JPH0964440A - Optical fiber laser - Google Patents
Optical fiber laserInfo
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- JPH0964440A JPH0964440A JP21427995A JP21427995A JPH0964440A JP H0964440 A JPH0964440 A JP H0964440A JP 21427995 A JP21427995 A JP 21427995A JP 21427995 A JP21427995 A JP 21427995A JP H0964440 A JPH0964440 A JP H0964440A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は主に光通信用光源として
利用される希土類ドープファイバを使用する光ファイバ
レーザに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber laser using a rare earth doped fiber which is mainly used as a light source for optical communication.
【０００２】[0002]
【従来の技術】コヒーレント光通信は、送信部では単一
周波数の光を搬送波として用い、これに信号によって変
調をかけて送信し、受信部では搬送波と同一周波数の局
部発振器光によってコヒーレント検波して信号を取り出
す方式である。ここで、コヒーレント光通信に用いる光
源は、単一周波数であることが必要条件になっている。
そのため、希土類金属元素をレーザ活性媒質とした光フ
ァイバレーザの開発においても、発振周波数の単一化、
安定化が課題となっている。2. Description of the Related Art In coherent optical communication, light having a single frequency is used as a carrier in a transmitter, and this is modulated by a signal to be transmitted, and in a receiver, coherent detection is performed by a local oscillator light having the same frequency as the carrier. It is a method of extracting a signal. Here, the light source used for coherent optical communication is required to have a single frequency.
Therefore, even in the development of an optical fiber laser using a rare earth metal element as a laser active medium, the oscillation frequency is unified,
Stabilization is an issue.
【０００３】ここで、従来技術による光ファイバレーザ
について説明する。光ファイバにより共振器を構成した
ファイバレーザには、共振器の形として二種類がある。
一つはファブリー・ペロー型であり、もう一つがリング
型である。単一モード発振を目的とした光ファイバレー
ザとしては、この両方の形式が研究されている。ファブ
リー・ペロー型共振器は図８に示すように、光ファイバ
１の両端に高反射ミラー２、出力取り出しミラー３を設
置したものである。符号４は励起用光源、符号５は波長
分割多重方向性結合器、符号６は偏波コントローラであ
る。また、リング型共振器は図９に示すように、光ファ
イバ１をリング状にし、方向性結合器７により光を取り
出す。図中、符号８はアイソレータである。このリング
型共振器は、構成が簡単であること、および進行波型レ
ーザであることから理論的な解析が容易であり、実験的
にも良い特性が得られていることから、おもな研究対象
になっている。Here, a conventional optical fiber laser will be described. There are two types of resonators in the fiber laser in which the resonator is composed of an optical fiber.
One is the Fabry-Perot type and the other is the ring type. Both types of optical fiber lasers for single-mode oscillation have been studied. As shown in FIG. 8, the Fabry-Perot resonator has a high reflection mirror 2 and an output extraction mirror 3 installed at both ends of an optical fiber 1. Reference numeral 4 is an excitation light source, reference numeral 5 is a wavelength division multiplexing directional coupler, and reference numeral 6 is a polarization controller. Further, as shown in FIG. 9, the ring resonator has a ring-shaped optical fiber 1 and a directional coupler 7 extracts light. In the figure, reference numeral 8 is an isolator. This ring resonator has a simple structure, and since it is a traveling wave laser, theoretical analysis is easy and good characteristics have been obtained experimentally. It is targeted.
