JP3635109B2

JP3635109B2 - 活性ファイバの受動モード同期レーザ発生装置及び受動モード同期誘導パルスの発生方法

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Publication number: JP3635109B2
Application number: JP22215294A
Authority: JP
Inventors: フラヴィオ・フォンタナ
Original assignee: コーニング・オー・ティー・アイ・インコーポレーテッド
Priority date: 1993-09-16
Filing date: 1994-09-16
Publication date: 2005-04-06
Anticipated expiration: 2020-04-06
Also published as: DE69406879T2; ITMI931996A1; US5497386A; EP0644633A1; ITMI931996A0; JPH07221381A; EP0644633B1; CA2132232A1; DE69406879D1; IT1272640B

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、光通信分野の多くの環境下で、特に限定された持続時間のパルス状レーザ放射を得ることが望まれる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
持続時間δｔが１００ｐ秒より短いパルスは、通常は超短パルス又は案内された伝搬条件下で「ソリトン（solitons)」と呼ばれ、例えば（１０ＧＢｉｔ／秒までの）高速度デジタル光通信の分野で適用されて、光学機器を構成し、半導体構成要素のテストを行い、また例えば形態学(topography)又は大気レーダ（atmospheric-rader)分野での遠隔的測定を行う。
【０００３】
この目的のために、エルビウムでドープした光学ファイバを使用した光学ファイバレーザ装置が知られており、その装置では、電気光学タイプの能動的変調装置（active modulating device)が、レーザ空胴を形成する光学径路内に挿入されて、所望のパルスのみの伝搬及び増幅を可能としている。
【０００４】
そのような装置は、該装置中にあって外部から作動される変調装置がレーザ内で発生したモードに作用するがゆえに、通常、「能動タイプのモード同期装置（mode-locked devices of the active type)」として呼ばれる。かくしてこれによれば、選択されたモードのみでのレーザ放射を支持するレベルまで増幅することが可能である。
【０００５】
上述した種類の装置は、例えば「オプティクス・レターズ（第１４巻、２２号、１９８９年１１月１５日発行、１２６９〜１２７１頁）」（OPTICS LETTERS,vol. 14, No. 22, November 15, 1989, pages 1269〜1271 by J.D. Kafka, T. Baer and D. W. Hall)、及び「エレクトロニクス・レターズ（第２６巻、３号、１９９０年２月１日発行、２１６〜２１７頁）」（ELECTRONICS LETTERS, vol.26, No. 3, February 1, 1990, pages 216〜217 by A. Takada and H. Miyazawa)、及び「光学増幅器についての第２回時事問題ミーティング議事録」（米国オプティカル・ソサイアティ、１９９１年発行、１１６〜１１９頁）」（PROCEEDINGS OF II TOPICAL MEETING ON OPTICAL AMPLIFIERS, Optical Society of America, 1991, Snowmass Village, Colorado, US, pages 116〜119, by T. Pfeiffer and H. Schmuck (SEL Alcatel Research Centre))中に記述されている。
【０００６】
その他の公知の、光学ファイバレーザ装置（８桁レーザ（"figure-of-eight"laser)）を具備する受動タイプのモード同期パルスレーザ発生装置としては、非直線形増幅器ループミラー（nonlinear amplifier loop mirror; NALM)が使用され、該ミラーは単一方向性ループに接続されてレーザを発生し、該レーザでは外部の駆動手段が無い状態でモードの同期が生ずる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記装置では、増幅器ループが非直線性であるため、最高度の発光強度が生ずるときに、単一方向性ループにおいて１つの入口ファイバから他のファイバへの光の偏向又はずれ（deviation)を生ずる。この態様では、そのシステムは低発光強度の場合よりも高発光強度の場合の方がより低い損失を示すので、より大きい強度のパルスのみが保存される。この条件ではレーザは強制的にパルス状態とされる。
【０００８】
この種の装置は、「エレクトロニクス・レターズ（第２７巻、６号、１９９１年３月１４日発行、５４２〜５４３頁）」（ELECTRONICS LETTERS, vol. 27, No. 6, March 14, 1991, pages 542〜543 by D. J. Richardson, R. I. Laming, D.N. Payne, V. Matsas, M. W. Philips)、及びそれと同一著者による「エレクトロニクス・レターズ（第２７巻、９号、１９９１年４月２５日発行、７３０〜７３２頁）」（ELECTRONICS LETTERS, vol. 27, No. 9, April 25, 1991, pages 730〜732 by the same authors)、及び「エレクトロニクス・レターズ（第２７巻、６号、１９９１年３月１４日発行、５４４〜５４５頁）」（ELECTRONICS LETTERS, vol. 27, No. 6, March 14, 1991, pages 544〜545 by I.N. Duling)中に記述されている。
【０００９】
能動及び受動の両タイプのモード同期についての理論的基礎は、例えば「光学電子装置の波と場」（プレンティス・ホール社により１９８４年に発行、２５４〜２９０頁）」（WAVES AND FIELDS IN OPTOELECTRONICS, by Herman A. Haus,issued in 1984 by Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, New Jersey, pages 254〜290)に開示されている。
【００１０】
