JPS62500339A - 光導波管装置及びそれを用いたレーザ - Google Patents

光導波管装置及びそれを用いたレーザ

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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】 （２７１Ｆ２求の範囲第２３項の記載において、前記リンクの前記利Ｉ５！１２ １１質が光エネルギーの吸収に応答して前記所定の放出帯域と他の放出帯域の両 方において自発放出を生じ、また前記フィルタ／増幅器が前記所定の放出帯域に おける波長の伝送を選択的に許可し、また前記他の放出帯域における波長の伝送 を制動するための手段を含み、。
また前記他の放出帯域が前記利得物質の主要な自発放出帯域である発明。
（２８）請求の範囲第１２項の記載において、前記空洞がその光学共振空洞の長 さを定める所定の点にてそれ自身の上で閉じられる導波管ループであり、また前 記ポンプ光エネルギーを導入するためにそこから伸びる１つの端部を有する発明 。
（２９）請求の範囲第２８ＩＯの記載において、前記刊得物宗ｆが光エネルー１ ニーの吸収に応答して前記所定の放出帯域においては前記ループに沿って両方に 自発放出を生じるけれども、前記曲の放出帯域に、おいては波長の反復伝送を制 動する発明。
（３０）請求の範囲第２９項の記載において、前記利得物質がネオジミウムであ り、また前記所定の放出Ｎ１ｉ！が１．３４ミクロンのまわりにあって前記他の 帯域が１．０６ミクロンのまわりにある発明。
（３１）　Ｌ、んと被覆を有する単一モード光学導波管ファイバを含み、而記し んの屈折率が前記被覆のそれよりも高く、前記しんが１つまたはそれ以上の所定 のスペクトル吸収帯域において光を吸収し、またそれに応じて１つよ。
たはそれ以上の放出帯域にＪ３いて光エネルギーの自発放出を生じる利得物質を 含み、首記導波管ファイバがループを形成すべく所定の点においてそれ自身に側 部的に結合されると共に前記ファイバの１つの端部がそこから伸び、前記結合点 が所定の伝送帯域内にある所定の波長に関する光学共振空洞の長さを定める利１ ￥空ｉＴ、Ｉ　：前記ファイバ導波管を少なくとも１つの放出帯域においてレー ザ作用しきい［Ｕより高い自発放出とその中での刺戟放出の元系とを、１１１持 するのに十分なｊｌにて付勢するために、１１を記；吸収、°トシ域の１つにお ける）にエネルギーを前記ファイバ導波管のしんにその沖びている端部において 導入するためのボンピング手段； 前記１つの放出帯域内の尤エネルギーを前記ループから油出するための手￥２、 を含むレーザ。
（３２）　請求の箪囲第３１項の記載において、前記ファイバの前記池の端部が 前記ループから光エネルギーを抽出するための前記手段を提供づ“るために出力 ファイバとして伸びているレーザ。
（３３）請求の範囲第３１項の記載において、前記利得物質がｖ１数の放出帯域 を有し、また前記レーデがざらに前記放出帯域の１つにおける波長の前記抽出手 段への伝送を少なくとも制動するための手段を含むレーｔア。
（３４）請求の範囲第３１項の記載において、前記利得物質が複数の放出帯域を 有し、前記放出帯域の１つがｎｊｉ記利１り物質の主要放出帯域であって、前記 所定の放出帯域が前記利１５７物質の池の前記放出帯域であり、また前記ループ が前記所定の放出帯域における波長の反復伝送を選択的に許容しまた前記主要放 出帯域にＪ３ける反復伝送をυ１ｉＩｉｌＩする手段を含み、それによって前記 レーザが前記主要帯域内ではなく０１１記所定の帯域内での刺戟放出の発振を生 じるレーＩＪ’０ （３５）請求の範囲第３４項の記載において、前記遷択的に許可おＪ：び制動す る手段が１前記ループのそれ自身に対する［１ｈ記結合において形成される分散 的側部結合を含むレーザ。
（３６）請求の範囲第３４項の記載において、前記ボンピング手段ノ】（前記空 洞の前記所定の放出帯域内にレーザエネルギーを与えるべく動作するレーザを含 み、それによってポンプレーザによる所定の波長のレーザ出力が館記所定の放出 帯域内における異なる波長のレー＋）−出力に変換されるレーザ。
（３７）請求の範囲第３６項の記載において、前記ポンプレーザがレーザダイオ ードであるレーザ。
（３８）請求の範囲第３６項の記載において、前記能動利得物質がネオジミウム であり、また前記ポンプレーザが０．８ミクロンないし０．８８ミクロンの領域 内で動作づ゛るレーザ。
（３つ）請求の範囲第３６項の記載において、前記利得物質が複数の放出帯域を 有し、またさらに前記放出１１シ域の１つにおける波長の伝送をｍｌｌ動する手 段を含むループ。
（４０）請求の範囲第３９項において、前記利得物質が複数の放出帯域を有し、 前記放出帯域の１つが前記利得物質の主要な放出帯域であり、また前記所定の放 出帯域がｊｎ記利得物質の他の前記放出帯域であり、また前記空洞が１）り記所 定の放出帯域にＪ５ける波長のその中での反復伝送を選択的に許可しまた前記主 要な放出帯域における反復伝送を制〃ｊするための手段を含み、それによって匍 記し−リ°が前記主要な帯域内ではなくて前記所定の帯域内での刺戟放出の発振 を生じるレーザ。
（４１）請求の範囲第３９項の記載において、前記選１１り的に許可Ｊ′３よび 制動する手段がＩｌな記出力手購笹１１記空詞に結合する分散的側部結合を含む レーデ。
（４２）一対の光・宇尋波管空洞であって、前記空洞の１つがしんと？ｌ！ｉｉ を有する単一モード光学導波管を含む利１！？空洞であって、前記し／υと被電 の少なくとも１つが１つまたはそれ以上の所定のスペクトル吸収帯域において光 を吸収し、またそれに応答して１つまたはそれ以上の放出帯域における光エネル ギーの自発放出を生じ前記導波管空洞が前記放出帯域の１つにおいてコレシナン １−波長の共振を生じさせるべく異なる長さから成っている一対の光学η波管空 洞、 少なくともその前記１つの放出帯域においてその中で刺戟放出の発振を与えるべ く前記導波管をレーザ作用しきい値より上まで付勢するために前記吸収帯域の１ つにおけるポンプ光エネルギーを前記利得空洞内に導入するためのポンピング手 段、 前記１つの放出帯域内の光エネルギーを首記空詞がら抽出することによりループ の出力がコレゾナント波長のみにおけるものとなる手段、 を含むレーザ。
（４３）請求の範囲第４２項の記載において、前記利Ｉ４７空洞の１つの端ｎ； が前記ポンプ光エネルギーの導入のために伸ばされているレーザ。
（４４）　請求の範囲第４２狼の記載において、前記空洞の少なくとも１つが直 線形単−モード光学導波管ファイバであるレーザ。
Ｃ４５）　請求の範囲第４２項において前記コレゾナント出力のｍ良を変化させ るべく前記空洞の少なくとも１つを￥Ａ整するための手段を含むレーザ。
（４６）請求の範囲第４２項において、前記光学導波管対の両方が相対的に長く また短いコレシナン１−空洞を定めるべく互いに側部結合された直線形導波管で あって、それにより前記短い空洞において前記長い空洞におけるフリースムク１ 〜ル須域に比して大きいフリースベクトル領域を与えるレーザ。
（４７）請求の範囲第４６項の記載において、前記良い空洞の選択スペクトル線 を前記短い空洞の線で中心づけるレーザ。
Ｃ４８）　請求の筒面＠４６項の記載において、前記長い空洞の長さが前記短い 空洞の艮ざの１０倍であるレーザ。
（４つ）ポンプ光エネルギーを導入するために形成された透光性物質から成る基 板、 まわりの物質より高い屈折率を有するしんであって１つまたはそれ以上のスペク トル吸収帯域における光エネルギーを吸収しまたそれに応答して１つまたはそれ 以上のスペクトル吸収帯域において自発放出を生じる利得物質を含むしんを伴っ て前記基板内に形成され、所定の放出帯域において少なくとも１つの選択波長に おける共振を与えるための選択光学長を有する共振光学導波管空洞、前記１つの 選択波長を前記空洞に導入するための人力結合手段、および 前記所定の波長の１８１幅された光エネルギーを前記空洞から抽出するための出 力結合手段、 を含む、ポンプ光エネルギーに応答する光エネルギーを増幅するための集栢イヒ 光学導彼管装置。
（５０）請求の範囲第４９項の記載において、１つの放出帯域におけるエネルギ ーを選択的に前記出力に伝送し、また他の放出帯域のそこへの伝送を制動する手 段を含む発明。
（５１ン　請求の範ｇ第５０１７’ｉの記載において前記選択的に伝送および７ ＪＩ動する手段が分散的結合を含む発明。
（５２）請求の範囲第４９項の記載において、前記基板が平らな表面を含み、ま た前記空洞が前記雄板の前記平らな表面内の閉じたループとして形成される発明 。
（５３）請求の範ＩＩＪ！第５２項記依にＪ５いて１面記入力結合手段と出力結 合手段の各々が前記ループの向かい合う部分に測部結合された一対の光学導波管 から成る発明。
（５４）請求の範囲第４９項の記載において、前記基板が円筒形表面を含み、ま た前記空洞が前記円筒形表面内の閉じたループとして形成される発明。
（５５）　請求の範囲第５４項の記載において、前記入力結合手段と前記出力結 合手段の各々が前記ループの向かい合う部分に側部結合された一対の光学導波管 ファイバから成る発明。
（５Ｇ）所定のコレゾナント周波数を与えるべ（泪互結合された異なる共振長か ら成る一対の共振空洞、前記コレゾナント周波数を含む帯域内のレーザ光エネル ギーを前記空洞内に与えるためにボンピングエネルギーを前記空洞内に与え、ま た＠記し−ザの光エネルギー出力を与えるべく前記空洞からの光エネルギーを結 合する手段、 前記空洞の１つを交番信号によってわずかに調整する手段、 前記交番信号と前記光エネルギー出力との間の位相差を測定し、また狭帯域で非 ゛常に安定化したレーザ出力を与えるべく前記位相の差に従ってもう１方の前記 空洞を調°抱する手段、 を含むレーザ。
