JPH11223744A - 改善された希土類でドーピングした光ファイバ・レーザを含む物品 - Google Patents
改善された希土類でドーピングした光ファイバ・レーザを含む物品Info
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- JPH11223744A JPH11223744A JP10328723A JP32872398A JPH11223744A JP H11223744 A JPH11223744 A JP H11223744A JP 10328723 A JP10328723 A JP 10328723A JP 32872398 A JP32872398 A JP 32872398A JP H11223744 A JPH11223744 A JP H11223744A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、改善された希土類でドーピングし
た光ファイバ・レーザを含む物品を提供することにあ
る。 【解決手段】 少なくとも一部の希土類でドーピングし
た光ファイバ・レーザは、自励パルス発振又は比較的高
いノイズあるいその両方に晒されている。我々は、ファ
イバ・レーザの空洞共振器の長さが、一般的に、長さが
Λの希土類がない従来の（単一モードの）伝送ファイバ
を空洞共振器に設けると、増加する場合に、前述の欠点
が解決できることに気づいた。ここで、Λ＞０．３Ｌで
あり、Ｌはレーザの有効空洞共振器長である。
た光ファイバ・レーザを含む物品を提供することにあ
る。 【解決手段】 少なくとも一部の希土類でドーピングし
た光ファイバ・レーザは、自励パルス発振又は比較的高
いノイズあるいその両方に晒されている。我々は、ファ
イバ・レーザの空洞共振器の長さが、一般的に、長さが
Λの希土類がない従来の（単一モードの）伝送ファイバ
を空洞共振器に設けると、増加する場合に、前述の欠点
が解決できることに気づいた。ここで、Λ＞０．３Ｌで
あり、Ｌはレーザの有効空洞共振器長である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本出願は、希土類（ＲＥ）でドー
ピングした光ファイバ・レーザ、特に、このようなレー
ザを含む物品（例えば、光ファイバ通信システム）に関
する。
ピングした光ファイバ・レーザ、特に、このようなレー
ザを含む物品（例えば、光ファイバ通信システム）に関
する。
【０００２】
【従来技術】希土類でドーピングした光ファイバ・レー
ザは、周知の技術であり、例えば、光ファイバ増幅器又
はレーザ・プリンタの励起源のように、重要な部分に数
多く用いられる可能性を秘めている。周知の希土類でド
ーピングしたファイバ・レーザとして、クラッディング
励起ファイバ・レーザ（ＣＰＦＬ）がある。例えば、米
国特許第４，８１５，０７９号を参照。
ザは、周知の技術であり、例えば、光ファイバ増幅器又
はレーザ・プリンタの励起源のように、重要な部分に数
多く用いられる可能性を秘めている。周知の希土類でド
ーピングしたファイバ・レーザとして、クラッディング
励起ファイバ・レーザ（ＣＰＦＬ）がある。例えば、米
国特許第４，８１５，０７９号を参照。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このようなクラッディ
ング励起ファイバ・レーザは非常に有用になる可能性を
秘めているが、少なくとも一部のレーザには、レーザが
信頼して利用できるようになる前に解決する必要がある
問題があることに、我々は気づいた。特に、イッテルビ
ウムでドーピングしたＣＰＦＬのレーザ波長にランダム
な自励パルス発振が存在し、これらのレーザで比較的高
い値のノイズになることに気づいた。図７はこの問題を
示す。それは、通常のイッテルビウムでドーピングした
ＣＰＦＬの出力が入射する光検出器の時間の関数とし
て、正規化した電圧出力を示している。
ング励起ファイバ・レーザは非常に有用になる可能性を
秘めているが、少なくとも一部のレーザには、レーザが
信頼して利用できるようになる前に解決する必要がある
問題があることに、我々は気づいた。特に、イッテルビ
ウムでドーピングしたＣＰＦＬのレーザ波長にランダム
な自励パルス発振が存在し、これらのレーザで比較的高
い値のノイズになることに気づいた。図７はこの問題を
示す。それは、通常のイッテルビウムでドーピングした
ＣＰＦＬの出力が入射する光検出器の時間の関数とし
て、正規化した電圧出力を示している。
【０００４】このようなパルス発振は好ましいことでな
い。なぜならば、例えば、これは、好ましくない信号変
調を導き、励起レーザ・ダイオード又は下流側の光学的
要素あるいその両方を損ねる恐れがあるからである。そ
のうえ、このパルス発振が提供するノイズは、例えば、
特に安定した電源を必要とするプリンタ・マーケットに
おける適用事例において、レーザを無用なものにしてし
まう。パルス発振の問題は、イッテルビウムでドーピン
グしたＣＰＦＬに限られるわけでなく、他の希土類でド
ーピングした光ファイバ・レーザにも発生する。
い。なぜならば、例えば、これは、好ましくない信号変
調を導き、励起レーザ・ダイオード又は下流側の光学的
要素あるいその両方を損ねる恐れがあるからである。そ
のうえ、このパルス発振が提供するノイズは、例えば、
特に安定した電源を必要とするプリンタ・マーケットに