また、「エレクトロニクス・レターズ（第２７巻、３号、１９９１年１月３１日発行、２２９〜２３０頁）」（ELECTRONICS LETTERS, vol. 27, No. 3, January 31, 1991, pages 229〜230, G. J. Cowle and D.N. Payne)で記述しているループレーザ装置は、選択的反射器又はミラーと、方向性カプラと、偏向制御器と、エルビウムによりドープされた光学ファイバと、光学アイソレータ（optoisolator)とを共振空胴（resonant cavity)を形成するように配置している。
【００１１】
そのような装置は、長手方向単一モードにおける連続動作のために特に提供される。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、受動モード同期を伴うエルビウムによりドープされた活性（又は能動）光学ファイバ（active optical fibre)を使用したファイバレーザにおいて、偏光に応答する狭いバンドの反射器手段の存在下で、共振空胴内で非直線形偏光回転装置を使用することにより、非常に短い即ち１００ｐ秒より短いパルスが達成される。
【００１３】
特に、次のことが見いだされた。即ち、レーザシステムが偏光制御部材と偏光に応答する狭いバンド反射器手段とを具備し、かつ該偏光制御部材が特別の形態に応じて選択されかつ配置されているとき、該レーザシステムは、組立体のパルス状動作が達成されるのを可能とし、かつ連続放射動作が停止されるのを可能とし、しかもそのような条件下で、能動モジュレータ（変調器）装置（active modulator)又は飽和可能の吸収要素（saturable absorbing elements)が無い状態で前記非常に短いパルスが発生されるのを可能とする。
【００１４】
それゆえ、本発明の目的は、活性ファイバの受動モード同期レーザ発生装置であって、蛍光性のドーパントによりドープされた活性光学ファイバ（２）と、該活性ファイバ（２）の一端へ発光性ポンピングエネルギーを供給する手段（６）であって、該ポンピングエネルギーは活性ファイバの蛍光性ドーパントをレーザ放射状態（２４）へ励起するものであり、前記ドーパントは該レーザ放射状態（２４）から、前記ポンピングエネルギーに依存した値の異なったピークパワーのパルスからなる放射信号を構成する所定の波長（λｓ）の発光放射を伴ったベース状態（２５）へ崩壊する前記ポンピングエネルギー供給手段（６）と、前記放射信号の偏光を所定の平面内に配向させる偏光制御手段（１２）と、前記活性ファイバの両端部に光学的に接続されたフィードバック手段（８）と、偏光に依存した透過率を有する少なくとも１つの光学構成要素（１０）と、前記放射信号を前記活性ファイバ（２）から抽出する抽出手段（１４）とを具備し、少なくとも前記活性ファイバ（２）、偏光制御手段（１２）、フィードバック手段（８）、及び偏光に依存した透過率を有する光学構成要素（１０）が光学ファイバ径路の構成要素であり、該ファイバ径路内で前記放射信号が伝搬し、かつ該ファイバ径路内で前記活性ファイバの一端に存在する放射信号の少なくとも１部が該ファイバの内部へ送り戻される前記装置において、前記光学径路の構成要素が全体的に前記放射信号の偏光の回転を生ぜしめる配向を有し、該放射信号の偏光の回転は、ポンピングエネルギーが光学径路内で該放射信号の直線的条件の伝搬を生ぜしめる所定の値より低い場合には、偏光に依存した透過率を有する光学構成要素内の放射信号の消滅と、前記抽出手段（１４）内に放射信号が結果的に存在しないこととに夫々対応する角度を介して生じると共に、前記放射信号の偏光の回転は、ポンピングエネルギーが前記所定の値より高い場合には、前記放射信号の高ピークパワーのパルスのみの前記光学構成要素（１０）内の低損失を伴った伝達に対応する角度を介して生じ、これにより前記光学径路の屈折率変化に起因する前記放射信号の非直線的伝搬条件を生ずることにより、高強度のパルスのみの選択的増幅を生じ、これにより所望の高パワーの超短パルスを発生させることを特徴とする装置を提供することである。
【００１５】
特別の具体例においては、前記発光ポンピングエネルギー供給手段（６）は、ポンピング波長のレーザ放射器を具備し、該レーザ放射器は個々の光学ファイバを介して二色性カプラ（４）の入口に接続され、該二色性カプラ（４）は該ポンピングエネルギー及び放射信号が接続される出口と、前記放射信号用の入口とを有する。
【００１６】
前記ポンピンパワーの所定の値は、７〜１０ｍＷの範囲内にある。
【００１７】
好ましい具体例としては、前記活性ファイバ（２）を通過する前記放射信号の前記偏光制御手段（１２）が少なくとも１つの光学ファイバ巻線（２０、２１、２２）からなり、該巻線は該光学ファイバ経路内で、光学径路それ自体の残りの部分に対して調節可能の配向の配置面を伴って直列的に接続される。
【００１８】
代替例としては、前記活性ファイバを通過する前記放射信号の前記偏光制御手段（１２）が、液晶偏光制御器からなる。
【００１９】
好ましくは、前記偏光に依存した透過率を有する前記光学構成要素（１０）が１０％より大きい偏光選択率を有する。
【００２０】
一の具体例としては、前記偏光に依存した透過率を有する前記光学構成要素（１０）が偏光子（ポラライザ）であることを特徴とする前記装置。
【００２１】
好ましい具体例としては、前記光学ファイバ径路は、方向性カプラ（８）の一の入口に接続される一端を有する活性ファイバ（２）であって、該方向性カプラ（８）は前記活性ファイバの第２の端部に接続される第２の入口と、偏光に依存する透過率を伴った選択的反射器（１０）に接続された一の出口と前記放射信号の抽出手段（１４）を構成する第２の出口とを有する前記活性ファイバ（２）と、前記活性ファイバに直列的に接続された前記方向性カプラ（８）の第１及び第２の入口間に介装された単一方向性光学アイソレータ（１３）とを具備し、前記偏光回転を制御しかつ調節する手段（１２）は、前記活性ファイバの両端部の一方と前記選択的反射器（１０）との間の中間位置で前記光学ファイバ径路内に介装され、前記ポンピングエネルギーを供給する手段（６）は、前記光学ファイバ径路内に直列的に介装されかつ前記活性ファイバの前記両端部の一方に接続されたことを特徴とする前記装置。
【００２２】
代替的具体例としては、前記光学ファイバ径路は、ワイドバンド反射器（２６）に接続される第１の端部と、偏光に依存する透過率を伴った選択的反射器（１０）に接続された第２の端部とを有する活性ファイバを具備し、前記偏光回転を制御しかつ調節する手段（１２）は、前記選択的反射器（１０）とワイドバンド反射器（２６）との間の中間位置で前記光学ファイバ径路内に挿入され、前記ポンピングエネルギーを供給する手段（６）は、前記光学ファイバ径路内に直列的に介装されかつ前記活性ファイバの前記両端部の一方に接続される。
