JP5306684B2 - Optical fiber type mode-locked laser and method for controlling mode lock of optical fiber type mode-locked laser - Google Patents
Optical fiber type mode-locked laser and method for controlling mode lock of optical fiber type mode-locked laser Download PDFInfo
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Description
本発明は、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に関する The present invention relates to an optical fiber type mode-locked laser and a mode lock control method for an optical fiber type mode-locked laser.
従来から、計測用光源(例えば、顕微鏡の多光子励起用光源、長さ測定用の光源)として、ピコ秒、フェムト秒の短パルスの光を出力する光ファイバー型モードロックレーザーが用いられている。 Conventionally, as a measurement light source (for example, a light source for multiphoton excitation of a microscope, a light source for length measurement), an optical fiber type mode-locked laser that outputs light of a short pulse of picosecond and femtosecond is used.
光ファイバー型モードロックレーザーでは、安定に短パルスを発生させることが要求される。安定に短パルスを発生させる技術としては、能動モードロック方法と受動モードロック方法とが知られている。能動モードロック方法は、変調器を用いてレーザー発振の種となる種パルスを成長させて短パルスを発生させる技術である。受動モードロック方法は、変調器を用いず、光の非線形応答を利用して短パルスを発生させる技術である。
上述したモードロック方法により安定に短パルスを発生させる技術としては、例えば、特許文献1〜3の技術が知られている。
As a technique for stably generating a short pulse by the above-described mode lock method, for example, techniques of
しかしながら、従来のモードロック方法では、変調器を駆動する高精度の電気信号発生器やその同期回路を必要としていた。
例えば、能動モードロック方法では、変調器により光パルスを成長させる機構のため、変調器の繰り返し周波数をレーザーの共振器周波数に高精度に同期させる必要がある。また、能動モードロック方法では、モードロック開始後についても、変調器の繰り返し周波数を高精度に維持させる必要がある。
このため、ピエゾ素子などを利用してレーザーの共振器長を微妙に調整し、共振器周波数を変調器の繰り返し周波数に同期させる技術を用いていた。また、共振器周波数を周波数モニターでモニターし、PLL(Phase Locked Loop)により変調器にフィードバックすることで、変調器の繰り返し周波数を共振器周波数に同期させる技術を用いていた。これらの技術を用いる場合、変調器を駆動する高精度の周波数分解能を有する電気信号発生器やその同期回路(周波数モニター、PLL等)が必要であった。
一方、受動モードロック方法では、光学カー効果や非線形偏波回転などの光学非線形成を用いる。この方法では、モードロックを開始するために強度変調器や位相変調器などの種パルスを生成する機構が必要な場合が多い。特に、ファイバー型で非線形偏波回転を利用するモードロックレーザーでは、安定にモードロック動作を行うために、強度変調器や位相変調器を用いて能動的に種パルスの生成を行い続ける必要がある。このため、高精度の同期回路が必要であった。
すなわち、高精度の電気信号発生器や同期回路を必要とせずにモードロックを実現させる要請があった。
However, the conventional mode-lock method requires a high-precision electric signal generator for driving the modulator and its synchronizing circuit.
For example, in the active mode lock method, since the optical pulse is grown by the modulator, it is necessary to synchronize the repetition frequency of the modulator with the laser resonator frequency with high accuracy. In the active mode lock method, it is necessary to maintain the repetition frequency of the modulator with high accuracy even after the mode lock is started.
For this reason, a technique is used in which the resonator length of the laser is finely adjusted using a piezo element or the like to synchronize the resonator frequency with the repetition frequency of the modulator. Further, a technique is used in which the resonator frequency is monitored by a frequency monitor and fed back to the modulator by a PLL (Phase Locked Loop) to synchronize the repetition frequency of the modulator with the resonator frequency. When these techniques are used, an electric signal generator having a high-accuracy frequency resolution for driving the modulator and a synchronizing circuit (frequency monitor, PLL, etc.) are required.
