JPS63226985A - Wavelength-tunable optical fiber laser device - Google Patents

Wavelength-tunable optical fiber laser device

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JPS63226985A
JPS63226985A JP5897787A JP5897787A JPS63226985A JP S63226985 A JPS63226985 A JP S63226985A JP 5897787 A JP5897787 A JP 5897787A JP 5897787 A JP5897787 A JP 5897787A JP S63226985 A JPS63226985 A JP S63226985A
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optical fiber
laser
doped
optical
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康郎 木村
Masataka Nakazawa
正隆 中沢
Yoshiyuki Aomi
青海 恵之
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06Construction or shape of active medium
    • H01S3/063Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067Fibre lasers

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Abstract

PURPOSE:To enable oscillation over a wide range of wavelengths, by making an optical fiber serving as a laser medium be composed by connecting or butting one or more optical fibers, in which P and Nd are added and the numbers of P and Nd atoms are different from each other, with an optical fiber in which only Nd is added. CONSTITUTION:An optical fiber serving as a laser medium is composed by connecting or butting one or more of optical fibers 6, in which P and Nd are added and the numbers of P and Nd atoms are different from each other, with an optical fiber 5 in which only Nd is added. For example, excited beams 2 from a light source 1 for excitation are made incident to the optical fiber 5, in which only Nd atoms are added as laser active ions, through a coupling lens 3 and a reflector 4 on the incident side, and guided to the optical fiber 6, which is connected or butted with the optical fiber 5 and formed by fusing/ connecting one or more optical fibers in which Nd and P are added and the numbers of Nd and P atoms are different from each other, so that laser oscillation is performed in an optical resonator which is composed of the reflectors 4 and 8. Laser oscillation output beams 9 can be drawn from the reflector 8 which is disposed on the emission terminal side of the optical fiber 6.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、光ファイバをレーザ媒質として光共振器を構
成した光ファイバレーザ装置に関し、特に発振波長を変
化させることができる光ファイバレーザ装置に関するも
のである。
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to an optical fiber laser device in which an optical resonator is constructed using an optical fiber as a laser medium, and particularly relates to an optical fiber laser device that can change the oscillation wavelength. It is something.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の単一の希土類元素NdおよびErのみを添加した
光ファイバレーザ(例えば、L、 Reekie et
al、、 ”Tunable single−mode
 fiber 1asers″、J3Light−wa
ve Technol、、 LT−4,7,956−9
50(1986)あるいは1.P、Alcock et
 al、、 ”Tunable、continuous
−wave  neodymium−doped  m
onomode−fiber  1aser、”Opt
、Lett、、 vol、Ll、7(19−711(1
986)、参照)では、それぞれNdおよびErによる
レーザ発振波長領域でしか発振しない。
Conventional optical fiber lasers doped with only the single rare earth elements Nd and Er (e.g. L, Reekie et al.
al,, ”Tunable single-mode
fiber 1asers'', J3Light-wa
ve Technol, LT-4,7,956-9
50 (1986) or 1. P, Alcock et.
al,, ”Tunable, continuous
-wave neodymium-doped m
onomode-fiber 1aser,”Opt
, Lett,, vol, Ll, 7(19-711(1)
986), oscillates only in the laser oscillation wavelength range caused by Nd and Er, respectively.

従って、異なフた波長でレーザ発振させようとすると、
異なった希土類元素を添加しなければならない。例えば
フォスフエイト系(燐酸ガラス系)のアサーマルガラス
にE「を添加したE「ガラスレーザの場合、Erととも
にYbやNdを添加しである。これは1.06μm 、
 1.54μmの2波長で発振させるためではなく、X
eフラッシュランプを励起光源に使フたとき、Erの励
起効率をあげるため、Nd”−Yb”或いはYb”−*
Er”へのエネルギー伝達を利用するためである。すな
わち、異なるイオン間でドナー・イオンとアクセプター
・イオンのエネルギー準位に重なりがあれば、エネルギ
ー伝達が行なわれ、同時に異なる波長での発振が難しく
なる。
Therefore, if you try to oscillate a laser at a different wavelength,
Different rare earth elements must be added. For example, in the case of an E glass laser made by adding E to a phosphoric acid glass athermal glass, Yb and Nd are added along with Er.
The purpose is not to oscillate at two wavelengths of 1.54 μm, but to
eWhen using a flash lamp as an excitation light source, in order to increase the excitation efficiency of Er, Nd"-Yb" or Yb"-*
In other words, if the energy levels of the donor ion and acceptor ion overlap between different ions, energy transfer will occur, making it difficult to oscillate at different wavelengths at the same time. Become.