【００２３】
更に他の具体例としては、前記光学ファイバ径路は閉じた回路を有し、該閉じた回路は、活性ファイバ（２）と、前記偏光回転を制御しかつ調節する手段（１２）と、偏光子（１０）と、単一方向性光学アイソレータ（１３）と、前記活性ファイバ（２）の両端部の一方に接続されたポンピングエネルギーを供給する手段（６）と、放射信号を抽出する方向性カプラ（８）とを具備する。
【００２４】
好ましくは、前記活性ファイバ（２）の蛍光性ドーパントはエルビウムである。
【００２５】
更に好ましくは、前記放射信号の所定の波長が１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍの範囲内にある。
【００２６】
更に他の側面として、本発明は更に、光学ファイバレーザにおける受動モード同期誘導パルスを発生する方法であって、蛍光性ドーパントによりドープされた活性光学ファイバ（２）と、該活性ファイバ（２）へ発光性ポンピングエネルギーを供給する手段（６）であって、該ポンピングエネルギーは前記蛍光性ドーパントをレーザ放射状態（２４）へ励起するものであり、前記ドーパントは該レーザ放射状態（２４）から、放射信号を構成する所定の波長（λｓ）の発光放射を伴ったベース状態（２５）へ崩壊する前記ポンピングエネルギー供給手段（２６）と、前記放射信号の偏光を所定の平面内に配向させる偏光制御手段（１２）と、前記活性ファイバの両端部に光学的に接続されたフィードバック手段（８）と、偏光に依存した透過率を有する少なくとも１つの光学構成要素（１０）と、前記放射信号を前記活性ファイバから抽出する抽出手段（１４）とを具備し、少なくとも前記活性ファイバ（２）、偏光制御手段（１２）、フィードバック手段（８）、及び偏光に依存した透過率を有する光学構成要素（１０）が光学ファイバ径路の構成要素であり、該ファイバ径路内で前記放射信号が伝搬し、かつ該ファイバ径路内で前記活性ファイバの一端に存在する放射信号の少なくとも１部が該ファイバの内部へ送り戻される前記方法において、（i）前記光学径路内で放射信号の直線的伝搬条件下で前記抽出手段（１４）から出て来る放射信号の不在を生ぜしめる形態へ前記偏光制御手段（１２）を調節する工程と、（ii）前記活性ファイバ（２）に対して所定のポンピングパワーを供給する工程であって、該ポンピングパワーは、所定の値より高い発光パワーを有する放射信号の活性ファイバ内での誘導放射に対応すると共に、該所定の値は、前記偏光制御手段（１２）の形態を一定に保っている間に、前記光学径路内の屈折率変化に起因する前記放射信号の非直線的伝搬条件に対応し、これにより高強度のパルスのみの選択的増幅を生じ、これにより所望の高パワーの超短パルスを発生させる前記工程と、を具備することを特徴とする。
【００２７】
好ましくは、前記方法は、（i）前記活性ファイバ（２）に対して所定のポンピングパワーを供給する工程であって、該ポンピングパワーは、所定の値より低い発光パワーを有する放射信号の活性ファイバ内での誘導放射に対応すると共に、該所定の値は、前記光学径路内の前記放射信号の直線的発光伝搬条件に対応する前記工程と、（ii）前記抽出手段（１４）から出て来る前記放射信号の存在を制御する工程と、（iii）前記偏光制御手段（１２）を調節して、前記抽出手段（１４）から出て来る放射信号の不在を生ぜしめる形態にせしめる工程と、（iv）前記活性ファイバに供給されるポンピングパワーを第２の所定の値が乗り越えられるまで増大させる工程であって、該第２の所定の値は、前記光学経路内の放射信号の非直線形伝搬条件に対応しており、該光学経路内では、前記偏光制御手段（１２）の形態が一定を保つ間に、前記放射信号の前記偏光が、前記直線形伝搬条件下の角度に対して直角の角度で回転される前記工程とを具備する。
【００２８】
特に、前記ポンピングパワーは所定の最小値と最大値との間で調節可能であり、該最小値は、前記光学径路内で直線形条件で伝搬する前記活性ファイバの誘導放射に対応する値より低く、かつ前記最大値は、前記光学径路内の放射信号の発光伝搬の非直線形条件に対応する前記活性ファイバ内の誘導放射に対応する値より高く、該光学経路内では、前記放射信号の偏光が前記直線形伝搬条件下の角度に直角の角度で回転される。
【００２９】
好ましくは、前記ポンピングパワーの所定の最小値は、７ｍＷより小さいか又は等しく、また前記ポンピングパワーの所定の最大値は、１０ｍＷより大きいか又は等しい。
【００３０】
好ましい具体例としては、前記偏光制御手段（１２）は、空間的な配向が可能でかつ前記光学ファイバ径路内で直列に接続された少なくとも１つの光学ファイバ巻線（２０、２１、２２）からなり、前記偏光制御手段（１２）自体を前記信号抽出手段（１４）からの放射信号の不在を生ぜしめる形態にするような前記配置が、前記光学ファイバの巻線の空間的な配向を変えることにより達成される。
【００３１】
【実施例】
本発明による受動モード同期レーザ（passively-mode-locked laser)は、図１に示す形態を有する装置として使用される。
【００３２】
レーザ装置１は、エルビウムによりドープされた活性（又は能動）ファイバ（active fibre)２を具備し、該ファイバ２の一端は二色性カプラ４の後縁側ファイバ３に接続される。この二色性カプラ４は、ポンプレーザ６に接続された第１の前縁側ファイバ５と、方向性カプラ８に接続された第２の前縁側ファイバ７とを有する。
【００３３】
方向性カプラ８からのファイバ９は、該カプラ８とは反対側端部で偏光選択反射器（polarization-selective reflector)１０に接続される。
【００３４】
活性ファイバ２の二色性カプラ４とは反対側の端部は、光学ファイバ１１を介してファイバ７と同じ方向において方向性カプラ８に接続される。制御偏光要素１２及び光学アイソレータ(optoisolator)１３がファイバ１１に沿って介装されている。
【００３５】
方向性カプラ８から出てくる光学ファイバ１４はレーザが出て行くためのファイバを構成し、該ファイバ１４に受光装置Ｒが接続され、この装置Ｒを介してレーザ装置１の放射状態が分析される。
【００３６】
全てのファイバ７、２、１１は共働してループＡを形成し、反射器１０と共にループ状レーザ構造体を構成する。
【００３７】
ループＡの全体長さは約２７ｍである。
【００３８】
実際に行われた実験で使用した活性ファイバ２の特徴は次のとおりである。
【００３９】
ファイバ長さ１０ｍファイバの型シリコン／ゲルマニウム開口数（ｎ₁ ¹−ｎ₂ ²）^1/2 ＮＡ＝０．１９カットオフ波長（ＬＰ１１のカットオフ） λｃ＝９００ｎｍコア中のエルビウム濃度１００ｐｐｍ二色性カプラ４は、９８０及び１５３６ｎｍの各波長用の２本の単一モードファイバで形成された融着ファイバカプラであり、０．２ｄＢより小さい偏光に依存する光学出力パワーの変動を伴う。使用されるカプラは上記活性ファイバ２（ただし、エルビウムの濃度は別とする、エルビウムは存在しない）の特徴を有するファイバから特別に作られる。
