JPS5984215A - ファイバ光共振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、光共振器に関し、かつ特定的にはファイバ
光共振器に関する。

光共振器は、典型的には、小さな距離だけ離された１対
の平行な￥Ｒ電性の鏡を僅える。その鏡に入射した光は
、各反射の際にその鏡の間から光の一部が漏れて、それ
らの間で多くの反射を行なう。

その漏れた光は、建設的にかつ破壊的に干渉して縞状の
パターンを形成する。その縞状のパターンを分析するこ
とによって、入射光のスペクトル内容が確かめられるこ
とができ、かつしたがってその共振器は、スペクトル分
析器として機能し得る。

このような共振器の自由なスペクトル範囲（すなわち、
共振周波数の間の差）は、その鏡の間の距離の２倍に反
比例する。しかしながら、大きな距離でその鏡を整列す
ることに関連する問題のために、自由なスペクトル範囲
は、通常比較的大きい。たとえば、もしその鏡が１メー
トルだけ離されていると、自由なスペクトル範囲は、約
１，５００ＭＨ２であろう。このような大きな自由なス
ペクトル範囲によって、小さな周波数分能を有する周波
数スペクトル成分を区別することが困難になる。

他の形式の共振器では、共振空洞が、光ファイバおよび
光学的コンポーネント（たとえば、１つの長さの光ファ
イバに結合された鏡またはビームスプリッタ）の両方か
ら形成される。しかしながら、これらのハイブリッド装
置はまた、整列の問題を生ずる。さらには、共振空洞で
循環する光のラウンドトリップ損失（ｒｏｕｎｄ　　ｔ
ｒａｐ　　１ｏｓｓ）は、非常に高く、その結果、フィ
ネス（ｆｉｎｅｓｓｅ　、巧妙な処理）は、比較的少な
い。

この発明の共振器は、すべてのファイバ光共振空洞を利
用する。共振空洞は、調整可能なエバネセントフィール
ド（ｅｖａｎｅｓｃｅｎｔ　　ｆｌｅｌｄ　）のファイ
バ光方向性結合器によってより継ぎされることなく閉じ
られた光ファイバのループから形成される。１つの周波
数の光が、ヘリウムネオンレーザのような比較的長いコ
ヒレンス長さを有するレーザにより共振器に入力される
。そのファイバループの長さは、光がそれを介して循環
しながら、その循環している光が光学的な入力信号とと
もに建設的に干渉するようなものである。エネルギの保
護の観点から、ぞの循環している光の波は、平衡が達せ
られるまで強さが増し、そこでは共振器の損失により失
われたパワーが光学的な入力信号のパワーに等しい。共
振器損失は、たとえば５％のオーダで全く低く、先行技
術のファイバ共振器で１３− 得られるものよりも実質的により大きなフィネスを与え
る。たとえば、８０のフィネスは、その共振器の１回の
テストの間で観察された。結合器損失をさらに減じるた
めに改良がなされるにつれて、１００以上のフィネスが
期待できる。この高いフィネスは、この発明の共振器を
、スペクトル分析器と同様にセンサとして用いるのに特
に適するようにさせる。３メートルのループでは、その
共振器の自由なスペクトル範囲は、約６８．７ＭＨｚで
ある。

そのファイバのループの長さは、そのまわりのラウンド
トリップ光路が、波長の整数倍に等しいように選択され
る。その結合器は、交差結合（ｃｒｏｓｓ　−ｃｏｕｐ
ｌｅｄ　）された光に対して＋π／２の位相のずれを与
え、しかし交差結合されない光に対しては位相のずれを
与えない。この結合器の特性は、出力した光を入力した
光と破壊的に干渉させながら、そのループ内で循環して
いる光をその入力した光と建設的に干渉させるために有
利に用いられ、それにより循環している光のパワーが平
衡１４− 値に達することができる。その結合器の結合定数は、平
衡状態では、その結合器の出力ポートにおける干渉して
いる光波成分の振幅が等しいように選択される。結合定
数とループ長さとのこのような選択は、零の出力パワー
で最大の循環パワーを与える。

第１図に示されるように、この発明の共振器は、入力端
部分１２とループ部分１４と出力端部分１６とを有する
単モード光ファイバの連続的な中断されないストランド
１０を備える。ループ部分１４の端部において、光ファ
イバ１２は、ファイバ光のエバネセントフィールドの４
つのボート（ｐ。

ｒｔ、出入口）の方向性結合器２０によって一緒に光学
的に結合され、その結合器２０は、−万態にボート１お
よび２を有しかつその他方側にボート３および４を有づ
る。−万端から他方端へファイバ１２をたどって行くと
、ファイバ１０は、まずボート１おＪ：び３を介して、
それからボート２および４を介して通り、そのためルー
プ１４は、ボート３おＪ：び２から延び、一方入力部分
１２はボート１から延び、かつ出力部分１６はボート４
から延びる。

レーザｆｆ１２２が、入力ファイバ部分１２内へ、ルー
プ部分１４を介する循環のために光を導くように設けら
れる。レーザ源２２は、たとえばｌ’−ｒ。

ρｅ１モデル２００）−１ｅ　Ｎｅカスレーザのような
１つの周波数の連続波の長いコヒレンス長さのレーザ２
４を備える。このレーザは、６３２．８ｒｖの波長で１
つの周波数の光を生じ、１キロメ一タ以上のコヒレンス
長さを有する。

レンズ２６が、ファイバ部分１２内への導入のためレー
ザ２４からの光を焦点合わせするために用いられてもよ
い。さらに、偏光器３０と４分の１波長板３２とを備え
た光学的分離器２８が、レーザ２４とレンズ２６との簡
に置かれて、レンズ２６および入力ファイバ部分１２か
ら反射した光がレーザ２４に入りかつその動作と干渉す
ることを妨げてもよい。

図示された実施例では、ファイバ１０は、ＴＴＴ単モー
ドファイバであり、それは、４ミクロンのコア直径と、
１　、６Ｘ　１０−’０１１１’の有効なコア面積と、
１．４６の有効な屈折率と、８．３ｄｂ／ｋＩＩｌの減
衰とを有する。このループ１４は、３メートルの長さで
あり、偏光制御器４０を含んでループ１４におけるファ
イバの複屈折のための補正を与え、そのため結合器２０
のボート２における循環している光が、実質的に、ボー
ト１におけるレーザ源２２からの光と同じ偏光を有する
。

偏光制御器４０と結合器２０の両方は、かさ高い光学的
なコンポーネントとは区別されるように、光ファイバで
ある。

結合器２０ この発明の共振器に結合器２０として用いられる好まし
いファイバ光方向性結合器は、１９８１年９月１０日に
出願されｒＦ　Ｉ　ＢＥＲ−ＯＰＴ　ＩＣＤＩＲＥＣＴ
ＴＯＮＡＬ　　Ｃ０ＵＰＬＥＲＪと題する同時係属中の
アメリカ合衆国特許出願連続番号第３００．９５５号に
おいて述べられ、それは１９８０年４月１１日に出願さ
れＩ”　Ｆ　Ｉ　Ｂ　ＥＲＯＰ”ｒｌｃ　　ＤｒＲＥＣ
ＴＩＯＮＡＬ　　Ｃ０１７− ＬＩＰＬＥＲＪと題されるアメリカ合衆国特許出願連続
番号第１３９．５１１号と部分的にｒ！Ａ連し、それら
の両方は、この発明の譲受人に譲渡される。

さらに、その結合器は、Ｅ　Ｉｅｃｔｒｏｎｌｃｓ　　
ｌ　ｅｔｔｅｒｓの１９８０年３月２９日の発行物のＶ
ＯＩ、１６゜Ｎ０１７の２６０から２６１頁に述べられ
る。これらの特許出願および出版物は、ここに参考のた
めに援用される。

第２図に示されるように、結合器は、単モード光フアイ
バ材料の２つの例示的なストランド５０Ａおよび５０Ｂ
を含み、それらのストランドは、それぞれ長さ方向の弓
状の８＄５２△および５２Ｂに取付けられ、光学的に平
坦に形成され、それぞれ矩形のベースまたはブロック５
３Ａおよび５３Ｂの表面に直面している。溝５２Ａに取
付けられたストランド５０Δを有するブロック５３Ａは
、結合器の半体５１Ａとして述べられ、かつ溝５２Ｂに
取付けられたストランド５０Ｂを有するブロック５３Ｂ
は、結合器の半休５１Ｂとして述べられる。

１８− 弓状の溝５２Ａおよび５２Ｂは、ファイバ５０の直径に
対して非常に大きな曲率半径を有し、かつファイバ５０
がそこに取付けられると溝５２の底壁により規定される
通路に合うＪ：うにファイバの直径よりもわずかに大き
な幅を有する。溝５２ＡＪ５よび５２Ｂの深さは、それ
ぞれブロック５３Ａおよび５３Ｂの中心における最小か
ら、それぞれブロック５３△および５３Ｂの端部におい
て最大に変化する。これによって、溝５２Ａおよび５２
Ｂにそれぞれ取付けられると光フアイバストランド５０
Δおよび５０Ｂが、徐々に中心の方へ集まりかつブロッ
ク５３Ａおよび５３Ｂの端部の方へ広がり、そのためモ
ードの摂動によりパワーの損失を生じ得るファイバ５０
の方向におけるあらゆる悠な曲がりや突然の変化を除去
する。図示された実ｔＭ４′！Ｉｌでは、溝５２は、断
面において矩形であるが、しかし、Ｕ形状の断面やＶ形
状の断面のようなファイバ５０を収容するような他の適
当な！！ｉ而形面が代わりに用いられることは理解でき
よう。

図示された実施例のブロック５３の中央において、スト
ランド５０を取付ける溝５２の深さは、ストランド５０
の直径よりも小さく、一方ブロック５３の端縁では、満
５２の深さはストランド５０の直径と少なくとも同じ大
きさであるのが好ましい。光フアイバ材料は、たとえば
、ラップ仕上げより、ストランド５０Ａおよび５０Ｂの
各々から除去されて、ブロック５３．Ｉ’、、５３Ｂの
向かい合った表面で同一面であるようにそれぞれだ円形
状の平坦な表面を形成するようにされる。光フアイバ材
料が除去されたこれらのだ円形状の表面は、゛対内表面
″としてここで述べられる。このように、除去された光
フアイバ材料の量は、ブロック５３の端縁に対して零か
ら徐々に増加し、ブロック５３の中央に対して最大に増
える。光フアイバ材料のこの傾斜が付けられた除去によ
って、ファイバが徐々に集まりかつ離れることが可能に
なり、それは、逆方向の反射や光エネルギの過度の損失
を妨げるのに有効である。

図示された実施例において、結合器半体５１Ａおよび５
１Ｂは同じであり、かつブロック５３Ａおよび５３Ｂの
向かい合った表面を一緒にすることによって組立てられ
、そのためストランド５０Ａおよび５０Ｆ３の対向表面
が向かい合った関係で並べられる。

屈折率整合オイルのような屈折率整合物質（図示せず）
が、ブロック５３の向かい合った表面の間に設けられる
。この物質は、クラッド部の屈折率とほぼ同じ屈折率を
有し、かつ光学的に平坦な表面が永久に一緒に固定され
ないように機能する。

そのオイルは、毛細管作用によってブロック５３の間に
注入される。

相互作用領域５４が、ストランド５０の接合部において
形成され、そこでは光は、エバネセントフィールド結合
（ｅｖａｎｅｓｃｅｎｔ　　ｆｉｅｌｄ　　ｃｏｕｐＨ
ｎｇ）によりス１−ランドの間で転送される。適当なエ
バネセントフイ・−ルド結合を確実にするために、７Ｔ
イバ５０から除去された材料の階が、ストランド５０の
コア部分の間の間隔が予め定められた゛臨界ゾーン部内
であるように注意深く制御され２１− なければならないことがわかる。そのエバネセント・フ
ィールドは、クラッド部内へ延び、かつそれらのそれぞ
れのコアの外側の距離とともに急速に減少する。このよ
うに、各コアが、他方のエバネセントフィールド内に実
質的に位置できるように、充分な月利が除去されるべき
である。もし、あまりに少ない材料が除去されると、コ
アは、エバネセントフィールドが、案内されたモードの
所望の相互作用を生じられるように充分に閉じなく、か
つしたがって、不十分な結合となる。逆に、もし、大す
ざる材料が除去されると、ファイバの伝搬特性が変えら
れ、モードの摂動により光エネルギの損失を生ずる。し
かしながら、ストランド５０のコアの間の間隔が、臨界
ゾーン内であれば、各ストランドは、他方のストランド
から１バネセントフイールドエネルギの有意義な部分を
受け、かつ良好な結合が、有意義なエネルキ損失なしに
達成される。臨界シー・ンは、ファイバ５０Ａおよび５
０Ｂの１バネセントフイールドが充分な力で重なり結合
を与える領埴を含む、すなわち各コアが、２２− 他方のエバネセントフィールド内にある。しかしながら
、上述したように、コアがより接近させられると、モー
ド摂動が生ずる。たとえば、単モードファイバにおける
ＨＥ、、のような弱く案内されたモードに対しては、十
分な材料がファイバ５０から除去されてそれらのコアを
露出するときに、このようなモードの摂動が生じ始める
。このように、臨界ゾーンは、エバネセントフィールド
が十分な力で重なり、モード摂動により誘起される実質
的なパワーの損失なく結合を生ずるというような領域と
して規定される。

特定の結合器に対する臨界ゾーンの範囲は、ファイバそ
れ自体と結合器の幾何学とのパラメータのような多くの
相互関係したファクタに依存する。

さらに、ステップ−インデックス（Ｓｔｅｐ　−Ｉｎｄ
ｅｘ　）輪郭を有する単モードファイバに対しては、臨
界ゾーンは、非常に狭い。図示された形式の単モードフ
ァイバ結合器においては、その結合器の中央におけるス
トランド５０の間の必要な中央と中央の間隔は、典型的
にはコア直径の数倍（たとえば２ないし３倍）よりも小
さい。

好ましくは、ストランド５０Ａおよび５０Ｂは、（１）
ｉｔ５互いに同じであり、（２）相互作用閉域　′５４
において同じ曲率半径を有し、かつ（３）等しい量の光
フアイバ材料がそこから除去されてそれぞれの対向表面
を形成する。このように、ファイバ５０は、それらの対
向表面の面において相互作用領ｔ１５４を介して対称的
であり、そのためそれらの対向表面が、重ねられると同
じように延びる。これによって、２つのファイバ５０Ａ
および５０Ｂが、相互作用領域５４において同じ伝搬特
性を有し、かつそれ（より興なる伝搬特性に関連する結
合の減衰を避けることを確実にする。

ブロックまたはベース５３は、任意の適当な硬い材料で
製造され得る。１つの現在の好ましい実施例では、ベー
ス５３は、約１インチ（杓、２゜５４ｃｎ）の長さと１
インチの幅と０．４インチ（約、１０１）の厚さの溶融
された石英ガラスの一般に矩形のブロックである。この
実施例では、光フアイバストランＦ　５０は、エポキシ
接着剤のような適当な接着剤によってスロット５２に固
定される。溶融された石英のブロック５３の１つの利点
は、グラスファイバのものと同様の温度膨張係数を有す
るということであり、この利点は、もしブロック５３お
よびファイバ５ｏが、製造のプロセスの間に何らかの熱
処理を受けるならば特に重要である。ブロック５３に適
した他の適当な材料は、シリコンであり、それは、その
応用例に対して、優れた温度特性も有する。

第２図の結合器は、Ａ、Ｂ、ＣおよびＤと表示された４
つのボートを含み、それはそれぞれ第１図の結合器２０
のボート１．２．３および４に対応する。第２図から見
ると、それぞれストランド５０Ａおよび５０Ｂに対応す
るボートＡおよびＢは、結合器の左側にあり、一方それ
ぞれストランド５０Ａおよび５０Ｂに対応するボートＣ
およびＤは、結合器の右側にある。議論の目的のため、
入力光は、ボートＡに与えられると仮定する。この光は
、結合器を介して進み、がっストランド５０の間で結合
されたパワーの量によってボートＣ２５− および／またはボートＤで出力する。そのことについて
は、用語“結合定数″が、全出力パワーに対する結合さ
れたパワーの比として定義される。

上述の例では、結合定数は、ボートＣおよびＤにおける
パワー出力の合計のボートＤにおけるパワーの比に等し
い。この比は、“結合効率″としても述べられ、かつそ
のように用いられたときは、典型的にはパーセントとし
て表わせられる。このように、用語゛結合定数”がここ
で用いられると、対応する結合効率が、結合定数の１０
０倍に等しいことが理解できる。たとえば、０．５の結
合定数は、５０％のの結合効率と等価である。

ブロック５３の対向表面をずらすことによって０から１
．０の間であらゆる所望の値に結合定数を調整するよう
に結合器が“変化”され得る。このような変化は、ブロ
ック５３を相互に対して横方向に摺動させることにより
なされてもよい。

結合器は、高い方向性であり、その結合器の一方側に与
えられるすべてのパワーが実質的にその結合器の他方側
に送られる。すなわち、入カポ−２６− トＡに与えられた光の実質的にすべてが、ボートＢに逆
方向性結合することなく、ボートＣおよびＤに送られる
。同様に、ボートＢに与えられた光の実質的にすべてが
、ボートＣおよびＤに送られる。さらに、この方向性が
、対称的であるので、そのためボートＣまたは入力ポー
トＤのいずれかに与えられた光の実質的にすべてが、ボ
ートＡおよびＢに送られる。その上、結合器は、偏光に
対しては本質的に弁別的でないので、かつしたがって、
その光の偏光を保護する。このように、たとえば、もし
垂直方向の偏光を有する光ビームがボートＡに入力する
と、ボートＡからボートＣにまっすぐに進む光と同様に
ボートＡからボートＤに交差結合された光は、垂直方向
に偏光されたままである。

ファイバのうちの一方から他方に交差結合された光は、
＋π、／２の位相のずれを受け、一方交差結合されない
光は、結合器を介する伝搬の間に位相おいては、ずれな
い。このように、たとえば、もし光がボートＡに入力す
ると、ボートＤの交差結合された光は、π／２だけ位相
が進み、それに対しボートＣを介してまっすぐ進んだ光
は、位相は変わらないままである。

結合器はまた低い損失の装置であり、負型的には２ない
し３％のオーダで挿入またはスループット（ｔｈｒｏｕ
ｏｈｐｕｔ　）損失を有する。ここで用いられる用語°
゛挿入損失”″は、一方何から他方側へ結合器を介して
進む光の実際の拡散損失を言う。たとえば、もし光がボ
ートＡに与えられて、かつその光の９７％がボートＣお
よびＤ（それらを加算して）に達すると、挿入の損失は
、０．０３　（３％）である。用語“結合器伝送″は、
１から挿入損失を引いたものとして規定される。したが
って、もし挿入損失が０．０３　（３％）であれば、結
合器伝送は、０．９７　（９７％）である。

ＬＬ札ＬＩＬ史 第１図の偏光制御器４０として用いられるのに適した偏
光＠御器の１つの形式が、１９８０年９月３日に出願さ
れｒＦＩＢＥＲ０ＰＴＩＣＰＯＬＡＲＩＺＡＴＩＯＮ　
　Ｃ０ＮＴＲ０ＬＬＥＲＪと題され、この発明の譲受人
に譲渡された同時係属中のアメリカ合衆国特許出願連続
番号第１８３゜９７５号に述べられる。さらに、このよ
うな偏光制御器は、Ｅ　Ｉｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　　Ｌ　
ｅｔｔｅｒｓの１９８０年９月２５日発行物のＶｏｌ、
　１６．　Ｎｏ　、　２０．７７８ないし７８０頁に述
べられる。この特許出願と発行物は、ここに参考のため
に援用される。

第３図に示されるように、制御器は、複数の直立ブロッ
ク７２Ａないし７２Ｄが取付けられるベース７０を含む
。ブロック７２の隣接するものの間には、スプール７４
Ａないし７４Ｃが、それぞれシャフト７６Ａないし７６
Ｃに接して取付けられる。シャフト７６は、お互いに軸
方向に整列しており、かつブロック７２の間で回転可能
に取付けられる。スプール７４は、一般に円筒状であり
、かつシャフト７６に接して位置決めされ、スプール７
４の軸がシャフト７６の軸に直交する。ファイバ部分１
４（第１図）は、シャフト７６における軸方向のボアを
介して延び、かつスプール７４の各々のまわりにまかれ
て３つのコイル７８Ａな２９− いし７８Ｃを形成する。コイル７８の半径は、ファイバ
１４が圧力を与えられコイル７８の各々において複屈折
媒体を形成するものである。３つのコイル７８Ａないし
７８Ｃは、それぞれシャフト７４Ａないし７４Ｃの軸の
まわりにお互いに独立して回転することができ、ファイ
バ１４の複屈折を＊＊ｔ、、かつしたがってファイバ１
４を介して進む光の偏光を制御する。

コイル７８における直径と巻数は、外側のコイル７８Ａ
および７８Ｃが、４分の１の波長の空間的な遅延を与え
、中央のコイル７８Ｂが、２分の１の波長の空間的な遅
延を与えるようにされる。

４分の１の波長のコイル７８Ａおよび７８Ｃは、偏光の
だ円率を制御し、かつ２分の１波長コイル７８Ｂは、偏
光の方向を制御する。これは、ファイバ部分１４を介し
て伝播する光の偏光の肩整の全範囲を与える。しかしな
がら、偏光制御器は、２つの４分の１波長コイル７８Ａ
および７８Ｃのみを設けるように修正されてもよいこと
は理解できる。なぜならは、（中央のコイル７８Ｂによ
り一３〇− 他の方法で与えられた）偏光の方向は、２つの４分の１
波長コイル７８Ａおよび７８Ｃによって偏光のだ同率の
適した調整により間接的に制御されてもよいからである
。したがって、偏光制御器４０は、２つの４分の１波長
コイル７８Ａおよび７８Ｃのみを含むように第１図に示
される。この構成は、制御器４０の全体の大きさを減じ
るので、スペースの制限を必要とするこの発明の成る応
用例には好都合であろう。

このように、偏光制御器４０は、ファイバ部分１４を介
して伝搬する光の偏光を確立し、維持しかつ制御する手
段を与える。

ＩＬＬ１組り 動作において、第１図を再び参照すると、光源２２から
ファイバ部分１２に導かれた光は、結合器２０のボート
１に伝搬し、そこで光の一部がボート４に結合され、残
りの部分はボート３に伝搬する。ボート４における光は
、ファイバ部分１６を介して伝搬し、かつファイバ１０
の端部から出る。しかしながら、ボート３における光が
ループ部分１４を通過し、かつ再びボート２において結
合器に入り、そこで、一部がボート３に結合され、残り
の部分がボート４に伝搬し、ファイバ部分１６を通る。

ループ１４と結合器２０は、共振空洞を与えるように協
働し、そのためボート２において結合器に入った光はレ
ーザ源２２から入来する光と干渉することが叩解できよ
う。このような干渉は、ボート３において建設的であり
、一方ボート４で破壊的であり、それにより共振空洞ル
ープにおいて光が確立されるようにする。

以下に、ファイバ部分１２を介してボート１に伝播する
レーザ源２２からの光は、入力信号波Ｗ１として述べら
れ、ファイバ部分１６を介する伝搬のためボート４から
出た光は、出力信号波ＷＯとして述べられる。ループ部
分１４を循環する光は、循環波ｗｅとして述べられる。

循環波ｗｅは、ボート３からボート２ヘルーブ１４を回
って伝搬しているときに、そのパワーのうちのわずかな
量が、ファイバ伝送損失のために失われる。用語゛ファ
イバ伝送損失″は、ボート３からボート２ヘフアイバを
介する伝搬の間のわずかな損失として定義される。図示
された実施例では、ファイバ伝送損失は、純粋に、ファ
イバ減衰の関数であり、そのため、ボート２における波
ＷＣのパワーまたは強さは、ボート３における波ｗｅの
パワーと、ｆｉｅｘｐ　　（−２α１１１）との積に等
しく、ここでしは、ループ１４を循環する光のためのル
ープ１４の光路の長さであり、それは、結合器２０のあ
らゆる位相のずれを除外しており、かつα０は、ファイ
バ１０の振幅減衰係数である。

もし、付加的なコンポーネント（たとえば、光フアイバ
偏光器）が、ファイバループ上に置かれると、このコン
ポーネントのための損失は、ファイバ伝送損失の定義内
に含まれる。さらに、用語″ファイバ伝送”は、ボート
３における循環波パワーでボート２における循環波パワ
ーを割ったものとして定義される。別な方法で言えば、
ボート２に達するのは、ボート３からのパワーのわヂか
な量である（すなわち、）どイバ伝送は、１からファイ
バ伝送損失を差し引いたものに等しい）。

３３− ファイバ伝送損失により減衰されることに加えて、循環
波ＷＣは、結合器挿入損失により、結合器２０を介する
各通過でわずかに減じられる。さらに、入力波Ｗ１パワ
ーまたは強度は、結合器２０を介する伝搬の間に結合器
挿入損失により損失を受ける。これに関して、結合器２
０は、結合定数から独立した加えられ−まとめにされた
挿入損失（γＧ）を有する損失のない装置として形成さ
れてもよい。結合器挿入損失と結合器２０の４つのボー
トの各々における複合振幅との間の関係は、以下に示す
とおりである。

ｌ　Ｅ３　ｌ　２＋ｌ　Ｅ４１２ ＝（１−γｏ　）（ｌＥｌ　　１２＋ｌＥ２１２＞（１
） ここでＥｌ　、　Ｅ２　、　Ｅ３　、およびＥ４は、結
合器ボー１−１．２．３および４における複合した電界
振幅であり、かつγ０は、結合器挿入損失（典型的には
２％ないし１０％のオーダ）である。

結合されたモードの相互作用の後に、ボート３および４
における複合した振幅は、以下に示すよ３４− うにボート１および２における電界振幅に関達す＋Ｊｆ
ｌＥ２］　　　　　　　　　（２）Ｅ４−　（１−γｏ
）！／？　［Ｊ（ＫＥｉ＋　＜１−Ｋ＞’ｉ　Ｅ２　］
　　　　　（３）ここで、Ｋは、結合定数である。結合
がないというのはに−０に対応し、それに対しに−１は
完全な結合を与える。Ｅ２およびＥ３は、さらに次のこ
こで、 β−ｎ　ω／ｃ　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（５＞かつ、α０は、ファイバの振幅減衰係数であり、
Ｌは、ループ部分１４の長さであり、ｎは、ファイバの
有効な屈折率であり、ωは、光周波数であり、βは、フ
ァイバ１０の伝搬定数であり、Ｃは、光の速度である。

完全共振のために、出力波ＷＯは、Ｏであるべきであり
、かつしたがって、比Ｅ４　／Ｅ１は、０であるべきで
ある。それゆえ、γ１１　、　Ｋ、αｏＬ。

およびβＬの項でＥ４　／Ｅ１について、式２，３およ
び４を解き、かつＥ４　／Ｅ１をＯに等しくすることに
よって、ループの長さ１と結合定数にの項において、共
振のための条件が児つ【プられ得る。

共振のために必要な条件の１つは、 βＬ−ｑ　２π−π／２　　　　　　　　　（６）であ
り、ここでｑは、任意のＮ数である。

このように、完全な共振のために、結合器２０によるあ
らゆる位相のずれを除外したループ１４のまわりの全体
の位相の遅延（βＬ）は、２πラジアンの整数倍からπ
／２を差し引いたものに等しくなければならない。

式２および３から、方向性結合器２０は、＋π／′２の
位相のずれを有する。式６においてβＬにこの位相のず
れを加えることによって、ループ１４を（たとえば、そ
のループ上の任意の箇所から、そのループを回って、そ
の任意の箇所に戻るように）通過するとき、その循環波
ＷＣの全体の累算した位相が、ｑ　　（２π）に等しい
ことが分かる。

この後の議論から分かるように、そのループの長さは、
その共振器を組立てた後、そのファイバ１４が巻かれた
電気的に駆動されるＰＺＴシリンダを用いてファイバ１
４を機械的に延ばすことによって、この共振条件を満足
するように調整され得る。

弐〇によって規定された共振条件は、第４図を参考する
とより良く理解され、そこでは、結合器２０のπ／２の
位相のずれがボート３における建設的な干渉を与えかつ
ボート４における破壊的な干渉を与えるように有利に用
いられるような態様を示す。議論の目的のため、結合器
２０は、その結合器の中央における効果的な結合の箇所
を、ボート１．２．３および４がこの結合箇所から等し
い距離にあり、かつ波長の整数倍だけそこから間隔をお
かれている状態で有するように示され得る。

そのループの長さくＬ）は、その結合箇所からそのルー
プをまわってその結合箇所に戻る距離として示され、そ
れは共振のためには、ｑ−１／４波３７− 長であるべきであり、ここでｑは、整数であろう第４図
に関して、入力信号波Ｖ％Ｎは、零の位相を有する基準
波であるとして仮定され、かつ他の波（すなわち、ＷＣ
およびＷＯ）のすべての位相は、入力波Ｗ１に対して規
定される。さらに、結合器２０を介して伝搬するあらゆ
る波は、２つの成分に分けられ、すなわち、′交差結合
された″成分は、記号＋ｉＣｎにより示され、゛まっす
ぐ進む”成分は、記号゛ＳＩＴにより示される。このよ
うに、入力波Ｗ１は、ボート１からボート４へ伝搬する
交差結合された成分ＷＩＣとボート１からボート３へ伝
搬するまっすぐ進む成分ＷＩ８とに分けられる。同様に
、波ＷＣは、ボート２からボート３へ伝搬する交差結合
された成分Ｗｏｏとボート２からボート４へ伝搬するま
っすぐ進む成分ＷＯ８とに分けられる。

レーザ源２２がｔ−Ｑでオンにされたと仮定すると、入
力波Ｗ１は、零位相の状態で伝搬のために結合器２０の
ボート１に入る。交差結合された成分ＷＩＧは、ボート
４への伝搬の間に＋π／２の３８− 位相のずれを受け、それに対してまっすぐ進む成分Ｗｉ
ｇは、ボート３への伝搬の間には位相においては変化し
ないままである。このように、ボート３における光の波
ＷＣは、零の位相を有する。この波Ｗｅはそれから、ボ
ート２の方へループ１４を回って伝搬する。ループの長
さしが、式６に従って選択されていると仮定すれば、波
ｗｅは、ボート２に到達すると、−π／２の位相を有す
る。

結合器２０を介する波ＷＣの伝搬の間に、交差結合され
た成分ＷＣＣは、＋π／２の位相のずれを受け、そのた
め、ボート３に到達すると、その位相は零になり、入力
波成分Ｗｌｓのものと同じになる。

このように、循環波成分ＷＯＣは、ボート３において入
力波成分ＷＩ８と建設的に干渉し、それによりボート３
における循環波ＷＱの強さを増加させる。

他方、循環波ｗｅのまっすぐ進んだ成分ＷＣ８は、ボー
ト２からボート４へ伝搬するときに位相において変化せ
ず、そのため、ボート４において、その位相は、−π／
２のままである。このように、この成分ＷＣ８は、＋π
／２の位相を有する交差結合された入力光成分ＷＩＳと
破壊的に干渉するであろう。

結果的に、ループ１４を介して波’ｖＶｃが循環するど
、それは、ボー１〜３において入力信号波Ｗ１と建設的
に干渉し、かつボート４において破壊的に干渉し、それ
により平衡ＩＰｃ　　（ｅｑ）に達するまで、第５図に
示されるように、ループ１４において循環する光のパワ
ー（強さ）ＰＣを徐々に上げる。平衡値の６３％（′！
ｉなわち、１−０−１）までこのような光が上がるのに
必要な面間は、空洞上昇時間（ＴＣ＞とし・て定義され
、かつ通常空洞減衰時間として呼ばれる。

完全な共振、かつしたがってボート４における零出力パ
ワーを達成するために、第２の条件が満たされなければ
ならず、ブなわち、ポー１−４におけるまっすぐに進む
循環波成分ＷＣ３が、ボート４における交差結合された
入力信号成分ＷＩＣの振幅に等しい振幅を有さなければ
ならない。このことを生じるために、結合定数には、ｌ
１ＩＫｒに調整され、その値は、ここで゛′共振結合定
数″として述べられる。Ｅ４／Ｅ１のため式２．３およ
び４を解きかつＥ’ｌ　／ＥｉをＯに等しくする（これ
は、共振のための条件である）ことによって、共振結合
定数Ｋｒは、 Ｋｒ　−（１−Ｔｏ　）ｅＸＦｌ　　（−２αｏ　Ｌ）
　　　（７）であることが分かる。

示された実施例では、結合器伝送は、１−γ０であり、
かつファイバ伝送は、ｅｘｐ（−２αｏＬ）である。し
たがって、 ）（ｒ−結合器伝送×ファイバ伝送　　　　（８）開示
された実施例に対して、ファイバ減衰は。

８、３ｄ　Ｂ、／ｋｍであり、ループ１４は３メートル
であり、そのため２αｏＬは、６３２．８ｒｖの波長で
０．００５７に等しい。３．２％の結合器挿入網失（−
０，１４ｄ　Ｂ）で、これは、０．９６２の共振結合定
数を与える。

式７により炊定された共振結合定数を用いて、式２．３
および４は、入力パワーに対して正規化された、以下の
循環パワー（強さ）と出力パワー（強さ）とを与える。

４ｌ− （１−Ｔｏ）（１Ｋｒ＞ （１＋Ｋｒ　　）’　　−４Ｋｒ　Ｓｉｎ［βＬ　／　
２−π、／　４　）（９） （１−Ｋｒ）２ ］ （１＋Ｋｒ　　）　’　　−４Ｋｒ　５ｌｎ（βｔ−、
／　２−　ｙｔ　、／　４　）（１０） ここで、ＰＣ（３）は、ボート３における循環波ＷＣの
パワー（強さ）であり、Ｐｌは、入力信号４２− 波Ｗ１のパワー（強さ）であり、かつｐｏは、ボート４
における出力波ＷＯのパワー（強さ）である。

もし、βＬが、式６により規定された共振条件を満足す
るように選択されるならば、式９は、に変えられる。

この式は、 ＰＩ　−Ｐｃ　　（１−Ｋｒ　）＋Ｐｌ　γ０　　　　
（１２＞と書かれてもよい。

もし、式６が満たされると、１−Ｋｒが、循環波ｗｅに
対するラウンドトリップ部分的強さ損失（すなわち、結
合器挿入損失とファイバ伝送損失との和）に等しい。こ
のように、式１２の右側は、結合器２０とループ１４と
において消耗した合計したパワーを表わす。したがって
、寥全な共振では、循環パワーｐｃは、ループと結合器
とで消耗された合計のパワーがボート１における入力パ
ワーＰ１に等しいようなものであるということがわかる
。

それぞれ式９および１０で規定される理論的な正規化さ
れた循環パワーと出力パワーとは、それぞれ第６図およ
び第７図において、２つの例示的な結合挿入損失値、す
なわち５％および１０％に対するβＬの関数として示さ
れる。第６図に示されるように、循環パワーｐｃは、結
合器挿入損失と非常に関係しており、１０％の挿入損失
に対して入力パワーＰ１の約９倍であり、かつ５％の挿
入損失に対して入力パワーＰ１の１９倍である。

それに対し、出力パワーＰＯは、第７図に示されるよう
に、各場合で完全な共振においてＯに下がる。しかしな
がら、第６図および第７図の極小および極大は、挿入損
失が減少するにつれてより鋭（なり、空洞フィネスが結
合挿入損失に非常に依存するということを示す。

空洞フィネス（Ｆ）は、次のように規定されてもよい。

ＦＳＲ Ｆ　−−（１３） δｔ′ ここで、ＦＳＲは、共振空洞の自由なスペクトル範囲（
すなわち、極小（第７図）または極大（第６図〉の間の
距離）であり、かつδｔは最大循環パワーの２分の１で
（すなわち、完全な共振の２分の１のパワーで）、循環
パワーの極大（第６図〉の幅である。自由なスペクトル
範囲（ＦＳＲ）は、次のように規定されてもよい。

ＦＳＲ−−−（１４） 吐 式９をｌ　Ｐ　Ｃ（ｅ）／　Ｐ　ｌ　　１つイの半分に
等しくすることによって、最大の２分の１における全幅
は次４５− のとおりである。

Ｃ２−１ δｆ＝−（１−−３Ｉｎ 吐　　　　π はぼ１である）（ｒに対しては、δｆは、はぼ以下のと
おりになる。

ｃ　　　１−Ｋｒ δｆ　−−−＜　１６　） ｎｌ−πｆｆ下 この近似は、０．８よりも大きなに「に対しては０．２
％内である。

式１４と１６を式１３に代入することによって、−４６
＝ 空洞フィネスは以下のとおりである。

πＦ下］１ Ｆ＝　　　　　　　　　　　　　　　　（１７）−Ｋｒ 共振結合定数（Ｋｒ　）が、結合伝送とファイバ伝送の
積に等しく、そのためｆｆ１ｌ−Ｋｒは、ループ１４の
まわりの合計の分数的な損失に等しいということを弐８
から思い起こされる。これらの分数的な損失が減少する
につれて、フィネスが増加するということが式１７から
分かる。このように、フィネスが、損失に非常に依存し
、かつ結合器挿入損失またはファイバ伝送損失のいずれ
か、あるいはその両方を減少することにより増加され得
る。

示された実施例に対して、フィネスは、約８０であり、
かつ自由なスペクトル範囲は、３４．５ＭＨ７である。

最後に、第５図を参照すると、その空洞上昇時間Ｔｏは
、以下のように近似され得る。

ｎｌ−／ｃ Ｔｃ　　−（１８） ２　　（１−Ｋｒ　　） 示された実施例では、空洞上昇時間は、約１９２ナノ秒
である。共振効果に対して、レーザ源２２は、Ｃ・ＴＯ
よりも大きなコヒレンス長さを有するべきである。

第８図を参照すると、式９および１０により予想される
共振効果は、ファイバ部分１６の端部において出力波Ｗ
Ｏの光学的なパワー（強さ）を測定するための検出器８
０を設けることにより観測され得る。検出器８０は、出
力波ＷＯの光学的な強さに比例する電気的信号をライン
８２上に出力する。このライン８２は、オシロスコープ
８４へこのような信号を入力するように接続される。三
角波発生器８６からの信号が、ライン８８上のオシロス
コープ８４に与えられ、かつライン９２上の位相変調器
９０に与えられる。特定的な例として、位相変調器は、
３インチ（約、７．６ｃｍ）の直径を有するＰＺＴシリ
ンダを備えてもよく、そのまわりに、ファイバループ１
４の一部が６回巻かれる。三角波発生器８６からの信号
は、ＰＺＴシリンダ９０を駆動して、ファイバ１４を放
射状方向に広げかつしたがって線形的に引張り、発生器
８６の周波数でファイバの長さくＬ）を周期的に変える
。この構成では、ファイバ共振器の動作は、走査Ｆ　ａ
ｂｒｙ　−ｐ　ｅｒｏｔ干渉計のものといくらか似てい
る。

第９図は、光学的出力パワー（ＰＯ）を表わす検出器電
流９６とファイバが位相変調器９０により引張られる壷
を表わす三角波発生器信号９８とのオシロスコープの軌
跡を示す。信号９８により与えられたファイバの延長し
た農は、波長よりもわずかに大きく、そのため第９図に
示される出力パワーは、ファイバの各線形的な引き伸ば
しの間に２回０に下がり、このように共振動作を表わす
。

もし結合定数が、共振結合定数）（ｒかられずかに変わ
ると、０でない出力パワーが、曲線９６の極４９− 小において見られる。

たとえば、偏光制御器４０により、ファイバループ１４
における光の偏光を維持する重要性は、第１０図に示さ
れ、そこでは最適の位置から離れた偏光制御器４０の４
分の１波長のループを回転する結果が示される。そこに
示されるように、２つの独立偏光モードに対応する２つ
の共振モードが見られる。その２つのモードは、わずか
に異なる伝搬速度のため異なる走査位置で共振する。両
方の共振モードは、Ｏでない出力パワーを有している。

なぜなら、一方のモードが共振しているときに、他方は
共振せず、かつしたがって、共振していないモードの出
力パワーは、いずれかのモードの共振において見られる
からである。

この発明の共振器は、ループ１４の長さを調整して所望
の周波数で共振させ、そのためその共振器がこの周波数
を妨げ、一方他の周波数を通すことにより、周波数フィ
ルタとして用いられ得る。

さらに、第８図の回路は、未知の周波数成分の光をファ
イバ部分１２に入力することによってスペ５０− クトル分析器として用いられ得る。各周波数成分は、異
なるループ長さＬで共振するであろうから、オシロスコ
ープの軌跡は、各周波数に対応する別々の極小を示す。

その極小の相対的な深さは、周波数成分の相対的な大き
さを示し、一方その極小の間の間隔は、それらの相対的
な周波数の分離を示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の共振器の概略図であり、ファイバ
ループ内へ光を導入するための光源とファイバループを
閉じるための光フアイバ方向性結合器を示す。 第２図は、第１図の共振器において用いられるための光
フアイバ方向性結合器の一実施例の断面図である。 第３図は、第１図の共振器に用いられる光フアイバ偏光
制御器の一実施例の斜視図である。 第４図は、第１図および第２図に示される光フアイバ方
向性結合器の概略図であり、そこを伝搬する光波成分の
位相示す。 第５図は、時間の関数としての循環パワーのグラフであ
り、空洞上社時間に等しい時間期間の間にわたって平衡
値に不均等的に集まる循環パワーを示す。 第６図は、ボート３における循環パワーのグラフであり
、ファイバループを介覆る位相の遅延の関数として入力
パワーに対して正規化され、５％および１０％の例示的
な結合器挿入損失に対する共振における正規化された循
環パワーを示す。 第７図は、出力パワーのグラフであり、ファイバループ
を介する位相のずれの関数として入力パワーに対して正
規化され、５％および１０％の２つの例示的な結合器挿
入損失に対する共振における零出力パワーを示す。 第８図は、この発明の一実施例の概略図であり、光学的
スペクトル分析器として用いられ得る。 第９図は、第８図において示された実施例に対する共振
動作を示すグラフである。 第１０図は、第９図のものと同様なグラフであり、光が
両方の偏光モードにおいて伝搬するように偏光制御器を
ずらした効果を共振動作に基づいて示ず。 図において、１．２，３．４はボート、１０はファイバ
、１２．１６はファイバ部分、１４はループ部分、４０
は位相ＩＩ　ａｌｌ器を示す。 特許出願人　ザ・ボード・オブ・トラスティーズ・オブ
・ザ・レランド・スタンフォ ード・ジュニア・ユニバーシティ ５３− 図面の浄書（内容に変更なし） ＦＩＧ、　１ ＦＩＧ、　５ ＦＩＧ、　６ ＦＩＧ、　７ ９り ＦＩＧ　　８ ６ ＦＩＧ　　９ アメリカ合衆国カリフォルニア 州パロ・アルド・ファイフ・ア ベニュー１１７４ 手続補正書（方式） １、事件の表示 昭和５７年特許願第　１９１７３０　　号２、発明の名
称 ファイバ光共振器 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　アメリカ合衆国、カリフｔルニア州、スタン
フォード（番地なし） 名　称　　ザ・ボード・オブ・トラステイーズ・オブ・
ザ・・　　　レランド・スタンフォード・ジュニア・ユ
ニバーシティ代表者　　ローランス・ダブリュ・オズボ
ーン４、代理人 住　所　大阪市北区天神橋２丁目３番９号　八千代第一
ビル自発補正 ６、補正の対象 願書の４．特許出願人の代表者の欄、図面ならびに委任
状および訳文 ７、補正の内容 （１）　願書の４．特許出願人の代表者の欄に「ローラ
ンス・ダブリュ・オズボーン」を補充致します。その目
的で新たに調製した訂正願書を添付致します。 （２）　　ＩＩ墨で描いた図面を別紙のとおり補充致し
ます。なお内容についての変更はありません。 （３）　委任状および訳文を別紙のとおり補充致します
。 以上 ２−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　第１および＠２の端部分を有しかつ前記端部分
   の間にループを形成する光ファイバのストランドと、 前記ループを光学的に閉じるためのファイバ光結合手段
   とを備え、 前記ループの長さは、ｉｆＪ記結合手段と協働してそこ
   を伝搬する光のための共振空洞を形成するように選択さ
   れる、ファイバ光共振Ｂｅ （２）　前記共振空洞内Ｉ＼光を導入するための光源を
   ざらに備え、前記光源は、少なくとも、前記共振空洞の
   上昇時間と光の自白空間の速度との積に等しいコヒレン
   ス長さを有する、特許請求の範囲第１項記載のファイバ
   光共振器。 （３）　前記共振空洞における前記光の強さは、（ａ　
   ）前記ファイバループの長さと（ｂ）前記結合手段の結
   合定数とに依存し、（＋＞前記ループ長さＬが ｑ　（２π）−π／２） Ｌ−□ β である場合（なお、ｑは任意の整数かつβは前記ファイ
   バの伝搬定数である）と、（１１）前記結合定数に「が
   、 ）（ｒ−ファイバ伝送Ｘ結合手段伝送 である場合とで、前記強さは最大である、特許請求の範
   囲第１項記載のファイバ光共振器。 （４）　前記結合手段は、エバネセントフィールドファ
   イバ光方向性結合器である、特許請求の範囲第１項記載
   のファイバ光共振器。 （５）　前記結合手段の結合定数は、以下の式に従って
   選択され、 Ｋｒ　＝　（１−Ｔｏ　）ｅＸｆｌ　　（−２αｏ　Ｌ
   ）ここで、γ０は、前記結合手段の挿入損失であり、α
   ０は、前記ファイバの振幅減衰係数であり、Ｌは、前記
   ループ部分の長さである、特許請求の範囲第１項記載の
   ファイバ光共振器。 （６）　前記光ファイバの長さは、前記ループを回る全
   体の位相の遅延が２πの整数倍に等しいように選択され
   る、特許請求の範囲第１項記載のファイバ光共振器。 （７）　前記結合手段は、前記全体の位相の遅延のπ／
   ２を与える、特許請求の範囲第６項記載のファイバ光共
   蛋Ｉ！。 （８）　前記ファイバループを介して伝搬する光の偏光
   を制御するための手段をさらに備える、特許請求の範囲
   第１項記載のファイバ光共振器。 （９）　前記１光制御手段は、前記ファイバループの一
   部から形成されたループを備える、特許請求の範囲第８
   項記載のファイバ光共振器。 （１０）　前記ファイバループの長さを変えるだめの手
   段をさらに備える、特許請求の範囲第１項記載のファイ
   バ光共振器。 （１１）　前記長さを変えるための手段は、前記ファイ
   バループの一部が巻かれるＰＺＴシリングを備える、特
   許請求の範囲第１０項記載のファイバ光共引Ｌ （１２）　　＃！ｉ’ファイバを線形的に引き伸ばすよ
   うｆ７　ｍ　！’！ｃｌ！　Ｐ　Ｚ　Ｔシリンダを駆動
   するためにランプ！ｉＩ弓を与えろ手段をさらに備える
   、特許請求のｒＪｒＦｇ第１１項記載のファイバ光共振
   器。 ＜１３）　’Ｊ！１の端部分および第２の端部分を有す
   る連続的で中断されていない長さの光ファイバと 前記第１の端部分から前記第２の端部分への伝搬のため
   前記ファイバ内に光を導入するための光雫と。 前記第１および第２の端部分の間にループを形成するよ
   うに前記ファイバを一緒に光学的に結合するファイバ光
   結合手段とを備え、ＩｙＩ記結合手段は、前記光源の光
   の一部を前記ループ内で循環するように結合し、かつ前
   記光源の光の他の部分を前記第２の端部分に結合し、前
   記ループの長さは、前記ｍ環している光が、前記第２の
   部分に結合される前記光源からの光と破壊的に干渉し、
   かつ前記ループに結合される前記光源からの光と建設的
   に干渉するように選択され、前記干渉により、前記ルー
   プにおける光学的なパワーが前記第１の端部分における
   もの以上に増加する、ファイバ光共振器。 （１４）　　１２結合手段は、エバネセントフィールド
   ファイバ光方向性結合器を備える、特許請求の範囲第１
   ３項記載のファイバ光共振器。 （１５）　前記破壊的に干渉する光の相対的な振幅は、
   前記結合手段の結合定数に依存する、特許請求の範囲第
   １３項記載のファイバ光共振器。 （１６）　前記結合手段の結合定数は、以下の式に従っ
   て選択され、 Ｋｒ　＝　（１−７ｏ　）ｅＸＩ）　　（−２αｏ　Ｌ
   ）ここで、γ０は、前記結合手段の挿入損失であり、α
   ０は、前記ファイバの振幅減衰係数であり、しは、前記
   ループ部分の長さである、特許請求の範囲第１３項記載
   のファイバ光共振器。 （１７）　前記光ファイバの長さは、前記ループを口る
   全体の位相の遅延が、２πの整数倍に等５− しいように選択される、特許請求の範囲第１３項記載の
   ファイバ光共振器。 （１８）　前記結合手段は、前記全体の位相の遅延のπ
   ／２を与える、特許請求の範囲第１７項記載のファイバ
   光共振器。 （１９）　前記第２のファイバ部分から出力した光を検
   出する手段をさらに備える、特許請求の範囲＃！１３項
   記載のファイバ光共振器。 （２０）　前記結合器および前記ファイバループ部分は
   、共振空洞を形成するように協働し、前記光源は、前記
   共振空洞の空洞上昇時間と光の自由空ＷＡ速度との積よ
   りも大きなコヒレンス長さを有する、特許請求の範囲第
   １３項記載のファイバ光共振器。 （２１）　前記ファイバループを介して伝搬する光の偏
   光を制御するための手段をざらに備える、特許請求の範
   囲第１３１１記載のファイバ光共振器。 （２２）　前記偏光制御手段は、前記ファイバループの
   一部から形成されたループを備える、特許請求の範囲第
   ２１項記載のファイバ光共振器。 ６− （２３）　前記ファイバループの長さを変える手段をさ
   らに備える、特許請求の範囲第１３項記載のファイバ光
   共振器。 （２４）　前記長さを変えるための手段は、前記ファイ
   バループの一部が巻かれるＰＺＴシリンダを備える、特
   許請求の範囲第２３項記載のファイバ光共振器。 （２５）　前記ファイバを線形的に引き伸ばすように前
   記ＰＺＴシリンダを駆動するためのランプ信号を与える
   手段をさらに備える、特許請求の範囲第２４項記載のフ
   ァイバ光共振器。 （２６）　光ファイバの１本の中断されていないストラ
   ンドと、 ４つのボート、すなわちボー）−１，２，３および４を
   有するファイバ光方向性結合器とを備え、ファイバの前
   記１本の中断されていないストランドは、前記ボートの
   すべてを介して延び、前記ファイバは、ボート２および
   ３を光学的に接続するループ部分とボート１におけるフ
   ァイバ入力部分とボート４におけるファイバ出力部分と
   を有し、前記ファイバ入力部分内へ連続的な光波（Ｗ＋
   　＞を入力するための光源をさらに備え、 前記結合器は、前記入力した光波（Ｗ＋　）を２つの成
   分、すなわち、ボート１からボート３に伝搬するまっす
   ぐ進む成分（ｗ＋ｓ＞と、ボート１からボート４へ伝搬
   する交差結合された成分（ＷＩＯ）とに分割され、前記
   まっすぐ進む成分（Ｗ　ｉｓ＞は、ボート３からボート
   ２へ前記ループ部分を介して循環する循環波（Ｗｅ　）
   の少なくとも一部を与え、前記結合器は、前記ループを
   通った後前記循環波（Ｗｅ）を２つの成分、すなわちボ
   ート２からボート４へ伝搬するまっすぐ進む成分（Ｗｅ
   ８）とボート２からボート３へ伝搬する交差結合された
   成分（Ｗｃｃ）とに分割し、かつ 前記交差結合された入力波成分（Ｗｉｃ）は前記まっす
   ぐ進む循環波成分（Ｗｅ８）と破壊的に干渉し、かつ前
   記交差粘合された循環波成分（ＷＣＣ）は前記まっすぐ
   進む入力波成分（ＷＩ８）と建設的に干渉する、ファイ
   バ光共振器。 （２７）　前記交差結合された入力波成分（Ｗｉｃ）と
   前記まっすぐ進む循環波成分（Ｗａｓ）との振幅を等し
   くする手段をさらに備える、特許請求の範囲第２６項記
   載のファイバ光共振器。 （２８）　前記等しくする手段は、前記結合手段を備え
   る、特許請求の範囲第２７項記載のファイバ光共振器。 （２９）　前記結合手段の結合定数は、ファイバ伝送と
   結合器伝送との積に等しいように選択される、特許請求
   の範囲第２８項記載のファイバ光共振器。 （３０）　前記交差結合された成分（ＷＣＣおよびＷｉ
   ｃ）は、前記結合器によりπ／２の位相のずれを受ける
   、特許請求の範囲第２６項記載のファイバ光共振器。 （３１）　前記ループ部分の長さは、（ｑ）２π−π／
   ２の前記循環波（Ｗｅ　）に対して位相の遅延を与える
   ように選択され、なおｑは任意の整数である、特許請求
   の範囲第３０項記載のファイバ光共振器。 （３２）　光ファイバから共振空洞を形成する９一 方法であって、 前記ファイバにループを形成し、 ファイバ光方向性結合器で前記ループを光学的に閉じ、 共振のため前記ループの長さを選択する各ステップを備
   える、光ファイバから共振空洞を形成する方法。 （３３）　前記ループのまわりの全体の位相の遅延が２
   πの整数倍に等しいように前記ループの長さを選択する
   ステップをさらに備える、特許請求の範囲第３２項記載
   の光ファイバから共振空洞を形成する方法。 （３４）　前記ファイバ光方向性結合器は、前記全体の
   位相の遅延のπ／２を与える、特許請求の範囲第３３項
   記載の光ファイバから共振空洞を形成する方法。 （３５）　ファイバ伝送と結合器伝送の積に等しいよう
   に前記結合器の結合定数を選択するステップをさらに備
   える、特許請求の範囲第３２項記載の光ファイバから共
   振空洞を形成する方法。 １０− （３６）　前記ファイバは、単モード光フアイバ材料の
   １本の連続的な中断されていないストランドを備える、
   特許請求の範囲第３２項記載の光ファイバから共振空洞
   を形成する方法。 （３７）　光ファイバへ入力した光をそのファイバで共
   振させる方法であって、 前記ファイバにおいてループを形成し、前記入力した光
   を与えて前記ループを介して伝搬させ、 前記入力した光と前記ループを介して伝搬する光とを建
   設的に干渉するようにファイバ光結合器を用いる各ステ
   ップを備える、方法。