【０００４】ところで、レーザ共振器ではレーザ媒質の
利得帯域の中で共振器長の周期に対応する縦モードが多
数発振する。この隣り合う共振周波数の周波数差を自由
スペクトル間隔（ＦＲＳ：Free Spectral Range ）とい
い、ファイバリングレーザの場合、式（１）で表わされ
る。 ＦＲＳ＝ｃ／ｎＬ ・・・・・ （１） ここで、c ：光速度、ｎ：ファイバコアの屈折率、Ｌ：
共振器長 例えば、レーザ媒質にErを用い、Alなどを添加した場
合、1550nm帯での利得スペクトルはなだらかに広がった
状態となり、利得帯域は30nm以上となる。そのため単一
周波数で発振することはない。従って、多数の縦モード
の中から任意の一つの発振モードを選び出すために、共
振器内にモード選択素子を挿入する必要がある。モード
選択素子としては、ファブリー・ペローエタロン、Mach
-Zehnder干渉計などが用いられている。なお、ファブリ
ー・ペロー型共振器にはファイバグレーティングを用い
た例がある（文献１参照）。このファイバグレーティン
グは、光ファイバ上にブラッグ回折格子を形成したもの
で、特定波長のみを選択的に反射する狭帯域反射フィル
タであり、光ファイバとの結合性の良さ、良好な波長特
性から様々の応用が期待されている。By the way, in the laser resonator, many longitudinal modes corresponding to the period of the resonator length oscillate in the gain band of the laser medium. The frequency difference between the adjacent resonance frequencies is called a free spectral range (FRS), and in the case of a fiber ring laser, it is expressed by equation (1). FRS = c / nL (1) Where, c: speed of light, n: refractive index of fiber core, L:
Resonator length For example, when Er is used as the laser medium and Al or the like is added, the gain spectrum in the 1550 nm band spreads smoothly, and the gain band becomes 30 nm or more. Therefore, it does not oscillate at a single frequency. Therefore, in order to select any one oscillation mode from a large number of longitudinal modes, it is necessary to insert a mode selection element in the resonator. Fabry-Perot etalon, Mach
-Zehnder interferometer is used. There is an example of using a fiber grating in the Fabry-Perot resonator (see Document 1). This fiber grating is a narrow band reflection filter that selectively forms only a specific wavelength and has a Bragg diffraction grating formed on the optical fiber. Applications are expected.
【０００５】発振周波数の単一化を実現する場合、ファ
ブリー・ペロー型では共振器長を短くし、縦モード間隔
を広げることにより、一つのモードを選び出しやすくす
ることができる。しかし、定在波が生じるため、レーザ
媒質に空間的ホールバーニングを生じ、モードホッピン
グの原因となる。この空間的ホールバーニングを抑制す
るために、希土類添加ファイバの長さを短くする工夫が
行われているが、レーザ媒質の減少により強いレーザ発
振出力を望むことはできなくなる。一方、リング型共振
器では、共振器内を周回する光は進行波であるために、
レーザ活性媒質内での空間的ホールバーニングを生じる
ことがないという利点がある。しかし、共振器長が長い
ため発振自由スペクトル間隔（FSR ）が短くなり、発振
するモードの数は多くなってしまう。このとき、単一モ
ード発振とするために、モード選択素子として誘電体多
層膜から構成されたバンドパスフィルタを使用すること
が多い。In the case of realizing a single oscillation frequency, in the Fabry-Perot type, it is possible to easily select one mode by shortening the resonator length and widening the longitudinal mode interval. However, a standing wave is generated, which causes spatial hole burning in the laser medium and causes mode hopping. In order to suppress this spatial hole burning, measures have been taken to shorten the length of the rare earth-doped fiber, but it is not possible to expect a strong laser oscillation output due to the reduction of the laser medium. On the other hand, in the ring resonator, the light circulating in the resonator is a traveling wave,
There is an advantage that spatial hole burning does not occur in the laser active medium. However, since the resonator length is long, the oscillation free spectrum interval (FSR) becomes short, and the number of oscillating modes increases. At this time, in order to achieve single-mode oscillation, a bandpass filter composed of a dielectric multilayer film is often used as a mode selection element.
【０００６】また、上述したように、光ファイバレーザ
をコヒーレント通信に使用する際は、発振周波数の安定
化が必要となる。ところで、発振周波数変動を引き起こ
す要因の一つとして、リング型共振器中を周回する光の
偏波状態の変動がある。リング型共振器では共振する偏
波として２つの状態（固有偏波状態）が存在し、各々に
対して縦モード発振が考えられる。この固有偏波状態に
よる周波数変動の問題は、リング共振型光ファイバジャ
イロでも問題となっており、その解決法として、 １）偏波保持光ファイバや偏波保持光ファイバカプラを
使い、偏波保持光ファイバの軸をリング中の一ヶ所で９
０度捻って接続して共振器を構成する（文献２参照）。 ２）通常の単一モード光ファイバ（あるいはErドープ光
ファイバ）を捻り、ファイバ中の固有モードを左旋およ
び右旋の二つの円偏波とし、さらに共振器内にλ/2素子
を挿入し二つの固有モードの入れ替えを行う（文献３参
照）。 等の方法がある。これらの方法により2 つの偏波モード
の共振間隔を一定にし、偏波変動による発振周波数の揺
らぎをなくすことができる。 文献１：Opt.Lett. 18,No.23,2023 (1993)． 文献２：Proc.SPIE,Vol.1169, pp.373-381,1989. 文献３：電子情報通信学会技術報告 1994-9, p.25.Further, as described above, when the optical fiber laser is used for coherent communication, it is necessary to stabilize the oscillation frequency. By the way, as one of the factors causing the oscillation frequency variation, there is a variation in the polarization state of the light circulating in the ring resonator. In the ring resonator, there are two states (eigenpolarization states) as polarized waves that resonate, and longitudinal mode oscillation can be considered for each state. This problem of frequency fluctuation due to the inherent polarization state is also a problem in the ring resonance type optical fiber gyro. As a solution, 1) polarization maintaining optical fiber or polarization maintaining optical fiber coupler is used. The optical fiber axis is 9 at one point in the ring.