【００４０】
上述した型の二色性カプラ４は公知であり例えば米国のグールド社のファイバ光学部門（GOULD Inc., Fibre Optic Division, Baymeadow Drive, Glem Burnie, M.D.(US))及び英国のシファム社のファイバ光学部門（SIFAM Ltd., Fibre Optic Division, Woodland Road Torquay Devon (GB))により製造されている。
【００４１】
偏光に対する感度のために決められた限界は、偏光に対して一層感度の良いカプラにおいて、ポンプレーザ６からの放射に偏光変動を生ぜしめる熱変動又は機械的応力の存在のために、該放射が不安定になるのを避けるのが目的である。
【００４２】
ポンプレーザ６は「ストレインド・クオンタム・ウエル（Strained Quantum Well）」として知られている型のレーザであり、次の特徴を有する。
【００４３】
放射波長 λｐ＝９８０ｎｍ最大光学出力パワーＰｕ＝３５ｍＷポンプレーザの光学出力パワーはそれ自体公知の低騒音の供給回路により０〜３５ｍＷの範囲で調節可能である。
【００４４】
上記の型のレーザは例えば、米国のデビッド・サーノフ・リサーチ・センター（DAVID SARNOFF RESEARCH CENTER, Washington Rd, Princeton, N.J. (US))により製造されている。
【００４５】
方向性カプラ８は、その複数の入口の１つに存在する光学信号をその複数の出口において所定の比率になるよう分割する装置である。
【００４６】
上述した実験に使用された方向性カプラ８は、例えば上記グールド社により製造される「モデル１５５０ＰＯＨ５０／５０２×２」の如く、５０％／５０％の分割比率を有する市販タイプのものである。
【００４７】
選択的反射器１０は、光学ファイバにより作られたブラッグ格子反射器（Bragg grating reflector)であり、次の特徴を有する。
【００４８】
反射率３５％反射される波長 λｒ＝１５３１ｎｍバンド幅０．７ｎｍ偏光選択率２５％ブラッグ格子反射器１０は、図２に示す如く光学ファイバ１５の一部であり、コア１６及びクラッド１７よりなり、クラッド１７が所定長さにわたって一部除去されて面１８を形成され、該面１８上には幾つかの平行の波形部(wavings)１９が光化学的工程により形成されている。これら波形部１９はファイバの長手方向に対して横断しており、次式に示す如く反射された波長と相関するピッチΛを有する。
【００４９】
λ＝２ｎ_eΛここで、ｎ_eはファイバモードの実際の屈折率である。
【００５０】
「偏光選択率」により、反射部品のパーセント比、即ち最も好ましくない偏光面（最小反射率；minimum reflectivity）の反射率とその面と直交する偏光面の反射率（最大反射率；maximum reflectivity）とのパーセント比が決定される。
【００５１】
「発光信号(luminous signal)が通過する構成要素」により、最も好ましい偏光面（最大透過率；maximum transmissiveness）の構成要素を通過する発光パワー（luminous power)とその面と直交する偏光面（最小透過率）の構成要素を通過する発光パワーとのパーセント比が決定される。
【００５２】
上記型の反射器は米国のユナイテッド・テクノロジーズ・フォトニクス社（UNITED TECHNOLOGIES PHOTONICS, Silver Lane, East Hartford, US)から販売されているものを入手可能である。
【００５３】
使用中の反射器では、反射されたバンドは０．０５ｎｍであり、かつ１５３６ｎｍの波長λであり、これらは約５００ｎｍの格子ピッチΛに対応している。
【００５４】
反射器１０においてファイバ９とは反対側のファイバは反射を生じないように斜めにカットされた。
【００５５】
ファイバ１１、７、９、１４は型式が８／１２５の単一モード光学ファイバであり（８／１２５の「８」はコアの直径を示しかつ「１２５」はクラッドの直径を示し、何れもμｍによる）、コアはゲルマニウムによりドーピングされ開口数ＮＡ＝０．１３を有し、これらのファイバは市販のものを入手可能である。
【００５６】
図３に示す偏光制御要素１２は３つの光学ファイバのコイル２０、２１、２２からなり、各コイルは連続的配置の複数巻きに形成され、かつ方向を調節可能に支持されており、これにより共通の調整軸線の回りに回転しつつ異なった面内に位置決め可能である。
【００５７】
図示された具体例では、夫々４巻き、２巻き、及び４巻きからなるコイルが使用され、該コイルの直径は６．３２ｃｍであり、コイルは上述した光学ファイバ１１、７、９、１４と同じ特徴を有する光学ファイバから作られている。
【００５８】
コイルの巻き方向は上記ループの全体的透過の特徴に関連して実験的に決定される。
【００５９】
上記型の装置は、レーザループのファイバを使用して特別に製作可能である。さもなければ、市販の入手可能の装置が使用され、その例としては、英国のゲク・マルコニー・マテリアルズ・テクノロジー社（GEC MARCONI MATERIALS TECHNOLOGY Ltd. Caswell, Towcester Northants NN12 8EQ (Great Britain))のものでよい。
【００６０】
偏光制御要素１２は好ましくは上述した如く調節可能の巻線２０、２１、２２により作られるが、特別の応用の特徴のためには、他の型の偏光制御器を使用しても良くその例としては、アドバンスド・オプトロニクス社（ADVANCED OPTRONICS Inc., 2121-B Ringwood Ave., San Jose, CA, US)から入手可能の液晶制御器があり、又は平面光学体制御器（planar optics controllers)等でもよく、これによりレーザ空胴（laser cavity)内を移動する信号の所望の偏光調節が達成される。
【００６１】
光学アイソレータ１３は伝達信号の偏光とは独立したタイプの偏光制御用光学アイソレータであり、３５ｄＢより大きいアイソレーション（絶縁率）と−５０ｄＢより小さい反射率とを有する。
【００６２】
使用されたアイソレータ１３は、米国のアイソウエーブ社（ISOWAVE, 64 Harding Avenue, Dover, New Jersey, US)により製造されたモデル「ＭＤＬＩ−１５ＰＩＰＴ−ＡＳ／Ｎ１０１６」である。
【００６３】
受光装置Ｒは、フェムト・クロメ社（FEMTOーCHROME INC., US)により製造されたタイプ「ＦＲ−１３ＫＲ」の自動相関器(auto-correlator)からなる。
