JP2006080384A - 波長走査型ファイバレーザ光源 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光ファイバループに光ファイバで発振波長にゲインを有するゲイン媒体を設けてループを形成する。この光ファイバループに光サーキュレータ13を設け、光サーキュレータ13で取り出された光をコリメートレンズ22で拡大し、その光軸上にミラー23を設け、ガルバノメータ24によってミラー23を回動させる。ミラーで反射された光に対して回折格子25を設ける。回折格子25は入射光と同一方向に光を反射するリトロー構成とする。回折格子25への入射角度によって選択波長が変化する。従ってミラー23を回転させて選択波長を変化させることにより、発振波長を変化させることができる。
【選択図】図1
Description
YAMASHITA ET AL., IEEE JOURAL ON SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS, VOL.7, NO.1 JANUARY/FEBRUARY 2001, PP41〜43
Λ(sinγ+sinδ)kλ ・・・(1)
ここでkは次数であり、0,±1,±2・・・の値となる。さて回折光にはリトロー配置とリットマン配置とがある。リトロー配置では−1次の回折光と入射光の角度が等しい。従って(1)式においてγ=δ−1とすると、(1)式より回折光の波長は次式で決定される。
λ=2Λsinγ ・・・(2)
ここでΛはグレーティングのピッチ(μm)、即ち単位長さ当たりの格子線数a(本/mm)の逆数である。尚、リットマン配置では入射光と反射光の角度は一致していない。
λ=2Λsin(β+ν) ・・・(3)
ここでΛは回折格子ピッチ(μm)であり、回折格子定数aの定数(本/mm)の逆数である。又回折格子による選択波長の半値幅Δλは次式で与えられる。
Δλ=λ2/{2πWtan(β+ν)} ・・・(4)
ここでWは回折格子25に加わる光の光ビーム径であり、β+νは回折格子に対する入射角である。式(3)より明らかなように入射角が大きくなれば選択波長が長く、入射角が小さくなれば短波長となる。そして入射角が大きくなれば図5に示されるように、回折格子の面上に投影される光ビーム径も大きくなるため、λ2はほぼ一定と考えると、半値幅Δλは短波長となるほど太くなる。
W3=M2W2 ・・・(5)
又この拡大率M2は次式で与えられる。
M2=(cosφ・cosν)/(cosθ・cosμ) ・・・(6)
尚、ビームエキスパンダ31においても同様にビーム径が拡大され、元の光ビーム径W1がW3に拡大される。
11,73 光ファイバ
12,71,81 ゲイン媒体
13 光サーキュレータ
14 カップラ
15,74 偏波コントローラ
16 エルビウムドープドファイバ
17 半導体レーザ
18 WDMカップラ
21 光ファイバ
22 コリメートレンズ
23 ミラー
24 ガルバノメータ
25 回折格子
31,32 ビームエキスパンダ
41 ポリゴンミラー
42 駆動部
51 半導体光増幅器
61 偏波面保存型光ファイバ
76 波長可変フィルタ
91 多反射面ミラー
91a,91b,91c 反射面
Claims (15)
- レーザ発振の光路となる光ファイバと、
前記光ファイバに接続され、発振する波長に利得を有するゲイン媒体と、
前記光ファイバに接続され、波長を連続的に可変する波長可変光フィルタと、を具備し、
前記波長可変フィルタは、
前記光ファイバより得られる光ビームの反射角度を一定範囲で周期的に変化させる光ビーム偏向部と、
前記光ビーム偏向部で偏向された光が入射され、入射角と同一方向に入射角に応じて変化する選択波長の光を反射する回折格子と、を具備することを特徴とする波長走査型ファイバレーザ光源。 - 前記光ファイバは、ループ状に形成されたものであり、
前記光ファイバに接続され、前記光ファイバを通過する光の一部を取り出す光学カップラを更に有することを特徴とする請求項1記載の波長走査型ファイバレーザ光源。 - 前記ゲイン媒体は、前記光ファイバのループの一部を構成する光ファイバ増幅器であることを特徴とする請求項2記載の波長走査型ファイバレーザ光源。
- 第1〜第3の端子を有し、前記第1,第2の端子が光ファイバのループに接続され、前記第3の端子が前記波長可変フィルタに接続され、各端子に入射される光の方向を制御する光サーキュレータを更に有することを特徴とする請求項2記載の波長走査型ファイバレーザ光源。
- 前記光ファイバループは、偏波面保存型の光ファイバを含んで構成されていることを特徴とする請求項2記載の波長走査型ファイバレーザ光源。
- 前記光ファイバの一端に前記ゲイン媒体が接続され、前記光ファイバの他端に前記波長可変フィルタが接続されたものであることを特徴とする請求項1記載の波長走査型ファイバレーザ光源。
- 前記ゲイン媒体は、光を増幅する半導体光増幅器であることを特徴とする請求項1,2,6のいずれか1項記載の波長走査型ファイバレーザ光源。
- 前記光ファイバに接続され、前記光ファイバを通過する光の一部を取り出す光学カップラを更に有することを特徴とする請求項1,6のいずれか1項記載の波長走査型ファイバレーザ光源。
- 前記光ファイバには光ファイバを通過する光の偏波方向を一定方向に規定する偏波コントローラを更に有することを特徴とする請求項1,2,6のいずれか1項記載の波長走査型ファイバレーザ光源。
- 前記ゲイン媒体は、その一端が前記光ファイバに接続され、他端から光を取り出すように構成したことを特徴とする請求項6記載の波長走査型ファイバレーザ光源。
- 前記波長可変フィルタの光ビーム偏向部は、
前記光ファイバより出射される光軸上に配置され、回転によって光の反射角を変化させる複数の反射面を有するポリゴンミラーと、
前記ポリゴンミラーを回転させて光の反射角度を制御する駆動部と、を有することを特徴とする請求項1記載の波長走査型ファイバレーザ光源。 - 前記波長可変フィルタの光ビーム偏向部は、
前記光ファイバより出射される光軸上に配置され、回転によって光の反射角を変化させるミラーと、
前記ミラーを一定の角度範囲で回動させるガルバノメータと、を有することを特徴とする請求項1記載の波長走査型ファイバレーザ光源。 - 前記波長可変フィルタは、
前記光ビーム偏向部で偏向された光ビームのビーム径を拡大するビームエキスパンダを更に有し、
前記ビームエキスパンダは選択波長が短くなるに従って拡大率を大きくするものであることを特徴とする請求項1記載の波長走査型ファイバレーザ光源。 - 前記ビームエキスパンダは、
前記光ファイバより得られる光ビームのビーム径を拡大し、前記光ビーム偏向部の前に配置された第1のビームエキスパンダと、
前記第1のビームエキスパンダから得られる光ビームのビーム径を拡大する第2のビームエキスパンダとを有することを特徴とする請求項13記載の波長走査型ファイバレーザ光源。 - 前記波長可変フィルタは、
前記光ビーム偏向部と前記回折格子との間に複数(m≧2:mは整数)の反射面を有する多反射面ミラーを更に含むものであり、
前記ビーム偏向部による偏向角度範囲をφとすると、前記多反射ミラーの第(i+1)(i=1〜m)の面が第iの面に対してφ/2mだけ傾けて配置され、前記光ビーム偏向部からの光を夫々φ/m毎に第1〜第mの反射面に対して入射し、その反射光を前記回折格子に入射するように配置したことを特徴とする請求項1記載の波長走査型ファイバレーザ光源。
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