JPH05251832A - Pulse light source and pulsed light amplifier - Google Patents

Pulse light source and pulsed light amplifier

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JPH05251832A
JPH05251832A JP5005292A JP5005292A JPH05251832A JP H05251832 A JPH05251832 A JP H05251832A JP 5005292 A JP5005292 A JP 5005292A JP 5005292 A JP5005292 A JP 5005292A JP H05251832 A JPH05251832 A JP H05251832A
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JP
Japan
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optical fiber
light
light source
wavelength
rare earth
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JP5005292A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsuneo Horiguchi
Yahei Oyamada
Toshiya Sato
俊哉 佐藤
常雄 堀口
弥平 小山田
Original Assignee
Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt>
日本電信電話株式会社
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Abstract

PURPOSE:To make it possible to output high power pulsed light in a wavelength of 1.4mum and a band of 1.6mum by a method wherein a Q-switched rare earth element-doped optical fiber laser is used. CONSTITUTION:Emitted light from a light source 4 for pump use is made to inside in a rare earth element-doped optical fiber 5 through a lens L1, whereby a population inversion is generated in the optical fiber 5 to obtain a laser oscillation. At this time, an optical switch 6 is kept inserting in a resonator and the loss of the resonator is controlled in the order of high loss low loss high loss in a short time, whereby high peak power pulsed light can be obtained. In the concrete, erbium-doped light is used for the optical fiber 5 and a semiconductor laser of a wavelength of 1.48mum is used for the light source for pump use, whereby pulsed light having a wavelength of 1.53 or 1.55mum, a pulse width of 500ns and a peak power of 10W is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明はOTDR用高出力パルス光源及びパルス光増幅器に関する。 The present invention relates to a high-power pulsed light source and pulsed optical amplifier for OTDR.

【0002】 [0002]

【従来の技術】近年、光通信回線の特性を常時監視するために、回線に使用しているものとは異なった波長の光信号を用いた、光線路の監視試験法が注目を浴びている。 In recent years, in order to constantly monitor the characteristics of the optical communication line, using an optical signal having a wavelength different from the ones used on the line, the optical line monitoring test methods are drawing attention . 現在光通信に使われている波長帯は、そこにおいて最も光ファイバの損失が小さくなる1.3 及び1.5 μm帯である。 Wavelength band currently used in optical communications is the smallest loss of the optical fiber is reduced 1.3 and 1.5 [mu] m band in there. 一方、1.3 μm帯以下では、レーリー散乱による損失が大きくなる。 On the other hand, in the 1.3 [mu] m band or less, loss due to Rayleigh scattering is increased. 従って、損失が1.3 及び1.5 μm Therefore, loss of 1.3 and 1.5 [mu] m
帯とほぼ同等な、1.4 μm帯および1.6 μm帯が、光線路の監視波長として有望視されている。 Bands with almost equal, 1.4 [mu] m band and 1.6 [mu] m band, is promising as a monitoring wavelength of the light beam path.

【0003】一方、光通信線路の試験、監視に最も有力な方法は、OTDRである。 Meanwhile, tests of optical communication line, the most effective method for monitoring is OTDR. OTDRは、ハイパワーパルス光を光ファイバに入射し、光ファイバ中で後方に散乱された光を時間領域で解析することにより、光線路の損失の測定、異常点及び破断点の探索を行うものである。 OTDR are those incident high-power pulse light to an optical fiber, carried out by analyzing the light scattered backward in the optical fiber in the time domain, measuring the loss of the optical line, the search for abnormal point and breaking it is. このようなOTDRの光源には、測定可能レンジを拡大するために、ピーク出力の大きなパルス光源が必要とされている。 Such OTDR light source, in order to enlarge the measurable range, there is a need for large pulse light source peak power.

【0004】 [0004]

【発明が解決しようとする課題】上記監視波長である1. Is the monitoring wavelength [0005] 1.
4 μm帯で発振し、なおかつ高出力なレーザとしては、 4 oscillates at μm band, is yet as a high-output laser,
光ファイバ増幅器の励起用光源として開発された波長1. Wavelength was developed as an excitation light source of the optical fiber amplifier 1.
48μmの半導体レーザがある。 There is a semiconductor laser of 48μm. しかし、その出力はおよそ100mWが限界であり、1W以上のハイパワーパルス光は得られない。 However, its output is approximately 100mW is the limit, more high-power pulsed light 1W is not obtained. 一方、1.6 μm帯で発振し、なおかつ高出力なレーザとしては、カラーセンタレーザがある。 On the other hand, it oscillates at 1.6 [mu] m band, yet as a high-power laser, it is the color center laser. しかしカラーセンタレーザは増幅媒質である結晶を液体窒素温度まで冷却する必要があり、軽量小型を要求されるOTDRの光源としては適さない。 But the color center lasers must be cooled to the amplification medium crystal to liquid nitrogen temperature, not suitable as OTDR light source is required weight and size. また、1.6 μ In addition, 1.6 μ
mで発振するLDも開発されているが、その出力は1〜 Although LD has also been developed which oscillates at m, the output is 1
10mW程度の小さな値である。 Is a small value of about 10mW.