On the other hand, the passive mode lock method uses optical nonlinearity such as optical Kerr effect and nonlinear polarization rotation. This method often requires a mechanism for generating a seed pulse such as an intensity modulator or a phase modulator in order to start mode locking. In particular, in a mode-locked laser that uses nonlinear polarization rotation in a fiber type, it is necessary to continue to generate seed pulses actively using an intensity modulator or a phase modulator in order to perform a mode-locking operation stably. . For this reason, a highly accurate synchronization circuit was required.
That is, there has been a demand for realizing mode lock without requiring a high-precision electric signal generator or a synchronization circuit.
本発明の目的は、高精度の電気信号発生器や同期回路を必要とせずにモードロック開始する技術を提供することである。 An object of the present invention is to provide a technique for initiating mode-locking without requiring a high-precision electric signal generator or a synchronization circuit.
上記目的を達成するために、本発明に係る光ファイバー型モードロックレーザーは、
レーザー共振器を構成する光ファイバー型モードロックレーザーにおいて、
前記レーザー共振器内部に発生している連続波の光を変調する変調器と、
前記変調器により変調された光から種パルスを生成する生成部と、
前記連続波の光及び種パルスを通過させる偏波保持光ファイバーと、
前記連続波の光及び種パルスを増幅する光増幅部と、
前記連続波の光及び種パルスを分散制御する分散制御部と、
前記連続波の光及び種パルスの光強度の弱い成分を減衰させる可飽和吸収部と、
前記連続波の光及び種パルスの光強度を検出する検出器と、
前記変調器に印加する高周波信号を発生するVCOと、
前記検出器により検出された種パルスの光強度に基づいて、前記高周波信号を制御し、前記変調器の繰り返し周波数と前記レーザー共振器の共振周波数とを同期させ、光パルスを生成させ、当該生成された光パルスを確認して前記変調器の動作を停止させる制御部と、
を備えて構成されている。
In order to achieve the above object, an optical fiber type mode-locked laser according to the present invention comprises:
In the optical fiber type mode-locked laser that constitutes the laser resonator,
A modulator that modulates continuous wave light generated inside the laser resonator;
A generator for generating a seed pulse from the light modulated by the modulator;
A polarization-maintaining optical fiber that passes the continuous wave light and seed pulse;
An optical amplifier for amplifying the continuous wave light and seed pulse;
A dispersion controller for controlling dispersion of the continuous wave light and the seed pulse;
A saturable absorber that attenuates the light component of the continuous wave and the light intensity of the seed pulse; and
A detector for detecting the light intensity of the continuous wave light and the seed pulse;
A VCO that generates a high-frequency signal to be applied to the modulator;
Based on the light intensity of the seed pulse detected by the detector, the high-frequency signal is controlled, the repetition frequency of the modulator and the resonance frequency of the laser resonator are synchronized, and an optical pulse is generated. A control unit for confirming the generated optical pulse and stopping the operation of the modulator;
It is configured with.
好ましくは、前記制御部は、前記検出部により検出された光強度に基づいて、前記光パルスの生成を確認することを特徴とする。
好ましくは、前記制御部は、前記高周波信号をFM変調させることを特徴とする。
Preferably, the control unit confirms the generation of the light pulse based on the light intensity detected by the detection unit.
Preferably, the control unit performs FM modulation on the high-frequency signal .
