JP6093246B2 - 中赤外波長変換光源 - Google Patents
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Description
1/λ3=1/λ2+1/λ1 (式1)
Δβ=2π(n3/λ3−n2/λ2−n1/λ1) (式2)
fn=fCEO+n・frep (式4)
f’a-b=(a−b)frep (式5)
−280/A+29≦Λ≦−280/A+32 (式6)
図8に、本発明の実施例1に係る波長変換光源を示す。図8には、励起LD810と、ファイバループ820と、Er添加ファイバ増幅器830と、偏波コントローラ840と、高非線形ファイバ850と、周期分極反転LiNbO3導波路(以下、LiNbO3導波路とする)860と、Geからなる2μm以下の光をカットする光学的なフィルタ870とを備えた波長変換光源800が示されている。
本実施例2に係る波長変換光源として、実施例1とは唯一分極反転LiNbO3導波路だけが異なるものを用いた。本実施例2では、LiNbO3導波路として分極反転LiNbO3の分極反転周期Λが27.5μmのものを用いた。図10に、実施例2におけるLiNbO3導波路への光スペクトルとLiNbO3導波路から出力された透過光スペクトルとを示す。図10において、出力値は相対強度で示している。図10に示されるように、波長が1〜2μm帯に広がった光周波数コムがLiNbO3導波路を透過することによって、実施例1に比較して長波長側の3〜5μmの波長範囲の透過光に変換されていることがわかる。すなわち、本実施例2においても、2μmもの広範囲において出力光を得ることができた。
図11に、本発明の実施例3に係る波長変換光源を示す。図11には、例えば1.55μm帯の光を出力するLD1110と、位相変調器1121及び強度変調器1122からなる変調手段1120と、偏波コントローラ1130と、Er添加ファイバ増幅器1140と、高非線形ファイバ1150と、LiNbO3導波路1160とを備えた波長変換光源1100が示されている。本実施例3に係る波長変換光源1100は、実施例1のファイバループ820からなる光周波数コム種光発生手段の部分をLD1110及び変調手段1120に変更したものである。
図13に、本発明の実施例4に係る波長変換光源を示す。図13には、LD1310と、位相変調器1321及び強度変調器1322からなる変調手段1320と、偏波コントローラ1330と、Er添加ファイバ増幅器1340と、高非線形ファイバ1350と、増幅手段1360と、LiNbO3導波路1370とを備えた波長変換光源1300が示されている。増幅手段1360は、分波器1361と、Yb添加ファイバ増幅器1362と、合波器1363と、偏波コントローラ1364とで構成される。本実施例4に係る波長変換光源1300は、実施例3に係る波長変換光源1100とほぼ同じ構成を用いているが、増幅手段1360が高非線形ファイバ1350とLiNbO3導波路1370との間に挿入されている点で実施例3に係る波長変換光源1100と異なる。
11 LiNbO3基板
12 光導波路
13 信号光
14 励起光
15、1363 合波器
16 変換光
101 光周波数コム種光発生手段
102、830、1140、1340 Er添加ファイバ増幅器
103、850、1150、1350 高非線形ファイバ
110 光周波数コム光源
120 非線形光学媒質
810 励起LD
820 ファイバループ
821 Er添加ファイバ
822、840、1130、1330、1364 偏波コントローラ
823 アイソレータ
824 カプラ
825 分岐手段
860、1160 周期分極反転LiNbO3導波路
870 フィルタ
1110、1310 LD
1120、1320 変調手段
1121、1321 位相変調器
1122、1322 強度変調器
1360 増幅手段
1361 分波器
1362 Yb添加ファイバ増幅器
Claims (7)
- 光周波数コム種光発生手段と、前記光周波数コム種光発生手段に接続されたEr添加ファイバ増幅器と、前記Er添加ファイバ増幅器に接続された高非線形ファイバとを少なくとも備え、光周波数コムを出力する光周波数コム光源と、
前記光周波数コム光源から出力された光周波数コムを入力し、2次の非線形光学効果を発する非線形光学媒質と
を備え、
前記非線形光学媒質は、非線形光学材料の分極方向が周期的に反転する分極反転構造を有するLiNbO 3 光導波路を含み、
前記非線形光学媒質の前記LiNbO 3 光導波路では、入力した前記光周波数コムの多数の光の中から選択された波長λpを有する光と波長λsを有する光との差周波発生により、1/λi=1/λp−1/λsの式を満たす波長λiの変換光を出力し、前記差周波発生が前記光周波数コムのそれぞれの波長を有する光の中から複数の組み合わせで行われることによって、λiが2〜4.5μmの複数の変換光を発生させ、
前記分極反転構造は、前記波長λpと前記波長λsとに対してλiが2〜4.5μmとなる位相整合条件を満たすように、分極反転周期が設定される
ことを特徴とする中赤外波長変換光源。 - 前記非線形光学媒質の後段に、2μm以下の光を減衰させるフィルタを配置したことを特徴とする請求項1に記載の中赤外波長変換光源。
- 前記光周波数コム光源の出力光を分岐する分岐手段と、
前記分岐手段により分岐された一方の出力光を入力するYb添加ファイバ増幅器と、
前記分岐手段により分岐された他方の出力光と前記Yb添加ファイバ増幅器の出力光とを合波して、当該合波光を前記非線形光学媒質に出力する合波手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の中赤外波長変換光源。 - 前記非線形光学材料は、LiNbO3またはLiNbO3にMg、Zn、Sc、およびInからなる群から選ばれた少なくとも一種が添加物として含有された材料から成ることを特徴とする請求項1に記載の中赤外波長変換光源。
- 前記分極反転構造の分極反転周期Λ(μm)が、前記LiNbO 3 光導波路のコア面積A(μm2)に対して、
−280/A+29≦Λ≦−280/A+32
を満たすことを特徴とする請求項1に記載の中赤外波長変換光源。 - 前記光周波数コム種光発生手段は、
Er添加ファイバ及びアイソレータを少なくとも含むファイバループと、
前記Er添加ファイバを励起するための励起光を出力する励起光源と、
前記励起光源から出力された励起光を前記ファイバループに合波する合波手段と、
前記ファイバループ中の光を取り出して前記Er添加ファイバ増幅器に出力する分波手段と
を備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の中赤外波長変換光源。 - 前記光周波数コム種光発生手段は、出力光を連続発振する半導体レーザと、前記半導体レーザの前記出力光を変調する変調手段とを少なくとも備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の中赤外波長変換光源。
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