【００６４】
上述した装置は次のように試験された。
【００６５】
ポンプレーザ６は、パワーの放射が約８ｍＷに等しくなりかつ受光器Ｒにおいて１５３６ｎｍのレーザ放射の開始が検知されるまで動作され、そのパワーは自発的な放射のレベル（約１５μＷ）より僅かに高い。
【００６６】
そして、偏光制御要素１２は観察されたレーザの動作を完全にオフ状態に切替るように調節され、受光器Ｒで受光した信号が存在しないことが確認された。
【００６７】
この目的の為に、巻線２０、２１、２２は、受光器Ｒにおいて６〜７ｍＷ（これは活性ファイバのゲインがその損失を越えるようなしきい値パワーより僅かに大きい値である）に略対応する光学的ポンピングパワーでは如何なる信号も検知されないように方向決めされた。
【００６８】
ポンプパワーはそのとき最大値３５ｍＷまで増大され、一瞬の数十μ秒の後に一定周波数７．８ＭＨｚでかつ約１０Ｐ秒の持続のパルス放射の安定状態が観察された。使用されたポンプの最大パワー（３５ｍＷ）において、検知された放射パワーは約５ｍＷに等しかった。
【００６９】
放射されたパルスの幅δｔは約５０ｐ秒に対応するものとして計算された。
【００７０】
観察された現象は次のように解釈された。
【００７１】
ポンプレーザ６がしきい値パワー６〜７ｍＷ以上で動作すると、活性ファイバ２は、その中に存在するエルビウムがレーザ放射レベルからベース状態へ自発的に移行するのに続いて発光信号の放射を開始する。
【００７２】
図４のダイアグラムは、上記タイプのファイバにおいて、ファイバシリコンのマトリックス（基質）内の、問題となるエルビウムイオンのための利用可能のエネルギー状態を象徴的に表すものである。ポンピング波長λｐの発光エネルギーが活性ファイバ中へ入来することにより、ファイバグラスマトリックス内のドーピング物質として存在するある数のＥｒ³⁺イオンがポンピングバンドと呼ばれる励起エネルギー状態（excited energy state)２３へもたらされる。そのイオンはそのポンピングバンドからレーザ放射レベルを形成するエネルギーレベル２４へ自発的に崩壊(decay)する。
【００７３】
レーザ放射レベル２４において、Ｅｒ³⁺イオンは、ベースレベル２５へ自発的に移行(spontaneous transition)する前に、比較的長い期間を経過する。
【００７４】
周知のように、バンド２３からレベル２４への移行は、ファイバの外部で分散される熱的タイプの放射（音子の放射；phononic radiation）に関連しているが、レベル２４からベース２５への移行は、レーザ放射レベル２４のエネルギー値に対応する波長λｓを有する発光放射に関連している。
【００７５】
エルビウム原子がレーザレベル２４からベースレベル２５へ自発的に崩壊することにより、波長λｓの発光放射を発生する。
【００７６】
活性ファイバが、レーザ放射レベル２４においてベースレベル２５におけるより高い多くのイオンを含むなら、自発的崩壊により放射されるフォトン（音子）は、ファイバ中を通過する間に、ベースレベル２５においてよりもレーザレベル２４においての方がイオンに一層多く出会うことになり、そのイオンによりフォトンは吸収される。それゆえ、それらはエルビウム原子の自発的崩壊の前にレーザレベル２４からベースレベル２５へ誘導された(stimulated)イオンの移行を生ぜしめ、これにより活性ファイバの出口において波長λｓと一致した信号を生ぜしめるカスケード（cascade)現象を生ぜしめる。
【００７７】
概して、活性の「ポンプされた」ファイバ内で生ずる移行は、同一の波長λｓで幾つかの信号構成要素を生み出し、その相互干渉による移行により、図５のダイアグラムに質的に示される如く、異なった偏光及び強度を伴った幾つかのピークＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓｎを生ずる。
【００７８】
活性ファイバ２からの信号は、ファイバ１１により形成されたループＡを介して移動し、方向性カプラ８に到達し、その幾分（上記装置の５０％）かは選択反射器１０へ送られる。
【００７９】
反射された信号は方向性カプラ８へ戻り、ファイバ７へ向けられた信号の一部は再び活性ファイバ２へ供給される。波長λｓのフォトンは管理されたポンピングエネルギーによりレーザ放射レベル２４に励起された（excited)新しいエルビウム原子に出会い、その崩壊を生ぜしめ、関連した首尾一貫した放射と信号自体の一層の増幅を生ぜしめ、これによりレーザの放射を行わせる。
【００８０】
ファイバ１１を経由する信号の一部のうち、アイソレータ１３により許可された方向と反対の方向へ方向づけられたものは、該アイソレータにより停止される。
【００８１】
選択的反射器１０は選択的偏光装置であり、それは信号の反射が信号の偏光状態に依存して変化することを意味する。使用される選択的反射器１０では、反射されたパワーは２５ｄＢの減衰（reduction)を生じており、発光信号は最適の偏光と直交する偏光を有する。
【００８２】
偏光選択器１２は、実験的に決定されるべき巻線２０、２１、２２の配置平面の適当な回転により、信号の偏光平面がファイバ１１を通って移行しかつ修正されるべき選択反射器１０へ送られるのを可能とする。
【００８３】
レーザループＡを該ループの幾何学的形態を伴って形成するファイバの二重屈折の特徴により、例えば米国のアカデミック・プレス社の「非直線形ファイバ光学体」（G. P. Agarwall, NON LINEAR FIBER OPTICS, Academic Press, Inc., Harcourt Brace Ivanovich, Publishers, US)に述べられている如く、ループ自体を移動通過する光の偏光回転を生ぜしめる。
【００８４】
もし偏光選択器１２の配向が、ループファイバの二重屈折から生ずる効果を補償して、ループを通過する信号の全体的ゼロ偏光回転を達成するように選択されるなら、ループ全体を通過した後に選択的反射器１０からの反射構成要素は、同じ偏光面を伴って反射器１０へ戻って来る。
【００８５】
かくして、信号構成要素は再び反射されて、これに続いた径路に沿って活性ファイバ２を通って一層増大的に増幅され、これにより一定周波数の連続したレーザの放射を生ずる。
【００８６】
この動作条件は、「エレクトロニクス・レターズ（第２７巻；１９９１年１月３１日発行）」の２２９〜２３０頁の記載(ELECTRONICS LETTERS, Vol. 27, January 31, 1991, pages 229 〜 230)と略対応している。
【００８７】
本発明によれば、もし偏光選択器１２の配向が選択されたものと逆であるなら、ループの通過する信号の９０゜偏光回転を生ぜしめる。その結果、低密度の信号（即ち、低ポンピングパワーを有する）の場合に、選択的反射器１０から反射される偏光状態を最初に有する信号構成要素がその反射器１０により反射されて、再びループＡを通過し、その中で９０゜偏光回転を受けて、反射を生じない偏光面を伴って反射器１０へ再び到達する。
