側面発光ファイバ・レーザ用装置
【課題】側面発光ファイバ・レーザ用装置を提供する。
【解決手段】ファイバ・レーザは光ファイバに結合された少なくとも1対の反射器を有し、少なくとも1対の反射器は、この少なくとも1対の反射器間に光キャビティを画定し、その光キャビティ内の光を反射するように構成される。少なくとも1つの光ポンプが光ファイバに結合され、ポンプ光を光キャビティに供給するように構成され、少なくとも1つの媒体が光キャビティ内に位置決めされ、光キャビティ内にポンプ光から信号光を発生させるように構成される。さらに、少なくとも1つのグレーティングが光キャビティ内に位置決めされ、光キャビティから外に信号光を結合するように構成される。
【解決手段】ファイバ・レーザは光ファイバに結合された少なくとも1対の反射器を有し、少なくとも1対の反射器は、この少なくとも1対の反射器間に光キャビティを画定し、その光キャビティ内の光を反射するように構成される。少なくとも1つの光ポンプが光ファイバに結合され、ポンプ光を光キャビティに供給するように構成され、少なくとも1つの媒体が光キャビティ内に位置決めされ、光キャビティ内にポンプ光から信号光を発生させるように構成される。さらに、少なくとも1つのグレーティングが光キャビティ内に位置決めされ、光キャビティから外に信号光を結合するように構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は線光源および光ファイバに関する。より詳細には、本発明はファイバの側面から光を結合する光ファイバに関する。
【背景技術】
【0002】
様々な用途が線光源を利用している。線光源は、数センチメートルから数メートルの長さに、またはさらに長くすることができる。線光源は、高い処理量、したがって検査の区域を流れる品目を試験する大きく長い区域の検査に役立つ光検査業務で使用される。線光源の重要な基準には、線光源が均一、効率的、低コスト、高信頼、最少の本質的でない熱発生でなければならないことが含まれる。線光源を利用するいくつかのシステムでの別の重要な基準は、光のすべてが1つの小さい区域にのみ入射するように線光源が高い指向性のものであることである。追加の基準は、線光源が特定のスペクトル成分だけを有することである。
【0003】
現在の線光源には、ダイオードのアレイ、長いハロゲン・ランプ、および散乱ファイバが含まれる。1つの解決策は、ファイバに刻み込まれた傾斜グレーティングをもつファイバを使用する。しかし、光はグレーティングを通って伝搬するにつれて激減するので、このファイバ・グレーティングの解決策は、適切な散乱光均一性を達成するために非均一なグレーティング強度を必要とする。さらに、グレーティングは1つの偏光しか外に結合することができず、それにより光源はそれほど効率的でなくなる。さらに、ファイバに沿って十分な複屈折がある場合、偏光はファイバに沿って回転し、それにより、外に結合される光のパワーは非均一になることがある。さらに、いかなる偏光変動も外に結合されるパワーの不安定性を招くことがある。最後に、狭帯域スペクトルが必要とされる場合、これはファイバ入力において満たされなければならず、そのようなレーザ源は高価で、非効率的となることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】米国特許第6,211,957号
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】In−line Polarimeter Using Blazed Fiber Gratings、Westbrook P.S.ら、Photonics Technology Letters、IEEE、2000年10月、12巻、Issue 10、1352〜1354頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の1つの態様は光ファイバに結合された少なくとも1対の反射器を有するファイバ・レーザを含み、この少なくとも1対の反射器は、この少なくとも1対の反射器間に光キャビティを画定し、その光キャビティ内の光を反射するように構成される。少なくとも1つの光ポンプが光ファイバに結合され、ポンプ光を光キャビティに供給するように構成され、少なくとも1つの媒体が光キャビティ内に位置決めされ、光キャビティ内にポンプ光から信号光を発生させるように構成される。さらに、少なくとも1つのグレーティングが光キャビティ内に位置決めされ、光キャビティから外に信号光を結合するように構成される。
【0007】
本発明の別の態様によれば、光アセンブリは、光ファイバから少なくとも部分的に形成されるリング形状光キャビティと、リング形状光キャビティにポンプ光を供給するように構成されたポンプと、リング形状光キャビティ内に位置決めされ、ポンプ光から信号光を発生させるように構成された媒体とを含む。第1のグレーティングが、リング形状光キャビティ内に位置決めされ、このリング形状光キャビティから外に信号光を結合するように構成される。
【0008】
本発明のさらなる別の態様では、ファイバ・レーザは、その中に光キャビティを有する光ファイバと、光キャビティにポンプ光を供給するように構成された光ポンプと、光キャビティ内に設けられ、ポンプ光から出力光を発生させるように構成された媒体とを含む。グレーティングが光キャビティ内に設けられ、光キャビティから外に出力光を結合するように構成される。
【0009】
添付の図面と関連付けて考慮すると、本発明は以下の詳細な説明を参照して一層よく理解されるようになるので、本発明およびそれに付随する利点の多くのより完全な理解が容易に得られるはずである。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】リニア・キャビティをもつ二重ポンプ・レーザを示す図である。
【図2A】同じ角度で配向された2つの傾斜ファイバ・グレーティングをもつリニア・キャビティを備える二重ポンプ・レーザを示す図である。
【図2B】異なる角度で配向された2つの傾斜ファイバ・グレーティングをもつリニア・キャビティを備える二重ポンプ・レーザを示す図である。
【図3】リング・キャビティをもつ二重ポンプ・レーザを示す図である。
【図4】リニア・キャビティをもつ単一ポンプ・レーザを示す図である。
【図5】リング・キャビティをもつ単一ポンプ・レーザを示す図である。
【図6】リニア・キャビティをもつ単一ポンプ・レーザを示す図である。
【図7】ファイバ・レーザの出力スペクトルを示す図である。
【図8】図8Aは、第1のグレーティング構成を有する側面発光ファイバ・レーザ(side fire fiber laser)の側面図および端面図、ならびにそれからの光出力を示す図であり、図8Bは、第2のグレーティング構成を有する側面発光ファイバ・レーザの側面図および端面図、ならびにそれからの光出力を示す図である。
【図9A】ファイバ軸と平行な出力ビームのプロファイルを示す図である。
【図9B】ファイバ軸に垂直な出力ビームのプロファイルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明は、改善された線光源機能を有するレーザ構成を対象とする。より詳細には、本明細書に開示されるレーザ構成は、改善された効率、より良好な均一性、より少ない偏光感受性、より低いコスト、および1つまたは複数のレーザ波長での単一のレーザ線出力の可能性を有する。
【0012】
本発明の実施形態は側面発光ファイバ・レーザに関する。側面発光ファイバ・レーザはキャビティ内で光を発生させるためのキャビティを含む。側面発光ファイバ・レーザは、さらに、ファイバ・レーザの側面から特定の方向にキャビティから外に光を結合するように構成される。
【0013】
図1は、リニア・キャビティをもつ二重ポンプ・レーザを示す。レーザは、ポンプ4aおよび4bからの光を受け取るファイバ2を含む。ポンプ4aおよび4bは、任意の所望のパワーで光を放出する任意の所望のポンプとすることができる。代替の実施形態では、少しドープしたファイバまたは短い長さのドープ・ファイバが、単一の方向に伝搬させるただ1つのポンプ・レーザと共に使用することができる。この構成は、十分に長い長さのファイバにわたって、有用である均一な反転を生成するのに十分である。一実施形態では、図1に示したレーザは、高反射グレーティング6aおよび6bなどの1対の反射器を含む。この対の反射器は、ファイバ内もしくはファイバの端面上に反射器を含むか、またはループ・ミラーなどの別個の反射構成要素を含むことができる。図1では、リニア・キャビティはこの対の高反射グレーティング6aと6bとの間で形成され、各グレーティングはある波長に整合され、その波長だけにフィードバックを与える。例えば、ポンプ4aおよび4bから放出された光は、それぞれ、各対の反射グレーティング6aおよび6bによって受け取られる。反射グレーティング6aおよび6bは波長λaの光を反射するように構成される。したがって、反射グレーティング6aおよび6bによって反射される光は反射グレーティング6aと6bとの間で形成されたリニア・キャビティで共振し、波長λaの光を発生させる。
【0014】
別の実施形態では、第2の対の反射グレーティング8aおよび8bが、第1の対の反射グレーティング6aおよび6bの内に位置決めされる。リニア・キャビティがこの対の高反射グレーティング8aと8bとの間で形成され、各グレーティングはある波長に整合され、その波長だけにフィードバックを与える。例えば、第2の対の反射グレーティング8aおよび8bは波長λbの光を反射するように構成される。したがって、反射グレーティング8aおよび8bによって反射された光は反射グレーティング8aと8bとの間で形成されたリニア・キャビティで共振し、波長λbの光を発生させる。一実施形態によれば、二重ポンプ・ファイバ・レーザは、リニア・キャビティ内に利得ファイバ12を含む。利得ファイバ12は、リニア・キャビティ内で発生した光を増幅する任意の所望の媒体(すなわち利得媒体)である。したがって、光が高反射グレーティング6aと6bとの間、または8aと8bとの間で共振すると、利得ファイバ12は共振した光を増幅する。図1は第1および第2の対のグレーティング(6a、6bおよび8c、8b)を示しているが、これは本発明の利点を実現するのに必要ではない。例えば、図1の構成はグレーティング8aおよび8bを除くことができる。
【0015】