【0005】本発明の目的は、波長1.4 μm帯および1. [0005] It is an object of the present invention, the wavelength 1.4 μm band and 1.
6 μm帯でハイパワーパルス光を出力可能な光源および光増幅器を提供することにある。 And to provide a printable light source and a light amplifier of the high-power pulsed light with 6 [mu] m band.

【0006】 [0006]

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、上記課題を解決するために光ファイバを増幅媒質とした、誘導ラマン散乱あるいはファイバラマン増幅を利用する。 Means and operation for solving the problems] The present invention has an optical fiber as a gain medium in order to solve the above problems, use of stimulated Raman scattering or fiber Raman amplification.

【0007】ラマン散乱は、単色光を物質に入射したとき、その物質の光学フォノンと相互作用することにより、固有な量だけ周波数(言い換えれば波長)がずれた光が散乱される現象である。 [0007] Raman scattering, when the incident monochromatic light in substance, by interacting with optical phonons of the material, a phenomenon inherent amount by the frequency (wavelength in other words) is out of position light is scattered. このとき、長波長側にずれた光をストークス光と呼び、周波数のずれ量をラマンシフトと呼ぶ。 At this time, the light deviated to the long wavelength side is called the Stokes light, called a shift amount of the frequency and the Raman shift. 入射光強度を増加するにつれ、誘導放出により、コヒーレントでかつパワーの大きなストークス光が発生するようになる。 As increasing the intensity of incident light by stimulated emission, so large Stokes light coherent in and power is generated. これを誘導ラマン散乱と言う。 It says that stimulated Raman scattering it.
以上の説明から分かるように、誘導ラマン散乱を利用すれば、ポンプ光の波長を適切に選択することにより、所望の波長の大出力光が得られる。 As understood from the above description, by using stimulated Raman scattering, by appropriately selecting the wavelength of the pump light, large output light of a desired wavelength is obtained. ポンプ光の波長をλ0 The wavelength of the pump light λ0
(μm)、ストークス光の波長をλ1(μm)、そして、 (Μm), the wavelength of the Stokes beam λ1 (μm), and,
ラマンシフトをδ(cm -1 )で表すと、 (1/λ0 −1/λ1 )×10 4 =δ (1) である。 Expressing Raman shift in δ (cm -1), a (1 / λ0 -1 / λ1) × 10 4 = δ (1). 石英系光ファイバの場合、及び、石英系光ファイバに比べ、その誘導ラマン散乱の発生しやすさを表すパラメータでもあるラマン利得が約1桁大きい酸化ゲルマニウム系光ファイバの場合、ともに、δは約430 cm For silica-based optical fiber, and, compared with the silica-based optical fiber, if the Raman gain is also a parameter representing the occurrence ease of stimulated Raman scattering is about one order of magnitude larger germanium oxide-based optical fiber, together, [delta] is about 430 cm
-1である。 -1.

【0008】例えば、λ1 =1.65μmの光を得たい場合には、式(1) から、λ0 =1.54μmのポンプ光を使えば良いことが分かる。 [0008] For example, when it is desired to obtain the light of .lambda.1 = 1.65 .mu.m from equation (1), it is understood that it can use the pumping light of .lambda.0 = 1.54 .mu.m. しかし、従来、誘導ラマン散乱の発生に必要な、ハイパワーパルスを出力可能で、波長が1. However, conventionally, it required for generation of stimulated Raman scattering, high-power pulses can output a wavelength 1.
54μmの小型軽量な光源は存在しなかった(エルビウムレーザは、波長1.54μmで発振する大出力レーザであるが、空冷あるいは水冷が必要な大型レーザであり、OT Small and light source there was no (erbium laser 54μm is a high output laser which oscillates at a wavelength of 1.54 .mu.m, a large laser that requires air or water cooling, OT
DRには適さない)。 Not suitable for DR). また、例えば、λ1 =1.42μmの光を得たい場合には、式(1) からλ0 =1.34μmのポンプ光を使えば良い。 Further, for example, when it is desired to obtain the light of .lambda.1 = 1.42 .mu.m may With pump light .lambda.0 = 1.34 .mu.m from equation (1). しかし、OTDRに適する小型で、 However, a small suitable for OTDR,
高出力な1.34μmの光源は存在しなかった。 Source of high-output 1.34μm was present.

