KR101501509B1 - Dual Optical-comb Femto-second Optical Fiber Laser - Google Patents

Dual Optical-comb Femto-second Optical Fiber Laser Download PDF

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이주형
이혁교
김영식
양호순
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Abstract

The present invention provides a dual optical-comb femtosecond optical fiber laser. The dual optical-comb femtosecond optical fiber laser includes an optical fiber resonator which maintains a polarization state, a wavelength division multiplexing (WDM) coupler which is mounted on the optical fiber resonator and supplies pump light to the optical fiber resonator, a pump light source which outputs the pump light, a gain medium added optical fiber which is mounted on the optical fiber resonator and is pumped by the pump light, a mode locking unit which is mounted on the optical fiber resonator and induces the mode locking, an isolator which is mounted on the optical fiber resonator and guiding the light passing in the optical fiber resonator to proceed in one direction, a light directivity combiner which extracts a part of the output of the optical fiber resonator, and a birefringence device which is mounted on the optical fiber resonator and provides different refractive indexes according to the polarization state of the light in the optical fiber resonator. The optical fiber resonator provides a first pulse train which corresponds to a first polarization and has a first repetition rate and a second pulse train which corresponds to a second polarization and has a second repetition rate.

Description

이중 광빗 펨토초 광섬유 레이저{Dual Optical-comb Femto-second Optical Fiber Laser}A dual optical-comb femtosecond optical fiber laser

본 발명은 이중 광빗 펨토초 광섬유 레이저에 관한 것으로, 더 구체적으로 기존의 복수의 펨토초 레이저에서만 발생 가능하였던 이중 광빗(dual optical-comb)을 단일 광섬유 공진기에서 발생 가능하도록 하는 이중 광빗 펨토초 광섬유 레이저에 관한 것이다.The present invention relates to a dual optical fiber femtosecond laser, and more particularly, to a dual optical fiber femtosecond laser capable of generating a dual optical-comb which can be generated only by a plurality of conventional femtosecond lasers in a single optical fiber resonator .

광섬유는 광섬유 고유의 분산과 비선형성으로 인하여 펨토초급 초단펄스의 압축과 성형에 유용한 도구로써 활용되어 왔다. 또한 어븀(erbium)이나 이터븀(ytterbium)과 같은 희토류 능동 이득 매질이 첨가된 광섬유는 전송매체로서의 기능뿐 아니라 발광 기능까지도 제공한다. 따라서 이러한 능동 이득 매질이 첨가된 광섬유를 이득 매질로 이용하여 레이저를 만들면, 펨토초급의 극초단 펄스 광원이 구현될 수 있다. 광섬유 레이저를 이용하여 극초단 펄스를 얻는 방법은 주로 모드 잠김(mode locking)방식을 사용한다. 모드 잠김은 레이저 공진기 내에서의 종 모드(longitudinal mode)들 간의 위상 동기를 말한다. Optical fiber has been used as a useful tool for compression and shaping of femtosecond pulses due to inherent dispersion and nonlinearity of optical fiber. In addition, optical fibers with a rare-earth active gain medium such as erbium or ytterbium provide not only a function as a transmission medium but also a light emitting function. Therefore, a femtosecond ultraprecision pulsed light source can be realized by making a laser using the optical fiber doped with the active gain medium as a gain medium. The method of obtaining the ultrashort pulse using the fiber laser mainly uses the mode locking method. Mode locking refers to phase locking between longitudinal modes in a laser resonator.

이중 광빗(dual optical-comb)은 서로 다른 반복률 (repetition rate)을 가지는 두 대의 펨토초 레이저를 서로 간섭시킬 경우 각각이 가지는 광 빗(optical comb)의 모드 간의 다중 간섭을 의미한다. 이중 광빗(dual optical-comb)은 광주파수 영역에서는 수 백만개의 종모드가 서로 간섭하는 효과를 발생시킨다. 이중 광빗(dual optical-comb)은 시간영역에서는 기계적/전기적 장치 없이 펄스 간의 높은 정밀도 및 고속으로 자동주사(auto-scanning)가 가능한 장점을 제공한다. 이러한 장점을 이용하여 이중 광빗(dual optical-comb)의 원리는 대영역 초정밀 분광, 정밀 장거리 측정, 고속 광 ADC 샘플링, 및 광결맞음 단층촬영기술(OCT) 등에 응용될 수 있다.Dual optical-comb means multiple interference between the modes of an optical comb, when two femtosecond lasers having different repetition rates interfere with each other. Dual optical-combs cause millions of longitudinal modes to interfere with each other in the optical frequency domain. Dual optical-comb offers the advantage of being able to auto-scan at high speed and high speed between pulses without mechanical / electrical devices in the time domain. Using these advantages, the principle of dual optical-comb can be applied to large-area super-precision spectroscopy, precision long distance measurement, high-speed optical ADC sampling, and optical coherence tomography (OCT).

