JP3532373B2 - スペクトル的に均一に増幅された自然発光を用いる光学的システムとデバイス - Google Patents
スペクトル的に均一に増幅された自然発光を用いる光学的システムとデバイスInfo
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- 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
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学的システムとデバ
イス、特に、スペクトル的に均一な自然放出源を用いる
光学的システムとデバイスに関する。
イス、特に、スペクトル的に均一な自然放出源を用いる
光学的システムとデバイスに関する。
【０００２】
【発明の背景】光ファイバは現代の遠隔通信の主要な部
品である。光ファイバは、大量の情報を含んでいる光学
的信号を長距離にわたって、ごく僅かな損失で伝送でき
る、細いガラス線である。基本的に、光ファイバは、第
２の（低い）屈折率を有するクラッディングで囲われた
第１の屈折率を有するコアを特長とする、細い導波管で
ある。代表的な光ファイバは、屈折率を調整するため
に、微量の添加物を含有する高純度のシリカから製作さ
れている。
品である。光ファイバは、大量の情報を含んでいる光学
的信号を長距離にわたって、ごく僅かな損失で伝送でき
る、細いガラス線である。基本的に、光ファイバは、第
２の（低い）屈折率を有するクラッディングで囲われた
第１の屈折率を有するコアを特長とする、細い導波管で
ある。代表的な光ファイバは、屈折率を調整するため
に、微量の添加物を含有する高純度のシリカから製作さ
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このようなファイバの
広帯域光源は多種多様なアプリケーションにおいて有用
である。例えば、考察される波長分割多重化システムで
は、単一の広帯域光源を複数の狭帯域搬送チャンネルに
分割し、搬送チャンネルを別個に変調して、別個に変調
したチャンネルを１本のファイバ上で同時に伝送してい
る。このような広帯域光源は、ファイバ感知システムや
画像作成アプリケーションでも有用になる可能性を秘め
ている。
広帯域光源は多種多様なアプリケーションにおいて有用
である。例えば、考察される波長分割多重化システムで
は、単一の広帯域光源を複数の狭帯域搬送チャンネルに
分割し、搬送チャンネルを別個に変調して、別個に変調
したチャンネルを１本のファイバ上で同時に伝送してい
る。このような広帯域光源は、ファイバ感知システムや
画像作成アプリケーションでも有用になる可能性を秘め
ている。
【０００４】しかし、従来の光源は、均一で高レベルの
出力で広帯域光源を提供できない。ある従来の手法は、
自然発光源としてＮｄ、Ｅｒ、Ｙｂのような希土類金属
元素でドーピング処理したファイバを用いている。これ
らの光源は低レベルの出力で広帯域光源を提供するが、
その出力のスペクトル特性は、出力が増大すると瞬時に
狭まる。更に、高ポンピング出力において、それらは、
ファイバ端面によって提供されるように、僅かな反射か
ら発光する傾向を示す。
出力で広帯域光源を提供できない。ある従来の手法は、
自然発光源としてＮｄ、Ｅｒ、Ｙｂのような希土類金属
元素でドーピング処理したファイバを用いている。これ
らの光源は低レベルの出力で広帯域光源を提供するが、
その出力のスペクトル特性は、出力が増大すると瞬時に
狭まる。更に、高ポンピング出力において、それらは、
ファイバ端面によって提供されるように、僅かな反射か
ら発光する傾向を示す。
【０００５】広帯域光源を提供する別の手法は超発光ダ
イオードを用いることである。しかし、これらのデバイ
スは適正な出力を呈することができないことがしばしば
あり、特にファイバに結合する際に損失が生じる場合に
提供できない。そこで、光ファイバに適した新規の高出
力の広帯域光源が必要になる。
イオードを用いることである。しかし、これらのデバイ
スは適正な出力を呈することができないことがしばしば
あり、特にファイバに結合する際に損失が生じる場合に
提供できない。そこで、光ファイバに適した新規の高出
力の広帯域光源が必要になる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】高出力の広帯域光源は、