【0009】本発明は、これらのポンプ光パルスを、Q [0009] The present invention is, these pump light pulse, Q
スイッチ希土類元素ドープ光ファイバレーザから得る。 Obtained from the switch rare earth element-doped optical fiber laser.
希土類元素ドープ光ファイバとは、活性媒質である希土類元素を石英系あるいは多成分系あるいはフッ化物系ガラスに添加した光ファイバである。 The rare earth element-doped optical fiber is an optical fiber doped with a rare earth element which is active medium in the silica-based or a multi-component system or fluoride glass. この光ファイバを特定の波長の光で励起することにより、反転分布を形成し、レーザ発振させたものが希土類元素ドープ光ファイバレーザであり、さらに、そのレーザ共振器の損失を、 By exciting the optical fiber with light of a specific wavelength, to form a population inversion, that is the laser oscillation is a rare earth element-doped optical fiber laser, further, the loss of the laser resonator,
機械的あるいは電子光学的手段により制御することにより、ピーク値が高く、時間幅の短いパルス光を得るものが、Qスイッチ希土類元素ドープおよび光ファイバレーザである。 By controlling the mechanical or electro-optical means, high peak value, is to obtain a short pulse light time width, a Q-switch a rare earth element-doped and the optical fiber laser. 実験によれば、Ndをドープしたフッ化物光ファイバおよびErをドープした石英系光ファイバをレーザ媒質として使用することにより、それぞれ波長は1. According to experiments, the use of silica-based optical fiber doped fluoride fiber and Er-doped Nd as laser medium, the wavelengths 1.
34μm、及び1.55μmであり、そのピークパワーが1W 34μm, and is 1.55μm, the peak power is 1W
以上のパルス光が得られた。 Or pulsed light is obtained. このパワーは、上記誘導ラマン散乱の発生に十分の値である。 This power is sufficient value for the generation of the stimulated Raman scattering.

【0010】また、本発明は、上記誘導ラマン散乱またはファイバラマン増幅に必要なポンプ光パルスを、希土類元素ドープ光ファイバ増幅器を用いて、半導体レーザからの出射パルス光を光増幅することにより得る。 Further, the present invention is a pumping light pulse required to the stimulated Raman scattering or fiber Raman amplification, using a rare earth element doped optical fiber amplifier is obtained by optically amplifying the emitted pulse light from the semiconductor laser. 希土類元素ドープ光ファイバ増幅器とは、希土類元素ドープ光ファイバを特定の波長の光で励起することにより、反転分布を形成し、光増幅作用をもたせたものである。 The rare earth doped optical fiber amplifier, by exciting the rare-earth element doped optical fiber with light of a specific wavelength, and a population inversion is obtained by remembering optical amplification effect. この場合にも、希土類元素ドープ光ファイバ増幅器出力として、1W以上のパルス光が得られた。 Also in this case, as the rare earth element doped optical fiber amplifier output, 1W or more pulsed light is obtained.

【0011】このようにして得た、高ピークパワーパルス光をポンプ光として光ファイバに入射させることにより、光ファイバ中で誘導ラマン散乱を発生させ、1.4 μ [0011] Thus obtained, by entering the optical fiber high peak power pulsed light as pump light, to generate stimulated Raman scattering in an optical fiber, 1.4 mu
m帯あるいは1.6 μm帯高ピークパワーパルス光を得ることが可能となる。 It is possible to obtain a m band or a 1.6 [mu] m Obidaka peak power pulsed light.

【0012】一方、ファイバラマン増幅器は、光ファイバにポンプ光を入射し、そのポンプ光により発生するストークス光の波長とほぼ一致する信号光を、ポンプ光と同時に光ファイバに入射させ、誘導ラマン効果により、 Meanwhile, the fiber Raman amplifier, the pump light enters the optical fiber, substantially matching the signal light and the wavelength of the Stokes light generated by the pump light, at the same time caused to enter the optical fiber and the pumping light, stimulated Raman scattering by,
信号光を増幅させるものである。 It is intended to amplify the signal light. 上記例と同様に、ポンプパルス光として、Qスイッチ希土類元素ドープ光ファイバレーザ出力を、あるいは、希土類元素ドープ光ファイバ増幅器により増幅されたパルス光を使用することにより、1.4 μm帯あるいは1.6 μm帯での高ピークパワーパルス光が実現できる。 Like the above example, as the pump pulse light, the Q-switch a rare earth element-doped optical fiber laser output, or by using a pulsed light amplified by the rare earth element doped optical fiber amplifier, with 1.4 [mu] m band or 1.6 [mu] m band high peak power pulsed light can be realized.

【0013】 [0013]