이러한 장점을 가진 이중 광빗은 두 대의 펨토초 레이저가 필수적이다. 각 펨토초 레이저는 높은 수준의 주파수 안정화 기술을 필요로 한다. 각각의 펨토초 레이저의 광빗을 구성하는 광주파수 종 모드들은 펄스의 주기를 결정하는 반복률 주파수(repetition rate frquency)와 옵셋 주파수(offset frequency)에 의해 결정된다. 반복률 주파수는 펄스열 검출 위상잠금회로 (phase-locked loop)를 이용하여 비교적 간단하게 안정화될 수 있다. 하지만, 옵셋 주파수는 f-2f 간섭계를 추가로 구성하여 안정화될 수 있다. f-2f 간섭계는 극초단 펄스의 광섬유 내 비선형현상을 이용하여 광스펙트럼의 확장(supercontinuum generation)을 통해 한 옥타브 이상 떨어져 있는 광대역 스펙트럼을 확보한다. 이어서, f-2f 간섭계는 주파수의 스펙트럼을 비선형 이차조화파생성(second harmonic generation)을 통해 높은 주파수와의 간섭을 일으켜주어야 한다. 위와 같은 두 번의 비선형현상을 일으키기 위해서 높은 수준의 첨두 출력이 확보되어야 한다. 따라서, 일반적으로 광 증폭기가 필수적으로 요구된다. 즉, 이러한 옵셋 주파수를 안정화시키기 위해서 매우 복잡한 광학계가 구축되어야 한다. 또한, 이중 광 빗 구현을 위해서는 각각의 펨토초 레이저에서 옵셋 주파수 안정화기술이 필수적이기 때문에 측정산업 등의 응용에 한계가 있다.Two femtosecond lasers are essential for dual optical combs with these advantages. Each femtosecond laser requires a high level of frequency stabilization technology. The optical frequency modes constituting the optical comb of each femtosecond laser are determined by the repetition rate frquency and the offset frequency which determine the period of the pulse. The repetition rate frequency can be relatively simply stabilized using a pulse-train detection phase-locked loop. However, the offset frequency can be stabilized by further configuring an f-2f interferometer. The f-2f interferometer uses a nonlinear phenomenon in the ultra-short pulse optical fiber to obtain a broadband spectrum that is more than one octave away from the supercontinuum generation. Then, the f-2f interferometer must cause the spectrum of the frequency to interfere with the high frequency through the non-linear second harmonic generation. A high level of peak power is required to produce the above two nonlinear phenomena. Therefore, an optical amplifier is generally required in general. In other words, a very complicated optical system must be constructed to stabilize the offset frequency. In addition, since the offset frequency stabilization technique is essential in each femtosecond laser for the dual optical comb implementation, there is a limit in the application of the measurement industry.

본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 두 개의 광빗을 단일 펨토초 레이저에서 발생시키는 것을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for generating two optical combs in a single femtosecond laser.

또한, 본 발명의 목적은 기존의 각각의 펨토초 레이저에서 발생하는 광 빗 간의 높은 수준의 상대 주파수 안정도 확보를 위해 두 펨토초 레이저의 광주파수를 각각 안정화하는 대신 단일 공진기에서 광주파수 안정화 없이 두 광빗 간의 높은 수준의 상대 주파수 안정도를 확보하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a method and apparatus for stabilizing the optical frequency of two femtosecond lasers in order to secure a high level of relative frequency stability between optical fibrils generated in each conventional femtosecond laser, Level relative frequency stability.

본 발명의 일 실시예에 따른 이중 광빗 펨토초 광섬유 레이저는 편광 상태를 유지하는 광섬유 공진기; 상기 광섬유 공진기에 장착되어 펌프광을 상기 광섬유 공진기에 제공하는 파장 분할 다중화 결합기(wavelength division multiplexing couplerer; WDM coupler); 상기 펌프광을 출력하는 펌프 광원; 상기 광섬유 공진기에 장착되고 상기 펌프 광을 통하여 펌핑되는 이득 매질첨가 광섬유; 상기 광섬유 공진기에 장착되고 모드 잠금(mode locking)을 유도하는 모드 잠김 수단; 상기 광섬유 공진기에 장착되고 상기 광섬유 공진기 내부에 진행하는 광을 한 방향으로 진행하도록 분리기(isolator); 상기 광섬유 공진기에서 일부의 출력을 추출하는 광 방향성 결합기; 및 상기 광섬유 공진기에 장착되고 상기 광섬유 공진기 내부에 진행하는 광의 편광 상태에 따라 서로 다른 굴절률을 제공하는 복굴절 소자를 포함한다. 상기 광섬유 공진기는 제1 편광에 대응하고 제1 반복률을 가지는 제1 펄스 열 및 제2 편광에 대응하고 제2 반복률을 가지는 제2 펄스 열을 제공한다.The dual optical fiber femtosecond laser according to an embodiment of the present invention includes an optical fiber resonator maintaining a polarization state; A wavelength division multiplexing coupler (WDM coupler) mounted on the optical fiber resonator and providing the pump light to the optical fiber resonator; A pump light source for outputting the pump light; A gain medium doped optical fiber mounted on the optical fiber resonator and pumped through the pump light; Mode locking means mounted on the optical fiber resonator and inducing mode locking; An isolator installed in the optical fiber resonator and moving the light traveling in the optical fiber resonator in one direction; An optical directional coupler for extracting a part of the output from the optical fiber resonator; And a birefringent element mounted on the optical fiber resonator and providing different refractive indices depending on a polarization state of light propagating inside the optical fiber resonator. The optical fiber resonator provides a first pulse train corresponding to the first polarization and having a first repetition rate and a second pulse train corresponding to the second polarization and having a second repetition rate.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광 방향성 결합기에서 출력되는 상기 제1 펄스 열과 상기 제2 펄스열을 편광 상태에 따라 분리하는 편광 빔 스플릿터를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the apparatus may further include a polarization beam splitter for separating the first pulse train and the second pulse train output from the optical directional coupler according to a polarization state.

본 발명의 일 실싱예에 따른 이중 광빗 펨토초 광섬유 레이저는 광섬유 공진기; 상기 광섬유 공진기에 장착되어 펌프광을 상기 광섬유 공진기에 제공하는 파장 분할 다중화 결합기(wavelength division multiplexing couplerer; WDM coupler); 상기 펌프광을 출력하는 펌프 광원; 상기 광섬유 공진기에 장착되고 상기 펌프 광을 통하여 펌핑되는 이득 매질첨가 광섬유; 상기 광섬유 공진기에 장착되고 모드 잠금(mode locking)을 유도하는 모드 잠김 수단; 상기 광섬유 공진기에 장착되고 상기 광섬유 공진기 내의 광의 진행 방에 따라 서로 다른 굴절률을 제공하는 포화흡수체; 상기 광섬유 공진기에서 일부의 출력을 추출하는 제1 광 방향성 결합기; 및 상기 광섬유 공진기에서 일부의 출력을 추출하는 제2 광 방향성 결합기를 포함한다. 상기 제1 광 방향성 결합기는 제1 반복률을 가지고 시계 방향으로 회전하는 제1 펄스 열을 추출하고, 상기 제2 광 방향성 결합기는 제2 반복률을 가지고 반시계 방향으로 회전하는 제2 펄스 열을 추출한다.A dual optical fiber femtosecond laser according to the present invention includes a fiber optic resonator; A wavelength division multiplexing coupler (WDM coupler) mounted on the optical fiber resonator and providing the pump light to the optical fiber resonator; A pump light source for outputting the pump light; A gain medium doped optical fiber mounted on the optical fiber resonator and pumped through the pump light; Mode locking means mounted on the optical fiber resonator and inducing mode locking; A saturable absorber mounted on the optical fiber resonator and providing different refractive indices according to a traveling direction of light in the optical fiber resonator; A first optical directional coupler for extracting a part of the output from the optical fiber resonator; And a second optical directional coupler for extracting a part of the output from the optical fiber resonator. The first optical directional coupler extracts a first pulse train rotating clockwise with a first repetition rate and the second optical directional coupler extracts a second pulse train rotating counterclockwise with a second repetition rate .