これを模式的にエネルギーダイヤグラムで示すと第16
図のようになる。第16図の波線はエネルギーの移動を
示し、Ndの’F3/2の状態からYbの’FS/2を
経由してE「の’I11/2へ遷移して’ll3y2h
’ら’It5/2への遷移でレーザ発振する。Ndのレ
ーザ発振は’h/2から’I11/2或いは’19/2
への遷移にヨッテ生シルため、Erの’II3’/2か
らNdの’ I l !/2へのエネルギー8勤はNd
およびErの発振を減少させる働きをもつ。従って、従
来のErガラスレーザロッドでは同一の結晶およびガラ
スにNd、 Erを添加し、異なった波長で発振させる
場合に不利となる。
If this is schematically shown in an energy diagram, the 16th
It will look like the figure. The wavy line in Fig. 16 shows the energy transfer, which transitions from the 'F3/2 state of Nd to 'I11/2 of E' via Yb's 'FS/2,'ll3y2h
Laser oscillation occurs at the transition to 'Ra'It5/2. Nd laser oscillation ranges from 'h/2 to 'I11/2 or '19/2.
Because of the transition from Er's 'II3'/2 to Nd's 'I l! The energy 8th shift to /2 is Nd
It has the function of reducing the oscillation of Er and Er. Therefore, in the conventional Er glass laser rod, it is disadvantageous when Nd and Er are added to the same crystal and glass to cause oscillation at different wavelengths.

(発明が解決しようとする問題点〕 これを解決するためには、NdとErを別々に添加した
結晶或いはレーザガラスロッドを作り、これらを光学的
に低損失で接続させる等の手段をとらねばならなかった
(Problem to be solved by the invention) In order to solve this problem, it is necessary to take measures such as creating crystals or laser glass rods doped with Nd and Er separately, and optically connecting them with low loss. did not become.

このような点に鑑みて、本発明の目的は、異なったレー
ザ活性イオン間の相互作用を完全に取り除いた光ファイ
バをレーザ媒質として用いて、広い波長範囲にわたって
発振可能な光ファイバレーザ装置を提供することにある
In view of these points, an object of the present invention is to provide an optical fiber laser device capable of oscillating over a wide wavelength range using an optical fiber as a laser medium in which interactions between different laser active ions are completely eliminated. It's about doing.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

そこで、本発明では、広い波長領域においてレーザ発振
を可能にするために、レーザ媒質となる光ファイバとし
て、一定量のPを添加するとともに、Ndの添加量を変
えた光ファイバと、Ndのみを添加した光ファイバと、
要すればErを添加した光ファイバとを融着接続あるい
はつき合せたものをレーザ媒質とし、あるいはErおよ
びNdを添加し、またはEr、NdおよびPを添加した
石英系光ファイバをレーザ媒質とすることによって、0
.85μmから0.96μm帯、1.06μmから1.
15μIII帯、1.53μmから1.55μm帯でレ
ーザ発振するようにする。
Therefore, in the present invention, in order to enable laser oscillation in a wide wavelength range, we have developed an optical fiber that is doped with a certain amount of P and a varying amount of Nd as the laser medium, and an optical fiber that is doped with only Nd. doped optical fiber,
If necessary, the laser medium is a fusion spliced or butted optical fiber doped with Er, or a quartz-based optical fiber doped with Er and Nd, or a quartz optical fiber doped with Er, Nd, and P. By this, 0
.. 85μm to 0.96μm band, 1.06μm to 1.
Laser oscillation is performed in the 15 μm III band and the 1.53 μm to 1.55 μm band.

