JPH05175577A - リングレーザ - Google Patents
リングレーザInfo
- Publication number
- JPH05175577A JPH05175577A JP4139622A JP13962292A JPH05175577A JP H05175577 A JPH05175577 A JP H05175577A JP 4139622 A JP4139622 A JP 4139622A JP 13962292 A JP13962292 A JP 13962292A JP H05175577 A JPH05175577 A JP H05175577A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- ring
- optical fiber
- tuning
- fiber
- 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.)
- Granted
Links
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
- H01S3/05—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
- H01S3/06791—Fibre ring lasers
-
- 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
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
- H01S3/1062—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using a controlled passive interferometer, e.g. a Fabry-Perot etalon
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 偏光独立性を有し、単純な動作によってレー
ザを同調可能でしかも低損失の同調素子を備え、それに
より、コンパクトで簡略な構成を有し、高効率・高出力
で同調範囲の広い、優れたリングレーザを提供する。 【構成】 レーザ動作によりレーザ光を生成するため
に、ゲイン導入手段106によって、光ファイバリング
110にその光損失を越える量の光ゲインを導入する。
レーザ光の周波数を、偏光とは無関係に、ファブリペロ
ーエタロン101によって同調する。ゲイン導入手段1
06は、典型的には、レーザダイオード104によって
ポンピングされるエルビウムドープファイバ増幅器であ
る。一般的に、レーザ光を光ファイバリング110内で
単一方向にのみ周回させる手段102を有する。
ザを同調可能でしかも低損失の同調素子を備え、それに
より、コンパクトで簡略な構成を有し、高効率・高出力
で同調範囲の広い、優れたリングレーザを提供する。 【構成】 レーザ動作によりレーザ光を生成するため
に、ゲイン導入手段106によって、光ファイバリング
110にその光損失を越える量の光ゲインを導入する。
レーザ光の周波数を、偏光とは無関係に、ファブリペロ
ーエタロン101によって同調する。ゲイン導入手段1
06は、典型的には、レーザダイオード104によって
ポンピングされるエルビウムドープファイバ増幅器であ
る。一般的に、レーザ光を光ファイバリング110内で
単一方向にのみ周回させる手段102を有する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はリングレーザに関し、特
に電気的に同調可能な光ファイバリングレーザに関す
る。
に電気的に同調可能な光ファイバリングレーザに関す
る。
【0002】
【従来の技術】同調レーザは、光通信、光ファイバセン
サ、分光器などの広い応用範囲を有している。高性能の
エルビウムドープファイバ(EDF)増幅器と適切なパ
ワーでポンピングされるレーザとを利用することによ
り、光ファイバ通信に有用な1.5μm近傍の波長にお
いて、コンパクトなダイオードレーザポンプの電気的同
調ファイバレーザの設計に適した同調素子が提供でき
る。
サ、分光器などの広い応用範囲を有している。高性能の
エルビウムドープファイバ(EDF)増幅器と適切なパ
ワーでポンピングされるレーザとを利用することによ
り、光ファイバ通信に有用な1.5μm近傍の波長にお
いて、コンパクトなダイオードレーザポンプの電気的同
調ファイバレーザの設計に適した同調素子が提供でき
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】実用的な同調レーザは
コンパクトで簡略な構成を有する必要がある。そのポン
ピング条件は適切なものであり、そのレーザは電気的に
同調可能なものでなければならない。従来のリングレー
ザは、様々な技術を包含しており、その同調素子は大き
く、そして、強い偏光依存性を有し、非常に複雑な構成
で複雑な動作をするものであった。これらの従来技術に
おける素子はまた、高い損失を有しているため、その効
率は比較的低く、高いポンピング条件が必要であった。
従って、本発明の目的は、偏光からの独立性を有し、小
型で単純な構成と単純な動作によってレーザを同調可能
でしかも低損失の同調素子を備え、それにより、コンパ
クトで簡略な構成を有し、高効率・高出力で同調範囲の
広い、優れたリングレーザを提供することである。
コンパクトで簡略な構成を有する必要がある。そのポン
ピング条件は適切なものであり、そのレーザは電気的に
同調可能なものでなければならない。従来のリングレー
ザは、様々な技術を包含しており、その同調素子は大き
く、そして、強い偏光依存性を有し、非常に複雑な構成
で複雑な動作をするものであった。これらの従来技術に
おける素子はまた、高い損失を有しているため、その効