さらに、利得媒体吸収が均一である場合、利得ファイバ12は実質的に均一な利得を与えることになる。したがって、これらの条件下で、所望の均一の出力が生成される。さらに、発生した光のパワーはリニア・キャビティの長さと共に増加する。しかし、図1の実施形態において、反射グレーティング間の光のパワーは、これらの波長での利得ファイバの利得および損失に依存するので、反射グレーティング8aと8bとの間の光のパワーは反射グレーティング6aと6bとの間の光のパワーほど必ずしも高くない。
【0016】
本発明の実施形態によれば、二重ポンプ・レーザは、レーザから外に光を結合する(すなわち、出力光または信号光)ために、リニア・キャビティ内に位置決めされた傾斜ファイバ・グレーティング10を含む。リニア・キャビティ内の傾斜ファイバ・グレーティング10の位置は変更することができる。例えば、高反射グレーティング8aと傾斜ファイバ・グレーティング10との間の間隔と、高反射グレーティング8bと傾斜ファイバ・グレーティング10との間の間隔とが等しくなるように、傾斜ファイバ・グレーティングはキャビティ内に均一に配置することができる。別の例では、傾斜ファイバ・グレーティングは、高反射グレーティング8aよりも高反射グレーティング8bに接近して配置することができる。さらなる別の例では、傾斜ファイバ・グレーティングは、高反射グレーティング8bよりも高反射グレーティング8aに接近して配置することができる。さらに、高反射器は、ファイバの同じ部分で傾斜グレーティングの上に重ね書きすることもできる。
【0017】
したがって、リニア・キャビティ内で傾斜ファイバ・グレーティング10を位置決めすると、光がレーザから外に結合される場所が決定される。さらに、ファイバから外への光散乱の損失を低減するために、傾斜ファイバ・グレーティングと同じ長さに近く、または丁度同じ長さに高反射グレーティングを位置決めするのはより有利である。
【0018】
一般に、傾斜グレーティングは少なくとも3つのパラメータを有する。これらのパラメータは、グレーティング平面、すなわち、グレーティング屈折率変調が生じるコア領域内の一定の屈折率の平面を考えることにより理解することができる。3つの基本的なパラメータは、1)ファイバの軸に沿って測定されたグレーティング周期Λ、2)グレーティング平面とファイバ軸との間の角度として定義されるグレーティング軸角θa、3)グレーティング平面に対する法線がファイバ軸のまわりに作る角度として定義されるグレーティング方位角θzである。これらの3つのパラメータは、図8aおよび8bに、θa=45°θz=0°およびθa=45°θz=90°の場合について示される。これらの3つのパラメータは純粋に平坦なグレーティング平面の方位を決定することになるが、非平坦である一定の屈折率の平面についても可能である。この場合、より多くのおよび/または異なるパラメータがグレーティング屈折率変調を指定するのに必要とされるが、これらの定義がファイバの中心などのファイバの単一の半径ポイントに適用される場合これらの定義は依然として使用することができる。しかし、そのような非平坦なグレーティングからのグレーティング散乱を本発明において依然として使用することができる。また、本発明では図8aおよび8bでの特定の角度を使用する必要はないが、これらの角度が以下の実施形態で説明される。
【0019】
所与の波長λの入射コア導波光に対するグレーティングによる光散乱は、3つのパラメータによって以下のように決定される。1)Λが、光を散乱することになる軸角を決定する。2)θaが散乱光の強さを決定する。グレーティング平面からのミラー反射がΛによって決定された光散乱方向と整合するようにθaが調整される場合、光散乱は所与の屈折率変調で可能な最大効率に近いものとなるであろう。3)θzは、光がグレーティングから散乱する方位角を決定する。これは、図8aおよび8bにおいて散乱光の波線によって示される。偏光依存性は、光散乱の軸角によって決定される。軸角が0°(前方に)または180°(後方に)に近い場合、2つの偏光について散乱効率はほとんど差がないであろう。一方、光が90°に近い軸角で(ファイバに直角で)散乱する場合、散乱効率の差は最大になり、散乱の方向に偏光された光は最も低い散乱効率を有する。したがって、a)90°で光を散乱する周期を有し、b)45°の軸傾斜θaを有するグレーティングは、1つの偏光だけ、すなわち、グレーティング平面と平行に偏光された光を効率よく散乱することになる。他の偏光は、比較的わずかな散乱でそのようなグレーティングを通過することになる。そのようなグレーティングは、イン・ファイバ偏光器として働くことができる。
【0020】
これらの機能のさらなる説明は、(1)In−line Polarimeter Using Blazed Fiber Gratings、Westbrook P.S.ら、Photonics Technology Letters、IEEE、2000年10月、12巻、Issue 10、1352〜1354頁、(2)米国特許第6,211,957号に見いだすことができ、これらのすべての全内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【0021】
一実施形態では、傾斜ファイバ・グレーティング10は完全に利得ファイバ12の外に形成される。別の例では、傾斜ファイバ・グレーティング10は部分的に利得ファイバ12内に形成される。さらなる別の例では、傾斜ファイバ・グレーティング10は完全に利得ファイバ12内に形成される。好ましい構成はグレーティングを完全に利得領域内に有することである。この構成では、利得ファイバ全体がファイバから外に光を散乱することになる。さらに、グレーティングと利得領域とをオーバーラップさせることによって、ポンプの使用を介して光の偏光とパワーとに対する高度の制御を達成することができる。
【0022】
別の実施形態では、二重ポンプ・リニア・キャビティ・レーザは多数の傾斜ファイバ・グレーティングを含む。例えば、図2Aは、傾斜ファイバ・グレーティング14aおよび14bをもつ図1の二重ポンプ・リニア・キャビティ・レーザを示す。図2Aにおいて、傾斜ファイバ・グレーティング14aおよび14bはファイバ2に対して同じ方位角方位を有する。リニア・キャビティ内で発生した光は、傾斜ファイバ・グレーティング14aおよび14bの方位に従い、傾斜ファイバ・グレーティング14aおよび14bの方位に対してある角度でレーザから外に結合される。別の例として、図2Bでは、傾斜ファイバ・グレーティング15aおよび15bはファイバ2に対して異なる方位角方位および/または軸方位を有する。したがって、リニア・キャビティ内で発生した光は、図2Bの異なる矢印方向によって概略的に示されるように異なる方位角でレーザから外に結合することができる。これらのグレーティングは互いに部分的にまたは完全にオーバーラップすることも可能である。さらに、グレーティングの軸角および方位角は共に2つのグレーティングについて異なることが可能である。なお、さらに、グレーティングは異なる周期を有することも可能である。グレーティングは非均一周期を有することもでき、非均一屈折率変調振幅プロファイルを有することもできる。
【0023】
傾斜ファイバ・グレーティング14aおよび14b(または15aおよび15b)は、リニア・キャビティ内の任意の位置に沿って互いに独立して配置することができる。例えば、傾斜ファイバ・グレーティング14aはグレーティング8aに接近して配置することができ、一方、傾斜ファイバ・グレーティング14bはグレーティング8bに接近して配置することができる。したがって、傾斜ファイバ・グレーティング14aはグレーティング8aに近い位置でレーザから外に光を結合し、一方、傾斜ファイバ・グレーティング14bはグレーティング8bに近い位置でレーザから外に光を結合する。したがって、傾斜ファイバ・グレーティング14aおよび14bをリニア・キャビティ内の任意の所望の位置に配置して、光がレーザから外に結合される場所を制御することができる。さらに、傾斜ファイバ・グレーティングは互いの上に配置することもできる。
【0024】
ファイバ・レーザが1つより多い傾斜ファイバ・グレーティングを有する場合、傾斜ファイバ・グレーティングのうちの1つは、前述のように、光を偏光させるように構成することができ、それは、レーザの偏光ドリフトに起因する結合損失を低減するなどの結合の利点を与えることができる。この構成は、レーザの偏光を制御する利点を与えることができる。ファイバがある位置から別の位置に移動されるとき、ファイバによって導波される偏光が変化することがあるので、偏光の制御は重要である。しかし、ファイバ・レーザが、ファイバに書き込まれた強力な偏光グレーティングを有する場合、レーザ発振光の偏光は、ファイバの曲げまたはねじれの状態にかかわらず最小の損失をもつ偏光で強制的に生じさせられることになる。第2の弱いグレーティングが強力なグレーティングと直角に(方位角方向に)製作される場合、弱いグレーティングは好ましいレーザ発振の偏光でファイバから外に光を結合することになる。ファイバが曲げられているか、さもなければ乱されている場合、強力な偏光グレーティングは偏光を弱いグレーティングの軸上で強制的にとどめたままにすることになる。一実施形態では、偏光保持のファイバおよび構成要素からファイバ・レーザ全体を製作し、キャビティ内に偏光器などの偏光依存損失を組み込んで、単一の所望の偏光状態でレーザ発振動作を行わせることによって、偏光による厄介な問題は低減または除去することができる。
【0025】
図3は、リニア・キャビティの代わりにリング・キャビティをもつ二重ポンプ・レーザによる別の実施形態を示す。この二重ポンプ・レーザは、ポンプ22aおよび22bに接続されたファイバ20を含む。図1のレーザ・キャビティをもつ二重ポンプ・レーザと同様に、ポンプ22aおよび22bは光を放出する。2つのポンプ22aおよび22bを使用することにより、リング・キャビティ内の利得ファイバ34に均一の励起が与えられる。均一性を与えるために2つのポンプが必要とされることがあるが、1つのポンプで十分である可能性もある。この場合、22aまたは22bのいずれかを除去することができる。二重ポンピングはリニア・キャビティまたはリング・キャビティのいずれにも均一性を与えるのに十分であるが、さらに優れた均一性のために2つより多いポンプを有することも可能である。側面ポンピングまたはクラッド・ポンピングを使用してポンプを光ファイバに結合することもできる。
【0026】
