JP3158716B2 - 定偏波を出力するリングレーザ光源 - Google Patents

定偏波を出力するリングレーザ光源

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JP3158716B2
JP3158716B2 JP25584692A JP25584692A JP3158716B2 JP 3158716 B2 JP3158716 B2 JP 3158716B2 JP 25584692 A JP25584692 A JP 25584692A JP 25584692 A JP25584692 A JP 25584692A JP 3158716 B2 JP3158716 B2 JP 3158716B2
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幹夫 前田
伸成 竹内
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、リングレーザのルー
プ回路内に偏光ビームスプリッタと偏波面回転器を配置
し、ループ内の偏波面をTE波またはTM波だけにし、
定偏波を出力するリングレーザ光源についてのものであ
る。
【0002】
【従来の技術】次に、従来技術によるリングレーザ光源
の構成を図2により説明する。図2の1は励起光源、2
は光合波器、3は希土類添加光ファイバ、4はアイソレ
ータ、5は光カプラである。図2は、希土類添加光ファ
イバ3の増幅特性により発振する。励起光源1は例えば
励起波長を1.48μmとし、希土類添加光ファイバ3はE
3+ドープファイバを使用することができる。光合波器
2、希土類添加光ファイバ3、アイソレータ4及び光カ
プラ5でループ回路を構成する。
【0003】希土類添加光ファイバ3を通過すると、励
起光の波長1.48μmのレーザ光は吸収され、共振レーザ
波長の1.55μmのレーザ光が増幅される。増幅されたレ
ーザ光はアイソレータ4を通過する。励起光源1によっ
てループ中にレーザ共振現象が起こり、波長1.55μm帯
域が発振して光カプラ5の出力端子5Aから取り出され
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図2はレーザ光源の構
成がループ系なので、希土類添加光ファイバ3に入射す
る光は、偏波面の方向が常に変わり、偏波面の方向によ
り発振周波数が変動する。この発明は、リングレーザの
ループ回路に偏光ビームスプリッタと偏波面回転器を配
置し、偏光ビームスプリッタで入射光をTE波成分と第
1のTM波成分に分離し、偏光ビームスプリッタのTE
波成分を偏波面回転器で回転させて第2のTM波成分を
発生させ、第1のTM波成分を第2のTM波成分で相殺
することにより、ループ内の偏波面をTE波だけの定偏
波にするリングレーザ光源の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、この発明では、励起光を出射する励起光源1と、励
起光源1の出力を第1の入力とする光合波器2と、光合
波器2の出力を入力とする希土類添加光ファイバ3と、
希土類添加光ファイバ3の出力を入力とするアイソレー
タ4と、アイソレータ4の出力を入射光11とし、入射
光11をTE波成分12とTM波成分13に分離する偏
光ビームスプリッタ6と、偏光ビームスプリッタ6のT
M波成分13を入力とする光電気変換回路7と、光電気
変換回路7の出力を入力とする制御回路8と、偏光ビー
ムスプリッタ6のTE波成分12を制御回路8の出力に
より回転させてTM波成分15を発生させ、TM波成分
13をTM波成分15で相殺し、光電気変換回路7の出
力を少なくする偏波面回転器9と、偏波面回転器9の出
力を入力とし、第1の出力を光合成器2の第2の入力と
する光カプラ5とを備え、光カプラの第2の出力から出
力光を取り出す。
【0006】
【作用】次に、この発明によるリングレーザ光源の構成
を図1により説明する。図1の6は偏光ビームスプリッ
タ、7は光電気変換回路、8は制御回路、9は偏波面回
転器であり、その他は図2と同じものである。すなわ
ち、図1は図2に偏光ビームスプリッタ6、光電気変換
回路7、制御回路8及び偏波面回転器9を追加したもの
である。
【0007】図1では光合成器2、希土類添加光ファイ
バ3、アイソレータ4、偏光ビームスプリッタ6、偏波
面回転器9及び光カプラ5でリング共振器を構成する。
励起光源1の励起光を光合成器2によりリング共振器に
入射することにより、共振レーザがリング共振器中に発
生する。
【0008】図1のアイソレータ4の出射光は、偏光ビ
ームスプリッタ6に入射される。偏光ビームスプリッタ
6は入力端子6A、TE波出力端子6B、TM波出力端
子6Cをもつ。入力端子6Aから入射された光は偏光ビ
ームスプリッタ6内でTE波成分とTM波成分に分離さ
れ、TE波成分はTE波出力端子6Bに、TM波成分は
TM波出力端子6Cに出力される。
【0009】偏波面回転器9は制御回路8の出力信号に
より、偏光ビームスプリッタ6のTE波出力端子6Bの
