KR100261283B1 - A fiber laser using dispersion imbalanced nonlinear loop mirrors - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An optical fiber laser using a dispersion imbalanced nonlinear amplifying loop mirror is provided which includes two optical fibers having different dispersion values in a nonlinear loop on the basis of the conventional Erbium-doped '8'-shaped optical fiber laser and induces passive mode locking, to generate short-length pulses. CONSTITUTION: An optical fiber laser using a nonlinear loop mirror is constructed of a nonlinear loop mirror(1) and a linear loop(2). The nonlinear loop mirror includes the first optical fiber(41) whose dispersion constant value corresponds to the minimum value of the wavelengths of the laser, the second optical fiber(42) having a dispersion constant value larger than the dispersion value of the first optical fiber, and the first and second polarization controllers(21,22) for controlling the polarization states of signals transmitted through the first and second optical fibers, respectively. The linear loop includes an optical isolator(31) for maintaining one-way oscillation of the laser and blocking continuous waves reflected from the nonlinear loop mirror, a polarization controller(23) for the polarization of an optical pulse whose continuous waves are blocked by the optical isolator, and an amplification medium optical fiber(43) for amplifying the optical pulse with a predetermined amplification medium. The linear loop further has a wavelength division optical fiber coupler(12) for multiplexing the wavelength of the optical pulse amplified by the optical fiber, a 980nm laser diode(51) for pumping the optical signal multiplexed by the coupler, and a 90:10 optical fiber(13) directional coupler for outputting laser of 10% of the pumped optical signal.

Description

비대칭 분산 비선형 루프 거울을 이용한 광섬유 레이저Fiber Lasers Using Asymmetric Distributed Nonlinear Loop Mirrors

본 발명은 광섬유 레이저에 관한 것으로, 특히 기존의 어븀이 첨가한 "8" 자 형 광섬유 레이저를 기본으로 하여 비선형 루프 내에 분산 상수값이 다른 두개의 광섬유를 구비한 후, 수동형 모드 로킹을 유발하여 짧은 길이의 펄스를 생성하도록 하는 비선형 루프 거울을 이용한 광섬유 레이저에 관한 것이다.The present invention relates to a fiber laser, and in particular, based on a conventional "8" type fiber laser added by erbium, having two optical fibers having different dispersion constants in a nonlinear loop, and then inducing passive mode locking It relates to a fiber laser using a nonlinear loop mirror to generate a pulse of length.

도 1 은 종래의 비선형 광학루프 거울을 이용한 광섬유의 레이저를 개략적으로 도시한 것이다.1 schematically shows a laser of an optical fiber using a conventional nonlinear optical loop mirror.

도 1 에 도시된 바와같이, 종래 비선형 광학루프 거울을 이용한 광섬유 레이저는 비선형 광학루프 거울(Nonlinear Amplifying Loop Mirror : NALM)(100)과 선형루프(200)로 구성된다.As shown in FIG. 1, a conventional fiber laser using a nonlinear optical loop mirror is composed of a nonlinear amplifying loop mirror (NALM) 100 and a linear loop 200.

상기 비선형 광학루프 거울(100)은 50 : 50 광섬유 방향성 결합기(Directional Coupler(DC) 또는 Fiber Coupler(FC))(11)와, 파장분할 광섬유 커플러(Wavelength Division Multipler Fiber Coupler(WDM FC))(12)와, 편광 조절기(Polarization Controller (PC))(21)와, 광 아이소레이터(Isolator)(31)와, 분산 천이 광섬유(Single mode fiber(SMF))(42)와, 어붐 천이 광섬유(Erbium Doped Fiber(EDF))(43)으로 구성된다.The nonlinear optical loop mirror 100 includes a 50:50 optical fiber directional coupler (Directional Coupler (DC) or Fiber Coupler (FC)) 11 and a wavelength division multipler fiber coupler (WDM FC) 12 ), Polarization Controller (PC) 21, Optical Isolator 31, Single Mode Fiber (SMF) 42, Erbium Transition Fiber Fiber (EDF) (43).

상기 선형루프(200)는 파장분할 광섬유 커플러(12)와, 편광 조절기(21)와, 분산천이 광섬유(42)로 구성된다.The linear loop 200 includes a wavelength division optical fiber coupler 12, a polarization controller 21, and a dispersion transition optical fiber 42.