ポンプ22aおよび22bから放出された光はカプラ24および26によってリング・キャビティに結合され、利得ファイバ34は結合された光を増幅する。前述のリニア・キャビティの実施形態と同様に、リング・キャビティ動作は単一ポンプ・レーザおよび一方向ポンピングで行うことができる。図3のリング・キャビティは、リング・キャビティで発生した光を一方向に導くアイソレータ28を含む。リング・キャビティは、リング・キャビティで発生した光を所望の波長でフィルタ処理する波長フィルタ30をさらに含む。フィルタは、薄膜フィルタ、エタロン、ファイバ・ブラッグ・グレーティング、またはファイバ・リング・キャビティに挿入することができる任意の他の波長フィルタとすることができる。フィルタ処理された光が波長フィルタ30を出ると、光は傾斜ファイバ・グレーティング32に進み、傾斜ファイバ・グレーティングは光をリング・キャビティから外に結合する。したがって、リング・キャビティで発生した光は、波長フィルタ30によってフィルタ処理された波長で一方向にリング・キャビティから外に結合される。さらに、発生した光は、ファイバ20の軸を基準とした傾斜ファイバ・グレーティング32の方位に対してある角度でリング・キャビティから外に結合される。
【0027】
さらに、リング・キャビティは、リング・キャビティで発生した光を増幅するための利得ファイバ34を含む。リニア・キャビティをもつ二重ポンプ・レーザと同様に、傾斜ファイバ・グレーティング32は、完全に利得ファイバ34の外に形成すること、部分的に利得ファイバ34内に形成すること、または完全に利得ファイバ34内に形成することができる。前述のように、リニア・キャビティの場合、好ましい構成は、グレーティングを完全に利得領域内に有し、ポンプの使用を介して光の偏光とパワーとに対する高度の制御を行うことである。他の実施形態では、二重ポンプ・リング・キャビティ・レーザは、図2Aおよび図2Bに示したようにリング・キャビティに1つより多い傾斜ファイバ・グレーティングを含むことができる。例えば、リング・キャビティが1つより多い傾斜ファイバ・グレーティングを含む場合、各傾斜ファイバ・グレーティングは図2Aに示したようにファイバの軸に対して同じ方位を有するか、または各傾斜ファイバ・グレーティングは図2Bに示したようにファイバの軸に対して異なる方位を有することができる。さらに、リング・キャビティ内の傾斜ファイバ・グレーティングの位置を変えて、発生した光がリング・キャビティから外に結合される場所を制御することができる。例えば、1つの傾斜ファイバ・グレーティングは出力カプラ24に接近して配置し、一方、第2の傾斜ファイバ・グレーティングは波長フィルタ30に接近して配置することができる。グレーティングの周期は異なってもよい。
【0028】
別の実施形態では、波長フィルタ30はチューナブルフィルタである。チューナブルフィルタでは、波長の遮断周波数を任意の所望の波長に調整することができる。例えば、ファイバ・レーザの初期動作の間、波長フィルタ30はfc1の遮断周波数を有することがある。しかし、ファイバ・レーザの後続の動作の間に、ファイバ・レーザの遮断周波数をfc2に調整することができる。
【0029】
別の実施形態では、二重ポンプ・リング・キャビティ・レーザは1つより多い波長フィルタを含むことができる。例えば、図3の波長フィルタ30は直列に配置された2つの波長フィルタと取り替えることができる。別の実施形態では、波長フィルタ30は並列に配置された2つの波長フィルタと取り替えることができる。
【0030】
したがって、リング・キャビティが1つより多い波長フィルタを含む場合、光は、1つより多い波長フィルタによってフィルタ処理された波長でリング・キャビティから外に結合される。さらに、リング・キャビティが1つより多い波長フィルタを含む場合、1つより多いフィルタの各々はチューナブルフィルタとすることができる。
【0031】
別の実施形態では、リニア・キャビティをもつ二重ポンプ・レーザは単一ポンプ・レーザと取り替えることができる。図4は、光をスプリッタ42に放出するポンプ40をもつリニア・キャビティを備える単一ポンプ・レーザを示す。スプリッタは光を2つの方向に分割する。
【0032】
図1に示したリニア・キャビティをもつ二重ポンプ・レーザと同様に、リニア・キャビティをもつ単一ポンプ・レーザは、1つまたは複数の対応する対の高反射グレーティングを含む。例えば、図4に示したレーザは第1の対の高反射グレーティング44aおよび44bを含み、リニア・キャビティがこの対の高反射グレーティング間で形成される。高反射グレーティング44aは、スプリッタ42からの光をファイバ50に沿って受け取るように位置決めされ、高反射グレーティング44bは、スプリッタ42からの光をファイバ48に沿って受け取るように位置決めされる。光を受け取る際、高反射グレーティング44aおよび44bは、波長λaの光以外の光を反射するように構成される。
【0033】
さらに、図4に示したリニア・キャビティをもつ単一ポンプ・レーザは、第2の対の高反射グレーティング46aおよび46bを含むことができる。第2の対の高反射グレーティング46aおよび46bは、波長λbの光以外の光を反射するように構成される。
【0034】
図1に示したリニア・キャビティをもつ二重ポンプ・レーザと同様に、図4のリニア・キャビティをもつ単一ポンプ・レーザは、傾斜ファイバ・グレーティング52と利得ファイバ54とを含む。傾斜ファイバ・グレーティングは完全に利得ファイバ54の外に形成すること、部分的に利得ファイバ52内に形成すること、または完全に利得ファイバ52内に形成することができる。
【0035】
図2Aに示したリニア・キャビティをもつ二重ポンプ・レーザと同様に、傾斜ファイバ・グレーティング52は、ファイバの軸に対して同じ方位をもつ2つの傾斜ファイバ・グレーティングと取り替えることができる。さらに、傾斜ファイバ・グレーティング52は、図2Bに示したようにファイバの軸に対して異なる方位をもつ2つの傾斜ファイバ・グレーティングと取り替えることができる。さらに、1つより多い傾斜ファイバ・グレーティングがある場合、傾斜ファイバ・グレーティングの位置を変えて、光がリニア・キャビティから外に結合される場所を制御することができる。
【0036】
図5は、リング・キャビティをもつ単一ポンプ・レーザを示す。単一ポンプ・レーザは、光をスプリッタ62に放出するポンプ60を含む。スプリッタは、ファイバ64および66に沿ってポンプ60からの光を分割する。ファイバ66に沿って進む光は、カプラ68によってリング・キャビティに結合される。ファイバ64に沿って進む光は、カプラ70によってリング・キャビティに結合される。アイソレータ72および波長フィルタ74は、図3に示したアイソレータ28および波長フィルタ30と同じ機能を与える。リング・キャビティをもつ単一ポンプ・レーザは傾斜ファイバ・グレーティング76と利得ファイバ78とを含む。傾斜ファイバ・グレーティング76は完全に利得ファイバ78の外に、部分的に利得ファイバ78内に、または完全に利得ファイバ78内に形成することができる。
【0037】
リング・キャビティをもつ単一ポンプ・レーザは、図2Aおよび2Bに示したような1つより多い傾斜ファイバ・グレーティングを含むことができる。さらに、リング・キャビティをもつ単一ポンプ・レーザは、図3のリング・キャビティをもつ二重ポンプ・レーザで説明したように1つより多いフィルタを含むことができる。
【0038】
図6は、リニア・キャビティをもつ単一ポンプ・ファイバ・レーザの特定の非限定の例を示す。キャビティは、2つの高反射グレーティング104aおよび104bで構成される。この実施形態では、これらの反射グレーティングは、1555nmに中心がある狭帯域幅に関して入射光の99.9%を超えて反射する。1本のエルビウム(Er)ドープ・ファイバ106、パドル108aから108c、および傾斜ファイバ・グレーティング110が、反射グレーティング104aと104bとの間に配置される。Erドープ・ファイバ106は長さが1.25mである。パドル108a、108b、および108cを使用して、偏光に敏感な傾斜ファイバ・グレーティング110のために光の偏光を適切に制御する。
【0039】
図6の実施形態では、傾斜ファイバ・グレーティング110は長さ8cmであり、ファイバ106の軸に対して約45°の傾斜角を有する。傾斜ファイバ・グレーティング110は、さらに、ファイバ106に沿って測定された約1.07μmの周期を有する。したがって、傾斜ファイバ・グレーティング110は、ファイバから垂直に1555nmに近い波長でレーザから外に光を結合する。
【0040】
ポンプ100は43mWのパワーで作動し、980nmの光を放出する。ポンプ100から放出された光はコネクタ102を通過し、コネクタ102はFC(ファイバ接続)コネクタまたはファイバ接続斜めパッチカード(FCAPC)コネクタとすることができる。別のポンプ(図示せず)は、ファイバ・レーザの他方の端部に位置決めされ、980nmの波長で、ポンプ100とほぼ同じパワーで光を放出する。さらに、光スペクトル・アナライザ(OSA)114は、傾斜ファイバ・グレーティング110から外に結合された光と、光キャビティの外側のレーザのファイバ側面の光とを測定する。さらに、カメラ112を使用して、傾斜ファイバ・グレーティング110から外に結合された光の写真を撮る。1550nm近くのグレーティング散乱効率を測定するために、グレーティングは最初にレーザ・キャビティの外側で試験される。試験されたグレーティングは、その後キャビティ内に配置される。図6に示したレーザが1550nmの1.7mWレーザでポンプされるとき、傾斜ファイバ・グレーティング110に沿って測定されたパワー密度は約49nW/cmであった。結果が示すところによれば、パドル108A、108B、および108Cはポンプ100および114から放出された光のパワーを最大にしたが、グレーティング散乱光に対する変動は引き起こさなかった。
【0041】
図7は、図6に示した側面発光ファイバ・レーザの端部から外に結合された光のスペクトルと、図6に示したようにファイバ・キャビティ内の傾斜グレーティングに垂直に配置された多モード光ファイバから測定された光のスペクトルとを示すチャートである。図7のチャート中の細線は、高反射グレーティング104Bの後の出力パワーを表す(左の軸)。太い実線は、図6に示した側面発光ファイバ・レーザに隣接して配置された多モード光ファイバに入る側面発光出力パワーを示す(右の軸)。図7は、線幅が狭く、隣接する光を20dBよりも多く超えているので、側面発光レーザの側面から外に結合された光は1555nm近くでレーザ発振していることを示す。したがって、側面発光ファイバ・レーザの側面から多モード・ファイバに結合された光は、ファイバの端部を出る光と比較して、自然放射増幅光(ASE)を非常に高度に抑制した状態でレーザ発振している。