おける適用事例において、レーザを無用なものにしてし
まう。パルス発振の問題は、イッテルビウムでドーピン
グしたＣＰＦＬに限られるわけでなく、他の希土類でド
ーピングした光ファイバ・レーザにも発生する。
【０００５】自励パルス発振と高いノイズ値とに潜在す
る問題に鑑みて、希土類でドーピングした光ファイバ・
レーザにおいて、自励パルス発振と高いノイズとを阻止
できる単純な手段を実現できることが特に望まれると思
われる。本出願は、このような手段を開示するものであ
る。
る問題に鑑みて、希土類でドーピングした光ファイバ・
レーザにおいて、自励パルス発振と高いノイズとを阻止
できる単純な手段を実現できることが特に望まれると思
われる。本出願は、このような手段を開示するものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】図７に示すタイプの希土
類でドーピングしたファイバ・レーザの自励パルス発振
は、緩和発振や飽和吸収作用や励起ダイオードの変動を
含めた、種々の機構的要因に起因して生じる。発振又は
ノイズあるいその両方の原因になる基本的な機構要素に
もかかわらず、これらの欠点は、希土類でドーピングし
たファイバ・レーザの構造を単純に変えると、容易に解
決できることに我々は気づいた。変更方法としては、あ
る長さの希土類でない従来の単一モードのファイバ・レ
ーザを、レーザ空洞共振器に、通常は空洞共振器の出力
端に加えて、レーザ空洞共振器の長さを延長することで
ある。希土類でない従来の単一モードのファイバの長さ
は、レーザ空洞共振器において、空洞共振器の有効長Ｌ
の３０％より一般的に長い。空洞共振器の有効長は、空
洞共振器を形成する２つのブラッグ反射器間の有効空間
として、従来のように定められている。
類でドーピングしたファイバ・レーザの自励パルス発振
は、緩和発振や飽和吸収作用や励起ダイオードの変動を
含めた、種々の機構的要因に起因して生じる。発振又は
ノイズあるいその両方の原因になる基本的な機構要素に
もかかわらず、これらの欠点は、希土類でドーピングし
たファイバ・レーザの構造を単純に変えると、容易に解
決できることに我々は気づいた。変更方法としては、あ
る長さの希土類でない従来の単一モードのファイバ・レ
ーザを、レーザ空洞共振器に、通常は空洞共振器の出力
端に加えて、レーザ空洞共振器の長さを延長することで
ある。希土類でない従来の単一モードのファイバの長さ
は、レーザ空洞共振器において、空洞共振器の有効長Ｌ
の３０％より一般的に長い。空洞共振器の有効長は、空
洞共振器を形成する２つのブラッグ反射器間の有効空間
として、従来のように定められている。
【０００７】特に、本発明は、光ファイバ伝送通路を具
備する装置（例えば、光ファイバ通信システム又は光フ
ァイバ・レーザ）であって、ある長さの希土類（ＲＥ）
でドーピングした光ファイバと、希土類でドーピングし
た光ファイバに励起放射源から励起放射を提供する手段
と、希土類でドーピングした光ファイバからレーザ出力
放射を受信する希土類でない単一モードの光ファイバと
を搭載する、前述の装置で実現される。光ファイバ伝送
通路は、高反射率の第１の反射器と低反射率の第２の反
射器（一般的に従来の回線内屈折率ブラッグ反射器）を
更に具備し、反射器は、反射器間の光ファイバ伝送通路
がある長さの希土類でドーピングした光ファイバの少な
くとも一部（一般的に全て）を具備するように、光ファ
イバ伝送通路に設けてあり、反射器が有効長Ｌのレーザ
空洞共振器を形成している。
備する装置（例えば、光ファイバ通信システム又は光フ
ァイバ・レーザ）であって、ある長さの希土類（ＲＥ）
でドーピングした光ファイバと、希土類でドーピングし
た光ファイバに励起放射源から励起放射を提供する手段
と、希土類でドーピングした光ファイバからレーザ出力
放射を受信する希土類でない単一モードの光ファイバと
を搭載する、前述の装置で実現される。光ファイバ伝送
通路は、高反射率の第１の反射器と低反射率の第２の反
射器（一般的に従来の回線内屈折率ブラッグ反射器）を
更に具備し、反射器は、反射器間の光ファイバ伝送通路
がある長さの希土類でドーピングした光ファイバの少な
くとも一部（一般的に全て）を具備するように、光ファ
イバ伝送通路に設けてあり、反射器が有効長Ｌのレーザ
空洞共振器を形成している。
【０００８】レーザ空洞共振器は、前述の希土類でドー
ピングした光ファイバと第２の反射器との間に一般的に
設けた、長さがΛの前述の希土類でない単一モードの光
ファイバを具備し、Λ＞０．３Ｌ、好ましくは、＞０．
５Ｌであることが重要である。
ピングした光ファイバと第２の反射器との間に一般的に
設けた、長さがΛの前述の希土類でない単一モードの光
ファイバを具備し、Λ＞０．３Ｌ、好ましくは、＞０．
５Ｌであることが重要である。
【０００９】希土類でドーピングした光ファイバ以外の
全ての前述したファイバには希土類の原子が本質的に存
在しない、すなわち、それらは希土類の原子で意図的に
ドーピングされていない。このようなファイバが“希土
類なし”ファイバと呼ばれる。
全ての前述したファイバには希土類の原子が本質的に存
在しない、すなわち、それらは希土類の原子で意図的に
ドーピングされていない。このようなファイバが“希土
類なし”ファイバと呼ばれる。
【００１０】前述の“希土類でドーピングした光ファイ
バに励起放射源から励起放射を提供する手段”は、例え
ば、図４に示すような“コアのない”ファイバを搭載す
るか、又は光ファイバに反射特性を示すことができて、
この特性はファイバの下流側の軸方向に横方向の入射励
起放射を呈するように選択できる。このような手段は周
知の従来技術である。希土類でドーピングしたファイバ
に励起放射を提供する後者の手法は“側面結合”と一般
的に呼ばれている。
バに励起放射源から励起放射を提供する手段”は、例え
ば、図４に示すような“コアのない”ファイバを搭載す
るか、又は光ファイバに反射特性を示すことができて、
この特性はファイバの下流側の軸方向に横方向の入射励
起放射を呈するように選択できる。このような手段は周
知の従来技術である。希土類でドーピングしたファイバ
に励起放射を提供する後者の手法は“側面結合”と一般
的に呼ばれている。
【００１１】
【実施例】ＣＰＦＬについて、特に、イッテルビウムで
ドーピングしたＣＰＦＬについて次に説明する。これ
は、イッテルビウムでドーピングしたＣＰＦＬに本発明
を限定することを意味していない。
ドーピングしたＣＰＦＬについて次に説明する。これ
は、イッテルビウムでドーピングしたＣＰＦＬに本発明
を限定することを意味していない。
【００１２】図１は、代表的な従来技術のイッテルビウ
ムでドーピングしたＣＰＦＬ １０を示す。参照番号１
１は、励起レーザ、通常は市販の半導体ダイオード・ア
レイを示す。励起レーザ出力（通常は９１５ｎｍの波
長）が、“コアのない”ファイバ１３に結合されて、多
重モード・ファイバ１６に進む。“コアのない”ファイ
バは、ポリマー・コーテング１５で囲われた均一な屈折
率のガラス・ファイバ（直径が通常１２５μｍ）を具備
する周知の細長い（通常は４〜５ｍ）部材である。多重
モード・ファイバ１６は、通常は１〜２ｍの長さであ
り、シリカ・クラッディング１７１（直径が通常１２５
μｍ又は２００μｍ）で囲われたゲルマニウムでドーピ
ングしたコア領域１７（直径が通常５．４μｍ）とポリ
マー・コーテング１８とを備えている。多重モード・フ
ァイバのゲルマニウム含有コアに、高反射率（通常は、
レーザ波長、例えば、１０６４ｎｍで、９８％を越え
る）グレーティング１９が設定される。このようなグレ
ーティングを“設定”する技術は周知の技術である。
ムでドーピングしたＣＰＦＬ １０を示す。参照番号１
１は、励起レーザ、通常は市販の半導体ダイオード・ア
レイを示す。励起レーザ出力（通常は９１５ｎｍの波
長）が、“コアのない”ファイバ１３に結合されて、多
重モード・ファイバ１６に進む。“コアのない”ファイ
バは、ポリマー・コーテング１５で囲われた均一な屈折
率のガラス・ファイバ（直径が通常１２５μｍ）を具備
する周知の細長い（通常は４〜５ｍ）部材である。多重
モード・ファイバ１６は、通常は１〜２ｍの長さであ
り、シリカ・クラッディング１７１（直径が通常１２５
μｍ又は２００μｍ）で囲われたゲルマニウムでドーピ
ングしたコア領域１７（直径が通常５．４μｍ）とポリ
マー・コーテング１８とを備えている。多重モード・フ
ァイバのゲルマニウム含有コアに、高反射率（通常は、
レーザ波長、例えば、１０６４ｎｍで、９８％を越え
る）グレーティング１９が設定される。このようなグレ
ーティングを“設定”する技術は周知の技術である。
【００１３】励起レーザ１１からの放射が、多重モード
・ファイバ１６を経由して、通常は長さ１２ｍのイッテ
ルビウムでドーピングしたクラッディング励起ファイバ
２０に伝わる。ファイバは、単一モード・コア２１（通
常は周知の方式でゲルマニウムやリンやアルミニウムで
ドーピングしたもの）を具備し、更にイッテルビウムで
ドーピング処理される（内部クラッディング２２の屈折
率は、コアより低いが、ポリマー外部クラッディング２
３より高い。このような“二重クラッド”ファイバは周
知の技術である）。通常は、内部クラッディングの断面
は星形（例えば、１９９５年１１月２２日に提出した特
許出願０８／５６１，６８２号の継続出願である、１９
９７年５月１５日に提出した米国特許出願０８／８５
６，７０８号を参照）であり、直径が約１２５又は２０
０μｍである。コア２１におけるイッテルビウムによる
９１５ｎｍの励起光の吸収は、周知の方式で、例えば、
１０６４ｎｍの単一モード・レーザ放射の放出を導き、
その放射が単一モード・ファイバ２４を伝搬することに
なる。ファイバは、従来のゲルマニウムでドーピングし
たコア２７とクラッディング２６とポリマー・コーティ
ング２５とを備えている。ファイバのゲルマニウム含有
コアに、低反射率（例えば、〜８％）のグレーティング
２８が周知の方式で設定されている。
・ファイバ１６を経由して、通常は長さ１２ｍのイッテ
ルビウムでドーピングしたクラッディング励起ファイバ
２０に伝わる。ファイバは、単一モード・コア２１（通
常は周知の方式でゲルマニウムやリンやアルミニウムで
ドーピングしたもの）を具備し、更にイッテルビウムで
ドーピング処理される（内部クラッディング２２の屈折
率は、コアより低いが、ポリマー外部クラッディング２
３より高い。このような“二重クラッド”ファイバは周
知の技術である）。通常は、内部クラッディングの断面
は星形（例えば、１９９５年１１月２２日に提出した特
許出願０８／５６１，６８２号の継続出願である、１９
９７年５月１５日に提出した米国特許出願０８／８５
６，７０８号を参照）であり、直径が約１２５又は２０
０μｍである。コア２１におけるイッテルビウムによる
９１５ｎｍの励起光の吸収は、周知の方式で、例えば、
１０６４ｎｍの単一モード・レーザ放射の放出を導き、
その放射が単一モード・ファイバ２４を伝搬することに
なる。ファイバは、従来のゲルマニウムでドーピングし
たコア２７とクラッディング２６とポリマー・コーティ
ング２５とを備えている。ファイバのゲルマニウム含有
コアに、低反射率（例えば、〜８％）のグレーティング
２８が周知の方式で設定されている。
【００１４】ブラッグ・グレーティング１９と２８が、
有効長Ｌ、通常は約１６ｍのレーザ空洞共振器を形成す
る。空洞共振器は、一般的に、希土類でドーピングした
ファイバ２０より、ごく僅かに（例えば、５０％以下）
長い。なぜならば、グレーティング１９と２８は、希土
類でドーピングしたファイバの各々末端に、従来と同様
に均一に接近しているからである。低い反射率のグレー
ティング２８のためにレーザ空洞共振器に反射して戻ら
ないレーザ放射２９は、単一モード・ファイバ２４の下
流側を伝搬するので、例えば、増幅器の励起に使用でき
る。図１のＣＰＦＬの別のファイバは、周知の方式で分
割して接合している。前述のレーザは、自励パルス発振
又は高ノイズあるいその両方にしばしば晒される。
有効長Ｌ、通常は約１６ｍのレーザ空洞共振器を形成す
る。空洞共振器は、一般的に、希土類でドーピングした
ファイバ２０より、ごく僅かに（例えば、５０％以下）
長い。なぜならば、グレーティング１９と２８は、希土
類でドーピングしたファイバの各々末端に、従来と同様
に均一に接近しているからである。低い反射率のグレー
ティング２８のためにレーザ空洞共振器に反射して戻ら
ないレーザ放射２９は、単一モード・ファイバ２４の下
流側を伝搬するので、例えば、増幅器の励起に使用でき
る。図１のＣＰＦＬの別のファイバは、周知の方式で分
割して接合している。前述のレーザは、自励パルス発振
又は高ノイズあるいその両方にしばしば晒される。
【００１５】希土類でドーピングしたファイバ・レーザ
に関する我々の理論的分析によれば、レーザ空洞共振器
に光子が存在する時間が増加すると、自励パルス発振と
ノイズの可能性が低減するらしいことが分かった。
に関する我々の理論的分析によれば、レーザ空洞共振器
に光子が存在する時間が増加すると、自励パルス発振と
ノイズの可能性が低減するらしいことが分かった。
【００１６】光子存在時間τC は理論的に幾つかの異な
る状態で増加すると考えられるが、その最も単純なもの
は低反射率のブラッグ・グレーティング（出力結合器と
も呼ぶ）の反射率を恐らく増加させることであり、我々
は、出力結合器の反射率を増加してτC を増加しても、
推定とは逆に、パルス発振とノイズをそれほど減少させ
ず（レーザ・パワーを少し減少させる）、空洞共振器の
長さを増加してτC を増加すと、それほどレーザ・パワ
ーを損ねずに、パルス発振とノイズとを大幅に減少でき
ることに気づいた。
る状態で増加すると考えられるが、その最も単純なもの
は低反射率のブラッグ・グレーティング（出力結合器と
も呼ぶ）の反射率を恐らく増加させることであり、我々
は、出力結合器の反射率を増加してτC を増加しても、
推定とは逆に、パルス発振とノイズをそれほど減少させ
ず（レーザ・パワーを少し減少させる）、空洞共振器の
長さを増加してτC を増加すと、それほどレーザ・パワ
ーを損ねずに、パルス発振とノイズとを大幅に減少でき
ることに気づいた。
【００１７】図２と３図は、レーザ出力パワーと励起レ
ーザの駆動電流に関するデータを示す。設定方式は図１
に示したものと実質的に同じだった。１６ｍの長さのク
ラッディング励起ファイバが、イッテルビウムでドーピ
ング処理してあり、イッテルビウムでドーピングしたコ
アで９１５ｎｍの励起光の０．５３ｄＢ／ｍの吸収だっ
た。上流側のブラッグ反射器は、レーザ波長（１０７４
ｎｍ）で本質的に１００％の反射率を備えていた。図２
と図３は、各々、出力結合器の８．５％と２０％との反
射率に関するデータを示す。陰のついた部分は、ＣＰＦ
Ｌのパルス発振が発生した状態を表している。データか
ら分かるように、出力結合器の反射率を増加してτC を
増加することは全体的に効果的でない。更に、反射率を
８．５％から２０％に増加すると（τC が７８ｎｓから
１２０ｎｓに増加する結果になった）、レーザの出力パ
ワーが０．３ｄＢだけ下がる結果になった。従って、出
力結合器の反射率を増加してτC を増加することは、自
励パルス発振を低減してノイズを減少させるうえで好ま
しい方式でない。
ーザの駆動電流に関するデータを示す。設定方式は図１
に示したものと実質的に同じだった。１６ｍの長さのク
ラッディング励起ファイバが、イッテルビウムでドーピ
ング処理してあり、イッテルビウムでドーピングしたコ
アで９１５ｎｍの励起光の０．５３ｄＢ／ｍの吸収だっ
た。上流側のブラッグ反射器は、レーザ波長（１０７４
ｎｍ）で本質的に１００％の反射率を備えていた。図２
と図３は、各々、出力結合器の８．５％と２０％との反
射率に関するデータを示す。陰のついた部分は、ＣＰＦ
Ｌのパルス発振が発生した状態を表している。データか
ら分かるように、出力結合器の反射率を増加してτC を
増加することは全体的に効果的でない。更に、反射率を
８．５％から２０％に増加すると（τC が７８ｎｓから
１２０ｎｓに増加する結果になった）、レーザの出力パ
ワーが０．３ｄＢだけ下がる結果になった。従って、出
力結合器の反射率を増加してτC を増加することは、自
励パルス発振を低減してノイズを減少させるうえで好ま
しい方式でない。
【００１８】τC を増加する好ましいオプションは、レ
ーザ空洞共振器の長さを増加することである。理論的
に、空洞共振器の長さは希土類でドーピングしたファイ
バの長さを増加すると増加できるが、これは好ましい手
法でない。希土類でドーピングしたファイバの長さは、
レーザ空洞共振器を最適化するうえで重要なパラメータ
（特に、イッテルビウムでドーピングした・ファイバ・
レーザのような３レベル・レーザ・システムにおいて）
なので、一般的に自由に調整できない。更に、希土類で
ドーピングしたファイバの長さを増加すると、ある予備
材料から製作できるレーザの数が減少するので、レーザ
あたりのコストが上昇する。更に、希土類でドーピング
したファイバは、通常の伝送ファイバより単位長あたり
のコストが上昇するので、希土類でドーピングしたファ
イバの長さを増加すると、希土類でドーピングしたレー
ザのコストが益々上昇する。
ーザ空洞共振器の長さを増加することである。理論的
に、空洞共振器の長さは希土類でドーピングしたファイ
バの長さを増加すると増加できるが、これは好ましい手
法でない。希土類でドーピングしたファイバの長さは、
レーザ空洞共振器を最適化するうえで重要なパラメータ
（特に、イッテルビウムでドーピングした・ファイバ・
レーザのような３レベル・レーザ・システムにおいて）
なので、一般的に自由に調整できない。更に、希土類で
ドーピングしたファイバの長さを増加すると、ある予備
材料から製作できるレーザの数が減少するので、レーザ
あたりのコストが上昇する。更に、希土類でドーピング
したファイバは、通常の伝送ファイバより単位長あたり
のコストが上昇するので、希土類でドーピングしたファ
イバの長さを増加すると、希土類でドーピングしたレー
ザのコストが益々上昇する。
【００１９】前述の検討事項に鑑みて、単一モードの希
土類でない光ファイバをレーザ空洞共振器に加えて、一
般的には希土類でドーピングしたファイバの下流側末端
と出力結合器との間の距離が増加するように加えて、レ
ーザ空洞共振器の長さを増加して、τC を増加すること
が、いま好ましい方式である。本発明に基づくレーザで
は、空洞共振器の希土類でない単一モードのファイバの
長さは、３０％より長く、レーザ空洞共振器の有効長Ｌ
の５０％より長いことがしばしばある。
土類でない光ファイバをレーザ空洞共振器に加えて、一
般的には希土類でドーピングしたファイバの下流側末端
と出力結合器との間の距離が増加するように加えて、レ
ーザ空洞共振器の長さを増加して、τC を増加すること
が、いま好ましい方式である。本発明に基づくレーザで
は、空洞共振器の希土類でない単一モードのファイバの
長さは、３０％より長く、レーザ空洞共振器の有効長Ｌ
の５０％より長いことがしばしばある。
【００２０】本発明に基づく代表的なレーザ４０が、図
４に概略的に図示してある。図から容易に分かるよう
に、図４の実施例は図１の従来技術のレーザに、前者の
レーザ空洞共振器が後者より非常に長い希土類でない単
一モードのファイバ４４を搭載していることを除けば、
非常によく似ている。空洞共振器の長さを追加すること
が、直ちに、光子存在時間τC を増加させることにな
り、図５と図６から分かるように、自励パルス発振が解
消する結果になった。
４に概略的に図示してある。図から容易に分かるよう
に、図４の実施例は図１の従来技術のレーザに、前者の
レーザ空洞共振器が後者より非常に長い希土類でない単
一モードのファイバ４４を搭載していることを除けば、
非常によく似ている。空洞共振器の長さを追加すること
が、直ちに、光子存在時間τC を増加させることにな
り、図５と図６から分かるように、自励パルス発振が解
消する結果になった。
【００２１】図５のデータは図１に示す従来技術のＣＰ
ＦＬから得たものであり、１６ｍのイッテルビウムでド
ーピングしたクラッディング励起ファイバが実質的にレ
ーザ空洞共振器を形成していた。図から分かるように、
従来技術のレーザは、２４Ａまでの全ダイオード電流に
対して、パルス発振に晒される。図６は本発明に従う対
応レーザに関係しており、レーザ空洞共振器は、１２ｍ
のイッテルビウムでドーピングしたクラッディング励起
ファイバに加えて、５０ｍの希土類でない単一モードの
ファイバを備えている。図６から分かるように、本発明
に基づくレーザは、自励パルス発振に晒されなかった。
ＦＬから得たものであり、１６ｍのイッテルビウムでド
ーピングしたクラッディング励起ファイバが実質的にレ
ーザ空洞共振器を形成していた。図から分かるように、
従来技術のレーザは、２４Ａまでの全ダイオード電流に
対して、パルス発振に晒される。図６は本発明に従う対
応レーザに関係しており、レーザ空洞共振器は、１２ｍ
のイッテルビウムでドーピングしたクラッディング励起
ファイバに加えて、５０ｍの希土類でない単一モードの
ファイバを備えている。図６から分かるように、本発明
に基づくレーザは、自励パルス発振に晒されなかった。
【００２２】当業者は、本発明の実施例が図４の構成に
限定されないことを認めると思われる。例えば、希土類
でない単一モードのファイバの追加された長さの部分
は、１つ又は複数の片において、空洞共振器のほぼ任意
の位置に設けることができる。
限定されないことを認めると思われる。例えば、希土類
でない単一モードのファイバの追加された長さの部分
は、１つ又は複数の片において、空洞共振器のほぼ任意
の位置に設けることができる。
【００２３】図８は、送信器８１と、受信器８６と、送
信器と受信器を接続して信号を送る光ファイバ伝送通路
とを搭載する、代表的な光ファイバ通信システム８０を
概略的に示す。伝送通路は、伝送ファイバ８２とエルビ
ウムでドーピングした増幅器ファイバ８３とを搭載して
いる。“Ｘ”という記号は、便宜的にスプライスを示し
ている。励起レーザ８４は、通常は図４に示したよう
に、本発明に基づくレーザである。レーザの出力は、従
来のように信号伝送通路に結合されて、増幅器ファイバ
８３を励起するように作動する。
信器と受信器を接続して信号を送る光ファイバ伝送通路
とを搭載する、代表的な光ファイバ通信システム８０を
概略的に示す。伝送通路は、伝送ファイバ８２とエルビ
ウムでドーピングした増幅器ファイバ８３とを搭載して
いる。“Ｘ”という記号は、便宜的にスプライスを示し
ている。励起レーザ８４は、通常は図４に示したよう
に、本発明に基づくレーザである。レーザの出力は、従
来のように信号伝送通路に結合されて、増幅器ファイバ
８３を励起するように作動する。
【図１】代表的な従来技術の希土類でドーピングしたフ
ァイバ・レーザ、すなわち、イッテルビウムでドーピン
グしたクラッディング励起レーザを概略的に示す図であ
る。
ァイバ・レーザ、すなわち、イッテルビウムでドーピン
グしたクラッディング励起レーザを概略的に示す図であ
る。
【図２】出力結合器の反射率に関して異なる図１に示し
たタイプの２つのレーザについて、レーザ出力パワーと
励起ダイオード電流の関係に関するデータを示す図であ
る。
たタイプの２つのレーザについて、レーザ出力パワーと
励起ダイオード電流の関係に関するデータを示す図であ
る。
【図３】出力結合器の反射に関して異なる図１に示した
タイプの２つのレーザについて、レーザ出力パワーと励
起ダイオードの電流の関係に関するデータを示す図であ
る。
タイプの２つのレーザについて、レーザ出力パワーと励
起ダイオードの電流の関係に関するデータを示す図であ
る。
【図４】本発明に基づく代表的なレーザ、すなわち、あ
る長さの希土類がない単一モードのファイバをレーザ空
洞共振器に具備する、イッテルビウムでドーピングした
クラッディング励起のレーザを概略的に示す図である。
る長さの希土類がない単一モードのファイバをレーザ空
洞共振器に具備する、イッテルビウムでドーピングした
クラッディング励起のレーザを概略的に示す図である。
【図５】図１に示したタイプの従来技術のレーザと本発
明に基づく対応するレーザとについて、レーザ出力パワ
ーと励起ダイオードの電流の関係に関するデータを示す
図である。
明に基づく対応するレーザとについて、レーザ出力パワ
ーと励起ダイオードの電流の関係に関するデータを示す
図である。
【図６】図１に示したタイプの従来技術のレーザと本発
明に基づく対応するレーザとについて、レーザ出力パワ
ーと励起ダイオードの電流の関係に関するデータを示す
図である。
明に基づく対応するレーザとについて、レーザ出力パワ
ーと励起ダイオードの電流の関係に関するデータを示す
図である。
【図７】光検出器に入射する従来技術のイッテルビウム
でドーピングしたクラッディング励起のファイバ・レー
ザからの光について、光検出器の出力と時間の関係につ
いて示す図である。
でドーピングしたクラッディング励起のファイバ・レー
ザからの光について、光検出器の出力と時間の関係につ
いて示す図である。
【図８】本発明に基づく代表的な光通信システムを概略
的に示す図である。
的に示す図である。
１０ 従来のイッテルビウムでドーピングした
ＣＰＦＬ（クラッディング励起ファイバ・レーザ） １１ 励起レーザ １３ コアのないファイバ １４ ガラス・ファイバ １５、１８ ポリマー・コーティング １６ 多重モード・ファイバ １７ コア領域 １９、２８ ブラッグ・グレーティング ４０ レーザ ４４ 希土類でない単一モードのファイバ
ＣＰＦＬ（クラッディング励起ファイバ・レーザ） １１ 励起レーザ １３ コアのないファイバ １４ ガラス・ファイバ １５、１８ ポリマー・コーティング １６ 多重モード・ファイバ １７ コア領域 １９、２８ ブラッグ・グレーティング ４０ レーザ ４４ 希土類でない単一モードのファイバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケネス リー ウォーカー アメリカ合衆国 07974 ニュージャーシ ィ，ニュープロヴィデンス，セントラル アヴェニュー 1003
Claims (4)
- 【請求項１】 光ファイバ通路を含む光ファイバ・レー
ザを含む物品であって、 （ａ）ある長さの希土類でドーピングした光ファイバ
と、 （ｂ）前記希土類でドーピングした光ファイバに励起磁
放射源から励起放射を提供する手段と、 （ｃ）前記希土類でドーピングした光ファイバからレー
ザ出力放射を受信する単一モードの光ファイバと、 （ｄ）高反射率の第１の反射器及び低反射率の第２の反
射器であって、前記の反射器間の光ファイバ通路が前記
のある長さの希土類でドーピングした光ファイバの少な
くとも一部を含むように、前記の光ファイバ通路に設け
られ、有効長Ｌのレーザ空洞共振器を規定する高反射率
の第１の反射器及び低反射率の第２の反射器を含み、 （ｅ）前記のレーザ空洞共振器は長さがΛの前記の単一
モードの光ファイバを含み、Λ＞０．３Ｌであることを
特徴とする物品。 - 【請求項２】 Λ＞０．５Ｌである、請求項１に記載の
物品。 - 【請求項３】 前記の長さがΛの単一モードの光ファイ
バが前記の希土類でドーピングした光ファイバと第２の
反射器との間に設けてある請求項１に記載の物品。 - 【請求項４】 物品が、送信器と、受信器と、送信器と
受信器を接続する光ファイバ伝送通路とを含む光ファイ
バ通信システムであり、前記の伝送通路は、エルビウム
でドーピングした増幅器ファイバを含み、前記のエルビ
ウムでドーピングした増幅器ファイバを励起するために
前記の信号伝送通路に前記のレーザ出力放射を結合する
結合器を更に含む請求項１に記載の物品。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/974,952 US5953353A (en) | 1997-11-20 | 1997-11-20 | Article comprising an improved rare earth-doped optical fiber laser |
| US08/974952 | 1997-11-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11223744A true JPH11223744A (ja) | 1999-08-17 |
| JP3530405B2 JP3530405B2 (ja) | 2004-05-24 |
Family
ID=25522551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32872398A Expired - Fee Related JP3530405B2 (ja) | 1997-11-20 | 1998-11-19 | 改善された希土類でドーピングした光ファイバ・レーザを含む物品 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5953353A (ja) |
| EP (1) | EP0918381B1 (ja) |
| JP (1) | JP3530405B2 (ja) |
| DE (1) | DE69800827T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007220779A (ja) * | 2006-02-15 | 2007-08-30 | Fujikura Ltd | マルチモードファイバ、光増幅器及びファイバレーザ |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7656578B2 (en) | 1997-03-21 | 2010-02-02 | Imra America, Inc. | Microchip-Yb fiber hybrid optical amplifier for micro-machining and marking |
| US6137813A (en) * | 1998-04-10 | 2000-10-24 | Hughes Electronics Corporation | Yb-doped fiber laser operating near EDFA absorption band |
| US6275512B1 (en) | 1998-11-25 | 2001-08-14 | Imra America, Inc. | Mode-locked multimode fiber laser pulse source |
| US6603598B1 (en) * | 1999-09-29 | 2003-08-05 | Corning O.T.I. Inc. | Optical amplifying unit and optical transmission system |
| US6597853B2 (en) * | 2000-12-21 | 2003-07-22 | Lucent Technologies Inc. | Device packaging and method |
| US6751241B2 (en) * | 2001-09-27 | 2004-06-15 | Corning Incorporated | Multimode fiber laser gratings |
| DE10302031A1 (de) * | 2003-01-21 | 2004-09-23 | Evotec Oai Ag | Faser-Laser |
| US7477672B2 (en) * | 2005-08-22 | 2009-01-13 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Mitigation of photodarkening to achieve laser oscillation and amplification with highly doped fibers |
| KR101181446B1 (ko) * | 2008-11-28 | 2012-09-19 | 한국전자통신연구원 | 광도파로 및 양방향 광송수신 장치 |
| CN102292883A (zh) * | 2009-01-23 | 2011-12-21 | 科拉克蒂夫高科技公司 | 双级亮度变换器 |
| CN103528609A (zh) * | 2013-11-06 | 2014-01-22 | 天津理工大学 | 复合干涉型的多参量光纤传感器 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3838358A (en) * | 1973-04-30 | 1974-09-24 | Bell Telephone Labor Inc | Laser arrangements including catadioptric elements made from graded-index optical fibers |
| US4782491A (en) * | 1987-04-09 | 1988-11-01 | Polaroid Corporation | Ion doped, fused silica glass fiber laser |
| US4815079A (en) * | 1987-12-17 | 1989-03-21 | Polaroid Corporation | Optical fiber lasers and amplifiers |
| US5317576A (en) * | 1989-12-26 | 1994-05-31 | United Technologies Corporation | Continously tunable single-mode rare-earth doped pumped laser arrangement |
| US5305335A (en) * | 1989-12-26 | 1994-04-19 | United Technologies Corporation | Single longitudinal mode pumped optical waveguide laser arrangement |
| US5268910A (en) * | 1991-07-18 | 1993-12-07 | General Instrument Corporation | Superluminescent optical source |
| US5237576A (en) * | 1992-05-05 | 1993-08-17 | At&T Bell Laboratories | Article comprising an optical fiber laser |
| US5323404A (en) * | 1993-11-02 | 1994-06-21 | At&T Bell Laboratories | Optical fiber laser or amplifier including high reflectivity gratings |
| US5422897A (en) * | 1994-01-28 | 1995-06-06 | British Telecommunications Public Limited Company | Two-stage mono-mode optical fibre laser |
| FR2720198B1 (fr) * | 1994-05-20 | 1996-07-19 | France Telecom | Laser à fibre optique polarisé linéairement. |
| US5530709A (en) * | 1994-09-06 | 1996-06-25 | Sdl, Inc. | Double-clad upconversion fiber laser |
-
1997
- 1997-11-20 US US08/974,952 patent/US5953353A/en not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-11-10 EP EP98309179A patent/EP0918381B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-11-10 DE DE69800827T patent/DE69800827T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-11-19 JP JP32872398A patent/JP3530405B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007220779A (ja) * | 2006-02-15 | 2007-08-30 | Fujikura Ltd | マルチモードファイバ、光増幅器及びファイバレーザ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69800827T2 (de) | 2001-11-29 |
| US5953353A (en) | 1999-09-14 |
| EP0918381B1 (en) | 2001-05-23 |
| JP3530405B2 (ja) | 2004-05-24 |
| DE69800827D1 (de) | 2001-06-28 |
| EP0918381A1 (en) | 1999-05-26 |
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|
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