KR100357012B1 - 편광된초형광섬유원 - Google Patents

편광된초형광섬유원 Download PDF

Info

Publication number
KR100357012B1
KR100357012B1 KR1019970017797A KR19970017797A KR100357012B1 KR 100357012 B1 KR100357012 B1 KR 100357012B1 KR 1019970017797 A KR1019970017797 A KR 1019970017797A KR 19970017797 A KR19970017797 A KR 19970017797A KR 100357012 B1 KR100357012 B1 KR 100357012B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
waveguide
fiber
light
polarizer
light source
Prior art date
Application number
KR1019970017797A
Other languages
English (en)
Other versions
KR970077758A (ko
Inventor
마이클 제이.에프. 디고네트
다리오 쥐. 팔퀴어
제퍼슨 엘. 와그너
에이취. 존 쇼
Original Assignee
더 보드 오브 트러스티스 오브 더 리랜드 스탠포드 주니어 유니버시티
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 더 보드 오브 트러스티스 오브 더 리랜드 스탠포드 주니어 유니버시티 filed Critical 더 보드 오브 트러스티스 오브 더 리랜드 스탠포드 주니어 유니버시티
Publication of KR970077758A publication Critical patent/KR970077758A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100357012B1 publication Critical patent/KR100357012B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/12—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES 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
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/06795—Fibre lasers with superfluorescent emission, e.g. amplified spontaneous emission sources for fibre laser gyrometers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/29—Repeaters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES 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
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/06708—Constructional details of the fibre, e.g. compositions, cross-section, shape or tapering
    • H01S3/06712—Polarising fibre; Polariser
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S372/00—Coherent light generators
    • Y10S372/703—Optical isolater

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

초형광 섬유원은 실질적으로 출력 효율의 감소 없이 높게 편광된 광선을 출력한다. 하나의 실시 태양에 따라, 편광기는 섬유의 길이에 따라 선택된 위치(예를 들어, 섬유의 중간 근방)에서 초형광 섬유 내에 접속된다. 다른 실시 태양에 따라, 초형광 섬유의 전체 길이가 편광화되어 광선의 하나의 편광화가 실질적으로 소멸되는 반면, 광선의 다른 편광화는 편광기가 초형광 섬유 내에 존재하지 않는 경우에 편광화가 갖는 전력의 거의 두배이다. 이와 같은 방법으로, 초형광원은 실질적으로 효율성의 감소 없이 높이 편광된 광선을 요구하는 특히 광학 섬유 자이로스코프 등에 적용될 수 있다.