【0042】
図6に示した側面発光ファイバ・レーザの傾斜ファイバ・グレーティング110から外に結合された光(すなわち、多モード・ファイバによって測定されたもの)は、傾斜ファイバ・グレーティング110の長さにわたって実質的に一定の強度の広い線の光である。図9Aは、図6に示した側面発光ファイバ・レーザと平行な出力ビームのプロファイルを示す。図9Aは、レーザのキャビティで発生した、レーザの長さに沿った光のパワーが最小の変動でほぼ一定であることを示している。図9Bは、図6に示した側面発光ファイバ・レーザに垂直な出力ビームのプロファイルを示す。図9Bは、ファイバ軸に垂直であり、ファイバのまわりの方位角による光の広がりを示す。図9Bは、最大値(すなわち、Y−位置0)の両側から距離が増加するにつれて、側面発光ファイバ・レーザから放出されたパワーが減少することも示している。
【0043】
図6のファイバから測定されたパワーは2.5μW/cmであった。上述のように、980ポンプ・パワーは43mWであった。cm当たりの外への散乱光と入力レーザ・パワーの比は効率の基準として使用することができる。特に、cm当たりの外への散乱光が入力レーザ・パワーと比較して増加するにつれて、ファイバ・レーザはより高い効率で作動する。
【0044】
図6に示した実施形態の場合、cm当たりのパワー・アウト/ポンプパワー・インの比は、6×10−5/cmである。この比は、レーザ・キャビティ内になく、1550nmのレーザによって単にポンプされる場合の同じグレーティングに対する3×10−5/cmと比較して改善されたものである。したがって、レーザ・キャビティは入力光パワーを所望の出力パワーに高い割合で変換し、それがファイバ・レーザの効率を改善する。
【0045】
明らかに、本発明の非常に多くの変更および変形が前述の教示に鑑みて可能である。したがって、添付の特許請求の範囲の範囲内で、本発明は本明細書で具体的に説明したものとは別のやり方で実施することができる。
【技術分野】
【0001】
本発明は線光源および光ファイバに関する。より詳細には、本発明はファイバの側面から光を結合する光ファイバに関する。
【背景技術】
【0002】
様々な用途が線光源を利用している。線光源は、数センチメートルから数メートルの長さに、またはさらに長くすることができる。線光源は、高い処理量、したがって検査の区域を流れる品目を試験する大きく長い区域の検査に役立つ光検査業務で使用される。線光源の重要な基準には、線光源が均一、効率的、低コスト、高信頼、最少の本質的でない熱発生でなければならないことが含まれる。線光源を利用するいくつかのシステムでの別の重要な基準は、光のすべてが1つの小さい区域にのみ入射するように線光源が高い指向性のものであることである。追加の基準は、線光源が特定のスペクトル成分だけを有することである。
【0003】
現在の線光源には、ダイオードのアレイ、長いハロゲン・ランプ、および散乱ファイバが含まれる。1つの解決策は、ファイバに刻み込まれた傾斜グレーティングをもつファイバを使用する。しかし、光はグレーティングを通って伝搬するにつれて激減するので、このファイバ・グレーティングの解決策は、適切な散乱光均一性を達成するために非均一なグレーティング強度を必要とする。さらに、グレーティングは1つの偏光しか外に結合することができず、それにより光源はそれほど効率的でなくなる。さらに、ファイバに沿って十分な複屈折がある場合、偏光はファイバに沿って回転し、それにより、外に結合される光のパワーは非均一になることがある。さらに、いかなる偏光変動も外に結合されるパワーの不安定性を招くことがある。最後に、狭帯域スペクトルが必要とされる場合、これはファイバ入力において満たされなければならず、そのようなレーザ源は高価で、非効率的となることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】米国特許第6,211,957号
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】In−line Polarimeter Using Blazed Fiber Gratings、Westbrook P.S.ら、Photonics Technology Letters、IEEE、2000年10月、12巻、Issue 10、1352〜1354頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の1つの態様は光ファイバに結合された少なくとも1対の反射器を有するファイバ・レーザを含み、この少なくとも1対の反射器は、この少なくとも1対の反射器間に光キャビティを画定し、その光キャビティ内の光を反射するように構成される。少なくとも1つの光ポンプが光ファイバに結合され、ポンプ光を光キャビティに供給するように構成され、少なくとも1つの媒体が光キャビティ内に位置決めされ、光キャビティ内にポンプ光から信号光を発生させるように構成される。さらに、少なくとも1つのグレーティングが光キャビティ内に位置決めされ、光キャビティから外に信号光を結合するように構成される。
【0007】
本発明の別の態様によれば、光アセンブリは、光ファイバから少なくとも部分的に形成されるリング形状光キャビティと、リング形状光キャビティにポンプ光を供給するように構成されたポンプと、リング形状光キャビティ内に位置決めされ、ポンプ光から信号光を発生させるように構成された媒体とを含む。第1のグレーティングが、リング形状光キャビティ内に位置決めされ、このリング形状光キャビティから外に信号光を結合するように構成される。
【0008】
本発明のさらなる別の態様では、ファイバ・レーザは、その中に光キャビティを有する光ファイバと、光キャビティにポンプ光を供給するように構成された光ポンプと、光キャビティ内に設けられ、ポンプ光から出力光を発生させるように構成された媒体とを含む。グレーティングが光キャビティ内に設けられ、光キャビティから外に出力光を結合するように構成される。
【0009】
添付の図面と関連付けて考慮すると、本発明は以下の詳細な説明を参照して一層よく理解されるようになるので、本発明およびそれに付随する利点の多くのより完全な理解が容易に得られるはずである。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】リニア・キャビティをもつ二重ポンプ・レーザを示す図である。
【図2A】同じ角度で配向された2つの傾斜ファイバ・グレーティングをもつリニア・キャビティを備える二重ポンプ・レーザを示す図である。
【図2B】異なる角度で配向された2つの傾斜ファイバ・グレーティングをもつリニア・キャビティを備える二重ポンプ・レーザを示す図である。
【図3】リング・キャビティをもつ二重ポンプ・レーザを示す図である。
【図4】リニア・キャビティをもつ単一ポンプ・レーザを示す図である。
【図5】リング・キャビティをもつ単一ポンプ・レーザを示す図である。
【図6】リニア・キャビティをもつ単一ポンプ・レーザを示す図である。
【図7】ファイバ・レーザの出力スペクトルを示す図である。
【図8】図8Aは、第1のグレーティング構成を有する側面発光ファイバ・レーザ(side fire fiber laser)の側面図および端面図、ならびにそれからの光出力を示す図であり、図8Bは、第2のグレーティング構成を有する側面発光ファイバ・レーザの側面図および端面図、ならびにそれからの光出力を示す図である。
【図9A】ファイバ軸と平行な出力ビームのプロファイルを示す図である。
【図9B】ファイバ軸に垂直な出力ビームのプロファイルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明は、改善された線光源機能を有するレーザ構成を対象とする。より詳細には、本明細書に開示されるレーザ構成は、改善された効率、より良好な均一性、より少ない偏光感受性、より低いコスト、および1つまたは複数のレーザ波長での単一のレーザ線出力の可能性を有する。
【0012】
本発明の実施形態は側面発光ファイバ・レーザに関する。側面発光ファイバ・レーザはキャビティ内で光を発生させるためのキャビティを含む。側面発光ファイバ・レーザは、さらに、ファイバ・レーザの側面から特定の方向にキャビティから外に光を結合するように構成される。
【0013】
図1は、リニア・キャビティをもつ二重ポンプ・レーザを示す。レーザは、ポンプ4aおよび4bからの光を受け取るファイバ2を含む。ポンプ4aおよび4bは、任意の所望のパワーで光を放出する任意の所望のポンプとすることができる。代替の実施形態では、少しドープしたファイバまたは短い長さのドープ・ファイバが、単一の方向に伝搬させるただ1つのポンプ・レーザと共に使用することができる。この構成は、十分に長い長さのファイバにわたって、有用である均一な反転を生成するのに十分である。一実施形態では、図1に示したレーザは、高反射グレーティング6aおよび6bなどの1対の反射器を含む。この対の反射器は、ファイバ内もしくはファイバの端面上に反射器を含むか、またはループ・ミラーなどの別個の反射構成要素を含むことができる。図1では、リニア・キャビティはこの対の高反射グレーティング6aと6bとの間で形成され、各グレーティングはある波長に整合され、その波長だけにフィードバックを与える。例えば、ポンプ4aおよび4bから放出された光は、それぞれ、各対の反射グレーティング6aおよび6bによって受け取られる。反射グレーティング6aおよび6bは波長λaの光を反射するように構成される。したがって、反射グレーティング6aおよび6bによって反射される光は反射グレーティング6aと6bとの間で形成されたリニア・キャビティで共振し、波長λaの光を発生させる。
【0014】
別の実施形態では、第2の対の反射グレーティング8aおよび8bが、第1の対の反射グレーティング6aおよび6bの内に位置決めされる。リニア・キャビティがこの対の高反射グレーティング8aと8bとの間で形成され、各グレーティングはある波長に整合され、その波長だけにフィードバックを与える。例えば、第2の対の反射グレーティング8aおよび8bは波長λbの光を反射するように構成される。したがって、反射グレーティング8aおよび8bによって反射された光は反射グレーティング8aと8bとの間で形成されたリニア・キャビティで共振し、波長λbの光を発生させる。一実施形態によれば、二重ポンプ・ファイバ・レーザは、リニア・キャビティ内に利得ファイバ12を含む。利得ファイバ12は、リニア・キャビティ内で発生した光を増幅する任意の所望の媒体(すなわち利得媒体)である。したがって、光が高反射グレーティング6aと6bとの間、または8aと8bとの間で共振すると、利得ファイバ12は共振した光を増幅する。図1は第1および第2の対のグレーティング(6a、6bおよび8c、8b)を示しているが、これは本発明の利点を実現するのに必要ではない。例えば、図1の構成はグレーティング8aおよび8bを除くことができる。