〔作用〕[Effect]

本発明によれば、0.9μm帯、 1,1μm帯、1.
5μm’M4’でレーザ発振可能であるから、これまで
になかった2波長或は3波長で独立に発振し、かつ、波
長可変なレーザ装置を実現できる。
According to the present invention, 0.9 μm band, 1.1 μm band, 1.
Since laser oscillation is possible at 5 μm'M4', it is possible to realize a laser device that independently oscillates at two or three wavelengths and is wavelength tunable, which has never been seen before.

従来は、本発明とは異なり、NdとPをともに添加する
ことによる発振波長の変化を利用していないため、0.
9および1.1μm帯での発振波長領域も本発明のレー
ザ装置よりも狭くなっている。
Conventionally, unlike the present invention, the change in oscillation wavelength due to the addition of both Nd and P was not utilized;
The oscillation wavelength range in the 9 and 1.1 μm bands is also narrower than that of the laser device of the present invention.

(実施例) 以下に図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
(Example) Examples of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

実施例1 第1図は本発明の第1の実施例の構成を示す図であって
、1は励起用光源、2はこの光源1からの励起光であり
、この励起光2を結合用レンズ3゜および入射側反射鏡
4を介して、レーザ活性イオンとしてNd(ネオジウム
)のみを添加した光ファイバ5に入射させる。6はNc
lとP(燐)とを添加し、NdとPの原子数が異なる光
ファイバを少なくとも1本以上融着接続した光ファイバ
であり、両光ファイバ5と6とを接続またはつき合せる
。8は光ファイバ6の出射端側に配置した出射側反射鏡
、9は反射鏡8から取り出されるレーザ発振出力光であ
る。反射鏡4および8は誘電体多層膜で構成できる。
Embodiment 1 FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the first embodiment of the present invention, in which 1 is an excitation light source, 2 is excitation light from this light source 1, and this excitation light 2 is passed through a coupling lens. 3° and an incident-side reflecting mirror 4, the laser beam is made to enter an optical fiber 5 doped with only Nd (neodymium) as a laser active ion. 6 is Nc
This optical fiber is made by fusion splicing at least one optical fiber doped with l and P (phosphorus) and having different numbers of Nd and P atoms, and both optical fibers 5 and 6 are connected or butted together. Reference numeral 8 indicates an output side reflecting mirror disposed on the output end side of the optical fiber 6, and 9 indicates a laser oscillation output light taken out from the reflecting mirror 8. The reflecting mirrors 4 and 8 can be composed of dielectric multilayer films.

このような構成の光ファイバレーザ装置を動作させるに
は、励起光2を結合用レンズ3を通して光ファイバ5に
導く。このとき、光ファイバ5および6内ではNd’+
のエネルギー準位に反転分布を作り、反射鏡4および8
で構成された光共振器によりレーザ発振を行う。
To operate the optical fiber laser device having such a configuration, the excitation light 2 is guided to the optical fiber 5 through the coupling lens 3. At this time, within the optical fibers 5 and 6, Nd'+
Create a population inversion at the energy level of reflector 4 and 8.
Laser oscillation is performed using an optical resonator constructed of.

第2図はNd添加光ファイバにPを添加することによっ
てその蛍光特性が短波長側へ移動することを示す特性図
である。第2図から明らかなように、Pの添加量を一定
にして、Ndの濃度を変化させることによって、蛍光ス
ペクトルが長波長側に移動することがわかる。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing that the fluorescence characteristics of an Nd-doped optical fiber are shifted toward shorter wavelengths by adding P to the Nd-doped optical fiber. As is clear from FIG. 2, by keeping the added amount of P constant and changing the concentration of Nd, the fluorescence spectrum shifts to the longer wavelength side.

