JP3371227B2 - Mode hop-free fiber laser device - Google Patents
Mode hop-free fiber laser deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ファイバレーザか
ら単一周波数の光をモードホップなしで発生させる技術
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for generating light of a single frequency from a fiber laser without mode hopping.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、単一周波数で連続光発振するファ
イバレーザの研究が盛んに行われている。図1(a)に
従来型単一周波数発振ファイバレーザ装置の一例を示
す。図において、1は希土類元素を添加した光ファイバ
(以下希土類添加光ファイバと記す)、2は希土類添加
光ファイバを励起するための励起光源、3は励起光を希
土類添加光ファイバに結合させる光結合器、4は出力を
取り出す光分岐器、5は偏波無依存型光アイソレータ、
5'は半導体レーザへの戻り光を抑える光アイソレー
タ、6は一周したときの偏波方向を補償する偏波制御
器、7は透過帯域の広いファブリペロー光フィルタ、8
は透過帯域の狭いファブリペロー光フィルタである。2. Description of the Related Art In recent years, research on a fiber laser that continuously oscillates at a single frequency has been actively conducted. FIG. 1A shows an example of a conventional single frequency oscillation fiber laser device. In the figure, 1 is an optical fiber doped with a rare earth element (hereinafter referred to as a rare earth doped optical fiber), 2 is a pumping light source for pumping the rare earth doped optical fiber, and 3 is optical coupling for coupling pumping light to the rare earth doped optical fiber. Device, 4 is an optical branching device for extracting the output, 5 is a polarization independent optical isolator,
5'is an optical isolator that suppresses the return light to the semiconductor laser, 6 is a polarization controller that compensates for the polarization direction after one round, 7 is a Fabry-Perot optical filter with a wide transmission band, 8
Is a Fabry-Perot optical filter with a narrow transmission band.
【0003】希土類添加光ファイバ1を、光結合器3を
通して励起光源2で励起すると、図1(b)に示すよう
にフィルタ7と8の組み合わせからなる透過帯域内で、
ファイバレーザのリング共振器で決まる発振可能波長
(縦モード)の一つが、光アイソレータ5の順方向に発
振する。レーザの出力光は光分岐器4を通して取り出
す。ファブリペロー光フィルタとは二枚の鏡を向かい合
わせに配置したもので、鏡の間隔が波長の整数倍になる
ような光だけを通すフィルタであり、複数の透過帯が存
在する。When the rare earth-doped optical fiber 1 is excited by the excitation light source 2 through the optical coupler 3, as shown in FIG. 1 (b), within the transmission band formed by the combination of the filters 7 and 8,
One of the oscillating wavelengths (longitudinal modes) determined by the ring resonator of the fiber laser oscillates in the forward direction of the optical isolator 5. The output light of the laser is taken out through the optical branching device 4. The Fabry-Perot optical filter is a filter in which two mirrors are arranged to face each other, and is a filter that passes only light such that the distance between the mirrors is an integral multiple of the wavelength, and there are multiple transmission bands.
【0004】ここで、レーザの発振周波数について説明
する。レーザの共振器長をL、光ファイバの屈折率をn、
光速をcとすると、共振器長で決まる周波数 f0 = c /
(nL) の整数倍の周波数を縦モードとよび、レーザの発
振可能な周波数である。例えば、図1において、共振器
長を10 m、n = 1.5 とすると、図1(b)に示すよ
うな縦モードは20 MHz間隔に存在する。Here, the oscillation frequency of the laser will be described. The cavity length of the laser is L, the refractive index of the optical fiber is n,
If the speed of light is c, the frequency f 0 = c / determined by the cavity length
The frequency that is an integral multiple of (nL) is called the longitudinal mode, and it is the frequency at which the laser can oscillate. For example, in FIG. 1, assuming that the resonator length is 10 m and n = 1.5, longitudinal modes as shown in FIG. 1B exist at 20 MHz intervals.
【0005】透過帯域の広いファブリ・ペロフィルタ7
として帯域100 GHzのフィルタを用いた場合、レーザ
の利得帯域内において5000本の縦モードが発振可能
となる。これら多数の縦モードのうち、一つの縦モード
のみが発振している状態を「単一周波数発振」と呼ぶ
が、これは透過帯域の狭いファブリ・ペロフィルタ8と
して例えば帯域2 MHzのフィルタを用いると実現でき
る。Fabry-Perot filter 7 having a wide transmission band
When a filter having a band of 100 GHz is used as 5,000, 5000 longitudinal modes can be oscillated within the gain band of the laser. A state in which only one longitudinal mode oscillates out of these many longitudinal modes is called "single-frequency oscillation". This uses, for example, a 2 MHz band filter as the Fabry-Perot filter 8 having a narrow transmission band. Can be realized.
