JPH08228037A - リングレーザー - Google Patents
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- 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
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
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- 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
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- H01S3/083—Ring lasers
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- H01S3/06712—Polarising fibre; Polariser
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- H01S3/08018—Mode suppression
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】出力を固定極性状態とするだけでなく、適切な
規定方位に配向することができるリングレーザーを提供
すること。 【課題解決のための手段】光学的ポンプ１０１、ゲイン
媒体１０３、光学的アイソレータ１０５及びマルチプレ
クサ１０２を有するリングレーザーの出力光を、上記リ
ングレーザーの光学的素子要素の複屈折を補償すること
により、固定且つ安定状態の極性とする。
規定方位に配向することができるリングレーザーを提供
すること。 【課題解決のための手段】光学的ポンプ１０１、ゲイン
媒体１０３、光学的アイソレータ１０５及びマルチプレ
クサ１０２を有するリングレーザーの出力光を、上記リ
ングレーザーの光学的素子要素の複屈折を補償すること
により、固定且つ安定状態の極性とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、極性（polarizati
on）感応デバイス用のコンパチブル信号源を実現する周
波数調整リングレーザー出力の極性安定化したリングレ
ーザーに関する。
on）感応デバイス用のコンパチブル信号源を実現する周
波数調整リングレーザー出力の極性安定化したリングレ
ーザーに関する。
【０００２】
【従来の技術及び解決すべき課題】光ファイバ通信の出
現に伴い、比較的低コスト、高効率且つ単一周波数光の
発光デバイスの開発が望まれている。かかるデバイス
は、周波数シフトキーイング（ＦＫＳ）、位相シフトキ
ーイング（ＰＳＫ）及び他のＷＤＭ技術のような種々の
変調態様を実行するための信頼性の高い光源を実現させ
る。リングレーザーは、急速に、かかる応用分野での適
切な光源となっており、所望の光出力を得るための基礎
的なリングレーザーの変形、及び／または改善が為され
ている。このようなリングレーザーは、本明細書でその
記載を引用する米国特許第５，１３２，９７６号公報に
開示されている。この特許には、波長選択を実行するた
めの単一モードファイバの研磨された端部上に２枚のミ
ラーがコーティング形成されたファイバファブリ−ペロ
ット（ＦＦＰ）エタロン、Ｆ−Ｐエタロンの使用につい
て開示されている。ＦＦＰの調整は、エタロンのギャッ
プを電気的に制御することにより行われ、ＦＦＰは５５
の繊度（finess）をもっている。リングレーザーキャビ
ティは、リングの利得をロスよりも大きくさせるエルビ
ウム注入ファイバ部を含み発光を可能とする。
現に伴い、比較的低コスト、高効率且つ単一周波数光の
発光デバイスの開発が望まれている。かかるデバイス
は、周波数シフトキーイング（ＦＫＳ）、位相シフトキ
ーイング（ＰＳＫ）及び他のＷＤＭ技術のような種々の
変調態様を実行するための信頼性の高い光源を実現させ
る。リングレーザーは、急速に、かかる応用分野での適
切な光源となっており、所望の光出力を得るための基礎
的なリングレーザーの変形、及び／または改善が為され
ている。このようなリングレーザーは、本明細書でその
記載を引用する米国特許第５，１３２，９７６号公報に
開示されている。この特許には、波長選択を実行するた
めの単一モードファイバの研磨された端部上に２枚のミ
ラーがコーティング形成されたファイバファブリ−ペロ
ット（ＦＦＰ）エタロン、Ｆ−Ｐエタロンの使用につい
て開示されている。ＦＦＰの調整は、エタロンのギャッ
プを電気的に制御することにより行われ、ＦＦＰは５５
の繊度（finess）をもっている。リングレーザーキャビ
ティは、リングの利得をロスよりも大きくさせるエルビ
ウム注入ファイバ部を含み発光を可能とする。
【０００３】ＦＦＰは、通過帯域外の波長を反射し、こ
れら波長の共振器として作用するので、定在波共振器と