本発明では、この事実を利用して、NdおよびPを添加
した光ファイバ(ここでは、Pの添加量を一定(例えば
1モル%)にしてNdの添加量を変える)と、Ndは添
加するがPを添加しない光ファイバとを接続することに
よって、蛍光発光波長領域の広い光ファイバが得られる
In the present invention, we utilize this fact to create an optical fiber doped with Nd and P (here, the amount of P added is constant (for example, 1 mol %) and the amount of Nd added is varied), and the Nd is added. By connecting the optical fiber with an optical fiber not doped with P, an optical fiber with a wide fluorescence emission wavelength range can be obtained.

第3図はNdの添加量が300ppm (P  1モル
%添加)の光ファイバ6とNdの添加量が250ppm
 (Pは無添加)の光ファイバ5とを接続したときの蛍
光特性を示す。第3図から明らかなように、蛍光発光領
域が拡がっていることがわかる。これはレーザ発振波長
領域が0.85μm〜0.96μffl帯および1.0
6μffi〜1.15μm帯に拡がったことに対応する
Figure 3 shows an optical fiber 6 with an added amount of Nd of 300 ppm (addition of 1 mol% P) and an optical fiber 6 with an added amount of Nd of 250 ppm.
The fluorescence characteristics are shown when the optical fiber 5 (P is not added) is connected. As is clear from FIG. 3, it can be seen that the fluorescence emission region has expanded. This is because the laser oscillation wavelength range is 0.85 μm to 0.96 μffl band and 1.0
This corresponds to the spread to the 6 μffi to 1.15 μm band.

第4図はNdを11060ppとPを添加した光ファイ
バのレーザ発振時(a)と蛍光発光(b)の波長スペク
トルを示す。この場合にも、レーザ発振波長領域が0.
85μtth 〜0.96μm iおよび1.06μm
〜1.15μm帯に拡がっていることがわかる。
FIG. 4 shows wavelength spectra of an optical fiber doped with 11060 pp of Nd and P during laser oscillation (a) and fluorescence emission (b). Also in this case, the laser oscillation wavelength region is 0.
85μtth ~0.96μm i and 1.06μm
It can be seen that it spreads to a band of ~1.15 μm.

実施例2 第5図は本発明の第2の実施例の構成を示す図であって
、第1の実施例における光ファイバ6にレーザ活性イオ
ンとしてEr(エルビウム)を添加した光ファイバ7を
さらに融着接続しである。
Embodiment 2 FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a second embodiment of the present invention, in which an optical fiber 7 in which Er (erbium) is added as a laser active ion to the optical fiber 6 of the first embodiment is further added. It is fusion spliced.

この光ファイバレーザ装置を動作させるには、第1の実
施例と同様にして、励起光2を光ファイバに入射し、そ
の励起光の一部が光フアイバ7内でE「31のエネルギ
ー準位に反転分布を作り、反射鏡4および8で構成され
た光共振器によりレーザ発振を行う。そのためには、反
射鏡4および8はNdおよびErのそれぞれのレーザ発
振波長領域で光共振器を構成するようになっていなけれ
ばならない。
To operate this optical fiber laser device, excitation light 2 is input into the optical fiber in the same manner as in the first embodiment, and a part of the excitation light reaches the energy level of E'31 within the optical fiber 7. A population inversion is created in , and laser oscillation is performed by an optical resonator composed of reflecting mirrors 4 and 8.For this purpose, reflecting mirrors 4 and 8 constitute an optical resonator in the respective laser oscillation wavelength regions of Nd and Er. must be designed to do so.