率は比較的低く、高いポンピング条件が必要であった。
従って、本発明の目的は、偏光からの独立性を有し、小
型で単純な構成と単純な動作によってレーザを同調可能
でしかも低損失の同調素子を備え、それにより、コンパ
クトで簡略な構成を有し、高効率・高出力で同調範囲の
広い、優れたリングレーザを提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバ電気
的同調リングレーザは、ダイオードポンプのエルビウム
ドープファイバ増幅器を有し、光ファイバリング内に光
ゲインを導入する。そのゲインはレーザ動作によりレー
ザ光を生成するために、光ファイバリングの光損失を越
えるものである。レーザ光の周波数は偏光とは無関係
に、ファイバファブリペロー(FFP)エタロンで同調
される。
的同調リングレーザは、ダイオードポンプのエルビウム
ドープファイバ増幅器を有し、光ファイバリング内に光
ゲインを導入する。そのゲインはレーザ動作によりレー
ザ光を生成するために、光ファイバリングの光損失を越
えるものである。レーザ光の周波数は偏光とは無関係
に、ファイバファブリペロー(FFP)エタロンで同調
される。
【0005】本発明のリングレーザは、コンパクトで、
電気的に同調可能で、全部光ファイバでできており、低
いしきい値(Ith<3mW)で、1.525から1.5
86マイクロメーター(μm)の範囲で同調可能であ
り、パワーの変化は3.5dB以下である。FFPは他
の同調素子よりも非常に(3dB以上)低い損失を有す
るので、適切なポンピング条件の下で、半導体ダイオー
ド、ダイオードレーザポンプにより、レーザを稼動でき
る。FFPの偏光からの独立性により、構成を簡略化で
き、FFPをバイアス調整するだけで、レーザをすべて
の同調範囲に渡って同調することができる。一つの応用
例として、狭い自由スペクトル範囲(FSR)を有する
第2のFFPを用いて、広いFSRを有する第1のFF
Pと共に使用することもできる。
電気的に同調可能で、全部光ファイバでできており、低
いしきい値(Ith<3mW)で、1.525から1.5
86マイクロメーター(μm)の範囲で同調可能であ
り、パワーの変化は3.5dB以下である。FFPは他
の同調素子よりも非常に(3dB以上)低い損失を有す
るので、適切なポンピング条件の下で、半導体ダイオー
ド、ダイオードレーザポンプにより、レーザを稼動でき
る。FFPの偏光からの独立性により、構成を簡略化で
き、FFPをバイアス調整するだけで、レーザをすべて
の同調範囲に渡って同調することができる。一つの応用
例として、狭い自由スペクトル範囲(FSR)を有する
第2のFFPを用いて、広いFSRを有する第1のFF
Pと共に使用することもできる。
【0006】
【実施例】図1は本発明の一実施例で、ファイバファブ
リペロー(FFP)エタロンを電気的同調素子として用
いたエルビウムドープファイバ(EDF)リングレーザ
の一実施例である。図1の素子の多くは従来の素子と同
様なものである。
リペロー(FFP)エタロンを電気的同調素子として用
いたエルビウムドープファイバ(EDF)リングレーザ
の一実施例である。図1の素子の多くは従来の素子と同
様なものである。
【0007】ファイバファブリペローエタロン101
は、シングルモード光ファイバの入力端と出力端を研磨
し、そこをコーティングすることによって形成された2
個のミラーを有する。このミラーは空気ギャップによっ
て分離され、この空気ギャップの長さは、例えば、シン
グルモード光ファイバの長さである。このファイバファ
ブリペローエタロン101は、空気ギャップの長さを調
整するような制御信号を入力することによって、電気的
に同調できる。
は、シングルモード光ファイバの入力端と出力端を研磨
し、そこをコーティングすることによって形成された2
個のミラーを有する。このミラーは空気ギャップによっ
て分離され、この空気ギャップの長さは、例えば、シン
グルモード光ファイバの長さである。このファイバファ
ブリペローエタロン101は、空気ギャップの長さを調
整するような制御信号を入力することによって、電気的
に同調できる。
【0008】ファイバファブリペローエタロン101
は、共振時において、66nmの自由スペクトル範囲
と、55dBの同調特性と、0.7dBの挿入損失を有
する。制御ライン100上の制御信号を変化することに
よって、ファイバファブリペローエタロン101は、光
ファイバリング110からなるファイバリングレーザキ
ャビティの光の波長を制御する。光ファイバリング11
0はエルビウムドープファイバ(EDF)増幅器106
を有し、これにより光ファイバリング110の光損失を
越える光ゲインを光ファイバリング110に導入する。
エルビウムドープファイバ(EDF)増幅器106は、
30mの長さを有しており、そのカットオフ波長は1.
0μm、コア直径は2μm、屈折率差はΔn=0.04
5である。このコアは、100ppmのEr濃度を有
し、GeとAlによってドープされている。波長選択カ
プラ103は、1.48μmのレーザダイオード104
により放射されるポンプ光を、レーザ加工されたファイ
バマイクロレンズに導入し、続いて、エルビウムドープ
ファイバ(EDF)増幅器106内に導入する。
は、共振時において、66nmの自由スペクトル範囲
と、55dBの同調特性と、0.7dBの挿入損失を有
する。制御ライン100上の制御信号を変化することに
よって、ファイバファブリペローエタロン101は、光
ファイバリング110からなるファイバリングレーザキ
ャビティの光の波長を制御する。光ファイバリング11
0はエルビウムドープファイバ(EDF)増幅器106
を有し、これにより光ファイバリング110の光損失を
越える光ゲインを光ファイバリング110に導入する。
エルビウムドープファイバ(EDF)増幅器106は、
30mの長さを有しており、そのカットオフ波長は1.