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광섬유 공진기는 단일모드광섬유 대비 코어 사이즈가 작은 고비선형광섬유를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the optical fiber resonator may further include a high nonlinear optical fiber having a smaller core size than the single mode optical fiber.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 기존에 이중 광빗 생성은 복수의 펨토초 레이저를 대신하여 이중 광빗 단일 펨토초 레이저로 대체될 수 있다. 따라서, 각 펨토초 레이저의 반복률 주파수, 옵셋 주파수 안정화 장치들이 필요없다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 시스템이 매우 간단하다. 또한, 이중 광빗 단일 펨토초 레이저의 대부분의 광경로가 광섬유로 이루어진다. 따라서, 이중 광빗 단일 펨토초 레이저는 외부 왜란에 매우 강인하다. 따라서 이중 광빗 단일 펨토초 레이저는 산업/의료/국방 등의 여러 응용분야에 적용될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the conventional dual optical comb-generation can be replaced with a dual optical comb-like single femtosecond laser instead of a plurality of femtosecond lasers. Therefore, the repetition rate and offset frequency stabilization devices of each femtosecond laser are not required. Thus, according to one embodiment of the present invention, the system is very simple. In addition, most of the optical paths of the double-light-beam single femtosecond laser are made of optical fibers. Thus, a dual optical comb-like femtosecond laser is very robust to external disturbances. Therefore, a dual femtosecond laser can be applied to various applications such as industrial / medical / defense.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 이중 광빗 단일 펨토초 레이저는 대영역 초정밀분광, 정밀 장거리 측정, 고속 광 ADC 샘플링, 광결맞음 단층촬영기술(OCT) 등에서 요구되는 간섭신호 획득을 위해 제공될 수 있다. 이에 따라, 기존에 필요한 기계적/전기적 주사 또는 반복률 주파수 등의 주사 없이 자동으로 펄스간의 주사가 가능하다. 기존의 이중 광 빗에서 발생하는 상대주파수 안정도 문제를 해결하기 위해 추가되는 부가 장치가 제거될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a dual light-beam single femtosecond laser can be provided for interference signal acquisition required in large-area super-precise spectroscopy, precise long distance measurement, high-speed optical ADC sampling, optical coherence tomography (OCT) Accordingly, it is possible to automatically perform pulse-to-pulse scanning without any conventional mechanical / electrical scanning or repetition rate frequency scanning. The additional device added to solve the problem of relative frequency stability occurring in the conventional dual optical comb can be eliminated.

도 1 및 도2는 본 발명의 일 실시예들에 따른 이중 광 빗 펨토 초(dual optical comb femto second) 펄스 레이저를 설명하는 도면들이다.1 and 2 are diagrams illustrating a dual optical comb femtosecond pulse laser according to one embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 이중 광빗 펨토초 광섬유 레이저는 서로 다른 반복률을 가지는 펄스 열 간에 발생하는 다중헤테로다인(multiple heterodyne) 현상을 단일 공진기 내에서 발생시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 광빗 펨토초 광섬유 레이저는 기존에 필수적으로 요구되는 복수의 펨토초 레이저를 단일 레이저로 간략하게 구성할 수 있다. 또한, 이중 광 빗에서 요구되는 복수의 펨토초 레이저 간의 높은 수준의 상대안정도확보를 위한 반복률, 옵셋 주파수 안정화 없이 단일 공진기에서 높은 상대주파수 안정도 구현이 가능하다. 이러한 이중 광빗 생성이 가능한 단일 광섬유 공진기는 정밀거리측정, 정밀형상 및 박막두께 측정, 정밀분광, 실시간 광 샘플링, 광 아날로그/디지털변환 (optical ADC)에 응용될 수 있다.The dual optical bit-deflection femtosecond laser according to an embodiment of the present invention can generate multiple heterodyne phenomena occurring in a single resonator between pulse trains having different repetition rates. The dual optical comb-femtosecond fiber laser according to an embodiment of the present invention can simplify a plurality of femtosecond lasers required in the past as a single laser. Also, it is possible to realize high relative frequency stability in a single resonator without stabilizing the repetition rate and offset frequency for securing a high level of relative stability between a plurality of femtosecond lasers required in a dual optical comb. A single fiber optic resonator capable of producing such a dual optical comb can be applied to precision distance measurement, precision shape and thin film thickness measurement, precision spectroscopy, real time optical sampling, and optical analog / digital conversion (optical ADC).

