JPH07270616A - 光ファイバ反射器、その製造方法及びファイバレーザ - Google Patents

光ファイバ反射器、その製造方法及びファイバレーザ

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JPH07270616A
JPH07270616A JP8574394A JP8574394A JPH07270616A JP H07270616 A JPH07270616 A JP H07270616A JP 8574394 A JP8574394 A JP 8574394A JP 8574394 A JP8574394 A JP 8574394A JP H07270616 A JPH07270616 A JP H07270616A
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JP
Japan
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optical fiber
reflector
wavelength
laser
light
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JP8574394A
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English (en)
Inventor
Katsumi Morishita
克己 森下
Masamichi Yataki
正道 矢瀧
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Eneos Corp
Original Assignee
Japan Energy Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 反射率が98%以上、挿入損失0.04dB
以下とされ、しかも出射光の波長調整を行うことのでき
る光ファイバ反射器及びその製造方法、更には、上記波
長調整可能な光ファイバ反射器を使用して、1.48μ
m帯域のポンピング光により、正確に1.55μm帯域
で作動するファイバレーザを提供する。 【構成】 光ファイバ反射器1は、入力端P1 、P2
出力端P3 、P4 とを有する光カプラ10の前記出力端
3 、P4 をループ状に形成することによって構成され
る。更に、光ファイバ反射器1は、光カプラ10の前記
ループ部を両入力端P1 、P2 に対して捩ることによ
り、反射光及び透過光の波長が所定の値に調整される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光カプラの出力端をル
ープ状にした波長調整可能な光ファイバ反射器及びその
製造方法に関するものである。本発明の光ファイバ反射
器は、例えば光増幅器或はファイバレーザ(共振器)な
どを作製するのに好適に使用することができる。特に、
本発明の光ファイバ反射器二つをシングルモードのエル
ビウムドープド光ファイバを介して構成した場合には、
波長1.48μm帯域の光によるポンピング作用により
波長1.55μm帯域のレーザを出力するファイバレー
ザ(共振器)を好適に作製することができる。
【0002】
【従来の技術】従来、図1に示すように、入力端P1
2 及び出力端P3 、P4 を備えた光カプラ10の出力
端P3 、P4 をループ状に形成したファイバループ型鏡
(ミラー)、即ち、光ファイバ反射器1が知られている
(David.B.Mortimore, "Fiber Loop Reflectors", IEEE
Journal of Lightwave Technology, Vol.6, No.7, pp12
17〜1224, 1988) 。この光ファイバ反射器1は、光カプ
ラ10が3dB結合器となった時、即ち、入射電力の半
分の電力が結合する結合器とされる場合に、出力端の光
が打ち消しあって実質的に全て反射するように構成され
ている。
【0003】又、例えば、図2に示すように、このよう
な光ファイバ反射器1を二つ使用し、各光ファイバ反射
器1a、1bの一つの入力端P1 、P1 を互いに接続し
て形成されるファイバレーザ(共振器)が提案されてい
る(Iain D. Miller et al, "A Nd3+-doped cw fiber la
ser using all-fiber reflectors", 1 June 1987, APP
LIED OPTICS, Vol. 26, No. 11, pp2197〜2201) 。この
ファイバレーザは、一方の光ファイバ反射器1aの一つ
の入力端P2 からポンピング用の所定の波長の光を導入
すると、ファイバレーザ内にて共振が起こり、他方の光
ファイバ反射器1bの入力端P2 、即ち、ファイバレー
ザの出力端から所定の波長のレーザ光を得ることができ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来提
案されているファイバレーザは、光ファイバfとして特
殊なネオジミウムドープド光ファイバを使用して光ファ