（５７）　請求の範囲第５６項の記載において、前記空洞の少なくとも１つが単 一モード光学導波管であるレーザ。
（５ｇ）　請求の範囲第５７項の記載において、両方の前記空洞が単一モード光 学導波管ファイバであり、また前記ファイバの少なくとも１つが能動利得物質を 含むレーザ。
（５つ）請求の範囲第５６項の記載において、第１の前記空洞が相対的に小さい フリースベクトル領域を持つ相対的に長い空洞であって、また第２の１１１″ｉ 記空洞がＨ１対的に大きいスペクトル領域を持つ相対的に雇い空洞であるレーザ 。
（６０）請求の範囲第５９項の記・戒において、前記第２の空洞をわずかに調整 するために前記交番１３号が与えられるレーデ。
明　細　書 関連出願の説明 本出願は、１９８４年１０月１日付提出の米国特許出願用６５６．５３６号から の一部継続出願である。
発明の背景 本発明は光学導波管通信装量に用いられるスペクトル帯域を選択するための光エ ネルギーの増補または（および）生成に関する。より詳しくは、光学導波管に導 入される光エネルギーの信号搬送帯域の生成と光学導波管内　゛で伝搬されるエ ネルギーの選択帯域の増幅との両方に使える方法および装置に関する。
１９８２年８月３日にジョン・ダブリュー・ヒックス、ジュニア（Ｊｏｈｎ　Ｗ 、　Ｈｉｃｋｓ、　Ｊｒ、）に公布され本願出願人と同一人に譲渡された米国特 許第４．３４２．４９９号は中心波長の１／　１０００の狭さの波長の選択的な フィルタリングを可能にする２信号モード　ファイバ導波管の同調された分散的 側部結合の利用を開示している。従って中心波長が約１ミクロンであれば波長フ ィルタリングに対する分散的側部結合の方法を用いて約１０オングストロームの Ｉ！ｉ１幅を一方のファイバから他方のファイバに対してフィルタリングするこ とができる。
本願と同一出願人に■渡され、ここに参照して組み入れられている１９８４年６ 月２８日提出のジョン・ダブリュー・ヒツクス、ジュニア（Ｊｏｈｎ　Ｗ　ｆｌ ｉｃｋｓ、　Ｊｒ、）による係ｊ、気中の出Ｋ（＋　’Ｊ　６２　！ｌ）　、　 ５４３号によれば、光ファイバ通１３装置において用いるための共振空洞フィル タ装置が開示されており、それにより′重石スペクトルのここでも１ミクロンの 領域のベース波長から０．１オングストロームないし０．０１オングストローム の領域の線’Ｎｊをフィルタリングすることができる。この後者の装置では直線 形状またはループ形状の光学導波管が共振空洞として用いられ特定の狭いスペク トル線に同調させられて、ベース波長の光エネルギーが望むらくは単一モードで 伝搬される幹線とフィルタリングされた線幅が情報または信号搬送チャネルとし て送られる分岐線との間で側部結合される。
これらの一般的な類型の狭い線幅のフィルタリング装置の主要な目的は単一の光 学導波管もしくは幹線により搬送され得る情報担持チャネルの数を拡大すること である。例えば、０．０１オングストロームの狭さの線幅をフィルタリングする 能力は、時間領域でのマルチブレクシングの必要なしに１００万個の′ｆ−■ネ ルを単一の１云送フアイバ上に獲得することを、少なくとも数学的もしくは物理 的論拠によれば、可能にする。明らかに、現在の通信技術の状態では理論的に獲 得可能なチＶネル数より数オーダー低い大きさのチャネル数を担持し得る実際の 光学導波管装置は相変らず非常に有効なものとされている。
上述の光フアイバ導波管のフィルタリング装置を追及する際、共通幹線からの線 幅が狭いチャネルの連続するタップにおける光エネルギー損失の結果としての限 界に出会う。かくて、線幅フィルタリングに対する共振空洞の方法は、単一幹線 通信装置のいくつかの分岐線の１つに対して極めて狭い線幅に関する大きな可能 性を与えるけれども、幹線からの連続するタップにＪ３ける光エネルギＲ失の蓄 積により制限される。このことについては第１に各々のタップが所望の波長を移 すのみならずそのわきに並ぶものをも除去することに注目すべきである。従って 連続する各々のタップが単にそれ自体に所望される波長の伝送エネルギーを低減 するのみならず複数の波長の伝送エネルギーをも低減させる。各々のタップにお いて抽出されるエネルギー巾を制限することによってそのような損失を低減させ ることは、今度は、所望の波長におけるエネルギーの最小よ（例えば伝送エネル ギーの５％以上）がＲ柊的に分岐線に対しその中で適切に伝搬するために伝えら れねばならないという要請によって制限される。
光学導波管の潜在的な情報搬送能力を追及する際のもう１つの問題は、′ｔ８融 シクシリカ成り、何らがのしんと被覆内でしんより低い屈折率を獲１ｑするため の物質でドーピングされた被覆を伴なう現在の光学導波管ファイバが単一モード の光エネルギーを非常に低い損失で伝搬する大ぎな可能性を表しているけれども 、特定領域の光学スペクトルに限定されることである。例えば、溶融シリカは特 に１ミクロンより少し大きい、より詳しくは約１．３４ミクロンの波長に対して 特に透過性がある。比較的雑音が無い信号搬送波を発する能力があり、またこの スペクトル領域の波長を光学導波管ファイバに導入する能力があるレーザ光源は 少なくとも現在のところでは高価である。比較的安いレーザダイオードが入手可 能であるが、低コストで雑音が無い動作と恐適スベクナル領域での動作との結合 はレーザダイオード技術の現状では達成するのに費用がかかる。
それ故、光学通信分野においては、光学導波管内での効率の良い伝）ｆ！ｉ能力 がある雑音の無い信号搬送波の開発と、光学導波管内で伝搬する光エネルギー、 特に例えば光学導波管９？線内で伝搬される帯域からタラピンクされるかまたは フィルタリングされる波長の光エネルギーの増幅との両方に対する有効な方法に 対する緊急な必要が存する。
発明の要約 本発明によれば、光学導波管内で伝搬される選択された波長の光エネルギーが共 振空洞フィルタ装置の一部において増幅される。１つの実施例ではネオジミウム 、エルビウム、もしくは他の能動利得物質を含む光学導波管によって定められる 能動空洞内で遺族された波長を共振させることにより、また利得物質のエネルギ ーが選択された波長に渡されるのに十分な励起状態にまで空洞をボシビングする ことにより光エネルギーが増幅される。能動物質の選択された放出帯域における 防げられない利得な与えるために、能動物質の選択された放出帯域を抑止する手 段、例えば分散的結合を空洞内またはその出力に含めることができる。
能動共振空洞はしんどしんよりも低い屈折率を持つ被覆を有し、対采とする波長 のための連続的な空洞を与えるだめの分散的結合によって相互結合された部分を 伴う光ファイバであることが望ましい。そのような光フアイバ内でのモード伝搬 がしんとＭ　ｆｎの内側領域のすみずみまで拡がるので、利ｊ１４物質をしん、 被Ｍまたはその両方内に組み入れるることができる。かように、利得物質は波長 が０．８２ミクロンないし０，８８ミクロンの範囲のレーザダイオードによって 空洞の一端におけるファイバ延長部分を通じてボンピングされる。利得物質が例 えばネオジウムでドーピングされたガラスであって１．０６ミクロンと１．３４ ミクロンとの両方の波長で動作する場合、現在の光学導波管伝送にあわばてアッ センブリの出力を所望される１、３４ミクロンの波ｉｆｒ４ｍに閉じ込めるため 分散的側面結合が用いられる。
主導波管もしくは幹線に沿った連続的な分岐線タップを含む高密度通信装置では 、非常に小さな率のエネルギーのみを移し、次いでそれをさらに１つの空洞のよ うなさらに１つのフィルタ段階の部分で増幅し、最終的に分岐線内に伝搬させる べく、幹線に側部結合された受動空洞である入力段階を伴う１つまたはそれ以上 の共振空洞フィルタ段階を用いることによって特定の波長を各々のタップにおい て選択できることが望ましい。そのような増幅を果たすために、少なくと６１つ のフィルタ段茗が能動物質のレーザ作用しきい圃より低いレベルまでボンピング される利得物質を有する能動導波管部分を含む。
低密度装置のためには単一のフィルタ／増幅器を用いることができる。
しかしながらソースまたは信号ジェネレータが所望される場合には、空洞の共振 波長における誘樗放出を成し遂げ、かくて共振空洞を発振に導くために、光学導 波管しんの利１７　ｍ　質のレーザ作用しきい（Ｂより上で、ボンピングレーザ ダイオードを伴う共振空洞の［的溝成を代替的に用い得ることも考えられる。
従って本発明の主要な目的は構成部分の安価なアッセンブリを用いて選択された 波長における光エネルギー増幅を提供することである。もう１つの目的は高度の 選択性を持つ光学増幅器タップを記供することである。さらに１つの目的は安価 な構成部分を用いてレーザ光源または信号ジェネレータを児供することである。
本発明の他の目的およびさらなる適用可能範囲は以下の詳細な記述を添付図面と 関連させるこしとにより明きらかとなろう。
図面中同様の部品には同様の参照番号が付されている。
図面の簡単な説明 第１図は光フアイバ通信装置の一部分を示す概略図であって、選択された帯域内 の多数の情報担持波長を送るための９？−線と、幹線内で送られる波長から情報 担持波長のうち選択されたものをフィルタリングしまた増幅する装置を示してい る： 第２図は第１図に例示されたフィルタ／増幅器の１つであって、選択された波長 を幹線内で送られるものから環状空洞手段によって移すための装置の概略図であ る：第２Ａ図は第２図に例示されるフィルタ／１ｉｆ１幅器の代替的実施例に関 する概略図である： 第２Ｂ図は第２Ａ図の実施例の一部分に関する断片的拡大側立面図である： 第３図は本発明の好ましい実施例における共振ループを閉じる分散的側部結合に 関する断片的拡大断面図である； 第３Ａ図は第３図の３！１１３Ａ−３Ａ上の拡大断面図である； 第４図は直線形空洞を用いた本発明の代替的実施例に従って構成された空洞フィ ルタ／増幅器を例示している：第５図は第４図において用いられている直線形利 １９空詞の代替的実施例を例示している； 第６図は単一のフィルタ／Ｉ！１幅器段階を用いた本発明のさらに１つの実施例 を例示している。
