JPH11284264A - 集積化パッシブモ―ドロックファイバレ―ザとその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 どのような非ファイバ共振器内偏光操作素子
も使用しないで、短光パルスを広く発生する超小型モー
ドロックファイバレーザの安定な動作が、レーザ共振器
として働く高複屈折性ファイバの一終端に結合された可
飽和吸収体を使うことで、行われる。レーザが高複屈折
性ファイバの一つの偏光軸でモードロックされると偏光
軸の縮退は除去され、他の偏光軸に沿うｃｗ発振も防止
される。共振器内に偏光依存損失が無いとモードロック
偏光軸は未定である、すなわち、モードロッキングはど
ちらの偏光軸でも起こることができる。 【解決手段】 しかしながら、ほんの少しの偏光依存損
失の導入は、低損失軸だけでのモードロッキングの確か
な開始を確実にするのに十分である。そのような僅かの
偏光依存損失は、高速軸に沿ってより高い損失を発生す
る高複屈折性ファイバの固い巻き付けによって導入さ
れ、低速軸に沿う確実なモードロック動作が行われる。
あるいは、単一偏光動作が、偏光依存損失を備えた可飽
和吸収体を使用するかレーザ共振器外に偏光操作素子を
導入することで、行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は集積化パッシブモー
ドロックファイバレーザと集積化パッシブモードロック
ファイバレーザの製法に関する。特に、本発明は非ファ
イバ型の内部偏光操作素子なしで製作された低コスト高
信頼性パッシブモードロックファイバレーザに関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバレーザで短、超短光パルスを
発生する技術は多年間知られていたし、多くの応用に使
われてきた。一般に、ファイバレーザ中の短パルスはつ
ぎの技術の一つを使って発生される：Carruthers et a
l., Optics Letters, Vol.21, p.1927(1996)で記述され
たようなアクティブモードロッキング、Ober, et al.,
Optics Letters Vol.18, p.1532(1993)で記述されたよ
うな可飽和吸収体を使うパッシブモードロッキング、Ho
fer, et al., Optics Letters, Vol.16, p.502(1991)で
記述されたようなカータイプの非線形性を当てにするパ
ッシブモードロッキング、あるいはそれら三つの技術の
組み合わせ。

【０００３】可飽和吸収体を使うパッシブモードロッキ
ングは、最も単純なアプローチであり、短パルスファイ
バレーザをＯＥＭ（オリジナル機器製造）タイプの多数
の用途に使うとき必要になるような超小型デバイスの製
造を可能にする。

【０００４】可飽和吸収体を使うパッシブモードロッキ
ングにおいては、できるだけ少ない光学部品の超低コス
ト高信頼性ファイバレーザが高度に必要とされる。超低
コストファイバレーザ（Zirngibl et al., Electronics
Letters, Vol.27, p.1734(1991); Lin et al., U.S. P
atent No.5,436,925(1995); Barnett et al., OpticsLe
tters, Vol.20, p.471(1995); Hofer et al., Optical
Society of AmericaConf. on Optical Fiber Communica
tion, OFC 1996 paper TuB3(1996); Loh etal., IEEE P
hotonics Technology Letters, Vol.5, No.1(1993); Cu
nningham etal., U.S.Patent No.5,701,327; Minden,
U.S.Patent No.5,488,620; Tsuda etal., Conf. on Las
ers and Electro-Optics, paper CFD2, p.494(1996)で
記述されたような）、同様に高信頼性ファイバレーザ
（DeSouza et al., Electronics Letters, Vol.29, p.4
47(1993); Fermann et al., Optics Letters, Vol.19,
p.43(1994); Fermann et al., U.S.Patent 5,627,848で
記述されているような）も実際に製造されているが、こ
れら二つの特徴を結合したファイバレーザのデザインは
これまで開発されたことがない。

【０００５】超低コストファイバレーザは、たとえば、
Zirngibl等とLin等の上掲の論文に記述されているよう
に、ファイバリング共振器の中に可飽和吸収体を使うこ
とで作られる。これら二つの文献は共振器を形成するた
めに低複屈折性ファイバを使用しており、共振器内に偏
光ドリフトによる固有の安定化問題をもたらす。

【０００６】また、超低コストファイバレーザは、Barn
ett等、Hofer等、Tsuda等、Loh等、Cunningham等、Mind
en、による上掲の著作とSharp等による米国特許５，６
６６，３７３に記述されているように、ファブリ−ペロ
ー型共振器の終端ミラーとして可飽和吸収体を使うこと
で、作られる。ファブリ−ペロー共振器は、上述した二
つのリング共振器のような同じ安定性問題をもつ低複屈
折性ファイバで作られるので、すべて全く類似してい
る。Minden等の著作の中でだけその安定性問題が論じら
れていない。そこでの目的が擬ランダムパルス列を発生
することであるからである。対称的に、モードロックパ
ルスの大部分の応用は、低複屈折性共振器内ファイバの
使用に固有の偏光出力状態の時間依存（あるいは長期
間）変化の全然ない非常に安定なパルス列を必要とす
る。この分野における初期の著作はLoh等によって１９
９３年に公表され、それは集積化パッシブモードロック
ファイバレーザの基本素子を記載している。Fermann等
の特許’８４８はバルク偏光子あるいは外輪偏光制御器
を備えているのもかかわらず、低コスト共振器のデザイ
ンを暗示もしている。特にFermann等の’８４８はクラ
ッディング−ポンプファイバの使用と、出力取り出しに
部分反射可飽和吸収体を使用することを暗示している。
Sharp等とCunningham等による付加物は、可飽和吸収体
の正確なデザインに明確に関連するだけである。Sharp
等による付加物は、低反射ミラーとして完全に形成され
た可飽和吸収体に、より明確に関連する。たとえはっき
りとＴmドープファイバのためでなくても、この可能性
はFermann等の’８４８でも論じられた。同様に、半導
体プロセス技術もミラー構造に直接形成（あるいは成
長）されない低反射可飽和吸収体を可能にする。上記文
献のどれも低複屈折性ファイバの使用がそのようなレー
ザに固有の偏光安定性問題をもたらす事実を扱っていな
い。

【０００７】もちろん、ファブリ−ペローあるいはリン
グ共振器中の共振器内偏光状態は、ファイバ外輪偏光制
御器の使用で制御される。しかしながら、そのような偏
光制御器は元々不安定でもあり、避けるべきである。偏
光依存損失の存在で、偏光制御器は、共振器内損失を可
飽和吸収体によるモードロックが安定であるレベルに調
節する。相互ファブリ−ペローレーザ光の偏光状態は共
振器の各終端で直線であるが、偏光方向の向きは決まら
ず、共振器内偏光器で制御される。

【０００８】低複屈折性ファイバの存在による共振器内
偏光制御器に対する微細な要求は、ファイバ共振器内の
二つの偏光固有状態に沿って伝搬する光の間の内部往復
位相遅れが固有偏光状態で安定なモードロックを行うた
めにほぼ２πに調節される必要がある、と言う事実であ
る。もし位相遅れがほぼ２πでなければ、二つの共振器
内偏光方向に沿う光は、共振器内でうなり（ビート）を
生じ、大変不必要な時間的に変動する元々雑音性の偏光
出力を生成する（Hofer et al., OFC 1996, paper TuB3
で報告されたように）。たとえば、もしも共振器内の
二つの偏光固有モード間の線形位相遅れが２πであるな
ら、共振器内でオリジナルな偏光状態を再び生成するの
に２往復必要とするので、出力の偏光は各往復における
二つの直交する偏光状態間で切り替わる。偏光がうなる
（ビートする）問題は、フェムト秒体制で特に重要であ
る。なぜなら、パルスが非常に短く、かつ、共振器の二
つの固有モードに沿って伝搬するパルスが非常に早く互
いに分離するからである。ピコ秒体制ではパルスは長い
間一緒に留まり、したがって、偏光がうなることに敏感
でない。