【0006】その様子を図3に示す。図3において、横
軸は光の周波数(波長)である。透過帯域の狭いファブ
リペロー光フィルタ8だけを用いた場合は、レーザの利
得帯域内に複数の透過帯域が存在するため、一つの縦モ
ードだけを選択することはできないが、二つのファブリ
ペロー光フィルタを組み合わせて用いることにより、一
つの縦モードだけが選択でき、レーザは単一周波数で発
振する。The state is shown in FIG. In FIG. 3, the horizontal axis represents the frequency (wavelength) of light. When only the Fabry-Perot optical filter 8 having a narrow transmission band is used, since there are a plurality of transmission bands within the gain band of the laser, it is not possible to select only one longitudinal mode, but two Fabry-Perot optical filters are used. Only one longitudinal mode can be selected and the laser oscillates at a single frequency.
【0007】すなわち、希土類添加添加光ファイバを用
いたファイバレーザにおいて、透過帯域の異なる二つの
ファブリペローフィルタを用い、透過帯域の広いファブ
リペローフィルタで大まかな帯域を決め、透過帯域の狭
いファブリペローフィルタで発振モードを選ぶこと(モ
ード選択法)により、単一周波数で発振できる。That is, in a fiber laser using a rare earth-doped optical fiber, two Fabry-Perot filters having different transmission bands are used, a broad band is determined by a Fabry-Perot filter, and a Fabry-Perot filter having a narrow transmission band is used. By selecting the oscillation mode in (mode selection method), it is possible to oscillate at a single frequency.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来のレーザ発振器においては、レーザ共振器内の温度
変動により共振器長またはファブリペロフィルタ8の透
過波長が時間とともに変化すると、縦モードの中心がフ
ァブリペローフィルタの透過帯域の中心からずれるとい
う問題点があった。However, in such a conventional laser oscillator, when the resonator length or the transmission wavelength of the Fabry-Perot filter 8 changes with time due to temperature fluctuations in the laser resonator, the center of the longitudinal mode becomes the Fabry. There is a problem in that the center of the transmission band of the Perot filter deviates.
【0009】この結果レーザの出力が変動し、よりずれ
がひどくなると隣の縦モードに発振が移ってしまう(モ
ードホップ)。そのため、ファイバレーザは定期的にモ
ードホップを繰り返し、モードホップのない安定な単一
周波数発振が得られなかった。As a result, the output of the laser fluctuates, and if the deviation becomes more severe, the oscillation shifts to the adjacent longitudinal mode (mode hop). Therefore, the fiber laser periodically repeats mode hopping, and stable single frequency oscillation without mode hopping cannot be obtained.
【0010】また、レーザの波長を精密に挿引するため
にファイバレーザの共振器長を変えても、ファブリペロ
フィルタ8の透過波長は変わらないためにモードホップ
を起こすだけで発振波長は変わらない。一方ファブリペ
ロフィルタ8の透過波長を変えると、発振波長は変化す
るものの、ファイバレーザ共振器の縦モードとファブリ
ペロフィルタ8の透過波長は一致する保証が何もないた
め、波長挿引に伴ってモードホップが発生する。Further, even if the resonator length of the fiber laser is changed in order to precisely extract the wavelength of the laser, the transmission wavelength of the Fabry-Perot filter 8 does not change, so that only mode hop occurs and the oscillation wavelength does not change. . On the other hand, if the transmission wavelength of the Fabry-Perot filter 8 is changed, the oscillation wavelength changes, but there is no guarantee that the longitudinal mode of the fiber laser resonator and the transmission wavelength of the Fabry-Perot filter 8 will match. Mode hop occurs.