第７図は第２図の実施例には能的に類似しているフィルタ／Ｉ！１幅器の一実／ ＩＩ例を集積化した光学的形状で例示している： 第８図は本発明に従うフィルタ／増幅器のもう１つの実施例を例示している： 第９図は本発明に従う１つの信号ジェネレータの概略図である： 第１０図は本発明に従う１つの信号ジェネレータの概略図である； 第１１図は代替的な信号ジェネレータ実施例の概略図である； 第１２図はさらに１つの信号ジェネレータ実施例の概略図である； 第１３図は第１２図の実施例に適用し１ｑる共振空洞波形の比較を表わす曲線図 である。
好ましい実施例の説明 本発明によれば、光学的な信号または波長をフィルタリングしまた増幅すべく様 能する光学装置を第１図に例示されそこで全体として参照番号１０で指示される 型式の光学通信装置と共に利用することができる。第１図に示されるように、通 信装置１ｏはあらかじめ定められた帯域上に分布する？１２数の情報担持波長を 送る幹線下と、本発明により以下により詐しく述べるところの光学フィルタ／増 幅鼎装置１２によって幹線下に結合される複数の分岐１ｉ１Ｂ　、Ｂ　、Ｂ　・ ・・Ｂ　とを含む。第１図の通信装置１０は電気通信によく適合する開ループ装 置を表わしている。１２ｉ密度装置および低密度装置の両方が受け入れ可能であ り、また理解されるように、通信装置１０全体は制１２Ｉｌ装置やデータ処理回 路網において普通にみられる閉ループ装置を定めるためにそれ白身において閉じ ることもできる。
好ましい動Ｖ「環境では、幹線Ｔが選択された帯域に渡って互いに間隔をおいて いる複数の情報担持波長を送る。
例えば通信装置が１．３４ミクロン領域のスベクｌ−ルの光エネルギー分用いる 高宮度装置では、幹線「が各々１００〜ＩＨ２である１０，０００ｆｆＸ］のチ ャネル、即ら１．０オングストロームの間隔をおいた１０．’ＯＯＯ個の情報担 持波長を支持することができ、ここでは１．３４ミクロンを中心とする広さ１， ０００オングストロームの帯域が用いられている。当業者には理解されるように 、幹線Ｔ内で送られる情報担持波長の改の大ぎさのオーダーを１またはそれ以上 増大させるためにこの１り１ヱ的な帯域を広げることまたは波長間隔を減少させ ることができる。
選択された波長を分岐ｔａＢｏに沿って伝搬させるために幹線下から転送する際 、必要とする最小の光エネルギーのみを幹線から移すことが重要である。、なぜ なら各々の分岐線は￥？線内のスペクトルエネルギーにおいて選択された波長の みならず関連する共振オーダーについても次々に累積する減少を意味するからで あって、これは以下に第２図に関して詳しく説明する如くであり、そこではエネ ルギーの流れが矢印で示されている。
品蜜度通信装置に関しては、第２図に示される本発明の好ましい実施例において 、フィルタ／増幅１ｉ１２が幹線Ｔから所望される波長を選択的に多し、移され た波長を増幅し、そして増幅された波長を分岐線Ｂ。に与えるための多段階装置 を含む。かくて、この実施か１にＪ５けるフィルタ／増幅器１２は受動的な入力 共振ｌス状空洞即らループ１４、能動的な、即ち利得を与える出力共振環状空洞 部ら利得ループ１６、それに入力および出力共振ループの中間に位置する能動的 同得児共共振環状空洞、即ち中間ルーフ１８を含む。それらのループは各々の入 力および出力結合線部らリンク２０および２２、それにポンピング光を利得ルー プ１６と１８内に与える一対のボンピング光源２４によって互いに結合される。
ループとそれらの結合線が単一モードファイバから成ることが望ましい。
高いチャネル密度を受け入れるためにはこの実施例のフィルタ／増幅器１２が３ 段階フィルタリング技術を広く用いており、それは前述の別途出願第６２５，５ ４３号に記述されかつ特許請求されているごとくであってそれによれば（本実施 例ではループ１４．１６および１８のような）フィルタ段階が空洞の実効光学長 の半波長に対する整数倍である波長と共振すべくわずかに異なる長さから成るが 全ての段階においてただ１つの波長に関しコレゾナント（ｃｏ−ｒｅｓｏｎａｎ ｔ　＞である。それ故、各々の空洞が複数の波長、即ら対象とする波長およびそ の空洞の正確な良さにより決定される関連共振オーダーと共振する。しかしなが ら１つまたはそれ以上の空洞は、選択された波長のみがそれらの段階を通じて分 岐線に送られるように他の空洞と共通はするが関連オーダーが異なる選択された 波長と共振するように、光学長がわずかに異なっている。空洞は熱的に制御され るかまたは圧電気的なプレート等の上に各々取り付けることにより同調させられ または安定化される。ざらに、安定基準を用いたフィードバック装置を用いるこ とができる。
本実施例では、入力共振ループ１４が結合２６を通じてそれ自身に側部結合され 、特定の分岐線のための対象とする選択波長を含む特定の波長のみ支持する、即 ち共振する物理的特性、例えば選択された長さを有する短い閉ループにより定め られる。かくて、入力共振ループ１４は空洞の実効光学長の波長の整数倍である 複数の波長（特定の分岐！！１ｌＢｏに送り出すべき選択波長を含む）を選択的 に支持する。？ｌ？線ＴＩ、：Ｆ３ける抽出損を最小化するために、入力共振ル ープ１４が幹線内を伝Ｉ？！！する波長のエネルギーのうち非常に小さな部分の みを抽出する弱い側部結合２８によって１＠線に接続され、そのような入力結合 ２８については例えば２％の結合効率が適当である。
入力結合リンク２０は入力共振ループ１４と中間ループ１８の両方に各々の側部 結合３０と３２を通じて側部結合されるが、−力出力結合リンク２２はループ１ ８と出カル−７１６の両方に各々の側部結合３６と３８を通じて側部結合される 。最後に、出力結合１６が側部結合４２によって幹線Ｂ。に結合される。側部結 合１よ１９８２年２月１６日にジョン・ダブリュー・ヒックス、ジュニア（Ｊｏ ｈｎ讐　旧ｃｋｓ、　Ｊｒ、）に公布された゛結合通その開示が参考として本文 に組み入れているところの米国特許第４，３１５，６６６号に開示されている回 転非対称光ファイバを用いて作成できる。側部結合には他の装置を用いることも でき、また能動ループに関して後述するような分散的結合もしくは端部ボンピン グを必要としない（受動ループ１４のような）ループは突合せ結合によって閉じ 得ることにも注目すべきである。
２つの利得提供ルーフ１６と１８はある長さの光ファイバによって定められ、各 々１つの端部がレーザダイオードのようなポンピング光源２４に結合され、また もう１つの端部はこれも少なくとも対象とする波長を支持する共振特性を有する 閉ループを定めるべく、後述する波長選択側部結合３４を通じてそれ自身の上に 結合される。
利（ｑループ１６と１８がそれから作成される光ファイバＦは第３Ａ図に最も明 確に示されており、しんＣＯを含みそれがしんより低い屈折率を有する被ＮＣＬ によって囲まれている。導波管は単一モード導波管であってそのしんば１．３４ 　（または１．０６）ミクロン領域の伝送信号を支持すべく寸法づけられ、従っ て側部結合は例えばネオジウムの場合に０．８ミクロン領域にあるポンプ出力の より短い波長の転送を本質的に冷遇する傾向がある。
当該技術においては、ファイバＦ内で１つまたはそれ以上の１遇モードとして伝 搬される光エネルギーの主型な率だしんＣＯ内に閉じこめられるけれどもエネル ギーの３０％位は第３Ａ図でしんＣｏの外周と破線の円Ｃとの間の環によって表 わされる、被覆ＣＬの内側領域内で伝搬されることが知られている。ファイバＦ 内のモード伝播のエネルギー分布の故に、伝搬される光エネルギーの増幅がしん ＣＯ、被ｍｃＬ、またはｍｍとしん、ＣＬおよびＣＯの両方における利得媒体の 包含により果たされる。利得媒体とボンピングエネルギーの最も有効な利用は、 特に単一モードファイバにおいて、利得媒体がしんに閉じ込められ、またボンピ ングエネルギーがしんＣＯの端部の端に軸的にもしくは端部結合によって導入さ れる場合に生じる。他方、利得物質を被覆ＣＬ内に、あるいは少なくとも第３Ａ 図の破線による円Ｃにより表わされる、ｌ内のエネルギー伝播領域内に与えるこ とは、ファイバＦとの側部結合を通じて利得媒体に導入されるボンピング光エネ ルギーの有効な利用を可能にする。
利１ｑ物貿を被覆内に置くことによる付加的な利点は励起された利得物質の動作 により熱消散がより良くなることである。
ファイバＦの能動部は能動的な利得媒体、または１つもしくはそれ以上の吸収波 長において光エネルギーを吸収して池の１つもしくは複数の放出波長において光 を放出するレーザ作用媒体でドーピングされたホス１へガラス（ｈｏｓｔ　ｇｌ ａｓｓ）から作成される。刊１ｑ物貿はネオジウムであることが好ましいが、テ ルビウムおよびエルビウムを含む他の希土類物質も同様に適する。ホス１−ガラ ス内のドーパント濃度は特定の適用に関して必要な最小利ｉ号により定められる 下限から利得ルーフ１６と１８内の濃度クウエ〕ｌチング（ｑｕｅｎｃｈｉｎす ）によって定められる上限まで変化する。一般に、０．１％ないし３０％（重１ 比）の範囲の濃度が適当である。ホストガラスはアルカリ土類珪酸塩を含むのが 好ましい（プれども、ゲルマニウム酸塩、リン酸塩およびホウ酸塩ガラスも同様 に適する。
ボンピング光源２４のレーザダイオードは特定の能動物質の吸収帯域の１つの中 の波長、即ち能動物質がネオジウムである場合には０．７８−０．８８ミクロン の波長の光出力を有すべ（選択される。