【実施例】図1は、本発明の第1の実施例を説明する図であって、1はQスイッチ光ファイバレーザ、2は光ファイバ、3は光フィルタである。 DETAILED DESCRIPTION FIG. 1 is a diagram illustrating a first embodiment of the present invention, 1 is Q-switched optical fiber laser, 2 denotes an optical fiber, 3 is an optical filter. Qスイッチ光ファイバレーザ1の構成例を図2に示す。 A configuration example of a Q-switched optical fiber laser 1 shown in FIG. 図2の(a) は、Qスイッチ光ファイバレーザ1の構成例を示すものであり、ミラーM1およびミラーM2からなる共振器中に、活性媒体である希土類元素ドープ光ファイバ5を挿入したものである。 (A) of FIG. 2 shows a configuration example of a Q-switched optical fiber laser 1, the resonator during consisting mirror M1 and mirror M2, which was inserted a rare earth element-doped optical fiber 5 is active medium is there. 希土類元素ドープ光ファイバ5にポンプ用光源4からの出射光をレンズL1を介して入射させることにより、希土類元素ドープ光ファイバ5に反転分布を生じせしめ、レーザ発振を得るものである。 By entering through the lens L1 light emitted from the pump light source 4 in the rare earth element doped optical fiber 5, allowed cause population inversion in the rare earth element doped optical fiber 5, thereby obtaining a laser oscillation. このとき、共振器中に、光スイッチ6も挿入しておき、共振器の損失を短時間のうちに、高損失→低損失→高損失と、制御することにより、高ピークパワーパルス光を得ることができる。 At this time, in the resonator, the optical switch 6 also leave inserted, in a short time the loss of the resonator, a high loss → low loss → high loss, by controlling to obtain a high peak power pulsed light be able to. 光スイッチ6には、機械的光スイッチ、機械的光チョッパ、音響光学的光スイッチ等が使用できる。 The optical switch 6, a mechanical optical switch, a mechanical light chopper, an acoustic optical light switch or the like may be used. 具体的には、希土類元素ドープ光ファイバ5にはエルビウムドープ光ファイバを、また、ポンプ用光源には、波長1.48 Specifically, the erbium-doped optical fiber in rare earth doped optical fiber 5, also, the pump light source wavelength 1.48
μmの半導体レーザを使うことにより、波長1.53μmあるいは1.55μm、パルス幅500 ns、ピークパワー10 By using a semiconductor laser of the [mu] m, the wavelength 1.53μm or 1.55 .mu.m, pulse width 500 ns, the peak power 10
Wのパルス光が得られた。 W of pulsed light is obtained. 光ファイバにエルビウムのみを添加したエルビウムドープ光ファイバの場合には、波長1.53μmから1.57μm近傍で利得係数が大きいため、 In the case of erbium-doped optical fiber doped only erbium optical fiber, since the gain coefficient is large 1.57μm near the wavelength 1.53 .mu.m,
発振波長は上記のように、1.53及び1.55μmに限られる。 Oscillation wavelength as mentioned above, limited to 1.53 and 1.55 .mu.m. しかし、エルビウムとともに、Al 2 O 3を添加した、エルビウムドープ光ファイバの場合には、波長が1. However, with erbium was added Al 2 O 3, in the case of erbium-doped optical fiber has a wavelength of 1.
57μmから1.53μmの広い範囲にわたって大きな利得係数を有するようになる。 It will have a large gain factor over a wide range of 1.53μm of 57 .mu.m. 従って、このようなエルビウムドープ光ファイバを使用し、かつ、図2の(a)には図示していないが、同調可能な光ファイバをミラーM1およびM2からなる共振器名中に挿入することにより、波長が1.53μmから1.57μmの、高パワーパルス光を得ることができる。 Thus, using such a erbium-doped optical fiber, and, although not shown in FIG. 2 (a), by inserting into the resonator name made tunable optical fiber from the mirror M1 and M2 it can wavelength of 1.57μm from 1.53 .mu.m, obtaining a high power pulsed light. また、希土類元素ドープ光ファイバ5にN In addition, N to the rare earth element doped optical fiber 5
dをドープしたフッ化物光ファイバを、またポンプ用光源4に波長0.82μmの半導体レーザを使用することにより波長1.34μmの高パワーパルス光が得られた。 The fluoride optical fiber doped with d, also high power pulsed light having a wavelength of 1.34μm was obtained by the pumping light source 4 uses a semiconductor laser having a wavelength of 0.82 .mu.m. さらに、希土類元素ドープ光ファイバ5にPrをドープしたフッ化物光ファイバを、また、ポンプ用光源4に波長1. Further, the wavelength 1 and fluoride optical fiber doped with Pr in the rare earth element doped optical fiber 5, also, the pump light source 4.
01μmの半導体レーザを使用することにより、波長1.31 By using a semiconductor laser of 01Myuemu, wavelength 1.31
μmの高パワーパルス光が得られた。 High-power pulsed light of μm was obtained.