0μm、コア直径は2μm、屈折率差はΔn=0.04
5である。このコアは、100ppmのEr濃度を有
し、GeとAlによってドープされている。波長選択カ
プラ103は、1.48μmのレーザダイオード104
により放射されるポンプ光を、レーザ加工されたファイ
バマイクロレンズに導入し、続いて、エルビウムドープ
ファイバ(EDF)増幅器106内に導入する。
【0009】ファイバファブリペローエタロン101は
定在波共振器では使用できない。なぜなら、定在波共振
器はパスバンド外の波長を反射し、リングキャビティ内
で、これらの波長に対し共振器エンドミラーとして作用
するからである。しかし、光アイソレータ102を用い
ると、光はリングキャビティ内を一方向にのみ周回す
る。この光アイソレータ102は、FFPパスバンド外
の波長において、FFPからの反射により生成される定
在波レーザモードを圧縮することにより、リングキャビ
ティの波長感度を確保する。このようにして、FFPパ
スバンド外の波長に対して、共振器を形成することが阻
止されるので、レーザ動作はFFPパスバンド内におい
てのみ発生する。
定在波共振器では使用できない。なぜなら、定在波共振
器はパスバンド外の波長を反射し、リングキャビティ内
で、これらの波長に対し共振器エンドミラーとして作用
するからである。しかし、光アイソレータ102を用い
ると、光はリングキャビティ内を一方向にのみ周回す
る。この光アイソレータ102は、FFPパスバンド外
の波長において、FFPからの反射により生成される定
在波レーザモードを圧縮することにより、リングキャビ
ティの波長感度を確保する。このようにして、FFPパ
スバンド外の波長に対して、共振器を形成することが阻
止されるので、レーザ動作はFFPパスバンド内におい
てのみ発生する。
【0010】図1の実施例において、エルビウムドープ
ファイバ(EDF)増幅器106の後段に、出力カプラ
として機能する50:50のヒューズドファイバカプラ
107が配置される。偏光コントローラ108は出力パ
ワーを最大にするために光ファイバリング110内に設
けられる。もし必要ならば、ポンプパワーをモニターす
るために、99:1のヒューズドファイバカプラ105
を光ファイバリング110内に設けてもよい。
ファイバ(EDF)増幅器106の後段に、出力カプラ
として機能する50:50のヒューズドファイバカプラ
107が配置される。偏光コントローラ108は出力パ
ワーを最大にするために光ファイバリング110内に設
けられる。もし必要ならば、ポンプパワーをモニターす
るために、99:1のヒューズドファイバカプラ105
を光ファイバリング110内に設けてもよい。
【0011】図1では、ファイバファブリペローエタロ
ン101をヒューズドファイバカプラ107の後(下流
側)に配置しているが、場合に応じて、ファイバファブ
リペローエタロン101を光ファイバリング110内の
任意の場所、例えば、ヒューズドファイバカプラ107
の直前(上流側)に配置してもよい。このように配置し
た場合、出力パワーは幾分減少する。その理由はファイ
バファブリペローエタロン101自身により光ファイバ
リング110内に損失が導入されるからである。しか
し、この構成においては、ファイバファブリペローエタ
ロン101が出力フィルタとして動作し、所望外の波長
においてエルビウムドープファイバ(EDF)増幅器1
06からの自然放出が出力カプラ(ヒューズドファイバ
カプラ107)に到達するのを阻止できるという利点が
ある。
ン101をヒューズドファイバカプラ107の後(下流
側)に配置しているが、場合に応じて、ファイバファブ
リペローエタロン101を光ファイバリング110内の
任意の場所、例えば、ヒューズドファイバカプラ107
の直前(上流側)に配置してもよい。このように配置し
た場合、出力パワーは幾分減少する。その理由はファイ
バファブリペローエタロン101自身により光ファイバ
リング110内に損失が導入されるからである。しか
し、この構成においては、ファイバファブリペローエタ
ロン101が出力フィルタとして動作し、所望外の波長
においてエルビウムドープファイバ(EDF)増幅器1
06からの自然放出が出力カプラ(ヒューズドファイバ
カプラ107)に到達するのを阻止できるという利点が
ある。
【0012】図1のリングレーザをテストした実験結果
では、最大300mAの注入電流で、32mWという大
出力のポンプパワーがリングレーザ内に発生した。図2
はポンプパワーとレーザ出力パワーの関係を示すグラフ
である。光対光カーブは1.566μmの波長で測定さ
れた。このしきい値は2.9mWである。この傾斜効率
は0.15で、32mWのポンプパワーに対して、出力
パワーは4.2mWである。図3は0.1nm解像度に
よって測定されたレーザラインを表す。他の実施例にお
いて、高効率エルビウムドープファイバゲイン媒体で、
僅か1.1mの長さのものは、傾斜効率は26%で、最
大出力パワーは15mWで、同調範囲は70nmを越え
ている。
では、最大300mAの注入電流で、32mWという大
出力のポンプパワーがリングレーザ内に発生した。図2
はポンプパワーとレーザ出力パワーの関係を示すグラフ
である。光対光カーブは1.566μmの波長で測定さ
れた。このしきい値は2.9mWである。この傾斜効率
は0.15で、32mWのポンプパワーに対して、出力
パワーは4.2mWである。図3は0.1nm解像度に
よって測定されたレーザラインを表す。他の実施例にお
いて、高効率エルビウムドープファイバゲイン媒体で、
僅か1.1mの長さのものは、傾斜効率は26%で、最
大出力パワーは15mWで、同調範囲は70nmを越え
ている。
【0013】図1のレーザの同調特性は図4に示され
る。この図4は1.526μmと1.584μmの間の
レーザ波長の出力スペクトルを表すグラフである。レー
ザラインのスペクトルパワー密度は、エルビウムゲイン
スペクトルの他の波長におけるスペクトルパワー密度に
対し、(0.5nm測定解像度と0.1nm以下のレー
ザライン幅に対して調整する)同調範囲の大部分にわた
り、50dB以上高くなっている。
る。この図4は1.526μmと1.584μmの間の
レーザ波長の出力スペクトルを表すグラフである。レー
ザラインのスペクトルパワー密度は、エルビウムゲイン
スペクトルの他の波長におけるスペクトルパワー密度に
