し周波数を具
備する光パルスを得ることが、可能になる。また、本発
明によるファブリペロフィルターを用いた再生モード同
期法は、再生モード同期であるので、外部RF共振器を利
用する必要がなく、且つレーザの発生に要する費用も安
くて済む。更に、従来の再生モード同期では、繰り返し
周波数を自由に変更することが不可能であったが、本発
明を利用すれば、繰り返し周波数を自由に変更すること
が、可能になる。
【図１】本発明の一実施の形態を示す構成図である。
【図２】従来の再生モード同期レーザの発生機構を示す
構成図である。
構成図である。
【図３】従来の他のモード同期レーザの発生機構を示す
構成図である。
構成図である。
１ 1.48μｍレーザダイオード ２ 波長多重化カプラー ３ エルビウム−ファィバー ４ 光終端器 ５ 光カプラー ６ 光アイソレータ ７ 出力 ８ ＲＦ前置増幅器 ９ 位相調整器 10 ＲＦ電力増幅器 11 マックゼンダー光変調器 12 光アイソレータ 13 ファブリペローフィルター 14 偏波調整器 15 光遅延線 16 光帯域フィルター（光バンドパスフィルター） 17 ＰＭ Er ファイバー 18 PD 19 PM-DSF 20 LiNbO3 変調器 21 光カプラー 22 クロック抽出回路 23 位相制御器 24 増幅器 25 フィルター 26 ポンプレーザ 27 エルビウム増幅器 28 波長多重化カプラー 29 2.5GHz ファブリペロー 30 同調素子 31 光変調器 32 2.5GHzRF 発振器 33 出力カプラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−139536（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−175577（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−102565（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−195519（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−252482（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 3/05 - 3/139
Claims (1)
- 【請求項１】 再生モード同期レーザにおいて、光を発
生させるための利得媒質と、励起光の注入及び出力光の
取り出しを行う光カプラ（WDM coupler, Output Couple
r ）と、パルスを発生させるための光変調器（Modulato
r ）と、光路長を調整するための光遅延線（Optical De
lay Line）と、偏波を調整するための偏波調整器（Pola
rization Controller ）と、共振器中に光の伝搬方向を
指定するための光アイソレータ（Isolator）と、発振波
長を指定するための光バンドパスフィルター（Bandpass
Filter ）と、ＦＳＲ（Free Spectral Range ）を固定
又は可変可能なファブリペローフィルターとでファイバ
ーレーザ共振器を構成し、このファブリペローフィルタ
ーを用いてモード同期に必要なクロック周波数を獲得
し、レーザ出力の一部を高速光検出器（ＰＤ，Photo De
tector）で検波した後に、位相調整器により位相を調整
し、ＲＦアンプリファィアーにより増幅した後、光変調
器に注入して再生モード同期による発振を行う、ことを
特徴とするファブリペローフィルターを用いた再生モー
ド同期レーザ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11040338A JP3089253B2 (ja) | 1999-02-18 | 1999-02-18 | ファブリペローフィルターを用いた再生モード同期レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11040338A JP3089253B2 (ja) | 1999-02-18 | 1999-02-18 | ファブリペローフィルターを用いた再生モード同期レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000244044A JP2000244044A (ja) | 2000-09-08 |
| JP3089253B2 true JP3089253B2 (ja) | 2000-09-18 |
Family
ID=12577858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11040338A Expired - Lifetime JP3089253B2 (ja) | 1999-02-18 | 1999-02-18 | ファブリペローフィルターを用いた再生モード同期レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3089253B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100561808C (zh) * | 2006-09-30 | 2009-11-18 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 基于全光纤激光器的光参量放大系统 |
| JP5306684B2 (ja) * | 2008-03-28 | 2013-10-02 | 古河電気工業株式会社 | 光ファイバー型モードロックレーザー及び光ファイバー型モードロックレーザーのモードロック制御方法 |
| JP2011035331A (ja) * | 2009-08-05 | 2011-02-17 | High Energy Accelerator Research Organization | レーザーコンプトン散乱を利用した光源用レーザー |
| JP2012038866A (ja) * | 2010-08-05 | 2012-02-23 | High Energy Accelerator Research Organization | レーザー発振装置 |
| JP5608921B2 (ja) * | 2010-08-05 | 2014-10-22 | 国立大学法人東北大学 | 半導体光位相変調器を用いた高繰り返しフェムト秒ファイバレーザ |
| CN102035129A (zh) * | 2010-10-27 | 2011-04-27 | 中国科学院半导体研究所 | 波长可调谐激光源 |
| JP5975461B2 (ja) * | 2012-02-03 | 2016-08-23 | 大学共同利用機関法人 高エネルギー加速器研究機構 | レーザーコンプトン散乱装置 |
| EP2951896B1 (en) | 2013-02-01 | 2021-10-27 | Inter-University Research Institute Corporation High Energy Accelerator Research Organization | Burst-laser generator using an optical resonator |
| US20160165709A1 (en) * | 2014-12-05 | 2016-06-09 | Asml Netherlands B.V. | System and Method for Isolating Gain Elements in a Laser System |
| CN110530551B (zh) * | 2019-08-27 | 2021-07-23 | 西南交通大学 | 基于优化支持向量机的botda的温度提取方法 |
-
1999
- 1999-02-18 JP JP11040338A patent/JP3089253B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000244044A (ja) | 2000-09-08 |
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