A resonator is constructed by twisting and connecting 0 degree (see Reference 2). 2) Twist a normal single-mode optical fiber (or Er-doped optical fiber) to make the eigenmodes in the fiber two circularly polarized waves, left-handed and right-handed, and insert a λ / 2 element in the resonator. The two eigenmodes are switched (see Reference 3). There is a method such as. With these methods, the resonance interval between the two polarization modes can be made constant, and fluctuations in the oscillation frequency due to polarization fluctuations can be eliminated. Reference 1: Opt. Lett. 18, No. 23, 2023 (1993). Reference 2: Proc.SPIE, Vol.1169, pp.373-381, 1989. Reference 3: IEICE Technical Report 1994-9, p.25.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】従来のリング型共振器
を用いた光ファイバレーザには、次のような問題があっ
た。即ち、 １）上述のように、モード選択素子として誘電体多層膜
から構成されたバンドパスフィルタを使用することが多
いが、共振器内へモード選択素子を挿入すると、挿入損
失の増加により、レーザ発振しきい値が増大し、スロー
プ効率が低下して、レーザ効率が悪化する。 ２）リング型共振器を用いた光ファイバレーザは進行型
レーザであるため、反射フィルタであるファイバグレー
ティングをモード選択素子としてリング型共振器内に使
用することができない。 ３）周波数安定化のため、共振器中を周回する光の偏波
状態を制御する必要がある。The conventional optical fiber laser using the ring type resonator has the following problems. That is, 1) As described above, a bandpass filter composed of a dielectric multilayer film is often used as the mode selection element. However, when the mode selection element is inserted into the resonator, the insertion loss increases, which causes a laser loss. The oscillation threshold increases, the slope efficiency decreases, and the laser efficiency deteriorates. 2) Since the optical fiber laser using the ring resonator is a traveling laser, the fiber grating, which is a reflection filter, cannot be used as a mode selection element in the ring resonator. 3) To stabilize the frequency, it is necessary to control the polarization state of light circulating in the resonator.
【０００８】そこで、本発明はリング型共振器を用いた
光ファイバレーザであって、モード選択素子としてファ
イバグレーティングを用いるとともに、偏波変動を抑制
した光ファイバレーザを提供することを目的とする。言
い換えると、本発明は、ファイバグレーティングを使用
したファブリー・ペロー型共振器レーザ、及びバンドパ
スフィルタをモード選択素子に利用したリング型共振器
レーザ、各々の欠点を解消し、各々の利点を生かし、さ
らにリング共振型光ファイバジャイロで用いられている
偏波変動抑制法を活用したレーザ光源を提供する。Therefore, an object of the present invention is to provide an optical fiber laser using a ring resonator, which uses a fiber grating as a mode selection element and suppresses polarization fluctuation. In other words, the present invention eliminates the drawbacks of each of the Fabry-Perot resonator lasers using a fiber grating, and the ring resonator lasers using a bandpass filter as a mode selection element, and takes advantage of each of them. Further, the present invention provides a laser light source utilizing the polarization fluctuation suppression method used in the ring resonance type optical fiber gyro.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決すべくなされたもので、請求項１記載の発明は、第
一、第二、第三のポートを備え、第一のポートに入射さ
れる光が第二のポートから、第二のポートに入射される
光が第三のポートから、各々出射される方向性結合部
と、誘導放出による光増幅作用を有する光増幅ファイバ
と、前記光増幅ファイバを光励起するための励起光を発
生する励起光源と、前記励起光を前記光増幅ファイバに
入射させるための波長分割多重方向性結合器と、前記光
増幅ファイバを伝搬した光の特定波長を選択的に反射す
るファイバグレーティングとを備え、前記方向性結合部
の第一のポートと前記波長分割多重方向性結合器の一端
の間、前記波長分割多重方向性結合器の他端と前記光増
幅ファイバの一端の間、および前記光増幅ファイバの他
端と前記方向性結合部の第三のポートの間はそれぞれ光
ファイバを介して接続されて、リング型共振器を形成
し、前記ファイバグレーティングの一端は前記方向性結
合部の第二のポートに接続されており、前記ファイバグ
レーティングの他端から出力を取り出すことを特徴とす
る光ファイバレーザである。The present invention has been made to solve the above problems, and the invention according to claim 1 is provided with a first port, a second port and a third port, and the first port is provided. A directional coupling portion in which incident light is emitted from the second port and light incident on the second port is emitted from the third port, and an optical amplification fiber having an optical amplification effect by stimulated emission, A pumping light source that generates pumping light for optically pumping the optical amplifying fiber, a wavelength division multiplexing directional coupler for causing the pumping light to enter the optical amplifying fiber, and identification of light propagating through the optical amplifying fiber A fiber grating that selectively reflects wavelength, between the first port of the directional coupler and one end of the wavelength division multiple directional coupler, and the other end of the wavelength division multiple directional coupler and the Between one end of optical amplification fiber And the other end of the optical amplification fiber and the third port of the directional coupling section are respectively connected via an optical fiber to form a ring resonator, and one end of the fiber grating is directionally coupled. Is an optical fiber laser connected to the second port of the section and extracting an output from the other end of the fiber grating.
