JP6328872B2 - 大モード面積光導波路デバイス - Google Patents
大モード面積光導波路デバイス Download PDFInfo
- Publication number
- JP6328872B2 JP6328872B2 JP2012134305A JP2012134305A JP6328872B2 JP 6328872 B2 JP6328872 B2 JP 6328872B2 JP 2012134305 A JP2012134305 A JP 2012134305A JP 2012134305 A JP2012134305 A JP 2012134305A JP 6328872 B2 JP6328872 B2 JP 6328872B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cladding
- core
- light
- refractive index
- pump
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 82
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 98
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims description 28
- -1 neodymium ions Chemical class 0.000 claims description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 23
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 14
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 13
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 12
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 6
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 4
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 claims description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 claims 10
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 77
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 69
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 11
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 8
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000006862 quantum yield reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- 239000004038 photonic crystal Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 2
- ZYMKZMDQUPCXRP-UHFFFAOYSA-N fluoro prop-2-enoate Chemical compound FOC(=O)C=C ZYMKZMDQUPCXRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/094003—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre
- H01S3/094007—Cladding pumping, i.e. pump light propagating in a clad surrounding the active core
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
- H01S3/16—Solid materials
- H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
- H01S3/1603—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth
- H01S3/1611—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth neodymium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- 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
- H01S3/067—Fibre lasers
- H01S3/06708—Constructional details of the fibre, e.g. compositions, cross-section, shape or tapering
- H01S3/06716—Fibre compositions or doping with active elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- 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
- H01S3/067—Fibre lasers
- H01S3/06708—Constructional details of the fibre, e.g. compositions, cross-section, shape or tapering
- H01S3/06729—Peculiar transverse fibre profile
- H01S3/06733—Fibre having more than one cladding