対し、(0.5nm測定解像度と0.1nm以下のレー
ザライン幅に対して調整する)同調範囲の大部分にわた
り、50dB以上高くなっている。
【0014】レーザ波長と制御ライン100に入力され
るFFPバイアスとのグラフを示す図5から明かなよう
に、同調範囲は1.525μmから1.586μmと、
60nmを越える。この範囲にわたってレーザラインの
パワーは図6に示すように、3.5dB以下で変化す
る。この図6はレーザ出力パワーとレーザ波長との関係
を表すグラフである。FFPバイアスだけを調節するこ
とによって、偏光を調整する必要なく、60nmの同調
範囲にわたって、レーザ波長を連続的に変えることがで
きる。
るFFPバイアスとのグラフを示す図5から明かなよう
に、同調範囲は1.525μmから1.586μmと、
60nmを越える。この範囲にわたってレーザラインの
パワーは図6に示すように、3.5dB以下で変化す
る。この図6はレーザ出力パワーとレーザ波長との関係
を表すグラフである。FFPバイアスだけを調節するこ
とによって、偏光を調整する必要なく、60nmの同調
範囲にわたって、レーザ波長を連続的に変えることがで
きる。
【0015】この連続的な同調は、図5において、ゲイ
ンスペクトルのある部分にわたって示されている。この
図5は1.531μm近傍の一次同調を示す。二次同調
における60nmの範囲の全般にわたって同調に必要な
FFPバイアスの変化は約10Vである。一次同調にお
いて、レーザ波長は、最初はバイアスの変化と共にゆっ
くり変化するが、約50Vの初期バイアスを越えると、
波長のバイアスに対する依存性は均一になり、同調カー
ブは直線になる。同調カーブが直線から離れるのは、F
FP負荷摩擦の影響と、低バイアス(VFFP <50V)
におけるFFPピエゾ電子変換器のヒステリシスカーブ
の形状の影響と、同調範囲の限界点近くのゲインプリン
グとによる。
ンスペクトルのある部分にわたって示されている。この
図5は1.531μm近傍の一次同調を示す。二次同調
における60nmの範囲の全般にわたって同調に必要な
FFPバイアスの変化は約10Vである。一次同調にお
いて、レーザ波長は、最初はバイアスの変化と共にゆっ
くり変化するが、約50Vの初期バイアスを越えると、
波長のバイアスに対する依存性は均一になり、同調カー
ブは直線になる。同調カーブが直線から離れるのは、F
FP負荷摩擦の影響と、低バイアス(VFFP <50V)
におけるFFPピエゾ電子変換器のヒステリシスカーブ
の形状の影響と、同調範囲の限界点近くのゲインプリン
グとによる。
【0016】ファイバファブリペローエタロン101が
低損失である結果、図1のエルビウムドープファイバ
(EDF)増幅器106とFFP EDFのリングレー
ザのしきい値が低くなるため、しきい値パワー、傾斜効
率、出力パワー、及び同調範囲が、他の同調エルビウム
ドープファイバリングレーザに比較して改良される。こ
のため、FFP EDFリングレーザは、特に、半導体
ダイオードレーザによりポンピングするのに適してい
る。ファイバファブリペローエタロン101は、その偏
光に対する独立性から、FFPバイアスのみを調整する
ことにより、60nmにわたる連続的な同調を単純な動
作で行うことができる。全体がファイバであるため、偏
光独立ダイオードポンプ素子とFFP EDFは、より
単純で、よりコンパクトな素子となる。
低損失である結果、図1のエルビウムドープファイバ
(EDF)増幅器106とFFP EDFのリングレー
ザのしきい値が低くなるため、しきい値パワー、傾斜効
率、出力パワー、及び同調範囲が、他の同調エルビウム
ドープファイバリングレーザに比較して改良される。こ
のため、FFP EDFリングレーザは、特に、半導体
ダイオードレーザによりポンピングするのに適してい
る。ファイバファブリペローエタロン101は、その偏
光に対する独立性から、FFPバイアスのみを調整する
ことにより、60nmにわたる連続的な同調を単純な動
作で行うことができる。全体がファイバであるため、偏
光独立ダイオードポンプ素子とFFP EDFは、より
単純で、よりコンパクトな素子となる。
【0017】図7に本発明の他の実施例が示されてい
る。ファイバファブリペローフィルタの低損失と偏光か
らの独立性、およびそれらが動作する広い範囲にわたる
自由スペクトル範囲によって、FFPフィルタ701と
702を直列に接続し、シングル縦モード動作を行うこ
とが可能となり、狭いスペクトルレーザライン幅を有す
る電気的同調レーザを形成することができる。FFPフ
ィルタ701は、エルビウムゲインスペクトルの全体に
わたり同調できるように広い自由スペクトル範囲(FS
R)を有するよう構成され、一方、FFPフィルタ70
2はリングキャビティの縦モードを選択できるように狭
いFSRとパスバンドを有するよう構成される。レーザ
動作の安定化は、モード選択FSR FFPフィルタ7
02の周波数の一つを周波数ロックダイオードレーザ7
07の放射波長にロックすることにより行われる。この
周波数は光電池708によってロックされている。半導
体レーザにおける周波数安定化のために光電池を使用す
ることは、米国特許4932030号(発明者:Y.
C.Chung、1990年6月5日発行)に記載され
ている。FFPフィルタ701の周波数は制御ライン7
21の信号入力により制御される。
る。ファイバファブリペローフィルタの低損失と偏光か
らの独立性、およびそれらが動作する広い範囲にわたる
自由スペクトル範囲によって、FFPフィルタ701と
702を直列に接続し、シングル縦モード動作を行うこ
とが可能となり、狭いスペクトルレーザライン幅を有す
る電気的同調レーザを形成することができる。FFPフ
ィルタ701は、エルビウムゲインスペクトルの全体に
わたり同調できるように広い自由スペクトル範囲(FS
R)を有するよう構成され、一方、FFPフィルタ70
2はリングキャビティの縦モードを選択できるように狭
いFSRとパスバンドを有するよう構成される。レーザ
動作の安定化は、モード選択FSR FFPフィルタ7
02の周波数の一つを周波数ロックダイオードレーザ7
07の放射波長にロックすることにより行われる。この
周波数は光電池708によってロックされている。半導
体レーザにおける周波数安定化のために光電池を使用す
ることは、米国特許4932030号(発明者:Y.