長周期性格子に結合された少なくとも１つの希土類金属
でドーピング処理したファイバを備えている。希土類金
属でドーピング処理したファイバが増幅された自然放出
源として作動するように励起されると、格子は、出力ス
ペクトル特性を均一にして幅広くする。Ｎｄでドーピン
グ処理したファイバを用いて、出願人は、１．０８μｍ
の中心波長と、４０ｎｍのスペクトル幅と、１０μｍの
コヒーレンス長とで、２５ｍＷの出力を実現した。光源
は、スペクトル幅の全体にわたって０．１ｄＢ／ｎｍの
最大傾斜をもつ均一な出力スペクトルを備えている。そ
れは、高出力と幅広いスペクトルを要求する任意のファ
イバ・システムに効果的に設置できる。
長周期性格子に結合された少なくとも１つの希土類金属
でドーピング処理したファイバを備えている。希土類金
属でドーピング処理したファイバが増幅された自然放出
源として作動するように励起されると、格子は、出力ス
ペクトル特性を均一にして幅広くする。Ｎｄでドーピン
グ処理したファイバを用いて、出願人は、１．０８μｍ
の中心波長と、４０ｎｍのスペクトル幅と、１０μｍの
コヒーレンス長とで、２５ｍＷの出力を実現した。光源
は、スペクトル幅の全体にわたって０．１ｄＢ／ｎｍの
最大傾斜をもつ均一な出力スペクトルを備えている。そ
れは、高出力と幅広いスペクトルを要求する任意のファ
イバ・システムに効果的に設置できる。
【０００７】Ｅｒでドーピング処理したファイバを用い
て、出願人は、１．５５μｍの中心波長と３８ｎｍのス
ペクトル幅とで、７．３ｍＷの出力を実現した。光源
は、その幅全体にわたって１．７ｄＢの最大脈動をも
つ、均一な出力スペクトルを備えている。この光源は、
スペクトル的に薄切りにされた光源に対する要望にも対
応できる。
て、出願人は、１．５５μｍの中心波長と３８ｎｍのス
ペクトル幅とで、７．３ｍＷの出力を実現した。光源
は、その幅全体にわたって１．７ｄＢの最大脈動をも
つ、均一な出力スペクトルを備えている。この光源は、
スペクトル的に薄切りにされた光源に対する要望にも対
応できる。
【０００８】
【実施例】図１は、ポンプ源１０と、各々が希土類金属
でドーピング処理した光ファイバである第１と第２のス
テージ１１と１２と、スペクトル出力特性を均一にして
幅を広げる干渉型長周期性格子１３とを搭載する、好ま
しい広帯域光源の略図である。励起源１０は、希土類金
属でドーピング処理したファイバにおける自然放出を誘
発するために、普通は、ファイバ・レーザのようなレー
ザ又はファイバ・ピグテール・ダイオード・レーザであ
る。励起源は、広帯域光源の所望の中心周波数より短い
波長になるべきであり、且つ、放出を促すものより低い
出力レベルに保持される。希土類金属でドーピング処理
したファイバ・ステージ１１、１２の各々は、５０ｐｐ
ｍ（Ｅｒに適している）からＹｂを使用する高出力源に
適した２０，０００ｐｐｍ（又は２モル％）の範囲に普
通は属する、Ｎｄ、Ｅｒ又はＹｂのような、希土類金属
添加物でドーピング処理した、シリカ・ガラスのよう
に、ある長さのガラス・ファイバを備えている。ファイ
バ・ステージの長さは、希土類金属添加物レベルに基づ
いて、普通は、０．１〜１００ｍの範囲にある。
でドーピング処理した光ファイバである第１と第２のス
テージ１１と１２と、スペクトル出力特性を均一にして
幅を広げる干渉型長周期性格子１３とを搭載する、好ま
しい広帯域光源の略図である。励起源１０は、希土類金
属でドーピング処理したファイバにおける自然放出を誘
発するために、普通は、ファイバ・レーザのようなレー
ザ又はファイバ・ピグテール・ダイオード・レーザであ
る。励起源は、広帯域光源の所望の中心周波数より短い
波長になるべきであり、且つ、放出を促すものより低い
出力レベルに保持される。希土類金属でドーピング処理
したファイバ・ステージ１１、１２の各々は、５０ｐｐ
ｍ（Ｅｒに適している）からＹｂを使用する高出力源に
適した２０，０００ｐｐｍ（又は２モル％）の範囲に普
通は属する、Ｎｄ、Ｅｒ又はＹｂのような、希土類金属
添加物でドーピング処理した、シリカ・ガラスのよう
に、ある長さのガラス・ファイバを備えている。ファイ
バ・ステージの長さは、希土類金属添加物レベルに基づ
いて、普通は、０．１〜１００ｍの範囲にある。
【０００９】長周期性格子１３は、普通は１０μｍ≦Λ