また、レーザー共振器を構成する光ファイバ型モードロックレーザーのモードロック制御方法において、
前記レーザー共振器内部に発生している連続波の光を変調器により変調する工程と、
前記変調器により変調された光から種パルスを生成部により生成する工程と、
前記連続波の光及び種パルスを偏波保持光ファイバーにより通過させる工程と、
前記連続波の光及び種パルスを光増幅部により増幅する工程と、
前記連続波の光及び種パルスを分散制御部により分散制御する工程と、
前記連続波の光及び種パルスの光強度の弱い成分を減衰させる可飽和吸収部により生成する工程と、
前記連続波の光及び種パルスの光強度を検出器により検出する工程と、
前記変調器に印加する高周波信号をVCOにより発生する工程と、
前記検出器により検出された種パルスの光強度に基づいて、前記高周波信号を制御し、前記変調器の繰り返し周波数と前記レーザー共振器の共振周波数とを同期させ、光パルスを生成させ、当該生成された光パルスを確認して前記変調器の動作を停止させる制御工程と、
を含む。
Further, in the mode lock control method of the optical fiber type mode lock laser constituting the laser resonator,
Modulating a continuous wave light generated inside the laser resonator with a modulator;
Generating a seed pulse from the light modulated by the modulator by a generator;
Passing the continuous wave light and seed pulse through a polarization maintaining optical fiber;
Amplifying the continuous wave light and seed pulse by an optical amplifier;
Dispersion control of the continuous wave light and seed pulse by a dispersion controller;
Generating by the saturable absorber that attenuates the weak component of the light of the continuous wave and the seed pulse; and
Detecting the continuous wave light and the light intensity of the seed pulse with a detector;
Generating a high frequency signal to be applied to the modulator by a VCO ;
Based on the light intensity of the seed pulse detected by the detector, the high-frequency signal is controlled, the repetition frequency of the modulator and the resonance frequency of the laser resonator are synchronized, and an optical pulse is generated. A control step of confirming the generated light pulse and stopping the operation of the modulator;
including.
好ましくは、前記制御工程は、前記検出部により検出された光強度に基づいて、前記光パルスの生成を確認することを特徴とする。
好ましくは、前記制御工程は、前記高周波信号をFM変調させることを特徴とする。
Preferably, the control step confirms the generation of the light pulse based on the light intensity detected by the detection unit.
Preferably, the control step performs FM modulation on the high-frequency signal .
本発明によれば、高精度の電気信号発生器や同期回路を必要とせずにモードロックを実現する技術を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the technique which implement | achieves a mode lock | rock can be provided, without requiring a highly accurate electrical signal generator and a synchronous circuit.
以下、添付図面を参照して本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the invention is not limited to the illustrated examples.
図1〜図3を参照して本発明に係る実施の形態を説明する。先ず、図1を参照して本実施の形態の光ファイバー型モードロックレーザー1の構成を説明する。光ファイバー型モードロックレーザー1は、光増幅部11と、光アイソレータ12と、光アッテネータ13と、光フィルタ14と、分散制御部15と、過飽和吸収部16と、変調器17と、タップカプラ18と、アウトプットカプラ19と、偏波保持光ファイバー20と、制御回路21と、を備えて構成される。過飽和吸収部16及び変調器17は、モードロッカー部161を構成する。また、図1に示すの各部の構成により光ファイバー型モードロックレーザー1のレーザー共振器が構成される。また、図1の各部の順序は任意に変更可能とする。
Embodiments according to the present invention will be described with reference to FIGS. First, the configuration of the optical fiber type mode-locked
光増幅部11は、偏波保持エルビウム添加ファイバー11Aにより構成される。
偏波保持エルビウム添加ファイバー11Aは、連続波の光及び種パルスを増幅する。また、偏波保持エルビウム添加ファイバー11Aは、モードロックが開始された後は、光パルスを増幅する。連続波の光とはモードロック発振開始前におけるレーザー共振器内部に発生する光スペクトル(例えば、1558.2nmにピーク構造を持つスペクトル)のことをいう。種パルスとは、短パルス光を生成するための種となる光パルスのことをいう。光パルスとは、種パルスから生成された短パルス光のことをいう。モードロックとは、短パルス光である光パルスを生成することをいう。以下、モードロックが開始されるまでのパルスを種パルス、モードロック開始後のパルスを光パルスと定義する。
The optical
The polarization-maintaining erbium-doped fiber 11A amplifies continuous wave light and seed pulses. Further, the polarization maintaining erbium-doped fiber 11A amplifies the optical pulse after the mode lock is started. The continuous wave light means a light spectrum (for example, a spectrum having a peak structure at 1558.2 nm) generated inside the laser resonator before the start of mode-lock oscillation. The seed pulse refers to an optical pulse that serves as a seed for generating short pulse light. An optical pulse refers to short pulse light generated from a seed pulse. Mode locking refers to generating an optical pulse that is a short pulse light. Hereinafter, a pulse until mode locking is started is defined as a seed pulse, and a pulse after mode locking starts is defined as an optical pulse.