C.Chung、1990年6月5日発行)に記載され
ている。FFPフィルタ701の周波数は制御ライン7
21の信号入力により制御される。
【0018】周波数ロックダイオードレーザ707によ
り生成される光は、光電池708により検知され、フィ
ードバック回路731内で生成される電気信号を介して
周波数ロックダイオードレーザ707にフィードバック
されて、その出力を安定周波数にロックする。周波数ロ
ックダイオードレーザ707の出力は、光ファイバリン
グ710にカプラ709を介して結合され、FFPフィ
ルタ702を通過し、光ファイバリング710からカプ
ラ704を介して出力され、その周波数は光検知ダイオ
ード703により検知される。光検知ダイオード703
の電気的出力(この出力は、周波数ロックダイオードレ
ーザ707により生成される安定周波数の関数として決
定される)は、FFPフィルタ702にフィードバック
回路730を介して入力され、それにより、その周波数
を制御する。カプラ704はまた、リングレーザのレー
ザ出力706を提供する。図7のレーザはまた、エルビ
ウムドープファイバ増幅器720と、不都合な反射を防
止する2つの光アイソレータ711と712を有する。
この二つのアイソレータ711と712は、各FFPフ
ィルタ701と702にそれぞれ必要である。なぜな
ら、不都合な反射はFFPフィルタにより生成されるか
らである。また、図1の実施例において、エルビウムド
ープファイバ増幅器以外のゲイン生成手段を用いること
もできる。
り生成される光は、光電池708により検知され、フィ
ードバック回路731内で生成される電気信号を介して
周波数ロックダイオードレーザ707にフィードバック
されて、その出力を安定周波数にロックする。周波数ロ
ックダイオードレーザ707の出力は、光ファイバリン
グ710にカプラ709を介して結合され、FFPフィ
ルタ702を通過し、光ファイバリング710からカプ
ラ704を介して出力され、その周波数は光検知ダイオ
ード703により検知される。光検知ダイオード703
の電気的出力(この出力は、周波数ロックダイオードレ
ーザ707により生成される安定周波数の関数として決
定される)は、FFPフィルタ702にフィードバック
回路730を介して入力され、それにより、その周波数
を制御する。カプラ704はまた、リングレーザのレー
ザ出力706を提供する。図7のレーザはまた、エルビ
ウムドープファイバ増幅器720と、不都合な反射を防
止する2つの光アイソレータ711と712を有する。
この二つのアイソレータ711と712は、各FFPフ
ィルタ701と702にそれぞれ必要である。なぜな
ら、不都合な反射はFFPフィルタにより生成されるか
らである。また、図1の実施例において、エルビウムド
ープファイバ増幅器以外のゲイン生成手段を用いること
もできる。
【0019】なお、本発明は、前記2つの実施例に限定
されるものではなく、この技術分野の当業者であれば、
本発明の種々の変形例を考え得るが、それらの変形例は
いずれも本発明の技術的範囲に包含される。
されるものではなく、この技術分野の当業者であれば、
本発明の種々の変形例を考え得るが、それらの変形例は
いずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【0020】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、周
波数同調手段として、偏光からの独立性を有し、小型で
単純な構成と単純な動作によってレーザを同調可能でし
かも低損失のファブリペローエタロンを使用することに
より、コンパクトで簡略な構成を有し、高効率・高出力
で同調範囲の広い、優れたリングレーザを提供すること
である。
波数同調手段として、偏光からの独立性を有し、小型で
単純な構成と単純な動作によってレーザを同調可能でし
かも低損失のファブリペローエタロンを使用することに
より、コンパクトで簡略な構成を有し、高効率・高出力
で同調範囲の広い、優れたリングレーザを提供すること
である。
【図1】本発明の一実施例のリングレーザを示す図であ
り、ファイバファブリ−ペローエタロンを電気的同調素
子として使用した同調ダイオードポンプファイバレーザ
を示す図である。
り、ファイバファブリ−ペローエタロンを電気的同調素
子として使用した同調ダイオードポンプファイバレーザ
を示す図である。
【図2】図1のレーザにおける、ポンプパワーとレーザ
出力パワーとの関係を示すグラフである。
出力パワーとの関係を示すグラフである。
【図3】0.1nm解像度と線形パワースケールによっ
て測定されたレーザラインを表すグラフである。
て測定されたレーザラインを表すグラフである。
【図4】0.5nm解像度によって測定された1.52
6μmと1.584μmの間のレーザ波長の出力スペク
トルを表すグラフである。
6μmと1.584μmの間のレーザ波長の出力スペク
トルを表すグラフである。
【図5】レーザ波長とFFPバイアスとの関係を表す図
で、1.531μm近傍の一次同調の詳細を表すグラフ
である。
で、1.531μm近傍の一次同調の詳細を表すグラフ
である。
【図6】レーザ出力パワーとレーザ波長との関係を表す
グラフである。
グラフである。
【図7】本発明の他の実施例のリングレーザを示す図で
あり、広い自由スペクトル範囲(FSR)を有するエタ
ロンと、狭いFSRを有するエタロンとを用いたリング
レーザを示す図である。
あり、広い自由スペクトル範囲(FSR)を有するエタ
ロンと、狭いFSRを有するエタロンとを用いたリング
レーザを示す図である。
100 制御ライン 101 ファイバファブリペローエタロン 102 光アイソレータ 103 波長選択カプラ 105 99:1のヒューズドファイバカプラ 106 エルビウムドープファイバ(EDF)増幅器 107 50:50のヒューズドファイバカプラ 108 偏光コントローラ 110 光ファイバリング 701 FFPフィルタ 702 FFPフィルタ 703 光検知ダイオード 704 カプラ 706 レーザ出力 707 周波数ロックダイオードレーザ 708 光電池 709 カプラ 710 光ファイバリング 711 光アイソレータ 712 光アイソレータ 720 エルビウムドープファイバ増幅器 721 制御ライン 730 フィードバック回路 731 フィードバック回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ユン シー.チュン アメリカ合衆国 07747 ニュージャージ ー アバーディーン、パース ヒル コー ト 239 (72)発明者 デヴィッド ジョン デジオヴァンニ アメリカ合衆国 07076 ニュージャージ ー スコッチ プレインズ、マウンテン アヴェニュー 1799 (72)発明者 ジュリアン ストーン アメリカ合衆国 07760 ニュージャージ ー ラムソン、ケンプ アヴェニュー 19 (72)発明者 ジェームス ダブリュ.シュルホフ アメリカ合衆国 07712 ニュージャージ ー オーシャン、ディール ロード 1147 (72)発明者 ジョン エル.ジスキンド アメリカ合衆国 07702 ニュージャージ ー シュルースベリー、パーク アヴェニ ュー 106
Claims (12)
- 【請求項1】 光ファイバリングと、レーザ動作により
レーザ光を生成するために前記光ファイバリングにその
光損失を越える量の光ゲインを導入するゲイン導入手段
と、前記レーザ光の周波数を同調する周波数同調手段を
有するリングレーザにおいて、 前記周波数同調手段はファブリペローエタロンであるこ
とを特徴とするリングレーザ。 - 【請求項2】 前記ゲイン導入手段はエルビウムドープ
ファイバであることを特徴とする請求項1のレーザ。 - 【請求項3】 前記周波数同調手段は、前記レーザ光を
前記光ファイバリング内で単一方向にのみ周回させる手
段を有することを特徴とする請求項1のレーザ。 - 【請求項4】 前記光ファイバリングは単一モード光フ
ァイバを有することを特徴とする請求項1のレーザ。 - 【請求項5】 前記光ファイバリングから前記レーザ光
の一部を抽出する手段をさらに有することを特徴とする
請求項1のレーザ。 - 【請求項6】 前記光ファイバリング内の他の素子によ
り周回するレーザ光に導入される偏光の変化を補償する
手段をさらに有することを特徴とする請求項1のレー
ザ。 - 【請求項7】 前記エルビウムドープファイバは半導体
レーザによってポンピングされることを特徴とする請求
項2のレーザ。 - 【請求項8】 光ファイバリングと、前記光ファイバリ