【０００９】偏光固有モード間の線形位相遅れが偏光制
御器を使ってほぼ２πに調節されるとしても、そのよう
な制御があらかじめ決まった仕方（そのようなデバイス
の大量生産に必要とされるような）に容易に組み入れら
れることはない。さらに、どんな温度や圧力変化でも線
形位相遅れと出力偏光の方向に変化をもたらす；したが
って、全てのシステムは連続的で洗練された安定化機構
を必要とする。

【００１０】一方、高信頼性ファイバレーザが、Ferman
n et al.,(1994), DeSouza et al.,Electron Lett., Vo
l.29, p.447(1993), U.S. Patent 5,627,848 で報告さ
れたような高複屈折性ファイバに頼ることで作られた。
これら特殊なシステムでは、単一偏光モードが、バルク
偏光制御器と一緒のバルク偏光素子のようなFermann等
によって公開されたバルク偏光素子、あるいは、DeSouz
a等によって公開された単純な偏光素子、を使うことで
選択される。しかしながら、連続的に制御可能な偏光安
定化の仕組みがこれら共振器デザインに必要でないの
で、バルク光偏光操作素子の使用は、これらシステムの
複雑さと製造コストを非常に増大させる。

【００１１】したがって、モードロックファイバレーザ
の製造コストを最低化するために、バルク偏光制御器あ
るいは外輪ファイバ型偏光制御器は共振器から除去され
る必要がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、低コ
ストかつ高信頼性のパッシブモードロックファイバレー
ザを提供することである。

【００１３】本発明の別の目的は、非ファイバ型偏光制
御素子とバルク光偏光操作素子をパッシブモードロック
ファイバレーザの共振器内に使用することを避けること
である。

【００１４】本発明のさらに別の目的は、単一偏光軸に
沿うモードロックレーザの安定な動作を可能にする共振
器デザインを提供することである。

【００１５】本発明のさらに別の目的は、ファイバレー
ザ内の特殊な一つの偏光軸が、バルク光共振器内偏光操
作素子を使用しないでモードロックされることを保証す
ることである。

【００１６】上述の目的は個々にかつ組み合わせて達成
され、本発明がこの文書に添付された請求項で正確に要
求されない限り、二つあるいはそれ以上の目的が組み合
わされることを要求するように解釈されると言うことを
意図してない。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明にしたがって、た
とえ二つの等しく起こりそうな状態の一方に固定される
偏光を備えているにもかかわらず、これらの目的は、ど
んな偏光操作素子もなしに単一偏光状態で安定に動作で
きるようにする優れた共振器デザインを有するパッシブ
モードロックファイバレーザで達成される。一つの偏光
状態だけが一度にモードロックされることを確実にする
ために、高複屈折性エルビウムドープ光ファイバが可飽
和吸収体と一緒に使われる。一つの偏光軸がモードロッ
クされると、可飽和吸収体はその偏光軸に沿う損失が最
小化されることを確実にし、それによって他の偏光軸に
沿ってのｃｗ発振が抑えられる。両方の軸が同時にモー
ドロックすることは、利得の飽和と可飽和吸収体の長い
キャリア寿命のために避けられる。しかしながら、共振
器内あるいは共振器外素子が他方から一方の軸を特別扱
いしないので、モードロックした偏光軸は前もっては決
められない。

【００１８】モードロックファイバレーザの多数の応用
は、パルスの偏光状態に実に敏感であるので、本発明に
係る多数の優れた共振器デザインは、モードロックファ
イバレーザが単一の決定しうる偏光状態で信頼性よく動
作することを、確実にするために使用される。しかしな
がら、低コストシステムを維持するためにバルク共振器
内偏光操作素子の使用は避けられる。一つの偏光軸が、
高複屈折性ファイバを曲げること、一つの偏光軸に沿っ
てファイバを裂くこと、あるいは主共振器の外部に偏光
制御を使用することで、他から特別扱いされる。一つの
実施例によれば、偏光依存フィードバックがこの目的の
ために使われる。また、偏光に敏感な可飽和吸収体が単
一の偏光軸に沿う確実なモードロックを起こさせるため
に使われる。

【００１９】模範的な実施例の中で、パッシブモードロ
ックファイバレーザが高複屈折性エルビウムドープファ
イバから作られる。本発明のモードロックレーザは繰り
返し周期５０Ｈｚで、平均出力３００μＷ、３００ｆｓ
ｅｃ近バンド幅限界パルスを達成することができる。

【００２０】本発明の上記およびさらなる目的、特徴、
利点は以下に記載されたそれらについての明確な実施例
の検討で明らかになるだろう。特に、いろいろな図中の
引用数字が部品を指示するするために使われている添付
図面と共に理解するとき明らかになるだろう。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１実施例による
パッシブモードロックファイバレーザシステム１０の概
観図である。図１に示すように、そのシステム１０は高
複屈折性光ファイバ１２、すなわち、１．０×１０−５
以上の複屈折性をもつ光ファイバを含んでいる。ほんの
一例として、高複屈折性ファイバ１２は、１．５５μｍ
の波長でビート長〜４ｍｍを起こす〜４×１０−４の複
屈折性（低速軸と高速軸の間の屈折率差）をもつ長さ２
ｍの高複屈折性Ｅｒ３＋ドープ光ファイバである。Ｅｒ
ドーピング濃度はたとえば、約０．０１８重量％であ
る。この例ではファイバ１２はカットオフ波長１３００
ｎｍ、開口数ＮＡ＝０．２０、分散〜−１０．０００ｆ
ｓｅｃ２／ｍをもつ。ファイバのモードフィールド径は
〜７μｍである。

【００２２】好ましくは、ファイバ１２の一部はドラム
に巻かれる。上述の模範的な２ｍファイバの場合、約
１．５ｍのＥｒドープファイバは好ましくは約１２．５
ｍｍと１０ｃｍの間の直径をもつドラムに巻かれる（曲
げ半径≦５ｃｍ）。

【００２３】Ｅｒドープファイバ１２の一終端は、シグ
ナル波長（１．５５−１．６０μｍ）で反射率７０％、
９８０ｎｍのポンプ波長で透過率＞８０％をもつダイク
ロイックミラー１４で直接コートされる。ファイバ１２
は、環状スプライス２０によってピッグテール１８がフ
ァイバ１２に結合されるピッグテール・シングルモード
・レーザダイオード１６でポンプされる。環状スプライ
ス２０は、ファイバレーザのシグナル光出力を結合する
のにも役立ち、そこでは、９８０／１５５０ｎｍ用外部
波長分割多重（ＷＤＭ）結合器２２が、シグナル波長か
らポンプを分離するのに使用される。すなわち、図１に
示すように、ＷＤＭ結合器２２はレーザダイオード１６
と環状スプライス２０の間のピッグテール１８に配列さ
れ、ファイバ１２からダイクロイックミラー１４を通し
てピッグテール１８に入射するシグナル光は、ＷＤＭ結
合器２２でポンプから分離され、出力部に向けられる。
あるいは、ピッグテール１８は接着されたスプライスま
たは融着されたスプライスによってファイバ１２に結合
される。