第6図は、NdおよびP添加光ファイバおよびEr添加
光ファイバの各々についての損失および蛍光特性を示す
。第6図から明らかなように、Nd添加光ファイバの損
失はEr3+の蛍光波長において0.01dB/mであ
り、一方、Erg加光ファイバの損失はNd3+の蛍光
波長領域において0.005dB/ffiであり、数m
から数十mの長さではその損失は無視できることがわか
る。すなわち、Nd添加光ファイバにとって、融着接続
されたEr添加光ファイバは、光共振器の単なる導波路
の役目をしているのみであり、逆にEr添加ファイバに
とってはNdl加ファイバが光共振器の導波路の役目を
していることを意味している。
FIG. 6 shows the loss and fluorescence characteristics for each of the Nd- and P-doped optical fibers and the Er-doped optical fibers. As is clear from Figure 6, the loss of the Nd-doped optical fiber is 0.01 dB/m in the Er3+ fluorescence wavelength, while the loss of the Erg-doped fiber is 0.005 dB/ffi in the Nd3+ fluorescence wavelength region. Yes, several meters
It can be seen that the loss can be ignored for lengths of several tens of meters. In other words, for the Nd-doped optical fiber, the fusion-spliced Er-doped optical fiber only serves as a waveguide of an optical resonator, and conversely, for the Er-doped fiber, the Ndl-doped fiber acts as an optical resonator. This means that it acts as a waveguide.

第7図は、本実施例において、NdとP添加光ファイバ
6とEr添加光フアイバ7とを融着接続した光ファイバ
の蛍光特性を示す。第6図と比較して、NdおよびE「
固有の蛍光特性が現われていることがわかる。以上の結
果から明らかなように、このNdおよびP添加ファイバ
6とEri加光ファイバ7とを接続することによって、
第7図に示した蛍光発光領域、すなわち0.9μ■帯、
  1.1A1m帯および1.5μmiにおいてレーザ
発振が可能となることがわかる。
FIG. 7 shows the fluorescence characteristics of the optical fiber obtained by fusion splicing the Nd- and P-doped optical fiber 6 and the Er-doped optical fiber 7 in this example. Compared with FIG. 6, Nd and E'
It can be seen that unique fluorescence characteristics appear. As is clear from the above results, by connecting the Nd- and P-doped fiber 6 and the Eri optical fiber 7,
The fluorescence emission region shown in FIG. 7, that is, the 0.9μ■ band,
It can be seen that laser oscillation is possible in the 1.1A1m band and 1.5μmi.

第8図はErを50ppm添加した光ファイバのレーザ
発振前(b) と発振後(a)の波長スペクトルを示す
。既に第6図および第7図で明らかにしたように、本実
施例によれば、独立に第4図および第8図に示したレー
ザ発振が生じることがわかる。
FIG. 8 shows the wavelength spectra of an optical fiber doped with 50 ppm of Er before (b) and after (a) laser oscillation. As already clarified in FIGS. 6 and 7, it can be seen that according to this embodiment, the laser oscillations shown in FIGS. 4 and 8 occur independently.

夫五■ユ 第9図は本発明の第3の実施例であって、第1または第
2の実施例において光共振器を構成する出射側反射鏡8
の代わりに、ファイバの端面に誘電体多層膜を蒸着した
ファイバミラー10を用い、このファイバミラー10と
入射側の反射鏡4とで光共振器を構成した場合である。
FIG. 9 shows a third embodiment of the present invention, in which the output side reflecting mirror 8 constituting the optical resonator in the first or second embodiment is shown.
Instead, a fiber mirror 10 having a dielectric multilayer film deposited on the end face of the fiber is used, and an optical resonator is constructed by this fiber mirror 10 and the reflection mirror 4 on the incident side.

その動作は第1または第2の実施例と同様である。Its operation is similar to the first or second embodiment.

実施例4 第1O図は本発明の第4の実施例を示す図であって、光
共振器の入射側反射鏡4および出射側反射鏡8をそれぞ
れ第3の実施例で示したファイバミラー11および10
に置き換えて構成した場合である。なお、レーザ媒質と
なる光ファイバの端面に直接に誘電体多層膜を蒸着して
、光ファイバ10゜11を除去してもよい、本例の動作
は第1または第2の実施例と同様である。
Embodiment 4 FIG. 1O is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention, in which the input-side reflecting mirror 4 and the output-side reflecting mirror 8 of the optical resonator are each replaced by a fiber mirror 11 shown in the third embodiment. and 10
This is the case when it is configured by replacing it with . Note that the dielectric multilayer film may be deposited directly on the end face of the optical fiber serving as the laser medium, and the optical fibers 10 and 11 may be removed.The operation of this example is the same as that of the first or second embodiment. be.