して使用することはできないことに配慮して、本発明は
インライン光学アイソレータの使用を開示している。ア
イソレータは、所望により、ＦＦＰ通過帯域外のＦＦＰ
反射により発生する定在波レーザーモードを抑圧し、Ｆ
ＦＰ通過帯域内のレーザー発光を可能とする。そして極
性コントローラが出力パワーを最大化するためにリング
内に設けられている。
れら波長の共振器として作用するので、定在波共振器と
して使用することはできないことに配慮して、本発明は
インライン光学アイソレータの使用を開示している。ア
イソレータは、所望により、ＦＦＰ通過帯域外のＦＦＰ
反射により発生する定在波レーザーモードを抑圧し、Ｆ
ＦＰ通過帯域内のレーザー発光を可能とする。そして極
性コントローラが出力パワーを最大化するためにリング
内に設けられている。
【０００４】選択周波数の安定光源用のリングレーザー
を使用する他の例が、本明細書でその記載を引用するヒ
ューバー発明の米国特許第５，２４３，６０９号公報に
開示されている。この特許には、リングレーザーのゲイ
ン媒体としてＥｒ3+を使用したときの欠点が示されてい
る。一つの欠点は、複数縦モードの存在である。このと
きの縦モードは、互いに充分に近付くことがあり、ｒｆ
波長帯でのビートマニフェスティングを生じさせ、多く
の通信分野において許容できない問題を生ずる。この特
許は、ｒｆ帯域近くのビートを生じさせる非所望モード
の抑圧について開示している。また、この特許は、選択
モードを維持するためのキャビティ長を選択することに
より非所望の縦モードを抑圧する一つの方法として、フ
ァブリ−ペロット エタロンを使用する方法を開示して
いる。この特許は、更に、一つのリング方向の波発振を
確実とする光アイソレータの使用についても開示してい
る。そして、非等長のファブリ−ペロット干渉計対がリ
ングレーザー内の波長選択性を与えている。
を使用する他の例が、本明細書でその記載を引用するヒ
ューバー発明の米国特許第５，２４３，６０９号公報に
開示されている。この特許には、リングレーザーのゲイ
ン媒体としてＥｒ3+を使用したときの欠点が示されてい
る。一つの欠点は、複数縦モードの存在である。このと
きの縦モードは、互いに充分に近付くことがあり、ｒｆ
波長帯でのビートマニフェスティングを生じさせ、多く
の通信分野において許容できない問題を生ずる。この特
許は、ｒｆ帯域近くのビートを生じさせる非所望モード
の抑圧について開示している。また、この特許は、選択
モードを維持するためのキャビティ長を選択することに
より非所望の縦モードを抑圧する一つの方法として、フ
ァブリ−ペロット エタロンを使用する方法を開示して
いる。この特許は、更に、一つのリング方向の波発振を
確実とする光アイソレータの使用についても開示してい
る。そして、非等長のファブリ−ペロット干渉計対がリ
ングレーザー内の波長選択性を与えている。
【０００５】本発明の目的は、リングレーザー構造を介
して、安定周波数、出力及び極性状態の光信号源として
のリングレーザーを提供することにある。
して、安定周波数、出力及び極性状態の光信号源として
のリングレーザーを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明によるリングレーザーは、光学的ポンプ、ゲ
イン媒体、光学的アイソレータ及びマルチプレクサを有
するリングレーザーにおいて、前記リングレーザーの出
力光が固定且つ安定状態の極性である。
め、本発明によるリングレーザーは、光学的ポンプ、ゲ
イン媒体、光学的アイソレータ及びマルチプレクサを有
するリングレーザーにおいて、前記リングレーザーの出
力光が固定且つ安定状態の極性である。
【０００７】また、本発明の他の態様によるリングレー
ザーは、光学的ポンプ、ゲイン媒体、光学的アイソレー
タ及びマルチプレクサを有するリングレーザーにおい
て、前記リングレーザーの出力光を、前記リングレーザ
ーの光学的素子要素の複屈折を補償することにより、固
定且つ安定状態の極性とする。
ザーは、光学的ポンプ、ゲイン媒体、光学的アイソレー
タ及びマルチプレクサを有するリングレーザーにおい
て、前記リングレーザーの出力光を、前記リングレーザ
ーの光学的素子要素の複屈折を補償することにより、固
定且つ安定状態の極性とする。
【０００８】本発明の特徴は、極性補償複屈折部と関連
するリングレーザー構成に極性維持ファイバを使用し、
リングレーザーの種々の部品により生ずる極性状態の変
換を無効とすることである。
するリングレーザー構成に極性維持ファイバを使用し、
リングレーザーの種々の部品により生ずる極性状態の変
換を無効とすることである。
【０００９】本発明の利点は、デバイスの出力が固定極
性状態であるばかりでなく、適切に規定された方位に配
向、すなわち、極性維持ファイバの主要軸に対して固定
されている。
性状態であるばかりでなく、適切に規定された方位に配
向、すなわち、極性維持ファイバの主要軸に対して固定
されている。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を、添付図面を
参照した例で説明する。図１は、非所望極性をもつリン
グレーザーの構成図である。リング素子の複屈折の問題
点が選択点に示されている。図２は、制御された極性を
もつ極性アイソレータを用いた本発明のリングレーザー
の実施形態の構成図である。任意の入力用のリングにお
ける選択点での極性状態が図示されている。図３は、一
軸クリスタルの主要軸に沿わずに配向された入力ベクト
ル用の極性状態の代表的な変形例を示す。
参照した例で説明する。図１は、非所望極性をもつリン
グレーザーの構成図である。リング素子の複屈折の問題
点が選択点に示されている。図２は、制御された極性を
もつ極性アイソレータを用いた本発明のリングレーザー
の実施形態の構成図である。任意の入力用のリングにお
ける選択点での極性状態が図示されている。図３は、一
軸クリスタルの主要軸に沿わずに配向された入力ベクト
ル用の極性状態の代表的な変形例を示す。
【００１１】上述の如く、規定され予測可能状態の極性
をもつレーザー発光の安定光源を有することが望ましい
分野がある。図１を参照すると、極性変換補償がない本
発明の基本素子が示されている。リングレーザーの各素
子の機能を詳述する。また、図２には、極性制御機能が
示されている。
をもつレーザー発光の安定光源を有することが望ましい
分野がある。図１を参照すると、極性変換補償がない本
発明の基本素子が示されている。リングレーザーの各素
子の機能を詳述する。また、図２には、極性制御機能が
示されている。
【００１２】図１に戻ると、ポンプレーザー１０１は、
好ましくは、増幅Ｅｒドーピングファイバ１０３の複数
ポンプ帯域に対応する２つの波長、９８０ｎｍまたは１
４８０ｎｍのいずれかの波長光を出力する。マルチプレ
クサ１０２は、入力信号をゲイン媒体（Ｅｒドーピング
ファイバ１０３）からの増幅信号と混合する。混合信号
は、光アイソレータ１０５を介して単一モードファイバ
（ＳＭＦ）１０４内を通過する。この点の信号は、次に
漸減（エバネセント）極性維持（ＰＭ）カップラー１０
７を介して部分的に出力される。ここで、残存信号は、
極性維持ファイバ（ＰＭＦ）部を介して、好ましくは、
ファイバ結合された共振キャビティである調整（tunin
g）素子１０６に流れる。このとき、この素子１０６は
他の光学フィルタ手段、例えば、当業者には公知の他の
フィルタと同様にＦＦＰであっても良い。その後、信号
はゲイン媒体を通り、リングを介して流れる。
好ましくは、増幅Ｅｒドーピングファイバ１０３の複数
ポンプ帯域に対応する２つの波長、９８０ｎｍまたは１
４８０ｎｍのいずれかの波長光を出力する。マルチプレ
クサ１０２は、入力信号をゲイン媒体（Ｅｒドーピング
ファイバ１０３）からの増幅信号と混合する。混合信号
は、光アイソレータ１０５を介して単一モードファイバ
（ＳＭＦ）１０４内を通過する。この点の信号は、次に
漸減（エバネセント）極性維持（ＰＭ）カップラー１０
７を介して部分的に出力される。ここで、残存信号は、
極性維持ファイバ（ＰＭＦ）部を介して、好ましくは、
ファイバ結合された共振キャビティである調整（tunin
g）素子１０６に流れる。このとき、この素子１０６は
他の光学フィルタ手段、例えば、当業者には公知の他の
フィルタと同様にＦＦＰであっても良い。その後、信号
はゲイン媒体を通り、リングを介して流れる。
【００１３】ＰＭＦは、基本的に、複屈折材料から成る
光ファイバ導波器であり、その材料の主軸である通常及
び非通常軸をもっている。したがって、光が主軸のいず
れかに沿う方位のリニヤ極性の軸をもつ導波器内に導入
されると、このリニヤ極性を維持するファイバを通して
伝播する。しかしながら、例えば、入力光がリニヤで主
軸方向に沿わない配向であれば、リニヤから楕円、円形
等への光極性の変形を受ける。このことは図３に示され
ている。変形は、物理光学現象として知られており、極
性の一状態から他への変形は、通常、５ｍｍ程度の光信
号のビート長と等しい。したがって、ＰＭＦへの入射光
は、例えば、デバイスの高速軸に沿った適切な配向であ
ることが重要である。
光ファイバ導波器であり、その材料の主軸である通常及
び非通常軸をもっている。したがって、光が主軸のいず
れかに沿う方位のリニヤ極性の軸をもつ導波器内に導入
されると、このリニヤ極性を維持するファイバを通して
伝播する。しかしながら、例えば、入力光がリニヤで主
軸方向に沿わない配向であれば、リニヤから楕円、円形
等への光極性の変形を受ける。このことは図３に示され
ている。変形は、物理光学現象として知られており、極
性の一状態から他への変形は、通常、５ｍｍ程度の光信
号のビート長と等しい。したがって、ＰＭＦへの入射光
は、例えば、デバイスの高速軸に沿った適切な配向であ
ることが重要である。
【００１４】光学的異方性を使用することにより、入射
光を実質的に同一方位及び極性状態とする。この信号
は、リングを通り、極性アイソレータへの入射時に実質
的にリニヤ状態極性である。この極性アイソレータは、
