JPH0521880A - 高出力光パルス発生器 - Google Patents

高出力光パルス発生器

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JPH0521880A
JPH0521880A JP3197337A JP19733791A JPH0521880A JP H0521880 A JPH0521880 A JP H0521880A JP 3197337 A JP3197337 A JP 3197337A JP 19733791 A JP19733791 A JP 19733791A JP H0521880 A JPH0521880 A JP H0521880A
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正二 足立
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伸成 竹内
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    • H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光学系に光ファイバを採用し、取り扱いや調
整を簡単にし、希土類ドープファイバの特性や長さ等を
変えるだけで光パワーを変えたり、パルス幅を変えたり
する。 【構成】 励起光源２の出力を光合波器３に入れ、光合
波器３、希土類元素が添加された光ファイバ１、光分岐
器４、光スイッチ５Ａ、アイソレータ７及び光合波器３
の入力端子３Ｂで光ループを形成し、光スイッチ５Ａを
短時間接にして前記光ループにより大出力の光パルスを
発生させ、光分岐器４の出力端子４Ｂから前記光パルス
を取り出す。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光スイッチや光ファ
イバなどで光ループを形成し、光スイッチを短時間接に
して高出力の光パルスを発生させる高出力光パルス発生
器についてのものである。
【０００２】
【従来の技術】高出力の光パルスを発生させるには、ガ
スレーザや固体レーザが使用される。特にＱスイッチを
使用したＮｄ；ＹＡＧパルスレーザは１ｋＷ以上のピー
クパワーを出すことができる。
【０００３】次に、従来技術による高出力光発生器の構
成を図２により説明する。図２の１１は励起光源、１２
はレンズ、１３はＹＡＧロッド、１４はパルス発生器、
１５はドライバ、１６は光スイッチ、１７はハーフミラ
ーである。図２では、励起光源１１の出力光はレンズ１
２からＮｄ；ＹＡＧロッド１３を励起する。パルス発生
器１４はドライバ１５を駆動し、光スイッチ１６でＱス
イッチ動作をさせる。ハーフミラー１７で共振光の一部
が外部へとり出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図２のような構成によ
れば、大出力のパルス光が得られるが、光学系が空間系
となるので形状が大きくなり、光軸合わせやパルス幅を
変えるのが困難である。この発明は、光学系に光ファイ
バを採用し、取り扱いや調整を簡単にし、希土類ドープ
ファイバの特性や長さ等を変えるだけで光パワーを変え
たり、パルス幅を変えたりすることができる高出力光パ
ルス発生器の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、この発明では、希土類元素が添加された光ファイバ
１と、光ファイバ１を励起する励起光源２と、励起光源
２の出力が入力端子３Ａに接続され、励起光源２の出力
を光ファイバ１に導く光合波器３と、光ファイバ１の出
力を入力とする光分岐器４と、光分岐器４の出力端子４
Ａの出力を入力とする光スイッチ５Ａと、光スイッチ５
Ａを接断するスイッチ制御器６と、光スイッチ５Ａの出
力を入力とするアイソレータ７とを備え、光合波器３、
光ファイバ１、光分岐器４、光スイッチ５Ａ、アイソレ
ータ７及び光合波器３の入力端子３Ｂで光ループを形成
し、光スイッチ５Ａを短時間接にして前記光ループによ
り大出力の光パルスを発生させ、光分岐器４の出力端子
４Ｂから前記光パルスを取り出す。
【０００６】
【作用】次に、第１の発明による高出力光パルス発生器
の構成を図１により説明する。図１の１は光ファイバ、
２は励起光源、３は光合波器、４は光分岐器、５Ａは光
スイッチ、６はスイッチ制御器、７はアイソレータであ
る。光ファイバ１には希土類元素が添加されており、励
起光源２は光ファイバ１を励起する。光合波器３は励起
光源２の出力が入力端子３Ａに接続され、励起光源２の
出力を光ファイバ１に導く。光分岐器４は光ファイバ１
の出力を入力とし、光スイッチ５Ａは光分岐器４の出力