【0011】以上のように、従来の技術ではファイバレ
ーザに単一周波数発振させることは可能だったものの、
共振器長が温度変動などにより時間と共に変化するため
にファイバレーザ共振器とファブリペロフィルタ8の中
心波長が一致せずモードホップを起こしていた。すなわ
ち長時間にわたってモードホップを起こさないで安定に
単一周波数で発振することは困難であった。さらに、モ
ードホップを起こさずにファイバレーザの発振波長を挿
引することは不可能であった。As described above, although it is possible to cause the fiber laser to oscillate at a single frequency in the conventional technique,
Since the resonator length changes with time due to temperature fluctuations and the like, the center wavelengths of the fiber laser resonator and the Fabry-Perot filter 8 do not match, causing mode hopping. That is, it was difficult to stably oscillate at a single frequency without causing mode hop for a long time. Furthermore, it is impossible to subtract the oscillation wavelength of the fiber laser without causing a mode hop.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、ファブリ・ペロ型フィルタを挿入して得
られるリング型単一周波数発振ファイバレーザ装置にお
いて、 上記ファブリ・ペロ型フィルタの中心周波数を
レーザ出力の最大値にロックすることにより、モードホ
ップのない単一周波数発振を実現することを特徴とする
ファイバレーザ装置を提供する。In order to solve the above problems, the present invention provides a ring type single frequency oscillating fiber laser device obtained by inserting a Fabry-Perot type filter, comprising: (EN) Provided is a fiber laser device which realizes single frequency oscillation without mode hop by locking the center frequency to the maximum value of laser output.
【0013】本発明は、上記課題を解決するために、上
記ファイバレーザ装置の共振器長を変化させる素子を挿
入することにより、上記ファイバレーザ装置の発振周波
数をモードホップなしで精密に挿引できるようにしたこ
とを特徴とする請求項1記載のファイバレーザ装置を提
供する。即ち、ロックをかけた状態ではファイバレーザ
共振器長を変化させた時にモードホップを起こすことが
ないので、共振器長を変えてファイバレーザの発振波長
を挿引する時に起こるモードホップの問題が解決でき
る。According to the present invention, in order to solve the above problems, by inserting an element for changing the resonator length of the fiber laser device, the oscillation frequency of the fiber laser device can be precisely drawn without mode hopping. The fiber laser device according to claim 1 is provided. In other words, since the mode hop does not occur when the fiber laser cavity length is changed in the locked state, the problem of the mode hop that occurs when the oscillation wavelength of the fiber laser is changed by changing the cavity length is solved. it can.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】本発明に係る実施の形態を実施例
に基づいて図面を参照して説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described based on examples with reference to the drawings.
【0015】(実施例1)図2は本発明のモードホップ
フリーファイバレーザ装置の実施例1を示す構成図の一
例である。図2においてファイバレーザ装置は、希土類
添加光ファイバ1、希土類添加光ファイバを励起するた
めの励起光源2、励起光を希土類添加光ファイバに結合
させる光結合器3、出力を取り出す光分岐器4、逆方向
へ戻る光を抑える偏波無依存型光アイソレータ5、励起
光源への戻り光を防ぐ光アイソレータ5'、一周したと
きの偏波方向を合わせるための偏波制御器6、発振波長
をある程度選択するファブリ・ペロフィルタ7、モード
を選択してそのモードに自分の透過波長の中心をロック
するファブリ・ペロフィルタ8をロックするためのフィ
ードバック装置9から構成されている。(Embodiment 1) FIG. 2 is an example of a configuration diagram showing Embodiment 1 of the mode-hop free fiber laser device of the present invention. In FIG. 2, the fiber laser device includes a rare earth-doped optical fiber 1, a pumping light source 2 for pumping the rare earth-doped optical fiber, an optical coupler 3 for coupling pumping light to the rare earth-doped optical fiber, an optical branching device 4 for extracting an output, A polarization-independent optical isolator 5 that suppresses light returning in the opposite direction, an optical isolator 5 ′ that prevents return light to the pumping light source, a polarization controller 6 for adjusting the polarization direction after one round, and an oscillation wavelength to some extent. It is composed of a Fabry-Perot filter 7 to be selected and a feedback device 9 for locking a Fabry-Perot filter 8 which selects a mode and locks the center of its transmission wavelength in the mode.
【0016】希土類添加光ファイバ1を、光結合器3を
通して励起光源2で励起すると、ファブリ・ペロフィル
タ7の透過帯域内で、光アイソレータ5の順方向に連続
光の発振が起こる。レーザの出力光は光分岐器4を通し
て取り出す。When the rare earth-doped optical fiber 1 is excited by the excitation light source 2 through the optical coupler 3, continuous light oscillation occurs in the forward direction of the optical isolator 5 within the transmission band of the Fabry-Perot filter 7. The output light of the laser is taken out through the optical branching device 4.