≦２０００μｍである、周期的な距離Λだけ離隔する幅
Ｗの複数の屈折率摂動（インデックスパーチュアベーシ
ョン）を有する、ある長さのファイバを備えている。１
／５Λ≦Ｗ≦４／５Λが望ましく、Ｗ＝１／２Λが特に
望ましい。その摂動は、ファイバのガラスコアの内部に
好都合に形成され、ファイバの縦軸とθ（２°≦θ≦９
０°）の角度を効果的に形成している。ファイバは、中
心周波数λの波長の広帯域の光を伝送するように設計し
てある。一般的に、長周期性格子は、その周期が入力光
の波長より少なくとも１０倍長いデバイスである。
≦２０００μｍである、周期的な距離Λだけ離隔する幅
Ｗの複数の屈折率摂動（インデックスパーチュアベーシ
ョン）を有する、ある長さのファイバを備えている。１
／５Λ≦Ｗ≦４／５Λが望ましく、Ｗ＝１／２Λが特に
望ましい。その摂動は、ファイバのガラスコアの内部に
好都合に形成され、ファイバの縦軸とθ（２°≦θ≦９
０°）の角度を効果的に形成している。ファイバは、中
心周波数λの波長の広帯域の光を伝送するように設計し
てある。一般的に、長周期性格子は、その周期が入力光
の波長より少なくとも１０倍長いデバイスである。
【００１０】摂動の離隔距離Λは、伝送光を選択波長λ
ｐの領域で導入モードから非導入モードに移すように選
択されるので、λｐに中心をもつ光の帯域を輝度に関し
て減少させることになる。光を反射する従来の短周期性
格子と対照的に、これらの長周期性デバイスは、光を導
入モードから不導入（又は非導入）モードに変更するこ
とによって、反射せずに光を移行する。非導入モード
は、コアでコヒーレントに伝搬しないモードであり、普
通はクラッディング・モード又は放射モード、又は多層
構成の場合にリング・モードになる。
ｐの領域で導入モードから非導入モードに移すように選
択されるので、λｐに中心をもつ光の帯域を輝度に関し
て減少させることになる。光を反射する従来の短周期性
格子と対照的に、これらの長周期性デバイスは、光を導
入モードから不導入（又は非導入）モードに変更するこ
とによって、反射せずに光を移行する。非導入モード
は、コアでコヒーレントに伝搬しないモードであり、普
通はクラッディング・モード又は放射モード、又は多層
構成の場合にリング・モードになる。
【００１１】図２は、波長λｐに中心をもつ光を移行す
るための周期的な離隔距離Λを示すグラフである。従っ
て、例えば、１５４０ｎｍに中心をもつ光を移行する長
周期性格子を製作するために、約７６０μｍの離隔距離
を選択する。
るための周期的な離隔距離Λを示すグラフである。従っ
て、例えば、１５４０ｎｍに中心をもつ光を移行する長
周期性格子を製作するために、約７６０μｍの離隔距離
を選択する。
【００１２】好都合に、スペクトル・フィルタ構成要素
は、ゲルマニウムのような感知材料でドーピング処理し
たシリカコアを有する単一モード光ファイバで形成した
長周期性格子である。更に、ファイバは、その感知機能
を高めるために水素分子を含有できる。長周期性格子１
３は、Λだけ離隔した位置での幅Ｗの集中ビームにコア
を選択的に露出することによって形成できる。
は、ゲルマニウムのような感知材料でドーピング処理し
たシリカコアを有する単一モード光ファイバで形成した
長周期性格子である。更に、ファイバは、その感知機能
を高めるために水素分子を含有できる。長周期性格子１
３は、Λだけ離隔した位置での幅Ｗの集中ビームにコア
を選択的に露出することによって形成できる。
【００１３】好ましい露出源は、ＫｒＦエキシマ・レー
ザからのＵＶ（紫外線）放射である。適正な離隔距離
は、幅Ｗのスリットを介して露出し、ファイバを次の露
出位置に移動すると実現できる。代わりに、ファイバは
振幅マスクを介して露出できる。好都合に、各々のスリ
ットの露出量は１００ｍＪ／ｃｍ2 フルエンス／パルス
を上回る１０００パルス〜１０，０００パルスの単位で
あり、摂動の数は１０〜３００の範囲にある。
ザからのＵＶ（紫外線）放射である。適正な離隔距離
は、幅Ｗのスリットを介して露出し、ファイバを次の露
出位置に移動すると実現できる。代わりに、ファイバは
振幅マスクを介して露出できる。好都合に、各々のスリ
ットの露出量は１００ｍＪ／ｃｍ2 フルエンス／パルス
を上回る１０００パルス〜１０，０００パルスの単位で
あり、摂動の数は１０〜３００の範囲にある。
【００１４】図１の光源を均一にし幅を広げるように、