ング内を周回するレーザ光にゲインを提供する増幅器
と、前記光ファイバリング内に設けられ、電気制御信号
に応答して前記レーザ光を所望の周波数に維持する維持
手段を有し、前記維持手段はファブリペロー同調素子で
あることを特徴とする電気的同調ファイバレーザ。 - 【請求項9】 前記増幅器はエルビウムドープファイバ
であることを特徴とする請求項8のレーザ。 - 【請求項10】 前記光ファイバリング内で前記レーザ
光を単一方向にのみ周回させる手段をさらに有すること
を特徴とする請求項8のレーザ。 - 【請求項11】 ファイバファブリペローエタロンを同
調素子として有することを特徴とするエルビウムドープ
ファイバリングレーザ。 - 【請求項12】 エルビウムドープファイバ増幅器とレ
ーザの周波数を電気的に制御する同調素子とを有し、前
記同調素子はファイバファブリペローエタロンであるこ
とを特徴とするリングレーザ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/706,135 US5132976A (en) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | Electrically tunable fiber ring laser |
US706135 | 1991-05-28 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05175577A true JPH05175577A (ja) | 1993-07-13 |
JP2648417B2 JP2648417B2 (ja) | 1997-08-27 |
Family
ID=24836347
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4139622A Expired - Fee Related JP2648417B2 (ja) | 1991-05-28 | 1992-05-06 | リングレーザ |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5132976A (ja) |
EP (1) | EP0516332A3 (ja) |
JP (1) | JP2648417B2 (ja) |
CA (1) | CA2064488C (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010034280A (ja) * | 2008-07-29 | 2010-02-12 | Anritsu Corp | 外部共振器型半導体レーザ |
Families Citing this family (49)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5239607A (en) * | 1992-06-23 | 1993-08-24 | Bell Communications Research, Inc. | Optical fiber amplifier with flattened gain |
US5504771A (en) * | 1992-11-03 | 1996-04-02 | California Institute Of Technology | Fiber-optic ring laser |
US5394238A (en) * | 1992-11-09 | 1995-02-28 | Honeywell Inc. | Look-ahead windshear detector by filtered Rayleigh and/or aerosol scattered light |
US5337375A (en) * | 1992-12-31 | 1994-08-09 | At&T Bell Laboratories | Depolarizer using unpumped, doped optical fiber and method using same |
DE4317667A1 (de) * | 1993-05-27 | 1994-12-01 | Sel Alcatel Ag | Aktiv modengekoppelter Faserlaser |
US5384799A (en) * | 1993-09-09 | 1995-01-24 | Martin Marietta Corporation | Frequency stabilized laser with electronic tunable external cavity |
DE4407348A1 (de) * | 1994-03-05 | 1995-09-07 | Bodenseewerk Geraetetech | Brillouin-Ringlaserkreisel |
GB9419757D0 (en) * | 1994-09-30 | 1994-11-16 | Lynxvale Ltd | Wavelength selective filter and laser including it |
EP0715377A3 (en) * | 1994-11-30 | 1997-09-10 | Whitaker Corp | Tunable ring laser with polarization control |
US5469455A (en) * | 1994-11-30 | 1995-11-21 | The Whitaker Corporation | Fiber optic ring laser |
US5588013A (en) * | 1994-11-30 | 1996-12-24 | The Whitaker Corporation | Polarization controlled tuneable ring laser |
KR0150486B1 (ko) * | 1994-12-07 | 1998-12-01 | 양승택 | 단일 펌프 광원을 이용한 파장가변형 다파장 광섬유 레이저 구도 |
FR2733372B1 (fr) * | 1995-04-18 | 1997-07-04 | Debeau Jean | Generateur laser en anneau, notamment pour l'emission en continu ou la generation d'impulsions |
DE19651236A1 (de) * | 1996-12-10 | 1998-06-18 | Bosch Gmbh Robert | Einrichtung zum Ein- und Auskoppeln optischer Signale zweier Übertragungskanäle |
US6052393A (en) | 1996-12-23 | 2000-04-18 | The Regents Of The University Of Michigan | Broadband Sagnac Raman amplifiers and cascade lasers |
US6374006B1 (en) | 1998-03-20 | 2002-04-16 | Xtera Communications, Inc. | Chirped period gratings for raman amplification in circulator loop cavities |
US6600592B2 (en) | 1998-03-24 | 2003-07-29 | Xtera Communications, Inc. | S+ band nonlinear polarization amplifiers |
US6693737B2 (en) | 1998-03-24 | 2004-02-17 | Xtera Communications, Inc. | Dispersion compensating nonlinear polarization amplifiers |
US6760148B2 (en) | 1998-03-24 | 2004-07-06 | Xtera Communications, Inc. | Nonlinear polarization amplifiers in nonzero dispersion shifted fiber |
US6356384B1 (en) | 1998-03-24 | 2002-03-12 | Xtera Communications Inc. | Broadband amplifier and communication system |