端子４Ａの出力を入力とする。スイッチ制御器６は光ス
イッチ５Ａを接断し、アイソレータ７は光スイッチ５Ａ
の出力を入力とする。
【０００７】図１では、光合波器３、光ファイバ１、光
分岐器４、光スイッチ５Ａ、アイソレータ７及び光合波
器３の入力端子３Ｂで光ループを形成し、光スイッチ５
Ａを短時間接にして光ループにより大出力の光パルスを
発生させ、光分岐器４の出力端子４Ｂから光パルスを取
り出す。
【０００８】光ファイバ１に特定の波長をもつ励起光源
３を入力すると、光増幅作用を示す。例えば、Ｅｒドー
プ光ファイバの場合、1.48μｍの波長光を入力すると、
光増幅をする。このとき、この系をリング状にし、正帰
還系を構成することにより発振器が実現する。この場
合、連続光発振をするため光出力としては数ｍＷ程度で
ある。この系において、光ファイバ１が励起されている
状態で、ある瞬間だけ光スイッチ５Ａを接にし、系をリ
ング状にすると励起されたエネルギーが瞬間に正帰還増
幅され、大きな発振出力を得ることができる。このとき
の波高値やパルス幅は光ファイバ１の利得や長さなどで
決まる。また、発振波長は光ファイバ１に添加されてい
る希土類元素と励起光源２の波長で決まる。
【０００９】例えば、光ファイバ１がＥｒドープ光ファ
イバであり、励起光源２の波長が1.48μｍであれば、発
振波長は 1.535μｍとなる。ここで、光ファイバ１の性
能が利得＝17.3ｄＢ、Ｅｒ濃度＝1800ｐｐｍ、長さ＝10
ｍのとき、光スイッチ５Ａを1.2μｓだけ接にすると、
発振出力は波高値＝５Ｗ、パルス幅＝ 500ｎｓとなる。
また、利得＝12.2ｄＢ、Ｅｒ濃度＝ 120ｐｐｍ、長さ80
ｍのとき、光スイッチ５Ａを 1.2μｓだけ接にすると、
発振出力は波高値＝１Ｗ、パルス幅＝５μｓとなる。こ
のときの動作例を図５に示す。
【００１０】図５はスイッチ制御器６の出力信号と光出
力信号の波形図であり、２１は光スイッチ５Ａを駆動す
るためのスイッチ制御器６の出力信号の例である。図５
では高レベルで光スイッチ５Ａが接になり、低レベルで
光スイッチ５Ａが断になる。光出力信号２２は光スイッ
チ５Ａの動作に応じて得られたものである。スイッチ制
御信号２１のパルス幅を変えると、光出力信号２２の出
力パルス幅も変わる。
【００１１】次に、第２の発明による高出力光パルス発
生器の構成を図３により説明する。図３は図１の光分岐
器４の代わりに光スイッチ５Ａを２極タイプのスイッチ
５Ｂに変えたものである。例えば、光パルス試験器等に
用いる光スイッチを使用することにより、光スイッチ５
Ｂの端子５Ｄへの漏話を利用し、光出力を外部にとり出
すことができる。また、光可変フィルタ８を用いること
により波長を変えることができる。光可変フィルタ８は
なくてもよい。
【００１２】次に、第３の発明による高出力光パルス発
生器の構成を図４により説明する。図４は図３に光スイ
ッチ９と光合波器１０を追加したものである。光スイッ
チ９は光路をファイバ１ａまたはファイバ１ｂに切り替
えるためのスイッチである。特性の違う光ファイバを使
用すれば、パルス幅・波長高値を切り替えることができ
る。この場合、必要に応じて光スイッチ９の極数、光フ
ァイバ１の数、光分岐器１０の入力端子数を適当に選ぶ
ことによりｎ段階のパルス幅、波高値を切り替えること
ができる。さらに光合波器３、励起光源２を光ファイバ
１ａ、光ファイバ１ｂ側にそれぞれ接続することにより
多波長を切替えられる高出力光パルス発生器が実現す
る。
【００１３】
【発明の効果】この発明によれば、光学系に光ファイバ
を採用しているので、取り扱いや調整が簡単になり、希
土類ドープファイバの特性や長さ等を変えるだけで高出
力の光パワーを変えたり、パルス幅を変えたりすること
ができる。また、光路の途中に波長可変フィルタを挿入
しているので、波長を変えられる高出力光パルス光源と
しても使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の発明による高出力光パルス発生器の構成
図である。
【図２】従来の固体レーザの動作説明構成図である。
【図３】第２の発明による高出力光パルス発生器の構成
図である。
【図４】第３の発明による高出力光パルス発生器の構成
図である。
【図５】光スイッチ制御信号と光出力信号の波形図であ
る。
【符号の説明】
１ 光ファイバ ２ 励起光源 ３ 光合波器 ４ 光分岐器 ５Ａ 光スイッチ ５Ｂ 光スイッチ ６ スイッチ制御器 ７ アイソレータ ８ 光可変フィルタ ９ 光スイッチ １０ 合波器
フロントページの続き (72)発明者 伴田 良司 東京都大田区蒲田４丁目19番７号 安藤電 気株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 希土類元素が添加された光ファイバ(1)