長周期性格子を設計する際に、長周期性格子のない状態
で、ステージのスペクトル出力を最初に測定し、少なく
とも１つの出力ピークλｐを求める。格子は、次に、光
をλｐから移行するように設計される。
長周期性格子を設計する際に、長周期性格子のない状態
で、ステージのスペクトル出力を最初に測定し、少なく
とも１つの出力ピークλｐを求める。格子は、次に、光
をλｐから移行するように設計される。
【００１５】格子の消光比は、増幅された自然放出スペ
クトルの残り（レスト）に対応してλｐにおけるピーク
の高さから決まる。格子の濾過特性の幅と形状は、λｐ
のピークの幅と形状と一致するように製作される。
クトルの残り（レスト）に対応してλｐにおけるピーク
の高さから決まる。格子の濾過特性の幅と形状は、λｐ
のピークの幅と形状と一致するように製作される。
【００１６】長周期性格子を具備する光源とするため
に、均一な出力又は所望の光源スペクトルからの任意の
偏差は、反転されて、長周期性格子の構想に加えられ
る。新しい長周期性格子は新しい構想と一致するように
製作できる。このプロセスは、所望の光源スペクトルが
達成できるまで繰り返すことができる。
に、均一な出力又は所望の光源スペクトルからの任意の
偏差は、反転されて、長周期性格子の構想に加えられ
る。新しい長周期性格子は新しい構想と一致するように
製作できる。このプロセスは、所望の光源スペクトルが
達成できるまで繰り返すことができる。
【００１７】図１の実施例では、出力が第２のステージ
のファイバの末端から入手される。代わりに、出力は、
ポンプ光を除外するために方向性結合器を用いて、第１
のステージから入手できる。
のファイバの末端から入手される。代わりに、出力は、
ポンプ光を除外するために方向性結合器を用いて、第１
のステージから入手できる。
【００１８】長周期性格子１３は、希土類金属でドーピ
ング処理したファイバ１１と１２に沿う任意のポイント
に配置できる。言い換えれば、希土類金属でドーピング
処理したファイバ１１は、ファイバ１１と１２を合計し
た長さの任意の一部になる。希土類金属でドーピング処
理したファイバ１１が移行される場合に、長周期性格子
１３は、光源に作用しないことになる。希土類金属でド
ーピング処理したファイバ１２が移行される場合、長周
期性格子１３は、作用して、必要に応じて濾過機能を行
うが、普通は重大な出力損失を招くことになる。希土類
金属でドーピング処理したファイバ１１と１２が類似の
長さである場合、長周期性格子１３は必要に応じてフィ
ルタとして作用するが、出力損失量はそれほど大きくな
い。光源に相応して、フィルタ１３の前後の、希土類金
属でドーピング処理したファイバ１１と１２に関して最
適の量がある。この最適ポイントは、フィルタ１３が必
要に応じて出力スペクトルを滑らかにする又は形状設定
することを続けるが、非濾過源と比べると出力損失に関
して最小量になる、位置に存在する。
ング処理したファイバ１１と１２に沿う任意のポイント
に配置できる。言い換えれば、希土類金属でドーピング
処理したファイバ１１は、ファイバ１１と１２を合計し
た長さの任意の一部になる。希土類金属でドーピング処
理したファイバ１１が移行される場合に、長周期性格子
１３は、光源に作用しないことになる。希土類金属でド
ーピング処理したファイバ１２が移行される場合、長周
期性格子１３は、作用して、必要に応じて濾過機能を行
うが、普通は重大な出力損失を招くことになる。希土類
金属でドーピング処理したファイバ１１と１２が類似の
長さである場合、長周期性格子１３は必要に応じてフィ
ルタとして作用するが、出力損失量はそれほど大きくな
い。光源に相応して、フィルタ１３の前後の、希土類金
属でドーピング処理したファイバ１１と１２に関して最
適の量がある。この最適ポイントは、フィルタ１３が必
要に応じて出力スペクトルを滑らかにする又は形状設定
することを続けるが、非濾過源と比べると出力損失に関
して最小量になる、位置に存在する。
【００１９】本発明は、次に示す特殊な事例を考えると
明確に理解できる。格子を具備しない、希土類金属でド
ーピング処理した（Ｎｄ）ファイバは、３．８ｍのファ
イバに結合した８２２ｎｍの半導体ポンプダイオードを
搭載している。この長周期性格子を具備しないデバイス
は、ポンプで自然発光するように誘発され、３４ｍｗの
出力と、７ｎｍのスペクトル幅と、１０６０ｎｍと１１