【００２４】この実施例では、ダイオードレーザピッグ
テール１８が偏光を保持しない；したがって、外部偏光
制御器（示されてない）が前もって決められた偏光状態
でシグナル光を取り出すために使用されなければならな
い。しかしながら、ピッグテール１８は非常に短くでき
るので、ピッグテール１８内のどのような偏光ドリフト
も最小である。あるいは、すべてのピッグテール１８が
偏光保持ファイバで作られ、付随するＷＤＭ結合器２２
も偏光を保持する。

【００２５】高複屈折性ファイバ１２の他端には半導体
可飽和吸収体ミラー２４がある。ファイバは（紫外線硬
化型屈折率マッチエポキシを使って）半導体可飽和吸収
体ミラー２４に突き合わされて接着される。可飽和吸収
体ミラー２４は、＞８０％の低パワー反射率と１０ｐｓ
ｅｃのキャリア寿命をもつことができる。あるいは、Ｅ
ｒ−ファイバ１２の終端がＡＲ（無反射）コートされ、
ガラス毛細管（示されていない）の中に接着される。つ
ぎに、ガラス毛細管が可飽和吸収体ミラー２４に接着さ
れ、小さなギャップがファイバ終端と可飽和吸収体ミラ
ー２４の間に残る。ギャップは好ましくは１ｍｍ未満で
ある。半導体表面は非常に破損し易いので、吸収の寿命
を最小にするため、ファイバ終端と可飽和吸収体２４の
間のどのような直接コンタクトも避けることが好まし
い。半導体はたとえば、１．５６μｍのバンドエッジを
もつＩｎＧａＡｓＰである。好ましくは、可飽和吸収体
ミラーは出力信号エネルギの波長の±１００ｎｍ以内の
バンドエッジをもつ。

【００２６】あるいは、可飽和吸収体ミラーがリフト−
オフ技術を使ってファイバ１２に取り付けられる。

【００２７】図１に示すレーザシステムを使って行われ
た実験で、大きい曲げ半径（＞２ｃｍ）の場合、ｃｗ
（連続）発振がレーザ閾値近くでファイバ１２の両軸に
沿って起こり、両軸のパワーが等しいことが観測され
た。しかしながら、ポンプパワーが約２０ｍＷで、レー
ザが一方の偏光軸（以下ではＭＬ（モードロック）軸と
する）のみに沿って自然にモードロックし始め、他方の
偏光軸に沿うｃｗ発振が停止した。モードロックされな
い軸（以下ではＤＷ（伝搬波）軸とする）に沿って伝搬
波の形成が観測された。重要なことであるが、ＭＬ軸は
前もっては決まらない、すなわち、ポンプレーザが数回
スイッチオンされたとき、二つの偏光軸のどちらか一方
に沿うモードロック動作が、２軸間のランダム分布を伴
って、観測される。

【００２８】パルスが繰り返し周期５０ＭＨｚ（用いた
ファイバ長で決まる）をもち、０．５ｍＷの最大平均出
力パワーが得られることが観測された。ＭＬ軸に沿って
得られたパルスの典型的な自己相関が図２に示されてい
る。３００ｆｓｅｃの典型的なＦＷＨＭ（半値全幅）パ
ルス幅（ｓｅｃｈ２パルス形状を仮定した）が発生され
た。ＭＬ軸に沿う相当するパルススペクトルが図３に示
されている。ＦＷＨＭスペクトル幅は典型的には７．５
ｎｍで、これはｓｅｃｈ２型パルスの場合０．３１の時
間−バンド幅限界に近く、発生したパルスがソリトンに
非常に近似していることを示す０．２７のバンド幅積を
与える。

【００２９】ＤＷ軸に沿ってのモードロック動作に基づ
くスペクトルも図３に示されている。ＤＷ軸に沿っての
全パワーはＭＬ軸に沿っての全パワーより非常に低いこ
とが図３に明確に示されている。ＤＷ軸に沿うスペクト
ルは１．５８０μｍにピークをもつ増幅された自然放出
（ＡＳＥ）部分と、ソリトンとコヒーレントに結合する
ＤＷ軸に沿う伝搬波に由来する多数のシャープで均等に
離れた共鳴部分と、からなる。これら共鳴の間隔の条件
は、ソリトンと直交伝搬波との間のエネルギ移動のため
の位相整合条件を考えることで簡単に得られる。エネル
ギ移動を起こすためには、Liou et al., Optical Lette
rs 20, 1286(1995)に記載されているように、ソリトン
と伝搬波の間の往復位相遅れが２πの倍数でなければな
らない。ＭＬ軸とＤＷ軸に沿う位相を一次周波数に対し
て拡げることで、共鳴の周波数間隔δνのための条件が

【００３０】δν＝ｃ／δｎＬ

【００３１】のように得られ、ここで、δｎはファイバ
の複屈折性、Ｌは往復共振器長、ｃは光速である。複屈
折性δｎ〜４×１０−４で、周波数間隔δν＝１９０Ｇ
Ｈｚが得られ、これは観測された周波数間隔δν＝１６
０ＧＨｚによく対応する。ＭＬ軸に沿う伝搬波の伝搬波
結合と関係づけられる二つの小さな共鳴も図３に見られ
ることに注意する必要がある。

【００３２】レーザが一つの偏光軸だけに沿ってモード
ロックする理由は、利得飽和と可飽和吸収体の長いキャ
リア寿命から起こる二つのファイバ軸間の競合とから説
明され、ファイバレーザのＤＷ軸に沿うパルスの形成を
抑制する。しかしながら、ひとたびレーザが一つの軸に
沿ってモードロックされると、その軸に沿う損失がより
低下する；したがって、避けられないＡＳＥの共存とソ
リトンに関係のある直交偏光状態にある伝搬波成分とを
除いて、ＤＷ軸に沿うｃｗ発振は抑圧される。

【００３３】確実なレーザ動作が、１０ｃｍ未満のビー
ト長をもつファイバの場合、一つの偏光軸だけに沿って
始まることが実験的に見い出された。１０ｃｍのビート
長とそれより長いビート長で、ファイバ中の二つの偏光
固有モードは非線形的に結合することができる、すなわ
ち、ベクトルソリトンが形成され、複雑で再生産できな
いレーザの動作特性をもたらす。

【００３４】本発明の第１実施例によるレーザシステム
では、モードロックが特別の優先権なしにファイバのど
ちらか一方の偏光軸で起こされる。レーザの偏光状態が
きわどいシステムの場合、この不確実性は、ファイバの
固有軸に対して４５゜傾いた偏光子を共振器の外に使用
することで簡単に避けられる。この配置では、偏光子の
偏光軸内のシグナル光の５０％が、レーザの偏光状態と
独立に透過される。しかしながら、レーザの繰り返し周
期はまだ二つの可能な値の一つにすぎない。