    と、 光ファイバ(1) を励起する励起光源(2) と、 励起光源(2) の出力が第１の入力端子(3A)に接続され、
    励起光源(2) の出力を光ファイバ(1) に導く光合波器
    (3) と、 光ファイバ(1) の出力を入力とする光分岐器(4) と、 光分岐器(4) の第１の出力端子(4A)の出力を入力とする
    光スイッチ(5A)と、 光スイッチ(5A)を接断するスイッチ制御器(6) と、 光スイッチ(5A)の出力を入力とするアイソレータ(7) と
    を備え、 光合波器(3) 、光ファイバ(1) 、光分岐器(4) 、光スイ
    ッチ(5A)、アイソレータ(7) 及び光合波器(3) の第２の
    入力端子(3B)で光ループを形成し、光スイッチ(5A)を短
    時間接にして前記光ループにより大出力の光パルスを発
    生させ、光分岐器(4) の第２の出力端子(4B)から前記光
    パルスを取り出すことを特徴とする高出力光パルス発生
    器。
  2. 【請求項２】 希土類元素が添加された光ファイバ(1)
    と、 光ファイバ(1) を励起する励起光源(2) と、 励起光源(2) の出力が第１の入力端子(3A)に接続され、
    励起光源(2) の出力を光ファイバ(1) に導く光合波器
    (3) と、 光ファイバ(1) の出力を入力とする２極タイプの光スイ
    ッチ(5B)と、 光スイッチ(5B)を接断するスイッチ制御器(6) と、 光スイッチ(5B)の第１の出力端子(5C)に接続されるアイ
    ソレータ(7) とを備え、 光合波器(3) 、光ファイバ(1) 、光スイッチ(5B)、アイ
    ソレータ(7) 及び光合波器(3) の第２の入力端子(3B)で
    光ループを形成し、光スイッチ(5B)を短時間接にして前
    記光ループにより大出力の光パルスを発生させ、光スイ
    ッチ(5B)の第２の出力端子(5D)から前記光パルスを取り
    出すことを特徴とする高出力光パルス発生器。
  3. 【請求項３】 希土類元素が添加された光ファイバ(1)
    と、 光ファイバ(1) を励起する励起光源(2) と、 励起光源(2) の出力が第１の入力端子(3A)に接続され、
    励起光源(2) の出力を光ファイバ(1) に導く光合波器
    (3) と、 光ファイバ(1) の出力を入力とする光可変フィルタ(8)
    と、 光可変フィルタ(8) の出力を入力とする２極タイプの光
    スイッチ(5B)と、 光スイッチ(5B)を接断するスイッチ制御器(6) と、 光スイッチ(5B)の第１の出力端子(5C)に接続されるアイ
    ソレータ(7) とを備え、 光合波器(3) 、光ファイバ(1) 、光可変フィルタ(8) 、
    光スイッチ(5B)、アイソレータ(7) 及び光合波器(3) の
    第２の入力端子(3B)で光ループを形成し、光スイッチ(5
    B)を短時間接にして前記光ループにより大出力の光パル
    スを発生させ、光スイッチ(5B)の第２の出力端子(5D)か
    ら前記光パルスを取り出すことを特徴とする高出力光パ
    ルス発生器。
  4. 【請求項４】 希土類元素が添加された光ファイバ(1
    ａ、１ｂ) と、 光ファイバ(1ａ、１ｂ) を励起する励起光源(2) と、 励起光源(2) の出力が第１の入力端子(3A)に接続される
    第１の光合波器(3) と、 第１の光合波器(3) の出力を入力とする２極タイプの第
    １の光スイッチ(9) と、 第１の光スイッチ(9) の出力に接続された光ファイバ(1
    ａ、１ｂ) の出力を接続する第２の光合波器(10)と、 第２の光合波器(10)の出力を入力とする２極タイプの第
    ２の光スイッチ(5B)と、 第２の光スイッチ(5B)を接断するスイッチ制御器(6)
    と、 第２の光スイッチ(5B)の第１の出力端子(5C)に接続され
    るアイソレータ(7) とを備え、 第１の光合波器(3) 、第１の光スイッチ(9) 、光ファイ
    バ(1ａ、１ｂ) 、第２の光合波器(10)、第２の光スイッ
    チ(5B)、アイソレータ(7) 及び第１の光合波器(3) の第
    ２の入力端子(3B)で光ループを形成し、光スイッチ(5B)
    を短時間接にして前記光ループにより大出力の光パルス
    を発生させ、光スイッチ(5B)の第２の出力端子(5D)から
    前記光パルスを取り出すことを特徴とする高出力光パル
    ス発生器。
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