【0014】図2の(b) は、希土類元素ドープ光ファイバ5を環状に結ぶことにより、リング共振器を構成した、Qスイッチ光ファイバレーザを示す。 [0014] in FIG. 2 (b), by connecting a rare earth element doped optical fiber 5 annularly to constitute a ring resonator shows a Q-switched fiber laser. ポンプ用光源4からの出射光は、波長多重用カプラであるWDMカプラ7を介してリング共振器内に導入され、希土類元素ドープ光ファイバ5に反転分布を形成せしめる。 Light emitted from the pump light source 4 is introduced into through the WDM coupler 7 in the ring resonator is a wavelength multiplexing coupler, allowed to form a population inversion in the rare earth doped optical fiber 5. 光アイソレータ8は、一方向のみの光を発振させたるためのものである。 Optical isolator 8 is for upcoming oscillating the light in only one direction. 図2の(a) に示したQスイッチ光ファイバレーザの場合と同様に、光スイッチ6のスイッチング動作により、高パワーパルス光を発振させ、光ファイバカプラ9を介して出力として取り出す。 As in the case of Q-switched optical fiber laser shown in FIG. 2 (a), by the switching operation of the optical switch 6, to oscillate the high power pulsed light is taken out as an output through an optical fiber coupler 9. このようにリング共振器を用いても、図2の(a) の場合と同様に、波長1.3 μ Thus even with a ring resonator, as in the case of Figure 2 (a), the wavelength 1.3 mu
m帯および1.5 μ帯の高ピークパワーパルス光を得ることができる。 It is possible to obtain a high peak power pulsed light of m band and 1.5 mu band. このようにして得たポンプパルス光を、 Such a pump pulse light obtained in,
図1における光ファイバ2に入射させる。 To be incident on the optical fiber 2 in FIG. 1. 今、得られたポンプパルス光の波長が1.5 μm帯の場合について説明する。 Now, the wavelength of the obtained pumping pulse light will be described for the case of 1.5 [mu] m band. このとき、光ファイバ中の誘導ラマン散乱により、波長1.5 μm帯のポンプパルス光の大部分は、波長 In this case, the stimulated Raman scattering in the optical fiber, the majority of the pump pulse light having a wavelength of 1.5 [mu] m band, wavelength
1.6 μm帯の光に変換される。 It is converted to the 1.6 μm band of light. その結果、1.6 μm帯の高パワーパルス光が、光ファイバ2から出射される。 As a result, high power pulsed light of 1.6 [mu] m band, is emitted from the optical fiber 2. ポンプパルス光の波長λ0と出射光の波長λ1 の関係は、 Relationship between the wavelength λ1 and the wavelength λ0 of the pump pulse light emitted light,
式(1) で与えられる。 Given by equation (1). 波長フィルタ3は、ポンプパルス光をカットし、所望の1.6 μm帯パルス光出力のみを取り出すためのものである。 Wavelength filter 3 cuts the pump pulse light, it is used to extract only the desired 1.6 [mu] m band pulsed light output. 具体的には、ダイクロイックミラー、誘電体多層膜フィルタ、回折格子、あるいは音響光学素子を用いた光フィルタ等である。 Specifically, a dichroic mirror, a dielectric multilayer filter, a diffraction grating optical filter or the like or using an acousto-optic element. なお、光ファイバの長さが十分長いとき(光ファイバ長>>1/ Incidentally, when the length of the optical fiber is sufficiently long (the optical fiber length >> 1 /
α)、誘導ラマン散乱のしきい値は、 P th =30αAe/g (2) で与えられる。 alpha), the threshold of stimulated Raman scattering is given by P th = 30αAe / g (2 ). ここでαは光ファイバの損失係数、gはラマン利得係数、Aeは光ファイバの有効断面積である。 Loss factor here α is the optical fiber, g is the Raman gain coefficient, Ae is the effective area of ​​the optical fiber. 石英系光ファイバの典型値、g=3×10 -14 m/ Typical values of the silica-based optical fiber, g = 3 × 10 -14 m /
W、α=4.6×10 -5-1 (0.2dB/km)、A W, α = 4.6 × 10 -5 m -1 (0.2dB / km), A
e=2×10 -112を式(2) に代入すると、P th When the e = 2 × 10 -11 m 2 into equation (2), P th =
0.92Wとなる。 The 0.92W. 従って、ピークパワーが1W以上の上記Qスイッチエルビウムドープ光ファイバレーザの出力をポンプパルス光として、光ファイバ2に入射させることにより、1.6 μm帯の高パワーパルス光を容易に得ることができる。 Thus, peak power outputs greater than the Q-switch erbium-doped optical fiber laser 1W as the pump pulse light, by entering the optical fiber 2, it is possible to obtain a high power pulsed light of 1.6 [mu] m band easily.

【0015】図3は、ファイバラマン増幅を利用した第2の実施例を示すものである。 [0015] Figure 3 shows a second embodiment utilizing fiber Raman amplification. ここで、10は1.4 μm Here, the 10 1.4 μm
帯あるいは1.6 μm帯の波長のパルス光を出力する信号光源であり、13は第2のWDMカプラである。 A signal light source for outputting a pulse light having a wavelength band or 1.6 [mu] m band, 13 is a second WDM coupler. 第2のWDMカプラ13は、Qスイッチ光ファイバレーザ1からの出射パルス光と、信号光源10からの信号光を低損失で合波するものであり、ダイクロイックミラー、誘電体多層膜フィルタ、あるいは、溶融延伸型ファイバカップラなどである。 The second WDM coupler 13, and the emission pulse light from the Q-switched optical fiber laser 1, which combines a low loss signal light from the signal light source 10, a dichroic mirror, a dielectric multilayer filter or, and the like melt-drawing type fiber coupler.