【００３５】二つの偏光固有軸の縮退を除去するため
に、幾つかの付加的方法が使われなければならない。最
も簡単な解は、小さなドラムに高複屈折性ファイバを巻
くことである。そうすることは、二つの偏光軸に沿う損
失差分をもたらす。なぜなら、Varnham et al., Electr
onics Letters, Vol.19,p.679(1983)で記述されたよう
に、高複屈折性ファイバの低速軸がより高い屈折率をも
ち、したがってより強く支配されるからである。これは
非常に魅力的な方法であることを忘れてはいけない、な
ぜなら、偏光軸がファイバ軸と自己整列するからであ
る。レーザを一つの偏光方向にだけ開始させるのに必要
な損失差分が非常に小さいので、この技術は何ら特別の
ファイバデザインと巻き付ける直径の制御を必要とせ
ず、したがって、非常に容易に実証される。事実、１
２．５ｍｍの巻き付け直径を使用すると、一定の偏光軸
でのモードロックの開始が１００％確実に達成されるこ
とが明らかにされた。この場合の二つの偏光固有モード
間の損失差分は注意深く１ｄＢと測定され、これはコイ
ル巻きされた高複屈折性ファイバ偏光子に使用された３
０ｄＢまでの消衰値よりはるかに低い（かつ、より容易
に達成できる）。

【００３６】典型的に、ファイバ内に内部応力がない
と、偏光依存性曲げ損失は小さい。これは、弱くガイド
するファイバ、すなわち、MarcatiliによってThe Bell
SystemTechnical Journal, p.2103(Sept. 1969)に報告
されたような、コアの屈折率ｎｃｏとクラッドの屈折率
ｎｃｌの差が小さくｎｃｏ／ｎｃｌ−１《１であるか、
それどころかファイバコアが楕円（あるいは矩形）であ
る、ファイバの場合、特に正しい。このように、幾分か
の偏光依存性損失が、Varnham等によって上掲の論文に
記述されたような大きな内部応力を有するファイバを使
うことでむしろ導入される。

【００３７】前述のＥｒ−ドープファイバレーザデザイ
ンは例としてだけ記述された；類似の性能が、任意のそ
の他希土類元素をドープした高複屈折性ファイバと、適
当に選択されたキャリア寿命、飽和エネルギ、バンドエ
ッジをもつ可飽和吸収体を結合することで、得られる。
そのようなファイバはＥｒ、Ｙｂ、Ｅｒ／Ｙｂ、Ｎｄ、
Ｐｒ、ＨｏあるいはＴｍをドープしたものを含む。

【００３８】図４は本発明の第２実施例による共振器デ
ザインをもつパッシブモードロックファイバレーザシス
テム２８を示す。図４に示すように、部分的に反射する
可飽和吸収体３０が共振器の一終端に配置され、ファイ
バ出力が可飽和吸収体の終端で取り出され、その終端に
は別の環状スプライスが、出力取り出し用のファイバピ
ッグテール３２を接続するために、使われている。ファ
イバピッグテール３２は偏光保持可能で、共振器内ファ
イバの偏光軸とピッグテールは、ピッグテール３２の終
端で前もって決められた直線偏光出力を得るために、整
列される。ポンプレーザ１６用の任意のアイソレータ３
４が、ポンプレーザ１６への望ましくないフィードバッ
クによるノイズを防ぐために使用される。そのようなア
イソレータはここに記述のどんな共振器デザインにも使
用される。

【００３９】図４で、部分的に反射する吸収体は、ミラ
ー構造の上に直接形成された吸収体であるか、あるい
は、吸収体とミラーが別々に作られる。たとえば、可飽
和吸収体は、リフト−オフ技術で誘電体ミラーあるいは
ファイバ終端面に取り付けられる。あるいは、ウエハー
ボンディング技術が、一つが吸収体に相当し一つがミラ
ーに相当する分離したウエハーを融着するために、応用
される。

【００４０】さらに、曲がり光ファイバの偏光状態が、
コヒーレント曲げで、すなわち、曲げに関するファイバ
軸の向きを制御することで、最適化されることが示され
た（たとえば、Varnham等による上掲の参考文献に）。
この場合、特有の偏光機能をｃｍオーダのビート長をも
つファイバで得ることもできる。コヒーレント曲げはＤ
−形状あるいは矩形のファイバに対して特に真っ直ぐで
ある。偏光依存損失を増すためにファイバ内に大きな内
部応力を導入することは有利でもある。そのような内部
応力は、たとえば、上掲の参考文献中でVarnhamによっ
て議論されたように、異なる熱膨張係数をもつガラスを
ファイバの中に組み込むことで導入される。しかしなが
ら、Ｄ−形状ファイバの非対称構造のために、いくらか
の内部応力は別個の応力生成ガラスの組み込みがなくて
も、存在する。ファイバを曲げる必要性は、Varnham等
によってElectronics Letters, Vol.19, p.246(1983)に
記述されたように、一つの偏光状態のみをガイドするフ
ァイバを使うことで、取り除かれる。

【００４１】図５は本発明の第３実施例に関する共振器
デザインを有する別のレーザシステム３８を示す。図５
に示すように、広い面積のダイオードレーザ４０による
ポンピングを容易にするため、複屈折性２重クラッドフ
ァイバ４２が使用されている。図１に示すファイバ１２
のように、そのような２重クラッドファイバもダイクロ
イックポンプミラー１４を通してポンプされる；しかし
ながら、ファイバレーザの出力は部分透過可飽和吸収体
を通して非常に容易に取り出される。しかしながら、ポ
ンプ光を入れるピッグテール４４も２重クラッドである
ことに注意する必要がある。この場合、出力も図１に示
す方法に類似の方法で取り出される。ＷＤＭは、しかし
ながら、２重クラッドピッグテールポンプファイバ４４
のシングルモード部で動作するようにデザインされなけ
ればならず、カップラータイプのマルチモード部にとっ
て少なくとも約５０％の損失を典型的にもたらす。広い
面積のダイオードレーザのさらなる利点は、それらがフ
ィードバックに敏感でなく、一般にポンプ光用のアイソ
レータを必要としないことである。

【００４２】図６は本発明の第４実施例による共振器デ
ザインを有する別のレーザシステム３９を示す。図６に
示すように、特に真っ直ぐなデザインは、側方ポンピン
グ機構５０でポンプされる側方ポンプ２重クラッドファ
イバの組み込みから生じる。この場合、全反射可飽和吸
収体ミラー４６が使用され、出力はファイバ共振器の他
端、環状スプライスの部分反射ミラー４８から取り出さ
れる。側方ポンピングは、Goldberg, et al., Conf. on
Laser and Electro-Optics, paper Ctu U1, p.208(199
6)で記述されたようなＶ−溝技術を用いるか、あるい
は、Snizer et al., in U. S. Patent No.4,815,079(19
89)で記述されたようなプリズムを単純に使用すること
で、特に魅力的である。しかしながら、２重クラッドフ
ァイバに側方ポンピングするどんな方法も受け入れられ
る。ある状況では、付加的な弱い偏光素子を側方ポンピ
ング配列に使うシステムの中に導入することが望ましい
かも知れない。

【００４３】２重クラッドファイバ中の偏光軸の縮退
は、もちろん、特にファイバ内に大きな内部応力が存在
する場合、ファイバをしっかり曲げることで除去され
る。

【００４４】しっかり曲げることに代わるべき手段とし
て、単一の偏光軸が、集積化偏光子付き半導体可飽和吸
収体を使用することで、集積化システムの中に選定され
る。図７は本発明の第５実施例に関するそのような集積
化偏光子を用いるレーザシステム５２を示す。図７に示
すように、偏光子は、半導体表面にワイヤグリッドを堆
積させることで半導体可飽和吸収体ミラー５４に集積化
される。偏光固有モード間で小さい損失差だけが必要で
あるので、相対的に大きなグリッド間隔が選ばれる。グ
リッド偏光子を備えた半導体が、Domuki et al., Conf.
on Lasers andElectro-Optics, 23, paper CME7(1997)
で記述されている。システムの最適性能は、可飽和吸収
体５４のグリッド偏光子を共振器ファイバの偏光軸の一
つに整列させることで、得られる。グリッド偏光子を備
えた半導体吸収体は、もちろん、ここに記述されている
どんな集積化パッシブモードロックレーザにも使われ
る。偏光損失における１ｄＢの違いが偏光差を得るのに
十分であるので、グリッド偏光子は高性能を必要としな
い。