【0015】
さらに、利得媒体吸収が均一である場合、利得ファイバ12は実質的に均一な利得を与えることになる。したがって、これらの条件下で、所望の均一の出力が生成される。さらに、発生した光のパワーはリニア・キャビティの長さと共に増加する。しかし、図1の実施形態において、反射グレーティング間の光のパワーは、これらの波長での利得ファイバの利得および損失に依存するので、反射グレーティング8aと8bとの間の光のパワーは反射グレーティング6aと6bとの間の光のパワーほど必ずしも高くない。
【0016】
本発明の実施形態によれば、二重ポンプ・レーザは、レーザから外に光を結合する(すなわち、出力光または信号光)ために、リニア・キャビティ内に位置決めされた傾斜ファイバ・グレーティング10を含む。リニア・キャビティ内の傾斜ファイバ・グレーティング10の位置は変更することができる。例えば、高反射グレーティング8aと傾斜ファイバ・グレーティング10との間の間隔と、高反射グレーティング8bと傾斜ファイバ・グレーティング10との間の間隔とが等しくなるように、傾斜ファイバ・グレーティングはキャビティ内に均一に配置することができる。別の例では、傾斜ファイバ・グレーティングは、高反射グレーティング8aよりも高反射グレーティング8bに接近して配置することができる。さらなる別の例では、傾斜ファイバ・グレーティングは、高反射グレーティング8bよりも高反射グレーティング8aに接近して配置することができる。さらに、高反射器は、ファイバの同じ部分で傾斜グレーティングの上に重ね書きすることもできる。
【0017】
したがって、リニア・キャビティ内で傾斜ファイバ・グレーティング10を位置決めすると、光がレーザから外に結合される場所が決定される。さらに、ファイバから外への光散乱の損失を低減するために、傾斜ファイバ・グレーティングと同じ長さに近く、または丁度同じ長さに高反射グレーティングを位置決めするのはより有利である。
【0018】
一般に、傾斜グレーティングは少なくとも3つのパラメータを有する。これらのパラメータは、グレーティング平面、すなわち、グレーティング屈折率変調が生じるコア領域内の一定の屈折率の平面を考えることにより理解することができる。3つの基本的なパラメータは、1)ファイバの軸に沿って測定されたグレーティング周期Λ、2)グレーティング平面とファイバ軸との間の角度として定義されるグレーティング軸角θa、3)グレーティング平面に対する法線がファイバ軸のまわりに作る角度として定義されるグレーティング方位角θzである。これらの3つのパラメータは、図8aおよび8bに、θa=45°θz=0°およびθa=45°θz=90°の場合について示される。これらの3つのパラメータは純粋に平坦なグレーティング平面の方位を決定することになるが、非平坦である一定の屈折率の平面についても可能である。この場合、より多くのおよび/または異なるパラメータがグレーティング屈折率変調を指定するのに必要とされるが、これらの定義がファイバの中心などのファイバの単一の半径ポイントに適用される場合これらの定義は依然として使用することができる。しかし、そのような非平坦なグレーティングからのグレーティング散乱を本発明において依然として使用することができる。また、本発明では図8aおよび8bでの特定の角度を使用する必要はないが、これらの角度が以下の実施形態で説明される。
【0019】
所与の波長λの入射コア導波光に対するグレーティングによる光散乱は、3つのパラメータによって以下のように決定される。1)Λが、光を散乱することになる軸角を決定する。2)θaが散乱光の強さを決定する。グレーティング平面からのミラー反射がΛによって決定された光散乱方向と整合するようにθaが調整される場合、光散乱は所与の屈折率変調で可能な最大効率に近いものとなるであろう。3)θzは、光がグレーティングから散乱する方位角を決定する。これは、図8aおよび8bにおいて散乱光の波線によって示される。偏光依存性は、光散乱の軸角によって決定される。軸角が0°(前方に)または180°(後方に)に近い場合、2つの偏光について散乱効率はほとんど差がないであろう。一方、光が90°に近い軸角で(ファイバに直角で)散乱する場合、散乱効率の差は最大になり、散乱の方向に偏光された光は最も低い散乱効率を有する。したがって、a)90°で光を散乱する周期を有し、b)45°の軸傾斜θaを有するグレーティングは、1つの偏光だけ、すなわち、グレーティング平面と平行に偏光された光を効率よく散乱することになる。他の偏光は、比較的わずかな散乱でそのようなグレーティングを通過することになる。そのようなグレーティングは、イン・ファイバ偏光器として働くことができる。
【0020】
これらの機能のさらなる説明は、(1)In−line Polarimeter Using Blazed Fiber Gratings、Westbrook P.S.ら、Photonics Technology Letters、IEEE、2000年10月、12巻、Issue 10、1352〜1354頁、(2)米国特許第6,211,957号に見いだすことができ、これらのすべての全内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【0021】
一実施形態では、傾斜ファイバ・グレーティング10は完全に利得ファイバ12の外に形成される。別の例では、傾斜ファイバ・グレーティング10は部分的に利得ファイバ12内に形成される。さらなる別の例では、傾斜ファイバ・グレーティング10は完全に利得ファイバ12内に形成される。好ましい構成はグレーティングを完全に利得領域内に有することである。この構成では、利得ファイバ全体がファイバから外に光を散乱することになる。さらに、グレーティングと利得領域とをオーバーラップさせることによって、ポンプの使用を介して光の偏光とパワーとに対する高度の制御を達成することができる。
【0022】
別の実施形態では、二重ポンプ・リニア・キャビティ・レーザは多数の傾斜ファイバ・グレーティングを含む。例えば、図2Aは、傾斜ファイバ・グレーティング14aおよび14bをもつ図1の二重ポンプ・リニア・キャビティ・レーザを示す。図2Aにおいて、傾斜ファイバ・グレーティング14aおよび14bはファイバ2に対して同じ方位角方位を有する。リニア・キャビティ内で発生した光は、傾斜ファイバ・グレーティング14aおよび14bの方位に従い、傾斜ファイバ・グレーティング14aおよび14bの方位に対してある角度でレーザから外に結合される。別の例として、図2Bでは、傾斜ファイバ・グレーティング15aおよび15bはファイバ2に対して異なる方位角方位および/または軸方位を有する。したがって、リニア・キャビティ内で発生した光は、図2Bの異なる矢印方向によって概略的に示されるように異なる方位角でレーザから外に結合することができる。これらのグレーティングは互いに部分的にまたは完全にオーバーラップすることも可能である。さらに、グレーティングの軸角および方位角は共に2つのグレーティングについて異なることが可能である。なお、さらに、グレーティングは異なる周期を有することも可能である。グレーティングは非均一周期を有することもでき、非均一屈折率変調振幅プロファイルを有することもできる。
【0023】
傾斜ファイバ・グレーティング14aおよび14b(または15aおよび15b)は、リニア・キャビティ内の任意の位置に沿って互いに独立して配置することができる。例えば、傾斜ファイバ・グレーティング14aはグレーティング8aに接近して配置することができ、一方、傾斜ファイバ・グレーティング14bはグレーティング8bに接近して配置することができる。したがって、傾斜ファイバ・グレーティング14aはグレーティング8aに近い位置でレーザから外に光を結合し、一方、傾斜ファイバ・グレーティング14bはグレーティング8bに近い位置でレーザから外に光を結合する。したがって、傾斜ファイバ・グレーティング14aおよび14bをリニア・キャビティ内の任意の所望の位置に配置して、光がレーザから外に結合される場所を制御することができる。さらに、傾斜ファイバ・グレーティングは互いの上に配置することもできる。
【0024】
ファイバ・レーザが1つより多い傾斜ファイバ・グレーティングを有する場合、傾斜ファイバ・グレーティングのうちの1つは、前述のように、光を偏光させるように構成することができ、それは、レーザの偏光ドリフトに起因する結合損失を低減するなどの結合の利点を与えることができる。この構成は、レーザの偏光を制御する利点を与えることができる。ファイバがある位置から別の位置に移動されるとき、ファイバによって導波される偏光が変化することがあるので、偏光の制御は重要である。しかし、ファイバ・レーザが、ファイバに書き込まれた強力な偏光グレーティングを有する場合、レーザ発振光の偏光は、ファイバの曲げまたはねじれの状態にかかわらず最小の損失をもつ偏光で強制的に生じさせられることになる。第2の弱いグレーティングが強力なグレーティングと直角に(方位角方向に)製作される場合、弱いグレーティングは好ましいレーザ発振の偏光でファイバから外に光を結合することになる。ファイバが曲げられているか、さもなければ乱されている場合、強力な偏光グレーティングは偏光を弱いグレーティングの軸上で強制的にとどめたままにすることになる。一実施形態では、偏光保持のファイバおよび構成要素からファイバ・レーザ全体を製作し、キャビティ内に偏光器などの偏光依存損失を組み込んで、単一の所望の偏光状態でレーザ発振動作を行わせることによって、偏光による厄介な問題は低減または除去することができる。
【0025】