００ｎｍの間で２．２ｄＢ／ｎｍの最大傾斜を導くこと
になる。図３の（Ａ）に示す出力スペクトルは１．０６
２μｍでピークを示している。最大傾斜は２．２ｄＢ／
ｎｍだった。
明確に理解できる。格子を具備しない、希土類金属でド
ーピング処理した（Ｎｄ）ファイバは、３．８ｍのファ
イバに結合した８２２ｎｍの半導体ポンプダイオードを
搭載している。この長周期性格子を具備しないデバイス
は、ポンプで自然発光するように誘発され、３４ｍｗの
出力と、７ｎｍのスペクトル幅と、１０６０ｎｍと１１
００ｎｍの間で２．２ｄＢ／ｎｍの最大傾斜を導くこと
になる。図３の（Ａ）に示す出力スペクトルは１．０６
２μｍでピークを示している。最大傾斜は２．２ｄＢ／
ｎｍだった。
【００２０】そのスペクトルを均一にするために、離隔
距離Λ＝２１０μｍ、Ｗ＝１０５μｍ、長さ１１ｍｍを
有する（遮断波長λｃ＜９５０ｎｍのファイバに書き込
まれている）長周期性格子は、光をλｐ＝１．０６２μ
ｍから移行するように設計してあった。長周期性格子が
ステージ間に配置された時の、新しいスペクトル出力
が、図３の（Ｂ）に図示してある。曲線１と２は、２つ
の異なるポンプパワーレベルに対応して、第２のステー
ジ１２からの出力を示している。出力スペクトルの形状
は、ポンプ出力レベルの変動に関して安定している。均
一にされたスペクトルの出力は、均一にされていない出
力に対して、１．３ｄＢの損失に相応して２５ｍＷにな
る。両方の曲線は、０．１ｄＢ／ｎｍの低い最大傾斜を
有する幅広い均一な出力を示している。
距離Λ＝２１０μｍ、Ｗ＝１０５μｍ、長さ１１ｍｍを
有する（遮断波長λｃ＜９５０ｎｍのファイバに書き込
まれている）長周期性格子は、光をλｐ＝１．０６２μ
ｍから移行するように設計してあった。長周期性格子が
ステージ間に配置された時の、新しいスペクトル出力
が、図３の（Ｂ）に図示してある。曲線１と２は、２つ
の異なるポンプパワーレベルに対応して、第２のステー
ジ１２からの出力を示している。出力スペクトルの形状
は、ポンプ出力レベルの変動に関して安定している。均
一にされたスペクトルの出力は、均一にされていない出
力に対して、１．３ｄＢの損失に相応して２５ｍＷにな
る。両方の曲線は、０．１ｄＢ／ｎｍの低い最大傾斜を
有する幅広い均一な出力を示している。
【００２１】図４は、励起源１０と、希土類金属でドー
ピング処理したファイバ１１から成る単一のステージ
と、長周期性格子１３とを搭載する、別の光源を示す。
単一ステージのデバイスは、二重のステージと比べる
と、均一でなく効率的にも劣る出力であるが、それにも
かかわらず従来の光源より実質的に改善されている。
ピング処理したファイバ１１から成る単一のステージ
と、長周期性格子１３とを搭載する、別の光源を示す。
単一ステージのデバイスは、二重のステージと比べる
と、均一でなく効率的にも劣る出力であるが、それにも
かかわらず従来の光源より実質的に改善されている。
【００２２】特殊な事例として、長周期性格子を具備せ
ずに、Ｎｄの希土類金属でドーピング処理した、ファイ
バは、１．０６２μｍでピークをもち且つ２．２ｄＢ／
ｎｍの最大傾斜を有する出力スペクトルを、図５の
（Ａ）に図示するようにして呈していた。λｐ＝１．０
６２μｍにおけるピークを移行するために長周期性格子
を加えると、デバイスは、図５の（Ｂ）に示すような出
力スペクトルを呈していた。曲線１と２は異なる入力レ
ベルにある。０．２ｄＢ／ｎｍの最大傾斜は、従来の非
濾過デバイスに対して１０：１の改善効果を示してい
る。
ずに、Ｎｄの希土類金属でドーピング処理した、ファイ
バは、１．０６２μｍでピークをもち且つ２．２ｄＢ／
ｎｍの最大傾斜を有する出力スペクトルを、図５の
（Ａ）に図示するようにして呈していた。λｐ＝１．０
６２μｍにおけるピークを移行するために長周期性格子
を加えると、デバイスは、図５の（Ｂ）に示すような出
力スペクトルを呈していた。曲線１と２は異なる入力レ
ベルにある。０．２ｄＢ／ｎｍの最大傾斜は、従来の非
濾過デバイスに対して１０：１の改善効果を示してい
る。
【００２３】試験では、二重ステージのデバイスは、２
０ｍＷ〜１００μＷの出力という動作条件の広い範囲で
十分に作動していた。この範囲外でも、デバイスは広い
４０ｎｍのスペクトル幅を保持していた。１．０８μｍ
の中心波長で、この幅は１０μｍのコヒーレンス長に対
応している。単一ステージのデバイスは、十分に作動す