이와같이 구성된 종래의 비선형 광학루프 거울을 이용한 광섬유 레이저의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the optical fiber laser using a conventional nonlinear optical loop mirror configured as described above is as follows.

먼저, 파장 분할 광섬유 커플러(12)를 거쳐서 유입된 CW 광 펌프(CW pump)는 50:50 광섬유 방향성 결합기(11)를 통과하여 비선형 증폭 루프거울(100) 및 선형루프(200)로 분배되어 시계방향과 반 시계방향으로 진행한다.First, the CW pump introduced through the wavelength division optical fiber coupler 12 passes through a 50:50 optical fiber directional coupler 11 and is distributed to the nonlinear amplified loop mirror 100 and the linear loop 200 to provide a clock. Proceed in the direction and counterclockwise.

이때, 상기 비선형 증폭 루프거울(100) 및 선형루프(200)에 각각 구성된 분산천이 광섬유(42)를 통과하기 전에 이득을 경험하는 시계방향 광파는 그 광섬유 진행 후 이득을 경험하는 반 시계방향으로 진행 하는 광파와 비교되어 광파의 최고점 파워에 비례하는 비선형 위상변화를 더 많이 경험하게 된다.At this time, the clockwise light waves that experience gain before the dispersion transitions respectively configured in the nonlinear amplification loop mirror 100 and the linear loop 200 pass through the optical fiber 42 proceed in the counterclockwise direction where the gain is experienced after the optical fiber progresses. Compared to the light waves, the nonlinear phase change is proportional to the peak power of the light waves.

이와같이, 두 방향의 위상변화 차이를 이용하여 비선형 루프의 반사율을 조절할 수 있으며, 또한 높은 진폭을 갖는 광파는 투과하고 나머지는 반사하도록 조절할 수 있다. 이러한 특성은 비선형 루프를 모드로킹에 필요한 포화흡수체로 사용할 수 있다는 것을 의미하며, 만약 광 펄스가 이러한 비선형 루프를 통과하게 되면 광 펄스의 길이를 짧게 하여 증폭 할 수 있다.In this way, the reflectance of the nonlinear loop can be adjusted by using the difference in phase change in the two directions, and the light waves having a high amplitude can be transmitted and the rest can be reflected. This means that the nonlinear loop can be used as a saturable absorber for mode locking. If the optical pulse passes through the nonlinear loop, the optical pulse can be shortened and amplified.

상기 NALM(100)과 유사한 비선형 루프로 비선형 광학루프 거울(Nonlinear optical loop mirror : NOLM)가 있다.A nonlinear loop similar to the NALM 100 is a nonlinear optical loop mirror (NOLM).

상기 NOLM 은 상기 50 : 50 광섬유 방향성 결합기(11) 대신에 결합비가 50 대 50이 아닌 비 대칭성 광섬유 방향성 결합기를 사용하여 시계방향과 반시계 방향으로 진행하는 광파들 간에 비선형 위상변화의 차이를 유발하게 된다.The NOLM uses a non-symmetric optical fiber directional coupler having a coupling ratio of 50 to 50 instead of the 50:50 optical fiber directional coupler 11 to cause a difference in nonlinear phase change between light waves traveling in a clockwise and counterclockwise direction. do.

그러나, 종래의 NALM을 이용한 광섬유 레이저는 모드 로킹 유발시 기본적으로 증폭매질에서 광파가 양방향으로 진행함으로 인해, 높은 펌핑 파워에서는 모드호핑(mode hopping)이 발생할 수 있는 문제점이 있다.However, the conventional optical fiber laser using NALM has a problem that mode hopping may occur at high pumping power because light waves travel in both directions in the amplification medium.

그리고, 종래의 NOLM을 이용한 광섬유 레이저는 모드 로킹을 발진시키기 위해서 포화 흡수체 역할을 하는 비선형 루프를 구성시 길이가 긴 광섬유를 사용하거나, 높은 출력의 광 펌핑 파워가 필요한 문제점이 있다.In addition, the conventional optical fiber laser using the NOLM has a problem of using a long optical fiber or a high output optical pumping power when constructing a nonlinear loop serving as a saturated absorber to oscillate mode locking.

따라서, 본 발명의 목적은 기존의 어븀이 첨가한 "8" 자 형 광섬유 레이저를 기본으로 하여 비선형 루프 내에 분산 값이 다른 두개의 광섬유를 구비한 후, 수동형 모드 로킹을 유발하여 짧은 길이의 펄스를 생성하도록 하는 비대칭 분산 비선형 루프 거울을 이용한 광섬유 레이저를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a short mode pulse by inducing passive mode locking after two optical fibers having different dispersion values in a nonlinear loop based on a conventional "8" type fiber laser added by erbium. To provide a fiber laser using an asymmetric distributed nonlinear loop mirror to generate.

이와같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 수단은 50 : 50 광섬유 방향성 조절기로 연결되어 8 자형 모양인 비선형 루프거울과 선형루프로 구성된 비선형 루프거울을 이용한 광섬유 레이저에 있어서, 상기 비선형 루프거울은 분산 상수값이 레이저의 파장중 최소값을 갖는 제 1 광섬유와, 상기 제 1 광섬유가 갖는 분산 상수값보다 큰 분산 상수값을 갖는 제 2 광섬유와, 상기 제 1,제 2 광섬유를 통과하는 광신호의 편광상태를 조절하는 제 1,제 2 편광 조절기로 구성되고,Means for achieving the object of the present invention is a fiber laser using a nonlinear loop mirror composed of a linear loop and an eight-shaped nonlinear loop mirror connected to a 50:50 optical fiber directional regulator, the nonlinear loop mirror is a dispersion constant A polarization state of a first optical fiber having a minimum value among wavelengths of a laser, a second optical fiber having a dispersion constant larger than a dispersion constant value of the first optical fiber, and an optical signal passing through the first and second optical fibers Consists of the first and second polarization controller to control the

상기 선형 루프는 레이저의 단방향 발진을 유지하고 상기 비선형 루프 거울에서 반사된 연속파를 차단하는 광 아이소레이터와, 상기 광 아이소레이터에서 연속파가 차단된 광 펄스의 편광을 조절하는 편광 조절기와, 상기 편광 조절기에서 편광이 조절된 광 펄스를 소정의 증폭매질로 증폭하는 증폭매질 광섬유와, 상기 증폭매질 광섬유에서 증폭된 광 펄스의 파장을 다중화하는 파장분할 광섬유 커플러와, 상기 파장분할 광섬유 커플러에서 다중화된 광신호를 펌핑하는 980 광 펌핑 레이저 다이오드와, 상기 980 광펌핑 레이저 다이오드에 펌핑된 광신호의 10 퍼센트의 레이저를 출력하는 90 : 10 광섬유 방향성 결합기로 구성된다.The linear loop includes an optical isolator for maintaining the unidirectional oscillation of the laser and blocking the continuous wave reflected from the nonlinear loop mirror, a polarization controller for controlling the polarization of the light pulse in which the continuous wave is blocked in the optical isolator, and the polarization controller. An amplification medium optical fiber for amplifying the optical pulse of which polarization is controlled by a predetermined amplification medium, a wavelength division optical fiber coupler for multiplexing the wavelength of the optical pulse amplified by the amplification medium optical fiber, and an optical signal multiplexed in the wavelength division optical fiber coupler And a 980 optical pumping laser diode for pumping a 90: 10 optical fiber directional coupler for outputting a laser of 10 percent of the optical signal pumped to the 980 optical pumping laser diode.

도 1은 종래의 비선형 광학 루프 거울을 이용한 광섬유 레이저의 구성도.1 is a block diagram of a fiber laser using a conventional nonlinear optical loop mirror.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비선형 루프 거울을 이용한 광섬유 레이저의 구성도.2 is a block diagram of a fiber laser using a nonlinear loop mirror according to an embodiment of the present invention.

(도면의 주요 부분에 대한 부호 설명)(Symbol description for main parts of drawing)

11 : 50:50 광섬유 방향성 결합기 12 : 파장 분할 광섬유 커플러11: 50:50 fiber directional coupler 12: wavelength division fiber coupler

13 : 90:10 광섬유 방향성 결합기 21,22,23 : 편광조절기13: 90:10 Optical fiber directional coupler 21,22,23: Polarization controller

31 : 광 아이소레이터 41 : 분산천이 광섬유31: optical isolator 41: dispersion transition optical fiber

42 : 단일모드 광섬유 43 : 어붐 첨가 광섬유42: single mode fiber 43: fiber with boom

51 : 980 광 펌핑 레이저 다이오드51: 980 Light Pumping Laser Diode

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 비선형 루프 거울을 이용한 광섬유 레이저 의 구성도를 도시한 것이다.2 is a block diagram of a fiber laser using a nonlinear loop mirror according to an embodiment of the present invention.

도 2 에 도시된 바와같이, 본 발명의 실시예에 따른 비선형 루프 거울을 이용한 광섬유 레이저는 50:50 광섬유 방향성 결합기(11)로 연결되어 "8" 자형 모양을 갖는 비선형 루프 거울(Dispersion Imbalanced Nonlinear Loop Mirror: DINLM)(1)과 선형루프(2)로 구성된다.As shown in FIG. 2, a fiber laser using a nonlinear loop mirror according to an embodiment of the present invention is connected to a 50:50 optical fiber directional coupler 11 and has a "8" shape. Mirror: DINLM) (1) and linear loop (2).

상기 DIMLM(1)은 분산 상수값이 레이저의 파장중 최소값을 갖는 단일모드 광섬유(Sigle Mode Fiber: SMF)(41)와, 상기 단일모드 광섬유(41)가 갖는 분산 상수값보다 큰 분산 상수값을 갖는 분산 천이 광섬유(Dispersion Shifter Fiber : DSF)(42)와, 상기 단일모드 광섬유(41) 및 분산천이 광섬유(42)를 통과하는 광신호의 편광상태를 조절하는 편광 조절기(21),(22)와, 상기 편광 조절기(21),(22)에서 조절된 광신호를 출력하는 50:50 광섬유 방향성 결합기(11)의 제 1,제 2 출력단자(111),(112)로 구성된다.The DIMLM 1 has a dispersion constant value of a single mode optical fiber (SMF) 41 having a minimum dispersion wavelength among laser wavelengths and a dispersion constant value larger than the dispersion constant value of the single mode optical fiber 41. Dispersion Shifter Fiber (DSF) 42 having, and a polarization regulator 21, 22 for controlling the polarization state of the optical signal passing through the single-mode optical fiber 41 and the dispersion transition optical fiber 42 And first and second output terminals 111 and 112 of the 50:50 optical fiber directional coupler 11 for outputting the optical signal adjusted by the polarization regulators 21 and 22.

상기 분산 천이 광섬유(41)는 레이저 발진 파장이 1550nm에서 분산 상수값(D2)이 1.2 ps/nmkm 이고, 영점 분산점 파장이 1532nm이며, 길이는 50m 이다. 상기 단일모드 광섬유(42)는 레이저 발진파장이 1550nm에서 분산 상수값(D2)이 17 ps/nmkm 이고, 길이는 50m이다.The dispersion transition optical fiber 41 has a laser oscillation wavelength of 1550 nm, a dispersion constant D 2 of 1.2 ps / nmkm, a zero dispersion point wavelength of 1532 nm, and a length of 50 m. The single mode optical fiber 42 has a laser oscillation wavelength of 1550 nm and a dispersion constant D 2 of 17 ps / nm km and a length of 50 m.

상기 선형 루프(2)는 광 아이소레이터(31)와, 편광 조절기(23)와, 증폭매질 광섬유(43)와, 90 : 10 광섬유 방향성 결합기(13)와, 980 광 펌핑 레이저 다이오드(980nm Laser Diode; 51)와, 파장분할 광섬유 거플러(12)로 구성되어 있다.The linear loop 2 comprises an optical isolator 31, a polarization controller 23, an amplifying medium optical fiber 43, a 90:10 optical fiber directional coupler 13, and a 980 light pumping laser diode. 51 and a wavelength division optical fiber coupler 12;

상기 증폭매질 광섬유(43)는 어븀이 첨가된 단일모드 광섬유(43)로 길이가 약 12m 이다. 상기 980 광 펌핑 레이저 다이오드(51)는 파장이 980nm 에서 70mW 의 최대 출력을 된다. 상기 파장분할 광섬유 커플러(12)는 980nm 와 1550nm로 파장다중화한다.The amplification medium optical fiber 43 is a single mode optical fiber 43 to which erbium is added and has a length of about 12 m. The 980 light pumping laser diode 51 has a maximum output of 70 mW at a wavelength of 980 nm. The wavelength division optical fiber coupler 12 multiplexes the wavelength to 980 nm and 1550 nm.

상기 광 아이소레이터(31)는 레이저의 단 방향 발진을 유지하고 비선형 루프 거울(1)에서 반사된 연속파 성분을 차단하기 위해 선형 루프(2)에 입력된 편광에 무관하게 작동한다.The optical isolator 31 operates irrespective of the polarization input to the linear loop 2 to maintain the unidirectional oscillation of the laser and to block the continuous wave component reflected from the nonlinear loop mirror 1.

이와같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 비선형 루프 거울을 이용한 광섬유 레이저의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation of the fiber laser using the nonlinear loop mirror according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail.

먼저, 50 : 50 광섬유 방향성 조절기(11)를 거쳐서 광펄스가 반반씩 분배되어 비선형 루프 거울(1)에 입력되면, 분산천이 광섬유(41)로 입사한 반 시계방향 광 펄스는 분산천이 광섬유(41)의 낮은 분산 상수값에 의해 펄스 퍼짐에 의한 최고점 파워 감소를 경험하지 않은 상태로 단일모드 광섬유(42)를 통과하게 된다.First, when the optical pulses are distributed half and half through the 50:50 optical fiber directional regulator 11 and input to the nonlinear loop mirror 1, the anti-clockwise optical pulses incident on the dispersion transition optical fiber 41 are distributed dispersion fiber 41 The low dispersion constant of) causes the single mode optical fiber 42 to pass through without experiencing peak power reduction due to pulse spreading.

이에 반해, 단일모드 광섬유(42)를 통과하는 시계방향 광 펄스는 단일모드 광섬유(42)의 높은 분산 상수값에 의해 펄스 퍼짐에 의한 최고점 파워는 점점 낮아지게 되고, 이러한 상태를 유지한 채로 분산천이 광섬유(41)를 통과 하게 된다.On the contrary, the clockwise light pulse passing through the single mode optical fiber 42 is gradually lowered by the high dispersion constant of the single mode optical fiber 42 due to the pulse spread, and the dispersion transition is maintained in such a state. It passes through the optical fiber 41.

그러므로, 시계방향과 반 시계방향으로 진행하는 광펄스는 비선형 광학 루프 거울(NOLM)에서와 같이 비선형 위상변화차이를 경험 하게 된다.Therefore, optical pulses traveling clockwise and counterclockwise will experience nonlinear phase shift differences as in nonlinear optical loop mirrors (NOLMs).

또한, 상기 각각 편광 조절기(21),(22)는 상기 분산천이 광섬유(41) 및 단일모드 광섬유(42)와 상기 50:50 광섬유 방향성 조절기(11)사이에 삽입되어, 편광이 유지되지 않는 상기 분산천이광섬유(41) 및 단일모드광섬유(42)를 거친 광 펄스의 편광상태를 조절하여 모드 로킹된 펄스형 레이저광, 모드 로킹된 펄스형 솔리톤 레이저 광 및 연속파 레이저광을 발생하게 된다.In addition, the polarization regulators 21 and 22 are respectively inserted between the dispersion transition optical fiber 41 and the single mode optical fiber 42 and the 50:50 optical fiber directional regulator 11, so that the polarization is not maintained. The polarization state of the optical pulses passing through the dispersion transition optical fiber 41 and the single mode optical fiber 42 is adjusted to generate a mode locked pulsed laser light, a mode locked pulsed soliton laser light, and a continuous wave laser light.

이와같은 본 실시예의 펄스 발진결과, 모드로킹 펄스의 길이는 약 1.2ps 였으며, 선폭은 약 2.9 ~ 3.5nm 였다. 또한 반폭율은 약 1.58MHz 였으며, 최대 평균출력은 70mW의 펌핑 시 대략 2.0mW 정도였다.As a result of the pulse oscillation of this embodiment, the length of the mode locking pulse was about 1.2 ps, and the line width was about 2.9 to 3.5 nm. In addition, the half-width ratio was about 1.58 MHz, and the maximum average power was about 2.0 mW at 70 mW pumping.