【００４５】共振器中の偏光軸の縮退は偏光依存ホール
バーニングを使うことでも廃止される。ポンプ光の偏光
は、Greer et al., Electronics Letters, Vol.30, p.4
6(1994)で記述されているように、偏光ホールバーニン
グによって偏光依存利得を作るために、利得ファイバの
偏光軸の一つに整列される。レーザの構成は図４に示す
ものに似ている。図４ではポンプ光を入れるピッグテー
ルの偏光が共振器ファイバの偏光軸の一つに整列されて
いる。

【００４６】図８は本発明の第６実施例によるパッシブ
モードロックファイバレーザ６０の概観図である。レー
ザシステム６０は単一偏光動作を達成するための別の代
替手段を示しており、その中では、小さな偏光依存フィ
ードバックがレーザ共振器の外部に組み込まれている。
特に、ファイバグレーティング６２が少量のフィードバ
ックを作るために使用され、そこではしっかり巻かれた
高複屈折性ファイバ（あるいはピッグテール）が集積化
偏光子として働く。しかしながら、どんな他のタイプの
外部偏光子や他の反射面をファイバグレーティングの代
わりに使うことも等しく許容される。

【００４７】さらに、共振器内ファイバはピエゾ電子コ
イルに取り付けられ、そのコイルはレーザの開始を簡単
にするために変調され、適当な電子フィードバック回路
でレーザの共振器長を制御するために使われる。

【００４８】図９は本発明の第７実施例によるパッシブ
モードロックファイバレーザシステム７０の概観図であ
る。レーザシステム７０は図５に示すレーザシステム３
８に似ている。しかしながら、単一利得ファイバを使用
するよりむしろ、いくつかの異なるファイバがそれらの
整列された偏光軸と共にスプライスされる。たとえば、
図９に示すように、共振器は２重クラッドファイバ４２
と高複屈折性分散補償ファイバ７２を含むことができ
る。ファイバ軸の縮退はこれらファイバのどれか一つを
曲げることで廃止される。特に、異なる量の分散をもつ
ファイバを使用することで、ゼロに近い分散の共振器あ
るいは大きな量の正あるいは負分散をもつ共振器が、レ
ーザのパルス幅、パルスエネルギ、繰り返し周期を制御
するために作られる。さらに、可飽和吸収体上のレーザ
モードのスポットサイズを制御するために、適当に選定
されたモードフィールド径をもつ高複屈折性ファイバ
が、可飽和吸収体の前に使われる。あるいは、共振器の
一終端でのファイバは、可飽和吸収体の損傷しきい値を
最大化するために大きなモードフィールド径を作るよう
にテーパ化される。共振器内ファイバのテーパ端と可飽
和吸収体ミラー間の距離は、１０ｃｍ以下が好ましい。

【００４９】図１０は本発明の第８実施例によるパッシ
ブモードロックファイバレーザシステム７６を示す。図
１０に示すように、直列配置の二つのレンズＬ１とＬ２
が、ファイバ７７からのシグナル光の可飽和吸収体７８
上でのスポットサイズを制御するために、使われる。３
番目のレンズＬ３は、可飽和吸収体７８を透過するシグ
ナル光を出力端に結合させる。この配置では、どのよう
な偏光依存損失も、ファイバ７７に反射防止コートした
ファイバ端を使用することで、避けられる。共振器の自
由空間部に偏光操作手段を全然必要としないので、非常
にコンパクトなデザインがやはり得られることに注意す
る必要がある。

【００５０】あるいは、小さい偏光依存損失にするた
め、ファイバ７７のファイバ端はＡＲコーティングなし
にされ、大きな角度に裂かれ、その分裂角はファイバの
二つの偏光軸の一方と整列される。そのような共振器デ
ザインは側方ポンピングと共に使うこともでき、出力結
合器が可飽和吸収体から取り除かれるように追加オプシ
ョンを空けたままし、大きなデザインの自由度を与え
る。出力端と、隔てられた共振器の可飽和吸収体端で、
誘電体ミラーがファイバの終端に直接形成され、出力結
合器として使用された。

【００５１】図１１は本発明の第９実施例によるパッシ
ブモードロックファイバレーザシステム９０を示す。図
１１に示すように、一旦いくつかの異なるファイバが使
用されると、オールファイバ型ピッグテール偏光子９２
が共振器にスプライスされる（整列された偏光軸を備え
て）。たとえば、Ｄ−ファイバがコア近くまで研ぎ下ろ
され、金属膜が偏光依存損失を増大させるために堆積さ
れる。特に、そのようなオールファイバ型偏光子９２が
図１１に示すように、２重クラッドファイバにもスプラ
イスされる。共振器のどちらかの終端に出力結合を使用
することに加えて、偏光保持ファイバ結合器９４が図１
１に示すように、出力結合を与えるために共振器のどこ
かにスプライスされる（整列された偏光軸を備えて）。

【００５２】パッシブ高調和モードロックも、共振器往
復時間よりおおよそ１桁短いキャリア寿命をもつ可飽和
吸収体を使用し、ポンプパワーを増大させることで、こ
れらの共振器内で得ることができる。共振器内のソリト
ンパワーは自己制限するので、ポンプパワーを増大する
ことは共振器内に複数パルスの発生を導き、その複数パ
ルスは、Gray et al., Optics Letters, Vol.21, p.207
(1996)で記述されたように、誘起された長く続くソリト
ン反発作用力により、たとえば、可飽和吸収体中での位
相変調で自己安定する。本質的に、ここに記述されたど
んな共振器デザインもパッシブ調和モードロッキングの
ために使うことができる。

【００５３】図１２は本発明の第１０実施例によるパッ
シブモードロックファイバレーザシステム９６を示す。
図１２に示すように、チャープしたあるいはチャープし
ないファイバグレーティング９８が、共振器の分散制御
のためと、ポンプパワー結合とシグナル出力結合を容易
にするため、高複屈折性ファイバ１２に直接書き込まれ
る。また、共振器ミラーとしてのファイバグレーティン
グは、ここに記述されたどんな共振器デザインにも使う
ことができる。共振器内の分散を制御するために、分散
量の異なるファイバが共振器にスプライスされる。低繰
り返し周期で動作するファイバレーザを作るために、こ
れら分散調節ファイバは何百ｍという長さをもつべきで
ある。ファイバグレーティングは偏光依存損失を作るた
めと、一つのよく定められた偏光軸に沿ってのパルスの
生成を確実にするために、偏光に感じやすく設計され
る。

【００５４】新しい改良されたモードロックファイバレ
ーザの優先実施例が記述されたが、他の修正、変更、変
化が、ここに発表された技術を考慮してそれら熟練した
技術に提案されるだろう。したがって、そのような全て
の変更、修正、変化は添えられた請求項で定義される本
発明の目的内にあると信じられることが理解されるべき
である。