例証的な実施例では、第３図に示される如く、利得物質がしん内に含まれ、０． ８１ミクロンないし０．８８ミクロンの出力を有するひ化ガリウムダイオードの ような経済的なレーザダイオード２５が顕微鏡対物レンズのような適当なレンズ ２７によってルーフ１６と１８を形成する各々のファイバの一端３５り焦点正合 される。ダイオードは電力源２９によって駆動され、それは以下の記述から明ら かになる理由により調整可能または可変的であることが望ましい。光源２４は光 源２４の出力がファイバのしん内にループに沿う信号流の方向に送られるように 、そのループを定める光ファイバに端部結合される。ボンピング光エネギーが利 得ルーフ１６と１８の各各に入って循環する際、利１り物質が光子を吸収し、そ れに作って電子のエネルギー状態が高くなる。用いられる能動部１ｑ物黄によっ て、物質特有の放出スペクトル間での自発放出が生じ得る。ネオジミウムが利得 媒体として用いられる場合、自発放出が１．０６ミクロンを中心とする帯域内で 生じ、またそれと共にスペクトルの１．３４ミクロン領域でも放出が生じる。幹 ＦＡＴ内に伝播する対象とする信号の帯域が現在スペクトルの１．３４ミクロン 領域に存するので、利得ルーフ１６と１８の特性は後者のスペクトル領域の波長 が選択的に支持されるよう、以下に第３図に関して記達すように、好ましく定め られる。
第３図に示されるように、利得ループ１６と１８の各各を閉じる側部結合３４は 共振ループを所望の１．３−４ミクロン領域内に存する波長のみのために機能的 に閉じ、それによって１．０６ミクロンの放出を差別するように分数型になって いる。波長選択分散的側部結合３４は、例えばループの重なり合う部分を共に溶 かして王なり合うファイバ部分を逓変させるべくそれらをわずかに引張るかまた は引くかすることにより逓変させられ、次いで波長選択的結合を達成するように ループ１６と１８の境界部分の間で波長に依存する分散の違いを生じざＵ゛る。
波長選択分散的側部結合に関する十分な開示は１９８２年８月３日にジョン・ダ ブリュー・ヒツクス、ジュニア（Ｊｏｈｎ　Ｗ、　ｆｌｉｃｋｓ、　Ｊｒ、）に 分布された“通信同調［育成（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　ｒｕｎｉｎｇ　 Ｃｏｎ５ｔｒｕｃｔｉｏｎ）　”と題する米国特許第４．３４２，４９９号に見 出すことかでき、その開示はここに参照して組み入れられている。
従って、ループを構成する光ファイバの選択された良さにより定められる利得ル ーフ１６と１８、および波長選択側部結合３４は、所望される１、３４ミクロン の放出帯域または領域の波長を選択的に支持し、またその伝送波長より長いかま たは短い信号および電音の両方の波長を差別する特性を有し、ネオジミウムが利 得物質として用いられる場合には主要な１．０６ミクロンの放出帯域も差別され る。抽出された波長を後に第７図に関して述べるように発振させるのではなくて その増幅を与えるために、ループに対する最大人力パワーがレーデ作用しきい値 以下に制郊もしくは維持され、それによってループ内の回転移動ｊ員より小さい 利１ｑを与えるようにする。
この好ましい実施例では（ネオジミウム利得物質では通例主要な）１．０６ミク ロン領域を制動し、かくて１．３４ミクロン領域の信号を増幅すべく分散的結合 ３４を用いており、それらの信号はシリカファイバでは分散が最小であるために 現在好都合であるけれども、例えば単にループ結合な非分散的にしたりあるい（ 、Ｌそれを１．３４ミクロンの帯域を制動すべく分散的にすることニヨリ、１． ０６ミクロンの′Ａ賊す用いることができる。
同僅に、さらに他の領域の波長の増幅が望まれるならば１．０６ミクロンおよび １．３４ミクロンのネオジミウムの応答領域を両方共差別すべく利得ループを閉 じる結合３４を設計することができる。１．０６ミクロン帯域の制動も、抑ｉ＋ ｌＩすべき帯域内で選択的な強い吸収性を持つクロミウムまたはタングステンそ の池の物質で空洞のしんをドーピングすることにより達成できる。
フィルタ／増幅；Ｗ′ｉ１２の総体的な記述を１続けると、出力結合リンク２２ は先述のごとく側部結合３６と３８を通じて中間ループ１８と出カル−７１６の 両方に側部結合される。出力ループ１６は側部結合４０を通じて自分自身の上に 、また側部結合４２を通じて分岐線ファイバＢｏに結合される。入力共振ループ １４や共振利ＰＪルーフ１８の場合のように、出力ループ１６（ユ空洞の実効光 学長の半波長の整数倍である波長を支持する。しかしながら、出力共振ループの 共振特性は入力共振ループ１４と中間ループ１８０両方のそｆＬと９よ異なる波 長の組を選択的に支持するけれども１つの共通な波長、即ちその特定の分岐線の ために要求される波長があるように選択される。この波長選択ｂ１能は、３つの ループの共振線の故意に異なる祖が唯一の共通な共振線を有するものであって、 ［コレゾナンスＪ　（”ｃｏｒｅｓｏｎａｎｃｅ　”　）と呼ばれる。
かくて、この実施例では３つのループ１４．１６および１８が全てわずかに異な る長さから成り、各々がわず゛かに異なった波長の絹を支持するが３つのループ 全てに共通する、囮らコレシナン１〜な１つの波長（対象とする波長）がある。
例えば、第１のループ１４が、ＷＩ密度５０を有するように構成し、ループ１６ と１８の長さをループ１４と比較してプラスおよびマイナス２％の良さにして各 々細密度４９と５１を有するようにし、３つの段階の、タップがバーニヤ同調、 即ち５ｏの立方（５０）つまり１２５．０００個の中の１つのチャネルを選択す る能力を有するよ゛うにする。かくて出カル−７１６と中間ループ１８の長さは 相互に、また入カル−７１４に対しても、それらの長さが所望されるタップ波長 の波長の整数倍であるけれども入力ループ内で支持される他の波長の波長の整数 倍にはならないようにわずかに異なる長さから成っている。それらのループは異 なる長さまたは同じ長さで構成し得るが、例えば各々を別々の加熱空や圧電板に よって加熱したり引き伸ばすなどして調整される。
先に指摘したように、ループ１４に対する入力結合、即ち結合２８は弱い結合を 成し、幹線Ｔに対するループ１４の影響を最小（ヒすべく例えば２％の結合効率 を有する。他方、このループ空洞の出力結合３０は１０％の結合効率を有するよ り強くまたは密な結合である。このような結合効率の差異は各々の結合の結合の 長さを変えたり、あるいは側部的に隣接するしんの間隔に差異を与えること等に より与えられる。すると平均結合効率は６％であり、それが今度は多重結合に関 する公知の方程式に基づいて１０％のオーダーの伝送効率をもたらす。平均が６ ？６である他の結合値、例えば結合２８と３０について各々１％と１１％、も適 用可能である。
第２と第３の段階、ループ１８と１６は第１の段階の平均結合効率、即ち６％に 近く結合をもってそれらの各自の線にクリティカルに結合されるのが好ましい。
が（て、ループ１８の入力および出力は（ルー１１６と同様に）ループ空洞への エネルギー人力が全て（利得は全て無視して）その出力結合において外に転する ようなりリテイ力ルな結合を与えるべく整合される（実際には両方が６％の結合 効率を有する〉。
従って、上述の好ましい装置では幹線エネルギーの１０％が（選択された波長で ）第１のループ１４により入力結合リンク２ｏに転送される。次に、選択された 波長のこのエネルギーが全て利得ループ１８に送られ、それが１０の利得を与え るべく好都合に付勢される。次に、増幅されたエネルギーが出力結合リンク３８ に送られ、またそれを通じてループ１６（これち１０の利（ワを与えるべく好都 合に付勢される）に送られ、次いでそれが１つのコレゾナンス波長内のさらに増 幅されたエネルギーを全て分岐ＦＡＢ　に送る。
３段階装置に関しては、もし第１の段階のために細密度５０　ｈｉ選択され（共 振ピークが５０チヤネルに分〃１される）、また第１の段階の伝送エネルギーが １０％にされるなら、この段階は先述の１０，０００チヤネル装置における２０ ０チヤネルのエネルギーの１０％を抽出する。抽出された波長は少なくともコレ ゾナント波長において中間ループ１８に送られま／、：１０の利得で増幅され、 そして次に出カル−７１６に送られて１０の利得で増幅され、そこからタップ線 Ｂｎに送られる。
細密度５０を待つ１００ＭＨｚの帯域に関しては４０’ｆｆのループ長（ループ 半径は０．６６ｃｍ＞が所望される。
所望される１、３ミクロンのまわりの動作波長帯域における屓失を低減するため には０．２のオーダの開口数が好都合である。後者はネオジミウム　ガラス　フ ァイバを用いてより容易に達成できるので、たとえ第１の段階が受動段階である としても全ての段階は後者から好都合に作成される。かくて、段階的プロフィー ル　ファイバに関しては各ループの間口数を０．２に近いかまたはより大きくす ることが好都合である。
第２図の縦続された３段階共振器は２つの空洞、例えばループ１４と１８のみを 用いても構成可能であり、その場合には細密度５０についてタップが２５００（ ５０２）のうちの１つの線を選択する。より高い細密度（例えば１００）も例示 実施例において用いることができ、２段階共振器では選択能力が１０，０００チ ヤネルからの１つになる。
あるいはまた第２Ａ図に示されるように、フィルタ段名のうち１つの段階を他に 連結する部分、すなわち第２図と第４図を参照して記述した実施例のリンク２０ と２２内によって増幅を与えることもできる。かくて第２Ａ図で、入力空洞ルー プ１４′から中間空洞１８′に送られる波長を増幅すべくリンク２０′と２２′ が能動物質で作られて結合された波の方向にボンピングされる（結合リンク２０ ’に関しては右から左にボンピングされる）。同様に、リンク２２′はレーザダ イオード２４によってその中での伝送方向に、即ち第２Ａ図に例示されるごとく 左から右ヘボンビングされる。