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- 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
- H01S3/067—Fibre lasers
- H01S3/06708—Constructional details of the fibre, e.g. compositions, cross-section, shape or tapering
- H01S3/06745—Tapering of the fibre, core or active region
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- 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
- H01S3/067—Fibre lasers
- H01S3/06754—Fibre amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/0941—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode
- H01S3/09415—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode the pumping beam being parallel to the lasing mode of the pumped medium, e.g. end-pumping
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
- H01S3/16—Solid materials
- H01S3/17—Solid materials amorphous, e.g. glass
- H01S3/176—Solid materials amorphous, e.g. glass silica or silicate glass
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Description
(a)Yb3+は、ポンプ波長の光子と出力波長の光子との間のエネルギー損失がより小さいので、Nd3+よりも光を効率的に増幅することができる。例として、シリカ・ファイバ中のYb3+は980nmまででポンピングし、1030nmほどの低さの波長の光を増幅することができ、その結果、95%の量子収率がもたらされるが、一方、Nd3+は、典型的には、805nmでポンピングされ、1060nmの光を増幅し、その結果、わずかに75%の量子収率がもたらされる。
(b)Yb3+ファイバ・レーザはNd3+よりも高いドーピング・レベルを利用することができる。図1を参照すると、Yb3+およびNd3+のエネルギー準位構造が並んで示されている。Yb3+は2つのエネルギー準位マニホルド、すなわち、5F5/2および5F7/2しか有しておらず、そのため、濃度消光、励起状態吸収、およびエネルギー移行アップコンバーションなどの多準位寄生過程が本質的に避けられることが分かる。これらの寄生過程は、さらに多くのエネルギー準位、すなわち、4I9/2から4I15/2まで、4F5/2、および4F3/2を有するNd3+に影響を及ぼすことがある。これらの過程は希土類ドーピング濃度と相関するので、Nd3+は、一般には、シリカ・ファイバ中でYb3+よりも低い濃度でドープされ、その結果、Yb3+では、ファイバ長の短縮ならびにさらなる効率の利点がもたらされる。
(c)Yb3+は、Nd3+の約0.25msと比較して、約1msの励起状態寿命を有し、その結果、Yb3+ではさらなる効率の利点がもたらされる。
(d)Yb3+は1030nmから1140nmまで広がるより広い波長スペクトルにわたって光を増幅することができるが、一方、Nd3+は、一般には、1050nmから1120nmまで増幅する。その結果、Yb3+は超短パルス用途のためにNd3+よりも短いパルス持続時間をサポートすることができ、より広い出力スペクトルにわたって調整することもできる。
(e)Yb3+はNd3+よりも高い飽和フルエンスを有し、その結果、より高いパルス・エネルギーがYb3+によって発生されうる。
(f)900〜980nmレーザ・ダイオードは、現在、800〜890nmダイオードよりも強力かつ高信頼であるので、Yb3+の920nmおよび976nmのポンプ帯域は、レーザ・ダイオード技術の観点からすると、Nd3+の805nmおよび885nmのポンプ帯域より優れている。
1050nmと1120nmとの間の波長の信号光を供給するための信号源と、
信号源に結合された能動光導波路であり、
信号光を導波するためのコアであり、少なくとも0.1重量%の濃度のネオジウム・イオンでドープされている、コアと、
ポンプ光を導波するための、コアを囲む第1のクラッドであり、第1のクラッドが、コア内に信号光を閉じ込めるために屈折率構造を有し、動作中、ポンプ光の吸収に際して反転分布がネオジウム・イオンに生成されるとき、信号光がネオジウム・イオンによって増幅される、第1のクラッドと、
第1のクラッドおよびコアにポンプ光を閉じ込めるために、第1のクラッドの実効屈折率よりも低い実効屈折率を有する、第1のクラッドを囲む第2のクラッドと
を含み、
第1のクラッドの屈折率構造は、信号光の基本空間モードが少なくとも500平方マイクロメートルの面積を有するようなものである、能動光導波路と
を含む光導波路増幅器アセンブリが提供される。
能動光導波路であり、
信号光を導波するためのコアであり、少なくとも0.1重量%の濃度のネオジウム・イオンでドープされている、コアと、
ポンプ光を導波するための、コアを囲む第1のクラッドであり、第1のクラッドが、コア内に信号光を閉じ込めるために屈折率構造を有し、動作中、ポンプ光の吸収に際して反転分布がネオジウム・イオンに生成されるとき、信号光がネオジウム・イオンによって増幅される、第1のクラッドと、
第1のクラッドおよびコアにポンプ光を閉じ込めるために、第1のクラッドの実効屈折率よりも低い実効屈折率を有する、第1のクラッドを囲む第2のクラッドと
を含み、
第1のクラッドの屈折率構造は、信号光の基本空間モードが少なくとも500平方マイクロメートルの面積を有するようなものである、能動光導波路と、