【００５５】この応用に参考にされた全ての特許と文献
は、ここにことごとく参考文献として編入されてある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例によるパッシブモードロ
ックファイバレーザシステムの概観図である。

【図２】 本発明のモードロックレーザのモードロック
軸に沿って得られたパルスの典型的な自己相関を示すグ
ラフである。

【図３】 本発明のモードロックレーザのモードロック
軸と分散波軸に沿うパルススペクトルを示すグラフであ
る。

【図４】 本発明の第２実施例による部分反射可飽和吸
収体を使用する共振器デザインを有するパッシブモード
ロックファイバレーザシステムの概観図である。

【図５】 本発明の第３実施例に関する２重クラッドフ
ァイバを使用する共振器デザインを有するパッシブモー
ドロックファイバレーザシステムの概観図である。

【図６】 本発明の第４実施例による側方ポンプ２重ク
ラッドファイバ形態を有するパッシブモードロックファ
イバレーザシステムの概観図である。

【図７】 本発明の第５実施例による集積化偏光子を使
用するパッシブモードロックファイバレーザシステムの
概観図である。

【図８】 本発明の第６実施例によるレーザ共振器外部
にファイバグレーティングを使用するパッシブモードロ
ックファイバレーザシステムの概観図である。

【図９】 本発明の第７実施例によるレーザ共振器内に
多数の異なるファイバを有するパッシブモードロックフ
ァイバレーザシステムの概観図である。

【図１０】 本発明の第８実施例による可飽和吸収体上
の光スポットサイズを制御するためのレンズを使用する
パッシブモードロックファイバレーザシステムの概観図
である。