光アイソレータ12は、特定方向のみ種パルスを通す。また、光アイソレータ12は、モードロックが開始された後は、特定方向のみ光パルスを通す。
The
光アッテネータ13は、種パルスを適切な信号レベルに減衰させる。また、光アッテネータ13は、モードロックが開始された後は、光パルスを通す。
The
光フィルタ14は、種パルスのある特定方向の偏波面を持つ光だけを取り出す。また、光フィルタ14は、モードロックが開始された後は、光パルスのある特定方向の偏波面を持つ光だけを取り出す。
The
分散制御部15は、連続波の光及び種パルスに分散を与え、種パルスのパルス幅の圧縮を行う。また、分散制御部15は、種パルスを生成するため位相変調された連続波の光から分散を補償し種パルスを生成する。また、分散制御部15は、モードロックが開始された後は、光パルスに分散を与え、光パルスのパルス幅の圧縮を行う。
The
過飽和吸収部16は、連続波の光や種パルスの強度の大きい部分をより透過させ、強度の低い部分をより減衰させる。したがって、連続波の光や種パルスが光増幅器を通って増幅を繰り返しながら過飽和吸収部16を通過することで、種パルスの強度の大きい部分のみが成長し光パルスとなる。また、過飽和吸収部16は、モードロックが開始された後、光パルスの生成作用を繰り返すことにより、モードロックを維持する。すなわち、過飽和吸収部16は、光パルスを生成するモードロック機構に該当する。
The
変調器17は、レーザー共振器内部に発生している連続波の光や種パルス及び光パルスを変調する。変調器17が強度変調器の場合、強度変調器は、共振器内部に発生している連続波の光を変調し、種パルスを生成する。この場合、変調器17は、種パルスを生成する生成部に該当する。
また、変調器17が位相変調器の場合、レーザー共振器内部に発生している連続波の光や種パルス及び光パルスを変調する。そして、位相変調された連続波の光が分散制御部15の分散媒質を通ることにより種パルスが生成される。この場合、変調器17及び分散制御部15は、種パルスを生成する生成部に該当する。また、変調器17は、モードロックを開始させるためのモードロック開始機構に該当する。
The
Further, when the
タップカプラ18は、PD(photo diode)22で検出するための種パルスを分岐する。また、アウトプットカプラ19は、レーザー出力する光パルスを分岐する。
The
偏波保持光ファイバー20は、連続波の光や種パルスを通過させる。また、モードロック動作が開始された後は、光パルスを通過させる。
The polarization-maintaining
制御回路21は、検出器としてのPD22と、制御部23と、電気信号発生器としてのVCO(Voltage Controlled Oscillator)24と、電気アンプ25と、を備えて構成される。
The
PD22は、レーザー共振器内の連続波の光及び種パルスの一部を分岐し光電変換し、光強度(パワー)を検出する。また、PD22は、モードロックが開始された後は、光パルスのパワーを検出する。
The
制御部23は、PDにより検出されたパワーに基づいて、VCO24の電気信号(高周波信号)を制御する。具体的には、制御部23は、変調器17の繰り返し周波数とレーザー共振器の繰り返し周波数とが同期して光パルスが生成されるように、VCO24の高周波信号を制御する。
The
VCO24は、制御部23の指示に基づいて、変調器17に印加する高周波信号を出力する。
The
電気アンプ25は、VCO24から出力された高周波信号を増幅し、増幅した高周波信号を変調器17に出力する。そして、変調器17は、高周波信号が入力されると、入力された高周波信号に基づいて光信号を変調する。
The electric amplifier 25 amplifies the high frequency signal output from the
次に、図2を参照して、動作を説明する。
前提条件として、レーザー共振器内部に連続波の光が発生しているものとする。また、レーザー共振器の共振周波数は30MHzであるとする。
Next, the operation will be described with reference to FIG.