夫族■互 第11図は本発明の第5の実施例を示す図であって、光
共振器内において、例えば光ファイバ7と反射鏡8との
間に結合用レンズ12および複屈折フィルター13を挿
入して波長選択を行うとともに、レーザ発振波長幅を狭
くすることができるように構成する。本例においても、
レーザ発振動作は第1または第2の実施例と同様である
FIG. 11 is a diagram showing a fifth embodiment of the present invention, in which a coupling lens 12 and a birefringent filter 13 are provided between, for example, an optical fiber 7 and a reflecting mirror 8 within an optical resonator. is inserted to perform wavelength selection and to narrow the laser oscillation wavelength width. Also in this example,
The laser oscillation operation is the same as in the first or second embodiment.

夫五■至 第12図は本発明の第6の実施例の構成図であり、第1
1図に示した実施例5において、複屈折フィルター13
の代わりにプリズム14を配置し、このプリズム14の
もつ分散を利用して波長選択を行う。本例においても、
レーザ発振動作は第1または第2の実施例と同様である
Fig. 12 is a block diagram of the sixth embodiment of the present invention, and the first
In Example 5 shown in FIG. 1, the birefringent filter 13
A prism 14 is disposed in place of the prism 14, and wavelength selection is performed using the dispersion of the prism 14. Also in this example,
The laser oscillation operation is the same as in the first or second embodiment.

夫籠■ユ 第13図は本発明の第7の実施例であって、波長選択素
子として実施例6のプリズム14の代わりに回折格子1
5をレンズ12と反射鏡8との間に配置する。この構成
におけるレーザ発振動作は第1または第2の実施例と同
様である。
Fig. 13 shows a seventh embodiment of the present invention, in which a diffraction grating 1 is used instead of the prism 14 of the sixth embodiment as a wavelength selection element.
5 is placed between the lens 12 and the reflecting mirror 8. The laser oscillation operation in this configuration is similar to that in the first or second embodiment.

実施例8 第14図は本発明の第8の実施例の構成を示す図であっ
て、光ファイバ5と6または5と6と7の代わりに、石
英系光ファイバにNdとErを添加した光ファイバ16
を配置する。ここでは、反射鏡4と8で光共振器を構成
している。
Embodiment 8 FIG. 14 is a diagram showing the configuration of an eighth embodiment of the present invention, in which Nd and Er were added to silica-based optical fibers instead of optical fibers 5 and 6 or 5, 6, and 7. optical fiber 16
Place. Here, the reflecting mirrors 4 and 8 constitute an optical resonator.

本実施例は第2の実施例に示したレーザ媒質となる光フ
ァイバのうちNdのみを添加した光ファイバ5とE「の
みを添加した光ファイバ7とにそれぞれ添加されたNd
およびE「を同時に一つの光ファイバに添加したものに
相当しており、このレーザの発振動作は第2の実施例と
同様である。
In this example, among the optical fibers serving as the laser medium shown in the second example, the optical fiber 5 doped with only Nd and the optical fiber 7 doped with only E' are respectively doped with Nd.
This corresponds to adding E and E to one optical fiber at the same time, and the oscillation operation of this laser is similar to that of the second embodiment.

犬五■旦 第15図は本発明の第9の実施例であり、ここでは、光
共振器に波長選択素子17をも設ける。かかる波長選択
素子17は第5から第7の実施例に示したように構成す
ればよい。この実施例のレーザ発振動作もまた第1また
は第2の実施例と同様である。
FIG. 15 shows a ninth embodiment of the present invention, in which a wavelength selection element 17 is also provided in the optical resonator. Such a wavelength selection element 17 may be constructed as shown in the fifth to seventh embodiments. The laser oscillation operation of this embodiment is also similar to that of the first or second embodiment.