【図１１】 本発明の第９実施例によるレーザ共振器内
にオールファイバ型偏光子を有するパッシブモードロッ
クファイバレーザシステムの概観図である。

【図１２】 本発明の第１０実施例によるレーザ共振器
の一終端にファイバグレーティングをもつパッシブモー
ドロックファイバレーザシステムの概観図である。

Claims (63)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプ波長でレーザエネルギを発生する
   ためのポンプレーザと、 第１と第２偏光軸をもちシグナル波長でレーザエネルギ
   を増幅するためのレーザ共振器の第１と第２終端をそれ
   ぞれ定める第１と第２終端をもつ高複屈折性ファイバ利
   得媒質と、 レーザエネルギを前記高複屈折性ファイバ利得媒質を通
   して反射するための前記レーザ共振器の第１終端に結合
   された反射器と、 任意の非ファイバ共振器内偏光操作素子なしで前記高複
   屈折性ファイバ利得媒質の前記第１と第２偏光軸のどち
   らかに沿って前記ファイバレーザのモードロックを誘導
   するための前記レーザ共振器の第２終端に結合された可
   飽和吸収体と、 前記レーザ共振器内で増幅されたレーザエネルギを出力
   するための出力部と、 からなるモードロックファイバレーザ。
2. 【請求項２】前記高複屈折性ファイバ利得媒質が希土類
   元素ドープファイバを含む請求項１によるモードロック
   ファイバレーザ。
3. 【請求項３】前記希土類元素ドープファイバがＥｒ、Ｙ
   ｂ、Ｅｒ／Ｙｂ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｈｏ、Ｔｍのうちの少な
   くとも一つを含む請求項２によるモードロックファイバ
   レーザ。
4. 【請求項４】前記高複屈折性ファイバ利得媒質が１．０
   ×１０−５より大きな複屈折性をもつ請求項１によるモ
   ードロックファイバレーザ。
5. 【請求項５】前記高複屈折性ファイバ利得媒質が前記高
   複屈折性ファイバ利得媒質内の内部応力に主としてよる
   複屈折をもつ請求項１によるモードロックファイバレー
   ザ。
6. 【請求項６】モードロッキングが沿って起こる前記高複
   屈折性ファイバ利得媒質の偏光軸が、前記ポンプレーザ
   からのレーザエネルギの適用以前には不確定である請求
   項１によるモードロックファイバレーザ。
7. 【請求項７】前記高複屈折性ファイバ利得媒質は、前記
   第１と第２偏光軸間に損失差が存在するように曲げら
   れ、その損失差が前記第１と第２偏光軸のうちの前もっ
   て決められた一つに沿ってモードロッキングが起こるよ
   うにする請求項１によるモードロックファイバレーザ。
8. 【請求項８】前記高複屈折性ファイバ利得媒質の一部
   が、おおよそ５ｍｍと１０ｃｍの間、好ましくは１２．
   ５ｍｍと１０ｃｍの間の巻き付け径で巻き付けられる請
   求項７によるモードロックファイバレーザ。
9. 【請求項９】前記高複屈折性ファイバ利得媒質が、第１
   と第２偏光軸の向きが前記高複屈折性ファイバ利得媒質
   の曲げに関して制御されるように、コヒーレントに曲げ
   られる請求項７によるモードロックファイバレーザ。
10. 【請求項１０】前記高複屈折性ファイバ利得媒質がＤ−
    形状の断面あるいは矩形断面をもつ請求項１によるモー
    ドロックファイバレーザ。
11. 【請求項１１】前記反射器が前記ポンプレーザに結合さ
    れたダイクロイックミラーからなり、前記ダイクロイッ
    クミラーが、前記ポンプレーザからのレーザエネルギが
    前記レーザ共振器に透過されるように、ポンプ波長を少
    なくとも部分的に透過する請求項１によるモードロック
    ファイバレーザ。
12. 【請求項１２】さらに前記ポンプレーザを前記ダイクロ
    イックミラーに接続するピッグテールファイバを含む請
    求項１１によるモードロックファイバレーザ。
13. 【請求項１３】前記出力部が前記ダイクロイックミラー
    に結合され、前記ダイクロイックミラーが、増幅された
    レーザエネルギが前記レーザ共振器から前記出力部へ透
    過するように、シグナル波長を部分的に透過する請求項
    １２によるモードロックファイバレーザ。
14. 【請求項１４】前記ピッグテールファイバが前記ポンプ
    レーザからポンプ波長でレーザエネルギを受取り、かつ
    前記ダイクロイックミラーを通して前記レーザ共振器か
    らシグナル波長で増幅レーザエネルギを受取り、さら
    に、シグナル波長の増幅レーザエネルギをポンプ波長の
    レーザエネルギから分離するためと、シグナル波長の増
    幅レーザエネルギを前記出力ファイバに向かわせるため
    に、前記ピッグテールファイバと前記出力部に結合され
    た波長分割多重（ＷＤＭ）結合器を含む請求項１３によ
    るモードロックファイバレーザ。
15. 【請求項１５】前記ピッグテールファイバと前記ＷＤＭ
    結合器が偏光保持である請求項１４によるモードロック
    ファイバレーザ。
16. 【請求項１６】前記ピッグテールファイバの偏光軸が、
    モードロックレーザの出力が第１と第２偏光軸のうちの
    一つに沿って得られるように、前記高複屈折性ファイバ
    利得媒質の第１と第２偏光軸に整列される請求項１５に
    よるモードロックファイバレーザ。
17. 【請求項１７】前記ピッグテールファイバが前記ダイク
    ロイックミラーに環状スプライスによって結合される請
    求項１２によるモードロックファイバレーザ。
18. 【請求項１８】前記ピッグテールファイバが前記ダイク
    ロイックミラーに接着スプライスあるいは融着スプライ
    スによって結合される請求項１２によるモードロックフ
    ァイバレーザ。
19. 【請求項１９】前記ポンプレーザがシングルモードレー
    ザダイオードである請求項１によるモードロックファイ
    バレーザ。
20. 【請求項２０】前記可飽和吸収体が前記シグナル波長の
    １００ｎｍ以内のバンドエッジをもつ請求項１によるモ
    ードロックファイバレーザ。
21. 【請求項２１】前記可飽和吸収体がＩｎＧａＡｓＰで作
    られた半導体可飽和吸収体ミラーである請求項１による
    モードロックファイバレーザ。
22. 【請求項２２】前記高複屈折性ファイバ利得媒質の第２
    終端が前記可飽和吸収体ミラーに接着される請求項１に
    よるモードロックファイバレーザ
23. 【請求項２３】前記高複屈折性ファイバ利得媒質の第２
    終端が前記可飽和吸収体からギャップによって隔てられ
    る請求項１によるモードロックファイバレーザ。
24. 【請求項２４】前記高複屈折性ファイバ利得媒質の第２
    終端がＡＲコートされ、さらに前記高複屈折性ファイバ
    利得媒質のＡＲコートされた第２終端に接着された第１
    終端と前記可飽和吸収体に接着された第２終端をもつガ
    ラス毛細管を含む請求項２３によるモードロックファイ
    バレーザ。
25. 【請求項２５】前記高複屈折性ファイバ利得媒質の第２
    終端が前記可飽和吸収体にリフト−オフ技術を使って取
    り付けられる請求項１によるモードロックファイバレー
    ザ。
26. 【請求項２６】前記可飽和吸収体が量子井戸である請求
    項１によるモードロックファイバレーザ。
27. 【請求項２７】さらに、前記ポンプレーザをフィードバ
    ックから分離するために前記ポンプレーザに結合された
    アイソレータを含む請求項１によるモードロックファイ
    バレーザ。
28. 【請求項２８】前記出力ファイバが前記可飽和吸収体に
    結合され、前記可飽和吸収体が、増幅レーザエネルギ用
    の前記出力部を構成するために、シグナル波長を部分的
    に透過する可飽和吸収体ミラーを含む請求項１によるモ
    ードロックファイバレーザ。
29. 【請求項２９】前記高複屈折性ファイバ利得媒質が高複
    屈折性２重クラッドファイバで、前記ポンプレーザが広
    エリアダイオードレーザとダイオードアレイの一つであ
    る請求項１によるモードロックファイバレーザ。
30. 【請求項３０】さらに、前記ポンプレーザを前記反射器
    に接続する２重クラッドピッグテールファイバを含み、
    前記反射器は前記ポンプレーザからのレーザエネルギが
    前記レーザ共振器に伝導されるように少なくともポンプ
    波長を部分的に伝導するダイクロイックミラーからな
    り、前記ダイクロイックミラーは増幅レーザエネルギが
    前記レーザ共振器から前記２重クラッドピッグテールフ
    ァイバに伝導されるようにシグナル波長を部分的に伝導
    し、 さらに、シグナル波長の増幅レーザエネルギをポンプ波
    長のレーザエネルギから分離するための前記２重クラッ
    ドピッグテールファイバと前記出力ファイバに結合され
    た波長分割多重（ＷＤＭ）結合器を含み、前記ＷＤＭ結
    合器が前記２重クラッドピッグテールファイバのシング
    ルモード部分で動作する請求項２９によるモードロック
    ファイバレーザ。
31. 【請求項３１】前記高複屈折性ファイバ利得媒質が側方
    ポンピング機構によって前記ポンプレーザに結合される
    請求項１によるモードロックファイバレーザ。
32. 【請求項３２】前記可飽和吸収体が集積化偏光子を含む
    請求項１によるモードロックファイバレーザ。
33. 【請求項３３】前記集積化偏光子が前記可飽和吸収体に
    形成されたワイヤグリッドで、前記ワイヤグリッドは、
    モードロッキングが前記高複屈折性ファイバ利得媒質の
    前記第１と第２偏光軸のうちの前もって決められた一つ
    に沿って誘起されるように前記高複屈折性ファイバ利得
    媒質の前記第１と第２偏光軸のうちの一つに整列される
    請求項３２によるモードロックファイバレーザ。
34. 【請求項３４】前記レーザポンプで発生されたレーザエ
    ネルギの偏光が、第１と第２偏光軸に沿う微分利得を生
    成するために前記高複屈折性ファイバ利得媒質の前記第
    １と第２偏光軸のうちの一つに整列され、その微分利得