US6335820B1 (en) | 1999-12-23 | 2002-01-01 | Xtera Communications, Inc. | Multi-stage optical amplifier and broadband communication system |
US6359725B1 (en) | 1998-06-16 | 2002-03-19 | Xtera Communications, Inc. | Multi-stage optical amplifier and broadband communication system |
US6574037B2 (en) | 1998-06-16 | 2003-06-03 | Xtera Communications, Inc. | All band amplifier |
CA2335289C (en) | 1998-06-16 | 2009-10-13 | Mohammed Nazrul Islam | Fiber-optic compensation for dispersion, gain tilt, and band pump nonlinearity |
US6885498B2 (en) | 1998-06-16 | 2005-04-26 | Xtera Communications, Inc. | Multi-stage optical amplifier and broadband communication system |
US6545799B1 (en) | 1998-09-02 | 2003-04-08 | Corning Incorporated | Method and apparatus for optical system link control |
US6567430B1 (en) | 1998-09-21 | 2003-05-20 | Xtera Communications, Inc. | Raman oscillator including an intracavity filter and amplifiers utilizing same |
WO2000036715A1 (en) | 1998-11-25 | 2000-06-22 | The University Of New Mexico | Precisely wavelength-tunable and wavelength-switchable narrow linewidth lasers |
JP2000231063A (ja) * | 1998-12-23 | 2000-08-22 | Jds Uniphase Inc | 光共振器を含む干渉計式光デバイス |
JP3361305B2 (ja) * | 1999-01-14 | 2003-01-07 | 日本電信電話株式会社 | 光 源 |
CN1145828C (zh) * | 1999-08-12 | 2004-04-14 | 加利福尼亚技术学院 | 单模光纤环状激光器及从中产生单模激光输出的方法 |
ATE443359T1 (de) | 2000-01-12 | 2009-10-15 | Xtera Communications Inc | Zweiseitig gepumpter ramanverstärker |
AU2001264548A1 (en) | 2000-02-14 | 2001-10-23 | Xtera Communications, Inc. | Nonlinear optical loop mirror |
US6606331B2 (en) * | 2001-07-09 | 2003-08-12 | Multiwave Networks Portugal, Lda. | Step-tunable all-fiber laser apparatus and method for dense wavelength division multiplexed applications |
US6967976B2 (en) * | 2002-08-29 | 2005-11-22 | Picarro, Inc. | Laser with reflective etalon tuning element |
US6959023B1 (en) * | 2002-08-29 | 2005-10-25 | Picarro, Inc. | Laser with reflective etalon tuning element |
EP1558955A4 (en) * | 2002-10-15 | 2006-04-19 | Micron Optics Inc | FABRY-PEROT FIBER FILTERS WITHOUT PLATE |
US7063466B2 (en) * | 2002-12-20 | 2006-06-20 | Micron Optics, Inc. | Selectable and tunable ferrule holder for a fiber Fabry-Perot filter |
US20060056465A1 (en) * | 2004-09-10 | 2006-03-16 | Jinchun Xie | Laser with reflective etalon tuning element |
US7415049B2 (en) | 2005-03-28 | 2008-08-19 | Axsun Technologies, Inc. | Laser with tilted multi spatial mode resonator tuning element |
DE102007022561B4 (de) * | 2007-05-14 | 2010-09-16 | Meos Ag | Aktiver Rotationssensor |
AU2008355731B2 (en) | 2008-04-30 | 2014-07-17 | Optical Air Data Systems, Llc | Laser doppler velocimeter |
US20110064096A1 (en) * | 2009-09-16 | 2011-03-17 | University Of Central Florida Research Foundation, Inc. | Mid-IR laser employing Tm fiber laser and optical parametric oscillator |
US8508723B2 (en) | 2011-02-14 | 2013-08-13 | Optical Air Data Systems, Llc | Laser wind velocimeter with multiple radiation sources |
US8961181B2 (en) | 2011-12-23 | 2015-02-24 | Optical Air Data Systems, Llc | LDV system for improving the aim of a shooter |
US9026278B2 (en) | 2011-12-23 | 2015-05-05 | Optical Air Data Systems, Llc | LDV system for measuring wind at high altitude |
US8879051B2 (en) | 2011-12-23 | 2014-11-04 | Optical Air Data Systems, Llc | High power laser doppler velocimeter with multiple amplification stages |
US9606234B2 (en) | 2013-10-18 | 2017-03-28 | Tramontane Technologies, Inc. | Amplified optical circuit |
CN103855598A (zh) * | 2014-03-21 | 2014-06-11 | 山东理工大学 | 基于拉锥光纤的多波长可转换可调谐光纤激光器 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04287384A (ja) * | 1990-11-20 | 1992-10-12 | General Instr Corp | 縦モ−ド選択レ−ザ− |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4358851A (en) * | 1980-02-28 | 1982-11-09 | Xerox Corporation | Fiber optic laser device and light emitter utilizing the device |