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 보다 상세히 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following drawings, like reference numerals refer to like elements, and the size of each element in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 광 빗 펨토 초(dual optical comb femto second) 펄스 레이저를 설명하는 도면이다.FIG. 1 illustrates a dual optical comb femtosecond pulse laser according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 1을 참조하면, 이중 광빗 펨토초 광섬유 레이저(100)는 편광 상태를 유지하는 광섬유 공진기(110), 상기 광섬유 공진기(110)에 장착되어 펌프광(1)을 상기 광섬유 공진기(110)에 제공하는 파장 분할 다중화 결합기(wavelength division multiplexing couplerer; WDM coupler;130), 상기 펌프광(1)을 출력하는 펌프 광원(120), 상기 광섬유 공진기(110)에 장착되고 상기 펌프광(1)을 통하여 펌핑되는 이득 매질 첨가 광섬유(140), 상기 광섬유 공진기(110)에 장착되고 모드 잠금(mode locking)을 유도하는 모드 잠김 수단(170), 상기 광섬유 공진기(110)에 장착되고 상기 광섬유 공진기(110) 내부에 진행하는 광을 한 방향으로 진행하도록 분리기(isolator;180), 상기 광섬유 공진기(110)에서 일부의 출력을 추출하는 광 방향성 결합기(160), 및 상기 광섬유 공진기(110)에 장착되고 상기 광섬유 공진기(110) 내부에 진행하는 광의 편광 상태에 따라 서로 다른 굴절률을 제공하는 복굴절 소자(150)를 포함한다. 상기 광섬유 공진기(110)는 제1 편광에 대하여 제1 반복률(fr1)을 가지는 제1 펄스 열 및 제2 편광에 대하여 제2 반복률(fr2)을 가지는 제2 펄스 열을 제공한다.Referring to FIG. 1, a dual optical fiber femtosecond laser 100 includes an optical fiber resonator 110 that maintains a polarization state, a wavelength converter that is mounted on the optical fiber resonator 110 and transmits the pump light 1 to the optical fiber resonator 110, A wavelength division multiplexing coupler (WDM coupler) 130, a pump light source 120 for outputting the pump light 1, a gain medium pump 120 mounted on the optical fiber resonator 110 and being pumped through the pump light 1, A mode locking unit 170 mounted on the optical fiber resonator 110 to guide mode locking of the optical fiber resonator 110 and a mode lock unit 170 mounted on the optical fiber resonator 110 to guide a mode locking of the optical fiber resonator 110, And an optical directional coupler 160 for extracting a part of the output from the optical fiber resonator 110. The optical directional coupler 160 is mounted on the optical fiber resonator 110 and is connected to the optical fiber resonator 110, Depending on the polarization state of the light traveling in the section and a birefringent element 150, which provides a different index of refraction. The optical fiber resonator 110 provides a first pulse train having a first repetition rate fr1 for the first polarized light and a second pulse train having a second repetition rate fr2 for the second polarized light.

상기 펨토초 펄스 레이저(100)는 펄스 열(pulse train)을 출력하고, 상기 펄스 열의 반복률은 수십 MHz에서 수백 MH일 수 있다. 상기 반복률은 상기 광섬유 공진기(110) 내부에서 한 바퀴 왕복하는 시간(round trip time)의 역수로 주어진다. 즉, 상기 펨토초 펄스 레이저(100)의 출력은 주파수 영역에서 수십 MHz 내지 수백 MHz의 종모드 주파수 간격(longitudinal mode frequency width;fr)을 갖은 복수의 종모드들을 포함한다. 상기 반복률은 상기 종모드 주파수 간격(fr)과 동일하다. 상기 펨토초 펄스 레이저(100)의 대역폭(BW)는 수 nm 내지 수백 nm 일 수 있다. 상기 펨토초 펄스 레이저의 대역폭은 이득 매질의 이득 곡선(gain curce)의 전반치폭(full width half maximum; FWHM)으로 결정될 수 있다.The femtosecond pulse laser 100 outputs a pulse train, and the repetition rate of the pulse train may be several tens MHz to several hundreds of MH. The repetition rate is given as a reciprocal of a round trip time within the optical fiber resonator 110. That is, the output of the femtosecond pulse laser 100 includes a plurality of longitudinal modes having a longitudinal mode frequency width (fr) of several tens MHz to several hundreds of MHz in the frequency domain. The repetition rate is equal to the longitudinal mode frequency interval fr. The bandwidth BW of the femtosecond pulse laser 100 may be several nm to several hundreds nm. The bandwidth of the femtosecond pulse laser may be determined by the full width half maximum (FWHM) of the gain curve of the gain medium.

상기 펨토초 펄스 레이저(100)는 일정한 종모드 주파수 간격(fr)을 가지고 복수의 종모드로 발진할 수 있다. 상기 종모드 주파수 간격(fr)은 fr = c/(2nd)로 주어진다. 여기서, c는 빛의 속도이고, n은 매질의 굴절율이고, d는 상기 광섬유 공진기의 길이이다. 상기 펨토초 펄스 레이저(100)의 중심 주파수는 이득 매질이 어븀인 경우 1550 nm일 수 있다.The femtosecond pulse laser 100 may oscillate in a plurality of longitudinal modes with a certain longitudinal mode frequency interval fr. The longitudinal mode frequency interval fr is given by fr = c / (2nd). Here, c is the speed of light, n is the refractive index of the medium, and d is the length of the optical fiber resonator. The center frequency of the femtosecond pulse laser 100 may be 1550 nm when the gain medium is erbium.

상기 종모드들은 독립적으로 진동하지만, 모드 잠금 수단에 의하여 상기 종모드들의 위상은 서로 동기화될 수 있다. 이에 따라, 모드 잠금된 레이저는 주기적인 펄스열(pulse train)을 생성할 수 있다. The longitudinal modes vibrate independently, but the phases of the longitudinal modes can be synchronized with each other by the mode locking means. Thus, a mode locked laser can generate a periodic pulse train.

이중 광빗(dual optical-comb)을 생성하기 위하여, 2 개의 펄스 열이 요구된다. 제1 펄스 열은 제1 편광 상태를 가지고, 제2 펄스 열은 상기 제1 편광에 수직한 제2 편광 상태를 가질 수 있다. 복굴절 소자(150)는 편광 상태에 따라 서로 다른 굴절률을 제공할 수 있다. 제1 펄스열에 대한 상기 종모드 주파수 간격(fr1)은 fr1 = c/(2n1d)로 주어진다. 여기서, n1은 제1 편광 상태에 대한 굴절률이다. 제2 펄스열에 대한 상기 종모드 주파수 간격(fr2)은 fr2 = c/(2n2d)로 주어진다. 여기서, n2은 제2 편광 상태에 대한 굴절률이다. 복굴절 소자(150)는 편광 상태에 따른 다른 굴절률을 제공할 수 있다.In order to generate a dual optical-comb, two pulse trains are required. The first pulse train may have a first polarization state and the second pulse train may have a second polarization state perpendicular to the first polarization. The birefringent element 150 may provide different refractive indices depending on the polarization state. The longitudinal mode spacing frequency (fr1) of the first pulse train is given by: fr1 = c / (2n 1 d ). Where n 1 is the refractive index for the first polarization state. The longitudinal mode frequency interval (fr2) of the second pulse train is given by fr2 = c / (2n 2 d ). Where n 2 is the refractive index for the second polarization state. The birefringent element 150 may provide a different index of refraction depending on the polarization state.