【0017】ここで、例えば、希土類添加光ファイバ1
としてエルビウム添加光ファイバを用いると、レーザの
発振波長は1.55 mm帯となる。励起光源2としては、
1.48 mm半導体レーザを用いることができる。ファブ
リ・ペロフィルタ7としては1.55 mm帯の分解能が5
GHzのものを用いることができる。ファブリ・ペロフィ
ルタ8としては1.55 mm帯の分解能が2 MHzのものを
用いることができる。今、共振器長が約10 mであると
すると、共振器長で決まる発振可能波長(縦モード)が
約20 MHz間隔で存在する。Here, for example, the rare earth-doped optical fiber 1
When an erbium-doped optical fiber is used as the laser, the oscillation wavelength of the laser is 1.55 mm band. As the excitation light source 2,
A 1.48 mm semiconductor laser can be used. The Fabry-Perot filter 7 has a resolution of 1.55 mm band of 5
GHz ones can be used. The Fabry-Perot filter 8 having a resolution of 2 MHz in the 1.55 mm band can be used. Now, assuming that the resonator length is about 10 m, oscillating wavelengths (longitudinal modes) determined by the resonator length exist at intervals of about 20 MHz.
【0018】ファブリ・ペロフィルタ7の透過帯域が5
GHzであるとすると、この中にはファイバレーザの縦モ
ードが250本あり、どれが発振するかが保証されな
い。そのためにモードホップが頻繁に起こったり、ファ
ブリ・ペロフィルタ7の帯域によっては不安定な多モー
ド発振を起こすこともある。The transmission band of the Fabry-Perot filter 7 is 5
If it is GHz, there are 250 longitudinal modes of the fiber laser, and it is not guaranteed which one oscillates. For this reason, mode hop frequently occurs, and unstable multimode oscillation may occur depending on the band of the Fabry-Perot filter 7.
【0019】そこで、ファブリ・ペロフィルタ8で25
0本の縦モードのうち一つを選ぶ。しかし、選択するだ
けでは、その選択された波長が常にファブリ・ペロフィ
ルタ8の透過波長の中心にあるとは限らず、選択したつ
もりの隣のモードがファブリ・ペロフィルタ8によって
選択されてしまうことがあり、結局モードホップが起こ
ってしまう。Therefore, the Fabry-Perot filter 8 has 25
Choose one of the 0 vertical modes. However, the selected wavelength does not always mean that the selected wavelength is always at the center of the transmission wavelength of the Fabry-Perot filter 8, and the adjacent mode that is intended to be selected is selected by the Fabry-Perot filter 8. There is a mode hop after all.
【0020】そこで、フィードバック装置9によってフ
ァイバレーザからの出力を常に監視し、それが最大にな
るようにファブリ・ペロフィルタ8を制御する。そうす
ると、ファブリ・ペロフィルタ8の透過波長の中心は常
に一度選択されたモードにロックされ、このモードが常
に安定して発振を続ける。Therefore, the output from the fiber laser is constantly monitored by the feedback device 9, and the Fabry-Perot filter 8 is controlled so as to maximize the output. Then, the center of the transmission wavelength of the Fabry-Perot filter 8 is always locked once in the selected mode, and this mode always continues stable oscillation.
【0021】次に、この発明による作用を説明する。図
3は、図2に示すファイバレーザの単一周波数発振の様
子をファブリ・ペロ型スペクトルアナライザで観測した
ものである。縦軸は強度、横軸は発振周波数を示す。本
ファブリ・ペロ型スペクトルアナライザは、1.3 μm
〜1.7 μmの波長領域を300 MHzごとに区切った多
数のスペクトルを重ね合わせたものを示すものであり、
ファイバレーザが単一周波数発振していれば、300 M
Hz内で一つのモードだけが存在する。Next, the operation of the present invention will be described. FIG. 3 shows a state of single frequency oscillation of the fiber laser shown in FIG. 2 observed with a Fabry-Perot type spectrum analyzer. The vertical axis represents intensity and the horizontal axis represents oscillation frequency. This Fabry-Perot type spectrum analyzer is 1.3 μm
It shows a superposition of a large number of spectra in which the wavelength region of ~ 1.7 μm is divided every 300 MHz.