るが、動作範囲が広いと、その形状を保持するうえで不
安定になる。
０ｍＷ〜１００μＷの出力という動作条件の広い範囲で
十分に作動していた。この範囲外でも、デバイスは広い
４０ｎｍのスペクトル幅を保持していた。１．０８μｍ
の中心波長で、この幅は１０μｍのコヒーレンス長に対
応している。単一ステージのデバイスは、十分に作動す
るが、動作範囲が広いと、その形状を保持するうえで不
安定になる。
【００２４】更なる特殊な事例として、図１に示す方式
で構成し、Ｅｒの希土類金属でドーピング処理した、フ
ァイバを用いる光源は、図６に示す出力スペクトルを備
えている。長周期性格子（１３）がないと、光源は、８
ｍＷの出力と、曲線１に示すようなスペクトルを備えて
いた。長周期性格子を具備し且つ同じポンプパワーであ
る場合に、光源は、７３ｍＷの出力と、曲線２に示すス
ペクトルを備えていた。ポンプ（１）の出力が低下する
と、他に低い出力スペクトルが、曲線３〜５のように生
成していた。このケースでは、２つのフィルタが、λｐ
１＝１５３５ｎｍとλｐ２＝１５６０ｎｍにおけるピー
クを下げるために加えられていた。原理的には、任意の
数のピークが濾過できて、光源は更に均一に又は調整で
きる。
で構成し、Ｅｒの希土類金属でドーピング処理した、フ
ァイバを用いる光源は、図６に示す出力スペクトルを備
えている。長周期性格子（１３）がないと、光源は、８
ｍＷの出力と、曲線１に示すようなスペクトルを備えて
いた。長周期性格子を具備し且つ同じポンプパワーであ
る場合に、光源は、７３ｍＷの出力と、曲線２に示すス
ペクトルを備えていた。ポンプ（１）の出力が低下する
と、他に低い出力スペクトルが、曲線３〜５のように生
成していた。このケースでは、２つのフィルタが、λｐ
１＝１５３５ｎｍとλｐ２＝１５６０ｎｍにおけるピー
クを下げるために加えられていた。原理的には、任意の
数のピークが濾過できて、光源は更に均一に又は調整で
きる。
【００２５】
【発明の効果】図１は２つだけの希土類金属でドーピン
グ処理したファイバ部を示しているが、３つ以上のこの
よう部分を使用できる。１つの長周期性格子だけ図１と
４に図示してあるが、２つ以上のこのような格子も使用
できる。更に、同じデバイスに異なる希土類金属でドー
ピング処理したファイバ部分を異なる希土類金属でドー
ピング処理できて、単一の希土類金属でドーピング処理
したファイバでも２つ以上の希土類金属要素でドーピン
グ処理することもできる。
グ処理したファイバ部を示しているが、３つ以上のこの
よう部分を使用できる。１つの長周期性格子だけ図１と
４に図示してあるが、２つ以上のこのような格子も使用
できる。更に、同じデバイスに異なる希土類金属でドー
ピング処理したファイバ部分を異なる希土類金属でドー
ピング処理できて、単一の希土類金属でドーピング処理
したファイバでも２つ以上の希土類金属要素でドーピン
グ処理することもできる。
【図１】二重ステージの希土類金属でドーピング処理し
たファイバを搭載する、好ましい広帯域光源の略図であ
る。
たファイバを搭載する、好ましい広帯域光源の略図であ
る。
【図２】特定の波長λｐに中心をもつ光を移行する格子
を設計する際に有用なグラフである。
を設計する際に有用なグラフである。
【図３】（Ａ）は干渉型の長周期性格子の挿入前後にお
ける二重ステージ・ファイバ光源を示すグラフであり、
（Ｂ）は干渉型の長周期性格子の挿入前後における二重
ステージ・ファイバ光源を示すグラフである。
ける二重ステージ・ファイバ光源を示すグラフであり、
（Ｂ）は干渉型の長周期性格子の挿入前後における二重
ステージ・ファイバ光源を示すグラフである。
【図４】単一ステージの希土類金属でドーピング処理し
たファイバを搭載する、別の広帯域光源の略図である。
たファイバを搭載する、別の広帯域光源の略図である。
【図５】（Ａ）は長周期性格子の挿入前後における単一
ステージ・ファイバ光源を示すグラフであり、（Ｂ）長
周期性格子の挿入前後における単一ステージ・ファイバ
光源を示すグラフである。
ステージ・ファイバ光源を示すグラフであり、（Ｂ）長
周期性格子の挿入前後における単一ステージ・ファイバ
光源を示すグラフである。
【図６】干渉型の長周期性格子の挿入前後における二重
ステージ・ファイバ光源を示すグラフである。
ステージ・ファイバ光源を示すグラフである。
１０ 励起源