As a precondition, it is assumed that continuous wave light is generated inside the laser resonator. The resonance frequency of the laser resonator is assumed to be 30 MHz.
先ず、変調器17によりレーザー共振器内部に発生している連続波の光が変調を受ける。ここで、変調器17が強度変調器の場合は、強度変調器により連続波の光から種パルスが生成される。また、変調器17が位相変調器の場合は、位相変調器により連続波の光が位相変調され、位相変調された光が分散制御部の分散媒質を通過することにより種パルスが生成される。そして、生成された種パルスが過飽和吸収部16を通過することにより、種パルスが急峻となる。
First, the continuous wave light generated inside the laser resonator is modulated by the
具体的には、種パルスは、図1に示す偏波保持光ファイバー20のループを繰り返し通過する。すなわち、種パルスは光増幅部11を通って増幅を繰り返しながら過飽和吸収部16を通過することで、強度の大きい部分が成長し、光パルスとなる。
Specifically, the seed pulse repeatedly passes through the loop of the polarization maintaining
この際、変調器17により出力された種パルスは、タップカプラ18により分岐される。そして、分岐された種パルスは、PD22に入力され、PD22により種パルスのパワーが検出される。そして、PD22により検出されたパワーが制御部23に出力される。
At this time, the seed pulse output from the
そして、入力されたパワーに基づいて、制御部23によりVCO24の電気信号(高周波信号)が制御される。ここで、レーザー共振器の共振周波数と変調器の繰り返し周波数とが異なる場合、レーザー共振器内を何度も伝播している種パルスは異なるタイミングで変調器17からの変調を受けるため、種パルスは成長しなくなる(すなわち、種パルスが急峻とならない)。したがって、レーザー共振器の共振周波数と変調器17の繰り返し周波数とは高精度に同期する必要がある。このため、制御部23により変調器17の繰り返し周波数とレーザー共振器の共振周波数とが同期して光パルスが生成されるように、VCO24の出力である高周波信号が制御される。例えば、レーザー共振器の共振周波数が30MHzの場合、変調器17の繰り返し周波数が30MHzに同期するように、VCO24の出力である高周波信号が制御される。
Based on the input power, the
そして、変調器17の繰り返し周波数が30MHzとなると(すなわち、変調器17の繰り返し周波数とレーザー共振器の共振周波数とが同期すると)モードロックが開始される。このとき、PD22により検出されるパワーは増加する。
Then, when the repetition frequency of the
PD22により検出されるパワーは、発振条件や出力にもよるが、約3dB増加する。本構成の偏波保持光ファイバーで構成されるモードロックレーザー共振器の場合、モードロック発振後に変調器の駆動を停止させてもモードロック発振は維持される。本構成のモードロック発振開始時において、パワーの増加(3dBの増加)がPD22により検知されると、制御部23により光パルスの生成が確認され(すなわち、モードロックの開始が確認され)、VCO24及び変調器17の動作が停止される。具体的には、制御部23によりVCO24から出力される高周波信号がOFFになるように(VCO24から高周波信号が出力されないように)に制御される。
The power detected by the
モードロックが開始されると、光パルスは、依然として過飽和吸収部16と光増幅器11とを繰り返し通過する。このとき光パルスは、過飽和吸収部16の過飽和吸収特性(光パルスの強度の大きい部分をより透過させ、強度の低い部分をより減衰させる特性)によりモードロックが維持される。