300 M if the fiber laser oscillates at a single frequency
There is only one mode in Hz.
【0022】図3(a)は約300 MHzの範囲で観測し
たもので、破線で示された間隔は300 MHzに相当す
る。図3(b)は、図3(a)の拡大図であり、約30
MHzの範囲で観測したものである。破線で示された間隔
は本スペクトルアナライザの分解能を示す。ファブリ・
ペロフィルタ8がフィードバック装置9による制御を受
けても受けなくても、短期的には図3に示すような単一
周波数発振が得られる。FIG. 3A was observed in the range of about 300 MHz, and the interval indicated by the broken line corresponds to 300 MHz. FIG. 3B is an enlarged view of FIG.
Observed in the MHz range. The interval indicated by the broken line shows the resolution of this spectrum analyzer. Fabry
Whether the Perot filter 8 is controlled by the feedback device 9 or not, a single frequency oscillation as shown in FIG. 3 can be obtained in the short term.
【0023】図4は、図3のようにファブリ・ペロ型ス
ペクトルアナライザで観測された発振波長を縦軸とし、
ある一定時間間隔で観測したものである。図4(a)は
フィードバック装置9を動作させない場合であり、図4
(b)は動作させたときのものである。図4(a)で
は、ファブリ・ペロフィルタの帯域内で隣のモードにモ
ードホップしているのがわかる。In FIG. 4, the oscillation wavelength observed by the Fabry-Perot type spectrum analyzer as shown in FIG.
It was observed at a certain time interval. FIG. 4A shows a case where the feedback device 9 is not operated.
(B) is the one when operated. In FIG. 4A, it can be seen that the mode hops to the adjacent mode in the band of the Fabry-Perot filter.
【0024】また、ファブリ・ペロ型スペクトルアナラ
イザで観測していると、図3のような単一周波数発振を
基本的にはしているものの、モードホップが不定期に発
生し、その瞬間図5のようにバーストを起こしているの
が観測される。それに対し、図4(b)ではモードホッ
プが全く観測されず、ファブリ・ペロ型スペクトルアナ
ライザで観測すると、常に図3のような状態である。す
なわち本実施例において、ファイバレーザが単一周波数
で安定に発振していることがわかる。Also, when observed with a Fabry-Perot type spectrum analyzer, although basically a single frequency oscillation as shown in FIG. 3 is performed, mode hops occur irregularly, and at that moment, FIG. It is observed that it is causing a burst like. On the other hand, no mode hop is observed at all in FIG. 4B, and when observed by the Fabry-Perot spectrum analyzer, the state is always as shown in FIG. That is, in this example, it can be seen that the fiber laser stably oscillates at a single frequency.
【0025】(実施例2)図6は、実施例2を説明する
図である。実施例1では波長の大まかな選択をファブリ
・ペロフィルタ7で行ったが、図6のように、光サーキ
ュレータ10とファイバグレーティング11を用いても
よい。光サーキュレータ10は図7に示すように、第1
ポートから入射した光は第2ポートから、第2ポートか
ら入射した光は第3ポートから出るような光学素子であ
り、反射型光学素子であるファイバグレーティングを透
過型光学素子として用いるための光学素子である。(Second Embodiment) FIG. 6 is a diagram for explaining the second embodiment. Although the wavelength is roughly selected by the Fabry-Perot filter 7 in the first embodiment, an optical circulator 10 and a fiber grating 11 may be used as shown in FIG. As shown in FIG. 7, the optical circulator 10 has a first
The optical element is such that the light incident from the port is emitted from the second port and the light incident from the second port is emitted from the third port, and an optical element for using the fiber grating which is a reflective optical element as a transmissive optical element. Is.
【0026】ファイバグレーティングはファブリ・ペロ
フィルタと異なり透過帯域の繰り返しがなく、インコヒ
ーレントな光をカットする働きがあるため、安定性にさ
らに優れたファイバレーザが実現できる。Unlike the Fabry-Perot filter, the fiber grating has no repetition of the transmission band and has a function of cutting incoherent light, so that a fiber laser having further excellent stability can be realized.