복굴절 소자(150)는 상기 광섬유 공진기(110) 내를 진행하는 광대역 광의 편광 상태에 따라 서로 다른 굴절률을 제공할 수 있다. 구체적으로, 상기 복굴절 소자(150)는 단축 결정(uniaxial crystal)을 포함할 수 있다. 복굴절 소자(150)는 회전대칭축 또는 광축(optic axis)을 가질 수 있다. 상기 광축에 대하여 수직한 성분을 가지는 제1 선형편광 파와 상기 광축에 나란한 성분을 가지는 제2 선형편광파가 존재할 수 있다. 상기 제1 선형편광파는 정상 광선(ordinary ray)이고, 상기 제2 선형편광파는 이상광선(extraordinary ray)일 수 있다. The birefringent element 150 may provide different refractive indices depending on the polarization state of the broadband light traveling in the optical fiber resonator 110. In detail, the birefringent element 150 may include a uniaxial crystal. The birefringent element 150 may have a rotationally symmetric axis or an optic axis. There may be a first linear polarized wave having a component perpendicular to the optical axis and a second linearly polarized wave having a component parallel to the optical axis. The first linear polarized wave may be an ordinary ray and the second linear polarized wave may be an extraordinary ray.

상기 복굴절 소자(150)는 한 쌍의 프리즘으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 복굴절 소자(150)는 Wollaston prism 또는 Rochon prism일 수 있다. 프리즘 쌍의 각도, 간격을 조절하여 상기 광섬유 공진기(110) 내의 반복률이 조절될 수 있다. 또한, 상기 광섬유 공진기(110) 내부에서는 발진되는 펄스열 간의 편광이 서로 수직 유지되어야 한다. 따라서, 상기 광섬유 공진기(110)는 편광유지광섬유일 수 있다.The birefringent element 150 may be formed of a pair of prisms. In detail, the birefringent element 150 may be a wollaston prism or a Rochon prism. The repetition rate in the optical fiber resonator 110 can be adjusted by adjusting the angle and the interval of the prism pair. In the optical fiber resonator 110, polarizations between oscillating pulse trains must be maintained perpendicular to each other. Accordingly, the optical fiber resonator 110 may be a polarization maintaining optical fiber.

제1 펄스 열은 제1 선형 편광의 제1 반복률을 가질 수 있다. 제2 펄스 열은 상기 제1 선형 편광에 수직한 제2 선형 편광의 제2 반복률을 가질 수 있다. 이에 따라, 이중 광빗 펨토초 광섬유 레이저가 발진될 수 있다. 상기 제1 펄스 열과 상기 제2 펄스 열은 동일한 광섬유 공진기 내에서 발생하므로 상대 주파수 안정도를 향상시킬 수 있다.The first pulse train may have a first repetition rate of the first linearly polarized light. And the second pulse train may have a second repetition rate of the second linear polarized light perpendicular to the first linear polarized light. As a result, a dual optical fiber femtosecond laser can be oscillated. The first pulse train and the second pulse train are generated in the same optical fiber resonator, so that the stability of the relative frequency can be improved.

광섬유 공진기(110)는 링형(ring type), 직선형, 또는 팔자형 (figure-of-eight) 공진기일 수 있다. 상기 광섬유 공진기(110)를 구성하는 광섬유는 단일모드 광섬유 또는 단일모드 편광유지 광섬유(polarization maintaining fiber)일 수 있다.The optical fiber resonator 110 may be a ring type, a straight type, or a figure-of-eight resonator. The optical fiber constituting the optical fiber resonator 110 may be a single mode optical fiber or a single mode polarization maintaining fiber.

파장 분할 다중화 결합기(130)는 펌프광(1)을 상기 광섬유 공진기(110)에 제공할 수 있다.The wavelength division multiplexing combiner 130 may provide the pump light 1 to the optical fiber resonator 110.

상기 펌프 광원(120)은 980 nm에서 동작하는 레이저 다이오드일 수 있다. 상기 펌프 광원(120)이 출력하는 펌프광(1)은 상기 파장 분할 다중화 결합기(130)를 통하여 상기 광섬유 공진기(110)에 제공될 수 있다.The pump light source 120 may be a laser diode operating at 980 nm. The pump light 1 output by the pump light source 120 may be provided to the optical fiber resonator 110 through the WDM coupler 130.

상기 이득 매질 첨가 광섬유(140)는 상기 광섬유 공진기(110)에 결합되어 1500 nm 내지 1600 nm에 이르는 광대역 광을 증폭할 수 있다. 상기 이득 매질은 어븀(erbium)이나 이터븀(ytterbium)일 수 있다. 상기 이득 매질은 어븀(erbium)인 경우, 상기 광 섬유 공진기(110)는 1550 nm을 중심으로 광대역 이중 광빗을 발진시킬 수 있다. 상기 광대역 광은 이득 곡선(gain curve) 내에 복수의 종모드들(longitudinal modes)을 가진다. The gain medium-doped optical fiber 140 may be coupled to the optical fiber resonator 110 to amplify broadband light ranging from 1500 nm to 1600 nm. The gain medium may be erbium or ytterbium. When the gain medium is erbium, the optical fiber resonator 110 may oscillate a broadband double optical comb around 1550 nm. The broadband light has a plurality of longitudinal modes within a gain curve.

상기 펄스 광은 분리기(isolator;180)를 통하여 한 방향으로 진행할 수 있다. 또한, 펄스 형태의 발진을 위해서는 모드 잠김(mode-locking)이 필요하다. 예를 들어, 상기 모드 잠김 수단(170)은 한 쌍의 편광 조절기를 이용하여 구현할 수 있다. 상기 펌프 광(1)의 세기가 충분히 큰 경우, 상기 펨토 초(femto second) 펄스 레이저는 펄스 동작할 수 있다. 상기 모드 잠김 수단(170)은 수동형 모드 잠김 방식 또는 능동형 모드 잠김 방식으로 변형될 수 있다.  The pulse light may travel in one direction through an isolator 180. In addition, mode-locking is required for pulse-shaped oscillation. For example, the mode locking means 170 may be implemented using a pair of polarization controllers. If the intensity of the pump light 1 is sufficiently high, the femtosecond pulse laser can be pulsed. The mode locking means 170 may be modified into a passive mode locking mode or an active mode locking mode.