一連のモードロック発振開始過程の例を図2〜図7において説明する。図2(A)(B)はモードロック発振前の光出力をPDにより電気変換した際に測定されるRFスペクトルを示し、図3は光スペクトルを示す。図2において、位相変調器を駆動する電気信号の繰返し周波数は36.00MHzである。このとき、図2(A)において、高調波の成分はランダムに変動する。また、図3において、光スペクトルは、1558.2nmに鋭いピーク構造をもつ連続波発振であることを示している。続いて、位相変調器を駆動する電気信号の繰返し周波数をレーザーの共振器周波数の38.62MHzに一致させるとモードロック発振を開始する。図4(A)(B)にRFスペクトルを、図5に光スペクトルを示す。図4(A)において、モードロック発振開始前にランダムに変動していた高調波成分はモードロック開始後に安定する。また、光スペクトルは図5に示すように、スペクトル帯域が拡大する。光スペクトルの拡大に伴い、出力が増加する。安定なモードロック発振を維持するために、励起光の出力を調整する場合がある。この例では、励起光の出力を約半分に低下させている。安定なモードロック発振は、RFスペクトルのエンベロープが平坦に近づくことで判定する。続いて、位相変調器を駆動する電気信号を停止させた時のRFスペクトルと光スペクトルをそれぞれ図6(A)(B)、図7に示す。安定なモードロック発振の場合、図6(A)に示すように、RFスペクトルのエンベロープが平坦になる。図6、図7をもって、位相変調器を駆動する電気信号を停止させても、安定な発振が確認された。
When mode locking is started, the optical pulse still passes through the
An example of a series of mode-lock oscillation start processes will be described with reference to FIGS. 2A and 2B show the RF spectrum measured when the optical output before the mode-lock oscillation is electrically converted by the PD, and FIG. 3 shows the optical spectrum. In FIG. 2, the repetition frequency of the electrical signal that drives the phase modulator is 36.00 MHz. At this time, in FIG. 2A, the harmonic component fluctuates randomly. In FIG. 3, the optical spectrum indicates continuous wave oscillation having a sharp peak structure at 1558.2 nm. Subsequently, when the repetition frequency of the electric signal for driving the phase modulator is matched with the laser resonator frequency of 38.62 MHz, mode-lock oscillation is started. 4A and 4B show the RF spectrum, and FIG. 5 shows the optical spectrum. In FIG. 4A, harmonic components that fluctuated randomly before the start of mode-lock oscillation become stable after the start of mode-lock. Further, as shown in FIG. 5, the spectrum band of the optical spectrum is expanded. As the optical spectrum expands, the output increases. In order to maintain stable mode-locked oscillation, the output of the excitation light may be adjusted. In this example, the output of the excitation light is reduced to about half. Stable mode-locked oscillation is determined by the RF spectrum envelope approaching flat. Subsequently, the RF spectrum and the optical spectrum when the electric signal for driving the phase modulator is stopped are shown in FIGS. In the case of stable mode-lock oscillation, the envelope of the RF spectrum becomes flat as shown in FIG. 6 and 7, stable oscillation was confirmed even when the electric signal for driving the phase modulator was stopped.