【0027】(実施例3)図8は、実施例3を示す図で
ある。実施例1では波長の大まかな選択をファブリ・ペ
ロフィルタ7で行ったが、図8のように、誘電体多層膜
型フィルタ12を用いてもよい。誘電体多層膜型フィル
タは波長可変が比較的容易なので、波長を容易に変える
ことのできるモードホップフリーファイバレーザが実現
できる。(Third Embodiment) FIG. 8 is a diagram showing a third embodiment. Although the wavelength is roughly selected by the Fabry-Perot filter 7 in the first embodiment, the dielectric multilayer filter 12 may be used as shown in FIG. Since it is relatively easy to change the wavelength of the dielectric multilayer filter, it is possible to realize a mode-hop-free fiber laser that can easily change the wavelength.
【0028】(実施例4)図9は、実施例4を示す図で
ある。この実施例4では、図2のファイバレーザ装置に
おいて、共振器長を変化させる素子Aを挿入することに
より、ファイバレーザ装置の発振周波数をモードホップ
なしで精密に挿引できるようにした。素子Aの具体的な
構成は、コーナーキューブ、あるいはファイバをPZT
に巻いて成るものである。(Fourth Embodiment) FIG. 9 is a diagram showing a fourth embodiment. In the fourth embodiment, the element A for changing the cavity length is inserted in the fiber laser device shown in FIG. 2 so that the oscillation frequency of the fiber laser device can be precisely drawn without mode hopping. The specific configuration of the element A is a corner cube or a PZT fiber.
It is made by winding it around.
【0029】本発明の実施の形態を実施例1〜4で説明
したが、本発明は、このような実施例に限定されるもの
ではなく、特許請求の範囲記載の技術的事項の範囲でい
ろいろな実施の形態があることはいうまでもない。Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the first to fourth embodiments, the present invention is not limited to such embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical matters described in the claims. It goes without saying that there are various embodiments.
【0030】[0030]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ファイバレーザにおいて二つのフィルタのうち狭い方の
ファブリ・ペロフィルタの中心波長をファイバレーザの
縦モードの一つに対して帰還制御によりロックすること
により、モードホップのない高出力な単一偏波単一周波
数発振ファイバレーザが実現できる。As described above, according to the present invention,
In the fiber laser, the central wavelength of the narrower Fabry-Perot filter of the two filters is locked to one of the longitudinal modes of the fiber laser by feedback control, so that a high-power single polarization single mode without mode hop is generated. A single-frequency oscillation fiber laser can be realized.
【0031】また、ロックした状態でファイバレーザの
共振器長を変えると、モードホップなしでの周波数挿引
が実現できる。加えてこの方法では、出力の一部をフィ
ードバック装置に取られるものの、これはごくわずかの
パワーで十分なので、出力をほとんど犠牲にしない。Further, if the resonator length of the fiber laser is changed in the locked state, frequency insertion without mode hop can be realized. In addition, with this method, a part of the output is taken by the feedback device, but this requires very little power, so that the output is hardly sacrificed.
【0032】さらに、本発明では共振器長を変えてもモ
ードホップが起こらないので、波長を精密に挿引できる
レーザにも応用できる。Further, according to the present invention, mode hop does not occur even if the cavity length is changed, so that the present invention can be applied to a laser capable of precisely inserting and extracting a wavelength.
【図1】従来の2つのエタロンを用いた単一周波数発振
ファイバレーザの構成例であり、(b)はその原理につ
いて光波長(周波数)を横軸に説明したものである。FIG. 1 is a configuration example of a conventional single-frequency oscillation fiber laser using two etalons, and (b) illustrates the principle of the optical wavelength (frequency) on the horizontal axis.
【図2】本発明の実施例1を示す図であり、偏光子を用
いた単一偏波単一周波数発振ファイバレーザを示す図で
ある。FIG. 2 is a diagram showing Example 1 of the present invention, and is a diagram showing a single-polarization single-frequency oscillation fiber laser using a polarizer.
【図3】単一周波数発振の様子をファブリ・ペロ型スペ
クトルアナライザで観測したものである。(a)は約3
00 MHzの範囲で観測したもの、(b)は約30 MHzの
範囲で観測したものである。FIG. 3 shows a state of single frequency oscillation observed by a Fabry-Perot type spectrum analyzer. (A) is about 3
Observed in the range of 00 MHz, (b) is observed in the range of about 30 MHz.