상기 모드 잠김을 통하여 형성된 펄스 광의 일부는 광 방향성 결합기(160)를 통하여 출력 포트를 통하여 출력되고, 나머지 광은 다시 상기 광섬유 공진기(110)에 제공된다. 상기 펨토 초(femto second) 펄스 레이저의 출력은 이중 광빗(optical comb)를 제공할 수 있다. A part of the pulse light formed through the mode locking is outputted through the output port through the optical directional coupler 160 and the remaining light is provided to the optical fiber resonator 110 again. The output of the femtosecond pulsed laser may provide a dual optical comb.

편광 빔 스플릿터(190)는 상기 광 방향성 결합기(160)에서 출력되는 상기 제1 펄스 열과 상기 제2 펄스열을 편광 상태에 따라 분리할 수 있다. 상기 편광 빔 스플릿터(190)는 그랜-톰슨 프리즘(Glan-Thompson prism)일 수 있다.The polarization beam splitter 190 can separate the first pulse train and the second pulse train output from the optical directional coupler 160 according to the polarization state. The polarizing beam splitter 190 may be a Glan-Thompson prism.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 광 빗 펨토 초(dual optical comb femto second) 펄스 레이저를 설명하는 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a dual optical comb femtosecond pulse laser according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 2를 참조하면, 이중 광빗 펨토초 광섬유 레이저(300)는 광섬유 공진기(310), 상기 광섬유 공진기(310)에 장착되어 펌프광을 상기 광섬유 공진기(310)에 제공하는 파장 분할 다중화 결합기(wavelength division multiplexing couplerer; WDM coupler), 상기 펌프광을 출력하는 펌프 광원(320), 상기 광섬유 공진기(310)에 장착되고 상기 펌프 광을 통하여 펌핑되는 이득 매질 첨가 광섬유(350), 상기 광섬유 공진기(310)에 장착되고 모드 잠금(mode locking)을 유도하는 모드 잠김 수단(370), 상기 광섬유 공진기(310)에 장착되고 상기 광섬유 공진기(310) 내의 광의 진행 방에 따라 서로 다른 굴절률을 제공하는 포화흡수체(350), 상기 광섬유 공진기(310)에서 일부의 출력을 추출하는 제1 광 방향성 결합기(362), 및 상기 광섬유 공진기(310)에서 일부의 출력을 추출하는 제2 광 방향성 결합기(364)를 포함한다. 상기 제1 광 방향성 결합기(362)는 제1 반복률을 가지고 시계 방향으로 회전하는 제1 펄스 열을 추출한다. 상기 제2 광 방향성 결합기(364)는 제2 반복률을 가지고 반시계 방향으로 회전하는 제2 펄스 열을 추출한다. Referring to FIG. 2, the dual optical fiber femtosecond laser 300 includes an optical fiber resonator 310, a wavelength division multiplexing coupler (not shown) mounted on the optical fiber resonator 310 and providing the pump light to the optical fiber resonator 310, A WDM coupler, a pump light source 320 for outputting the pump light, a gain medium-doped optical fiber 350 mounted on the optical fiber resonator 310 and pumped through the pump light, A mode locking unit 370 for guiding mode locking, a saturated absorber 350 mounted on the optical fiber resonator 310 and providing different refractive indices according to a traveling direction of light in the optical fiber resonator 310, A first optical directional coupler 362 for extracting a part of the output from the resonator 310 and a second optical directional coupler 364 for extracting a part of the output from the optical fiber resonator 310 . The first optical directional coupler 362 extracts a first pulse train having a first repetition rate and rotating clockwise. The second optical directional coupler 364 extracts a second pulse train having a second repetition rate and rotating in a counterclockwise direction.

광섬유 공진기(310) 내의 굴절률은 광섬유의 비선형성에 의해 펄스의 에너지에 따라 달라진다.  The refractive index in the optical fiber resonator 310 depends on the energy of the pulse due to the nonlinearity of the optical fiber.

Figure 112013097672458-pat00001
Figure 112013097672458-pat00001

여기서, n은 상기 광섬유 공진기(310) 내의 굴절률이고, n0는 비선형성을 고려하지 않은 매질의 굴절률, n2는 비선형굴절률, I는 상기 광섬유 공진기(310) 내에서의 광의 세기이다. 상기 광섬유 공진기(310)를 비대칭형으로 제작할 경우, 제1 펄스열은 시계 방향으로 회전하고, 제2 펄스 열은 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 상기 제1 펄스 열과 상기 제2 펄스 열은 서로 다른 에너지 상태를 가지고 상기 광섬유 공진기 내의 여러 소자들을 통과하게 된다. Here, n is a refractive index in the optical fiber resonator 310, n 0 is a refractive index of a medium not considering non-linearity, n 2 is a nonlinear refractive index, and I is the intensity of light in the optical fiber resonator 310. When the optical fiber resonator 310 is manufactured asymmetrically, the first pulse train rotates in a clockwise direction and the second pulse train rotates in a counterclockwise direction. The first pulse train and the second pulse train have different energy states and pass through various elements in the optical fiber resonator.

포화흡수체(350)는 입력광의 세기가 약한 경우 광을 많이 흡수하고, 입력광의 세기가 강한 적게 흡 경우 광을 적게 흡수하는 물질이다. The saturable absorber 350 is a material that absorbs a large amount of light when the intensity of the input light is weak, and less absorbs light when the intensity of the input light is low.