１１ 希土類金属でドーピング処理したファイバの第１
のステージ １２ 希土類金属でドーピング処理したファイバの第２
のステージ １３ 長周期性格子
のステージ １２ 希土類金属でドーピング処理したファイバの第２
のステージ １３ 長周期性格子
フロントページの続き
(72)発明者 アシシュ マドフーカー ヴェングサー
カー
アメリカ合衆国 07922 ニュージャー
シィ，バークレイ ハイツ，ダリア レ
ーン 10
(56)参考文献 特開 平７−283786（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−177467（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−66480（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−317823（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−69891（ＪＰ，Ａ)
欧州特許出願公開647994（ＥＰ，Ａ
１)
国際公開95／022847（ＷＯ，Ａ１)
国際公開93／024977（ＷＯ，Ａ１)
Ａ．Ｍ．Ｖｅｎｇｓａｒｋａｒ ｅｔ
ａｌ．，Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ
Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ （ＯＦ
Ｃ’95） Ｐｏｓｔｃｏｎｆｅｒｅｎｃ
ｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ， Ｔｅｃｈｎｉｃ
ａｌ Ｄｉｇｅｓｔ，Ｖｏｌ．８，
ＰＰ．339−342 （1995)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01S 3/00 - 3/30
G02B 6/10 - 6/44
H04B 10/00 - 10/28
ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)
Claims (7)
- 【請求項１】 光ファイバ用の広帯域光源であって、 希土類元素でドーピング処理された光ファイバの第１の
長さの部分と、 該希土類元素でドーピング処理された光ファイバの第１
の長さの部分に、長周期性格子を介して結合された希土
類元素でドーピング処理された光ファイバの第２の長さ
の部分と、 該光ファイバに結合され、該光ファイバにおける自然光
放出を励起するためのポンプ源とを含み、 該長周期性格子は、該光ファイバからの光放出のスペク
トル出力を平坦化し、広帯域化するために、該希土類元
素でドーピング処理された光ファイバに結合されるもの
であり、該長周期性格子は、１０μｍ≦Λ≦２０００μ
ｍの範囲内の周期的な距離Λだけ離間されている、幅Ｗ
の複数の屈折率摂動を有するファイバ長をもっているこ
とを特徴とする広帯域光源。 - 【請求項２】 広帯域の光出力が希土類金属でドーピン
グ処理したファイバの前記第２の長さの部分の末端から
取り出される請求項１記載の光源。 - 【請求項３】 広帯域の光出力が希土類金属でドーピン
グ処理したファイバの前記第１の長さの部分から取り出
される請求項１記載の光源。 - 【請求項４】 前記希土類金属でドーピング処理したフ
ァイバがＮｄでドーピング処理したファイバである請求
項１記載の光源。 - 【請求項５】 前記希土類金属でドーピング処理したフ
ァイバがＥｒでドーピング処理したファイバである請求
項１記載の光源。 - 【請求項６】 前記希土類金属でドーピング処理したフ
ァイバがＥｒとＹｂでドーピング処理したファイバであ
る請求項１記載の光源。 - 【請求項７】 前記希土類金属でドーピング処理したフ
ァイバがＮｄとＹｂでドーピング処理したファイバであ
る請求項１記載の光源。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US08/586,414 US5668821A (en) | 1996-01-16 | 1996-01-16 | Optical systems and devices employing spectrally flattened amplified spontaneous emission |