TE波成分の光の偏波面を回転させる。偏波面回転器9
は、例えばファラデー素子と磁界発生器で構成すること
ができる。ファラデー素子を透過する光はファラデー素
子の磁界に比例する。このため、電磁石等により磁界を
制御すれば、任意の偏波面を回転させることができる。
ファラデー素子の例としてガーネット結晶がある。
【0010】次に、偏光ビームスプリッタ6の作用を図
3により説明する。図3の11は入力端子6Aの入射光
のベクトル図、12はTE波出力端子6BのTE波成分
のベクトル図、13はTM波出力端子6CのTM波成分
のベクトル図である。入射光11はTE波成分12とT
M波成分13に分離され、TE波成分12は偏波面回転
器9に入り、TM波成分13は光電気変換器7に入る。
【0011】次に、偏波面回転器9の作用を図4により
説明する。図4の14は回転波のベクトル図、15は回
転波14により生じたTM波成分のベクトル図である。
TM波成分15はTM波成分13と逆ベクトルなので、
TM波成分15の絶対値がTM波成分13の絶対値と同
じになれば、TM波成分13が少なくなる。
【0012】偏光ビームスプリッタ6のTM波出力端子
6Cから取り出されたTM波成分13は光電気変換器7
で電気信号に変換される。光電気変換器7の出力は制御
回路8に入り、制御回路8は偏波面回転器9を回転させ
る。この場合、光電気変換器7の出力が少なくなるよう
に、いいかえると、図3のTM波成分13とTM波成分
15の大きさが同じになるように制御回路8は偏波面回
転器9を回転させる。光電気変換器7の出力が少なくな
ると、偏光ビームスプリッタ6の入力にTM波成分が少
なくなる。これにより、リング共振器内の発振光はTE
波成分だけになり、偏向ビームスプリッタ6の入力光の
偏向面が同じになる。
【0013】希土類添加光ファイバ3の長さは通常は数
十〜数百mと長いので、偏波面のゆるやかな変動が発生
するが、図1の構成で偏波面を同じにすることができる
ので、発振光周波数を安定にすることができる。なお、
この発明ではTE波成分を制御して偏波方向を制御して
いるが、TM波成分を制御してもよい。
【0014】
【発明の効果】この発明によれば、リングレーザのルー
プ回路に偏光ビームスプリッタと偏波面回転器を配置
し、偏光ビームスプリッタで入射光をTE波成分と第1
のTM波成分に分離し、偏光ビームスプリッタのTE波
成分を偏波面回転器で回転させて第2のTM波成分を発
生させ、第1のTM波成分を第2のTM波成分で相殺す
るので、ループ回路を偏波面保持部品で構成しなくて
も、ループ内の偏波面をTE波またはTM波だけの定偏
波にし、発振周波数の変動が少ないリングレーザ光源を
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による定偏波を出力するリングレーザ
光源の構成図である。
【図2】従来技術によるリングレーザの構成図である。
【図3】偏光ビームスプリッタの作用説明図である。
【図4】偏波面回転器の作用説明図である。
【符号の説明】
1 励起光源 2 光合波器 3 希土類添加光ファイバ 4 アイソレータ 5 光カプラ 6 偏光ビームスプリッタ 7 光電気変換回路 8 制御回路 9 偏波面回転器 11 入射光 12 TE波成分 13 TM波成分 14 回転波 15 TM波成分
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 3/00 - 3/139 G02B 27/28 G02F 1/00,1/01

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 励起光を出射する励起光源(1) と、 励起光源(1) の出力を第1の入力とする光合波器(2)
    と、 光合波器(2) の出力を入力とする希土類添加光ファイバ
    (3) と、 希土類添加光ファイバ(3) の出力を入力とするアイソレ
    ータ(4) と、 アイソレータ(4) の出力を入射光(11)とし、入射光(11)
    をTE波成分(12)と第1のTM波成分(13)に分離する偏
    光ビームスプリッタ(6) と、 偏光ビームスプリッタ(6) のTM波成分(13)を入力とす
    る光電気変換回路(7)と、 光電気変換回路(7) の出力を入力とする制御回路(8)
    と、 偏光ビームスプリッタ(6) のTE波成分(12)を制御回路
    (8) の出力により回転させて第2のTM波成分(15)を発
    生させ、第1のTM波成分(13)を第2のTM波成分(15)
    で相殺し、光電気変換回路(7) の出力を少なくする偏波
    面回転器(9) と、 偏波面回転器(9) の出力を入力とし、第1の出力を光合
    成器(2) の第2の入力とする光カプラ(5) とを備え、 光カプラ(5) の第2の出力から出力光を取り出すことを
    特徴とする定偏波を出力するリングレーザ光源。
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