Description

편광된 초형광 섬유원{POLARIZED SUPERFLUORESCENT FIBER SOURCES}
본 발명은 초형광 광원으로 작용하도록 제작된 광학 섬유에 관한 것이다.
초형광 섬유원(SFS)는 당업계에 공지되어 있고, 유리하게는 여러 용도를 위한 광대역(예를 들어, 10-30 nm) 레이저와 같은(방향성이 높은) 광선 빔을 제공하는데 사용되어 왔다. 예를 들어, 도 1은 광학 섬유 자이로스코프(20)에 대한 입력광으로서 레이저 광선을 제공하는 초형광 섬유원 (10)을 나타낸다. 초형광 섬유원에 대한 예시적인 설명으로는, 발명의 명칭이 "에르븀 도핑된 단일 유형 섬유에서의 자발적 방출의 증폭"인 문헌[Emmanuel Desuvrie and J.R. Simpson, IEEE에 의해 출판, "Journal of Lightwave Technology" Vol. 7, No. 5, 1989년 5월]을 참조한다.
초형광 섬유원은 통상적으로 코어가 3가 이온의 희토류 원소로 도핑된 소정 길이의 단일 유형 섬유로 이루어진다. 예를 들어, 네오다이뮴(Nd3+) 및 에르븀(Er3+)은 단일 유형 섬유의 코어를 도핑하는데 사용되어 코어가 레이저 매질로서 작용하게 하는 희토류 원소이다. 섬유는 한쪽 말단에서 펌프 입력 신호를 수용한다. 펌프 입력 신호는 통상적으로 특정 파장 λp을 갖는 레이저 신호이다. 섬유 코어 내의 이온은 파장 λp의 입력 레이저선을 흡수함으로써, 이 이온들의 외각 전자가 이온의 높은 에너지 준위로 여기된다. 충분한 펌프 전력이 섬유의 말단으로 입력되는 경우, 반전 분포(population inversion)가 이루어지고(즉, 이온 내의 더 많은 전자가 바닥 상태보다는 여기 상태임), 상당량의 형광이 양 방향으로 섬유를 따라 형성된다. 공지된 바와 같이, 형광(즉, 다른 파장 λs에서의 광자의 방출)은 여기된 상태로부터 바닥 상태로의 전자의 자발적 복귀에 기인하므로, 파장 λs의 광자는 여기된 상태에서 바닥 상태로 전이되는 동안 방출된다. 섬유로부터 파장 λs로 방출된 광선은 통상의 레이저 광선과 같이 방향성이 매우 높다. 그러나, 통상의 레이저(즉, 광 공진기를 사용하는 레이저)에서의 방출과는 상이한, 이 방출의 주된 특징은 초형광 섬유원으로부터 방출된 광선의 스펙트럼 용량이 일반적으로 매우 광범위하다(1 내지 30 nm)는 것이다. 따라서, 섬유에 의한 광학 신호 출력은 통상적으로 파장 λ±5 nm일 것이다. 이 원리는 레이저 물리학에서 공지되어 있고, 네오다이뮴 도핑 및 에르븀 도핑된 섬유, 및 다른 희토류로 도핑된 섬유에서수년간 실험적 및 이론적으로 연구되어 왔다.
초형광 섬유원으로부터 방출된 광선은 여러 용도를 갖는다. 예를 들어, 한 용도에서는, 초형광 섬유원의 출력이 광섬유 자이로스코프로 공급된다(예를 들어, 도 1의 자이로스코프 (20)). 당업계의 숙련가에게는 잘 이해되어 있는 바와 같이, 광학 섬유 자이로스코프는 광대역 공급원(broadband source)을 사용하여 작동시켜야 한다. 공지된 여러 유형의 광대역 공급원 중에서, 특히 에르븀 도핑된 섬유로 제작된 초형광 섬유원은 지금까지는 광학 섬유 자이로스코프에 대한 엄격한 요구 조건을 만족시키는 유일한 광학 공급원이었다. 에르븀 도핑된 섬유원에 의해 형성된 광선의 광대역폭(broad bandwidth)은 낮은 펌프 전력 요구조건 및 에르븀 도핑된 섬유 광원의 우수한 파장 안정성과 함께, 광학 섬유 자이로스코프에 이러한 공급원을 사용하는 첫번째 이유이다.
에르븀 도핑된 섬유에서, 초형광 섬유원의 방출은 2방향성이다. 즉, 에르븀 이온에서 바닥 상태로 복귀한 전자에 의해 방출된 광선은 통상적으로 섬유의 양 말단으로부터 방출된다. 이 광선은 양쪽 방향에서 강하게 비편광된다. 즉, 광선의 수직 편광 및 평행 편광은 통상적으로 양쪽 방향에서 동일한 증폭을 갖는다.
초형광원은 일반적으로 두개의 형태 중 하나가 사용된다. 단일 통과 초형광원이라 불리는 제1 형태에서, 초형광원 출력은 2가지 방향으로 방출되고, 이들 중 하나는 사용되지 않는다. 이중 통과 초형광원이라 불리우는 제2 형태에서는, 다이크로익(dichroic) 반사기를 섬유의 한쪽 말단에 배치하여 펌프는 통과되나 초형광원 신호는 강하게 반사시킴으로써, 초형광 신호가 섬유를 통하여 다시한번 전송된다. 섬유가 신호 파장 이득을 보이기 때문에, 신호가 증폭된다. 이 형태의 잇점은 더욱 강한 신호를 형성한다는 것이다. 또한 이중 통과 초형광원 형태는 한쪽 출구(즉, 한쪽 방향)에서만 출력한다. 이러한 형태에 있어서의 단점은 이중 통과 초형광원의 파장이 외부 간섭에 덜 안정적이라는 것이다. 특히, 이중 통과 초형광원에 의한 신호 광선 출력의 파장은 광학 섬유 자이로스코프로부터의 광학 피이드백에 더욱 민감하다.
초형광원을 광학 섬유 자이로스코프에 대한 입력원으로 사용하는 경우에 직면하는 또다른 난점은, 광학 섬유 자이로스코프에 커플링된 후, 초형광 신호가 직면하는 제1 부품이 편광기라는 것이다. 당업계의 숙련가에게 공지되어 있는 바대로, 광선이 섬유 루프로 들어가기 전에 편광되야하는 이유는 광학 섬유 자이로스코프가 광선이 단일 편광될 것을 요구하기 때문이다. 초형광 섬유원으로부터 방출된 광선이 매우 비편광적이기 때문에, 실질적으로 신호 전력의 50%가 편광기에서 소멸된다.
본 발명의 바람직한 실시 태양에서는, 편광된 초형광 섬유원을 제공한다. 편광된 공급원은 실질적으로 한 편광 유형의 광선을 통상의 초형광 섬유원으로부터의 두개의 편광 유형의 합으로 출력되는 총전력과 실질적으로 동일하게 출력한다. 바람직한 실시 태양의 잇점은 섬유를 따라 특정 위치에 편광기를 위치시키거나 또는 편광 섬유를 사용함으로써 획득된다. 특히 바람직한 본 발명의 실시 태양에서, 아이솔레이터을 편광기에 부가함으로써 안정한 파장 특성을 갖는 편광되고 단향성인 광원을 공급할 수 있다.
도 1은 초형광 섬유원을 광학 섬유 자이로스코프(gyroscope)에 대한 입력광으로서 사용하여 광대역 광선(broadband light)을 공급하는 예시적 개략도.
도 2는 출력 신호의 수직 및 평행 편광화 유형이 실질적으로 동등한 전력을 운반하는 비편광된 초형광 섬유의 개략도.
도 3a 및 3b는 편광기가 초형광 섬유의 한 영역에 접속되어, 하나의 편광화 유형 전력이 다른 편광화 유형 전력의 감소로 인하여 실질적으로 증가된 편광된 출력 신호를 제공하는 본 발명의 하나의 실시태양의 개략도.
도 4는 전체 초형광 섬유가 하나의 편광화 유형이 실질적으로 소멸되는 반면 다른 편광화 유형에서의 출력 신호의 전력이 거의 두배가 되는 편광화 섬유로 이루어진 본 발명의 또 다른 바람직한 실시 태양의 개략도.
도 5는 편광 입력광을 갖는 광학 섬유 자이로스코프와 함께 작용시키는 경우, 본 발명의 편광 단향성 섬유원을 사용하여 획득된 중요 잇점의 개략도.
도 6a는 접속된 편광기 실시 태양에서 신호 출력 편광화 감광비 대 섬유 길이의 플롯의 실험적 결과에 대한 그래프.
도 6b는 도 6a-8의 실험적 결과를 획득하기 위해 사용된 초형광 섬유원 형태의 개략도.
도 7은 실험 및 모델링된 신호 출력 대 입력 펌프 전력의 그래프.
도 8은 실험 및 모델링된 출력 편광화 감광비 대 입력 펌프 전력을 플롯한 그래프.
도 9는 섬유의 길이에 따라 적절한 위치에 놓인 아이솔레이터을 사용하여 단향성 섬유원을 제작하는 본 발명의 또 다른 실시 태양을 예시한 도면.
도 10은 초형광 섬유를 따라 접속된 편광기의 위치와 바람직한 편광화의 전력이 편광기가 존재하지 않는 경우의 동일 편광화의 전력을 초과하는 비율 간의 관계를 예시한 그래프.
첫번째 측면에 따라, 바람직한 실시 태양은 제1 말단 및 제2 말단을 갖는 광학적으로 전파되는 도파관으로 이루어진 초형광 광원이다. 펌프 공급원은 도파관의 제1 말단에서 제1 파장을 갖는 펌프 신호를 제공하여 도파관 내에서 제1 파장과 상이한 제2 파장을 갖는 광선의 방출을 유도한다. 편광기를 도파관을 따라, 도파관의 제1 및 제2 말단 중 하나로부터 바람직한 편광의 광선 방출을 실질적으로 증진시키도록 임의로 위치시킨다.
특히 바람직한 실시 태양에서, 광학적으로 전파하는 도파관은 광학 섬유를 포함하고, 편광기는 섬유에 접속된다. 또한, 광학 섬유는 에르븀으로 도핑된다. 유리하게는 펌프 공급원은 약 1.48 ㎛의 파장의 광선을 방출하고, 도파관으로부터 방출된 광선은 약 1.53 ㎛의 파장을 갖는다.
다른 바람직한 실시 태양에 따라, 편광기는 15 dB를 초과하는 감광비율 및 1 dB 미만의 바람직한 편광의 손실을 갖는다.
또 다른 바람직한 실시 태양에서, 편광기는 도파관의 제1 말단으로부터 측정된 도파관의 길이를 따라 제2 파장에서 측정하여 66 dB 내지 68 dB의 작은 신호 감쇠점에 위치한다.
다른 바람직한 실시 태양에서, 편광기는 도파관의 제1 말단으로부터 측정된 도파관의 실질적으로 완전한 감쇠 길이의 20% 내지 50%에 위치한다.
또한, 바람직한 실시 태양은 초형광 광원으로서 사용될 광 도파관으로 이루어진다. 도파관은 광학적으로 전파하는 기재로 이루어지고, 여기서 기재의 적어도 일부분은 광선을 한 편광으로 전파하고, 직교 편광된 광선을 소멸시킨다. 광 도파관은, 도파관으로 입력된 제1 파장의 펌프 광선이 도파관 내에서 제2 파장의 광선의 방출을 유도하도록 더욱 변경된다.
또한, 바람직한 실시 태양은 제1 파장의 펌프 광선을 방출하는 펌프 광원 및 광학적으로 전파하는 도파관으로 이루어진 초형광 광원이다. 도파관의 적어도 일부분은 한 편광의 광선을 전파하고, 직교 편광 광선을 소멸시킨다. 광 도파관은 도파관으로 입력된 제1 파장의 펌프 광선이 도파관 내에서 제2 파장의 광선의 방출을 유도하도록 더욱 변경된다.
또한, 바람직한 실시 태양은 제1 파장의 펌프 광선을 방출하는 펌프 광원으로 이루어진 광학 장치이다. 또한, 바람직한 실시 태양은 제1 및 제2 말단을 갖는 광학적으로 전파하는 도파관을 포함한다. 도파관의 적어도 일부분은 한 편광의 광선을 전파시키고, 직교 편광 광선을 소멸시킨다. 광 도파관은 제1 파장에서 도파관으로 입력된 펌프 광선이 도파관 내에서 제2 파장의 광선의 방출을 유도하도록 더욱 변경된다. 광학 섬유 자이로스코프는 섬유 루프에 대한 입력광으로서 도파관으로부터 제2 파장에서 광선을 수용하는 섬유 루프를 포함한다.