    がモードロッキングを前記第１と第２偏光軸のうちの前
    もって決められた一つに沿って起こるようにする請求項
    １によるモードロックファイバレーザ。
35. 【請求項３５】前記第１と第２偏光軸のうちの前もって
    決められた一つに沿ってモードロッキングを誘起する偏
    光依存フィードバックを起こすために、前記レーザ共振
    器外に偏光依存フィードバックデバイスをさらに有する
    請求項１によるモードロックファイバレーザ。
36. 【請求項３６】前記偏光依存フィードバックデバイスが
    反射面と接続して、ファイバグレーティングと外部偏光
    子のうちの一つである請求項３５によるモードロックフ
    ァイバレーザ。
37. 【請求項３７】さらに、前記高複屈折性ファイバ利得媒
    質が取り付けられるピエゾ電子コイルを含み、前記ピエ
    ゾ電子コイルが前記レーザ共振器の有効長を制御するた
    めと前記高複屈折性ファイバ利得媒質の第１と第２偏光
    軸のうちの前もって決められた一つに沿うモードロッキ
    ングを誘起するために変調される請求項１によるモード
    ロックファイバレーザ。
38. 【請求項３８】前記高複屈折性ファイバ利得媒質が第１
    光ファイバと第２光ファイバからなり、前記第１光ファ
    イバと第２光ファイバが前記第１と第２光ファイバの偏
    光軸が整列されるように一緒にスプライスされる請求項
    １によるモードロックファイバレーザ。
39. 【請求項３９】前記第１光ファイバが２重クラッドファ
    イバで、前記第２光ファイバが高複屈折性分散補償ファ
    イバである請求項３８によるモードロックファイバレー
    ザ。
40. 【請求項４０】前記高複屈折性ファイバ利得媒質の第２
    終端が、前記高複屈折性ファイバ利得媒質のモードフィ
    ールド径を増大させてそれによって前記可飽和吸収体ミ
    ラーの損傷閾値を増大させるために、テーパ化される請
    求項１によるモードロックファイバレーザ。
41. 【請求項４１】前記高複屈折性ファイバ利得媒質の第２
    終端が前記可飽和吸収体ミラーから１０ｃｍ以下の距離
    だけ分離される請求項１によるモードロックファイバレ
    ーザ。
42. 【請求項４２】前記高複屈折性ファイバ利得媒質からの
    増幅レーザエネルギの前記可飽和吸収体ミラー上でのス
    ポットサイズを制御するために、前記高複屈折性ファイ
    バ利得媒質と前記可飽和吸収体ミラーの間に配置された
    レンズ組立部品をさらに含む請求項１によるモードロッ
    クファイバレーザ。
43. 【請求項４３】選択された偏光軸に沿ってのモードロッ
    キングを確実にするために、偏光依存損失を誘起すべく
    形成された共振器内ファイバ終端をさらに含む請求項１
    によるモードロックファイバレーザ。
44. 【請求項４４】さらにオールファイバ共振器内偏光子を
    含む請求項１によるモードロックファイバレーザ。
45. 【請求項４５】前記オールファイバ共振器内偏光子が、
    その上に堆積された金属膜をもつ研磨されたファイバか
    らなる請求項４４によるモードロックファイバレーザ。
46. 【請求項４６】前記出力部が偏光保持ファイバピッグテ
    ールに結合される請求項１によるモードロックファイバ
    レーザ。
47. 【請求項４７】前記出力部がファイバピッグテールに結
    合される請求項１によるモードロックファイバレーザ。
48. 【請求項４８】前記ファイバグレーティングが前記高複
    屈折性ファイバ利得媒質に書き込まれる請求項１による
    モードロックファイバレーザ。
49. 【請求項４９】前記ポンプレーザで発生されるレーザエ
    ネルギのパワーが、前記レーザ共振器内でのパッシブ調
    和モードロッキングと多数の同時パルス発生を誘起する
    ために、変えられる請求項１によるモードロックファイ
    バレーザ。
50. 【請求項５０】第１と第２偏光軸をもち、かつレーザ共
    振器の第１と第２終端をそれぞれ定義する第１と第２終
    端をもつ高複屈折性ファイバ利得媒質からレーザ共振器
    を形成するステップ；レーザ共振器中にレーザエネルギ
    をポンプ波長でポンピングするステップ；どんな非ファ
    イバ共振器内偏光操作素子もなしに、レーザ共振器の第
    １終端に反射器を結合させ、レーザ共振器の第２終端に
    可飽和吸収体を結合させることで、高複屈折性ファイバ
    利得媒質の第１と第２偏光軸のうちの一方に沿ってレー
    ザ共振器内にモードロッキングを誘起するステップ；レ
    ーザ共振器からレーザエネルギをシグナル波長で出力さ
    せるステップ；とからなるファイバレーザのパッシブモ
    ードロッキング法。
51. 【請求項５１】それに沿ってモードロッキングが誘起さ
    れる高複屈折性ファイバ利得媒質の偏光軸が、レーザエ
    ネルギをレーザ共振器内へポンピングするのに先立って
    不確定である請求項５０による方法。
52. 【請求項５２】さらに、損失差分が第１と第２偏光軸間
    に存在するように高複屈折性ファイバ利得媒質を曲げる
    ステップを含み、その損失差分が第１と第２偏光軸のう
    ちの前もって決められた一方に沿ってモードロッキング
    を起こさせる請求項５０による方法。
53. 【請求項５３】前記曲げるステップが、高複屈折性ファ
    イバ利得媒質の一部を大略５ｍｍと１０ｃｍの間、好ま
    しくは１２．５ｍｍと１０ｃｍの間の巻き付け径で巻き
    付けることを含む請求項５２による方法。
54. 【請求項５４】前記曲げるステップが、第１と第２偏光
    軸の向きが高複屈折性ファイバ利得媒質の曲げに関して
    制御されように、高複屈折性ファイバ利得媒質をコヒー
    レントに曲げることを含む請求項５２による方法。
55. 【請求項５５】モードロッキングが第１と第２偏光軸の
    うちの前もって決められた一方に沿って誘起されるよう
    に、さらにポンプ波長のレーザエネルギの偏光軸を高複
    屈折性ファイバ利得媒質の第１と第２偏光軸のうちの一
    方に整列させるステップを含む請求項５０による方法。
56. 【請求項５６】モードロッキングが第１と第２偏光軸の
    うちの前もって決められた一方に沿って誘起されるよう
    に、高複屈折性ファイバ利得媒質の第１と第２偏光軸に
    関して整列させられる偏光子を可飽和吸収体ミラーに集
    積化するステップをさらに含む請求項５０による方法。
57. 【請求項５７】高複屈折性ファイバ利得媒質の第１と第
    ２偏光軸のうちの前もって決められた一方に沿ってモー
    ドロッキングを誘起する偏光依存フィードバックを共振
    器外で発生させるステップをさらに含む請求項５０によ
    る方法。
58. 【請求項５８】ピエゾ電子コイルに高複屈折性ファイバ
    利得媒質を取り付けるステップと、 高複屈折性ファイバ利得媒質の第１と第２偏光軸のうち
    の前もって決められた一方に沿ってモードロッキングを
    誘起するためにピエゾ電子コイルを変調するステップ
    と、 をさらに含む請求項５０による方法。
59. 【請求項５９】高複屈折性ファイバ利得媒質の第１と第
    ２偏光軸のうちの前もって決められた一方に沿ってモー
    ドロッキングを誘起するためにオールファイバ偏光子を
    レーザ共振器内に形成するステップをさらに含む請求項
    ５０による方法。
60. 【請求項６０】レーザエネルギをポンプ波長で発生する
    ためのポンプレーザと、 レーザエネルギをシグナル波長で増幅するための第１と
    第２偏光軸をもつ高複屈折性ファイバ利得媒質と、 前記高複屈折性ファイバ利得媒質を通してレーザエネル
    ギを反射するための反射器と、 任意の非ファイバ共振器内偏光操作素子なしで、前記高
    複屈折性ファイバ利得媒質の第１と第２偏光軸のどちら
    か一方に沿うファイバレーザのモードロッキングを誘起
    するための可飽和吸収体と、 レーザエネルギを出力するための出力部と、 からなるモードロックファイバレーザ。
61. 【請求項６１】レーザエネルギをポンプ波長で発生する
    ためのポンプレーザと、 レーザエネルギをシグナル波長で増幅するための第１と
    第２偏光軸をもつ高複屈折性ファイバ利得媒質と、 前記高複屈折性ファイバ利得媒質を通してレーザエネル
    ギを反射するための反射器と、 前記高複屈折性ファイバ利得媒質の前記第１と第２偏光
    軸のどちらか一方に沿うファイバレーザのモードロッキ
    ングを誘起するための可飽和吸収体と、 レーザエネルギを出力するための出力部と、 からなるモードロックファイバレーザ。
62. 【請求項６２】レーザエネルギをポンプ波長で発生する
    ためのポンプレーザと、 レーザエネルギをシグナル波長で増幅するための第１と
    第２偏光軸をもつ高複屈折性２重クラッドファイバ利得
    媒質と、 前記ポンプレーザを前記高複屈折性２重クラッドファイ
    バ利得媒質に結合するための側方ポンピングデバイス
    と、 前記高複屈折性ファイバ利得媒質を通してレーザエネル
    ギを反射するための反射器と、 前記高複屈折性２重クラッドファイバ利得媒質の前記第
    １と第２偏光軸のどちらか一方に沿うファイバレーザの
    モードロッキングを誘起するための可飽和吸収体と、 レーザエネルギを出力するための出力部と、 からなるモードロックファイバレーザ。
63. 【請求項６３】レーザエネルギをポンプ波長で発生する
    ためのポンプレーザと、 第１と第２偏光軸をもちレーザエネルギをシグナル波長
    で増幅するためのレーザ共振器の第１と第２終端を定義
    する第１と第２終端をもつ高複屈折性ファイバ利得媒質
    と、 前記高複屈折性ファイバ利得媒質を通してレーザエネル
    ギを反射するための前記レーザ共振器の第１終端に結合
    された反射器と、 前記高複屈折性ファイバ利得媒質の前記第１と第２偏光
    軸のどちらか一方に沿うファイバレーザのモードロッキ
    ングを誘起するための可飽和吸収体と、 前記レーザ共振器内で増幅されたレーザエネルギを出力
    するための出力部と、 からなるモードロックファイバレーザ。