1050nmと1120nmとの間の波長の増幅された信号光を能動光導波路にフィードバックするための、能動光導波路に結合された波長選択光フィードバック要素と
を含む光発振器がさらに提供される。
(a)光導波路を用意するステップであり、光導波路が、
信号光を導波するためのコアであり、少なくとも0.1重量%の濃度のネオジウム・イオンでドープされている、コアと、
ポンプ光を導波するための、コアを囲む第1のクラッドであり、コア内に信号光を閉じ込めるために屈折率構造を有する、第1のクラッドと、
第1のクラッドおよびコアにポンプ光を閉じ込めるために、第1のクラッドの実効屈折率よりも低い実効屈折率を有する、第1のクラッドを囲む第2のクラッドと
を含む、ステップと、
(b)795nmから815nmまたは883nmから887nmの波長のポンプ光で光導波路の第1のクラッドをポンプするステップであり、ポンプ光の吸収に際してネオジウム・イオンに反転分布を生成し、ネオジウム・イオンによって光信号を増幅する、ステップと
を含み、
ステップ(a)は、導波光信号の基本空間モードが少なくとも500平方マイクロメートルの面積を有するように第1のクラッドの屈折率構造を選択するステップを含む、方法がさらに提供される。
1050nmと1120nmとの間の波長の信号光を増幅するためのネオジウム・ドープVLMA光導波路の使用であって、VLMA光導波路が、
信号光を導波するためのコアであり、少なくとも0.1重量%の濃度のネオジウム・イオンでドープされている、コアと、
コアを囲む、ポンプ光を導波するための第1のクラッドであり、第1のクラッドが、コア内に信号光を閉じ込めるために屈折率構造を有し、動作中、ポンプ光の吸収に際して反転分布がドーピング材料に生成されるとき、信号光がドーピング材料によって増幅される、第1のクラッドと、
第1のクラッドおよびコアにポンプ光を閉じ込めるために、第1のクラッドの実効屈折率よりも低い実効屈折率を有する、第1のクラッドを囲む第2のクラッドと
を含み、
第1のクラッドの屈折率構造は、信号光の基本空間モードが少なくとも500平方マイクロメートルの面積を有するように選択される、使用が提供される。
12 ポンプ光
14 信号光、光信号
15 基本空間モード
19 ネオジウム(Nd)イオン
20 コア
21 第1のクラッド
22 第2のクラッド
40A 光導波路増幅器
40B 光発振器
41 信号源、光源
42 ポンプ・モジュール
43 スペクトル・フィルタ
44 光アイソレータ
45 レーザ・ダイオード
46 合焦レンズ
47 二色性ビームスプリッタ
48 コリメート・ビーム、出力ビーム
49 反射鏡
50 テーパ状に細くなった区間
Claims (19)
- 1050nmと1120nmとの間の波長の信号光を供給するための信号源と、
前記信号源に結合された能動光導波路であり、前記能動光導波路が、
前記信号光を導波するためのコアであり、少なくとも0.1重量%の濃度のネオジウム・イオンでドープされている、コアと、
ポンプ光を導波するための、前記コアを囲む第1のクラッドであり、前記第1のクラッドが、前記コア内に前記信号光を閉じ込めるために屈折率構造を有し、動作中、前記ポンプ光の吸収に際して反転分布が前記ネオジウム・イオンに生成されるとき、前記信号光が前記ネオジウム・イオンによって増幅される、第1のクラッドと、
前記第1のクラッドおよび前記コアに前記ポンプ光を閉じ込めるために、前記第1のクラッドの実効屈折率よりも低い実効屈折率を有する、前記第1のクラッドを囲む第2のクラッドと
を含み、
前記第1のクラッドの前記屈折率構造は、前記信号光の基本空間モードが少なくとも500平方マイクロメートルの面積を有するようなものであり、
前記ネオジウム・イオンが、795nmから815nmまたは883nmから887nmの波長の前記ポンプ光に少なくとも3dB/mの正味の光吸収を与えるための濃度を有する、能動光導波路と
を含む、光導波路増幅器アセンブリ。 - 前記能動光導波路の長さが2m以下である、請求項1に記載の増幅器アセンブリ。
- 前記ネオジウム・イオンが、795nmから815nmまたは883nmから887nmの波長の前記ポンプ光に少なくとも10dB/mの正味の光吸収を与えるための濃度を有する、請求項1に記載の増幅器アセンブリ。
- 前記コアが少なくとも0.3重量%の濃度のネオジウム・イオンでドープされる、請求項1に記載の増幅器アセンブリ。
- 前記第1のクラッドが中実クラッドである、請求項1に記載の増幅器アセンブリ。
- 前記コアの屈折率と前記中実の第1のクラッドの屈折率との間の差が0.01と0.06との間にあり、前記コア直径が少なくとも25マイクロメートルである、請求項5に記載の増幅器アセンブリ。
- 前記第2のクラッドが、空気、融解石英、および高分子からなる群から選択された材料を含む、請求項1に記載の増幅器アセンブリ。
- 前記コアが、Al、Ge、P、F、およびBからなる群から選択された共ドーパント・イオンを含む、請求項1に記載の増幅器アセンブリ。
- 前記能動光導波路が、前記コア中を伝搬する前記信号光の非基本空間モードに光損失を生成するためのテーパ状に細くなった区間を含む、請求項1に記載の増幅器アセンブリ。
- 能動光導波路であり、
信号光を導波するためのコアであり、少なくとも0.1重量%の濃度のネオジウム・イオンでドープされている、コアと、
ポンプ光を導波するための、前記コアを囲む第1のクラッドであり、前記第1のクラッドが、前記コア内に前記信号光を閉じ込めるために屈折率構造を有し、動作中、前記ポンプ光の吸収に際して反転分布が前記ネオジウム・イオンに生成されるとき、前記信号光が前記ネオジウム・イオンによって増幅される、第1のクラッドと、
前記第1のクラッドおよび前記コアに前記ポンプ光を閉じ込めるために、前記第1のクラッドの実効屈折率よりも低い実効屈折率を有する、前記第1のクラッドを囲む第2のクラッドと
を含み、
前記ネオジウム・イオンが、795nmから815nmまたは883nmから887nmの波長の前記ポンプ光に少なくとも3dB/mの正味の光吸収を与えるための濃度を有し、
前記第1のクラッドの前記屈折率構造は、前記信号光の基本空間モードが少なくとも500平方マイクロメートルの面積を有するようなものである、能動光導波路と、
1050nmと1120nmとの間の波長の増幅された信号光を前記能動光導波路にフィードバックするための、前記能動光導波路に結合された波長選択光フィードバック要素と
を含む光発振器。 - 前記能動光導波路の長さが2m以下である、請求項10に記載の光発振器。