【００１０】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の光ファイバレーザにおいて、光増幅ファイバは光増
幅偏波保持光ファイバであり、方向性結合部の第一のポ
ートと波長分割多重方向性結合器の一端の間、前記波長
分割多重方向性結合器の他端と前記光増幅ファイバの一
端の間、および前記光増幅ファイバの他端と前記方向性
結合部の第三のポートの間を接続する光ファイバは偏波
保持光ファイバであり、前記光増幅偏波保持光ファイバ
および偏波保持光ファイバはリング型共振器中の一か所
で９０度捩じった状態で接続されており、ファイバグレ
ーティングは偏波保持光ファイバを用いていることを特
徴とするものである。According to a second aspect of the present invention, in the optical fiber laser according to the first aspect, the optical amplifying fiber is an optical amplifying polarization maintaining optical fiber, and the first port of the directional coupling section and the wavelength division multiplex. Between one end of the directional coupler, between the other end of the wavelength division multiplexing directional coupler and one end of the optical amplification fiber, and between the other end of the optical amplification fiber and the third port of the directional coupling section. The optical fiber connecting the two is a polarization-maintaining optical fiber, and the optical amplification polarization-maintaining optical fiber and the polarization-maintaining optical fiber are connected in a state twisted by 90 degrees at one place in the ring resonator. The fiber grating is characterized by using a polarization maintaining optical fiber.
【００１１】[0011]
【作用】請求項１記載の発明では、光増幅ファイバで増
幅された光は方向性結合部の第一のポートに入射する
と、第二のポートから出射し、ファイバグレーティング
によってある波長幅の光だけが反射され、第二のポート
に戻ってくる。第二のポートに戻ってきた光は、第三の
ポートから出力され、再び光増幅ファイバで増幅されて
第一のポートに入射する。このようにして、光はリング
型共振器中を周回し、ファイバグレーティングの方向性
結合部と接続していない端部から取り出される。上述の
ように、請求項１記載の発明では、リング型共振器にお
いてモード選択素子としてファイバグレーティングを用
いることができるので、空間的ホールバーニングを防
ぎ、狭帯域の発振波長で効率のよいレーザ発振を実現で
きる。According to the invention described in claim 1, when the light amplified by the optical amplifying fiber enters the first port of the directional coupling portion, the light is emitted from the second port, and only the light of a certain wavelength width is produced by the fiber grating. Is reflected and returns to the second port. The light returned to the second port is output from the third port, is again amplified by the optical amplification fiber, and is incident on the first port. In this way, light circulates in the ring resonator and is extracted from the end of the fiber grating that is not connected to the directional coupling section. As described above, according to the first aspect of the invention, since the fiber grating can be used as the mode selection element in the ring resonator, spatial hole burning can be prevented and efficient laser oscillation can be performed at a narrow band oscillation wavelength. realizable.
【００１２】また、請求項２記載の発明では、リング型
共振器全体を偏波保持ファイバで構成し、リング中で一
か所９０度捩じった状態で偏波保持ファイバが接続され
ているので、周回する2 つの固有偏波状態の周波数差が
一定に保たれる。従って、偏波変動による発振周波数の
不安定性を取り除くことができる。According to the second aspect of the invention, the entire ring resonator is composed of a polarization maintaining fiber, and the polarization maintaining fiber is connected in a state where it is twisted by 90 degrees at one place in the ring. Therefore, the frequency difference between the two eigenpolarization states that rotate is kept constant. Therefore, instability of the oscillation frequency due to polarization fluctuation can be eliminated.
【００１３】[0013]
【実施例】以下、図面に示した実施例に基づいて本発明
を詳細に説明する。 実施例１．図１は本発明にかかる光ファイバレーザの一
実施例の説明図である。図中、符号１１、１２、１３は
符号１４で示される方向性結合部の各ポートである。符
号１５はファイバグレーティング、符号１６は光ファイ
バ、符号１７は光増幅ファイバ、符号１９は光増幅ファ
イバ１７を光励起するための励起光を発生する励起光
源、符号１８は励起光源１９から出射される光を光増幅
ファイバ１７に入射させるための波長分割多重方向性結
合器である。ここで、方向性結合部１４は、３個のポー
ト１１、１２、１３を有し、第一のポート１１から入射
した光は第二のポート１２から、第二のポート１２に入
射した光は第三のポート１３から出射する構造をなして
いる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the drawings. Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is an explanatory diagram of an embodiment of an optical fiber laser according to the present invention. In the figure, reference numerals 11, 12, and 13 are ports of the directional coupling portion indicated by reference numeral 14. Reference numeral 15 is a fiber grating, reference numeral 16 is an optical fiber, reference numeral 17 is an optical amplification fiber, reference numeral 19 is an excitation light source for generating excitation light for optically exciting the optical amplification fiber 17, and reference numeral 18 is light emitted from the excitation light source 19. Is a wavelength division multidirectional coupler for making the light incident on the optical amplification fiber 17. Here, the directional coupling portion 14 has three ports 11, 12, and 13, and the light incident from the first port 11 is the light incident on the second port 12 and the light incident on the second port 12 is the light incident on the second port 12. The structure is such that the light is emitted from the third port 13.
【００１４】励起光源１９から出た励起光は波長分割多
重方向性結合器１８により共振器に結合され、光増幅フ
ァイバ１７を励起する。そうすると、自然放出光が光増
幅ファイバ１７の両端から光ファイバ１６を伝搬する。
ここで、反時計回りの自然放出光および残留励起光は方
向性結合部１４のポート１３に至り、そこで減衰する。
一方、時計回りの光は伝搬し、方向性結合部１４の第一
のポート１１から入射し、第二のポート１２から出射す
る。この光はファイバグレーティング１５の一端に入射
し、そこで波長選択されてポート１２に反射される。こ
れを繰り返すことにより、狭線幅のレーザ光がファイバ
グレーティング１５の他端より出射する。The pumping light emitted from the pumping light source 19 is coupled to the resonator by the wavelength division multidirectional coupler 18 and pumps the optical amplification fiber 17. Then, the spontaneous emission light propagates through the optical fiber 16 from both ends of the optical amplification fiber 17.
Here, the counterclockwise spontaneous emission light and the residual excitation light reach the port 13 of the directional coupling portion 14 and are attenuated there.
On the other hand, the clockwise light propagates, enters through the first port 11 of the directional coupling portion 14, and exits through the second port 12. This light enters one end of the fiber grating 15, where the wavelength is selected and reflected by the port 12. By repeating this, a laser beam with a narrow line width is emitted from the other end of the fiber grating 15.
【００１５】ここで、光増幅ファイバ１７としてはレー
ザ媒質としてＥｒを添加したものを用い、励起光源１９
としてはＥｒを励起する波長１．４８μｍの半導体レー
ザ素子を用いる。また、ファイバグレーティング１５
は、１５５１．６５ｎｍの光を選択的に反射し、半値全
幅は０．１７６ｎｍである。このファイバグレーティン
グ１５の透過スペクトルを図２に示す。このようにして
構成した光ファイバレーザの発振スペクトルを図３に示
す。図３からわかるように、光ファイバレーザの発振ス
ペクトルのピーク波長は１５５０．５６ｎｍ、半値全幅
は０．１ｎｍ以下であった。Here, as the optical amplifying fiber 17, a laser medium added with Er is used, and the pumping light source 19 is used.
For this, a semiconductor laser device having a wavelength of 1.48 μm that excites Er is used. In addition, the fiber grating 15
Selectively reflects light of 1551.65 nm and has a full width at half maximum of 0.176 nm. The transmission spectrum of this fiber grating 15 is shown in FIG. The oscillation spectrum of the optical fiber laser thus constructed is shown in FIG. As can be seen from FIG. 3, the peak wavelength of the oscillation spectrum of the optical fiber laser was 1550.56 nm, and the full width at half maximum was 0.1 nm or less.