第8および第9の実施例ではNdとErを添加した光フ
ァイバ16の例を示したが、第2の実施例に示した光フ
ァイバの中でNdとPを添加した光ファイバ6およびE
rのみを添加した光ファイバ7に着目し、Nd、  P
およびErを同時に一つの光ファイバに添加した石英系
光ファイバを光ファイバ16の代わりに配置しても同様
にレーザ発振動作が可能である。
In the eighth and ninth embodiments, an example of the optical fiber 16 doped with Nd and Er was shown, but among the optical fibers shown in the second embodiment, the optical fiber 6 and E doped with Nd and P are
Focusing on the optical fiber 7 doped only with r, Nd, P
Even if a silica-based optical fiber doped with Er and Er is placed in place of the optical fiber 16, the same laser oscillation operation is possible.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、0.9μm帯、
 1.1μm帯、 1.5μm帯でレーザ発振可能であ
るから、これまでになかった2波長或いは3波長で独立
に発振し、かつ、波長可変なレーザ装置が実現できる。
(Effect of the invention) As explained above, according to the present invention, the 0.9 μm band,
Since laser oscillation is possible in the 1.1 μm band and 1.5 μm band, it is possible to realize a laser device that independently oscillates at two or three wavelengths and is wavelength tunable, which has never been seen before.

本発明では、2波長で発1辰することから、それぞれの
位相差を検出することによって物体の微小変位等を計測
するための光源として有用である。
Since the present invention emits light at two wavelengths, it is useful as a light source for measuring minute displacements of objects by detecting their respective phase differences.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の第1の実施例の構成図、第2図はNd
添加量およびP添加量による光ファイバの蛍光特性の変
化を示す特性図、 第3図はNd添加光ファイバにPを添加した光ファイバ
とNd添加光ファイバとを接続したときの蛍光特性図、 第4図はNd−P添加ファイバのレーザ発振時の波長ス
ペクトル(a)および王光特性(b)を示す特性図、 第5図は本発明の第2の実施例の構成図、第6図はNd
およびP添加光ファイytとEr添加光ファイバの損失
と蛍光の波長特性図、 第7図はNd−P添加光ファイバとEr添加光ファイバ
とを融着接続した光ファイバの蛍光特性図、第8図はE
ri加光ファイバの波長スペクトルを(a)レーザ発振
時、および(b) レーザ発振直前について示す特性図
、 第9図は本発明の第3の実施例を示す構成図、第10図
は本発明の第4の実施例を示す構成図、第11図は本発
明の第5の実施例を示す構成図、第12図は本発明の第
6の実施例を示す構成図、第13図は本発明の第7の実
施例を示す構成図、第14図は本発明の第8の実施例を
示す構成図、第15図は本発明の第9の実施例を示す構
成図、第16図はNd、 Yb%Erのエネルギーダイ
ヤグラムである。 1・・・励起用光源、 2・・・励起光、 3・・・結合用レンズ、 4・・・入射側反射鏡、 5・・・Ndのみを添加した光ファイバ、6・・・Nd
とPが添加され、その原子数が異なる光ファイバを1本
以上接続した光ファイバ、 7・・・Erのみを添加した光ファイバ、8・・・出射
側反射鏡、 9・・・レーザ出力光、 lO・・・出射側ファイバミラー、 11・・・入射側ファイバミラー、 12・・・結合用レンズ、 13・・・複屈折フィルター、 14・・・プリズム、 15・・・回折格子、 16・・・NdとErを添加した石英系光ファイバ、1
7・・・波長選択素子。
FIG. 1 is a block diagram of the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an Nd
Figure 3 is a characteristic diagram showing changes in the fluorescence characteristics of an optical fiber depending on the amount of addition and the amount of P added. Figure 4 is a characteristic diagram showing the wavelength spectrum (a) and optical characteristics (b) of the Nd-P doped fiber during laser oscillation, Figure 5 is a configuration diagram of the second embodiment of the present invention, and Figure 6 is Nd
and loss and fluorescence wavelength characteristic diagrams of P-doped optical fiber yt and Er-doped optical fiber. The diagram is E
Characteristic diagrams showing the wavelength spectrum of the RI optical fiber (a) during laser oscillation and (b) immediately before laser oscillation, FIG. 9 is a configuration diagram showing a third embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a diagram of the present invention. 11 is a block diagram showing the fifth embodiment of the present invention, FIG. 12 is a block diagram showing the sixth embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a block diagram showing the fifth embodiment of the present invention. FIG. 14 is a block diagram showing the seventh embodiment of the invention, FIG. 14 is a block diagram showing the eighth embodiment of the invention, FIG. 15 is a block diagram showing the ninth embodiment of the invention, and FIG. 16 is a block diagram showing the ninth embodiment of the invention. This is an energy diagram of Nd, Yb%Er. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Excitation light source, 2... Excitation light, 3... Coupling lens, 4... Incident side reflecting mirror, 5... Optical fiber doped only with Nd, 6... Nd
7... Optical fiber doped with only Er, 8... Output side reflector, 9... Laser output light , lO... Output side fiber mirror, 11... Incident side fiber mirror, 12... Coupling lens, 13... Birefringence filter, 14... Prism, 15... Diffraction grating, 16. ...Nd and Er doped silica optical fiber, 1
7...Wavelength selection element.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)光ファイバをレーザ媒質とし、その光ファイバを介
して光共振器を構成した光ファイバレーザ装置において
、前記レーザ媒質となる光ファイバを、P(燐)とNd
(ネオジウム)を添加し、PとNdの原子数が異なる少
なくとも1本以上の光ファイバと、Ndのみを添加した
光ファイバとを接続またはつき合せて構成したことを特
徴とする波長可変光ファイバレーザ装置。 2)特許請求の範囲第1項記載の波長可変光ファイバレ
ーザ装置において、前記レーザ媒質となる光ファイバは
Er(エルビウム)を添加した光ファイバを含むことを
特徴とする波長可変光ファイバレーザ装置。 3)特許請求の範囲第1項または第2項に記載の波長可
変光ファイバレーザ装置において、前記光共振器は波長
選択素子を有することを特徴とする波長可変光ファイバ
レーザ装置。 4)光ファイバをレーザ媒質とし、その光ファイバを介
して光共振器を構成した光ファイバレーザ装置において
、前記レーザ媒質となる光ファイバを、ErおよびNd
またはEr、NdおよびPを添加した石英系光ファイバ
で構成したことを特徴とする波長可変光ファイバレーザ
装置。 5)特許請求の範囲第4項記載の波長可変光ファイバレ
ーザ装置において、前記光共振器は波長選択素子を有す
ることを特徴とする波長可変光ファイバレーザ装置。
[Claims] 1) In an optical fiber laser device in which an optical fiber is used as a laser medium and an optical resonator is configured via the optical fiber, the optical fiber serving as the laser medium is made of P (phosphorus) and Nd.
A wavelength tunable optical fiber laser characterized in that it is constructed by connecting or matching at least one optical fiber doped with (neodymium) and having different numbers of P and Nd atoms, and an optical fiber doped only with Nd. Device. 2) The wavelength tunable optical fiber laser device according to claim 1, wherein the optical fiber serving as the laser medium includes an optical fiber doped with Er (erbium). 3) The wavelength tunable optical fiber laser device according to claim 1 or 2, wherein the optical resonator has a wavelength selection element. 4) In an optical fiber laser device in which an optical fiber is used as a laser medium and an optical resonator is configured via the optical fiber, the optical fiber serving as the laser medium is made of Er and Nd.
Alternatively, a wavelength tunable optical fiber laser device comprising a quartz-based optical fiber doped with Er, Nd, and P. 5) The wavelength tunable optical fiber laser device according to claim 4, wherein the optical resonator has a wavelength selection element.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02306676A (en) * 1989-05-22 1990-12-20 Mitsubishi Cable Ind Ltd Optically active device
US6885682B2 (en) 2001-11-06 2005-04-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Fiber-laser device and image display using the same
WO2007116563A1 (en) * 2006-03-31 2007-10-18 The Furukawa Electric Co., Ltd. Light source

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