【００８８】
この偏光選択器１２をループの移行径路内で９０゜の偏光回転を伴うよう配向することにより、レーザの放射は完全になくなり、そのため上記「エレクトロニクス・レターズ」の教えるところからは排除される。
【００８９】
ここで、「低密度信号」の語により、ファイバの屈折率をそれほど変更しない信号が意味され、その例としては前記強度を有する信号は、パワーＰ≦２ｍＷに対応する。
【００９０】
（信号強度はＩ＝Ｐ／Ａｆであり、Ａｆはファイバの面積である）
ここで、「低ポンピングパワー」により、レーザ効果をトリガーし得るパワーより大きいが強度あるレーザ信号を発生するには不十分なしきい値パワーより僅かに大きいパワーが意味される。その例として実験されたものとして、この低ポンピングパワーは約６〜７ｍＷであった。一般に、放射されるレーザ信号の強度はポンピングパワーに略比例して増大する。
【００９１】
しかしながら、本発明によれば、活性ファイバ２に対して上記最小値を越えて供給されるポンピングパワーが増大することにより、低ポンピングパワーのレーザ放射を生じさせないために偏光選択器の予備設定した形態を修正することなく、いわゆる超短パルス又は「ソリトン」の放射を得ることが可能である。このパルスは、１００ｐ秒より短い持続時間と高パワー（約１ｍＷより大きい）とを有し、単一モード光学ファイバを通って変更されることなく（つまり、偏向又はゆがみ（distortion)なく）伝搬可能である。
【００９２】
この現象は、ファイバを通過する信号の発光強度に依存するファイバの屈折率が変化する結果として、ファイバ内で発光伝搬の非直線形現象が発生することに起因すると思われる。
【００９３】
透明手段を通過する信号の発光強度に依存する該透明手段の屈折率の変化は次式により与えられる。
【００９４】
Δ＝ｎ₂│Ｅ²│＝γＩここで、ｎ₂は静電ユニット内で再現されるもので、またＥは静電ユニット内の電場であり、またγはｃｍ²／Ｗで再現される定数である。
【００９５】
各偏光面において次のように書ける。
【００９６】
ｎ_x＝ｎ_o＋αＥxＥyｎ_x＝ｎ_o＋α′ＥxＥy等である。
【００９７】
上述した式に見られる如く、低強度信号の存在下で、即ち低い値の電場で、屈折率は略一定でかつ同一の値を取る。逆に、より大きい強度のパルスの発生と共に屈折率が変化すると、ループＡを通過する偏光面の異なった変化が引き起こされるが、その変化は偏光選択器１２により以前に選択された９０゜偏光回転を補償するような値に達するかもしれない。
【００９８】
そのようなパルスはかくして選択的反射器１０から反射されて、選択的レーザ動作即ち、高強度のパルスだけのための動作を引き起こし、これに続いて最も強度のあるパルスが、例としての図６で示す如く（パルスＳ２、Ｓ３）、より弱いパルスに比して優先的に増幅される。
【００９９】
活性ファイバ内で最も強度あるパルスが増幅されると、励起されたエルビウム原子がベースレベルまで移行する重要な事態を引き起こし、これによりそれらをより弱いパルスの増幅まで減じ、それゆえそれらはゼロになるまで前進的に減衰される。
【０１００】
それゆえ瞬間的な数十μ秒の経過の後、安定した動作条件が設定され、図７で示される如く、一定周波数で繰り返される一列のパルスＳが発生され、最大パルス強度より５％低い強度のペデスタル放射Ｐとの識別を行う。
【０１０１】
以前に引用されかつ方向性のないループ内の径路切り替え効果に基づいたソリトン放射（NALM)の公知のシステムは、本出願人の知識によれば、通常は、放射されたパルスの最大強度より１０％高い強度のペデスタル放射を示す。
【０１０２】
本発明のレーザに見られるペデスタル放射の減少値は、偏光選択反射器の偏光に対する、及び更に一般的には偏光に依存した透過率を伴う光学要素に対する一層大きい選択率(selectivity)に起因していると思われ、これは方向性カプラの径路切り替え選択率に関して上述した非直線形現象が存在する条件下である。
【０１０３】
１つのパルスと他のパルスとの時間ギャップΔｔであるパルス放射周波数は、ループ即ちその直線状コース内の光移行時間に相関している。
【０１０４】
本発明の目的のために、アイソレータ１３及び偏光選択器１２は、何れにせよ、方向性カプラ８に結合されたファイバ７の入口と選択的反射器１０との間に形成されたループ内に配置可能である。ポンプレーザ及びこれに関係した二色性カプラ４はまた、活性ファイバ２の何れかの端部に結合して配置可能であるが、ただしポンピングエネルギーは重大な減衰（attenuations)無く活性ファイバそれ自体に供給される。
【０１０５】
本発明の目的のための同様の結果が、異なる形態を有するレーザ装置により達成される。その例が、図８及び図９中に、図１と同一の部品には対応する符号を付して示してある。
【０１０６】
図８に示したレーザ装置の形態は、いわゆる定常波タイプの直線状タイプであり、その中にワイドバンド反射要素２６が使用され、その要素２６は選択的反射器１０と共に光学ファイバ径路Ｂを画成し、該径路Ｂ内で活性ファイバの一端で放射された信号の少なくとも一部がその反対側端部へ送り戻される。
【０１０７】
ワイドバンド反射器２６はマイクロ光学体中の反射要素からなり、該マイクロ光学体は方向性カプラ等によりそれ自体閉じられたファイバループである。
【０１０８】
この場合の出て行くファイバ１４は、選択的反射器１０の後縁側ファイバに接続され、これによりレーザ装置からの抽出(extraction)と該反射器により反射されない信号の一部の放射とを可能とする。
【０１０９】
この装置ではまた、活性ファイバ２の放射は、巻線１２及びファイバ１１により回転された偏光状態になっており、これにより光学径路Ｂを移行する信号が全体として９０゜の偏光回転を生ずる。これにより、選択的反射器１０からの反射構成要素は全光学径路を通過した後に、所定の偏光状態を伴って反射器１０へ戻って来る。その所定の偏光状態では、低ポンピングパワーを有する低強度信号の場合に、選択的反射器１０から反射されるようにした偏光面を有する信号構成要素が光学径路Ｂに沿って戻って再び９０゜だけ回転されて、反射の生じない偏光面を伴って再び反射器１０へ到達し、これによりレーザ放射が全くない状態を生ぜしめる。
【０１１０】
図１に関して上述されたと同じ態様で、上述した最小値より高い状態で活性ファイバ２へ供給されたポンピングパワーを使用することにより、かつファイバとレーザ空胴中に存在する構成要素の特徴を、低いポンプ及び信号パワーでの放射が無い状態に対応した偏光状態に保つことにより、ファイバ中を移行する信号の発光強度に依存するファイバ中の屈折率の変化の非直線形現象が発生して、これにより高強度のパルスのみの選択的増幅を生じ、これにより所望の高パワーの「超短」パルスを発生させる。