第２Ａ図の実施１り１で、・接続リンク２０’または２２′のいずれかの内で信 号エネルギー（と共にポンプエネルギー）の反射を防止するために、リンクの全 長に沿って送られて端部で反射されるエネルギーがその縦１袖に沿って戻るより むしろ・袖に対して鋭い角度に向けられてリンクの外に向けられるように、接続 リンクの端部がリンクの軸に対して１０６ないし３０６の説角旦（第２Ｂ図）で へき開される。
この装置での増幅はかようにしてリンク部で与えられ、つまり両方の段階の空洞 共Ｓ器における増幅よりむしろ、あるいはそれに加えて２つのフィルタ段階を連 結する増幅器段階のセグメントにて与えられる。
第４図に示されるごとく直線形空洞共振器も有益であって、図では３つの直線形 空洞４２．４４および４６がそれらを第１図に関して記述したのと同様の方法で 連結する結合リンク２０　Ｊ’ｉよび２２と共に示されている。ループになって もとに戻り、それら自身に結合されるのではなくて、直線形空洞４２．４４およ び４６は向かい合う端部に反（ト）装置を有するファイバセグメントであって、 空１ｕ１４２のためにミラ５０．５２があり、また利１ｑ空洞４４と４６のため には各々ミラ５４．５６とミラ５８．６０がある。第２図の実施〃１のように、 選択された波長においてのみコレゾナンスを与えるＪ：うに各々の空洞がわずか に異なる長さから成る（あるいは異なる良さに調整される）。帯域抑圧を与える ために、利得空洞の各々の出力結合が所望されざる波長の伝送を抑圧する一方選 択された波長を通過させるべく形作られた（第３菌に関して記述したような）分 散的結合器であることが好都合である。例えば、能動空洞４４と４６にネオジミ ウムファイバが用いられ、また装置の伝送帯域が１．３４帯域内にある場合、空 洞４４と出力リンク２２の間にある結合もまた空洞４６とタップ線Ｂ　ｏとの間 のそれも１．０６帯域を抑圧して１．３４帯域を通過させるように構成される。
第２図のループ実施例と同様の方法で、２つの段階、叩ら空温４４と４６が利得 を与えるべくボンピングされる。適当なエネルギーをこれらの空洞に送るために 、８各のポンプ端部にあるミラ、即ちミラ５４と６０がポンプ周波数（ネオジミ ウムに関しては０．８ミクロンのオーダー内）を伝送する一方１．３４ミクロン の伝送帯域内の周波数を反射するべくダイクロイックに作成される。
先述のように、利１４空洞４４と４６の出力は特定の帯域を所望されるところで 制動すべくそれらの出力ファイバに分散的に結合される。そのような分散的結合 に代わるのは第５図に示されるような内部的分散的結合を有する空洞を用いるこ とである。この構造では、一対のファイバセグメント６４と６６が第３図に関し て前述したような方法で互いに分散的に結合される。
従って分散向直線形空洞６２からの入力結合と出力結合は第２図に関して記）ボ したものと同様であるが、空洞それ自体が６８で支持される分散結合を含み、そ こでは２つのファイバセグメン１−６４と６６が互いにかぶさる。
２つのファイバセグメント６４と６６はＩｆｆされた分散的結合および共振空温 を共に定める。ファイバ素子セグメント６４がその左端部に反射装置即らミラ７ ０を有し。
一方セグメン１−６６がその右端部に同様の装置７２を所持する。反射装置７０ と７２の間の結合長は対象とする帯域に共振するように選ばれるが、一方この結 合は１．０６ミクロン帯域のＪ：うな他の選択された波長または帯域を制動し、 また１、３ミクロン帯域の増幅にはネオジミウムが用いられる。直線形分散的空 洞およびその適用に関するより詳しい説明は上述の米国特許出願第６２５．５４ ３号に記述されている。
分散的空洞６２の選択性を高めるために、セグメント６４と６６の非反射性端部 もまた損失性（ｌｏｓｓｙ　）にすることもできる。利得空洞として用いるため に、ポンプパワが第５図に示されるように非反則性端部の１つに送られる。
またループ空洞および直線形空洞を多段階フィルタの別個の代替的実Ｍ　ｌｕ＋ にて示しかつ記述したけれども両方の類型の空洞を用いた実施例も考えられるこ とに注目さ第１の段階が受動的である２段階および３Ｐ：ｃ階の装置において新 しい本利財空洞を用いることに加えて、第６図に示されるような単一のｔ’ｉ２ 階に本発明の概念を用いることができる；低いチャネル密度、例えば５０チヤネ ルを有する幹線装置に用いるのが好都合である。
第６図の単一段階装置はファイバ７８から形成された共振ループ７６を含み、フ ァイバ７８は能動物質から成るしんを有し、入力部および出力部８２と８４の各 々を設けるべく８０においてそれ自身に結合される。ルー７７６への入力のため にそれは第２図に関し入力結合２８について記述したのと同様の方法で点８６に おいて弱い結合により幹線Ｔに結合される。
ポンプパワが光源２４によってループ内での波の移〃Ｊ方向に向けて入力され、 またループを閉じる役を果す結合８ｏはループやタップが単一のファイバなので 、所望されざる波長、例えば利得物質の広い層成やまたポンプ帯域をも制動すべ く好都合に分散的に作成される。また第４図と第５図に示される直線形分散的空 洞の１つもまた低チせネル密度幹線用の単一段階装置に用い得ることをｌｌｊ解 されたい。
理解されるように、本フィルタ／　Ｉ！Ｉ！幅器は多数の波長の責なる情報担持 信号が用いられる通信網における波長マルチブレクシングを有効に実現し得る装 置を提供すべく、幹線Ｔ内で得られる多くの波長の１つを選択するように作製で きる。
本フィルタ／増幅器は第１図ないし第６図にて引き抜きファイバから崩成される ように概略的に例示されているが、第７図と第８図の実施例を含めて集積化され た光学的形態内のルー、ブまたは直１４形空洞を用いて作製することもできる。
第７図では集積化利得提供光学装置１００がホス１−ガラスでドーピングされた 利１７物質から形成された基板１０２を含む。基板１０２は幹線または入力チャ ネル１０４と分岐線または出力チャネル１０６を備え、２つのチャネルの間に位 置する閉ループ共振空洞１０８を伴う。結合においてチャネル１０４．１０６と 空洞１０８の間の間隔を制御することにより、例えば入力チャネル１０４か弱い 側部結合１１０によって共振空洞１０８に結合され、また出力チャネル１０６が 強い結合１１２によって共振空洞１０８に結合される。またある一定の波長もし くは帯域に対して選択的に差別を行なうためにはチャネル１０６とループ１０８ とがこの結合点において逓変させることにより出力結合１１２が分散的にされる ことに注目されたい。入力および出力のチャネル１０４と１０６および共振空洞 １０８は基板１０２内に従来の処理技術によって形成され、それによって表面ま たは表面下における誘導された光伝送を支持すべくチャネルの屈折率が基板に対 して変［ヒさゼられるウボンピング光は利ｔ！？　９＋　質の吸引スペクトル内 の光エネルギーを含む、図には示されていない適当な光源から基板１０２に側部 から向けられる。側部結合１１０は入力チャネル１０４内の波長のエネルギーか ら選択され！ζ部分（例えば１％−２％）を共振空洞１０８内に結合する。
共振空洞１０８は人力チャネル１０４内で送られる帯域内での共振特性を有する ように形成される。基板１０２は入力チャネル５２から移された波長を用いて能 動物質を励起し、その波長の利得を増大させる位相放出を刺戟すべくボンピング される。利得が増大した波長は次に例えば上述のコレゾナント波長還択を果たす もう１つの共振装置のような波長利用装置に伝搬させるために、側部結合１１２ を通じて出力チャネル１０６に結合される。
第７図の増幅装置は置換イオン、イオン交換または注入等のような様々な公知の ブレーナ光学技術によって描成できる。基板１０２チヤネルとループの（屈折） ＊を上げるために用いられる受動イオンを伴う能＃Ｊ（利得）物質から最初に形 成し１ｑる。さらに、基板１０２を受動ｖｌＪ質から成してループ１０８を能動 的でありまた（屈折）率を上げる注入物から形成する一部チャネルは単に受動的 で（＠折）率を上げる注入物のみから形成する等のこともできる。適当な公知の 技術により、チャネルとループの両方を表面に、または表面下に埋めて設けるこ とができる。
第８図では光学利′ｎ提供装置１１４が幹線もしくは入力ファイバ１１６、出力 ファイバ１１８、および円筒形塁ｔｆ１２２の外周のまわりに形成された共振ル ープチャネル１２０を含む。ループチャネル１２０または基板１２２は先ｊホの 方法により利得物質でドーピングされたホストガラスから形成される。入力ファ イバ１１６は弱い結合１２４を通じて共振ループに側部結合され、一方出力ファ イバ１１８は同様の方法で結合されるけれども、側部結合１２４の反対側（図に は示されていない）によりＺに結合される。測部結合１２４は人力ファイバ１１ ６内の波長からエネルギーの一部（例えば１％−２％）を移してその波長を共振 ループ１２０内に結合する効力がある。円筒形基板１２２はループ１２０内の能 動利得物質を励起するボンピング光源（図には示されていない）から端部よりボ ンピングされる。共振ループ１２０内の波長は出力ファイバ１１８に結合される 増幅された波長を次の段階または他の信号利用装置（図には示されていない）へ の伝搬のためにその利得を増大させるべく位相放出を刺戟する。