【0016】本実施例の動作を、希土類元素ドープ光ファイバ5がエルビウムドープ光ファイバである場合を例にとって説明すると以下の通りである。 [0016] The operation of this embodiment, is described below with the case the rare earth element doped optical fiber 5 is an erbium-doped optical fiber as an example. すなわち、実施例1と同様に、Qスイッチ光ファイバレーザ1から、波長1.5 μm帯(波長λ0 とする)のハイパワー光パルスを得、これをポンプパルス光とする。 That is, in the same manner as in Example 1, from Q-switched optical fiber laser 1, to obtain a high-power optical pulses of a wavelength 1.5 [mu] m band (the wavelength .lambda.0), which is the pump pulse light. このポンプパルス光と、信号光源10からの波長1.6 μm帯(波長λ1 とする)のパルス光を、第2のWDMカプラ13により合波し、光ファイバ2に入射する。 And the pump pulse light, the wavelength 1.6 [mu] m band from the signal source 10 a pulse light (the wavelength .lambda.1), multiplexes the second WDM coupler 13, and enters the optical fiber 2. このとき、信号光源1 At this time, the signal light source 1
0は、Qスイッチ光ファイバレーザ1から同期信号SS 0, the synchronization signal from the Q-switched optical fiber laser 1 SS
を受けることによりポンプパルス光と信号光源10からのパルス光が、ほぼ同時に光ファイバ2に入射するように制御される(同期信号SSは、Qスイッチ光ファイバレーザ1において、光スイッチ6を動作させる電気信号から、または、Qスイッチ光ファイバレーザ1の出射パルス光の一部を光検出した電気信号から得ることができる)。 Pulsed light from the pump pulse light and the signal light source 10 by receiving is Controlled by (the synchronization signal SS to be incident substantially simultaneously into the optical fiber 2, the Q-switched optical fiber laser 1, to operate the optical switch 6 from the electrical signal, or it can be obtained from the electrical signal obtained by the light detecting part of the Q-switched optical fiber laser 1 of the emitted pulse light). また、ポンプパルス光と信号光源10からのパルス光のパルス幅もほぼ同一になるようにする。 The pulse width of the pulsed light from the pump pulse light and the signal light source 10 is also set to be substantially the same. さらに、 further,
波長λ0 とλ1 が、式(1) の関係をほぼ満足しているとき、信号光源10からのパルス光は、光ファイバ2において、誘導ラマン散乱による電力変換過程を通じて、ポンプパルス光により光増幅される。 Wavelength λ0 and λ1 is, while substantially satisfying the relationship of formula (1), pulsed light from the signal light source 10, the optical fiber 2, through the power conversion process by stimulated Raman scattering, is optically amplified by the pump pulse light that. このとき、増幅度G In this case, the amplification degree G
(dB)は、次式で与えられる。 (DB) is given by the following equation.

【0017】 G=(gP1 Le /Ae −αL)・10log(e) (3) Le ={1−exp(−αL)}/α (4) ここでP1 はポンプパルス光の光ファイバ2への入射パワーであり、Lは光ファイバ2の長さである。 [0017] G = (gP1 Le / Ae -αL) · 10log (e) (3) Le = {1-exp (-αL)} / α (4) where P1 is to the optical fiber 2 of the pump pulse light is the incident power, L is the length of the optical fiber 2. 今、光ファイバ2に石英系単一モード光ファイバを使用したとすると、g=3×10 -14 m/W、α=4.6×10 -5 Assuming that the optical fiber 2 using a silica-based single mode optical fiber, g = 3 × 10 -14 m / W, α = 4.6 × 10 -5 m
-1 (0.2dB/km)、Ae=2×10 -112である。 -1 (0.2dB / km), is Ae = 2 × 10 -11 m 2 . また、P1=1W、L=4kmとする。 In addition, P1 = 1W, and L = 4km. このとき式 In this case the formula
(3)(4)から、G=23dBを得る。 (3) (4), to obtain the G = 23 dB. 従って、1.6 μm帯パルス光源である信号光源10の出力が1mWであっても、本発明により、その出力光は23dB増幅され、2 Therefore, even if the output of the signal source 10 is 1.6 [mu] m band pulsed light source 1 mW, the present invention, the output light is amplified 23 dB, 2
00mWというハイパワーパルスに変換することができる。 It can be converted into a high-power pulse of 00mW. 光フィルタ3は、ポンプパルス光および雑音光となるラマン散乱光をカットし、ラマン増幅された信号光源10からの出力光のみを通過させる。 The optical filter 3 cuts the Raman scattered light comprising the pump pulse light and the noise light passes only the output light from the signal light source 10 which is Raman amplified.

【0018】本実施例2の特徴は以下の通りである。 The feature of this embodiment 2 are as follows.

【0019】第1に、本実施例の場合、誘導ラマン散乱の「種」となる、信号光源10からの出力光を、ポンプパルス光と一緒に光ファイバに入射させるので、「種」 [0019] First, in the present embodiment, the "seed" of the stimulated Raman scattering, the output light from the signal light source 10, so to be incident on the optical fiber with the pump pulse light, "seed"
を入射させない実施例1の場合にくらべ、必要とするファイバ長が短くて良い、あるいはポンプパルス光パワーが小さくて良い。 The comparison with the case of Example 1 that does not incident may short fiber length in need, or may be small pump pulse light power.