이와같은 본 실시예는 기존의 8자형 광섬유 레이저의 비선형 루프 거울을 분산 상수값이 분산 영점 영역에 근접한 광섬유와 이에 비해 상대적으로 높은 분산 상수값을 갖는 광섬유 두개를 서로 연결하여 만들고, 이를 수동형 모드 로킹을 유발하는데 핵심적으로 필요한 비선형 포화흡수체로 이용하여, 초단펄스 광섬유레이저로 구현할 수 있다.In this embodiment, the nonlinear loop mirror of the conventional 8-type fiber laser is made by connecting two optical fibers having a dispersion constant value close to the dispersion zero region and two optical fibers having a relatively high dispersion constant value, and passive mode locking. It can be implemented as an ultra-short pulsed fiber laser by using it as a nonlinear saturable absorber which is essential for generating the

본 발명은 분산을 이용한 DINLM을 이용하여 모드로킹 레이저를 구성하여 기존의 NOLM보다는 낮은 펌프 문턱 파워나 짧은 공진기 길이에서 모드로킹이 발진할 수 있고, 또한 분산을 이용한 비선형 루프 거울을 이용하면 증폭매질을 포함한 선형 루프는 단 방향으로만 진행함으로, 모드호핑에 의한 레이저 발진 파장 불안정이 발생하지 않아 파장이 안정된 광펄스 소스를 생성할 수 있다. 따라서, 기존의 전광 광섬유 초단 펄스 레이저에서 사용하는 비선형 루프 거울의 성능을 향상 시킬수 있는 효과가 있다.According to the present invention, a mode locking laser is constructed using DINLM using dispersion, and mode locking can be oscillated at a lower pump threshold power or a shorter resonator length than a conventional NOLM, and a nonlinear loop mirror using dispersion can be used to generate an amplification medium. Since the linear loop includes only one direction, laser oscillation wavelength instability due to mode hopping does not occur, thereby generating a light pulse source having a stable wavelength. Therefore, there is an effect that can improve the performance of the nonlinear loop mirror used in the conventional all-optical fiber ultra-short pulse laser.

Claims (6)

50 : 50 광섬유 방향성 조절기로 연결되어 8 자형 모양인 비선형 루프거울과 선형루프로 구성된 비선형 루프거울을 이용한 광섬유 레이저에 있어서,In a fiber laser using a nonlinear loop mirror composed of a linear loop and an eight-shaped nonlinear loop mirror connected to a 50:50 optical fiber directional regulator, 상기 비선형 루프거울은 분산 상수값이 레이저의 파장중 최소값을 갖는 제 1광섬유와;The nonlinear loop mirror may include: a first optical fiber having a dispersion constant value having a minimum value among laser wavelengths; 상기 제 1 광섬유가 갖는 분산 상수값보다 큰 분산 상수값을 갖는 제 2 광섬유와;A second optical fiber having a dispersion constant value larger than a dispersion constant value of the first optical fiber; 상기 제 1,제 2 광섬유를 통과하는 광신호의 편광상태를 조절하는 제 1,제 2 편광 조절기로 구성되고,Consists of the first and second polarization controller for adjusting the polarization state of the optical signal passing through the first and second optical fiber, 상기 선형 루프는 레이저의 단방향 발진을 유지하고 상기 비선형 루프 거울에서 반사된 연속파를 차단하는 광 아이소레이터와;The linear loop comprises an optical isolator for maintaining a unidirectional oscillation of the laser and for blocking the continuous wave reflected from the nonlinear loop mirror; 상기 광 아이소레이터에서 연속파가 차단된 광 펄스의 편광을 조절하는 편광 조절기와;A polarization controller for controlling the polarization of the light pulse in which the continuous wave is blocked in the optical isolator; 상기 편광 조절기에서 편광이 조절된 광 펄스를 소정의 증폭매질로 증폭하는 증폭매질 광섬유와;An amplification medium optical fiber for amplifying a light pulse whose polarization is controlled by the polarization controller with a predetermined amplification medium; 상기 증폭매질 광섬유에서 증폭된 광 펄스의 파장을 다중화하는 파장분할 광섬유 커플러와;A wavelength division optical fiber coupler for multiplexing wavelengths of the optical pulses amplified in the amplification medium optical fiber; 상기 파장분할 광섬유 커플러에서 다중화된 광신호를 펌핑하는 980 광 펌핑 레이저 다이오드와;A 980 optical pumping laser diode for pumping the optical signal multiplexed in the wavelength division optical fiber coupler; 상기 980 광펌핑 레이저 다이오드에 펌핑된 광신호의 10 퍼센트의 레이저를 출력하는 90 : 10 광섬유 방향성 결합기로 구성되는 것을 특징으로 하는 비대칭 분산 비선형 루프 거울을 이용한 광섬유 레이저.And a 90:10 optical fiber directional coupler for outputting a 10 percent laser of the optical signal pumped to the 980 optically pumped laser diode. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 광섬유는 분산 천이 광섬유로 레이저 발진 파장이 1550nm에서 분산 상수값이 1.2 ps/nmkm 이고, 영점 분산점 파장이 1532nm이며, 길이는 50m 인 것을 특징으로 하는 비대칭 분산 비선형 루프 거울을 이용한 광섬유 레이저.The first optical fiber is a dispersion transition optical fiber having a laser oscillation wavelength of 1550 nm, a dispersion constant of 1.2 ps / nmkm, a zero dispersion point wavelength of 1532 nm, and a length of 50 m. . 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1,제 2 편광 조절기는 편광이 유지되지 않는 상기 제 1,제 2 광섬유를 각각 거친 광 펄스의 편광상태를 조절하여 모드 로킹된 펄스형 레이저광을 발생하는 것을 특징으로 하는 비대칭 분산 비선형 루프 거울을 이용한 광섬유 레이저.The first and second polarization controllers are asymmetrical dispersion nonlinear loop, characterized in that to generate a mode-locked pulsed laser light by adjusting the polarization state of the optical pulses respectively passed through the first and second optical fibers that do not maintain polarization. Fiber laser with mirror. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1,제 2 편광 조절기는 편광이 유지되지 않는 상기 제,제 2 광섬유를 각각 거친 광 펄스의 편광상태를 조절하여 모드 로킹된 솔리톤 레이저광을 발생하는 것을 특징으로 하는 비대칭 분산 비선형 루프 거울을 이용한 광섬유 레이저.The first and second polarization controllers generate an asymmetric distributed nonlinear loop mirror, characterized in that for generating a mode-locked soliton laser beam by controlling the polarization state of the light pulses which have passed through the first and second optical fibers that do not maintain polarization. Used fiber laser. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1,제 2 편광 조절기는 편광이 유지되지 않는 상기 제,제 2 광섬유를 각각 거친 광 펄스의 편광상태를 조절하여 연속파 레이저광을 발생하는 것을 특징으로 하는 비대칭 분산 비선형 루프 거울을 이용한 광섬유 레이저.The first and second polarization controllers are optical fiber lasers using asymmetric distributed nonlinear loop mirrors, characterized in that to generate a continuous wave laser light by controlling the polarization state of the light pulses passing through the first and second optical fibers that do not maintain polarization. . 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1,제 2 편광 조절기는 편광이 유지되지 않는 상기 제,제 2 광섬유를 각각 거친 광 펄스의 편광상태를 조절하여 연속파 레이저, 모드 로킹된 펄스의 레이저광 및 펄스의 중심 파장을 변화시켜 레이저광을 발생하는 것을 특징으로 하는 비대칭 분산 비선형 루프 거울을 이용한 광섬유 레이저.The first and second polarization controllers adjust the polarization state of light pulses passing through the first and second optical fibers that do not maintain polarization, respectively, to change the continuous wave laser, the laser beam of the mode locked pulse, and the center wavelength of the laser. An optical fiber laser using an asymmetric distributed nonlinear loop mirror, characterized in that to generate light.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6905099B2 (en) 2002-11-05 2005-06-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Monitor
CN103825177A (en) * 2014-03-14 2014-05-28 上海朗研光电科技有限公司 Pulse all polarization-maintaining optical fiber laser based on multiple non-linear amplification loop mirrors
CN103825177B (en) * 2014-03-14 2016-08-24 上海朗研光电科技有限公司 A kind of pulse full polarization fibre laser based on multiple non-linear amplification annular mirrors

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