상기 포화흡수체(350)는 상기 이득 매질 첨가 광섬유(340)와 인접하게 배치된다. 시계방향으로 진행하는 제1 펄스열에 대하여 이득 매질 첨가 광섬유(340)와 포화흡수체 사이의 거리가 멀다. 한편, 반시계방향으로 진행하는 제2 펄스열에 대하여 이득 매질 첨가 광섬유(340)와 포화흡수체 사이의 거리가 가깝다. 따라서, 반시계방향으로 진행하는 제2 펄스열은 상기 광섬유 공진기(310)를 따라 배치된 광소자들에 의한 손실없이 상기 포화흡수체(350)를 통과한다. 따라서, 제2 펄스열의 세기는 적게 감소한다. 한편, 시계방향으로 진행하는 제1 펄스열은 광소자들에 의한 손실 및 광섬유 자체의 손실을 가지고 상기 포화흡수체(350)를 통과한다. 따라서, 제1 펄스열의 세기는 많이 감소한다. 결국, 시계 방향으로 진행하는 제1 펄스열의 세기는 작고, 반시계 방향으로 진행하는 제2 펄스 열의 세기는 크다. 상기 광섬유 공진기(310)는 광섬유의 비선형 현상에 의하여 광의 세기 또는 회전하는 방향에 따라 다른 굴절률을 제공한다. 따라서, 제1 펄스열이 경험하는 굴절율과 제2 펄스열이 경험하는 굴절률이 서로 다르다. 따라서, 제1 펄스열의 반복률은 제2 펄스열의 반복률과 다를 수 있다. 따라서, 제1 펄스 열과 제2 펄스 열은 이중 광 빗을 제공할 수 잇다.The saturable absorber 350 is disposed adjacent to the gain medium doped optical fiber 340. The distance between the gain medium-doped optical fiber 340 and the saturable absorber is long with respect to the first pulse train running in the clockwise direction. On the other hand, the distance between the gain medium-doped optical fiber 340 and the saturable absorber is close to the second pulse train traveling in the counterclockwise direction. Thus, the second pulse train traveling in the counterclockwise direction passes through the saturated absorber 350 without loss by the optical elements disposed along the optical fiber resonator 310. Therefore, the intensity of the second pulse train is reduced to a small extent. On the other hand, the first pulse train traveling in the clockwise direction passes through the saturated absorber 350 with a loss due to the optical elements and a loss of the optical fiber itself. Thus, the intensity of the first pulse train is greatly reduced. As a result, the intensity of the first pulse train traveling in the clockwise direction is small, and the strength of the second pulse train traveling in the counterclockwise direction is large. The optical fiber resonator 310 provides a different refractive index depending on the intensity or direction of light by the nonlinear phenomenon of the optical fiber. Therefore, the refractive index experienced by the first pulse string and the refractive index experienced by the second pulse string are different from each other. Therefore, the repetition rate of the first pulse string may be different from the repetition rate of the second pulse string. Thus, the first pulse train and the second pulse train can provide a duplex comb.

광섬유 공진기(310)는 단일 모드 광섬유일 수 있다. 서로 반대방향으로 진행하는 두 펄스열 간의 비선형성을 극대화 시키기 위해 상기 광섬유 공진기를 구성하는 광섬유는 일반적인 단일모드광섬유 대비 코어 사이즈가 작은 고비선형광섬유를 더 포함할 수 있다. 상기 고비선형광섬유의 길이를 조절하여 서로 반대방향으로 진행하는 펄스열간의 반복률 조절이 가능한 것을 특징으로 할 수 있다.The optical fiber resonator 310 may be a single mode optical fiber. The optical fiber constituting the optical fiber resonator may further include a high nonlinear optical fiber having a smaller core size than a general single mode optical fiber in order to maximize the nonlinearity between the two pulse sequences traveling in mutually opposite directions. It is possible to control the repetition rate between the pulse strings which are in opposite directions to each other by adjusting the length of the highly nonlinear optical fiber.

파장 분할 다중화 결합기(330)는 펌프광을 상기 광섬유 공진기(310)에 제공하고 상기 광섬유 공진기(310) 내에서 진행하는 펄스 광을 상기 광섬유 공진기(310)에 제공할 수 있다.The wavelength division multiplexing combiner 330 may provide pump light to the optical fiber resonator 310 and provide pulsed light traveling in the optical fiber resonator 310 to the optical fiber resonator 310.

상기 펌프 광원(320)은 980 nm에서 동작하는 레이저 다이오드일 수 있다. 상기 펌프 광원(320)이 출력하는 펌프광(1)은 상기 파장 분할 다중화 결합기(330)를 통하여 상기 광섬유 공진기(310)에 제공될 수 있다.The pump light source 320 may be a laser diode operating at 980 nm. The pump light 1 output by the pump light source 320 may be provided to the optical fiber resonator 310 through the WDM coupler 330.

상기 이득 매질 첨가 광섬유(340)는 상기 광섬유 공진기에 결합되어 1500 nm 내지 1600 nm에 이르는 광대역 광을 증폭할 수 있다. 상기 이득 매질은 어븀(erbium)이나 이터븀(ytterbium)일 수 있다. 이에 따라, 상기 이득 매질은 어븀(erbium)인 경우, 상기 광 섬유 공진기(310)는 1550 nm을 중심으로 광대역 이중 광빗을 발진시킬 수 있다. 상기 광대역 광은 이득 곡선(gain curve) 내에 복수의 종모드들(longitudinal modes)을 가진다. The gain medium-doped optical fiber 340 may be coupled to the optical fiber resonator to amplify broadband light ranging from 1500 nm to 1600 nm. The gain medium may be erbium or ytterbium. Accordingly, when the gain medium is erbium, the optical fiber resonator 310 can oscillate a broadband double optical comb around 1550 nm. The broadband light has a plurality of longitudinal modes within a gain curve.

펄스 형태의 발진을 위해서는 모드 잠김(mode-locking)이 필요하다. 예를 들어, 상기 모드 잠김 수단(370)은 한 쌍의 편광 조절기를 이용하여 구현할 수 있다. 상기 펌프 광의 세기가 충분히 큰 경우, 상기 펨토 초(femto second) 펄스 레이저는 펄스 동작할 수 있다. 상기 모드 잠김 수단은 수동형 모드 잠김 방식 또는 능동형 모드 잠김 방식으로 변형될 수 있다. Mode-locking is required for pulse-shaped oscillation. For example, the mode locking means 370 may be implemented using a pair of polarization controllers. When the intensity of the pump light is sufficiently large, the femtosecond pulsed laser can be pulsed. The mode locking means may be modified into a passive mode locking mode or an active mode locking mode.