- 前記ネオジウム・イオンが、795nmから815nmまたは883nmから887nmの波長の前記ポンプ光に少なくとも10dB/mの正味の光吸収を与えるための濃度を有する、請求項10に記載の光発振器。
- 前記第1のクラッドが中実クラッドであり、前記コアの屈折率と前記第1のクラッドの屈折率との間の差が0.01と0.06との間にあり、前記コア直径が少なくとも25マイクロメートルである、請求項10に記載の光発振器。
- 前記能動光導波路が、前記コア中を伝搬する前記信号光の非基本空間モードに光損失を生成するためのテーパ状に細くなった区間を含む、請求項10に記載の光発振器。
- 1050nmと1120nmとの間の波長の光信号を増幅する方法であって、
(a)光導波路を用意するステップであり、前記光導波路が、
前記光信号を導波するためのコアであり、少なくとも0.1重量%の濃度のネオジウム・イオンでドープされている、コアと、
ポンプ光を導波するための、前記コアを囲む第1のクラッドであり、前記コア内に前記信号光を閉じ込めるために屈折率構造を有する、第1のクラッドと、
前記第1のクラッドおよび前記コアに前記ポンプ光を閉じ込めるために、前記第1のクラッドの実効屈折率よりも低い実効屈折率を有する、前記第1のクラッドを囲む第2のクラッドと
を含み、
前記ネオジウム・イオンが、795nmから815nmまたは883nmから887nmの波長の前記ポンプ光に少なくとも3dB/mの正味の光吸収を与えるための濃度を有する、ステップと、
(b)795nmから815nmまたは883nmから887nmの波長の前記ポンプ光で前記光導波路の前記第1のクラッドをポンプするステップであり、前記ポンプ光の吸収に際して前記ネオジウム・イオンに反転分布を生成し、前記ネオジウム・イオンによって前記光信号を増幅する、ステップと
を含み、
ステップ(a)は、前記導波光信号の基本空間モードが少なくとも500平方マイクロメートルの面積を有するように前記第1のクラッドの前記屈折率構造を選択するステップを含む、方法。 - ステップ(a)が、少なくとも10dB/mの前記ポンプ光の正味の光吸収を行うように前記ネオジウム・イオンの濃度を選択するステップをさらに含む、請求項15に記載の方法。
- (c)前記導波光信号の非基本空間モードを抑制するステップをさらに含む、請求項15に記載の方法。
- 1050nmと1120nmとの間の波長の信号光を増幅するためのネオジウム・ドープVLMA光導波路の使用方法であって、前記VLMA光導波路が、
前記信号光を導波するためのコアであり、少なくとも0.1重量%の濃度のネオジウム・イオンでドープされている、コアと、
前記コアを囲む、ポンプ光を導波するための第1のクラッドであり、前記第1のクラッドが、前記コア内に前記信号光を閉じ込めるために屈折率構造を有し、動作中、前記ポンプ光の吸収に際して反転分布がドーピング材料に生成されるとき、前記信号光が前記ドーピング材料によって増幅される、第1のクラッドと、
前記第1のクラッドおよび前記コアに前記ポンプ光を閉じ込めるために、前記第1のクラッドの実効屈折率よりも低い実効屈折率を有する、前記第1のクラッドを囲む第2のクラッドと
を含み、
前記ネオジウム・イオンが、795nmから815nmまたは883nmから887nmの波長の前記ポンプ光に少なくとも3dB/mの正味の光吸収を与えるための濃度を有し、
前記第1のクラッドの前記屈折率構造は、前記信号光の基本空間モードが少なくとも500平方マイクロメートルの面積を有するようなものである、使用方法。 - 前記光導波路が、前記コア中を伝搬する前記信号光の非基本空間モードに光損失を生成するためのテーパ状に細くなった区間を含む、請求項18に記載の使用方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201161498463P | 2011-06-17 | 2011-06-17 | |
US61/498,463 | 2011-06-17 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017043937A Division JP6381710B2 (ja) | 2011-06-17 | 2017-03-08 | 大モード面積光導波路デバイス |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013004978A JP2013004978A (ja) | 2013-01-07 |
JP6328872B2 true JP6328872B2 (ja) | 2018-05-23 |
Family
ID=46690363
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012134305A Active JP6328872B2 (ja) | 2011-06-17 | 2012-06-13 | 大モード面積光導波路デバイス |
JP2017043937A Active JP6381710B2 (ja) | 2011-06-17 | 2017-03-08 | 大モード面積光導波路デバイス |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017043937A Active JP6381710B2 (ja) | 2011-06-17 | 2017-03-08 | 大モード面積光導波路デバイス |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8908263B2 (ja) |
EP (1) | EP2535989B1 (ja) |
JP (2) | JP6328872B2 (ja) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7450813B2 (en) | 2006-09-20 | 2008-11-11 | Imra America, Inc. | Rare earth doped and large effective area optical fibers for fiber lasers and amplifiers |
JP6328872B2 (ja) * | 2011-06-17 | 2018-05-23 | ルーメンタム オペレーションズ エルエルシーLumentum Operations LLC | 大モード面積光導波路デバイス |