先述の各々の実施例では、ボンピング光源２４が分岐ａＢｏに伝搬される増幅さ れた光エネルギーを与えるべく能動的なまたはボンピングされる共振空洞内に利 得を生ずるために１ｆｆＰなエネルギーレベルまで電源２９により騙動されるこ とに注目されたい。しかしながらすべての場合において、生じさじられるエネル ギー利１４は例えばファイバ空洞内の伝送損、ループ形空洞の曲率半径による損 失、ｌ″ｆ線形空洞のミラにおける損失、結合損その他を含む、能動的なまたは ボンピングされる空洞のｊ口先を合わせたものより小さい。換言すれば、能動空 洞のレーず作用しきい値、即ち利得が空洞の損失を超え始める点には決して達す ることがない。それ故あらかじめ導波管内に導入されるかもしくは伝搬されてい る光エネルギーの増幅に本発明の装置を用いる場合、電源２９はボンピング光エ ネルギーのレベルをボンピングされる空洞のレーザ作用しきい値より下に保つの に必要なだけ調整もしくは変化せられる。
他方、ボンピング機能のために選択されたレーザダイオードがボンピングされる べき能〃」空洞の損失特性に関して適当な設計から成る場合、電源２９によって 与えられる電流はボンピングされる空洞内に空洞の損失を超える利１ｑを自発放 出から生じさせるべくボンピング光エネルギーを僧太さけるよう調整できる。レ ーザ作用しきい値を超えているこの運転条件のもとでは、能動空洞の共振帯域内 での刺戟放出の発振が起きるであろう。従って第２図の増幅ループ装置もまた第 ４図と第５図の直線形実施例も波長選択的ループまたは信号ジェネレータとして ｊＫ用可能である。
それ故図面の第９図では０．８２ミクロンまたは０，８６ミクロンで動作するひ 化ガリウムダイオードのような経済的なレーリ“ダイオード１２５が電ａ１２９ を右するボンピング装置１２８内に焦点正合レンズ１２７と共に再び組み込まれ ている。レーザダイオード１２５の出力はレンズ１２７により利１ｑルーフ１８ ″の１つの端部に焦点正合され、利得ループ１８″は上述のごとくに能動媒体で ドーピングされた光ファイバから形成され、結合１３０を通じてそれ自身の上に 分散的に側部結合され、またざらに側部結合１３２を通じて出力ファイバ１３４ に結合される。利１９ループ１８″の物理的特性もまた波長選択分散的測部結合 １３０のそれら利得ループが選択された波長、光学通信装置の場合には通例１． ３４ミクロン、に対して共振可能となるように選択される。ボンピング光源１２ ５は能動物質の吸収スペクトル内の、例えばネオジミウムの場合には０．７８ミ クロンないし０．８８ミクロンの光エネルギーを与え、ボンピング光はこの実施 例ではその物質をレーザ作用しきい値より上のレベルに保つのに十分な放出の強 さを伴う。
従って、入力の強さは回・耘移動損を超える利得を与えるのに十分であり、また 利得ループ１８″は分散的側部結合１３０によって許容される共振波長、この場 合には１．３４ミクロンにおいて発振に向かわされ、利得ループ１８″内で発振 している波エネルギーの一部が出力ファイバ１３４に側部的に結合される。他の 全ての波長放出は、利１η媒体としてネオジミウムが用いられている場合、１． ０６ミク［コンの放出を含めて分散的測部結合１３２を通じて結合しないので、 ＩＦＩＪ得ルーブルーフ１８″内ｌり幅されたりまたは発振したりしない。
第９図に例示されている上述の装置ごＩはかくて現在好都合な１．３４ミクロン 領域におけるファイバ光学伝送用の信号ジェネレータとして没０っ比較的パワの 高い単誦にして効率の良いＣＷレーザを提供する。当然ながらそれはネオジミウ ムを利得物質として、１．０６ミクロンのＥｌｉｆｆｌがこの物質の主要な放出 スペクトルなのでループ１８″を閉じるのに非分散的結合を用いることによって １．０６ミクロン領域で有力に＃Ｊ作するように作成することもできる。これに 関しては他の物質も用いることができ、またこの構造が、所望されるスペクトル 領域の外側であるが空洞の利得物質の吸収ｆｉ　ｖｉ内にある周波数を有する、 パワの低い経済的なレーザによってボンピングされる選択された利得物質の共振 光学空洞によって比咬的高いレーザ出力を所望のスペクトル領域にて経済的に生 成する装置を提供することを理解されたい。
２段階空洞装置のコレゾナンスは能動物質の放出帯域内に単一の線を生じるレー ｆを提供すべく利用することもできる。かくて、第１０図では第９図に例示され たレーザが付加的な突き合わせ結合された閉ループ空洞１３６を含み、それが端 部を削られまた第１と第２のループ１８″と１３６に側部結合１４１と１４２に よって各々接続されるファイバリンク１４０によって、ボンピングされるループ １８″と出力ファイバ１３８の間に結合されるように烙正される。多重フィルタ 装買におけるように、その付加的な空洞はコレゾナンスによって第７のループの 放出領域から１つの線を選択すべくわずかにＴシなる長さから成る。ざらに、第 ２のまたは両方の空洞１８″と１３６はレーザの選択出力波長を変化さけるべく 加熱また（よ伸張によって変えることができる。
上述のレーザ動作にはループ空洞および直線形空洞の両方な用いることができる 。例えば第１１図に示される、吸収帯域内のポンプエネルギーは通すけれども放 出帯域のエネルギーは反射する波長差別ダイクロイックミラ１４６を通じて１つ の端部においてボンピングされる光ファイバセグメンｈ　１４４により定められ る直線形空洞のごとくである。第１の空洞を定めるセグメント１４４の反対側の 端部にあるミラ１４８も同様に反射的である。
その直線形空洞が側部結合１５０を通じて第２の空洞、例え（Ｊコレゾナント線 を有し、従ってレー’ｆ装置の狭い出力線を定める、突き合わせ結合または側部 結合されたループ空洞１５２に結合される。第２の空洞１５２は次に側部結合１ ５４を通じて出力導波管１５６に結合される。第２の空洞に対する［１１９部結 合１５０がまたは出力１５６に対する側部結合１５４のいずれかが先に説明した ようにして１つまたはそれ以上の放出帯域における出力を制動すべく分散的結合 であってもよい。
コレシナン１−空洞またはデュアル空洞のもう１つの実施例が図面の第１２図に 例示されている。第１２図に示されるごとく、前述したような能動しんを有する 第１の直線形ファイバ空洞１６０は能動物質の放出帯域内での誘導放出を与える べくグイクロイックミラ１６２を通じてその吸収周波数にてボンピングされる。
第２のファイバ１６４は側部結合１６５を通じて第１の空洞１６０の１つの９み 部の近くに接続され、またミラになった端部１６８を有してそれが第１の空洞１ ６０の第２のミラになっている端部１６８と関連して結合１６５を横切って伸び る第２の空洞１７０を与える。第１の空洞は第２の空洞とコレゾナントにされる が、第２の空洞に対して例えば１０：１の良さの比を与えるように長くなってお り、ここで第１の空洞１６０が１０ｃｍであるに対して第２の空洞１７０が１　 ｃｍの実効良な有する。その結果、第２の空洞が第１の空洞に比較して大きなフ リースベクトル領域を与える。このスペクトル特性の関係が第１３図に表わされ ており、ここで第１の空洞１６０内の波長共振の数と間隔が曲線りによって描か れている。比較すると、曲線Ｓで例示されているように短い第２の空洞１７０で はただ１つだけの波長（サイドオーダーも含めて）のみが共振している。
第０い空洞１７０は温度可変至１７２内でのその立聞によって４度制り０され、 また短い空洞を成す第２のファイバ１６４の一部に取り付けられた部材１７４の ような圧電装置によって機械的にｉ＋１１１７１１される。部材１７６のような もう１つの圧’ｆｆ装置が第１の空洞１６０の一部にそのセグメントの外側に取 り付けられ、第２の２洞１７０の形成に協力する。
このレーザ装２は能動物質の放出帯域から単一の線出力を選択するためにコレゾ ナンスを用いる。コレゾナント動作を与えるために、結合１６５は５０％ないし ８０％の転送を与える。なぜなら８０％より上では第１の空洞が短い空洞からの 影響をあまり受けずにファイバ１７０を通じて出力するからである。
同調および°絶対的安定のために苗１７２の温度が変化させられる。微同調のた めに、空洞の路長を変化させるべく圧電部材１７４と１７６が用いられる。微同 調操作は圧電部材１７４を交流信号ジェネレータ１８０により震わせて、短い空 洞１７０の共振線が対応して漂えるように短い空洞の光学路長をわずかにかつａ 速に変化させることによりもたらされる。震える信号とレーザ出力のナンブルは 位相検出器１８２にも送られる。第１の長い空洞のコレゾナント線が短い空洞の それの内でうまく中心にあれば、位相検出器はレーデ出力にＪ５ける差異を何ら 見出さない。しかしながら長い空洞の共振が他方の内でうまく中心になければ、 レーザ出力にわずかな変動が見られ、位相検出器が圧電部材１７６に対し変化す るよう、即ら長い空洞１６０の光路長を変化させることによって、選択された線 を短い空洞１７０内の共振線の中心にＩＡづ゛べく正しい方向に伸長するかまた は収縮するよう１３号を送る。例えば、位相の差異に従って長い空洞を同調させ るべく位１（１信号が検出窓内で増幅されて部材１７６に与えられる。
従って、空洞１６０と１７０が共Ｉ＆艮の象なる一対のコレゾナント空洞を与え ること：空洞１６０の能動しんがポンプ１２５と関連して空洞内にレーザ作用光 エネルギーを与える手段を提供すること：また部材１７４と１７６が交流信号ジ ェネレータ１８０および位相検出器１８２と関連して、１つの空洞の交番同調と 光エネルギー出力との間の差異を洞室しまた狭帯域で高度に安定したレーザ出力 を与えるべく位相の差異に従ってもう１つの空洞を同調させるための手段を与え ることを理解されたい。
従って、本発明は多数の波長を送る幹線からエネルギーの一部分を有効に移動さ せることを可能にする。移動された波長は共振空洞内で増幅され、波長の１つが 信号利用装ゑに与えるために出力に結合される。所望されれば、本発明の利得空 洞構造はルーナ作用出力を与えるべく共振空洞を発振に向かわせることによって 信号源としでも動作し得る。