US4685107A (en) * | 1986-06-09 | 1987-08-04 | Spectra-Physics, Inc. | Dispersion compensated fiber Raman oscillator |
US4986661A (en) * | 1988-09-21 | 1991-01-22 | Rockwell International Corporation | Solid state fiber optic semiconductor ring laser apparatus |
US5050183A (en) * | 1990-11-05 | 1991-09-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Figure eight shaped coherent optical pulse source |
-
1991
- 1991-05-28 US US07/706,135 patent/US5132976A/en not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-03-31 CA CA002064488A patent/CA2064488C/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-05-06 JP JP4139622A patent/JP2648417B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1992-05-20 EP EP19920304578 patent/EP0516332A3/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04287384A (ja) * | 1990-11-20 | 1992-10-12 | General Instr Corp | 縦モ−ド選択レ−ザ− |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010034280A (ja) * | 2008-07-29 | 2010-02-12 | Anritsu Corp | 外部共振器型半導体レーザ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2648417B2 (ja) | 1997-08-27 |
US5132976A (en) | 1992-07-21 |
EP0516332A3 (en) | 1993-05-12 |
CA2064488A1 (en) | 1992-11-29 |
CA2064488C (en) | 1996-04-30 |
EP0516332A2 (en) | 1992-12-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2648417B2 (ja) | リングレーザ | |
US5504771A (en) | Fiber-optic ring laser | |
Yamashita | Widely tunable erbium-doped fiber ring laser covering both C-band and L-band | |
Zyskind et al. | Singlemode diode-pumped tunable erbium-doped fibre laser with linewidth less than 5.5 kHz | |
US5181210A (en) | Electrically tunable fiber ring laser | |
US9019998B1 (en) | Tunable fiber ring laser with a gain clamped semiconductor optical amplifier | |
US7856037B2 (en) | System of method for dynamic range extension | |
US6606331B2 (en) | Step-tunable all-fiber laser apparatus and method for dense wavelength division multiplexed applications | |
EP1619764A1 (en) | System and method for dynamic range extension and stable low power operation of optical amplifiers using pump laser pulse modulation | |
US20080317071A1 (en) | Dual-Single-Frequency Fiber Laser and Method | |
Yeh et al. | A stabilized and tunable erbium-doped fiber ring laser with double optical filter | |
CA2460170A1 (en) | Multi-wavelength laser apparatus and method | |
JP2006504273A (ja) | 波長安定化を行う回折格子を有するポンプレーザのキンクのない動作 | |
Zhang et al. | Erbium-doped fiber compound-ring laser with a ring filter | |
US6952437B1 (en) | Laser with wide operating temperature range | |
Boyd et al. | A 1.55-m solid-state laser source for DWDM applications | |
Sanders et al. | Measurements of the intensity noise of a broadly tunable, erbium‐doped fiber ring laser, relative to the standard quantum limit | |
CN215377947U (zh) | 一种可调谐单频光纤激光器 | |
Chien et al. | Stable and wavelength-tunable erbium-doped fiber double-ring laser in S-band window operation | |
Kim et al. | Wideband multiwavelength erbium-doped fiber ring laser | |
Zyskind et al. | Diode-Pumped, Electrically Tunable Erbium-Doped Fiber Ring Laser with Fiber Fabry-Perot Etalon | |
TWI235534B (en) | Optical fiber loop laser module with adjustable wavelength and laser resonant cavity device thereof | |
Vahala | Semiconductor lasers and fiber lasers for fiber-optic telecommunications Kerry J. Vahala, Namkyoo Park, Jay Dawson, and Steve Sanders California Institute of Technology Mail Stop 128-95 | |
Quintela et al. | Comparison between a symmetric bidirectional-pumping and a unidrectional-pumping configurations in an erbium fiber ring laser | |
Vahala et al. | Semiconductor lasers and fiber lasers for fiber-optic telecommunications |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |