JPH10125983A - ドープファイバレーザ - Google Patents
ドープファイバレーザInfo
- Publication number
- JPH10125983A JPH10125983A JP27237696A JP27237696A JPH10125983A JP H10125983 A JPH10125983 A JP H10125983A JP 27237696 A JP27237696 A JP 27237696A JP 27237696 A JP27237696 A JP 27237696A JP H10125983 A JPH10125983 A JP H10125983A
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- Japan
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- laser
- ring resonator
- light
- fiber
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 外部環境の影響を受けることなく安定な光パ
ルスを出力することができるドープファイバレーザを提
供する。 【解決手段】 光リング共振器４にシングルモードレー
ザ発振器１１からのレーザ光を入力した後取出したエラ
ー信号に応じて、光リング共振器４に設けたＰＺＴ９を
駆動して光リング共振器全体の光ファイバ長を調整する
ことにより、モード同期条件の消滅が防止される。これ
により外部環境が変化して光リング共振器４の光ファイ
バの長さが変化しても光リング共振器全体の光ファイバ
長が修正されるので、安定化されたパルス光を出力させ
ることができる。
ルスを出力することができるドープファイバレーザを提
供する。 【解決手段】 光リング共振器４にシングルモードレー
ザ発振器１１からのレーザ光を入力した後取出したエラ
ー信号に応じて、光リング共振器４に設けたＰＺＴ９を
駆動して光リング共振器全体の光ファイバ長を調整する
ことにより、モード同期条件の消滅が防止される。これ
により外部環境が変化して光リング共振器４の光ファイ
バの長さが変化しても光リング共振器全体の光ファイバ
長が修正されるので、安定化されたパルス光を出力させ
ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバに希土
類元素をドープしたドープファイバを用いて光リング共
振器を形成し、この光リング共振器に励起光源からの励
起光を入力してレーザ発振を行うドープファイバレーザ
に関する。
類元素をドープしたドープファイバを用いて光リング共
振器を形成し、この光リング共振器に励起光源からの励
起光を入力してレーザ発振を行うドープファイバレーザ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信、特に超高速光ＴＤＭ（時分割多
重）通信システムにおいてモード同期Ｅｒドープファイ
バレーザが用いられるようなってきた。
重）通信システムにおいてモード同期Ｅｒドープファイ
バレーザが用いられるようなってきた。
【０００３】モード同期Ｅｒドープファイバレーザは、
Ｅｒドープファイバを用いた光リング共振器中に光強度
変調或いは光位相変調を行うための光強度変調器（光位
相変調器）を設けたものであり、励起光源（ポンピング
レーザ）のパワーがしきい値以上になると、Ｅｒドープ
ファイバレーザが発振するようになっている。
Ｅｒドープファイバを用いた光リング共振器中に光強度
変調或いは光位相変調を行うための光強度変調器（光位
相変調器）を設けたものであり、励起光源（ポンピング
レーザ）のパワーがしきい値以上になると、Ｅｒドープ
ファイバレーザが発振するようになっている。
【０００４】ここで、ファイバリング中での光強度変調
器或いは光位相変調器に印加する変調信号の振幅や位相
等を調整することにより、理論的にはＥｒドープファイ
バレーザの出力波形はパルス状になる（モード同期）。
器或いは光位相変調器に印加する変調信号の振幅や位相
等を調整することにより、理論的にはＥｒドープファイ
バレーザの出力波形はパルス状になる（モード同期）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、実際には光フ
ァイバ共振器のファイバリング長Ｌと屈折率ｎとは共に
外部環境の影響を受けて変動し、モード同期条件が消滅
してしまうことがある。そのため、Ｅｒドープファイバ
レーザの出力パルスが不安定になり、ついには光パルス
が消滅してしまうという問題があった。
ァイバ共振器のファイバリング長Ｌと屈折率ｎとは共に
外部環境の影響を受けて変動し、モード同期条件が消滅
してしまうことがある。そのため、Ｅｒドープファイバ
レーザの出力パルスが不安定になり、ついには光パルス
が消滅してしまうという問題があった。
【０００６】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、外部環境の影響を受けることなく安定な光パルスを
出力することができるドープファイバレーザを提供する
ことにある。
し、外部環境の影響を受けることなく安定な光パルスを
出力することができるドープファイバレーザを提供する
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、光ファイバに希土類元素をドープしたドー
プファイバを用いて光リング共振器を形成し、この光リ
ング共振器に双方向から励起光を入力してレーザ発振を
行うドープファイバレーザにおいて、双方向から励起光
を入力するための励起光源側ＷＤＭカプラと、光変調器
と、希土類元素をドープしたドープファイバと、光アイ
ソレータと、周波数安定化されたシングルモードレーザ
光を入力するためのシングルモードレーザ光側ＷＤＭカ
プラと、光ファイバ長を変化させるためのファイバ長変
更手段と、安定化パルス光を出力するためのカプラと
を、リング状に接続して光リング共振器を構成したもの
である。
に本発明は、光ファイバに希土類元素をドープしたドー
プファイバを用いて光リング共振器を形成し、この光リ
ング共振器に双方向から励起光を入力してレーザ発振を
行うドープファイバレーザにおいて、双方向から励起光
を入力するための励起光源側ＷＤＭカプラと、光変調器
と、希土類元素をドープしたドープファイバと、光アイ
ソレータと、周波数安定化されたシングルモードレーザ
光を入力するためのシングルモードレーザ光側ＷＤＭカ
プラと、光ファイバ長を変化させるためのファイバ長変
更手段と、安定化パルス光を出力するためのカプラと
を、リング状に接続して光リング共振器を構成したもの
である。
【０００８】上記構成に加え本発明は、シングルモード
レーザ光を発生するシングルモードレーザ発振器と、シ
ングルモードレーザ発振器のレーザ出力光の位相を変調
する位相変調用ＰＺＴと、位相変調用ＰＺＴに印加する
変調信号を発生する電気信号発生器と、シングルモード
レーザ光側ＷＤＭカプラに位相変調されたレーザ出力光
を入力し、光リング共振器を通過した後取り出されたレ
ーザ光を検波する光検波器と、光検波器及び電気信号発
生器からフィードバック制御用のエラー信号を抽出する
ロックインアンプと、ロックインアンプからのエラー信
号に応じてリング共振器の光ファイバ長を調整すること
によりパルス光を安定化させるためのファイバ長変更手
段とで制御手段を構成してもよい。
レーザ光を発生するシングルモードレーザ発振器と、シ
ングルモードレーザ発振器のレーザ出力光の位相を変調
する位相変調用ＰＺＴと、位相変調用ＰＺＴに印加する
変調信号を発生する電気信号発生器と、シングルモード
レーザ光側ＷＤＭカプラに位相変調されたレーザ出力光
を入力し、光リング共振器を通過した後取り出されたレ
ーザ光を検波する光検波器と、光検波器及び電気信号発
生器からフィードバック制御用のエラー信号を抽出する
ロックインアンプと、ロックインアンプからのエラー信
号に応じてリング共振器の光ファイバ長を調整すること
によりパルス光を安定化させるためのファイバ長変更手
段とで制御手段を構成してもよい。
【０００９】本発明によれば、光リング共振器にシング
ルモードレーザ発振器からのレーザ光を入力した後取出
したエラー信号に応じて、光リング共振器に設けたファ
イバ長変更手段を駆動して光リング共振器の光ファイバ
長を調整することにより、モード同期条件の喪失が防止
される。これにより外部環境が変化してリング共振器の
光ファイバの長さが変化しても光リング共振器の光ファ
イバ長が修正されるので、安定化されたパルス光を出力
させることができる。
ルモードレーザ発振器からのレーザ光を入力した後取出
したエラー信号に応じて、光リング共振器に設けたファ
イバ長変更手段を駆動して光リング共振器の光ファイバ
長を調整することにより、モード同期条件の喪失が防止
される。これにより外部環境が変化してリング共振器の
光ファイバの長さが変化しても光リング共振器の光ファ
イバ長が修正されるので、安定化されたパルス光を出力
させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。
図面に基づいて詳述する。
【００１１】図１は本発明のドープファイバレーザのブ
ロック図である。
ロック図である。
【００１２】二つの励起光源（例えば波長１．４８μ
ｍ）１，２が励起光源側ＷＤＭカプラ（分布結合形合・
分波器、例えば１．４８：１．５５）３を介して光リン
グ共振器４に接続されている。光リング共振器４は、励
起光源側ＷＤＭカプラ３と、光変調器（光強度変調器或
いは光位相変調器）５と、ＥｒがドープされたＥｒドー
プファイバ６と、単一方向にレーザ発振させるためのア
イソレータ７と、周波数安定化されたシングルモードレ
ーザ光を入力するためのシングルモードレーザ光側ＷＤ
Ｍカプラ８と、ファイバ長変更手段としてのＰＺＴ（ジ
ルコンチタン酸鉛）９と、安定化パルス光を出力するた
めのカプラ１０とがリング状に接続されたものである。
ｍ）１，２が励起光源側ＷＤＭカプラ（分布結合形合・
分波器、例えば１．４８：１．５５）３を介して光リン
グ共振器４に接続されている。光リング共振器４は、励
起光源側ＷＤＭカプラ３と、光変調器（光強度変調器或
いは光位相変調器）５と、ＥｒがドープされたＥｒドー
プファイバ６と、単一方向にレーザ発振させるためのア
イソレータ７と、周波数安定化されたシングルモードレ
ーザ光を入力するためのシングルモードレーザ光側ＷＤ
Ｍカプラ８と、ファイバ長変更手段としてのＰＺＴ（ジ
ルコンチタン酸鉛）９と、安定化パルス光を出力するた
めのカプラ１０とがリング状に接続されたものである。
【００１３】ここで、ＰＺＴ９は、例えばジルコンチタ
ン酸鉛からなる円筒に光ファイバを巻き付けると共に発
熱体を取り付けたものであり、発熱体の温度変化により
円筒の径が変化し、その結果光ファイバの長さが変化す
るようになっている。
ン酸鉛からなる円筒に光ファイバを巻き付けると共に発
熱体を取り付けたものであり、発熱体の温度変化により
円筒の径が変化し、その結果光ファイバの長さが変化す
るようになっている。
【００１４】１１はシングルモードレーザ発振器（例え
ば波長１．５５μｍ付近のＨｅ−Ｎｅレーザ）であり、
１２は変調信号（周波数ωｍ）を発生する電気信号発生
器である。シングルモードレーザ発振器１１の出力端は
位相変調用ＰＺＴ１３の光ファイバ（図示せず）に接続
されている。位相変調用ＰＺＴ１３の出力端はシングル
モードレーザ光側ＷＤＭカプラ８の入力端８ａに接続さ
れている。シングルモードレーザ光側ＷＤＭカプラ８の
出力端８ｂには、光リング共振器４を伝搬したレーザ光
を検波するための光検波器１４が接続されている。電気
信号発生器１２及び光検波器１４の出力端は、フィード
バック制御用のエラー信号を抽出するためのロックイン
アンプ(lock-in amplifier）１５に接続され、ロックイ
ンアンプ１５の出力端はＰＺＴ９に接続されている。Ｐ
ＺＴ９はロックインアンプ１５からのエラー信号に応じ
てＰＺＴ９自体のファイバ長を調整することにより、光
リング共振器４全体の光ファイバ長を調整するようにな
っている。これらＰＺＴ９、シングルモードレーザ発振
器１１、電気信号発生器１２、位相変調用ＰＺＴ１３、
光検波器１４及びロックインアンプ１５で制御手段１６
が構成されている。
ば波長１．５５μｍ付近のＨｅ−Ｎｅレーザ）であり、
１２は変調信号（周波数ωｍ）を発生する電気信号発生
器である。シングルモードレーザ発振器１１の出力端は
位相変調用ＰＺＴ１３の光ファイバ（図示せず）に接続
されている。位相変調用ＰＺＴ１３の出力端はシングル
モードレーザ光側ＷＤＭカプラ８の入力端８ａに接続さ
れている。シングルモードレーザ光側ＷＤＭカプラ８の
出力端８ｂには、光リング共振器４を伝搬したレーザ光
を検波するための光検波器１４が接続されている。電気
信号発生器１２及び光検波器１４の出力端は、フィード
バック制御用のエラー信号を抽出するためのロックイン
アンプ(lock-in amplifier）１５に接続され、ロックイ
ンアンプ１５の出力端はＰＺＴ９に接続されている。Ｐ
ＺＴ９はロックインアンプ１５からのエラー信号に応じ
てＰＺＴ９自体のファイバ長を調整することにより、光
リング共振器４全体の光ファイバ長を調整するようにな
っている。これらＰＺＴ９、シングルモードレーザ発振
器１１、電気信号発生器１２、位相変調用ＰＺＴ１３、
光検波器１４及びロックインアンプ１５で制御手段１６
が構成されている。
【００１５】ここで、ドープファイバレーザの出力光を
パルス化するためには、モード同期させることが必要で
ある。光リング共振器４中に光変調器５を有するドープ
ファイバレーザをモード同期させるには、光変調器５に
印加した変調信号と光リング共振器４のファイバリング
の長さとが数式（１）を満足すればよい。
パルス化するためには、モード同期させることが必要で
ある。光リング共振器４中に光変調器５を有するドープ
ファイバレーザをモード同期させるには、光変調器５に
印加した変調信号と光リング共振器４のファイバリング
の長さとが数式（１）を満足すればよい。
【００１６】 ωτ＝２ｎπ、ｎ＝１，２，３，… …（１） 但し、ωは光変調器５に印加される変調信号の周波数、
τは光ファイバリング内の光の伝搬時間（τ＝Ｌ／（ｎ
ｃ））、Ｌはファイバリングの光ファイバ長、ｎはファ
イバリングの屈折率、ｃは自由空間の光の伝搬速度であ
る。
τは光ファイバリング内の光の伝搬時間（τ＝Ｌ／（ｎ
ｃ））、Ｌはファイバリングの光ファイバ長、ｎはファ
イバリングの屈折率、ｃは自由空間の光の伝搬速度であ
る。
【００１７】ところで、光ファイバ長Ｌと屈折率ｎとは
共に外部環境の温度の変化により変動するので、上記の
モード同期条件は容易に消滅しやすい。
共に外部環境の温度の変化により変動するので、上記の
モード同期条件は容易に消滅しやすい。
【００１８】そこで、本発明のドープファイバレーザ
は、Ｅｒドープファイバを用いたドープファイバレーザ
の出力パルスを安定化するため、光−エレクロトニクス
フィードバックを用いて安定させるものである。
は、Ｅｒドープファイバを用いたドープファイバレーザ
の出力パルスを安定化するため、光−エレクロトニクス
フィードバックを用いて安定させるものである。
【００１９】ドープファイバレーザが作動すると、波長
λのシングルモードレーザ発振器１１から出力されたレ
ーザ光が、位相変調用ＰＺＴ１３によって周波数ωｍの
電気信号で位相変調される。位相変調されたレーザ光は
シングルモードレーザ光側ＷＤＭカプラ８を介して光リ
ング共振器４のＥｒドープファイバ６に入力される。光
リング共振器４内で共振した波長λの光変調信号がシン
グルモードレーザ光側ＷＤＭカプラ８の出力端８ｂから
光検波器１４に入力される。光検波器１４から出力され
た電気信号と、電気信号発生器１２からの電気信号とが
ロックイン−アンプ１５に入力される。ロックイン−ア
ンプ１５からフィードバック制御用のエラー信号が発生
する。エラー信号がＰＺＴ９に入力されると、ＰＺＴ９
はエラー信号に応じて光ファイバの長さが変化し、光リ
ング共振器４の光ファイバ長全体が変化する。この結
果、シングルモードレーザ光の発振波長が光リング共振
器４の共振点と一致する。
λのシングルモードレーザ発振器１１から出力されたレ
ーザ光が、位相変調用ＰＺＴ１３によって周波数ωｍの
電気信号で位相変調される。位相変調されたレーザ光は
シングルモードレーザ光側ＷＤＭカプラ８を介して光リ
ング共振器４のＥｒドープファイバ６に入力される。光
リング共振器４内で共振した波長λの光変調信号がシン
グルモードレーザ光側ＷＤＭカプラ８の出力端８ｂから
光検波器１４に入力される。光検波器１４から出力され
た電気信号と、電気信号発生器１２からの電気信号とが
ロックイン−アンプ１５に入力される。ロックイン−ア
ンプ１５からフィードバック制御用のエラー信号が発生
する。エラー信号がＰＺＴ９に入力されると、ＰＺＴ９
はエラー信号に応じて光ファイバの長さが変化し、光リ
ング共振器４の光ファイバ長全体が変化する。この結
果、シングルモードレーザ光の発振波長が光リング共振
器４の共振点と一致する。
【００２０】以上において、シングルモードレーザ発振
器１１から出力されるレーザ光は安定な単一周波数レー
ザであるため、Ｅｒドープファイバ６を有する光リング
共振器４にフィードバックをかける時、光リング共振器
全体の光ファイバ長を一定にすることができる。従っ
て、安定化パルス光を出力することができるドープファ
イバレーザを実現することができる。このドープファイ
バレーザは、高速ＴＤＭ光通信システムに応用すること
ができる。
器１１から出力されるレーザ光は安定な単一周波数レー
ザであるため、Ｅｒドープファイバ６を有する光リング
共振器４にフィードバックをかける時、光リング共振器
全体の光ファイバ長を一定にすることができる。従っ
て、安定化パルス光を出力することができるドープファ
イバレーザを実現することができる。このドープファイ
バレーザは、高速ＴＤＭ光通信システムに応用すること
ができる。
【００２１】尚、本実施の形態では励起光源１，２の波
長が１．４８μｍで説明したが、これに限定されるもの
ではなく励起光源１，２の波長が０．９８μｍであって
もよい。また、シングルモードレーザ発振器１１は１．
５５μｍ付近のＨｅ−Ｎｅレーザに限定されず、１．３
μｍのＹＡＧレーザであってもよい。さらにドープファ
イバとしてＥｒドープファイバ６を用いたが、他の希土
類元素がドープされたファイバを用いてもよい。
長が１．４８μｍで説明したが、これに限定されるもの
ではなく励起光源１，２の波長が０．９８μｍであって
もよい。また、シングルモードレーザ発振器１１は１．
５５μｍ付近のＨｅ−Ｎｅレーザに限定されず、１．３
μｍのＹＡＧレーザであってもよい。さらにドープファ
イバとしてＥｒドープファイバ６を用いたが、他の希土
類元素がドープされたファイバを用いてもよい。
【００２２】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００２３】光リング共振器に設けたファイバ長変更手
段を駆動して光リング共振器全体の光ファイバ長を調整
することにより、外部環境の影響を受けることなく安定
な光パルスを出力することができるドープファイバレー
ザの提供を実現することができる。
段を駆動して光リング共振器全体の光ファイバ長を調整
することにより、外部環境の影響を受けることなく安定
な光パルスを出力することができるドープファイバレー
ザの提供を実現することができる。
【図１】本発明のドープファイバレーザのブロック図で
ある。
ある。
１，２ 励起光源 ３ 励起光源側ＷＤＭカプラ ４ 光リング共振器 ５ 光変調器 ６ ドープファイバ（Ｅｒドープファイバ） ７ アイソレータ ８ シングルモードレーザ光側ＷＤＭカプラ ９ ファイバ長変更手段（ＰＺＴ） １０ カプラ １１ シングルモードレーザ発振器 １２ 電気信号発生器 １３ 位相変調用ＰＺＴ １４ 光検波器 １５ ロックインアンプ １６ 制御手段
Claims (2)
- 【請求項１】 光ファイバに希土類元素をドープしたド
ープファイバを用いて光リング共振器を形成し、この光
リング共振器に双方向から励起光を入力してレーザ発振
を行うドープファイバレーザにおいて、双方向から励起
光を入力するための励起光源側ＷＤＭカプラと、光変調
器と、希土類元素をドープしたドープファイバと、光ア
イソレータと、周波数安定化されたシングルモードレー
ザ光を入力するためのシングルモードレーザ光側ＷＤＭ
カプラと、光ファイバ長を変化させるためのファイバ長
変更手段と、安定化パルス光を出力するためのカプラと
を、リング状に接続して光リング共振器を構成したこと
を特徴とするドープファイバレーザ。 - 【請求項２】 シングルモードレーザ光を発生するシン
グルモードレーザ発振器と、該シングルモードレーザ発
振器のレーザ出力光の位相を変調する位相変調用ＰＺＴ
と、該位相変調用ＰＺＴに印加する変調信号を発生する
電気信号発生器と、上記シングルモードレーザ光側ＷＤ
Ｍカプラに位相変調されたレーザ出力光を入力し、上記
光リング共振器を通過した後取り出されたレーザ光を検
波する光検波器と、該光検波器及び上記電気信号発生器
からフィードバック制御用のエラー信号を抽出するロッ
クインアンプと、該ロックインアンプからのエラー信号
に応じて上記リング共振器の光ファイバ長を調整するこ
とによりパルス光を安定化させるためのファイバ長変更
手段とで制御手段を構成した請求項１に記載のドープフ
ァイバレーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27237696A JPH10125983A (ja) | 1996-10-15 | 1996-10-15 | ドープファイバレーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27237696A JPH10125983A (ja) | 1996-10-15 | 1996-10-15 | ドープファイバレーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10125983A true JPH10125983A (ja) | 1998-05-15 |
Family
ID=17513033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27237696A Pending JPH10125983A (ja) | 1996-10-15 | 1996-10-15 | ドープファイバレーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10125983A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9564732B2 (en) | 2013-03-25 | 2017-02-07 | Inter-University Research Institute Corporation High Energy Accelerator Research Organization | Optical resonator system |
-
1996
- 1996-10-15 JP JP27237696A patent/JPH10125983A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9564732B2 (en) | 2013-03-25 | 2017-02-07 | Inter-University Research Institute Corporation High Energy Accelerator Research Organization | Optical resonator system |
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