JPWO2013038794A1 (ja) * | 2011-09-12 | 2015-03-26 | 古河電気工業株式会社 | 光ファイバ、光ファイバレーザおよび光ファイバ増幅器、ならびに光ファイバの製造方法 |
US9195006B1 (en) * | 2012-11-19 | 2015-11-24 | Nlight Photonics Corporation | Fiber termination assembly |
CN104993369B (zh) * | 2015-06-24 | 2018-03-09 | 华中科技大学 | 一种基于光纤激光器暗化维护的暗化漂白装置和方法 |
RU2609721C1 (ru) * | 2015-09-04 | 2017-02-02 | Олег Алексеевич Рябушкин | Многоэлементное волокно для источника лазерного излучения, состоящее из пассивного и легированного редкоземельными элементами стеклянных волокон, с общей полимерной оболочкой, на внешнюю поверхность которой винтообразно намотана металлическая проволока |
US10033148B2 (en) | 2016-02-04 | 2018-07-24 | Lawrence Livermore National Security, Llc | Waveguide design for line selection in fiber lasers and amplifiers |
US10348050B2 (en) | 2016-02-04 | 2019-07-09 | Lawrence Livermore National Security, Llc | Nd3+fiber laser and amplifier |
KR102631645B1 (ko) * | 2016-10-07 | 2024-02-01 | 로렌스 리버모어 내쇼날 시큐리티, 엘엘시 | 네오디뮴 이온 광섬유 레이저 및 증폭기 |
US9793676B1 (en) | 2016-11-07 | 2017-10-17 | Dicon Fiberoptics, Inc. | Solid-state optical amplifier having an active core and doped cladding in a single chip |
US10243315B2 (en) * | 2017-07-13 | 2019-03-26 | Dicon Fiberoptics, Inc. | Solid-state optical amplifier chip with improved optical pumping |
CN110620323A (zh) * | 2019-10-31 | 2019-12-27 | 华南理工大学 | 一种钕掺杂1120nm单频光纤激光器 |
EP4369649A1 (en) | 2022-11-10 | 2024-05-15 | Terra Quantum AG | Method and system for quantum key distribution |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3729690A (en) * | 1961-10-27 | 1973-04-24 | American Optical Corp | Means for producing and amplifying optical energy |
US4815079A (en) | 1987-12-17 | 1989-03-21 | Polaroid Corporation | Optical fiber lasers and amplifiers |
US4964131A (en) * | 1988-12-16 | 1990-10-16 | The Board Of Trustees Of The Leland Standford Junior University | Broadband optical fiber laser |
US5533163A (en) | 1994-07-29 | 1996-07-02 | Polaroid Corporation | Optical fiber structure for efficient use of pump power |
JP3909119B2 (ja) * | 1996-10-31 | 2007-04-25 | 憲一 植田 | レーザ装置 |
US6157763A (en) | 1998-01-28 | 2000-12-05 | Sdl, Inc. | Double-clad optical fiber with improved inner cladding geometry |
JP4285831B2 (ja) * | 1999-03-17 | 2009-06-24 | 浜松ホトニクス株式会社 | ファイバレーザおよび光アンプ |
US6324326B1 (en) * | 1999-08-20 | 2001-11-27 | Corning Incorporated | Tapered fiber laser |
US6608951B1 (en) * | 2000-11-28 | 2003-08-19 | Lew Goldberg | Optical fiber amplifiers and lasers and optical pumping device therefor |
US7038844B2 (en) * | 2003-09-29 | 2006-05-02 | The Regents Of The University Of California | High power 938 nanometer fiber laser and amplifier |
US7424193B2 (en) | 2004-07-14 | 2008-09-09 | The Regents Of The University Of Michigan | Composite waveguide |