従って上述のことから、本発明の結果として非常に有効なフィルタ／増幅冴およ び信号ジェネレータが提供され、それらによってなかんずく主要な目的が完全に 満足されることが理解されよう。例示した実Ｍ例にＪ５いて本発明から逸脱する ことなく６正または（および）変更ができることｔま等しく明らかであろう。従 って上記の記述Ｊ３よび添付図面は好ましい実施例を例示するのみであって限定 づ゛るｂのではないことが明確に、α図されており、また本発明の真の精神およ び範囲は添付の請求の範囲を参照することによって決定されよう。
ＦＩＧ、５ 国際調査報告 ｋＮＮＥＸ　Ｔｏ　よａ＝　ＩＮＴＥ劾ＩＡＴ工０ＮＡＬ　ＳＥさＲＣＨＲ三Ｆ ＯＲτ・ＪＮＦｏｒ　ｍｏｒｅ　ｄｅｔａｉｌｓ　ａｂｏｕｔ　セｈｉｓ　ａｎ ｎｅｘ　：ｓｅｅ　０ｆｆｉｃｉａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　セｈｅ　Ｅｕｒ ｏｐｅａｎ　Ｐａｔｅｎｔ　０ｆｆｉｃｅ、Ｎｏ、１２７８２

Claims (60)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）しんおよび被覆を有する単一モード光学導波管フアイバを含み、前記しん の屈折率が前記被覆のそれよりも高く、前記しんと被覆の少なくとも１つが１つ またはそれ以上のスペクトル吸収帯域にて光を吸収しまたそれに応答して１つま たはそれ以上の放出帯域にて光エネルギーの自発放出を生じる利得物質を含んで いる共振利得空洞： 光エネルギーの前記自発放出のうち選択されたスペクトル帯域にのみ前記空洞内 で共振することを許すための差別手段： 前記吸収帯域の１つにおける光エネルギーを少なくとも自発放出の前記選択され たスペクトル帯域内にある前記空洞のレーザ作用しきい値によつて決定される量 にて前記光学導波管フアイバに導入するポンピング手段；および 前記空洞からの前記選択されたスペクトル帯域内の光エネルギーに関する出力を 決定する手段、を含む光学導波管装置。
  2. （２）請求の範囲第１項の記載において前記導波管フアイバが少なくとも１つの 直線形フアイバセグメントを含む光学導波管装置。
  3. （３）請求の範囲第１項の記載において前記導波管フアイバが閉じたフアイバル ーブを含む光学導波管装置。
  4. （４）請求の範囲第２項または第３項の記載において前記利得空洞と前記出力と の問に接続された少なくとも１つのコレゾナント空洞を含む光学導波管装置。
  5. （５）請求の範囲第４項の記載において、前記コレゾナント空洞もまた１つまた はそれ以上のスペクトル吸収帯域にて光を吸収し、またそれに応答して１つまた はそれ以上の放出帯域にて光エネルギーの自発放出を生じる利得物質を含む光学 導波管装置。
  6. （６）請求の範囲第２項の記載において、前記利得空洞が一対の直線形フアイバ セグメントを含み、前記差別手段が前記一対のフアイバセグメント間の分散的側 部結合を含む光学導波管装置。
  7. （７）請求の範囲第２項の記載において、前記差別装置が少なくとも１つのダイ クロイツクミラを前記直線形フアイバセグメントの端部にて有する光学導波管装 置。
  8. （８）請求の範囲第３項の記載において、前記差別装置が前記ルーブを閉じる分 散的結合を含む光学導波管装置。
  9. （９）請求の範囲第１項、第２項、第３項、第６項、第７項、または第８項のい ずれか１つの項の記載において、前記光学導波管フアイバ内に前記吸収帯域の１ つの光エネルギーを前記レーザ作用しきい値以下の量にて導入し、それによつて 前記装置が光学導波管内に伝搬する光エネルギーの増幅器として機能するように 前記ポンピング手段を動作させる手段を含む光学導波管装置。
  10. （１０）請求の範囲第１項、第２項、第３項、第６項、第７項、または第８項の いずれか１つの項の記載において、前記光学導波管フアイバ内に前記吸収帯域の １つの光エネルギーを前記利得空洞の前記レーザ作用しきい値を超える量にて導 入し、それによつて前記装置が信号発振レーザとして機能するように前記ポンピ ング手段を動作させる手段を含む光学導波管装置。
  11. （１１）請求の範囲第１項、第２項、第３項、第６項、第７項、または第８項の いずれか１つの項の記載において、前記ポンピング手段のための可変電源を含み 、それによって前記ポンピング手段が前記光学導波管フアイバ内に前記吸収帯域 の１つにおける光エネルギーを前記レーザ作用しきい値より下および上の両方の 量にて導入すべく動作可能となり、それにより前記装置が前記レーザ作用しきい 値より下である前記ポンピング光エネルギーに対しては増幅器として機能し、ま た前記ポンピング手段がレーザ作用しきい値より上の光エネルギーを導入する場 合には信号ジェネレータとして機能する光学導波管装置。
  12. （１２）しんと被覆を有する光学導被管部分を含む空洞であつて、光エネルギー の導波管伝送を与えるべく前記しんの屈折率が前記被覆のそれより高くなつてむ り、前記所定の放出帯域において少なくとも前記選択波長の光エネルギーの共振 を与えるために形成された選択光学波長を有する空洞； 前記利得空洞を前記複数の波長を送る前記線に結合するための光学導波管部分を 含む人力結合手段；前記空洞を出力に結合するための光学導波管部分を含心出力 結合手段；を含み、 前記光学導波管部分の少なくとも１つが前記空洞、前記入力結合手段、および前 記出力結合手段を成して、１つまたはそれ以上のスペクトル吸収帯域において光 エネルギーを吸収しまたそれに応答して少なくとも１つの所定の放出帯域におい て光エネルギーの自発放出を生じる利得物質を含み、また 前記１つの導波管セグメント内に前記吸収帯域の１つにおけるボンブ光エネルギ ーを自発放出を生じさせるのに十分な量にて導入することによつて前記選択波長 を増幅するポンピング手段、 を含む、複数の波長を送る線から選択波長の光エネルギーをフィルタリングしま た増幅するための光学導波管装置。
  13. （１３）請求の範囲第１２項の記載において前記導波管部分の少なくとも１つが 光フアイバである発明。
  14. （１４）請求の範囲第１２項の記載において、前記利得物質が光エネルギーの吸 収に応答して前記所定の放出帯域および他の放出帯域の両方において自発放出を 生じ、また前記装置が前記所定の放出帯域における波長の伝送を選沢内に許可し また前記他の放出帯域における波長の伝送を制動して、それによつて前記装置が 前記所定の帯域における波長の利得媒体として動作し、前記他の帯域ではそのよ うに動作しないようにする手段を含む発明。
  15. （１５）請求の範囲第１４項の記載において、前記空洞が結合によつて接合させ られる部分によつて形成され、また前記結合が前記所定の放出帯域における伝送 を選択的に許可する発明。
  16. （１６）請求の範囲第１５項記載において、前記結合が前記空洞の結合された部 分の間での前記所定の放出帯域における波長の伝送を増大させるけれども前記他 の放出帯域における波長のその間での伝送を低減させるために形成された分散的 結合である発明。
  17. （１７）請求の範囲第１６項の記載において、前記他の放出帯域が前記利得物質 の主要な自発放出帯域である発明。
  18. （１８）請求の範囲第１５項の記載において、前記空洞の前記しんが前記利得物 質から成り、前記空洞はその光学共振空洞の長さを定める所定の点においてそれ 自身の上で側部的に閉じられる光学導波管フアイバのルーブであって、また前記 ポンプ光エネルギーを導入するためにそこから伸びる１つの端部を有する発明。
  19. （１９）請求の範囲第１２項の記載において、さらに前記所定の放出帯域内の波 長のみを通して他の放出帯域における伝送を制動する分散型の波長選択結合を含 む発明。
  20. （２０）請求の範囲第１９項の記載において、前記波長選択結合が１．３４ミク ロンの波長を含む帯域内の波長を選択的に通す発明。
  21. （２１）請求の範囲第２０項の記載において、前記利得物質がネオジミウムであ る発明。
  22. （２２）請求の範囲第１２項の記載において、前記入力結合手段と前記出力結合 手段の少なくとも１つが第２の共振光学導波管空洞を含む発明。
  23. （２３）請求の範囲第２２項の記載において、前記第２の空洞が光学利得物質か ら成るコアを有する光学導波管セグメントを含む結合リンクによつて前記第１に 言及した空洞に結合され、また前記の空洞の間で伝送される波長を増幅するため に前記ポンピング手段が光を前記リンク内に導入する発明。
  24. （２４）請求の範囲第２３項の記載において、前記リンクが光学導波管フアイバ である発明。
  25. （２５）請求の範囲第２３項の記載において、前記リンクの少なくとも１つの端 部が前記ボンブエネルギーの前記リンクに沿つて戻る反射を低減すべく形成され る発明。
  26. （２６）請求の範囲第２３項の記載において、前記第１に言及した空洞と前記第 ２の空洞が異なる長さから成るけれども前記選民された波長において、コレゾナ ントである発明。
  27. （２７）請求の範囲第２３項の記載において、前記リンクの前記利得物質が光エ ネルギーの吸収に応答して前記所定の放出帯域と他の放出帯域の両方において自 発放出を生じ、また前記フィルタ／増幅器が前記所定の放出帯域における波長の 伝送を選択的に許可し、また前記他の放出帯域における波長の伝送を制動するた めの手段を含み、また前記他の放出帯域が前記利得物質の主要な自発放出帯域で ある発明。
  28. （２８）請求の範囲第１２項の記載において、前記空洞がその光学共振空洞の長 さを定める所定の点にてそれ自身の上で閉じられる導波管ルーブであり、また前 記ボンブ光エネルギーを導入するためにそこから伸びる１つの端部を有する発明 。