次に、図8を参照して、VCO24に入力される電圧と変調器17の繰り返し周波数との関係について説明する。図8の縦軸は、変調器17の繰り返し周波数を表している。図8の横軸は、VCO24に入力される電圧を表している。図8に示すように、VCO24に入力される電圧が上昇するにしたがって、変調器17の繰り返し周波数も上昇する。これにより、例えば、レーザー共振器の共振周波数30MHzに変調器17の繰り返し周波数を同期させる場合、制御部23によりVCO24に入力される電圧が制御され、変調器17の繰り返し周波数が30MHzとなる。
Next, the relationship between the voltage input to the
以上、本実施の形態によれば、種パルスの光強度に基づいて、電気信号を制御し、変調器17の繰り返し周波数とレーザー共振器の共振周波数とを同期させ、光パルスを生成させ、光パルスの生成を確認して変調器17の動作を停止させる。これにより、光パルスの生成を確認した後(モードロックの開始が確認された後)は、変調器17は動作しないので、変調器17を駆動する高精度の電気信号発生器やその同期回路(PLL、周波数モニター)を必要とせずにモードロックを実現する技術を提供することができる。したがって、光ファイバー型モードロックレーザー1の小型化やコストの削減を行うことが可能となる。また、偏波保持光ファイバー20を用いているので、偏波の変化によりモードロックの条件が変わることを防ぐことができる。
As described above, according to the present embodiment, the electric signal is controlled based on the light intensity of the seed pulse, the repetition frequency of the
また、PD22により検出された光強度(パワー)に基づいて、光パルスの生成を確認することができる。
Moreover, generation of an optical pulse can be confirmed based on the light intensity (power) detected by the
(変形例)
本発明に係る実施の形態の変形例を説明する。以下、光ファイバー型モードロックレーザー1と同様な部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を援用し、異なる部分について説明する。
(Modification)
A modification of the embodiment according to the present invention will be described. In the following, the same parts as those of the optical fiber type mode-locked
制御部23によりVCO24から出力される高周波信号がFM変調されると、FM変調されなかった場合よりも高周波信号のスペクトル幅が広くなる。これにより、レーザー共振器の共振周波数(30MHz)に変調器17の繰り返し周波数を同期させる際、高周波信号のスペクトル幅が広いので、レーザー共振器の共振周波数を見つけやすくなる。したがって、変調器17の繰り返し周波数の掃引分解能を下げることができる。
When the high-frequency signal output from the control by the
以上、本変形例によれば、電気信号(高周波信号)をFM変調させることにより、変調器17の繰り返し周波数の掃引分解能を下げることができる。
As described above, according to the present modification, the sweep resolution of the repetition frequency of the
その他、本実施の形態及び変形例における、光ファイバー型モードロックレーザー1の細部構造及び詳細動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
In addition, the detailed structure and detailed operation of the optical fiber type mode-locked
1 光ファイバ型モードロックレーザー
11 光増幅器
11A 偏波保持エルビウム添加ファイバー
12 光アイソレータ
13 光アッテネータ
14 光フィルタ
15 分散制御部
16 過飽和吸収部
17 変調器
18 タップカプラ
19 アウトプットカプラ
20 偏波保持光ファイバー
21 制御回路
22 PD
23 制御部
24 VCO
25 電気アンプ
DESCRIPTION OF
23
25 Electric amplifier
Claims (6)
前記レーザー共振器内部に発生している連続波の光を変調する変調器と、
前記変調器により変調された光から種パルスを生成する生成部と、
前記連続波の光及び種パルスを通過させる偏波保持光ファイバーと、
前記連続波の光及び種パルスを増幅する光増幅部と、
前記連続波の光及び種パルスを分散制御する分散制御部と、
前記連続波の光及び種パルスの光強度の弱い成分を減衰させる可飽和吸収部と、
前記連続波の光及び種パルスの光強度を検出する検出器と、
前記変調器に印加する高周波信号を発生するVCOと、
前記検出器により検出された光強度に基づいて、前記高周波信号を制御し、前記変調器の繰り返し周波数と前記レーザー共振器の共振周波数とを同期させ、光パルスを生成させ、当該生成された光パルスを確認して前記変調器の動作を停止させる制御部と、
を備える光ファイバー型モードロックレーザー。 In the optical fiber type mode-locked laser that constitutes the laser resonator,
A modulator that modulates continuous wave light generated inside the laser resonator;
A generator for generating a seed pulse from the light modulated by the modulator;
A polarization-maintaining optical fiber that passes the continuous wave light and seed pulse;
An optical amplifier for amplifying the continuous wave light and seed pulse;
A dispersion controller for controlling dispersion of the continuous wave light and the seed pulse;
A saturable absorber that attenuates the light component of the continuous wave and the light intensity of the seed pulse; and
A detector for detecting the light intensity of the continuous wave light and the seed pulse;
A VCO that generates a high-frequency signal to be applied to the modulator;
Based on the light intensity detected by the detector, the high-frequency signal is controlled, the repetition frequency of the modulator and the resonance frequency of the laser resonator are synchronized , an optical pulse is generated, and the generated light A control unit for confirming a pulse and stopping the operation of the modulator;
An optical fiber type mode-locked laser.