イバ反射器1a、1bを作製し、そして、光ファイバ反
射器1aの入力端P2 から波長806nmの光を入射し
てポンピング作用をなさしめ、光ファイバ反射器1bの
入力端(ファイバレーザの出力端)P2 より波長106
4nmのレーザ光を得るものである。
【0005】本発明者らは、光ファイバ反射器及びファ
イバレーザの研究の過程にて、通常の石英ファイバにと
って最も有効に使用することのできる波長1.55μm
帯域のレーザ光を得るために、利得帯域がこの同じ波長
1.55μm帯域とされる通常のシングルモードの光フ
ァイバに着目し、多くの研究実験を行なった。その結
果、シングルモードの光ファイバを使用して、反射率が
98%以上、挿入損失0.04dB以下とされる光ファ
イバ反射器を有効に作製することができ、しかもこの光
ファイバ反射器は、そのループ部を捩ることにより、出
射する波長の調整を行うことが可能であることを見出し
た。
【0006】従来、例えば2×2の光ファイバカプラな
どにて、出力端を捩れば分岐比が変動することは知られ
ていたが、上述のように、光ファイバ反射器にて、ルー
プ部を捩ることにより、この反射器から出射する光の波
長が変動することは、本発明者らにて初めて見出された
新規な知見である。
【0007】又、本発明者らは、このような波長調整可
能な光ファイバ反射器を使用してファイバレーザを作製
した場合には、1.48μm帯域のポンピング光によ
り、正確に1.55μm帯域で作動するファイバレーザ
を作製し得ることを見出した。
【0008】本発明は斯かる新規な知見に基づき成され
たものである。
【0009】従って、本発明の目的は、特定波長での反
射率が98%以上と高く、挿入損失を極めて低く抑え、
しかも反射率が最大となる波長の調整を行うことのでき
る光ファイバ反射器及びその製造方法を提供することで
ある。
【0010】本発明の他の目的は、上記波長調整可能な
光ファイバ反射器を使用して、透過波長帯域のポンピン
グ光により、正確に反射波長帯域で作動するファイバレ
ーザを提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
光ファイバ反射器及びその製造方法にて達成される。要
約すれば、本発明は、入力端と出力端とを有する光カプ
ラの前記出力端がループ状に形成された光ファイバ反射
器であって、前記ループ部を前記両入力端に対して捩る
ことにより、反射光及び透過光の波長を所定の値に調整
したことを特徴とする光ファイバ反射器である。このよ
うな光ファイバ反射器は、反射率が波長1.55μm帯
域にて最大であり、透過率は、波長1.48μm帯域に
て最大近くとすることができる。
【0012】又、斯かる光ファイバ反射器は、(a)1
本のシングルモードの光ファイバをループ状とし、そし
て平行に設置した部分を溶融延伸することにより光カプ
ラを作製すること、(b)前記ループ部を前記入力端に
対して捩ることにより、反射光及び透過光の波長を所定
の値へと調整すること、を特徴とする製造方法にて好適
に作製される。
【0013】本発明によれば、更に、上述のようにして
作製した光ファイバ反射器を二つ有し、そしてこの各光
ファイバ反射器の一つの入力端をレアアースドープド光
ファイバを介して互いに接続し、一方の光ファイバ反射
器の他の入力端より透過波長帯域のポンピング光を入射
したとき、他方の光ファイバ反射器の他の入力端より反
射波長帯域のレーザを発生することを特徴とするファイ
バレーザが提供される。
【0014】また、上述の光ファイバ反射器を二つ有
し、その内少なくとも一つはレアアースドープド光ファ
イバを用いて製造されており、そしてこの各光ファイバ
反射器の一つの入力端を直接、或はレアアースドープド
光ファイバを介して互いに接続し、一方の光ファイバ反
射器の他の入力端より透過波長帯域のポンピング光を入
射したとき、他方の光ファイバ反射器の他の入力端より
反射波長帯域のレーザを発生することを特徴とするファ
イバレーザが提供される。
【0015】
【実施例】以下、本発明に係る光ファイバ反射器を図面
に則して更に詳しく説明する。
【0016】本発明の光ファイバ反射器1は、図1に示
すように、入力端P1 、P2 と、出力端P3 、P4 を有
する光カプラ10の、出力端P3 、P4 を一体的に接続
してループ状に形成することにより構成される。
【0017】つまり、本発明の光ファイバ反射器1は、
先ず、1本の光ファイバfをループ状して、平行に設置
した部分を溶融延伸して光カプラ10を形成することに
より作製される。従って、得られた光ファイバ反射器1
に接続箇所はない。本実施例によれば、光ファイバfと
しては、コア径が9.7μm、クラッド外径が125μ
mのシングルモードの光ファイバを使用した。
【0018】融着延伸処理は、通常の方法に従って行な
うことができ、例えば、火炎バーナ、ヒーターレーザ、
小型電気炉など適宜の加熱装置を用いて、一般に130
0〜2000℃の温度で加熱しながら、融着延伸台を、
例えばラック−ピニオン機構を介して、光ファイバfの
平行に設置された部分を軸方向両側に例えば0.005
〜100mm/分の速度で引っ張ることにより行い得