상기 모드 잠김을 통하여 형성된 제1 펄스 광의 일부는 제1 광 방향성 결합기(362)를 통하여 출력 포트를 통하여 출력되고, 나머지 광은 다시 상기 광섬유 공진기(310)에 제공된다. 상기 모드 잠김을 통하여 형성된 제2 펄스 광의 일부는 제2 광 방향성 결합기(364)를 통하여 출력 포트를 통하여 출력되고, 나머지 광은 다시 상기 광섬유 공진기(310)에 제공된다. 상기 펨토 초(femto second) 펄스 레이저의 출력은 이중 광빗(optical comb)를 제공할 수 있다. A part of the first pulse light formed through the mode locking is output through the output port through the first optical directional coupler 362 and the remaining light is provided to the optical fiber resonator 310 again. A part of the second pulse light formed through the mode locking is output through the output port through the second optical directional coupler 364 and the remaining light is provided to the optical fiber resonator 310 again. The output of the femtosecond pulsed laser may provide a dual optical comb.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

110: 광섬유 공진기
120: 펌프 광원
130: 파장분할 다중화 결합기
140: 이득 매질 첨가 광섬유
150: 복굴절 소자
160: 광 방향성 결합기
170: 모드 잠김 수단
180: 분리기
190: 편광 빔 스플릿터110: optical fiber resonator
120: pump light source
130: Wavelength Division Multiplexing Combiner
140: Gain-added optical fiber
150: birefringent element
160: Optical directional coupler
170: Mode locking means
180: separator
190: polarized beam splitter

Claims (4)

삭제delete 편광 상태를 유지하는 광섬유 공진기;
상기 광섬유 공진기에 장착되어 펌프광을 상기 광섬유 공진기에 제공하는 파장 분할 다중화 결합기(wavelength division multiplexing couplerer; WDM coupler);
상기 펌프광을 출력하는 펌프 광원;
상기 광섬유 공진기에 장착되고 상기 펌프 광을 통하여 펌핑되는 이득 매질첨가 광섬유;
상기 광섬유 공진기에 장착되고 모드 잠금(mode locking)을 유도하는 모드 잠김 수단;
상기 광섬유 공진기에 장착되고 상기 광섬유 공진기 내부에 진행하는 광을 한 방향으로 진행하도록 분리기(isolator);
상기 광섬유 공진기에서 일부의 출력을 추출하는 광 방향성 결합기; 및
상기 광섬유 공진기에 장착되고 상기 광섬유 공진기 내부에 진행하는 광의 편광 상태에 따라 서로 다른 굴절률을 제공하는 복굴절 소자를 포함하고,
상기 광섬유 공진기는 제1 편광에 대응하고 제1 반복률을 가지는 제1 펄스 열 및 제2 편광에 대응하고 제2 반복률을 가지는 제2 펄스 열을 제공하고,
상기 광 방향성 결합기에서 출력되는 상기 제1 펄스 열과 상기 제2 펄스열을 편광 상태에 따라 분리하는 편광 빔 스플릿터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 광빗 펨토초 광섬유 레이저.An optical fiber resonator for maintaining a polarization state;
A wavelength division multiplexing coupler (WDM coupler) mounted on the optical fiber resonator and providing the pump light to the optical fiber resonator;
A pump light source for outputting the pump light;
A gain medium doped optical fiber mounted on the optical fiber resonator and pumped through the pump light;
Mode locking means mounted on the optical fiber resonator and inducing mode locking;
An isolator installed in the optical fiber resonator and moving the light traveling in the optical fiber resonator in one direction;
An optical directional coupler for extracting a part of the output from the optical fiber resonator; And
And a birefringent element mounted on the optical fiber resonator and providing different refractive indices depending on a polarization state of light propagating inside the optical fiber resonator,
Wherein the optical fiber resonator provides a first pulse train corresponding to the first polarization and having a first repetition rate and a second pulse train corresponding to the second polarization and having a second repetition rate,
And a polarization beam splitter for separating the first pulse train and the second pulse train output from the optical directional coupler according to a polarization state. 삭제delete 광섬유 공진기;
상기 광섬유 공진기에 장착되어 펌프광을 상기 광섬유 공진기에 제공하는 파장 분할 다중화 결합기(wavelength division multiplexing couplerer; WDM coupler);
상기 펌프광을 출력하는 펌프 광원;
상기 광섬유 공진기에 장착되고 상기 펌프 광을 통하여 펌핑되는 이득 매질첨가 광섬유;
상기 광섬유 공진기에 장착되고 모드 잠금(mode locking)을 유도하는 모드 잠김 수단;
상기 광섬유 공진기에 장착되고 상기 광섬유 공진기 내의 광의 진행 방에 따라 서로 다른 굴절률을 제공하는 포화흡수체;
상기 광섬유 공진기에서 일부의 출력을 추출하는 제1 광 방향성 결합기; 및
상기 광섬유 공진기에서 일부의 출력을 추출하는 제2 광 방향성 결합기를 포함하고,
상기 제1 광 방향성 결합기는 제1 반복률을 가지고 시계 방향으로 회전하는 제1 펄스 열을 추출하고,
상기 제2 광 방향성 결합기는 제2 반복률을 가지고 반시계 방향으로 회전하는 제2 펄스 열을 추출하고,
상기 광섬유 공진기는 단일모드광섬유 대비 코어 사이즈가 작은 고비선형광섬유를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 광빗 펨토초 광섬유 레이저.
Fiber optic resonator;
A wavelength division multiplexing coupler (WDM coupler) mounted on the optical fiber resonator and providing the pump light to the optical fiber resonator;
A pump light source for outputting the pump light;
A gain medium doped optical fiber mounted on the optical fiber resonator and pumped through the pump light;
Mode locking means mounted on the optical fiber resonator and inducing mode locking;
A saturable absorber mounted on the optical fiber resonator and providing different refractive indices according to a traveling direction of light in the optical fiber resonator;
A first optical directional coupler for extracting a part of the output from the optical fiber resonator; And
And a second optical directional coupler for extracting a part of the output from the optical fiber resonator,
Wherein the first optical directional coupler extracts a first pulse train having a first repetition rate and rotating in a clockwise direction,
The second optical directional coupler extracts a second pulse train having a second repetition rate and rotating in a counterclockwise direction,
Wherein the optical fiber resonator further comprises a high nonlinear optical fiber having a smaller core size than the single mode optical fiber.
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