【００１６】なお、上記実施例において、ファイバグレ
ーティングは一個である必要はなく、例えば図４に示す
ように、異なる波長λ1 、λ2 、λ3 、λ4 の光を反射
する４個のファイバグレーティング１５、２０、２１、
２２を直列に接続して共振器を構成すると、複数の波長
でレーザ発振を起こさせることができる。In the above embodiment, the number of fiber gratings need not be one, and for example, as shown in FIG. 4, four fibers that reflect lights of different wavelengths λ 1 , λ 2 , λ 3 and λ 4 are reflected. Grating 15, 20, 21,
When 22 is connected in series to form a resonator, laser oscillation can be generated at a plurality of wavelengths.
【００１７】実施例２．図５は他の実施例の説明図であ
る。図中、符号３１、３２、３３は偏波保持光ファイ
バ、符号３４はレーザ媒質としてＥｒを添加した光増幅
偏波保持光ファイバ、符号３５は偏波保持光ファイバを
用いたファイバグレーティングを示す。その他は前記実
施例１と同様である。なお、光増幅偏波保持光ファイバ
３４と偏波保持光ファイバ３２の接合面３６では、光増
幅偏波保持光ファイバ３４と偏波保持光ファイバ３２は
両者の軸が相対的に９０度捩じられた状態で融着されて
いる。Example 2. FIG. 5 is an explanatory diagram of another embodiment. In the figure, reference numerals 31, 32 and 33 denote polarization maintaining optical fibers, reference numeral 34 denotes an optical amplification polarization maintaining optical fiber to which Er is added as a laser medium, and reference numeral 35 denotes a fiber grating using the polarization maintaining optical fiber. Others are the same as those in the first embodiment. At the joint surface 36 of the optical amplification polarization maintaining optical fiber 34 and the polarization maintaining optical fiber 32, the axes of the optical amplification polarization maintaining optical fiber 34 and the polarization maintaining optical fiber 32 are twisted relative to each other by 90 degrees. Are fused together.
【００１８】励起光源１９により光増幅偏波保持光ファ
イバ３４を光励起すると、自然放出光が光増幅偏波保持
光ファイバ３４の両端から偏波保持光ファイバ３１、３
２を伝搬する。ここで、反時計回りの自然放出光および
残留励起光は方向性結合部１４のポート１３に至り、そ
こで減衰する。一方、時計回りの光は伝搬し、方向性結
合部１４の第一のポート１１から入射し、第二のポート
１２から出射する。この光はファイバグレーティング３
５の一端に入射し、そこで波長選択されてポート１２に
反射される。ポート１２から入った光はポート１３に出
射され、偏波保持光ファイバ３１を伝搬して光増幅偏波
保持光ファイバ３４と偏波保持光ファイバ３２の接合面
３６に到達する。光増幅偏波保持光ファイバ３４を伝搬
してきた光は、接合面３６で偏波の二つの直交する主軸
が交換されて偏波保持光ファイバ３２に伝わっていく。
さらに、偏波保持光ファイバ３２から方向性結合部１４
へと共振器中を周回すると、再び接合面３６に戻ってき
たときには、偏波の二つの直交する主軸が変換する。出
力はファイバグレーティング３５の方向性結合部１４と
接続されていない端部３５ａから取り出す。しかしなが
ら、端部３５ａから取り出した出力は光増幅偏波保持光
ファイバ３４で生じる自然放出光成分を多く含んでい
る。そのため、出力端にバンドパスフィルタ３７を付
け、求める波長のみを選択する。When the pumping light source 19 optically pumps the optical amplification polarization-maintaining optical fiber 34, spontaneous emission light is transmitted from both ends of the optical amplification polarization-maintaining optical fiber 34 to the polarization-maintaining optical fibers 31, 3.
Propagate 2. Here, the counterclockwise spontaneous emission light and the residual excitation light reach the port 13 of the directional coupling portion 14 and are attenuated there. On the other hand, the clockwise light propagates, enters through the first port 11 of the directional coupling portion 14, and exits through the second port 12. This light is the fiber grating 3
The light is incident on one end of the light source 5, the wavelength thereof is selected there, and the light is reflected by the port 12. The light entering from the port 12 is emitted to the port 13, propagates through the polarization maintaining optical fiber 31, and reaches the joining surface 36 of the optical amplification polarization maintaining optical fiber 34 and the polarization maintaining optical fiber 32. The light propagating through the optical amplification polarization-maintaining optical fiber 34 is transmitted to the polarization-maintaining optical fiber 32 after the two orthogonal principal axes of the polarization are exchanged at the joint surface 36.