【０１１１】
図８の直線形レーザ装置においても、偏光選択器１２及び活性ファイバ２の相互装置と活性ファイバを二色性カプラ４に接続する端部とが、達成された結果における重大な変化無く修正可能である。
【０１１２】
図９は、他の具体例を示し、これによれば、レーザが閉じた回路の形態であって、ファイバ２の一端で出て行く信号がファイバ１１を介してファイバ２それ自体の反対側端部へ戻る。
【０１１３】
本装置において、図１及び図８の「ブラッグ格子反射器１０」の代わりに、偏光に応答する要素が使用可能であり、該要素は偏光に応答するタイプの光学アイソレータからなる。この種のアイソレータは例えば上述したメーカから市場で入手可能である。その代替例としては、図に図式的に示される如く、偏光１３に応答しない光学アイソレータが偏光器１３′に関連して使用可能である。（偏光器１３′のレーザ空胴中の配置はアイソレータ１３の位置とは独立している）波長の選択はフィルタ２７を通して行われ、このフィルタ２７は例えば所望の波長バンド内で光学的に連結された２つのコアを含むファイバ部分からり、（その特徴は当業者には周知である）それにより限定された波長バンドが空胴へ伝達される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である受動モード同期レーザ装置の略図である。
【図２】選択的ブラッグ格子反射器の拡大斜視図である。
【図３】偏光選択器の斜視略図である。
【図４】３つのレベルのレーザシステムのエネルギー移行を示す略図である。
【図５】非直線形効果が無いときに活性ファイバから放射された発光強度を示す略図である。
【図６】非直線形効果が生じているときの瞬間的工程において、活性ファイバから放射された発光強度を示す略図である。
【図７】非直線形効果及びパルス状放射が存在しているときに通常条件下で活性ファイバから放射された発光強度を示す略図である。
【図８】図１の実施例に替わる他の実施例による、本発明のレーザ装置の略図である。
【図９】更に他の実施例による、本発明のレーザ装置の略図である。
【符号の説明】
１レーザ装置２活性ファイバ
３後縁側ファイバ４二色性カプラ
５、７前縁側ファイバ６ポンプレーザ
８方向性カプラ９ファイバ
１０偏光選択反射器１１、１４、１５光学ファイバ
１２制御偏光要素１３光学アイソレータ
１６コア１７クラッド
１８面１９波形部
２０、２１、２２コイル２３励起エネルギー状態
２４レーザ放射レベル２５ベースレベル
２６ワイドバンド反射要素

Claims

活性ファイバの受動モード同期レーザ発生装置であって、
蛍光性のドーパントによりドープされた活性光学ファイバ（２）と、
該活性ファイバ（２）の一端へ発光性ポンピングエネルギーを供給する手段（６）であって、該ポンピングエネルギーは活性ファイバの蛍光性ドーパントをレーザ放射状態（２４）へ励起するものであり、前記ドーパントは該レーザ放射状態（２４）から、前記ポンピングエネルギーに依存した値の異なったピークパワーのパルスからなる放射信号を構成する所定の波長（λｓ）の発光放射を伴ったベース状態（２５）へ崩壊する前記ポンピングエネルギー供給手段（６）と、
前記放射信号の偏光を所定の平面内に配向させる偏光制御手段（１２）と、
前記活性ファイバの両端部に光学的に接続されたフィードバック手段（８）と、
偏光に依存した透過率を有する少なくとも１つの光学構成要素（１０）と、
前記放射信号を前記活性ファイバ（２）から抽出する抽出手段（１４）とを具備し、
少なくとも前記活性ファイバ（２）、偏光制御手段（１２）、フィードバック手段（８）、及び偏光に依存した透過率を有する光学構成要素（１０）が光学ファイバ径路の構成要素であり、該ファイバ径路内で前記放射信号が伝搬し、かつ該ファイバ径路内で前記活性ファイバの一端に存在する放射信号の少なくとも１部が該ファイバの内部へ送り戻される前記装置において、
前記光学径路の構成要素が全体的に前記放射信号の偏光の回転を生ぜしめる配向を有し、
該放射信号の偏光の回転は、ポンピングエネルギーが光学径路内で該放射信号の直線的条件の伝搬を生ぜしめる所定の値より低い場合には、偏光に依存した透過率を有する光学構成要素内の放射信号の消滅と、前記抽出手段（１４）内に放射信号が結果的に存在しないこととに夫々対応する角度を介して生じると共に、
前記放射信号の偏光の回転は、ポンピングエネルギーが前記所定の値より高い場合には、前記放射信号の高ピークパワーのパルスのみの前記光学構成要素（１０）内の低損失を伴った伝達に対応する角度を介して生じ、これにより前記光学径路の屈折率変化に起因する前記放射信号の非直線的伝搬条件を生ずることにより、高強度のパルスのみの選択的増幅を生じ、これにより所望の高パワーの超短パルスを発生させることを特徴とする前記装置。
請求項１記載の装置において、前記発光ポンピングエネルギー供給手段（６）は、ポンピング波長のレーザ放射器を具備し、該レーザ放射器は個々の光学ファイバを介して二色性カプラ（４）の入口に接続され、該二色性カプラ（４）は該ポンピングエネルギー及び放射信号が接続される出口と、前記放射信号用の入口とを有することを特徴とする前記装置。
請求項１記載の装置において、前記ポンピンパワーの所定の値は、前記ポンピングレーザ放射器の放射パワーの調節範囲内に含まれることを特徴とする前記装置。
請求項１記載の装置において、前記ポンピンパワーの所定の値は、７〜１０ｍＷの範囲内にあることを特徴とする前記装置。
請求項１記載の装置において、前記活性ファイバ（２）を通過する前記放射信号の前記偏光制御手段（１２）が少なくとも１つの光学ファイバ巻線（２０、２１、２２）からなり、該巻線は該光学ファイバ経路内で、光学径路それ自体の残りの部分に対して調節可能の配向の配置面を伴って直列的に接続されることを特徴とする前記装置。
請求項１記載の装置において、前記活性ファイバを通過する前記放射信号の前記偏光制御手段（１２）が、液晶偏光制御器からなることを特徴とする前記装置。
請求項１記載の装置において、前記活性ファイバを通過する前記放射信号の前記偏光制御手段（１２）が、平面光学体偏光制御器からなることを特徴とする前記装置。
請求項１記載の装置において、前記偏光に依存した透過率を有する前記光学構成要素（１０）が１０％より大きい偏光選択率を有することを特徴とする前記装置。
請求項８記載の装置において、前記偏光に依存した透過率を有する前記光学構成要素（１０）がブラッグ格子反射器であることを特徴とする前記装置。
請求項８記載の装置において、前記偏光に依存した透過率を有する前記光学構成要素（１０）が偏光子（ポラライザ）であることを特徴とする前記装置。
請求項１記載の装置において、
前記光学ファイバ径路は、