【図4】モードホップの有無を観測したもので、ファブ
リ・ペロ型スペクトルアナライザで観測したモードの周
波数を一定時間間隔で観測したものである。FIG. 4 is a graph in which the presence or absence of a mode hop is observed, and the frequency of the mode observed by a Fabry-Perot spectrum analyzer is observed at regular time intervals.
【図5】モードホップの有無を観測したもので、ファブ
リ・ペロ型スペクトルアナライザで観測したものであ
る。FIG. 5 shows the presence or absence of mode hop, which is observed with a Fabry-Perot spectrum analyzer.
【図6】本発明の実施例2を示す図であり、波長選択の
ためのファブリ・ペロフィルタの代わりに光サーキュレ
ータとファイバグレーティングを用いたファイバレーザ
を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a second embodiment of the present invention and is a diagram showing a fiber laser using an optical circulator and a fiber grating instead of the Fabry-Perot filter for wavelength selection.
【図7】光サーキュレータについて説明した図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an optical circulator.
【図8】本発明の実施例3を示す図であり、波長選択の
ためのファブリ・ペロフィルタの代わりに誘電体多層膜
型光フィルタを用いたファイバレーザを示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a third embodiment of the present invention, and is a diagram showing a fiber laser using a dielectric multilayer film type optical filter in place of the Fabry-Perot filter for wavelength selection.
【図9】本発明の実施例4を示す図であり、ファイバレ
ーザ装置において、共振器長を変化させる素子を挿入し
た構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention and is a diagram showing a configuration in which an element for changing the cavity length is inserted in the fiber laser device.
1 希土類添加光ファイバ
2 励起光源
3 光結合器
4 出力を取り出す光分岐器
5 偏波無依存型光アイソレータ
5’ 光アイソレータ
6 偏波制御器
7 ファブリペロー光フィルタ
8 ファブリペロー光フィルタ
9 モードホップフリーな制御を実現するためのフィ
ードバック装置
10 ポート型光サーキュレータ
11 狭帯域ファイバグレーティング
12 誘電体多層膜型光フィルタ
A 共振器長を変化させる素子1 Rare-earth-doped optical fiber 2 Pumping light source 3 Optical coupler 4 Optical brancher 5 for extracting output 5 Polarization-independent optical isolator 5'Optical isolator 6 Polarization controller 7 Fabry-Perot optical filter 8 Fabry-Perot optical filter 9 Mode hop-free For realizing various controls 10 Port type optical circulator 11 Narrow band fiber grating 12 Dielectric multilayer optical filter A Element for changing resonator length
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲場 肇 茨城県つくば市梅園1丁目1番4 工業 技術院計量研究所内 (72)発明者 秋元 義明 茨城県つくば市梅園1丁目1番4 工業 技術院計量研究所内 (56)参考文献 特開 平5−175577(JP,A) 特開 平5−299758(JP,A) 特開 平9−139536(JP,A) 特開 平10−125983(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 3/00 - 3/30 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hajime Inaba 1-4 Umezono, Tsukuba-shi, Ibaraki Industrial Technology Institute (72) Inventor Yoshiaki Akimoto 1-4 1-4 Umezono, Tsukuba-shi, Ibaraki Industrial Technology Institute In the Institute of Metrology (56) Reference JP-A-5-175577 (JP, A) JP-A-5-299758 (JP, A) JP-A-9-139536 (JP, A) JP-A-10-125983 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01S 3/00-3/30
Claims (2)
て得られるリング型単一周波数発振ファイバレーザ装置
において、 上記ファブリ・ペロ型フィルタの中心周波数を、ファイ
バレーザからの出力が常に最大値になるように制御する
ことによって、モードホップのない単一周波数発振を実
現することを特徴とするファイバレーザ装置。1. A ring type single frequency oscillation fiber laser device obtained by inserting a Fabry-Perot type filter, wherein the center frequency of the Fabry-Perot type filter is
Control so that the output from the balaser is always the maximum value
As a result, a single-frequency oscillation without mode hop is realized, which is a fiber laser device.
を変化させる素子を挿入することにより、上記ファイバ
レーザ装置の発振周波数をモードホップなしで精密に挿
引できるようにしたことを特徴とする請求項1記載のフ
ァイバレーザ装置。2. An oscillation frequency of the fiber laser device can be precisely inserted without mode hopping by inserting an element for changing the resonator length of the fiber laser device. 1. The fiber laser device according to 1.
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