  29. （２９）請求の範囲第２８項の記載において、前記利得物質が光エネルギーの吸 収に応答して前記所定の放出帯域においては前記ルーブに沿つて両方に自発放出 を生じるけれども、前記他の放出帯域においては波長の反復伝送を制動する発明 。
  30. （３０）請求の範囲第２９項の記載において、前記利得物質がネオジミウムであ り、また前記所定の放出帯域が１．３４ミクロンのまわりにあつて前記他の帯域 が１．０６ミクロンのまわりにある発明。
  31. （３１）しんと被覆を有する単一モード光学導波管フアイバを含み、前記しんの 屈折率が前記被覆のそれよりも高く、前記しんが１つまたはそれ以上の所定のス ペクトル吸収帯域において光を吸収し、またそれに応じて１つまたはそれ以上の 放出帯域において光エネルギーの自発放出を生じる利得物質を含み、前記導波管 フアイバがルーフを形成すべく所定の点においてそれ自身に側部的に結合される と共に前記フアイバの１つの端部がそこから伸び、前記結合点が所定の伝送帯域 内にある所定の波長に関する光学共振空洞の長さを定める利得空洞；前記ファイ バ導波管を少なくとも１つの放出帯域においてレーザ作用しきい値より高い自発 放出とその中での刺戟放出の発振とを維持するのに十分な量にて付勢するために 、前記吸収帯域の１つにおける光エネルギーを前記フアイバ導波管のしんにその 伸びている端部において尊人するためのポンピング手段； 前記１つの放出帯域内の光エネルギーを前記ルーブから抽出するための手段、 を含むレーザ。
  32. （３２）請求の範囲第３１項の記載において、前記フアイバの前田他の端部が前 記ルーブから光エネルギーを抽出するための前記手段を提供するために出力フア イバとして伸びているレーザ。
  33. （３３）請求の範囲第３１項の記載において、前記利得物質が複数の放出帯域を 有し、また前記レーザがさらに前記放出帯域の１つにおける波長の前記抽出手段 への伝送を少なくとも制動するための手段を含むレーザ。
  34. （３４）請求の範囲第３１項の記載において、前記利得物質が複数の放出帯域を 有し、前記放出帯域の１つが前記利得物質の主要放出帯域であつて、前記所定の 放出帯域が前記利得物質の他の前記放出帯域であり、また前記ルーブが前記所定 の放出帯域における波長の反復伝送を選択的に許容しまた前記主要放出帯域にお ける反復伝送を制動する手段を含み、それによつて前記レーザが前記主要帯域内 ではなく前記所定の帯域内での刺戟放出の発振を生じるレーザ。
  35. （３５）請求の範囲第３４項の記載において、前記選択的に許可および制動する 手段が前記ルーブのそれ自身に対する前記結合において形成される分散的側部結 合を含むレーザ。
  36. （３６）請求の範囲第３４項の記載において、前記ポンピング手段が前記空洞の 前記所定の放出帯域内にレーザエネルギーを与えるべく動作するレーザを含み、 それによってボンブレーザによる所定の波長のレーザ出力が前記所定の放出帯域 内における異なる波長のレーザ出力に変換されるレーザ。
  37. （３７）請求の範囲第３６項の記載において、前記ボンブレーザがレーザダイオ ードであるレーザ。
  38. （３８）請求の範囲第３６項の記載において、前記能動利得物質がネオジミウム であり、また前記ボンブレーザが０．８ミクロンないし０．８８ミクロンの領域 内で動作するレーザ。
  39. （３９）請求の範囲第３６項の記載において、前記利得物質が複数の放出帯域を 有し、またさらに前記放出帯域の１つにおける波長の伝送を制動する手段を含む レーザ。
  40. （４０）請求の範囲第３９項において、前記利得物質が複数の放出帯域を有し、 前記放出帯域の１つが前記利得物質の主要な放出帯域であり、また前記所定の放 出帯域が前記利得物質の他の前記放出帯域であり、また前記空洞が前記所定の放 出帯域における波長のその中での反復伝送を選択的に許可しまた前記主要な放出 帯域における反復伝送を制動するための手段を含み、それによつて前記レーザが 前記主要な帯域内ではなくて前記所定の帯域内での刺戟放出の発振を生じるレー ザ。
  41. （４１）請求の範囲第３９項の記載において、前記選択的に許可および制動する 手段が前記出力手段を前記空洞に結合する分散的側部結合を含むレーザ。
  42. （４２）一対の光学導波管空洞であつて、前記空洞の１つがしんと被覆を有する 単一モード光学導波管を含む利得空洞であつて、前記しんと被覆の少なくとも１ つが１つまたはそれ以上の所定のスペクトル吸収帯域において光を吸収し、また それに応答して１つまたはそれ以上の放出帯域における光エネルギーの自発放出 を生じ前記導波管空洞が前記放出帯域の１つにおいてコレゾナント波長の共振を 生じさせるべく異なる長さから成つている一対の光学導波管空洞、 少なくともその前記１つの放出帯域においてその中で刺戟放出の発振を与えるべ く前記導波管をレーザ作用しきい値より上まで付勢するために前記吸収帯域の１ つにおけるボンブ光エネルギーを前記利得空洞内に導入するためのポンピング手 段、 前記１つの放出帯域内の光エネルギーを前記空洞から抽出することによりレーザ の出力がコレゾナント波長のみにおけるものとなる手段、 を含むレーザ。
  43. （４３）請求の範囲第４２項の記載において、前記利得空洞の１つの端部が前記 ボンブ光エネルギーの導入のために伸ばされているレーザ。
  44. （４４）請求の範囲第４２項の記載において、前記空洞の少なくとも１つが直線 形単一モード光学導波管フアイバであるレーザ。
  45. （４５）請求の範囲第４２項において前記コレゾナント出力の波長を変化させる べく前記空洞の少なくとも１つを調整するための手段を含むレーザ。
  46. （４６）請求の範囲第４２項において、前記光学導波管対の両方が相対的に長く また短いコレゾナント空洞を定めるべく互いに側部結合された直線形導波管であ つて、それにより前記短い空洞において前記長い空洞におけるフリースベクトル 領域に比して大きいフリースペクトル領域を与えるレーザ。
  47. （４７）請求の範囲第４６項の記載において、前記長い空洞の選択スペクトル線 を前記短い空洞の線で中心づけるレーザ。
  48. （４８）請求の範囲第４６項の記載において、前記長い空洞の長さが前記短い空 洞の長さの１０倍であるレーザ。
  49. （４９）ボンブ光エネルギーを導入するために形成された透光性物質から成る基 板、 まわりの物質より高い屈折率を有するしんであつて１つまたはそれ以上のスペク トル吸収帯域における光エネルギーを吸収しまたそれに応答して１つまたはそれ 以上のスペクトル放出帯域において自発放出を生じる利得物質を含むしんを伴つ て前記基板内に形成され、所定の放出帯域において少なくとも１つの選択波長に おける共振を与えるための選択光学長を有する共振光学導波管空洞、前記１つの 選択波長を前記空洞に導入するための人力結合手段、および 前記所定の波長の増幅された光エネルギーを前記空洞から抽出するための出力結 合手段、 を含む、ボンブ光エネルギーに応答する光エネルギーを増幅するための集積化光 学導波管装置。
  50. （５０）請求の範囲第４９項の記載において、１つの放出帯域におけるエネルギ ーを選択的に前記出力に伝送し、また他の放出帯域のそこへの伝送を制動する手 段を含む発明。
  51. （５１）請求の範囲第５０項の記載において前記選択的に伝送および制動する手 段が分散的結合を含む発明。
  52. （５２）請求の範囲第４９項の記載において、前記基板が平らな表面を含み、ま た前記空洞が前記基板の前記平らな表面内の閉じたルーブとして形成される発明 。
  53. （５３）請求の範囲第５２項記載において、前記入力結合手段と出力結合手段の 名々が前記ルーブの向かい合う部分に側部結合された一対の光学導波管から成る 発明。
  54. （５４）請求の範囲第４９項の記載において、前記基板が円筒形表面を含み、ま た前記空洞が前記円筒形表面内の閉じたルーブとして形成される発明。
  55. （５５）請求の範囲第５４項の記載において、前記入力結合手段と前記出力結合 手段の各々が前記ルーブの向かい合う部分に側部結合された一対の光学導波管フ アイバから成る発明。
  56. （５６）所定のコレゾナント周波数を与えるべく相互結合された異なる共振長か ら成る一対の共振空洞、前記コレゾナント周波数を含む帯域内のレーザ光エネル ギーを前記空洞内に与えるためにポンピングエネルギーを前記空洞内に与え、ま た前記レーザの光エネルギー出力を与えるべく前記空洞からの光エネルギーを結 合する手段、 前記空洞の１つを交番信号によつてわずかに調整する手段、 前記交番信号と前記光エネルギー出力との間の位相差を測定し、また狭帯域で非 常に安定化したレーザ出力を与えるべく前記位相の差に従つてもう１方の前記空 洞を調整する手段、 を含むレーザ。
  57. （５７）請求の範囲第５６項の記載において、前記空洞の少なくとも１つが単一 モード光学導波管であるレーザ。
  58. （５８）請求の範囲第５７項の記載において、両方の前記空洞が単一モード光学 導波管フアイバであり、また前記フアイバの少なくとも１つが能動利得物質を含 むレーザ。
  59. （５９）請求の範囲第５６項の記載において、第１の前記空洞が相対的に小さい フリースペクトル領域を持つ相対的に長い空洞であつて、また第２の前記空洞が 相対的に大きいスペクトル領域を持つ相対的に短い空調であるレーザ。
  60. （６０）請求の範囲第５９項の記載において、前記第２の空洞をわずかに調整す るために前記交番信号が与えられるレーザ。
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