Furthermore, from the polarization maintaining optical fiber 32 to the directional coupling section 14
When revolving in the resonator to, when returning to the joint surface 36 again, the two orthogonal principal axes of polarization are converted. The output is taken out from the end portion 35a of the fiber grating 35 which is not connected to the directional coupling portion 14. However, the output extracted from the end portion 35a contains a lot of spontaneous emission light components generated in the optical amplification polarization maintaining optical fiber 34. Therefore, a bandpass filter 37 is attached to the output end and only the desired wavelength is selected.
【００１９】このようにして、本実施例では、共振器中
に一方向の偏波を遮断する素子（偏光子等）を用いるこ
となく、共振器中を周回する光の二つの固有偏波状態の
差を一定に保ち、偏波変動による発振周波数の不安定性
を除去することができる。As described above, in the present embodiment, two unique polarization states of light circulating in the resonator are used without using an element (polarizer or the like) for blocking polarized light in one direction in the resonator. It is possible to keep the difference between the two constants and eliminate the instability of the oscillation frequency due to the polarization fluctuation.
【００２０】なお、図６に示すように、出力端にもファ
イバグレーティング３５と同様な波長依存性を持つファ
イバグレーティング３８（偏波保持光ファイバでなくて
も構わない）を付け、二つのファイバグレーティング３
５、３８間に挿入した光方向性結合部３９から求める波
長のみを選択してもよい。さらに、図７に示すように、
選択波長の異なる複数のファイバグレーティング３５、
４０、４１、４２を直列に接続することにより、波長の
異なる出力を同時に得ることができる。As shown in FIG. 6, a fiber grating 38 having a wavelength dependence similar to that of the fiber grating 35 (not necessarily a polarization maintaining optical fiber) is attached to the output end, and two fiber gratings are provided. Three
It is also possible to select only the wavelength to be obtained from the optical directional coupler 39 inserted between 5 and 38. Further, as shown in FIG.
A plurality of fiber gratings 35 having different selected wavelengths,
By connecting 40, 41 and 42 in series, outputs with different wavelengths can be obtained at the same time.
【００２１】[0021]
【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、リング型共振器においてモード選択素子とし
てファイバグレーティングを用いることができるので、
空間的ホールバーニングを防ぎ、狭帯域の発振波長で効
率のよいレーザ発振を実現できるという優れた効果があ
る。また、請求項２記載の発明によれば、リング型共振
器全体を偏波保持ファイバで構成し、リング中で一か所
９０度捩じった状態で偏波保持ファイバが接続されてい
るので、偏波変動による発振周波数の不安定性を取り除
き、発振周波数の安定化を実現できるという優れた効果
がある。As described above, according to the first aspect of the invention, since the fiber grating can be used as the mode selection element in the ring type resonator,
It has an excellent effect of preventing spatial hole burning and realizing efficient laser oscillation at a narrow band oscillation wavelength. According to the second aspect of the present invention, the entire ring resonator is composed of the polarization maintaining fiber, and the polarization maintaining fiber is connected in a state where it is twisted by 90 degrees at one place in the ring. In addition, there is an excellent effect that the instability of the oscillation frequency due to the polarization fluctuation can be removed and the oscillation frequency can be stabilized.
【図１】本発明にかかる光ファイバレーザの一実施例の
説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of an embodiment of an optical fiber laser according to the present invention.
【図２】上記実施例に用いたファイバグレーティングの
透過スペクトルを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a transmission spectrum of a fiber grating used in the above-mentioned example.
【図３】上記実施例の発振スペクトルを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an oscillation spectrum of the example.
【図４】本発明の他の実施例の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of another embodiment of the present invention.
【図５】本発明のさらなる他の実施例の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of still another embodiment of the present invention.
【図６】本発明のさらなる他の実施例の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of still another embodiment of the present invention.
【図７】本発明のさらなる他の実施例の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of still another embodiment of the present invention.
【図８】従来のファブリー・ペロー型共振器の説明図で
ある。FIG. 8 is an explanatory diagram of a conventional Fabry-Perot resonator.
【図９】従来のリング型共振器の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a conventional ring resonator.