図3は、リニア・キャビティの代わりにリング・キャビティをもつ二重ポンプ・レーザによる別の実施形態を示す。この二重ポンプ・レーザは、ポンプ22aおよび22bに接続されたファイバ20を含む。図1のレーザ・キャビティをもつ二重ポンプ・レーザと同様に、ポンプ22aおよび22bは光を放出する。2つのポンプ22aおよび22bを使用することにより、リング・キャビティ内の利得ファイバ34に均一の励起が与えられる。均一性を与えるために2つのポンプが必要とされることがあるが、1つのポンプで十分である可能性もある。この場合、22aまたは22bのいずれかを除去することができる。二重ポンピングはリニア・キャビティまたはリング・キャビティのいずれにも均一性を与えるのに十分であるが、さらに優れた均一性のために2つより多いポンプを有することも可能である。側面ポンピングまたはクラッド・ポンピングを使用してポンプを光ファイバに結合することもできる。
【0026】
ポンプ22aおよび22bから放出された光はカプラ24および26によってリング・キャビティに結合され、利得ファイバ34は結合された光を増幅する。前述のリニア・キャビティの実施形態と同様に、リング・キャビティ動作は単一ポンプ・レーザおよび一方向ポンピングで行うことができる。図3のリング・キャビティは、リング・キャビティで発生した光を一方向に導くアイソレータ28を含む。リング・キャビティは、リング・キャビティで発生した光を所望の波長でフィルタ処理する波長フィルタ30をさらに含む。フィルタは、薄膜フィルタ、エタロン、ファイバ・ブラッグ・グレーティング、またはファイバ・リング・キャビティに挿入することができる任意の他の波長フィルタとすることができる。フィルタ処理された光が波長フィルタ30を出ると、光は傾斜ファイバ・グレーティング32に進み、傾斜ファイバ・グレーティングは光をリング・キャビティから外に結合する。したがって、リング・キャビティで発生した光は、波長フィルタ30によってフィルタ処理された波長で一方向にリング・キャビティから外に結合される。さらに、発生した光は、ファイバ20の軸を基準とした傾斜ファイバ・グレーティング32の方位に対してある角度でリング・キャビティから外に結合される。
【0027】
さらに、リング・キャビティは、リング・キャビティで発生した光を増幅するための利得ファイバ34を含む。リニア・キャビティをもつ二重ポンプ・レーザと同様に、傾斜ファイバ・グレーティング32は、完全に利得ファイバ34の外に形成すること、部分的に利得ファイバ34内に形成すること、または完全に利得ファイバ34内に形成することができる。前述のように、リニア・キャビティの場合、好ましい構成は、グレーティングを完全に利得領域内に有し、ポンプの使用を介して光の偏光とパワーとに対する高度の制御を行うことである。他の実施形態では、二重ポンプ・リング・キャビティ・レーザは、図2Aおよび図2Bに示したようにリング・キャビティに1つより多い傾斜ファイバ・グレーティングを含むことができる。例えば、リング・キャビティが1つより多い傾斜ファイバ・グレーティングを含む場合、各傾斜ファイバ・グレーティングは図2Aに示したようにファイバの軸に対して同じ方位を有するか、または各傾斜ファイバ・グレーティングは図2Bに示したようにファイバの軸に対して異なる方位を有することができる。さらに、リング・キャビティ内の傾斜ファイバ・グレーティングの位置を変えて、発生した光がリング・キャビティから外に結合される場所を制御することができる。例えば、1つの傾斜ファイバ・グレーティングは出力カプラ24に接近して配置し、一方、第2の傾斜ファイバ・グレーティングは波長フィルタ30に接近して配置することができる。グレーティングの周期は異なってもよい。
【0028】
別の実施形態では、波長フィルタ30はチューナブルフィルタである。チューナブルフィルタでは、波長の遮断周波数を任意の所望の波長に調整することができる。例えば、ファイバ・レーザの初期動作の間、波長フィルタ30はfc1の遮断周波数を有することがある。しかし、ファイバ・レーザの後続の動作の間に、ファイバ・レーザの遮断周波数をfc2に調整することができる。
【0029】
別の実施形態では、二重ポンプ・リング・キャビティ・レーザは1つより多い波長フィルタを含むことができる。例えば、図3の波長フィルタ30は直列に配置された2つの波長フィルタと取り替えることができる。別の実施形態では、波長フィルタ30は並列に配置された2つの波長フィルタと取り替えることができる。
【0030】
したがって、リング・キャビティが1つより多い波長フィルタを含む場合、光は、1つより多い波長フィルタによってフィルタ処理された波長でリング・キャビティから外に結合される。さらに、リング・キャビティが1つより多い波長フィルタを含む場合、1つより多いフィルタの各々はチューナブルフィルタとすることができる。
【0031】
別の実施形態では、リニア・キャビティをもつ二重ポンプ・レーザは単一ポンプ・レーザと取り替えることができる。図4は、光をスプリッタ42に放出するポンプ40をもつリニア・キャビティを備える単一ポンプ・レーザを示す。スプリッタは光を2つの方向に分割する。
【0032】
図1に示したリニア・キャビティをもつ二重ポンプ・レーザと同様に、リニア・キャビティをもつ単一ポンプ・レーザは、1つまたは複数の対応する対の高反射グレーティングを含む。例えば、図4に示したレーザは第1の対の高反射グレーティング44aおよび44bを含み、リニア・キャビティがこの対の高反射グレーティング間で形成される。高反射グレーティング44aは、スプリッタ42からの光をファイバ50に沿って受け取るように位置決めされ、高反射グレーティング44bは、スプリッタ42からの光をファイバ48に沿って受け取るように位置決めされる。光を受け取る際、高反射グレーティング44aおよび44bは、波長λaの光以外の光を反射するように構成される。
【0033】
さらに、図4に示したリニア・キャビティをもつ単一ポンプ・レーザは、第2の対の高反射グレーティング46aおよび46bを含むことができる。第2の対の高反射グレーティング46aおよび46bは、波長λbの光以外の光を反射するように構成される。
【0034】
図1に示したリニア・キャビティをもつ二重ポンプ・レーザと同様に、図4のリニア・キャビティをもつ単一ポンプ・レーザは、傾斜ファイバ・グレーティング52と利得ファイバ54とを含む。傾斜ファイバ・グレーティングは完全に利得ファイバ54の外に形成すること、部分的に利得ファイバ52内に形成すること、または完全に利得ファイバ52内に形成することができる。
【0035】
図2Aに示したリニア・キャビティをもつ二重ポンプ・レーザと同様に、傾斜ファイバ・グレーティング52は、ファイバの軸に対して同じ方位をもつ2つの傾斜ファイバ・グレーティングと取り替えることができる。さらに、傾斜ファイバ・グレーティング52は、図2Bに示したようにファイバの軸に対して異なる方位をもつ2つの傾斜ファイバ・グレーティングと取り替えることができる。さらに、1つより多い傾斜ファイバ・グレーティングがある場合、傾斜ファイバ・グレーティングの位置を変えて、光がリニア・キャビティから外に結合される場所を制御することができる。
【0036】
図5は、リング・キャビティをもつ単一ポンプ・レーザを示す。単一ポンプ・レーザは、光をスプリッタ62に放出するポンプ60を含む。スプリッタは、ファイバ64および66に沿ってポンプ60からの光を分割する。ファイバ66に沿って進む光は、カプラ68によってリング・キャビティに結合される。ファイバ64に沿って進む光は、カプラ70によってリング・キャビティに結合される。アイソレータ72および波長フィルタ74は、図3に示したアイソレータ28および波長フィルタ30と同じ機能を与える。リング・キャビティをもつ単一ポンプ・レーザは傾斜ファイバ・グレーティング76と利得ファイバ78とを含む。傾斜ファイバ・グレーティング76は完全に利得ファイバ78の外に、部分的に利得ファイバ78内に、または完全に利得ファイバ78内に形成することができる。
【0037】
リング・キャビティをもつ単一ポンプ・レーザは、図2Aおよび2Bに示したような1つより多い傾斜ファイバ・グレーティングを含むことができる。さらに、リング・キャビティをもつ単一ポンプ・レーザは、図3のリング・キャビティをもつ二重ポンプ・レーザで説明したように1つより多いフィルタを含むことができる。
【0038】
図6は、リニア・キャビティをもつ単一ポンプ・ファイバ・レーザの特定の非限定の例を示す。キャビティは、2つの高反射グレーティング104aおよび104bで構成される。この実施形態では、これらの反射グレーティングは、1555nmに中心がある狭帯域幅に関して入射光の99.9%を超えて反射する。1本のエルビウム(Er)ドープ・ファイバ106、パドル108aから108c、および傾斜ファイバ・グレーティング110が、反射グレーティング104aと104bとの間に配置される。Erドープ・ファイバ106は長さが1.25mである。パドル108a、108b、および108cを使用して、偏光に敏感な傾斜ファイバ・グレーティング110のために光の偏光を適切に制御する。
【0039】
図6の実施形態では、傾斜ファイバ・グレーティング110は長さ8cmであり、ファイバ106の軸に対して約45°の傾斜角を有する。傾斜ファイバ・グレーティング110は、さらに、ファイバ106に沿って測定された約1.07μmの周期を有する。したがって、傾斜ファイバ・グレーティング110は、ファイバから垂直に1555nmに近い波長でレーザから外に光を結合する。
【0040】
ポンプ100は43mWのパワーで作動し、980nmの光を放出する。ポンプ100から放出された光はコネクタ102を通過し、コネクタ102はFC(ファイバ接続)コネクタまたはファイバ接続斜めパッチカード(FCAPC)コネクタとすることができる。別のポンプ(図示せず)は、ファイバ・レーザの他方の端部に位置決めされ、980nmの波長で、ポンプ100とほぼ同じパワーで光を放出する。さらに、光スペクトル・アナライザ(OSA)114は、傾斜ファイバ・グレーティング110から外に結合された光と、光キャビティの外側のレーザのファイバ側面の光とを測定する。さらに、カメラ112を使用して、傾斜ファイバ・グレーティング110から外に結合された光の写真を撮る。1550nm近くのグレーティング散乱効率を測定するために、グレーティングは最初にレーザ・キャビティの外側で試験される。試験されたグレーティングは、その後キャビティ内に配置される。図6に示したレーザが1550nmの1.7mWレーザでポンプされるとき、傾斜ファイバ・グレーティング110に沿って測定されたパワー密度は約49nW/cmであった。結果が示すところによれば、パドル108A、108B、および108Cはポンプ100および114から放出された光のパワーを最大にしたが、グレーティング散乱光に対する変動は引き起こさなかった。
【0041】