方向性カプラ（８）の一の入口に接続される一端を有する活性ファイバ（２）であって、該方向性カプラ（８）は前記活性ファイバの第２の端部に接続される第２の入口と、偏光に依存する透過率を伴った選択的反射器（１０）に接続された一の出口と前記放射信号の抽出手段（１４）を構成する第２の出口とを有する前記活性ファイバ（２）と、
前記活性ファイバに直列的に接続された前記方向性カプラ（８）の第１及び第２の入口間に介装された単一方向性光学アイソレータ（１３）とを具備し、
前記偏光回転を制御しかつ調節する手段（１２）は、前記活性ファイバの両端部の一方と前記選択的反射器（１０）との間の中間位置で前記光学ファイバ径路内に介装され、
前記ポンピングエネルギーを供給する手段（６）は、前記光学ファイバ径路内に直列的に介装されかつ前記活性ファイバの前記両端部の一方に接続されたことを特徴とする前記装置。
請求項１記載の装置において、
前記光学ファイバ径路は、
ワイドバンド反射器（２６）に接続される第１の端部と、偏光に依存する透過率を伴った選択的反射器（１０）に接続された第２の端部とを有する活性ファイバを具備し、
前記偏光回転を制御しかつ調節する手段（１２）は、前記選択的反射器（１０）とワイドバンド反射器（２６）との間の中間位置で前記光学ファイバ径路内に挿入され、
前記ポンピングエネルギーを供給する手段（６）は、前記光学ファイバ径路内に直列的に介装されかつ前記活性ファイバの前記両端部の一方に接続されたことを特徴とする前記装置。
請求項１２記載の装置において、前記偏光制御手段（１２）は、前記活性ファイバ（２）とワイドバンド反射器（２６）との間で、前記光学径路内に挿入されることを特徴とする前記装置。
請求項１１記載の装置において、前記光学ファイバ径路は閉じた回路を有し、該閉じた回路は、活性ファイバ（２）と、前記偏光回転を制御しかつ調節する手段（１２）と、偏光子（１０）と、単一方向性光学アイソレータ（１３）と、前記活性ファイバ（２）の両端部の一方に接続されたポンピングエネルギーを供給する手段（６）と、放射信号を抽出する方向性カプラ（８）とを具備することを特徴とする前記装置。
請求項１記載の装置において、前記活性ファイバ（２）の蛍光性ドーパントはエルビウムであることを特徴とする前記装置。
請求項１５記載の装置において、前記発光ポンピングエネルギーを供給する手段（６）は９８０ｎｍのポンピング波長の放射を行うことを特徴とする前記装置。
請求項１５記載の装置において、前記放射信号の所定の波長が１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍの範囲内にあることを特徴とする前記装置。
光学ファイバレーザにおける受動モード同期誘導パルスを発生する方法であって、
蛍光性ドーパントによりドープされた活性光学ファイバ（２）と、
該活性ファイバ（２）へ発光性ポンピングエネルギーを供給する手段（６）であって、該ポンピングエネルギーは前記蛍光性ドーパントをレーザ放射状態（２４）へ励起するものであり、前記ドーパントは該レーザ放射状態（２４）から、放射信号を構成する所定の波長（λｓ）の発光放射を伴ったベース状態（２５）へ崩壊する前記ポンピングエネルギー供給手段（２６）と、
前記放射信号の偏光を所定の平面内に配向させる偏光制御手段（１２）と、
前記活性ファイバの両端部に光学的に接続されたフィードバック手段（８）と、
偏光に依存した透過率を有する少なくとも１つの光学構成要素（１０）と、
前記放射信号を前記活性ファイバから抽出する抽出手段（１４）とを具備し、
少なくとも前記活性ファイバ（２）、偏光制御手段（１２）、フィードバック手段（８）、及び偏光に依存した透過率を有する光学構成要素（１０）が光学ファイバ径路の構成要素であり、該ファイバ径路内で前記放射信号が伝搬し、かつ該ファイバ径路内で前記活性ファイバの一端に存在する放射信号の少なくとも１部が該ファイバの内部へ送り戻される前記方法において、
（i）前記光学径路内で放射信号の直線的伝搬条件下で前記抽出手段（１４）から出て来る放射信号の不在を生ぜしめる形態へ前記偏光制御手段（１２）を調節する工程と、
（ii）前記活性ファイバ（２）に対して所定のポンピングパワーを供給する工程であって、該ポンピングパワーは、所定の値より高い発光パワーを有する放射信号の活性ファイバ内での誘導放射に対応すると共に、該所定の値は、前記偏光制御手段（１２）の形態を一定に保っている間に、前記光学径路の屈折率変化に起因する前記放射信号の非直線的伝搬条件に対応し、これにより高強度のパルスのみの選択的増幅を生じ、これにより所望の高パワーの超短パルスを発生させる前記工程と、を具備することを特徴とする前記方法。
請求項１８記載の方法において、更に、
（i）前記活性ファイバ（２）に対して所定のポンピングパワーを供給する工程であって、該ポンピングパワーは、所定の値より低い発光パワーを有する放射信号の活性ファイバ内での誘導放射に対応すると共に、該所定の値は、前記光学径路内の前記放射信号の直線的発光伝搬条件に対応する前記工程と、
（ii）前記抽出手段（１４）から出て来る前記放射信号の存在を制御する工程と、
（iii）前記偏光制御手段（１２）を調節して、前記抽出手段（１４）から出て来る放射信号の不在を生ぜしめる形態にせしめる工程と、
（iv）前記活性ファイバに供給されるポンピングパワーを第２の所定の値が乗り越えられるまで増大させる工程であって、該第２の所定の値は、前記光学経路内の放射信号の非直線形伝搬条件に対応しており、該光学経路内では、前記偏光制御手段（１２）の形態が一定を保つ間に、前記放射信号の前記偏光が、前記直線形伝搬条件下の角度に対して直角の角度で回転される前記工程と、を具備することを特徴とする前記方法。
請求項１９記載の方法において、前記ポンピングパワーは所定の最小値と最大値との間で調節可能であり、
該最小値は、前記光学径路内で直線形条件で伝搬する前記活性ファイバの誘導放射に対応する値より低く、
かつ前記最大値は、前記光学径路内の放射信号の発光伝搬の非直線形条件に対応する前記活性ファイバ内の誘導放射に対応する値より高く、
該光学経路内では、前記放射信号の偏光が前記直線形伝搬条件下の角度に直角の角度で回転されることを特徴とする前記方法。
請求項２０記載の方法において、前記ポンピングパワーの所定の最小値は、７ｍＷより小さいか又は等しいことを特徴とする前記方法。
請求項２０記載の方法において、前記ポンピングパワーの所定の最大値は、１０ｍＷより大きいか又は等しいことを特徴とする前記方法。
請求項１８記載の方法において、前記偏光制御手段（１２）は、空間的な配向が可能でかつ前記光学ファイバ径路内で直列に接続された少なくとも１つの光学ファイバ巻線（２０、２１、２２）からなり、前記偏光制御手段（１２）自体を前記信号抽出手段（１４）からの放射信号の不在を生ぜしめる形態にするような前記配置が、前記光学ファイバの巻線の空間的な配向を変えることにより達成されることを特徴とする前記方法。