US7787729B2 (en) | 2005-05-20 | 2010-08-31 | Imra America, Inc. | Single mode propagation in fibers and rods with large leakage channels |
US7570856B1 (en) * | 2005-12-07 | 2009-08-04 | Lockheed Martin Corporation | Apparatus and method for an erbium-doped fiber for high peak-power applications |
JP5415553B2 (ja) * | 2008-11-28 | 2014-02-12 | エヌケイティー フォトニクス アクティーゼルスカブ | 改良されたクラッドポンプ光導波路 |
JP6328872B2 (ja) * | 2011-06-17 | 2018-05-23 | ルーメンタム オペレーションズ エルエルシーLumentum Operations LLC | 大モード面積光導波路デバイス |
-
2012
- 2012-06-13 JP JP2012134305A patent/JP6328872B2/ja active Active
- 2012-06-13 US US13/495,941 patent/US8908263B2/en active Active
- 2012-06-15 EP EP12172249.0A patent/EP2535989B1/en active Active
-
2017
- 2017-03-08 JP JP2017043937A patent/JP6381710B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2535989B1 (en) | 2023-04-05 |
EP2535989A2 (en) | 2012-12-19 |
JP6381710B2 (ja) | 2018-08-29 |
EP2535989A3 (en) | 2017-01-04 |
JP2017103496A (ja) | 2017-06-08 |
JP2013004978A (ja) | 2013-01-07 |
US20120320451A1 (en) | 2012-12-20 |
US8908263B2 (en) | 2014-12-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6381710B2 (ja) | 大モード面積光導波路デバイス | |
US8270445B2 (en) | Light emitting devices with phosphosilicate glass | |
JP6306625B2 (ja) | シングルモード動作を維持したままクラッド吸収を増加させたダブルクラッドの利得をもたらすファイバ | |
JP5238509B2 (ja) | フォトニックバンドギャップファイバ | |
JP6144705B2 (ja) | シングルモードのネオジムファイバ源を用いた高パワーシングルモードのイッテルビウムファイバレーザシステム | |
US20040247272A1 (en) | Flattened mode cylindrical and ribbon fibers and amplifiers | |
JP6026885B2 (ja) | ドープされたファイバを実装する光源、当該光源用ファイバ、および、当該ファイバの製造方法 | |
JP6294486B2 (ja) | 超高出力単一モードファイバーレーザーシステム | |
JP6306637B2 (ja) | シングルモード動作を維持したままクラッド吸収を増加させた利得をもたらすファイバ | |
Ilchi-Ghazaani et al. | Distributed scheme versus MOFPA array on the power scaling of a monolithic fiber laser | |
CN115173198A (zh) | 一种抑制非线性效应的全光纤放大器 | |
Kotov et al. | Record peak power single-frequency erbium-doped fiber amplifiers | |
WO2005031927A2 (en) | High power 938 nanometer fiber laser and amplifier | |
US10998688B2 (en) | Ultra short pulse fiber pre-amplifier system for large-core fibers | |
KR102472018B1 (ko) | 고전력 클래딩 펌핑되는 단일 모드 섬유 라만 레이저 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150508 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160217 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160223 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20160519 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160523 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20160523 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20160603 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20160708 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20161108 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180419 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6328872 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |