KR19980028555A - Fiber laser - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광섬유 레이저에 관한 것으로서, 레이저 공진기를 구성하는 광섬유의 복굴절 특성을 조절함으로서, 발진되는 레이저 출력 특성의 하나인 주파수 특성과 편광 특성을 가변할 수 있는 광섬유 레이저에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber laser, and more particularly, to an optical fiber laser capable of varying frequency characteristics and polarization characteristics, which are one of the laser output characteristics to be oscillated by adjusting the birefringence characteristics of the optical fiber constituting the laser resonator.

Description

광섬유 레이저Fiber laser

본 발명은 펄스형 레이저 광 발생 장치의 하나인 8 자형 광섬유 레이저에 관한 것으로, 특히 광섬유의 복굴절 현상을 이용하여 펄스형으로 레이저 광이 발생하도록 하는 광섬유 레이저에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an 8 type fiber laser, which is one of pulsed laser light generating apparatuses, and more particularly, to an optical fiber laser that generates laser light in a pulsed form using a birefringent phenomenon of an optical fiber.

따라서, 본 발명은 레이저 공진기를 구성하는 광섬유의 복굴절 특성을 조절함으로서, 발진 되는 레이저 출력 특성의 하나인 주파수 특성과 편광 특성을 가변할 수 있는 광섬유 레이저를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a fiber laser which can vary the frequency characteristics and polarization characteristics, which are one of the laser output characteristics, by adjusting the birefringence characteristics of the optical fiber constituting the laser resonator.

도 1은 본 발명에 따른 복굴절 조절기가 장착된 8자형 광섬유 레이저의 구성도.1 is a block diagram of an 8-type optical fiber laser equipped with a birefringence regulator according to the present invention.

도면의 주요부분에 대한 기호설명18 : 선형 루프Symbol description for main parts of the drawing 18: Linear loop

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명에서는 8 자형 광섬유 레이저 발생기 내의 두개의 루프에 북굴절 조절기를 각각 장치하여 조절되는 복굴절에 의해 레이저 광 출력 특성을 조정할 수 있게 된다. 복굴절 조절기에서는 구부림의 크기는 회전판의 반경을 조정하여 조절하게 된다.광섬유(2)를 사용하는 데 루프 내에 비대칭적으로 위치하게 된다.아래와 같다.변화시키는 현상은 비선형 위상 지연과 광섬유내에서의 복굴절 현상이 있다. 비선형 위상 지연의 차이는 광섬유의 길이로 조절이 가능하지만 복굴절 현상은 광섬유 자체의 광학적 특성에 의존하고 있어서 정확한 현상과 그 효과를 현재까지 명확히 규명하지 못 한 바 있다.크기에 의한 복굴절 차이에 따라 약간씩 차이가 나지만 뒤틀림의 크기에 따라 광 전력 크기가 200도를 주기로 주기적으로 변하였으며, 최소 점의 위치에서 레이저 광을 펄스형으로 동작하는 것이 가능하게 된다. 이 최소 점을 제외한 다른 지역에서는 선형 루프(18)의 제 2 복굴절 조절기(5)의 상태에 관계없이 항상 레이저 광은 연속파로 발생하게 된다. 또한, 광의 변조 주파수는 일정하며 광의 편광 상태는 2개의 편광이 동시에 발생하는 타원 편광이 된다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention; In the present invention, it is possible to adjust the laser light output characteristics by birefringence that is controlled by installing the North refractive regulator in each of the two loops in the 8-type fiber laser generator. In the birefringence control, the amount of bending is controlled by adjusting the radius of the rotating plate. The use of the optical fiber 2 is asymmetrically placed in the loop. The changing phenomenon is the nonlinear phase delay and the birefringence in the optical fiber. There is a phenomenon. Although the difference in nonlinear phase delay can be controlled by the length of the optical fiber, the birefringence phenomenon is dependent on the optical characteristics of the optical fiber itself, so the exact phenomenon and its effect have not been clarified to date. The light power is periodically changed at intervals of 200 degrees according to the amount of distortion, but the laser light can be pulsed at the position of the minimum point. In regions other than this minimum point, the laser light always occurs as a continuous wave regardless of the state of the second birefringent regulator 5 of the linear loop 18. In addition, the modulation frequency of the light is constant and the polarization state of the light is an elliptically polarized light in which two polarizations occur simultaneously.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 단일의 레이저 발생기로부터 광 전력이 가변되는 연속파 레이저, 모드-록킹 된 펄스형 레이저 및 광 전력과 변조 주파수를 가변할 수 있는 모드-록킹 된 솔리톤 레이저 등을 복굴절 조절기를 조정하여 발생시킬 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, a birefringence controller includes a continuous wave laser having a variable optical power, a mode-locked pulse type laser, and a mode-locked soliton laser having a variable optical power and modulation frequency. It can be adjusted and generated.

Claims (17)

레이저 광의 광 전력 크기에 따라 복굴절이 변회되는 비선형 루프와, 레이저 광의 편광 상태와 시간 특성에 따라 복굴절이 변화되는 선형 루프와, 상기 선형 루프의 출력 광섬유 결합기로 부터 시작한 광을 입력으로하는 광 경로 차단기와, 상기 광 경로 차단기를 통과한 광을 입력으로하여 편광을 조절 하도록 하는 제 2 복굴절 조절기와, 상기 제 2 복굴절 조절기를 통과한 광을 비선형 루프와 연결 되도록 하며, 광을 나누어 두개의 출력 단을 통해 비선형 루프를 서로 반대 방향으로 전파하게 하는 비선형 루프 거울 결합기와, 상기 비선형 루프 거울 결합기를 통과한 두개의 광 중 어느 한 광을 입력으로 하여 광 전력을 증폭하기 위한 광 증폭 광섬유와, 상기 광 증폭 광섬유를 통과한 광 전력의 손실을 줄이기 위한 단일 모드 광섬유와, 상기 단일 모드 광섬유를 통과한 광을 입력으로하여 편광을 조절 하는 제 1 복굴절 조절기로 구성된 것을 특징으로 하는 광섬유 레이저.A non-linear loop in which birefringence is changed in accordance with the optical power magnitude of the laser light, a linear loop in which birefringence is changed in accordance with the polarization state and time characteristics of the laser light, and an optical path circuit breaker that receives light starting from the output optical fiber combiner of the linear loop And a second birefringence controller for controlling polarization by inputting the light passing through the optical path blocker, and connecting the light passing through the second birefringence controller to a nonlinear loop, dividing the light into two output stages. A nonlinear loop mirror combiner for propagating the nonlinear loops in opposite directions through each other, an optical amplifying optical fiber for amplifying optical power by inputting any one of two lights passing through the nonlinear loop mirror combiner, and the optical amplification A single mode optical fiber for reducing the loss of optical power passing through the optical fiber, and the single mode That in the light passing through the fiber to the input consisting of the first birefringent adjuster for adjusting the polarization optical fiber laser according to claim. 제1 항에 있어서, 상기 비선형 루프는 상기 비선형 루프 거울 결합기를 통과한 두개의 광 중 어느 한 광이 상기 광 증폭 광섬유, 단일 모드 광섬유, 제 1 복굴절 조절기 및 상기 비선형 루프 거울 결합기를 순차적으로 경유해 선형 루프의 출력단으로 출력되고, 또 다른 어느 한 광은 반대로 제 1 복굴절 조절기, 저 손실 단일 모드 광섬유, 광증폭 광섬유 및 상기 비선형 루프 거울 결합기를 순차적으로 경유해 상기 선형 루프의 출력단으로 출력 되도록 구성된 것을 특징으로 하는 광섬유 레이저.The nonlinear loop of claim 1, wherein any one of two lights passing through the nonlinear loop mirror coupler passes through the optically amplified fiber, a single mode optical fiber, a first birefringence regulator, and the nonlinear loop mirror coupler. Output to the output of the linear loop, wherein another light is conversely configured to be output to the output of the linear loop via a first birefringent regulator, a low loss single mode fiber, an optical amplification fiber and the nonlinear loop mirror combiner in sequence. Characterized by optical fiber laser. 제1 항에 있어서, 상기 비선형 루프는 상기 비선형 루프 거울 결합기를 통과한 두개의 광 중 어느 한 광을 입력으로하여 광 전력을 증폭하기 위한 광 증폭 광섬유와, 상기 광 증폭 광섬유를 통과한 광 전력의 손실을 줄이기 위한 단일 모드 광섬유와, 상기 단일 모드 광섬유를 통과한 광을 입력으로하여 편광을 조절하는 제 1 복굴절 조절기와, 상기 광 증폭 광섬유로 광을 펌핑하기 위해 별도의 광원으로 사용되는 펌프용 레이저 다이오드 및 상기 펌프용 레이저 다이오드로 부터 출력되는 광을 상기 광증폭 광섬유의 한 끝으로 입력하기 위한 파장 분리 광섬유 결합기로 구성된 것을 특징으로 하는 광섬유 레이저.The optical amplification optical fiber of claim 1, wherein the nonlinear loop is a light amplifying optical fiber for amplifying optical power by inputting any one of two lights passing through the nonlinear loop mirror combiner, and the optical power passing through the optical amplifying optical fiber. Single mode optical fiber for reducing the loss, a first birefringence controller for controlling the polarization by inputting the light passing through the single mode optical fiber, and a pump laser used as a separate light source for pumping light into the optical amplification optical fiber And a wavelength-separated optical fiber combiner for inputting light output from a diode and the pump laser diode to one end of the optical amplified optical fiber. 제 3 항에 있어서, 상기 펌핑용 레이저 다이오드는 광섬유 레이저 광의 발생을 위한 펌핑용 레이저 광의 문턱 광 전력이 10㎽ 이고, 레이저 광의 광 전력은 10㎼ 인 것을 특징으로 하는 광섬유 레이저.The optical fiber laser according to claim 3, wherein the pumping laser diode has a threshold light power of 10 kW and a laser power of 10 kW for the generation of the fiber laser light. 제 3 항에 있어서, 상기 핌프용 레이저 다이오드는 파장이 980㎚ 또는 1480㎚인 것을 특징으로 하는 광섬유 레이저.The optical fiber laser according to claim 3, wherein the pimp laser diode has a wavelength of 980 nm or 1480 nm. 제1 항에 있어서, 상기 광 증폭 광섬유는 반도체 레이저 다이오드 및 희토류 불순물이 첨가된 것을 특징으로 하는 광섬유 레이저.The optical fiber laser of claim 1, wherein the optical amplification optical fiber is added with a semiconductor laser diode and rare earth impurities. 제 6 항에 있어서, 상기 희토류 불순물은 네오듐 또는 어븀인 것을 특징으로 하는 광섬유 레이저.The optical fiber laser according to claim 6, wherein the rare earth impurity is neodium or erbium. 제l 항에 있어서, 상기 파장 분할 광섬유 결합기는 폄핑 광의 파장에서만 광의 결합이 이루어지고, 광섬유 레이저의 파장인 1550㎚ 에서 분리 되도록 구성된 것을 특징으로 하는 광섬유 레이저.The optical fiber laser according to claim 1, wherein the wavelength division optical fiber combiner is configured to combine light only at the wavelength of the chipping light and to separate at 1550 nm, which is the wavelength of the optical fiber laser. 제1 항에 있어서, 상기 단일 모드 광섬유는 광학적인 매질 특성이 레이저 발생기의 출력 특성 요구에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 광섬유 레이저.The optical fiber laser of claim 1, wherein the optical medium characteristics are determined according to the output characteristic requirements of the laser generator. 제1 항에 있어서, 상기 단일 모드 광섬유는 모드-록킹 된 슬리톤 레이저 광 펄스를 발생하기 위해서 파장 분산도는 3.5㎰/kmnm이고, 광섬유의 총 길이는 30m 인 것을 특징으로 하는 광섬유 레이저.The optical fiber laser according to claim 1, wherein the single mode optical fiber has a wavelength dispersion of 3.5 dB / km nm and a total length of the optical fiber for generating a mode-locked Sliton laser light pulse. 제1 항에 있어서, 상기 광 경로 차단기는 레이저 광을 한쪽 방항으로만 진행하게 하는 것을 특징으로 하는 광섬유 레이저.The optical fiber laser of claim 1, wherein the optical path blocker causes the laser light to travel in only one direction. 제1 항에 있어서, 상기 제 1 복굴절 조절기는 광섬유를 일정한 반경의 원으로 구부려서 구부림 반경에 의한 복굴절과 일정한 뒤틀림 각을 주어 뒤틀림 각에 의한 복굴절 되도록 한 것을 특징으로 하는 광섬유 레이저.The optical fiber laser according to claim 1, wherein the first birefringence controller is configured to bend the optical fiber into a circle having a constant radius so as to give a birefringence by a bending radius and a constant twist angle so that the birefringence is caused by the twist angle. 제1 항에 있어서, 상기 제 1 복굴절 조절기는 구부림의 크기를 회전판의 구부림 반경을 조정하여 조절 되도록 한 것을 특징으로 하는 광섬유 레이저.The optical fiber laser according to claim 1, wherein the first birefringence controller adjusts the size of the bending by adjusting the bending radius of the rotating plate. 제1 항에 있어서, 상기 제 1 복굴절 조절기는 뒤틀림 각의 크기를 회전판을 회전시키는 회전각의 크기를 조정하여 조절 되도록 한 것을 특징으로 하는 광섬유 레이저.The optical fiber laser according to claim 1, wherein the first birefringence controller adjusts the size of the twist angle by adjusting the size of the rotation angle for rotating the rotating plate. 제1 항에 있어서, 상기 제 2 복굴절 조절기는 뒤틀림 각에 대한 특수한 형태로 변조 주파수가 가변되어 2개의 솔리톤 펄스 모드가 발생 되는 것을 특징으로 하는 광섬유 레이저.The optical fiber laser according to claim 1, wherein the second birefringence controller has a modulated frequency variable in a special form with respect to the twist angle to generate two soliton pulse modes. 제1 항에 있어서, 상기 제 2 복굴절 조절기는 뒤틀림 각에 대한 특수한 형태로 레이져 출력 모드가 전환 되는 것을 특징으로 하는 광섬유 레이저.The optical fiber laser according to claim 1, wherein the second birefringence regulator is switched to a laser output mode in a special form with respect to the twist angle. 제1 항에 있어서, 상기 제 1 복굴절 조절기는 뒤틀림 각에 대해 레이져 광 전력이 변환 되는 것을 특징으로 하는 광섬유 레이저.The optical fiber laser of claim 1, wherein the first birefringent regulator is converted to laser optical power with respect to a twist angle.
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