| US08/586414 | 1996-01-16 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JPH09232661A JPH09232661A (ja) | 1997-09-05 |
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| JP00525097A Expired - Fee Related JP3532373B2 (ja) | 1996-01-16 | 1997-01-16 | スペクトル的に均一に増幅された自然発光を用いる光学的システムとデバイス |
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|---|---|
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| US5875203A (en) * | 1996-12-13 | 1999-02-23 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Stable fiber ASE sources incorporating spectral filtering |
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| JP2000180640A (ja) * | 1998-12-16 | 2000-06-30 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | ゲインイコライザ、光増幅装置および光ファイバ通信システム |
| US6528239B1 (en) * | 1999-01-15 | 2003-03-04 | Sabeus Photonics, Inc. | Method of forming a grating in a waveguide |
| US6222973B1 (en) | 1999-01-15 | 2001-04-24 | D-Star Technologies, Inc. | Fabrication of refractive index patterns in optical fibers having protective optical coatings |
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-
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- 1996-01-16 US US08/586,414 patent/US5668821A/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-01-07 DE DE69712806T patent/DE69712806T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-01-07 EP EP97300064A patent/EP0785600B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-01-16 JP JP00525097A patent/JP3532373B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Ａ．Ｍ．Ｖｅｎｇｓａｒｋａｒ ｅｔ ａｌ．，Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ （ＯＦＣ’９５） Ｐｏｓｔｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ， Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ，Ｖｏｌ．８， ＰＰ．３３９−３４２ （１９９５） |
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| EP0785600A3 (en) | 1998-06-03 |
| DE69712806D1 (de) | 2002-07-04 |
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