다른 실시 태양에서, 단향성 초형광 광원은 제1 말단 및 제2 말단을 갖는 광학적으로 전파하는 도파관으로 이루어진다. 펌프 공급원은 도파관의 제1 말단에 펌프 신호를 제공하여 도파관 내에서 광선의 방출을 유도한다. 아이솔레이터은 바람직한 전파 방향이 역 전파 방향인 경우에는 도파관의 제1 말단으로부터, 바람직한 전파 방향이 정 전파 방향인 경우에는 도파관의 제2 말단으로부터 바람직한 전파 방향으로 광선의 방출을 실질적으로 증가시키도록 도파관을 따라 배치된다.
또 다른 실시 태양에서, 초형광 광원은 제1 및 제2 말단을 갖는 광학적으로 전파하는 도파관으로 이루어진다. 펌프 공급원은 도파관의 제1 말단에서 펌프 신호를 공급하여 도파관 내에서의 광선 방출을 유도한다. 광학 선별 장치는 도파관을 따라 선택된 위치에 놓여져서, 바람직한 광학 유형으로 광선의 방출을 실질적으로 증가시킨다. 광학 선별 장치의 작용에 의해 바람직한 광학 유형의 광선이 증가되는 반면에, 바람직하지 못한 광학 유형의 광선이 감소된다.
바람직한 실시태양의 다른 측면은 제1 말단 및 제2 말단을 갖는 광학적으로 전파하는 도파관으로 이루어진 초형광 광원이다. 펌프 공급원은 도파관의 제1 말단에 제1 파장을 갖는 펌프 신호를 공급하여 도파관 내에서 제1 파장과 상이한 제2 파장의 광선의 방출을 유도한다. 편광기는 도파관의 제1 및 제2 말단 중 하나로부터 바람직한 편광 광선의 방출을 최대화하도록 도파관을 따라 배치된다.
도 2는 통상의 단일 통과 초형광 섬유원 형태의 개략도이고, 여기서 제1 말단 (110)을 갖는 초형광 섬유(100)은 섬유 (100)의 제2 말단 (130)에서 펌프 공급원 (120)으로부터 레이저 입력을 수용한다. 본 명세서에 기재된 실시 태양에서, 섬유 (100)은 에르븀 도핑된 실리카 섬유로 이루지는데, 에르븀 도핑된 섬유는 역 방향 광 전파 효율이 높기 때문에 역 방향 전파 광선을 신호 광선으로 사용한다. 또한, 말단 (110, 130)은 유리하게는 하나의 실시 태양에서 프레스넬 반사를 방지하기 위하여 7。- 15。의 각도로 연마된다(당업계에 공지된 수개의 방법 중 하나).초형광 섬유 (100)이 단일 통과 실시 태양이라기보다는 이중 통과 공급원(도시되지 않음)의 형태로 제작되는 경우에는, 말단 (130)이 단일 파장에서는 반사적이나, 펌프 파장에서는 투과적임을 주목해야 한다. 반사 말단 (130)은 유리하게는 박막 부착 등에 의해 형성된 다이크로익 미러로 이루어진다. 별법으로, 코팅 기재에 의해 별도의 부재로서 형성된 별도의 다이크로익 미러(도시되지 않음)은 섬유(100)의 말단(130)에 위치할 수 있다. 물론, 말단(130)이 반사적인 경우, 섬유 말단 (130)에서의 각이 일반적으로 섬유(100)에 광선을 역반사하지 않기 때문에, 말단(130)은 각이 연마되지 않을 것이다.
공급원(120)으로부터의 펌프 입력 신호는 섬유(100)을 통하여 정 방향으로 전파하는 파장 λp의 레이저 빔을 제공한다. 펌프 공급원으로부터의 전력의 상당 부분(즉, 70% 이상)이 섬유 코어 내로 흡수되어 초형광 섬유(100) 내에서 반전 분포를 일으키도록 섬유(100)의 길이 및 섬유 코어 내의 도핑 물질(즉, 에르븀)의 농도를 선별한다. 이온이 바닥 상태로 복귀하는 경우, 신호 파장 λs에서의 광자는 섬유(100) 내에서 정 방향 및 역방향으로 모두 방출된다. 에르븀 도핑된 섬유의 특성에 기인하여, 충분히 긴 섬유로부터 방출된 파장 λs에서의 대부분의 광선은 역방향으로 방출된다. 이 효과는 당업계에 공지되어 있고, 미국 특허 제5185789호에 개시되어 있고, 본 명세서에 참고문헌으로 인용되어 있다. 이러한 방법으로, 정 방향으로 전파되는 신호 파장 λs에서의 대부분의 광선은 흡수되고, 역 방향으로 재방출되고, 섬유(100)의 말단(130)으로부터 방출된다.
또한, 도 2는 수직 및 평행 편광 모두의 광선의 전력에 대한 것이다(여기서는 임의의 정좌표에 대해 정의됨). 특히, 제1 곡선(140)은 섬유(100) 내에서 섬유의 말단(110)으로부터 섬유(100)의 출력 말단(130)까지 수직 편광된 광선의 전력 분포를 나타낸다. 즉, 곡선(140)의 높이는 섬유의 특정 위치에서 수직 편광화 유형의 광선의 전력에 상응한다. 섬유(100)의 길이에 따른 지점은 그래프에서 0점에서 L로 나타내고, 여기서 L은 섬유(100)의 길이이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 곡선(140)는 0점으로부터 길이 L의 섬유(100)의 말단(130)까지 위로 꾸준히 증가한다. 곡선(150)은 섬유(100)의 동일 부분에 대한 평행 편광된 광선의 전력 분포를 나타낸다. 즉, 곡선(150)의 높이는 섬유의 특정 위치에서 평행 편광화 유형에서 광선의 전력에 상응한다. 곡선 (145, 155)는 각각 수직 및 평행 편광에 대한 정 전파 방향의 광학 전력의 분포를 나타낸다. 따라서, 도 2에 묘사된 형태는 2방향성 공급원 형태이다 (즉, 광선은 정 전파 방향 및 역 전파 방향으로 모두 방출된다). 도 2에 도시된 바와 같이, 통상의 초형광 공급원(100)은 예를 들어, 에르븀 도핑된 코어로 이루어지고, 출력 신호에서 광선의 평행 및 수직 편광화 전력은(즉, 역 전파 방향에서) 실질적으로 동등하다. 또한, 두가지 편광화 신호는 비간섭성이어서(즉, 그들의 상은 무관함), 섬유(100)의 말단(130)으로부터의 광선 신호 출력은 실질적으로 비편광된다.
도 3a 및 3b는 편광된 출력 신호를 제공하는 단일 통과 신호 공급원으로 작용하도록 제작된 에르븀 도핑된 초형광 섬유원(200)을 개략적으로 예시하고 있다.펌프 공급원(220)은 펌프 파장 λp의 광선을 말단(210)의 반대편의 섬유(200)의 말단(230)으로 입력한다. 본 발명에 따라, 섬유(200)은, 예를 들어 섬유(200)의 길이를 따라 선택된 위치에서 섬유(200)으로 예를 들어 접속될 수 있는 편광기(240)을 포함한다.
하기에 더욱 상세히 기재되는 바와 같이, 섬유(200)은 실질적으로 모든 펌프 신호를 흡수하기에 충분한 길이이다. 도 3a 및 3b에 도시된 실시 태양에서, 섬유(200)의 길이 및 섬유에서 에르븀 도핑물질의 농도는 1.53 ㎛의 파장에서의 작은(즉, 낮은 전력) 입력 신호에 대해서 총 감쇠량이 300 dB인 섬유를 생산한다.
편광기(240)은 바람직하게는 편광기의 투과축이 펌프 신호의 편광화와 일렬이 되도록 위치시킨다. 섬유(200)이 편광화 유지 섬유인 경우에, 편광기(240)은 섬유(200)의 축들 중 하나와 정렬되어야 한다. 그러나, 섬유(200)이 편광 유지성이 아닌 경우에는, 펌프 신호가 편광기(240)에 의해 소멸되지 않도록 편광 조절기를 사용하여 펌프 신호의 편광을 편광기(240)의 축과 정렬시킨다. 도 3a 및 3b에 기재된 실시 태양에서, 에르븀 도핑된 섬유는 편광이 유지됨이 확실하다.
하나의 유리한 실시 태양에서, 편광기(240)은 약 20 dB 이상의 감광비를 갖는 낮은 손실 편광기(예를 들어, 약 1 dB 미만)로 이루어진다. 예를 들어, 섬유(200)에 혼입될 수 있는 편광기의 한 예로는 돌랩스사(THORLABS, Inc.)로 부터 구입하고, 모델 번호 제3FS-PZ-7621호로 판매되는 것이다. 편광기(240)을 섬유(200)으로 접속시키는 방법은 당업계의 숙련가에게 공지되어 있다.
도 3a에서와 같이, 섬유(200)의 길이를 따라 편광기(240)를 위치시키는 것은 한 편광화에서 광선의 전력을 감소시키는 역할을 한다. 여기서 기재된 바와 같이, 광선의 평행 편광화는 바람직한 편광화로 간주되는 반면(즉, 편광기에 의해 투과된 편광화), 수직 편광화는 거부된다. 물론, 수직 및 평행 표시는 임의적이며, 본 명세서에서 단지 의미하는 바는 편광은 직교적이고, 하나의 편광화는 소멸되는 반면, 다른 편광화는 소멸되지 않는다는 것임은 자명하다.
도 3a에서, 곡선(260)(점선으로 표시)는 편광기(240)이 섬유(200) 내에 위치하지 않은 경우에 광선의 수직 편광화가 갖는 전력을 나타낸다. 곡선(250)은 수직 편광화에서 섬유(200)과 그 곳에 위치한 편광기(240)을 통한 광선의 실제 분포도를 예시한다. 곡선(250)에서 관찰되는 바와 같이, 편광기(240)은 수직 편광화 내에서 광선의 일부를 소멸하는 작용을 하여 수직 편광화 유형의 광선을 억압하여 편광기(240)의 뒤에서야 다시 성장하게 시작한다(역 전파 방향으로). 따라서, 수직 편광화 광선의 출력(230)의 최종 전력은 편광기(240)가 존재하지 않는 경우 보다 적다.
편광기(240)의 존재는 수직 편광화 광선을 감소시키는 것뿐만 아니라, 평행 편광화 광선을 증가시키는 작용을 한다. 특히, 도 3a의 곡선(270)은 섬유(200)의 길이를 따라 편광기가 위치한 평행 편광된 광선의 전력 분포를 나타내는 반면, 곡선(280)(점선으로 표시)은 편광기(240)가 없는 평행 편광된 광선의 전력 분포를 나타낸다. 도 3a의 그래프에서 관찰되는 바와 같이, 평행 편광화 광선의 실제 전력은, 편광기(240)이 존재하지 않는 경우에 평행 편광화 광선이 지닐 수 있는 전력에비해 증가된다. 평행 편광된 광선의 이러한 증가 이유는 수직 편광화 광선이 평행 편광 내에서의 광선 보다 짧은 이득 영역을 통과하기 때문이다. 따라서, 일반적으로 증폭되면 수직 편광이 될 수 있는 광자가 이득 영역 내에서 더 적게 여기되는 반면, 일반적으로 수직 편광화에 의해 섬유(200)의 길이 전체에서 유도되는 광자는 평행 편광화 광선에 의해 대신 유도되어 증가된 이득 효과가 평행 편광화 광선에 의해 관찰된다. 즉, 반전 분포가, 수직 성분이 존재할 때만큼, 수직 성분에 의해 크게 고갈되지 않으므로, 더 많은 광자가 평행 편광화 성분으로 발생된다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시 태양에 따라, 섬유(200)의 말단(230)에 제공된 출력 신호는 편광된다(즉, 실질적으로 하나의 편광화 유형이 다른 편광화보다 높은 전력을 출력함). 정 방향 전파 신호(바람직한 실시 태양을 예시함에 있어 간편성을 위해 도시하지 않음)에도 마찬가지의 거동이 해당되며, 결론은 동일하다. 이는 바람직한 실시 태양의 주요 개념을 예시한 것이다. 즉, 편광기를 사용하여 편광화 성분들 중 하나를 제거하는 것은 그 편광에서의 전력을 감소시키나, 또한 다른 편광화 성분에 유용한 이익(즉 전력)은 증가시킨다.
도 3b는 섬유(200)의 길이를 따라 편광기(240)의 위치를 변화시키는 효과를 예시한다. 본 발명의 바람직한 실시 태양의 한 유리한 측면은 섬유의 길이를 따라 편광기(240)를 최적으로 위치시켜서, 섬유(200)의 말단(230)으로부터 단일 편광 출력의 최대 전력을 얻는 것이다. 바람직한 편광의 최대 전력이 얻어지는 지점이 섬유의 길이, 섬유 중 에르븀 도핑물질 농도 및 펌프 신호의 전력의 함수임을 발견하였다. 바람직한 편광에서 최대 전력이 얻어지는 지점은 섬유의 길이를 따라 소정의 신호(즉, 소정의 전력 및 파장을 갖는)의 감쇠치로서 표현될 수 있다. 감쇠치에서 편광기(240)의 "최적" 위치의 특징 규명은 도 3a 및 도 3b간의 비교를 들어 상세히 설명될 것이다.
도 3b에 기재된 경우에(즉, 섬유가 300 dB의 작은 신호 감쇠에 상응하는 길이를 갖는 경우), 편광기(240)를 도 3a에서 보다 섬유(200)의 말단(230)과 근접하게 위치시킨다. 편광기(240)의 이 배치 효과는 도 3b 중 곡선 (290, 295)에 의해 그래프에서 설명되고, 도 3b에서 곡선(285)(점선으로 표시)는 편광기(240)이 없는 광선의 수직 편광의 전력 분포를 나타내는 반면, 곡선(290)은 그 위치에 편광기(240)가 있는 경우의 수직 편광화 광선의 실제적 분포를 나타낸다. 또한, 곡선(297)은 편광기(240)이 존재하지 않는 경우, 평행 편광된 광선의 전력 분포를 나타내는 반면, 곡선(295)는 편광기(240)가 있는 평행 편광된 광선의 실제 전력 분포를 나타낸다.
도 3a 및 3b에서 볼 수 있는 바와 같이, 섬유(200)의 길이를 따라 편광기(240)의 위치는 섬유(200)으로부터의 출력 신호가 편광된 정도에 현저하게 영향을 미친다. 특히, 편광기(240)이 도 3a에 묘사된 섬유(200)의 위치에 놓이는 경우, 출력 신호는 편광기(240)이 도 3b에 묘사된 섬유(210)의 위치에 놓인 경우만큼 크게 편광화되지 않는다. 이는 편광기(240)이 도 3a에 묘사된 위치에 놓인 경우, 수직 편광화 유형의 광선이 섬유(200)에서 조기 소멸되나, 편광기(240)를 통과하는 섬유의 나머지 포지티브 이득 영역을 통하여(즉, 편광기(240) 및 출력(230)의 사이에) 형성될 수 있기 때문이다. 따라서, 도 3a의 곡선(250)에 나타난 바와 같이, 수직 편광화 광선의 상당 부분은 여전히 섬유(200)에 의해 출력된다. 그러나, 편광기(240)이 도 3b에 나타낸 위치에 놓일 때, 수직 편광화 광선은 섬유를 따라 편광기(240)를 지난 후에 실질적으로 형성되는 것을 방지할만큼 충분히 소멸된다. 동시에, 도 3b에서의 편광기(240)의 위치가 섬유의 출력 말단(230)으로부터 충분히 공간을 지녀서, 바람직한 편광화의 형성이 증가될 수 있음을 알게 될 것이다. 따라서, 편광기(240)이 섬유(200)에 따라 적절하게 위치하는 경우, 수직 편광화의 감광 및 평행 편광화의 증폭 간에 균형이 맞게 된다.
예를 들어, 편광기(240)이 말단(230)에 위치하는 경우, 섬유(200)의 말단(230)으로부터 방출된 출력 신호는 실질적으로 하나의 편광일 것이다. 그러나, 섬유(200)을 따른 이러한 위치에서의 편광기(240) 배치가 편광기가 없는 경우보다 평행 편광 유형 전력을 증가시키지 않을 것이다. 따라서, 섬유(200)의 말단(230)에 편광기를 위치시키는 것으로는 아무런 잇점을 얻지 못할 것이다.
다시, 편광기(240)을 섬유(200)의 말단(210)에 위치시키는 경우, 역 방향으로 전파되는 광선의 두가지 편광화는 (편광기가 섬유와 접하는 곳에서) 시작하는 것과 실질적으로 동등하고, 섬유(200)을 통과할 시에 동일한 이득을 얻을 것이므로, 두가지 편광이 섬유(200)의 출력 말단(230)에서 동일한 전력을 갖게 될 것이다.
그러나, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 편광기(240)을 섬유(200)의 중간으로 향하게 배치시킴으로써, 수직 편광화 유형의 상당 부분이 소멸되어, 말단(230)에서 출력되기 전까지 형성되지 못하게 된다. 동시에, 수직 편광화 유형으로 출력되었었을 광선이 평행 편광화 유형에 부가되어 평행 편광화 광선의 강도의 거의 두배가 되게한다. 이는 도 3b의 곡선(295)에 의해 나타난다. 이로부터 섬유(200)의 길이를 따른 편광기(240)의 배치가 특정 편광화 유형의 광선(즉, 편광기(240)에 의해 소멸되지 않는 편광) 출력의 전력에 상당히 영향을 미친다는 것을 알 수 있다.
특정 측정에서, 편광기(240)이 섬유(200)의 말단(210)과 말단(230) 간의 약 1/3(즉, 작은 신호 약 100 dB 감쇠점)에 위치하는 경우, 비소멸된 편광 유형의 광선은 편광기(240)가 존재하지 않는 경우의 그 편광 유형에서의 광선 강도의 약 1.7배임을 확인하였다. 이 비율은 편광기(240)가 이 최적 지점으로부터 섬유(200)의 한 말단 또는 다른 말단으로 이동함에 따라 상당히 감소된다.
섬유에서 감쇠와 관련된 최적점의 측정
섬유(200)의 중간 근처에 편광기(240)를 배치하는 것이 섬유(200)의 절대적 또는 실제적 길이에 대해서라기 보다는, 오히려 유의한 활성 신호 발생이 일어나는 섬유의 길이와 관련있는 것으로 생각되어야 함에 주목해야한다. 즉, 비록 섬유(200)이 어떠한 길이로도 제작될 수 있지만, 섬유(200)의 특정 부분만이 펌프 파장의 광선을 상당량 흡수하여 신호 파장의 광선의 방출을 유도할 것이다. 일단 펌프 전력이 섬유(200)의 확장된 영역에서 사실상 흡수되지 않을 정도로 길게 되면, 섬유(200)의 길이를 추가로 증가시키는 것은 역 전파 출력 신호(즉, 도 3a 및 3b에서 말단(230)으로부터 방출된 신호)의 강도에 크게 영향을 미치지 못할 것이다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시 태양에 따라, 편광기(240)은 임의의 섬유 길이에 대한 실제 섬유 길이의 33% 지점 근처에 놓기보다는, 섬유(200)의 작은 신호 감쇠 특성에 의해 정의된 섬유(200)에서 선택된 지점의 위치에 놓여야 한다.
섬유(200)의 원료가 되는 섬유의 소위 작은 신호 감쇠 특성을 측정하기 위하여, 수많은 기술이 사용될 수 있다. 하나의 기술은 낮은 전력, 광신호를 섬유의 말단으로 전송시키는 것이다. 이 시험 신호의 파장이 펌프 흡수 또는 신호 흡수 대역의 근방인 경우라면 유리하다(여기서의 결과는 에르븀에 대한 방출 파장에서 시험 신호를 근거로 함: 1.53 ㎛). 이 시험 과정 중, 낮은 전력 시험 신호는 오직 섬유를 통해서만 전파되는 신호이다(즉, 펌프 신호가 섬유로 도입되지 않음). 또한, 신호의 전력은 신호가 비포화되기에 충분히 낮아야만 한다(즉, 실질적으로 모집단 반전이 없음).
에르븀 도핑된 섬유에 있어서, 작은 신호에 대한 감쇠가 섬유의 길이에 대해 직접 비례하므로 1 m 후의 감쇠 측정만이 필요하다는 것을 발견하였다. 예를 들어, 시험 신호 파장에서의 감쇠가 4 dB/m인 경우, 75 m의 섬유는 섬유의 300 dB 길이로 정의될 것이다.
비록 시험 신호가 섬유의 선택된 길이를 따라서 크게 감쇠될 수 있지만, 실제로 정상 작동 전력 (약 30 mW)에서의 펌프 신호는 일반적으로 동일한 길이의 섬유에 따른 시험 신호에서와 동일한 정도로 감쇠되지 않을 것이다. 이는 펌프 신호가 더 많은 전력을 운반하고, 펌프 입력을 향한 영역 중 섬유를 포화시키는 경향으로 인하여, 섬유의 말단에서 펌프 신호의 실제 감쇠가 30 또는 40 dB일 수 있기 때문이다. 섬유가 통상적으로 섬유의 말단에서 방출된 광자에 대해 20 또는 30 dB증가를 보이기 때문에, 상기 감쇠에서의 펌프 신호는 λs의 방출된 신호 광선이 관련된 한은 의미가 있다. 따라서, 섬유가, 예를 들어, 시험 신호에 대한 300 dB의 감쇠를 생성하기에 충분히 길더라도, 이 길이보다 현격히 짧은 길이도 시험 신호 전력보다 매우 높은 펌프 전력과 관련된 효과로 인해 편광기(240)의 위치에 영향을 미칠 수 있다.
편광기(240)의 최적 위치의 이러한 선정 방법에 따르면, 고정되고 작은 신호 감쇠점(즉, 낮은 전력 시험 신호의 감쇠를 사용하여 측정된 지점)은 충분한 길이를 초과하는 모든 섬유에 대해 최적 지점으로 지정된다. 하기에 더욱 상세히 기재되는 바와 같이, 섬유에서 편광기(240)에 대한 최적 위치는 섬유의 실제 길이의 약 50%에 미치지 못한다. 에르븀 섬유에 대한 시험의 실험 및 모델링 결과는 편광기(240)의 최적 위치가 약 70dB의 작은 신호 감쇠점임을 확인하였다. 이는 도 10에서 플롯된 곡선으로부터 설명될 수 있다.
도 10은 비율 k 대 섬유의 길이에 따른 편광기의 위치를 플롯한 것이다. 비율 k는 편광기를 사용한 역 방향의 바람직한 편광화에서 출력 대 편광기가 없는 역 방향의 바람직한 편광화에서의 출력의 비율로 정의된다. 도 10에서 수개의 곡선을 플롯하고, 여기서 각 곡선은 상이한 길이의 섬유를 나타낸다. 도 10의 곡선에서 관찰되는 바와 같이, 긴 섬유일수록 총 섬유 길이의 낮은 백분율에서 최적 비율치(즉, 최대치를 제공)를 갖는다. 그러나, 약 1.9 근방의 최대 비율값을 갖는 곡선(즉, 매우 긴 섬유)에 대해, 편광기(240)이 펌프 입력 말단으로부터 거의 동일한 길이에서 최적 위치를 갖는 것을 관찰할 수 있다. 예를 들어, 160 m의 섬유에 있어서, 편광기의 최적 위치는 총 섬유 길이의 약 19%이다(즉, 30.4 m). 유사하게, 120 m의 섬유에 있어서, 편광기의 최적 위치는 총 섬유 길이의 약 26%(즉, 31.2 m)이다. 마찬가지로, 80 m의 섬유에 있어서, 편광기의 최적 위치는 총 섬유 길이의 38%(즉, 30.4 m)이다. 따라서, 편광기(240)에 대한 최적 위치는 섬유(200)의 길이의 약 30-31 m이다.
비록 30-31 m 위치에 편광기(240)을 위치시키는 것이 특정 농도의 에르븀 도핑물질을 갖는 섬유(즉, 이 실시예에서는 작은 신호 흡수 1 m 당 22 dB)에 대해 최적이더라도, 측정되는 필수적 매개변수는 실제 길이보다는 섬유에 따른 작은 신호 감쇠이다. 이는 측정된 작은 신호 감쇠가 도핑물질 농도을 고려하여 작은 신호 감쇠의 단위에서 발현된 편광기(240)에 대한 최적 위치가 실질적으로 일정하기 때문이다. 이 고정된 감쇠점은 충분한 길이의 섬유에 있어서 약 66-68 dB(즉, 2.2 dB/m의 몇배인 30-31 m)인 것으로 실험적으로(이론적으로) 측정되었다.
이 시점에서, 섬유(200)이 더 짧아질수록, 최적 편광기 위치가 섬유의 중간으로 근접한다는 것을 주목해야 한다. 이 효과는 도 10에 도시되어 있다. 예를 들어, 60 m 섬유 중 편광기에 대한 최적 위치는 총 섬유 길이의 약 44%(즉, 58.1 dB 감쇠에 상응하는 26.4 m)인 반면에, 40 m의 섬유 중 편광기(240)의 최적 위치는 섬유의 총 길이의 약 50%(즉, 44 dB 감쇠에 상응하는 20 m)이다. 따라서, 섬유가 최적 감쇠점(예를 들어, 67 dB)이 섬유의 총 길이에서 총 감쇠의 거의 반인 정도로 짧아지게 됨에 따라, 편광기의 최적 위치는 섬유(200)의 중심쪽으로 이동한다.
실제적인 고려사항으로서, 실질적으로 최적 감쇠점(예를 들어, 67 dB)의 두배 이상의 작은 신호 감쇠를 갖는 (즉, 전체 길이에 따라) 섬유에 있어서, 편광기(240)은(40 dB 내지 100 dB의 영역 중 편광기(240)의 위치가 유리하다는 것이 입증될 수 있음에도 불구하고) 67 dB 점에 위치해야만 한다. 그러나, 더 짧은 섬유의 경우에, 편광기는 실험적으로 측정된 바와 같이, 전체 섬유 길이의 50%에 근접하게 놓여야한다.
최적 편광기 위치를 결정하는 다른 방법
편광기(240)의 위치를 선정하는 다른 방법에 따르면, 실질적으로 완전한 감쇠 길이(즉, λs에서 신호 광선의 방출이 없는 섬유의 길이)는 섬유의 작은 신호 감쇠가 약 300 dB인 길이로 정의될 수 있다. 물론, 이론적으로, 긴 섬유일 수록 역 방향의 출력이 우수한 것으로 이해될 수 있다. 그러나, 기재된 바와 같이, 최적 섬유 길이란 명목상 동일한 출력 특성을 제공하는 가장 짧은 섬유 길이인 것이다. 공급원으로부터 가장 높은 전력을 뽑아내는 것이 중요한 용도에 있어서는, 실질적으로 완전한 감쇠 길이는 600 dB에 상응하는 길이를 갖는 것으로 정의될 수 있다. 역으로, 출력의 최대화가 그다지 중요하지 않은 용도에 있어서, 실질적으로 완전한 감쇠 길이는 170 dB에 상응하는 길이를 갖는 것으로 정의할 수 있다. 섬유(200)의 실질적으로 완전한 감쇠 길이가 주어진 경우, 편광기(240)의 위치는 유리하게는 실질적으로 완전한 감쇠 길이의 20% 내지 50%의 범위 내에 속한다.
상기 공식화에 따라, 섬유(200)의 길이를 따라 편광기(240)을 위치시킴으로써, 광선의 출력 강도 및 비소멸된 편광화 유형은 실질적으로 두배가되어, 원 전력(즉, 강도)의 두배로 고도로 편광된 출력 신호가 섬유(200)의 말단(230)에 제공된다.
편광기(240)이 저손실 편광기라는 것이 중요하다는 것은 당업계의 숙련가라면 알 것이다. 실제로, 편광기(240)이 비소멸된(즉 바람직한) 편광화 유형에서 1 또는 1/2 dB 미만의 손실을 갖는 것이 매우 유리하다. 즉, 수직 편광 유형이 편광기(240)에 의해 소멸되는 경우, 평행 편광은 편광기(240)를 통해 전파될 때, 1 또는 1/2 dB를 초과하는 손실이 일어나지 않아야 한다. 그 첫번째 이유는 편광기에서 손실된 펌프 광선은 편광기로부터 아래쪽에서는 이득이 더 작게 되어, 더 낮은 신호 전력을 초래한다는 점이다. 두번째 이유는 목적하는 편광에서 편광기(240)의 손실 효과로 인하여 손실된 임의의 신호 광선은 섬유(200)의 증가 영역 내에서 발생되는 광선을 증폭시키는데 기여하지 않을 것이다. 따라서, 바람직한 편광의 손실이 너무 높아서 편광기(240)가 기여할 수 없는 경우, 총 출력 신호는 편광기(240)가 없는 바람직한 편광화의 전력보다 그리 높지는 않을 것이다. 사실, 편광기 삽입 손실이 충분히 큰 경우, 바람직한 편광화의 전력은 편광기(240)가 없는 바람직한 편광화에서의 전력보다도 낮을 수 있다. 결과적으로, 편광기(240)은 바람직한 실시 태양의 잇점을 획득하기 위하여, 특정 수준(예를 들어, 역 방향 전파 광선에 있어서 3dB)를 초과하지 않는 손실을 지녀야 한다.
편광화 섬유로부터 제조된 에르븀 도핑된 섬유원
도 4는 본 발명의 다른 바람직한 실시 태양을 예시하고, 여기서 전체 초형광섬유는 희토류 도핑된 편광화 섬유로 이루어져서, 하나의 편광화 유형은 실질적으로 섬유의 전체 길이에 대해 소멸되는 반면, 다른 편광화 유형 중 출력 신호는 정상 섬유에 도파된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 초형광 섬유(300)은 섬유(300)의 입력 말단(330)으로부터 말단(310)까지의 편광화 섬유로 이루어진다. 펌프 공급원(320)은 광선을 섬유(300)의 말단(330)으로 주입한다. 도 4에 도시된 초형광 공급원 형태는 단일 통과 형태이고, 여기서 광선은 섬유(300)에 따라 말단(301)까지 정 방향으로 전파되고, 흡수되고, 역 방향으로 재방출되어, 광선은 대부분 역 전파 방향으로 증폭되어 말단(330)에서 편광된 출력 신호를 생성한다. 섬유(100)(도 2) 및 섬유 200(도 3a 및 3b)에서와 같이, 섬유(300)은 유리하게는 고효율성의 역 방향 전파 특성을 부여하는 길고 에르븀 도핑된 섬유로 이루어진다.
본 발명의 바람직한 실시 태양에 따라, 섬유(300)은 전체 길이에 따라 편광화되고, 적절한 농도의 희토류 이온으로 도핑된다. 도 4의 그래프에서, 곡선(340)은 섬유(300)을 통하여 수직으로 편광된 광선의 전력 분포를 나타내고, 곡선(350)은 섬유(300)의 길이에 따라 평행하게 편광된 광선의 전력 분포를 나타낸다. 곡선(360, 370)(도 4에 점선으로 표시)은 섬유(300)이 편광화되지 않은 경우에 광선의 평행 및 수직 편광화가 각각 가질 수 있는 전력 분포를 나타낸다. 도 4의 그래프에서 관찰되는 바와 같이, 섬유(300)이 편광화되는 경우, 소멸될 편광화 광선(즉, 도 4에서 예시된 바와 같이 수직성 편광화)가 섬유(300)의 전체 길이 내에서 실질적으로 0으로 남는다. 대조적으로, 목적하는 편광화 광선(즉, 도 4의 실시예 중 평행 편광화)은 더욱 신속히 증가하고, 섬유(300)이 편광화되지 않는 경우에 가질 수 있는 것의 약 2배인 출력을 갖는다.
섬유(300)을 전체 길이를 따라 편광화시킴으로써, 광선의 출력 강도 및 바람직한 편광화(도 4에서 전력 A2)는 섬유(300)이 편광화되지 않는 경우에 실질적으로 이 편광화가 가질 수 있는 전력(도 4의 전력 A1)보다 높다는 것을 관찰할 수 있다. 하나의 시뮬레이션에서, 전력 A2는 약 1.95 A1이어서, 실질적으로 섬유(300)을 통하여 수직 편광화로 전파되는 모든 광선은 평행 편광화로 전환되고, 따라서 평행 편광화에서의 출력 신호는 거의 두배가 된다. 섬유(300)의 편광화는 도 3a 및 3b의 접속된 편광기 실시 태양을 사용하는 경우, 바람직한 편광화에서 모델링에 의해 예견되는 가장 우수한 결과보다 약간 우수한 출력을 생성하는 것을 이해해야 한다. 따라서, 도 4의 본 발명의 실시 태양은, 예를 들어, 광학 섬유 자이로스코프와 같이 높이 편광된 광선을 요구하는 광원으로서 사용하기에 효율이 높고, 높이 편광된 출력 신호를 제공한다.
도 5는 편광화 입력을 갖는 광학 섬유 자이로스코프와 함께 작동하는 경우, 본 발명의 바람직한 실시 태양의 편광화 섬유원을 사용하여 획득된 잇점을 개략적으로 예시한다. 특히, 입력 편광기(30)을 갖는 광학 섬유 자이로스코프(20)은 입력 펌프 공급원(15)에 의해 펌핑된 초형광 섬유원(400)으로부터 광선을 수용한다. 도 5의 섬유(400)은 유리하게는 적절한 위치에서 접속된 편광기를 갖는(도 3b의 실시 태양) 에르븀 도핑된 섬유 등으로 이루어질 수 있거나 또는 전체 길이를 따라 편광화될 수 있다 (도 4의 실시 태양).
도 5에서의 두 그래프는 도 2에서의 통상의 초형광 섬유원에 대한 본 발명의 바람직한 실시 태양의 잇점을 예시한다. 제1 곡선(410)은 섬유(400)의 길이에 대한 섬유(400) 내에서 역방향의 신호 광선의 전력 분포를 나타낸다. 곡선(410)에 의해 표시된 광선은, 예를 들어, 본 발명의 바람직한 실시 태양의 편광화 특성이 부여되지 않은 통상의 에르븀 도핑된 섬유에서 발견될 수 있는 비편광된 광선이다. 곡선(410)으로부터 관찰된 바와 같이, 섬유(400) 내의 신호 전력은 섬유(400)의 출력에서 최대값(도 5의 2A1)까지 형성된다. 이 전력은 광선이 매우 비편광되는 것으로 인하여 실질적으로 편광기(30) 내에서 공급원(400)으로부터의 광선의 반이 소멸되는 지점인, 신호 광선이 편광기(30)으로 주입될 때까지 일정하다. 이는 전력 A1에서의 곡선(415)에 의해 나타내진다.
도 5의 두번째 그래프에서 관찰된 바와 같이, 곡선(420)은 섬유(400)이 본 발명의 바람직한 실시 태양에 따라 편광화될 때, 역방향으로 섬유(400)을 통하여 전파되는 신호 광선의 전력 분포를 나타낸다. 곡선(420)에 의해 나타난 바와 같이, 신호 출력의 전력은 섬유(400)의 출력 말단에서 최대이고, 실질적으로 편광기(30)에 들어갈 때까지 일정하다. 출력 신호의 높은 선형 편광화 정도로 인해, 곡선(420)의 영역(425)에 의해 나타난 바대로, 편광기(30)를 통하여 통과된 후, 약간의 감소만이 광선의 전력에서 관찰된다. 이는 부분적으로 부적당한 편광화로 존재하는 광선의 감광 및 편광기(30)으로 인한 바람직한 편광화에서 고유의 손실로 인한 것이다. 도 5의 두번째 그래프에서 관찰된 바와 같이, 입력으로 섬유자이로스코프(20)에 제공된 최종 광선 전력은 약 1.9 내지 1.95×A1이고, 본 발명이 섬유원(400) 내에서 수행되지 않는 경우에는 광학 섬유 자이로스코프(20)에 주입되는 광선 전력의 거의 두배가 된다.
섬유(400)로부터 방출된 광선은 이미 높이 편광되어 있기 때문에 도 5에 나타난 본 발명의 바람직한 실시 태양의 또 다른 잇점이 제공된다. 따라서, 편광기(30) 대신 덜 엄격한 감광비 특성을 갖는 저렴한 편광기를 사용할 수 있다.
도 6a는 신호 출력 및 역 방향으로의 편광화 감광비 대 도 3a 및 3b의 접속된 편광기 실시 태양 중 섬유의 길이를 플롯한 실험적 결과를 예시하고 있다. 도 6a의 그래프에 나타난 결과는 1470 nm에서 약 31 mW의 펌프 전력에 대한 것이고, 여기서 초형광 섬유는 도 6b에 나타난 형태 중 에르븀 도핑된 섬유로 이루어진다. 도 6b에 나타난 바와 같이, 초형광 섬유(555)는 에르븀 도핑된 섬유(550)의 제1 길이 및 접속된 편광기(560)를 갖는 에르븀 도핑된 섬유(570)의 제2 길이를 포함한다. 도 6a의 결과를 얻기 위해 사용된 섬유(555)의 실제 실시 태양은 펌프 파장에서 4dB/m의 감쇠 특성을 갖는다. 섬유 영역(550)의 길이 L2는 도 6a 및 6b에 나타난 특정 실시예에서의 50 m와 동일하다. 영역(570)의 길이 L1은 도 6a의 실험 결과를 얻기 위해 변화된다.
도 6a의 곡선(500)은 도 6b의 초형광 섬유(555)로부터 방출된 출력 광선 신호의 편광화의 측정치이다. 곡선(510)(점선으로 표시)는 도 6b의 섬유(555)로부터 방출된 역 방향의 방출된 광선(즉, 출력 신호)의 mW의 전력을 나타낸다.곡선(500)으로부터 관찰된 바와 같이, 출력 광선 신호는 50 m의 길이 L1에 대해 매우 낮은 편광화 정도에서 출발한다. 길이 L1이 점차적으로 짧아짐에 따라, 출력 신호는(편광기(560)의 특성에 기인하여) 약 26 dB의 감광비로 더욱 높게 편광화된다. 역으로, 곡선(510)은 섬유 영역(570)으로부터의 길이가 약 20 m로 감소됨에 따라, 출력 광선 신호에 의해 제공된 전력이 감소되나 아주 소량으로 감소되고, 이후에는 급격히 줄어드는 것을 나타낸다.
섬유 영역(570)의 최적 길이에 도달하기 위하여, 출력 및 편광화 감광비 간의 생성물을 취하여 높게 편광된 광선의 최대 전력 출력이 제공되는 곳을 측정한다. 도 6a의 그래프로부터, 이 지점은 섬유 영역(570)의 길이 L1이 약 20-25 m이고 L2가 약 50 m인 경우에 발생하는 것을 관찰할 수 있다.
도 7은 실험 및 모델링된 신호 출력 대 도 6b의 공급원에 대한 입력 펌프 전력을 예시하고 있다. 도 7에 나타난 그래프에서, 입력 펌프 신호는 λp=1470 nm의 파장을 갖는다. 모델링 및 실험 결과로 부터(도 7의 곡선(610, 620)에 의해 각각 나타냄), 역 방향 출력(즉, 초형광 섬유의 출력 신호)는 실질적으로 입력 펌프 전력에 대해 10 mW만큼 선형 관계를 갖는다. 도 7에서 관찰되는 바와 같이, 모델링 및 실험된 지점 간의 근접한 일치점이 있다. 이는 다른 환경에서 섬유를 유도시키기 위하여 사용되는 모델링의 정확성을 뒷받침한다.
도 8은 실험 및 모델링된 출력 편광화 감광비 대 펌프 전력을 그래프로 나타내었다. 일련의 곡선 (800-840)은 편광화 감광비를 모델링된 20 m의 길이 L1(도 6b 참조)(곡선 800), L1=25 m인 실험적으로 플롯된 곡선(곡선 810), 길이 L1=30 m에 대해 실험적으로 측정된 곡선(곡선 830), 길이 L1=40 m에 대해 실험적으로 플롯된 곡선(곡선 840)에 대한 입력 펌프 전력의 함수로서 나타낸다. 곡선(800, 810)(도 6a의 그래프로부터 측정된 최적 길이의 근방)으로부터 관찰된 바와 같이, 출력 신호는 입력 펌프 전력에 비해 10 mW만큼 높이 편광된다. 따라서, 바람직한 실시 태양의 시험 중 획득된 실험 결과는 본 발명과 관련된 수 많은 잇점을 나타낸다. 예를 들어, 출력 신호의 바람직한 편광화에 대해 관찰된 전력의 증가는 거의 최대(약 1.9)이고, 실질적으로 낮은 펌프 전력(예를 들어, 10 mW)로 일정하게 감소된다.
더우기, 바람직한 편광화가 증가된 비율은 초형광 섬유가 충분히 긴 경우에 한해서 실질적으로 총 섬유 길이(L1은 L2와 함께)와 무관하다. 이 후자의 효과는 도 10에 도시된다. 도 10의 그래프로부터 관찰된 바와 같이, 최대 비율치(약 1.9)는 실질적으로 더 긴 섬유와 동일하다(도 10에서 80 m 이상). 그러나, 섬유가 더 짧은 경우, 상당량의 펌프 전력이 흡수되지 않고, 최대 비율치가 감소되기 시작한다. 또한, 도 10은 짧은 섬유에 대한 최대 비율 위치가 섬유의 중간으로 이동하는 반면에, 긴 섬유는 섬유의 펌프 입력 말단에 더 근접한 최대 비율 위치를 갖는 지를 예시하고 있다.
도 9는 본 발명의 추가의 실시 태양에서 제1 말단(950) 및 제2 말단(960)을 각각 갖는 단향성 섬유원(900)이 초형광 섬유(910)의 길이에 따라 적절한 위치에놓인 아이솔레이터(930)을 사용하여 제작됨을 나타낸다. 도 9의 형태에서, 편광기(920)도 공급원(900) 내에 함유되지만, 섬유(910)의 길이에 따라 적절한 위치에 아이솔레이터(930)을 놓는 것과 관련된 잇점은 편광기(920)의 위치와 관련된 잇점과 무관하다는 것을 이해해야 한다.
간단히, 섬유(910)의 길이에 따라 적절한 위치에 놓인 아이솔레이터(930)의 위치는 단향성 광원(이중 통과 형태에 의해 공급된 것과 유사함)을 초래하나, 이중 통과 형태보다 높은 파장 안정성을 갖는다는 것을 발견하였다. 따라서, 이러한 단향성 공급원은 광학 섬유 자이로스코프로부터 피이드백에 덜 민감하다. 더우기, 적절한 위치에 아이솔레이터(930)을 위치시키는 것은 아이솔레이터(930)이 존재하지 않을 경우 관찰된 것보다 바람직한 전파 방향으로 총 전력을 증가시킬 수 있다.
작동에 있어서, 펌프 공급원(940)은 파장 λp에서 섬유(910)의 제2 말단(960)으로 주입되는 펌프 광선을 발생시킨다. 펌프 광선은 정 전파 방향 및 역 전파 방향으로 모두 신호 파장 λs에서 광선의 방출을 유도시킨다. 그러나, 아이솔레이터(930)의 존재로 인하여, 역 전파 광선은 억제되는 반면, 정 방향 전파 광선은 자유롭게 전파된다. 모집단 반전이 역 전파 광선에 의해 심하게 고갈되지 않기 때문에, 정방향 전파 광선이 더욱 증가되어, 정방향 전파 광선은 섬유 레이저 매질로부터 높은 전력을 발산한다. 따라서, 정방향 전파 광선의 전력은 아이솔레이터(930)이 존재하지 않는 경우의 정방향 전파 광선이 갖는 전력 이상으로 증가된다. 실제로, 출력 광선의 동일한 강도는 이중 통과 형태에서 발생된 바와 같이 공급원(900)의 출력 말단(960)으로부터 생성될 수 있다. 그러나, 단향성 공급원(900)으로부터 방출된 광선은 증가된 안정성을 갖는 잇점을 갖는다(즉, 말단(960)으로부터 피이드백에 대한 전력의 감도가 감소됨).
따라서, 아이솔레이터의 존재 하에, 정방향 및 역방향 전파 광선의 거동은 편광기의 존재 하에 편광된 광선의 거동과 유사하고, 여기서 반대 전파 파장은 직교 편광화 유형과 등가물이다. 편광기(240)을 사용한 바와 같이, 아이솔레이터(930)의 위치는 섬유(910)의 흡수 영역의 1/3 내지 1/2의 영역에 위치해야 한다. 이 원리는 광학 전력의 상당 부분을 운반하는 광학 조사의 두가지 유형을 식별하는 수 많은 광학 식별기 중 하나에 적용될 수 있다.
역 방향 광선이 바람직한 전파 방향인 경우, 아이솔레이터(930)은 다이크로익 아이솔레이터으로 형성되어 정방향으로의 펌프 신호의 전파를 가능하게 하나, 정방향으로의 출력 신호는 억제한다는 것을 주목해야 한다.
마지막으로, 도 9에서, 편광기(920)은 상기한 바와 같이 공급원(900)으로 혼입되어서, 단향성의, 매우 안정하고 매우 편광화된 광선을 전력 효율의 손실 없이 출력하는 단향성 편광화 섬유 광원을 제공한다. 그러나, 이러한 형태에서, 편광기(920) 및 아이솔레이터(930)의 접속을 조심스럽게 수행하여, 편광기(920) 및 아이솔레이터(930)의 혼입으로 인한 약 1 dB 미만의 손실을 일으키는 것이 관찰된다.
본 발명의 바람직한 실시 태양이 상세히 기재됨에도 불구하고, 본 발명의 정신 또는 본질적 특성에서 벗어나지 않고 특정 변화 및 변형이 본 발명의 실시 태양에 대해 수행될 수 있음이 당 업자에 의해 이해될 것이다. 예를 들어, 상이한 유형의 도핑물질 및 도핑 농도를 특정 용도를 위해 초형광 섬유 내에서 사용할 수 있다. 유사하게, 본 발명의 수행을 위해 선택된 편광기 또는 편광 방법은 본 발명이 실시될 특정 환경에 의해 결정될 수 있다. 또한, 본 발명은 통합된 광학 또는 다른 비섬유, 광학적 전파 매질에서 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 편광기 및(또는) 아이솔레이터이 신규 최적 길이를 갖는 섬유에 따라 신규 최적 위치에 삽입되는 조건 하에, 이중 통과 섬유원에서 많은 동일한 잇점을 가지고 수행될 수 있다. 따라서, 본 발명의 영역은 하기 첨부된 청구항에 의해 해석되야만 한다.
초형광 섬유원은 실질적으로 출력 효율의 감소 없이 높게 편광된 광선을 출력한다. 하나의 실시 태양에 따라, 편광기는 섬유의 길이에 따라 선택된 위치(예를 들어, 섬유의 중간 근방)에서 초형광 섬유 내에 접속된다. 다른 실시 태양에 따라, 초형광 섬유의 전체 길이가 편광화되어 광선의 하나의 편광화가 실질적으로 소멸되는 반면, 광선의 다른 편광화는 편광기가 초형광 섬유 내에 존재하지 않는 경우의 편광화가 갖는 전력의 거의 두배이다. 이와 같은 방법으로, 초형광원은 실질적으로 효율성의 감소 없이 높이 편광된 광선을 요구하는 특히 광학 섬유 자이로스코프 등에 적용될 수 있다.

Claims (27)

  1. 제1 말단 및 제2 말단을 갖는 광학적으로 전파하는 도파관,
    상기 도파관의 제1 말단에서 제1 파장을 갖는 펌프 신호를 제공하여 도파관 내에서 제1 파장과 상이한 제2 파장의 광의 방출을 유도하는 펌프 공급원, 및
    상기 도파관의 제1 및 제2 말단 중 하나로부터 한 바람직한 편광화 광의 방출을 실질적으로 증진시키도록 상기 도파관을 따라 위치된 편광기
    를 포함하는 초형광 광원.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광학적으로 전파하는 도파관이 광학 섬유로 이루어진 것인 초형광 광원.
  3. 제2항에 있어서, 상기 편광기가 상기 광학 섬유 내에 접속된 초형광 광원.
  4. 제2항에 있어서, 상기 광학 섬유가 에르븀으로 도핑된 것인 초형광 광원.
  5. 제1항에 있어서, 상기 편광기가 15 dB를 초과하는 감광비 및 1 dB 미만의 바람직한 편광 손실을 갖는 것인 초형광 광원.
  6. 제1항에 있어서, 상기 편광기가 상기 도파관의 제1 말단으로부터 측정된 도파관의 길이를 따라 제2 파장에서 측정하여 40 dB 내지 100 dB의 작은 신호 감쇠점에 위치하는 초형광 광원.
  7. 제6항에 있어서, 상기 편광기가 상기 도파관의 제1 말단으로부터 측정된 도파관의 길이를 따라 제2 파장에서 측정하여 66 dB 내지 68 dB의 작은 신호 감쇠점에 위치하는 초형광 광원.
  8. 제1항에 있어서, 상기 편광기가 상기 도파관의 제1 말단으로부터 측정된 도파관의 실질적으로 완전한 감쇠 길이의 20% 내지 50%에 위치하는 초형광 광원.
  9. 제1항에 있어서, 상기 펌프 공급원이 약 1.48 ㎛ 파장의 광을 방출하고, 상기 도파관으로부터 방출된 상기 광이 약 1.53 ㎛의 파장을 갖는 초형광 광원.
  10. 초형광 광원으로 사용되는 광학 도파관에 있어서, 상기 도파관은 상기 도파관으로의 제1 파장에서의 광 입력이 일 파장 범위(a range of wavelengths)에 걸쳐 있는 상기 도파관 내에서 광의 방출을 유도하도록 도핑된 광학적으로 전파하는 기재(optically propagating substrate)를 포함하고, 상기 도파관 내에서 편광기가 상기 파장 범위에서 바람직하게 편광된 상기 도파관으로부터의 광 출력을 최대화하도록 선택된 위치에 위치하는 초형광 광원으로 사용되는 광학 도파관.
  11. 제10항에 있어서, 상기 광학적으로 전파하는 기재는 광학 섬유로 이루어지는 초형광 광원으로 사용되는 광학 도파관.
  12. 초형광 광원에 있어서,
    제1 파장에서 펌프 광을 방출하는 펌프 광원; 및
    광학적으로 전파하는 도파관을 포함하고,
    상기 도파관은 상기 도파관으로의 제1 파장에서의 광 입력이 일 파장 범위(a range of wavelengths)에 걸쳐 있는 상기 도파관 내에서 광의 방출을 유도하도록 도핑된 광학적으로 전파하는 기재(optically propagating substrate)를 포함하고, 상기 도파관 내에서 편광기가 상기 파장 범위에서 바람직하게 편광된 상기 도파관으로부터의 광 출력을 최대화하도록 선택된 위치에 위치하는 초형광 광원.
  13. 제12항에 있어서, 상기 도파관이 광학 섬유로 이루어지는 초형광 광원.
  14. 제1 파장에서 펌프 광(pump light)을 방출하는 펌프 광원;
    광학적으로 전파하는 도파관 - 상기 도파관은 상기 도파관으로의 제1 파장에서의 광 입력이 일 파장 범위(a range of wavelengths)에 걸쳐 있는 상기 도파관 내에서 광의 방출을 유도하도록 도핑된 광학적으로 전파하는 기재(optically propagating substrate)를 포함하고, 상기 도파관 내에서 편광기가 상기 파장 범위에서 바람직하게 편광된 상기 도파관으로부터의 광 출력을 최대화하도록 선택된 위치에 위치함 -; 및
    섬유 루프를 포함하는 광학 섬유 자이로스코프 - 상기 섬유 루프는 상기 섬유 루프에 대한 입력 광으로서 상기 도파관으로부터 제2 파장의 광을 수용함 -
    를 포함하는 광학 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 도파관이 광학 섬유로 이루어진 것인 광학 장치.
  16. 제1 말단 및 제2 말단을 갖는 광학적으로 전파하는 도파관,
    상기 도파관의 제1 말단에서 펌프 신호를 제공하여 상기 도파관 내에서 광의 방출을 유도하는 펌프 공급원; 및
    바람직한 전파 방향이 역 전파 방향인 경우에는 상기 도파관의 제1 말단으로부터, 바람직한 전파 방향이 정 전파 방향인 경우에는 상기 도파관의 제2 말단으로부터, 바람직한 전파 방향으로의 광의 방출을 실질적으로 증가시키도록 상기 도파관을 따라 위치된 아이솔레이터(isolator)
    을 포함하는 단향성(unidirectional) 초형광 광원.
  17. 제16항에 있어서, 상기 광학적으로 전파하는 도파관이 광학 섬유로 이루어지는 것인 단향성 초형광 광원.
  18. 제17항에 있어서, 상기 광학 섬유가 에르븀(erbium)으로 도핑된 것인 단향성초형광 광원.
  19. 제17항에 있어서, 상기 아이솔레이터는 상기 광학 섬유 내에 접속된 단향성 초형광 광원.
  20. 제16항에 있어서, 상기 아이솔레이터는 15 dB를 초과하는 감광비(extinction ratio) 및 1 dB 미만의 바람직한 전파 방향의 손실을 갖는 단향성 초형광 광원.
  21. 제16항에 있어서, 상기 아이솔레이터는 상기 도파관의 제1 말단으로부터 측정된 도파관의 길이를 따라 제2 파장에서 측정하여 66 dB 내지 68 dB의 작은 신호 감쇠점(small-signal attenuation point)에 위치하는 단향성 초형광 광원.
  22. 제16항에 있어서, 상기 아이솔레이터는 상기 도파관의 제1 말단으로부터 측정된 도파관의 실질적으로 완전 감쇠 길이(complete attenuation length)의 20% 내지 50%에 위치하는 단향성 초형광 광원.
  23. 제16항에 있어서, 광원이 상기 아이솔레이터의 위치 또는 그 근방의 상기 도파관 내에 위치하는 편광기를 추가로 포함하는 단향성 초형광 광원.
  24. 제1 및 제2 말단을 갖는 광학적으로 전파하는 도파관,
    상기 도파관의 제1 말단에서 펌프 신호를 공급하여 도파관 내에서의 광 방출을 유도하는 펌프 공급원, 및
    바람직한 광학 유형으로의 광의 방출을 실질적으로 증가시키도록, 바람직한 광학 유형의 광을 증가시키는 반면에, 바람직하지 못한 광학 유형의 광을 감소시키는, 도파관을 따라 선택된 위치에 위치된 광학 선별 장치
    를 포함하는 초형광 광원.
  25. 제24항에 있어서, 상기 광학 선별 장치가 편광기를 포함하는 초형광 광원.
  26. 제24항에 있어서, 상기 광학 선별 장치가 아이솔레이터을 포함하는 초형광 광원.
  27. 제1 및 제2 말단을 갖는 광학적으로 전파하는 도파관,
    상기 도파관의 제1 말단에서 제1 파장을 갖는 펌프 신호를 공급하여 도파관 내에서 제1 파장과 상이한 제2 파장의 광의 방출을 유도하는 펌프 공급원, 및
    상기 도파관의 제1 및 제2 말단 중 하나로부터 바람직한 편광화 광의 방출을 최대화하도록 상기 도파관을 따라 위치된 편광기
    를 포함하는 초형광 광원.
KR1019970017797A 1996-05-10 1997-05-09 편광된초형광섬유원 KR100357012B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/645,965 US5701318A (en) 1996-05-10 1996-05-10 Polarized superfluorescent fiber sources
US08/645965 1996-05-10
US08/645,965 1996-05-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR970077758A KR970077758A (ko) 1997-12-12
KR100357012B1 true KR100357012B1 (ko) 2002-12-18

Family

ID=24591185

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970017797A KR100357012B1 (ko) 1996-05-10 1997-05-09 편광된초형광섬유원

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5701318A (ko)
EP (1) EP0806821B1 (ko)
JP (2) JP3989588B2 (ko)
KR (1) KR100357012B1 (ko)
CA (1) CA2202711A1 (ko)
DE (1) DE69733591T2 (ko)
TW (1) TW348220B (ko)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7576909B2 (en) 1998-07-16 2009-08-18 Imra America, Inc. Multimode amplifier for amplifying single mode light
US7656578B2 (en) 1997-03-21 2010-02-02 Imra America, Inc. Microchip-Yb fiber hybrid optical amplifier for micro-machining and marking
JPH11145541A (ja) * 1997-09-12 1999-05-28 Samsung Electron Co Ltd 光繊維増幅のための高電力ポンピング装置
US6005877A (en) * 1998-04-22 1999-12-21 Hughes Electronics Corporation Distributed-feedback fiber-laser with asymmetric output ports
US6429965B1 (en) 1998-11-02 2002-08-06 The Board Of Trustees The Leland Stanford Junior University Polarization and wavelength stable superfluorescent sources
US6507429B1 (en) 1999-08-26 2003-01-14 Agere Systems Inc. Article comprising a high power/broad spectrum superfluorescent fiber radiation source
JP4390096B2 (ja) * 2001-07-06 2009-12-24 富士フイルム株式会社 内視鏡装置
US6825974B2 (en) * 2001-11-06 2004-11-30 Sandia National Laboratories Linearly polarized fiber amplifier
US6765678B2 (en) * 2002-01-08 2004-07-20 Honeywell International Inc. Relative intensity noise controller with maximum gain at frequencies at or above the bias modulation frequency or with second order feedback for fiber light sources
US7269190B2 (en) * 2002-10-02 2007-09-11 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Er-doped superfluorescent fiber source with enhanced mean wavelength stability
KR100451907B1 (ko) * 2002-10-17 2004-10-12 학교법인 성균관대학 광섬유 편광기
US9031366B2 (en) * 2012-09-13 2015-05-12 Northrop Grumman Guidance And Electronic Company, Inc. Stabilized pump laser output system and method
US20140198317A1 (en) * 2013-01-13 2014-07-17 Honeywell International Inc. Stablized pump laser with output reflector on polarizing optical fiber

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0524558A2 (en) * 1991-07-18 1993-01-27 General Instrument Corporation Of Delaware Superluminescent optical source

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5106193A (en) * 1990-08-09 1992-04-21 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Optical waveguide amplifier source gyroscope
US5319652A (en) * 1993-01-29 1994-06-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Super luminescent light source
US5388110A (en) * 1993-04-30 1995-02-07 Snitzer; Elias Superluminescent light source for an interferometric fiber optic gyroscope

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0524558A2 (en) * 1991-07-18 1993-01-27 General Instrument Corporation Of Delaware Superluminescent optical source

Also Published As

Publication number Publication date
DE69733591T2 (de) 2006-05-04
TW348220B (en) 1998-12-21
CA2202711A1 (en) 1997-11-10
DE69733591D1 (de) 2005-07-28
JPH1065248A (ja) 1998-03-06
EP0806821B1 (en) 2005-06-22
EP0806821A2 (en) 1997-11-12
JP2007013226A (ja) 2007-01-18
JP3989588B2 (ja) 2007-10-10
US5701318A (en) 1997-12-23
KR970077758A (ko) 1997-12-12
EP0806821A3 (en) 1999-09-22
JP4195051B2 (ja) 2008-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4195051B2 (ja) 単方向性の超蛍光光源
US6049415A (en) Polarization maintaining fiber lasers and amplifiers
JP3833708B2 (ja) 偏光ファイバレーザ源
US5875203A (en) Stable fiber ASE sources incorporating spectral filtering
JP5247030B2 (ja) 単一偏波光ファイバレーザ及び増幅器
US5108183A (en) Interferometer utilizing superfluorescent optical source
US20010046364A1 (en) Broadband amplified spontaneous emission light source
US6687048B2 (en) Polarization and wavelength stable superflourescent sources
US6282016B1 (en) Polarization maintaining fiber lasers and amplifiers
JP3885235B2 (ja) 単一偏波型ファイバ及び増幅器
KR100256435B1 (ko) 광파이버의 광소스 및 저 시간적 간섭성을 갖는 광의 발생방법
EP1125346B1 (en) Polarization and wavelength stable superfluorescent sources
JP4031187B2 (ja) 超蛍光光源
JP5290035B2 (ja) 側面発光ファイバ・レーザ用装置
WO1991003703A1 (en) Interferometer utilizing superfluorescent optical source
CA2621112C (en) Polarization and wavelength stable superfluorescent sources
JP3209226B2 (ja) 光増幅器
Davis et al. Broadband erbium source for fiber optic sensor applications
JPH04235534A (ja) ファイバ型１．３　μｍ　帯光増幅器
JPH03256029A (ja) 光ファイバ増幅器

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120924

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130926

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140926

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150924

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160922

Year of fee payment: 15

EXPY Expiration of term