る。
【0019】融着延伸処理時には、入力端P1 から波長
1.56μmで作動するレーザダイオードを入射し、入
力端P2 から出射される透過電力をホトダイオードで連
続的にモニターしながら行なった。図3に、延伸量と透
過電力(即ち、透過率)との関係を示す。
【0020】図3から、透過率が最小となる点(Tn
は、延伸量が増大すると伴に繰り返し現れることが分か
る。本発明にて溶融延伸は、任意のn番目の透過率が最
小となる点にて停止され、これにより、モニター光の波
長にて作動する光ファイバ反射器が得られる。
【0021】図4は、図3に示す透過率が最小となる点
(Tn )と、そのときに計測される透過光と反射光との
波長の差(即ち、波長間隔)(μm)との関係を示す。
【0022】本発明の光ファイバ反射器1では、反射光
の波長は1.55μm帯域であり、透過光は1.48μ
m帯域となることを意図するものであるので、その透過
光と反射光の波長の差(μm)は70nmに制御される
ことが必須である。図4から、このための最小透過回数
n番目は、第11番目(T11)の点或はこの近傍の点と
考えられ、従って、溶融延伸は第11番目(T11)の位
置或いはこの前後の最小透過回数位置にて停止するのが
必要であることが分かる。
【0023】図5は、このようにして作製した光ファイ
バ反射器1の実際の透過率(dB)を測定したものであ
る。実線で示す曲線は、延伸量が24.54mm(図1
にて透過率が最小となる第11番目(T11)の点)とさ
れる光ファイバ反射器(第1の光ファイバ反射器)であ
り、点線で示す曲線は、延伸量が24.12mm(図1
にて透過率が最小となる第9番目(T9 )の点)とされ
る光ファイバ反射器(第2の光ファイバ反射器)であ
る。
【0024】前記第1の光ファイバ反射器は、その透過
率が1.488μmで−0.051dB、1.555μ
mで−25dBであり、実質的に全ての光電力は、1.
48μm帯域にて透過され、1.55μm帯域にて反射
されていることが分かる。従って、反射電力(反射率)
は、1.555μmで89%であると考えられる。
【0025】一方、第2の光ファイバ反射器は、その透
過率が1.477μmで−0.04dB、1.542μ
mで−19dBであり、同様に、実質的に全ての光電力
は、1.48μm帯域にて透過され、1.55μm帯域
にて反射されていることが分かる。この光ファイバ反射
器における反射電力(反射率)は、1.542μmで9
8%であると考えられる。
【0026】本発明者らは、更に、レーザ発振器のダイ
クロイックミラーの代わりに上記構成の光ファイバ反射
器1を使用したファイバレーザ(共振器)を作製する研
究の過程にて、次のことを見出した。
【0027】つまり、上述のように、光ファイバ反射器
1は、延伸量を調整して光カプラの光結合部の断面形状
を変えることによって透過光及び反射光の波長を大略所
定の値に設定することができるが、更に、このように所
定の延伸量にて作製した光ファイバ反射器のループ部を
所定の角度捩ることによって、透過光及び反射光の波長
をより長い波長へと可逆的にシフトさせることができ、
正確に所望の帯域、例えば、1.48μm帯域及び1.
55μm帯域に調整し得ることを見出した。又、このよ
うなループ部の捩り及び捩り戻しを繰り返し行なって
も、その可逆性が変化することはなかった。
【0028】例えば、図6は、延伸量が25.19mm
(最小透過回数第10番目(T10))とされる光ファイ
バ反射器1のループ部を、入力端P1 、P2 に対して所
定の角度だけ捩った場合における透過光及び反射光の波
長の変動を示すものであるが、ループ部を180°捩る
ことにより、透過光の波長帯域は、1.480μmから
より長い波長の1.48μm帯域へと移動し、又、反射
光の波長帯域は、1.547μmからより長い波長の
1.55μm帯域へとシフトすることが分かる。更に、
ループ部を捩ることにより、透過光帯域及び反射光帯域
はより長い波長帯域へと移動する。もし、ループ部の捩
りを元に戻すと、透過光及び反射光の波長帯域は、それ
ぞれ曲線に添って最初の位置へと可逆的に戻る。
【0029】このように、ループ部を所定の角度捩るこ
とによって、透過光及び反射光の波長帯域を正確に所望
の帯域、例えば、1.48μm帯域及び1.55μm帯
域に調整し、設定した光ファイバ反射器を作製すること
ができる。
【0030】上記方法に従って、多数の光ファイバ反射
器1を作製し、その反射率と挿入損失を測定したが、全
ての光ファイバ反射器にて、反射率は98%以上、挿入
損失は0.04dB以下であった。
【0031】このような本発明の波長調整可能な光ファ
イバ反射器1を二つ使用し、図2に示すように、各光フ
ァイバ反射器1の一方の入力端P1 、P1 をエルビウム
ドープド光ファイバ20を介して互いに接続することに
より、ファイバレーザを作製することができる。
【0032】従って、本発明の光ファイバ反射器1を使
用して作製したファイバレーザは、ポンピング用の光と
して波長1.48μm帯域の光を使用して、1.55μ
m帯域のレーザ光を発生することができる。
【0033】上記実施例では反射光及び透過光の波長を