【0020】第2に、本実施例の場合、信号光源10からの出力パルス光は、光ファイバ2中において、ポンプパルス光と時間的に重なった部分のみラマン増幅されるのでいずれか一方のパルス光において、狭パルス幅のパルスが得られなくとも、他方のパルス幅が狭ければ、光ファイバ2の出力には、狭パルスが得られる。 [0020] Second, in the present embodiment, the output pulse light from the signal light source 10, the optical fiber 2, one of the pulses since the Raman-amplified only overlapped portion to the pump pulse light and temporally in light, even not obtained pulse narrow pulse width, if narrow the other pulse width, the output of the optical fiber 2, the narrow pulse is obtained. 例えば、 For example,
信号光源10からの出力光は幅の広いパルス光、あるいは極端には、連続光であっても良い。 Output light wide pulse light from the signal light source 10, or to the extreme, may be a continuous light. この場合には、ポンプパルス光と同様のパルス幅を持つ光パルスが光ファイバ2から出力される。 In this case, the light pulses having the same pulse width and the pump pulse light is output from the optical fiber 2.

【0021】実施例1及び実施例2では、高ピークパルス光を、光ファイバレーザのQスイッチ動作により得たが、このとき、反転分布の不安定性のため、出力パルス光にジッタが生じるという問題がある。 [0021] In Examples 1 and 2, the high-peak pulse light has been obtained by Q-switching operation of the optical fiber laser, this time, because of the instability of the inversion, a problem that a jitter occurs in the output pulsed light there is. これを解決したのが、本発明の第3の実施例及び第4の実施例であり、 Is this was resolved, a third and fourth embodiments of the present invention,
それらを、それぞれ第4図および第5図に示す。 They are shown in FIGS. 4 and 5, respectively. これらの実施例は、実施例1(図1)および実施例2(図3) These examples, Example 1 (FIG. 1) and Example 2 (Fig. 3)
におけるQスイチ光ファイバレーザ1を、光源11と、 The Q Suichi optical fiber laser 1 in a light source 11,
その出射パルス光を光増幅するための、希土類元素ドープ光ファイバ増幅器12の組み合わせに置き換えたものに相当する(希土類元素ドープ光ファイバ増幅器の構成は、例えば、木村、中沢、「光ファイバ増幅器」、OPTR For optical amplifying the emitted pulse light corresponds to that replaced by a combination of rare earth elements doped optical fiber amplifier 12 (rare earth element doped optical fiber amplifier configuration, for example, Kimura, Nakazawa, "optical fiber amplifier", OPTR
ONICS, No.11,pp.47-53,1990を参照されたい)。 ONICS, No.11, see pp.47-53,1990). 光源1 Light source 1
1からはジッタが少ない安定なパルス光を出力可能なため、光源11と、その出射パルス光を光増幅するための、希土類元素ドープ光ファイバ増幅器12を組み合わせることにより、ジッタが少なく、高ピークパワーのパルス光が得られた。 1 because it can output a stable pulse beam jitter is small from a light source 11, for optically amplifying the emitted pulsed light, by combining a rare earth element-doped optical fiber amplifier 12, jitter less, high peak power of the pulsed light is obtained. 従って、このパルス光を光ファイバ2へポンプパルス光として入射することにより、実施例3では、誘導ラマン散乱を発生させ、また、実施例4では、光源11からの同期信号SSにより、上記ポンプパルス光と同期して動作させた信号光源10からの出射パルス光をラマン光増幅することにより、波長1.4 μmあるいは1.6 μmの高ピークパルス光を得ることができる。 Therefore, by entering this pulsed light to the optical fiber 2 as the pump pulse light, in Example 3, to generate stimulated Raman scattering, In Example 4, the synchronization signal SS from the light source 11, the pump pulse the emitted pulsed light from the signal light source 10 is operated in synchronization with light by amplifying the Raman light, it is possible to obtain a high-peak pulse light having a wavelength of 1.4 [mu] m or 1.6 [mu] m.

【0022】 [0022]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、Q As described above, according to the present invention, according to the present invention, Q
スイッチ希土類元素ドープ光ファイバレーザ、あるいは、希土類元素ドープ光ファイバ増幅器の使用により、 Switch rare earth-doped optical fiber laser, or by use of a rare earth element doped optical fiber amplifier,
ハイパワーのポンプパルス光が得られ、また、光ファイバが低損失であるがゆえに、この波長帯における誘導ラマン散乱のしきい値は低く、また、比較的小さなポンプパルスパワーで、大きなラマン増幅度が得られる。 Pump pulse light of a high power can be obtained and, hence although the optical fiber is low loss, threshold of stimulated Raman scattering in the wavelength band is low, also with a relatively small pump pulse power, large Raman amplification degree It is obtained. その結果、本発明は、大型レーザを使用することなく、全て小型の半導体レーザのみの構成で、波長1.4 μm帯および1.6 μm帯のハイパワーパルスを提供可能である。 As a result, the present invention is, without using a large-sized laser, the configuration of all small semiconductor laser alone, can provide a high power pulse of wavelength 1.4 [mu] m band and 1.6 [mu] m band. 従って、本発明により、軽量小型が要求される実用的OT Therefore, practical OT of the present invention, weight and size is required
DRが、1.4 μm帯および波長1.6 μm帯で実現可能となる。 DR becomes feasible at 1.4 [mu] m band and wavelength 1.6 [mu] m band.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の第1の実施例を示す図 Shows a first embodiment of the present invention; FIG