１１、１２、１３・・・・・ポート １４、３９・・・・・・・・方向性結合部 １５、２０、２１、２２、３５、３８、４０、４１、４
２・・・・・ファイバグレーティング １６・・・・・・・・・・・光ファイバ １７・・・・・・・・・・・光増幅ファイバ １８・・・・・・・・・・・波長分割多重方向性結合器 １９・・・・・・・・・・・励起光源 ３１、３２、３３・・・・・偏波保持光ファイバ ３４・・・・・・・・・・・光増幅偏波保持光ファイバ ３５ａ・・・・・・・・・・端部 ３６・・・・・・・・・・・接合面 ３７・・・・・・・・・・・バンドパスフィルタ11, 12, 13, ... Ports 14, 39, ... Directional coupling portions 15, 20, 21, 22, 35, 38, 40, 41, 4
2 ... Fiber grating 16 ... Optical fiber 17 ... Optical amplification fiber 18 ... Wavelength Split multi-directional coupler 19 --- Pumping light source 31, 32, 33 ... Polarization-maintaining optical fiber 34 --- Optical amplification polarization Wave-holding optical fiber 35a ..... End 36 ................... Joint surface 37 ................... Bandpass filter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仁村 聖 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor St. Nimura 2-6-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Furukawa Electric Co., Ltd.
Claims (2)
のポートに入射される光が第二のポートから、第二のポ
ートに入射される光が第三のポートから、各々出射され
る方向性結合部と、誘導放出による光増幅作用を有する
光増幅ファイバと、前記光増幅ファイバを光励起するた
めの励起光を発生する励起光源と、前記励起光を前記光
増幅ファイバに入射させるための波長分割多重方向性結
合器と、前記光増幅ファイバを伝搬した光の特定波長を
選択的に反射するファイバグレーティングとを備え、前
記方向性結合部の第一のポートと前記波長分割多重方向
性結合器の一端の間、前記波長分割多重方向性結合器の
他端と前記光増幅ファイバの一端の間、および前記光増
幅ファイバの他端と前記方向性結合部の第三のポートの
間はそれぞれ光ファイバを介して接続されて、リング型
共振器を形成し、前記ファイバグレーティングの一端は
前記方向性結合部の第二のポートに接続されており、前
記ファイバグレーティングの他端から出力を取り出すこ
とを特徴とする光ファイバレーザ。1. A first port, a second port and a third port are provided, wherein light incident on the first port is emitted from the second port and light incident on the second port is emitted from the third port. Directional coupling portions respectively emitted, an optical amplification fiber having an optical amplification effect by stimulated emission, an excitation light source for generating excitation light for optically exciting the optical amplification fiber, and the excitation light to the optical amplification fiber A wavelength division multiplexing directional coupler for making incident light, and a fiber grating that selectively reflects a specific wavelength of the light propagating through the optical amplification fiber, and the first port of the directional coupling section and the wavelength division Between one end of the multidirectional coupler, between the other end of the wavelength division multiple directional coupler and one end of the optical amplification fiber, and between the other end of the optical amplification fiber and the third port of the directional coupling section. Between each Connected via an arbor to form a ring resonator, one end of the fiber grating is connected to the second port of the directional coupling portion, and an output is taken out from the other end of the fiber grating. Characteristic optical fiber laser.
イバであり、方向性結合部の第一のポートと波長分割多
重方向性結合器の一端の間、前記波長分割多重方向性結
合器の他端と前記光増幅ファイバの一端の間、および前
記光増幅ファイバの他端と前記方向性結合部の第三のポ
ートの間を接続する光ファイバは偏波保持光ファイバで
あり、前記光増幅偏波保持光ファイバおよび偏波保持光
ファイバはリング型共振器中の一か所で９０度捩じった
状態で接続されており、ファイバグレーティングは偏波
保持光ファイバを用いていることを特徴とする請求項１
記載の光ファイバレーザ。2. The optical amplifying fiber is an optical amplifying polarization maintaining optical fiber, and the optical amplifying polarization maintaining optical fiber is provided between the first port of the directional coupler and one end of the wavelength division multiplex directional coupler. The optical fiber connecting between the other end and one end of the optical amplification fiber and between the other end of the optical amplification fiber and the third port of the directional coupling section is a polarization maintaining optical fiber, and the optical amplification The polarization-maintaining optical fiber and the polarization-maintaining optical fiber are connected in a state of being twisted by 90 degrees at one place in the ring resonator, and the fiber grating uses the polarization-maintaining optical fiber. Claim 1
The optical fiber laser described.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21427995A JPH0964440A (en) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | Optical fiber laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21427995A JPH0964440A (en) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | Optical fiber laser |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0964440A true JPH0964440A (en) | 1997-03-07 |
Family
ID=16653107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21427995A Pending JPH0964440A (en) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | Optical fiber laser |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0964440A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1995
- 1995-08-23 JP JP21427995A patent/JPH0964440A/en active Pending
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