ＰＭＦからの配向に略位置合わされ適切に配向されて極
性依存ロスを最小化する。
光を実質的に同一方位及び極性状態とする。この信号
は、リングを通り、極性アイソレータへの入射時に実質
的にリニヤ状態極性である。この極性アイソレータは、
ＰＭＦからの配向に略位置合わされ適切に配向されて極
性依存ロスを最小化する。
【００１５】アイソレータからの光は、次に、調整素子
上に入射され、リングキャビティを通る。ＰＷＦのよう
な光学的異方性材料が高速及び低速軸をもつため、調整
素子としてＦＦＰ干渉計またはエタロンを選択すると、
極性化状態の精度がリング全体で重要となる。放射周波
数は、これら各軸に沿って異なり、ＦＰ調整素子のピー
ク伝送が周波数に対して鋭敏となる。したがって、極性
状態の配向がこれら各軸に沿うベクトル要素をもつなら
ば、結合された伝送カーブとなり、出力リゾリューショ
ンは光配向が主軸に沿う場合よりも鋭敏ではない。この
ことは、ＦＰ調整素子の場合に観測された。極性状態の
制御可能性は、波長の関数として略一定の結合比を得る
ために、極性維持カップラーにおいて重要である。
上に入射され、リングキャビティを通る。ＰＷＦのよう
な光学的異方性材料が高速及び低速軸をもつため、調整
素子としてＦＦＰ干渉計またはエタロンを選択すると、
極性化状態の精度がリング全体で重要となる。放射周波
数は、これら各軸に沿って異なり、ＦＰ調整素子のピー
ク伝送が周波数に対して鋭敏となる。したがって、極性
状態の配向がこれら各軸に沿うベクトル要素をもつなら
ば、結合された伝送カーブとなり、出力リゾリューショ
ンは光配向が主軸に沿う場合よりも鋭敏ではない。この
ことは、ＦＰ調整素子の場合に観測された。極性状態の
制御可能性は、波長の関数として略一定の結合比を得る
ために、極性維持カップラーにおいて重要である。
【００１６】リングキャビティの発光に必要なゲインを
得るために要求される光学的増幅がエルビウムドーピン
グ（Ｅｒ+3）ファイバ１０３部により与えられるが、ド
ーパント（不純物）はＥｒ／Ｙｂコドーパントを含む他
の材料としても良い。ポンプ波長は、明らかに、ゲイン
媒体内のドーパント毎に異なっている。かかる増幅の物
性をここで説明する。希土類ドーピングされたファイバ
増幅器により光信号を増幅するため、増幅入力信号は１
５２０〜１５８０ｍｍに選択される。これは、エルビウ
ムドーピングファイバ１０３のコイル長の誘導放出周波
数範囲である。
得るために要求される光学的増幅がエルビウムドーピン
グ（Ｅｒ+3）ファイバ１０３部により与えられるが、ド
ーパント（不純物）はＥｒ／Ｙｂコドーパントを含む他
の材料としても良い。ポンプ波長は、明らかに、ゲイン
媒体内のドーパント毎に異なっている。かかる増幅の物
性をここで説明する。希土類ドーピングされたファイバ
増幅器により光信号を増幅するため、増幅入力信号は１
５２０〜１５８０ｍｍに選択される。これは、エルビウ
ムドーピングファイバ１０３のコイル長の誘導放出周波
数範囲である。
【００１７】誘導放出を行なうため、ポンプレーザー１
０１からの信号は、適切な光源からの９８０ｎｍまたは
１４８０ｎｍの波長が選択される。入力信号は、このポ
ンプ信号と多重化され、エルビウムドーピングファイバ
に供給される。ポンプ信号は、ドーピングファイバ内の
低エネルギー状態の電子をより高い状態に励起する。こ
のとき、発光に必要なポピュレーション反転が適切なレ
ーザーキャビティ内で行なわれる。ポピュレーション反
転は、電子をより高い状態に励起するポンピングにより
行われる。電子は、次に、より長い寿命をもつ準安定状
態（多くの場合）に高速に衰退し、所望の反転を可能と
する。増幅器では、この反転はレーザーと同様に利用さ
れるものではなく、むしろ、より高精度な増幅周波数を
得るために用いられている。このことは、より長い寿命
（より大きな不確実性）は、エネルギーの不確実性（し
たがって、周波数の不確実性）をより小さくするという
ハイゼンベルグの不確定性原理から明らかである。
０１からの信号は、適切な光源からの９８０ｎｍまたは
１４８０ｎｍの波長が選択される。入力信号は、このポ
ンプ信号と多重化され、エルビウムドーピングファイバ
に供給される。ポンプ信号は、ドーピングファイバ内の
低エネルギー状態の電子をより高い状態に励起する。こ
のとき、発光に必要なポピュレーション反転が適切なレ
ーザーキャビティ内で行なわれる。ポピュレーション反
転は、電子をより高い状態に励起するポンピングにより
行われる。電子は、次に、より長い寿命をもつ準安定状
態（多くの場合）に高速に衰退し、所望の反転を可能と
する。増幅器では、この反転はレーザーと同様に利用さ
れるものではなく、むしろ、より高精度な増幅周波数を
得るために用いられている。このことは、より長い寿命
（より大きな不確実性）は、エネルギーの不確実性（し
たがって、周波数の不確実性）をより小さくするという
ハイゼンベルグの不確定性原理から明らかである。
【００１８】入力信号は、次に、より低いエネルギー状
態への、高い状態の電子の誘導衰退を行なわせるように
選択される。誘導放出により生成されたこれらの光量子
は、入力波と同一周波数及び位相であり、コンストラク
ティブ干渉により入力波を増幅するように機能する。こ
のコヒーレント効果は、ドーピングファイバの励起状態
の電子をもつ入射光パルスのカップリング効果に起因す
る。
態への、高い状態の電子の誘導衰退を行なわせるように
選択される。誘導放出により生成されたこれらの光量子
は、入力波と同一周波数及び位相であり、コンストラク
ティブ干渉により入力波を増幅するように機能する。こ
のコヒーレント効果は、ドーピングファイバの励起状態
の電子をもつ入射光パルスのカップリング効果に起因す
る。
【００１９】放射フォトンは、同様に進行方向と同一で
ある。伝播の位相、周波数及び方向の正確なコヒーレン
スは、この種の増幅器を適切とする。しかしながら、ポ
ンピングプロセス及び入力信号のエルビウムドーピング
ファイバへの導入を通し、自然放出が生じる。増幅モー
ドでのフォトンの自然放出は、ノイズを生じ、入力信号
の増幅に悪影響を及ぼす。このノイズは、自然放出で放
出された光量子がランダム位相及び進行方向であるため
に発生する。この光の小量部は、エルビウムドーピング
単一モードファイバにより捕獲され、誘導放出により放
出された光と干渉し、増幅器の全体特性を低下させる。
明らかに、光の自然放出を可能な限り最小化することは
非常に重要である。希土類ドーピングファイバの使用に
よる光増幅の詳細は、本明細書で引用する米国特許第
５，０５６，０９６号公報に開示されている。
ある。伝播の位相、周波数及び方向の正確なコヒーレン
スは、この種の増幅器を適切とする。しかしながら、ポ
ンピングプロセス及び入力信号のエルビウムドーピング
ファイバへの導入を通し、自然放出が生じる。増幅モー
ドでのフォトンの自然放出は、ノイズを生じ、入力信号
の増幅に悪影響を及ぼす。このノイズは、自然放出で放
出された光量子がランダム位相及び進行方向であるため
に発生する。この光の小量部は、エルビウムドーピング
単一モードファイバにより捕獲され、誘導放出により放
出された光と干渉し、増幅器の全体特性を低下させる。
明らかに、光の自然放出を可能な限り最小化することは
非常に重要である。希土類ドーピングファイバの使用に
よる光増幅の詳細は、本明細書で引用する米国特許第
５，０５６，０９６号公報に開示されている。
【００２０】入力信号と増幅信号は、波長分割マルチプ
レクサ１０２により多重化される。マルチプレクサ１０
２は、好ましくは、選択的に結合する融合ファイバＷＤ
Ｍまたはダイクロイック／反射性のＷＤＭであり、上記
信号は、次に、単一モードファイバを通して進行する。
上記信号は、続いて、極性依存アイソレータを横切り、
入力に対して４５度に配向されたリニヤ極性手段に入射
する。このアイソレータは、リニヤ光を４５度だけ回転
させるファラディ回転器（例えば、特定方位磁界中のＹ
ＩＧ結晶）に続くインラインリニア入力極性手段を有す
る。明らかに、アイソレータに反射されて戻ってくる如
何なる光も、入力極性化手段に対して９０度回転された
極性状態にあり、極性化手段により完全にブロックさ
れ、吸収される。
レクサ１０２により多重化される。マルチプレクサ１０
２は、好ましくは、選択的に結合する融合ファイバＷＤ
Ｍまたはダイクロイック／反射性のＷＤＭであり、上記
信号は、次に、単一モードファイバを通して進行する。
上記信号は、続いて、極性依存アイソレータを横切り、
入力に対して４５度に配向されたリニヤ極性手段に入射
する。このアイソレータは、リニヤ光を４５度だけ回転
させるファラディ回転器（例えば、特定方位磁界中のＹ
ＩＧ結晶）に続くインラインリニア入力極性手段を有す
る。明らかに、アイソレータに反射されて戻ってくる如
何なる光も、入力極性化手段に対して９０度回転された
極性状態にあり、極性化手段により完全にブロックさ
れ、吸収される。
【００２１】こうして、この波は、進行方向にアイソレ
ートされる。アイソレータは、その結果、コヒーレント
光源を実現する。何故ならば、種々の各ループ部品での
反射と同様に所望のループ方向と反対方向に進行するエ
ルビウムゲイン媒体からの光がアイソレータで無効とさ
れ、所望方向での光学的フィールド進行と干渉するよう
な利用は不能であるからである。
ートされる。アイソレータは、その結果、コヒーレント
光源を実現する。何故ならば、種々の各ループ部品での
反射と同様に所望のループ方向と反対方向に進行するエ
ルビウムゲイン媒体からの光がアイソレータで無効とさ
れ、所望方向での光学的フィールド進行と干渉するよう
な利用は不能であるからである。
【００２２】レーザーの調整は、好ましくは、ＦＰフィ
ルタ１０６のようなフィルタ素子により行われる。かか
る素子の理解には本明細書で、その記載を引用している
論文“PIGTAILED HIGH FINESSE TUNABLE FIBER FABRY-P
EROT INTEFEROMETERS WITH LARGE, MEDIUM AND SMALL F
REE SPECTRAL RANGES”，エレクトロニクス レター
ズ，ボリューム２３，Ｎｏ．１５，１９８７年７月１６
日を参照するのが好ましい。この調整素子の好適な繊度
と自由スペクトラム範囲は、それぞれ５，０００及び
７，５００ＧＨｚである。したがって、選択された波長
帯は、調整素子により得られる。ここで注意すべきは、
ＦＦＰは、通過帯域外の波長成分を反射し、本発明と同
様にリングキャビティ内で、これらの波長成分に対して
共振器端部ミラーとして機能するため、定在波共振器と
して使用できることである。
ルタ１０６のようなフィルタ素子により行われる。かか
る素子の理解には本明細書で、その記載を引用している
論文“PIGTAILED HIGH FINESSE TUNABLE FIBER FABRY-P
EROT INTEFEROMETERS WITH LARGE, MEDIUM AND SMALL F
REE SPECTRAL RANGES”，エレクトロニクス レター
ズ，ボリューム２３，Ｎｏ．１５，１９８７年７月１６
日を参照するのが好ましい。この調整素子の好適な繊度
と自由スペクトラム範囲は、それぞれ５，０００及び
７，５００ＧＨｚである。したがって、選択された波長
帯は、調整素子により得られる。ここで注意すべきは、
ＦＦＰは、通過帯域外の波長成分を反射し、本発明と同
様にリングキャビティ内で、これらの波長成分に対して
共振器端部ミラーとして機能するため、定在波共振器と
して使用できることである。
【００２３】アイソレータは、不要な極性の及び／また
は通過帯域外の波長での反射により生ずる定在波レーザ
ーモードを抑圧することにより波長選択性能を確実とす
る。この機能は、ＦＰデバイスの通過帯域外の波長で共
振が生じないようにするとともに、ＦＰの通過帯域内で
のみレーザー発光せしめる。本実施形態例では、１５２
５〜１５７５ｎｍ波長の範囲の通過帯域が好ましい。そ
して、ＦＰからの信号は、極性維持ファイバとカップラ
ーに結合される。
は通過帯域外の波長での反射により生ずる定在波レーザ
ーモードを抑圧することにより波長選択性能を確実とす
る。この機能は、ＦＰデバイスの通過帯域外の波長で共
振が生じないようにするとともに、ＦＰの通過帯域内で
のみレーザー発光せしめる。本実施形態例では、１５２
５〜１５７５ｎｍ波長の範囲の通過帯域が好ましい。そ
して、ＦＰからの信号は、極性維持ファイバとカップラ
ーに結合される。
【００２４】しかしながら、図１に示すデバイスの一つ
の大きな問題は、出力極性の制御がないことである。リ
ングレーザーが、代表的なモジュレータのような極性感
知デバイス用光源として使用されるときには、その光出
力極性は固定、既知方位をもちリニヤでなければならな
い。かかるモジュレータの一例がＬｉＮｂＯ3マッハー
ツェンダー インタフェロメトリック干渉計である。単
一極性ファイバ（ＳＰＦ）または極性維持ファイバ（Ｐ
ＭＦ）は、このような固定極性状態とするために用いる
ことができる。一方、リングレーザーに必要な部品はＳ
ＰＦやＰＭＦのいずれにも利用できず、または製造が実
用的ではない。その結果、リング部は標準単一モードフ
ァイバ（ＳＭＦ）を使用し、極性がファイバ型によって
制御されない（反時計の点Ａから点Ｂへの）リングセグ
メントにおいて、極性は変化を受け、その極性状態は、
叙述のように変換される。上述のように、制御されてい
ない極性状態は、極性アイソレータの出力に非所望の時
間及び波長変化極性依存ロスを生じさせる。
の大きな問題は、出力極性の制御がないことである。リ
ングレーザーが、代表的なモジュレータのような極性感
知デバイス用光源として使用されるときには、その光出
力極性は固定、既知方位をもちリニヤでなければならな
い。かかるモジュレータの一例がＬｉＮｂＯ3マッハー
ツェンダー インタフェロメトリック干渉計である。単
一極性ファイバ（ＳＰＦ）または極性維持ファイバ（Ｐ
ＭＦ）は、このような固定極性状態とするために用いる
ことができる。一方、リングレーザーに必要な部品はＳ
ＰＦやＰＭＦのいずれにも利用できず、または製造が実
用的ではない。その結果、リング部は標準単一モードフ
ァイバ（ＳＭＦ）を使用し、極性がファイバ型によって
制御されない（反時計の点Ａから点Ｂへの）リングセグ
メントにおいて、極性は変化を受け、その極性状態は、
叙述のように変換される。上述のように、制御されてい
ない極性状態は、極性アイソレータの出力に非所望の時
間及び波長変化極性依存ロスを生じさせる。
【００２５】極性制御出力は次のように得られる。図２
を参照すると、ＳＭＦのコイル部２０７は、極性補償器
として機能する。コイル部は、コイルのファイバ上に機
械的ストレスを生じさせる。材料中の圧縮力と張力は、
負一軸または正一軸性クスタル特性上の材料取得を可能
とする。この現象は、機械的またはストレス複屈折また
は光学弾性体として当業者に知られている。負または正
一軸結晶のいずれの場合においても、実効的光学軸はス
トレス軸であり、誘起された複屈折はストレスに比例す
る。明らに、ストレスが材料上で均一でないときは、複
屈折や遅延のいずれも伝送波上に生じない。
を参照すると、ＳＭＦのコイル部２０７は、極性補償器
として機能する。コイル部は、コイルのファイバ上に機
械的ストレスを生じさせる。材料中の圧縮力と張力は、
負一軸または正一軸性クスタル特性上の材料取得を可能
とする。この現象は、機械的またはストレス複屈折また
は光学弾性体として当業者に知られている。負または正
一軸結晶のいずれの場合においても、実効的光学軸はス
トレス軸であり、誘起された複屈折はストレスに比例す
る。明らに、ストレスが材料上で均一でないときは、複
屈折や遅延のいずれも伝送波上に生じない。
【００２６】我々の応用では、所望の効果は、この複屈
折により線形極性光の回転を行わせ、信号がリングの種
々の部品を通った後、出力に固定、既知方位をもつ線形
極性を生ぜしめることである。ここで重要なことは、こ
の部分２０７のリング内位置はリングのＳＭＦ部内の如
何なる点でも良く、ドーピングフィルタ部にさえ位置し
ている。点Ｂのこの方位回転は、ＰＤＬ変化性を最小化
すると同様に、極性アイソレータでの極性依存ロスを最
小化する。この点でのＰＤＬは、極性アイソレータの極
性ベクトルと伝送極性ベクトル間の角度の関数である。
点Ｂにおけるリニヤ極性は、ＳＭＦをねじることによ
り、所望の方向に回転され、ＳＭＦのねじり速度に比例
してリニヤベクトルを回転させる。この極性配向は、リ
ング構造内にねじられたファイバを融合することにより
固定される。リング内のＳＭＦファイバの範囲を最小化
することにより、ローバスト及び安定極性条件が点Ｂで
実現され、長時間の安定レーザーパワー出力を生成す
る。種々の部品の不可避の複屈折の補償が同一材料とで
得られるので、複屈折補正は波長依存性がある。その結
果、デバイスは所望の波長範囲、１５２５〜１５７５ｎ
ｍ内で所望の安定極性出力が得られる。
折により線形極性光の回転を行わせ、信号がリングの種
々の部品を通った後、出力に固定、既知方位をもつ線形
極性を生ぜしめることである。ここで重要なことは、こ
の部分２０７のリング内位置はリングのＳＭＦ部内の如
何なる点でも良く、ドーピングフィルタ部にさえ位置し
ている。点Ｂのこの方位回転は、ＰＤＬ変化性を最小化
すると同様に、極性アイソレータでの極性依存ロスを最
小化する。この点でのＰＤＬは、極性アイソレータの極
性ベクトルと伝送極性ベクトル間の角度の関数である。
点Ｂにおけるリニヤ極性は、ＳＭＦをねじることによ
り、所望の方向に回転され、ＳＭＦのねじり速度に比例
してリニヤベクトルを回転させる。この極性配向は、リ
ング構造内にねじられたファイバを融合することにより
固定される。リング内のＳＭＦファイバの範囲を最小化
することにより、ローバスト及び安定極性条件が点Ｂで
実現され、長時間の安定レーザーパワー出力を生成す
る。種々の部品の不可避の複屈折の補償が同一材料とで
得られるので、複屈折補正は波長依存性がある。その結
果、デバイスは所望の波長範囲、１５２５〜１５７５ｎ
ｍ内で所望の安定極性出力が得られる。
【００２７】尚、最終リング構成は、ＰＭＦまたはＳＰ
Ｆのいずれが使用されているかに依存する。リニヤ極性
手段として機能するＳＰＦを使用することにより、極性
手段はアイソレータには必要なく、デバイスの複雑性と
コストを低下せしめる。この好適実施形態例では、ＰＭ
Ｆを利用している。何故ならば、現存するＳＰＦは、良
好な吸光比を達成するため、非所望の曲げ感知性を呈
し、必要とされる以上のファイバ長を必要とするからで
ある。ＰＭＦを用いることにより、リング結合から外れ
た光は特異に制御されたリニヤ極性をもつ。したがっ
て、前述のようなＳＭＦに対する極性効果に関連せず、
リング出力が得られる。かかる光源は、前述した他の応
用と同様に、連続波光源として有用である。
Ｆのいずれが使用されているかに依存する。リニヤ極性
手段として機能するＳＰＦを使用することにより、極性
手段はアイソレータには必要なく、デバイスの複雑性と
コストを低下せしめる。この好適実施形態例では、ＰＭ
Ｆを利用している。何故ならば、現存するＳＰＦは、良
好な吸光比を達成するため、非所望の曲げ感知性を呈
し、必要とされる以上のファイバ長を必要とするからで
ある。ＰＭＦを用いることにより、リング結合から外れ
た光は特異に制御されたリニヤ極性をもつ。したがっ
て、前述のようなＳＭＦに対する極性効果に関連せず、
リング出力が得られる。かかる光源は、前述した他の応
用と同様に、連続波光源として有用である。
【００２８】所望の極性制御調整可能なリングレーザー
が、本明細書で述べている種々の点での極性補償及び制
御を通して得られる。リングレーザーで使用されている
種々の部品をコンパチブル置換できる。かかる変形は当
業者にとっては当然予知できることであり、これらは本
発明の範囲内にある。
が、本明細書で述べている種々の点での極性補償及び制
御を通して得られる。リングレーザーで使用されている
種々の部品をコンパチブル置換できる。かかる変形は当
業者にとっては当然予知できることであり、これらは本
発明の範囲内にある。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように本発明のリングレー
ザーによれば、出力を固定極性状態とするだけでなく、
適切な規定方位に配向することができる。
ザーによれば、出力を固定極性状態とするだけでなく、
適切な規定方位に配向することができる。
【図１】非所望極性をもつリングレーザーの構成図であ
る。
る。
【図２】制御された極性をもつ極性アイソレータを用い
た本発明のリングレーザーの実施形態の構成図である。
た本発明のリングレーザーの実施形態の構成図である。
【図３】一軸結晶の主軸に沿わない入力ベクトル用の極
性状態の代表的な変形を示す図である。
性状態の代表的な変形を示す図である。
１０１ 光学的ポンプ １０２ マルチプレクサ １０３ ゲイン媒体（ファイバ） １０４ 単一モードファイバ １０５ 光学的アイソレータ １０６ 調整素子 １０７ 極性維持カップラ
Claims (2)
- 【請求項１】光学的ポンプ、ゲイン媒体、光学的アイソ
レータ及びマルチプレクサを有するリングレーザーにお
いて、前記リングレーザーの出力光が固定且つ安定状態
の極性であることを特徴とするリングレーザー。 - 【請求項２】光学的ポンプ、ゲイン媒体、光学的アイソ
レータ及びマルチプレクサを有するリングレーザーにお
いて、前記リングレーザーの出力光を、前記リングレー
ザーの光学的素子要素の複屈折を補償することにより、
固定且つ安定状態の極性とすることを特徴とするリング
レーザー。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/347,538 | 1994-11-30 | ||
| US08/347,537 US5588013A (en) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | Polarization controlled tuneable ring laser |
| US08/347,538 US5469455A (en) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | Fiber optic ring laser |
| US08/347,537 | 1994-11-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08228037A true JPH08228037A (ja) | 1996-09-03 |
Family
ID=26995312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7319598A Pending JPH08228037A (ja) | 1994-11-30 | 1995-11-14 | リングレーザー |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0715377A3 (ja) |
| JP (1) | JPH08228037A (ja) |
| KR (1) | KR960020126A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9715289D0 (en) | 1997-07-22 | 1997-09-24 | King S College London | Wavelength measuring system |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5132976A (en) * | 1991-05-28 | 1992-07-21 | At&T Bell Laboratories | Electrically tunable fiber ring laser |
| JP3158716B2 (ja) * | 1992-08-31 | 2001-04-23 | 安藤電気株式会社 | 定偏波を出力するリングレーザ光源 |
-
1995
- 1995-11-07 EP EP95307944A patent/EP0715377A3/en not_active Withdrawn
- 1995-11-14 JP JP7319598A patent/JPH08228037A/ja active Pending
- 1995-11-23 KR KR1019950043114A patent/KR960020126A/ko not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0715377A3 (en) | 1997-09-10 |
| EP0715377A2 (en) | 1996-06-05 |
| KR960020126A (ko) | 1996-06-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20040310 |