それぞれ1.55μmと1.48μmとしたが、これ以
外の波長の組合わせとすることができる。
【0034】また、ファイバレーザとして二つの反射器
の間にエルビウムドープド光ファイバを接続する構成を
示したが、二つの反射器の少なくとも一方をエルビウム
ドープド光ファイバを用いて製造し、それらを直接、或
はエルビウムドープド光ファイバを介して接続するよう
にしても良い。
【0035】さらに、エルビウムドープド光ファイバの
例を示したが、他のレアアースドープド光ファイバ、例
えばツリウム(Tm)やトリリウム(Tr)をドープし
た光ファイバを用いても良い。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る光フ
ァイバ反射器は、光カプラのループ部を入力端に対して
捩ることにより、反射光及び透過光の波長を所定の値に
調整する構成とされる。又、本発明の上記波長調整可能
な光ファイバ反射器を使用して、1.48μm帯域のポ
ンピング光により、正確に1.55μm帯域で作動する
ファイバレーザが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光ファイバ反射器を説明する構成
図である。
【図2】本発明の光ファイバ反射器を使用して作製され
るファイバレーザを説明する構成図である。
【図3】本発明の光ファイバ反射器における透過率と延
伸量との関係を示すグラフである。
【図4】本発明の光ファイバ反射器における最小透過の
回数と波長間隔との関係を示すグラフである。
【図5】本発明の光ファイバ反射器における透過率と波
長との関係を示すグラフである。
【図6】本発明の光ファイバ反射器におけるループ部の
捩り角度と波長シフト状態との関係を示すグラフであ
る。
【符号の説明】
1 光ファイバ反射器 10 光カプラ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力端と出力端とを有する光カプラの前
    記出力端がループ状に形成された光ファイバ反射器であ
    って、前記ループ部を前記両入力端に対して捩ることに
    より、反射光及び透過光の波長を所定の値に調整したこ
    とを特徴とする光ファイバ反射器。
  2. 【請求項2】 反射率は、波長1.55μm帯域にて最
    大であり、透過率は、波長1.48μm帯域にて最大近
    くである請求項1の光ファイバ反射器。
  3. 【請求項3】 (a)1本のシングルモードの光ファイ
    バをループ状とし、そして平行に設置した部分を溶融延
    伸することにより光カプラを作製すること、(b)前記
    ループ部を前記入力端に対して捩ることにより、反射光
    及び透過光の波長を所定の値へと調整すること、を特徴
    とする光ファイバ反射器の製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1又は2の光ファイバ反射器を二
    つ有し、そしてこの各光ファイバ反射器の一つの入力端
    をレアアースドープド光ファイバを介して互いに接続
    し、一方の光ファイバ反射器の他の入力端より透過波長
    帯域のポンピング光を入射したとき、他方の光ファイバ
    反射器の他の入力端より反射波長帯域のレーザを発生す
    ることを特徴とするファイバレーザ。
  5. 【請求項5】 請求項1又は2の光ファイバ反射器を二
    つ有し、その内少なくとも一つはレアアースドープド光
    ファイバを用いて製造されており、そしてこの各光ファ
    イバ反射器の一つの入力端を直接、或はレアアースドー
    プド光ファイバを介して互いに接続し、一方の光ファイ
    バ反射器の他の入力端より透過波長帯域のポンピング光
    を入射したとき、他方の光ファイバ反射器の他の入力端
    より反射波長帯域のレーザを発生することを特徴とする
    ファイバレーザ。
JP8574394A 1994-03-30 1994-03-30 光ファイバ反射器、その製造方法及びファイバレーザ Pending JPH07270616A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6104528A (en) * 1997-07-03 2000-08-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical fiber amplifier for achieving high gain of small signal

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6104528A (en) * 1997-07-03 2000-08-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical fiber amplifier for achieving high gain of small signal

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