図7は、図6に示した側面発光ファイバ・レーザの端部から外に結合された光のスペクトルと、図6に示したようにファイバ・キャビティ内の傾斜グレーティングに垂直に配置された多モード光ファイバから測定された光のスペクトルとを示すチャートである。図7のチャート中の細線は、高反射グレーティング104Bの後の出力パワーを表す(左の軸)。太い実線は、図6に示した側面発光ファイバ・レーザに隣接して配置された多モード光ファイバに入る側面発光出力パワーを示す(右の軸)。図7は、線幅が狭く、隣接する光を20dBよりも多く超えているので、側面発光レーザの側面から外に結合された光は1555nm近くでレーザ発振していることを示す。したがって、側面発光ファイバ・レーザの側面から多モード・ファイバに結合された光は、ファイバの端部を出る光と比較して、自然放射増幅光(ASE)を非常に高度に抑制した状態でレーザ発振している。
【0042】
図6に示した側面発光ファイバ・レーザの傾斜ファイバ・グレーティング110から外に結合された光(すなわち、多モード・ファイバによって測定されたもの)は、傾斜ファイバ・グレーティング110の長さにわたって実質的に一定の強度の広い線の光である。図9Aは、図6に示した側面発光ファイバ・レーザと平行な出力ビームのプロファイルを示す。図9Aは、レーザのキャビティで発生した、レーザの長さに沿った光のパワーが最小の変動でほぼ一定であることを示している。図9Bは、図6に示した側面発光ファイバ・レーザに垂直な出力ビームのプロファイルを示す。図9Bは、ファイバ軸に垂直であり、ファイバのまわりの方位角による光の広がりを示す。図9Bは、最大値(すなわち、Y−位置0)の両側から距離が増加するにつれて、側面発光ファイバ・レーザから放出されたパワーが減少することも示している。
【0043】
図6のファイバから測定されたパワーは2.5μW/cmであった。上述のように、980ポンプ・パワーは43mWであった。cm当たりの外への散乱光と入力レーザ・パワーの比は効率の基準として使用することができる。特に、cm当たりの外への散乱光が入力レーザ・パワーと比較して増加するにつれて、ファイバ・レーザはより高い効率で作動する。
【0044】
図6に示した実施形態の場合、cm当たりのパワー・アウト/ポンプパワー・インの比は、6×10−5/cmである。この比は、レーザ・キャビティ内になく、1550nmのレーザによって単にポンプされる場合の同じグレーティングに対する3×10−5/cmと比較して改善されたものである。したがって、レーザ・キャビティは入力光パワーを所望の出力パワーに高い割合で変換し、それがファイバ・レーザの効率を改善する。
【0045】
明らかに、本発明の非常に多くの変更および変形が前述の教示に鑑みて可能である。したがって、添付の特許請求の範囲の範囲内で、本発明は本明細書で具体的に説明したものとは別のやり方で実施することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光ファイバに結合された少なくとも1対の反射器であって、少なくとも1対の反射器間に光キャビティを画定し、前記光キャビティ内の光を反射するように構成される少なくとも1対の反射器と、
前記光ファイバに結合され、前記光キャビティにポンプ光を供給するように構成された少なくとも1つの光ポンプと、
前記光キャビティ内に位置決めされ、前記光キャビティ内に前記ポンプ光から信号光を発生させるように構成された少なくとも1つの媒体と、
前記光キャビティ内に位置決めされ、前記光キャビティから外に前記信号光を結合するように構成された少なくとも1つのグレーティングと
を備えるファイバ・レーザ。
【請求項2】
前記少なくとも1対の反射器が第1の対の反射グレーティングを含む、請求項1に記載のファイバ・レーザ。
【請求項3】
前記光キャビティが第2の対の反射グレーティングを含み、前記第2の対の反射グレーティングが、前記ファイバ内に形成され、前記第1の対の反射グレーティング内に位置決めされ、前記第2の対の反射グレーティング間で前記光キャビティ内の前記信号光を反射するように構成される、請求項2に記載のファイバ・レーザ。
【請求項4】
前記第1の対の反射グレーティングにより、光が約1555nmの波長で前記光キャビティに入ることが可能になる、請求項2に記載のファイバ・レーザ。
【請求項5】
前記少なくとも1つのグレーティングが、前記少なくとも1つの媒体の外に少なくとも部分的に形成される、請求項1に記載のファイバ・レーザ。
【請求項6】
前記少なくとも1つのグレーティングが、前記少なくとも1つの媒体内に少なくとも部分的に形成される、請求項1に記載のファイバ・レーザ。
【請求項7】
前記少なくとも1つの光ポンプの反対側で前記少なくとも1対の反射器の別の側に位置決めされ、前記光キャビティにポンプ光を供給するように構成された第2の光ポンプをさらに備える、請求項1に記載のファイバ・レーザ。
【請求項8】
前記光キャビティ内に位置決めされ、前記キャビティから外に前記信号光を結合するように構成された第2のファイバ・グレーティングをさらに含む、請求項1に記載のファイバ・レーザ。
【請求項9】
前記少なくとも1対の反射器における前記反射器のうちの少なくとも1つが、前記ファイバ内に、または前記ファイバの端面の近くに設けられる、請求項1に記載のファイバ・レーザ。
【請求項10】
前記少なくとも1対の反射器が、前記少なくとも1つの媒体の一方の端部に1つまたは複数の高反射器と、前記少なくとも1つの媒体の他方の端部に単一の広帯域反射器とを含む、請求項1に記載のファイバ・レーザ。
【請求項11】
前記少なくとも1つのグレーティングが2つの傾斜グレーティングを含み、
前記2つの傾斜グレーティングの各々が45°の軸角を有し、
前記2つの傾斜グレーティングの方位角間の差が90°であり、
前記グレーティングの相対強度が、一方のグレーティングは前記レーザ・キャビティ内の前記光を偏光させ、他方のグレーティングは前記偏光されたレーザ発振光を前記ファイバから外に散乱させるようなものである、請求項1に記載のファイバ・レーザ。
【請求項12】
光ファイバから少なくとも部分的に形成されるリング形状光キャビティと、
前記リング形状光キャビティにポンプ光を供給するように構成されたポンプと、
前記リング形状光キャビティ内に位置決めされ、前記ポンプ光から信号光を発生させるように構成された媒体と、
前記リング形状光キャビティ内に位置決めされ、前記リング形状光キャビティから外に前記信号光を結合するように構成された第1のグレーティングと
を備える光アセンブリ。
【請求項13】
前記第1のグレーティングが、前記媒体の外に少なくとも部分的に形成される、請求項12に記載のアセンブリ。
【請求項14】
前記グレーティングが2つの傾斜グレーティングを含み、
前記2つの傾斜グレーティングの各々が45°の軸角を有し、
前記2つの傾斜グレーティングの方位角間の差が90°であり、
前記グレーティングの相対強度が、一方のグレーティングは前記レーザ・キャビティ内の前記光を偏光させ、他方のグレーティングは、光を、レーザ発振している前記偏光に沿って前記ファイバから外に散乱させるようなものである、請求項12に記載のアセンブリ。
【請求項15】
前記第1のグレーティングが、前記媒体内に少なくとも部分的に形成される、請求項12に記載のアセンブリ。
【請求項16】
前記リング形状光キャビティ内に位置決めされ、前記第1のグレーティングと同じ角度または異なる角度で前記リング形状光キャビティから外に光を結合するように構成された第2のグレーティングをさらに含む、請求項12に記載のアセンブリ。
【請求項17】
a)前記第1のポンプから放出された前記ポンプ光を受け取り、前記ポンプ光を前記リング形状光キャビティに結合するように構成された光カプラ、
b)前記リング形状光キャビティ内に位置決めされ、前記リング形状光キャビティ内の前記信号光を単一方向に導くように構成されたアイソレータ・デバイス、
または、c)前記リング形状光キャビティ内の前記信号光を第1の波長でフィルタ処理するように構成された少なくとも1つのフィルタ
のうちの少なくとも1つをさらに含む、請求項12に記載のアセンブリ。
【請求項18】
第2の波長で前記リング形状光キャビティ内に発生した前記信号光をフィルタ処理するように構成された1つまたは複数の第2の波長フィルタをさらに含む、請求項17に記載のアセンブリ。
【請求項19】
前記リング形状光キャビティにポンプ光を第1の方向で供給するように構成された第1のポンプと、
前記リング形状光キャビティにポンプ光を前記第1の方向と反対の第2の方向で供給するように構成された第2のポンプと
を含む、請求項12に記載のアセンブリ。
【請求項20】
その中に光キャビティを有する光ファイバと、
前記光キャビティにポンプ光を供給するように構成された光ポンプと、
前記光キャビティ内に設けられ、前記ポンプ光から出力光を発生させるように構成された媒体と、
前記光キャビティ内に設けられ、前記光キャビティから外に前記出力光を結合するように構成されたグレーティングと
を備えるファイバ・レーザ。
【請求項21】
前記光キャビティが1対のグレーティングによって形成されたリニア・キャビティであり、前記グレーティングが前記光キャビティ内の前記出力光を反射するように構成される、請求項20に記載のファイバ・レーザ。
【請求項22】
前記光キャビティが、少なくとも1つの光カプラによって形成されたリング形状キャビティである、請求項20に記載のファイバ・レーザ。
【請求項23】
前記光ポンプが、前記リニア光キャビティにポンプ光を反対方向で供給するようにさらに構成される、請求項21に記載のファイバ・レーザ。
【請求項24】
前記光ポンプが、前記光キャビティの両側に位置決めされた2つのポンプを含む、請求項23に記載のファイバ・レーザ。
【請求項25】
前記グレーティングが、前記媒体の外に少なくとも部分的に形成される、請求項20に記載のファイバ・レーザ。
【請求項26】
前記グレーティングが、前記媒体内に少なくとも部分的に形成される、請求項20に記載のファイバ・レーザ。
【請求項27】
前記グレーティングが2つの傾斜グレーティングを含み、
前記2つの傾斜グレーティングの各々が45°の軸角を有し、
前記2つの傾斜グレーティングの方位角間の差が90°であり、
前記グレーティングの相対強度が、一方のグレーティングは前記レーザ・キャビティ内の前記光を偏光させ、他方のグレーティングは、光を、レーザ発振している前記偏光に沿って前記ファイバから外に散乱させるようなものである、請求項20に記載のファイバ・レーザ。
【請求項28】
前記少なくとも1つのグレーティングが傾斜グレーティングを含む、請求項1に記載のファイバ・レーザ。
【請求項29】
前記傾斜グレーティングが、グレーティング平面に関して前記ファイバの軸に対して45度に傾けられているグレーティングを含む、請求項29に記載のファイバ・レーザ。
【請求項30】
前記第1のグレーティングが傾斜グレーティングを含む、請求項12に記載の光アセンブリ。
【請求項31】
前記傾斜グレーティングが、グレーティング平面に関して前記ファイバの軸に対して45度に傾けられているグレーティングを含む、請求項30に記載の光アセンブリ。
【請求項32】
前記少なくとも1つのグレーティングが傾斜グレーティングを含む、請求項20に記載のファイバ・レーザ。
【請求項33】
前記傾斜グレーティングが、グレーティング平面に関して前記ファイバの軸に対して45度に傾けられているグレーティングを含む、請求項32に記載のファイバ・レーザ。
【請求項1】
光ファイバに結合された少なくとも1対の反射器であって、少なくとも1対の反射器間に光キャビティを画定し、前記光キャビティ内の光を反射するように構成される少なくとも1対の反射器と、
前記光ファイバに結合され、前記光キャビティにポンプ光を供給するように構成された少なくとも1つの光ポンプと、
前記光キャビティ内に位置決めされ、前記光キャビティ内に前記ポンプ光から信号光を発生させるように構成された少なくとも1つの媒体と、
前記光キャビティ内に位置決めされ、前記光キャビティから外に前記信号光を結合するように構成された少なくとも1つのグレーティングと
を備えるファイバ・レーザ。
【請求項2】
前記少なくとも1対の反射器が第1の対の反射グレーティングを含む、請求項1に記載のファイバ・レーザ。
【請求項3】
前記光キャビティが第2の対の反射グレーティングを含み、前記第2の対の反射グレーティングが、前記ファイバ内に形成され、前記第1の対の反射グレーティング内に位置決めされ、前記第2の対の反射グレーティング間で前記光キャビティ内の前記信号光を反射するように構成される、請求項2に記載のファイバ・レーザ。
【請求項4】
前記第1の対の反射グレーティングにより、光が約1555nmの波長で前記光キャビティに入ることが可能になる、請求項2に記載のファイバ・レーザ。
【請求項5】
前記少なくとも1つのグレーティングが、前記少なくとも1つの媒体の外に少なくとも部分的に形成される、請求項1に記載のファイバ・レーザ。
【請求項6】
前記少なくとも1つのグレーティングが、前記少なくとも1つの媒体内に少なくとも部分的に形成される、請求項1に記載のファイバ・レーザ。
【請求項7】
前記少なくとも1つの光ポンプの反対側で前記少なくとも1対の反射器の別の側に位置決めされ、前記光キャビティにポンプ光を供給するように構成された第2の光ポンプをさらに備える、請求項1に記載のファイバ・レーザ。
【請求項8】
前記光キャビティ内に位置決めされ、前記キャビティから外に前記信号光を結合するように構成された第2のファイバ・グレーティングをさらに含む、請求項1に記載のファイバ・レーザ。
【請求項9】
前記少なくとも1対の反射器における前記反射器のうちの少なくとも1つが、前記ファイバ内に、または前記ファイバの端面の近くに設けられる、請求項1に記載のファイバ・レーザ。
【請求項10】
前記少なくとも1対の反射器が、前記少なくとも1つの媒体の一方の端部に1つまたは複数の高反射器と、前記少なくとも1つの媒体の他方の端部に単一の広帯域反射器とを含む、請求項1に記載のファイバ・レーザ。
【請求項11】
前記少なくとも1つのグレーティングが2つの傾斜グレーティングを含み、
前記2つの傾斜グレーティングの各々が45°の軸角を有し、
前記2つの傾斜グレーティングの方位角間の差が90°であり、
前記グレーティングの相対強度が、一方のグレーティングは前記レーザ・キャビティ内の前記光を偏光させ、他方のグレーティングは前記偏光されたレーザ発振光を前記ファイバから外に散乱させるようなものである、請求項1に記載のファイバ・レーザ。
【請求項12】
光ファイバから少なくとも部分的に形成されるリング形状光キャビティと、
前記リング形状光キャビティにポンプ光を供給するように構成されたポンプと、
前記リング形状光キャビティ内に位置決めされ、前記ポンプ光から信号光を発生させるように構成された媒体と、
前記リング形状光キャビティ内に位置決めされ、前記リング形状光キャビティから外に前記信号光を結合するように構成された第1のグレーティングと
を備える光アセンブリ。
【請求項13】
前記第1のグレーティングが、前記媒体の外に少なくとも部分的に形成される、請求項12に記載のアセンブリ。
【請求項14】
前記グレーティングが2つの傾斜グレーティングを含み、
前記2つの傾斜グレーティングの各々が45°の軸角を有し、
前記2つの傾斜グレーティングの方位角間の差が90°であり、
前記グレーティングの相対強度が、一方のグレーティングは前記レーザ・キャビティ内の前記光を偏光させ、他方のグレーティングは、光を、レーザ発振している前記偏光に沿って前記ファイバから外に散乱させるようなものである、請求項12に記載のアセンブリ。
【請求項15】
前記第1のグレーティングが、前記媒体内に少なくとも部分的に形成される、請求項12に記載のアセンブリ。
【請求項16】
前記リング形状光キャビティ内に位置決めされ、前記第1のグレーティングと同じ角度または異なる角度で前記リング形状光キャビティから外に光を結合するように構成された第2のグレーティングをさらに含む、請求項12に記載のアセンブリ。
【請求項17】
a)前記第1のポンプから放出された前記ポンプ光を受け取り、前記ポンプ光を前記リング形状光キャビティに結合するように構成された光カプラ、
b)前記リング形状光キャビティ内に位置決めされ、前記リング形状光キャビティ内の前記信号光を単一方向に導くように構成されたアイソレータ・デバイス、
または、c)前記リング形状光キャビティ内の前記信号光を第1の波長でフィルタ処理するように構成された少なくとも1つのフィルタ
のうちの少なくとも1つをさらに含む、請求項12に記載のアセンブリ。
【請求項18】
第2の波長で前記リング形状光キャビティ内に発生した前記信号光をフィルタ処理するように構成された1つまたは複数の第2の波長フィルタをさらに含む、請求項17に記載のアセンブリ。
【請求項19】
前記リング形状光キャビティにポンプ光を第1の方向で供給するように構成された第1のポンプと、
前記リング形状光キャビティにポンプ光を前記第1の方向と反対の第2の方向で供給するように構成された第2のポンプと
を含む、請求項12に記載のアセンブリ。
【請求項20】
その中に光キャビティを有する光ファイバと、
前記光キャビティにポンプ光を供給するように構成された光ポンプと、
前記光キャビティ内に設けられ、前記ポンプ光から出力光を発生させるように構成された媒体と、
前記光キャビティ内に設けられ、前記光キャビティから外に前記出力光を結合するように構成されたグレーティングと
を備えるファイバ・レーザ。
【請求項21】
前記光キャビティが1対のグレーティングによって形成されたリニア・キャビティであり、前記グレーティングが前記光キャビティ内の前記出力光を反射するように構成される、請求項20に記載のファイバ・レーザ。
【請求項22】
前記光キャビティが、少なくとも1つの光カプラによって形成されたリング形状キャビティである、請求項20に記載のファイバ・レーザ。
【請求項23】
前記光ポンプが、前記リニア光キャビティにポンプ光を反対方向で供給するようにさらに構成される、請求項21に記載のファイバ・レーザ。
【請求項24】
前記光ポンプが、前記光キャビティの両側に位置決めされた2つのポンプを含む、請求項23に記載のファイバ・レーザ。
【請求項25】
前記グレーティングが、前記媒体の外に少なくとも部分的に形成される、請求項20に記載のファイバ・レーザ。
【請求項26】
前記グレーティングが、前記媒体内に少なくとも部分的に形成される、請求項20に記載のファイバ・レーザ。
【請求項27】
前記グレーティングが2つの傾斜グレーティングを含み、
前記2つの傾斜グレーティングの各々が45°の軸角を有し、
前記2つの傾斜グレーティングの方位角間の差が90°であり、
前記グレーティングの相対強度が、一方のグレーティングは前記レーザ・キャビティ内の前記光を偏光させ、他方のグレーティングは、光を、レーザ発振している前記偏光に沿って前記ファイバから外に散乱させるようなものである、請求項20に記載のファイバ・レーザ。
【請求項28】
前記少なくとも1つのグレーティングが傾斜グレーティングを含む、請求項1に記載のファイバ・レーザ。
【請求項29】
前記傾斜グレーティングが、グレーティング平面に関して前記ファイバの軸に対して45度に傾けられているグレーティングを含む、請求項29に記載のファイバ・レーザ。
【請求項30】
前記第1のグレーティングが傾斜グレーティングを含む、請求項12に記載の光アセンブリ。
【請求項31】
前記傾斜グレーティングが、グレーティング平面に関して前記ファイバの軸に対して45度に傾けられているグレーティングを含む、請求項30に記載の光アセンブリ。
【請求項32】
前記少なくとも1つのグレーティングが傾斜グレーティングを含む、請求項20に記載のファイバ・レーザ。
【請求項33】
前記傾斜グレーティングが、グレーティング平面に関して前記ファイバの軸に対して45度に傾けられているグレーティングを含む、請求項32に記載のファイバ・レーザ。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【公開番号】特開2009−260358(P2009−260358A)
【公開日】平成21年11月5日(2009.11.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−100421(P2009−100421)
【出願日】平成21年4月17日(2009.4.17)
【出願人】(509094034)オーエフエス ファイテル,エルエルシー (44)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成21年11月5日(2009.11.5)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年4月17日(2009.4.17)
【出願人】(509094034)オーエフエス ファイテル,エルエルシー (44)
【Fターム(参考)】
[ Back to top ]