前記検出部により検出された光強度に基づいて、前記光パルスの生成を確認する請求項1に記載の光ファイバー型モードロックレーザー。 The controller is
The optical fiber type mode-locked laser according to claim 1, wherein the generation of the light pulse is confirmed based on the light intensity detected by the detection unit.
前記高周波信号をFM変調させる請求項1又は2に記載の光ファイバー型モードロックレーザー。 The controller is
The optical fiber mode-locked laser according to claim 1 or 2, wherein the high-frequency signal is FM-modulated.
前記レーザー共振器内部に発生している連続波の光を変調器により変調する工程と、
前記変調器により変調された光から種パルスを生成部により生成する工程と、
前記連続波の光及び種パルスを偏波保持光ファイバーにより通過させる工程と、
前記連続波の光及び種パルスを光増幅部により増幅する工程と、
前記連続波の光及び種パルスを分散制御部により分散制御する工程と、
前記連続波の光及び種パルスの光強度の弱い成分を減衰させる可飽和吸収部により生成する工程と、
前記連続波の光及び種パルスの光強度を検出器により検出する工程と、
前記変調器に印加する高周波信号をVCOにより発生する工程と、
前記検出器により検出された種パルスの光強度に基づいて、前記高周波信号を制御し、前記変調器の繰り返し周波数と前記レーザー共振器の共振周波数とを同期させ、光パルスを生成させ、当該生成された光パルスを確認して前記変調器の動作を停止させる制御工程と、
を含む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。 In a mode-locking control method of an optical fiber type mode-locked laser constituting a laser resonator,
Modulating a continuous wave light generated inside the laser resonator with a modulator;
Generating a seed pulse from the light modulated by the modulator by a generator;
Passing the continuous wave light and seed pulse through a polarization maintaining optical fiber;
Amplifying the continuous wave light and seed pulse by an optical amplifier;
Dispersion control of the continuous wave light and seed pulse by a dispersion controller;
Generating by the saturable absorber that attenuates the weak component of the light of the continuous wave and the seed pulse; and
Detecting the continuous wave light and the light intensity of the seed pulse with a detector;
Generating a high frequency signal to be applied to the modulator by a VCO ;
Based on the light intensity of the seed pulse detected by the detector, the high-frequency signal is controlled, the repetition frequency of the modulator and the resonance frequency of the laser resonator are synchronized, and an optical pulse is generated. A control step of confirming the generated light pulse and stopping the operation of the modulator;
A mode-locking control method for an optical fiber type mode-locking laser.
前記検出部により検出された光強度に基づいて、前記光パルスの生成を確認する請求項4に記載の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。 The control step includes
5. The mode lock control method for an optical fiber type mode-locked laser according to claim 4, wherein the generation of the light pulse is confirmed based on the light intensity detected by the detection unit.
前記高周波信号をFM変調させる請求項4又は5に記載の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。 The control step includes
6. The mode lock control method for an optical fiber mode-locked laser according to claim 4, wherein the high-frequency signal is FM-modulated.
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