【図2】Qスイッチ光ファイバレーザの構成を示す図 Figure 2 is a diagram showing a configuration of a Q-switched optical fiber laser

【図3】本発明の第2の実施例を示す図 Shows a second embodiment of the present invention; FIG

【図4】本発明の第3の実施例を示す図 Shows a third embodiment of the present invention; FIG

【図5】本発明の第4の実施例を示す図 Shows a fourth embodiment of the present invention; FIG

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1…Qスイッチ光ファイバレーザ、2…光ファイバ、3 1 ... Q switch optical fiber laser, 2 ... optical fiber, 3
…光フィルタ、4…ポンプ用光源、5…希土類元素ドープ光ファイバ、6…光スイッチ、7…WDMカプラ、8 ... optical filter, 4 ... source pump, 5 ... rare-earth element doped optical fiber, 6 ... optical switch, 7 ... WDM coupler, 8
…光アイソレータ、9…光ファイバカプラ、10…信号光源、11…光源、12…希土類元素ドープ光ファイバ、13…第2のWDMカプラ。 ... optical isolator, 9 ... optical fiber coupler, 10 ... signal source, 11 ... light source, 12 ... rare-earth element doped optical fiber, 13 ... second WDM coupler.

Claims (4)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 希土類元素を添加した光ファイバを活性媒体としたQスイッチ光ファイバレーザと、 該Qスイッチ光ファイバレーザからの出射パルス光をポンプパルス光とする、ラマンファイバレーザであることを特徴とするパルス光源。 Features and Q-switched optical fiber laser of claim 1 an optical fiber doped with a rare earth element and an active medium, the emitted pulse light from the Q-switched optical fiber laser and the pump pulse light, it is a Raman fiber laser pulse light source to be.
  2. 【請求項2】 希土類元素を添加した光ファイバを活性媒体としたQスイッチ光ファイバレーザと、 該Qスイッチ光ファイバレーザからの出射パルス光をポンプパルス光とする、ラマンファイバ光増幅器であることを特徴とするパルス光増幅器。 A Q-switched optical fiber laser optical fiber as an active medium wherein the addition of rare earth elements, the emitted pulse light from the Q-switched optical fiber laser and the pump pulse light, it is a Raman fiber amplifier pulsed optical amplifier according to claim.
  3. 【請求項3】 光源と、 該光源からの出射光を光増幅するための、希土類元素を添加した光ファイバを活性媒体とした光ファイバ増幅器と、 該光ファイバ増幅器からの出射パルス光をポンプパルス光とする、ラマンファイバレーザにおいて、 前記光源は、1.3 μm帯の波長で発振する光源であり、 前記希土類元素は、PrまたはNdであることを特徴とするパルス光源。 3. A light source, for optically amplifying light emitted from the light source, an optical fiber amplifier where the optical fiber as an active medium doped with a rare earth element, the pump pulse emitted pulse light from the optical fiber amplifier a light, in the Raman fiber laser, wherein the light source is a light source which oscillates at a wavelength of 1.3 [mu] m band, the rare earth element, a pulse light source which is a Pr or Nd.
  4. 【請求項4】 光源と、 該光源からの出射光を光増幅するための、希土類元素を添加した光ファイバを活性媒体とした光ファイバ増幅器と、 該光ファイバ増幅器からの出射パルス光をポンプパルス光とする、ラマンファイバ光増幅器において、 前記光源は、1.3 μm帯の波長で発振する光源であり、 前記希土類元素は、PrまたはNdであることを特徴とするパルス光増幅器。 4. A light source, for optically amplifying light emitted from the light source, an optical fiber amplifier where the optical fiber as an active medium doped with a rare earth element, the pump pulse emitted pulse light from the optical fiber amplifier a light, in the Raman fiber amplifier, wherein the light source is a light source which oscillates at a wavelength of 1.3 [mu] m band, the rare earth element is pulsed optical amplifier which is a Pr or Nd.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011151223A (en) * 2010-01-22 2011-08-04 Nikon Corp Laser device
JP2013511851A (en) * 2009-11-23 2013-04-04 ロッキード・マーチン・コーポレーション q Switch oscillator seed source method and apparatus for Mopa laser illuminator
JP2013239738A (en) * 2000-05-23 2013-11-28 Imra America Inc Modular, high-energy, widely wavelength tunable and ultrafast fiber light source

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013239738A (en) * 2000-05-23 2013-11-28 Imra America Inc Modular, high-energy, widely wavelength tunable and ultrafast fiber light source
JP2013511851A (en) * 2009-11-23 2013-04-04 ロッキード・マーチン・コーポレーション q Switch oscillator seed source method and apparatus for Mopa laser illuminator
US8934509B2 (en) 2009-11-23 2015-01-13 Lockheed Martin Corporation Q-switched oscillator seed-source for MOPA laser illuminator method and apparatus
US9923329B2 (en) 2009-11-23 2018-03-20 Lockheed Martin Corporation Q-switched oscillator seed-source for MOPA laser illuminator apparatus and method
JP2011151223A (en) * 2010-01-22 2011-08-04 Nikon Corp Laser device

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