光パルス増幅器
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光パルス増幅器に係り、特に、チャープ格子を用いた光パルス増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】エルビウム添加光繊維増幅器(Erbium Doped Fiber Amplifier)は、入力信号のパワーが増加しても、その出力信号のパワーが更に増加しない飽和エネルギーが概略で１μJである。このエネルギーから増幅された超短パルスの最大パワーは、例えば１ピコ秒パルスに対して、１μWのように非常に高く、光繊維コア内ではその強度が非常に大きくなることにより非線形効果が発生し、パルスは歪曲される。また、誘導放出利得が減少して増幅がなされないスペクトルホールバーニング効果が発生する。
【０００３】これを解決するために、従来はバルク回折格子ストレッチャを使用して、超短パルスをストレッチさせて、増幅器内で低い最大値パワーを有するようにした。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、バルク回折格子ストレッチャの使用時の問題点は、回折格子整列が偏光に敏感であるということである。また、回折損失が大きくて出力ビームのプロファイルを歪曲させるという問題点がある。
【０００５】本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、チャプ格子と結合器を利用して、パワーを大きくして歪曲を小さくする光パルス増幅器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、請求項１記載の第１の本発明による光パルス増幅器は、第１、第２、第３及び第４ポートを具備し、第１ポートに入射される複数個の波長よりなる光パルスを第２及び第３ポートに各々出力し、当該第２及び第３ポートから再入射される光パルスを第４ポートに出力する第１光結合器と、前記第１光結合器の第２ポートに連結されて、入射される光パルスを各波長に対してブラッグ条件を満足する位置で反射させる第１格子と、前記第１光結合器の第３ポートに連結され、前記第１格子と同一の光特性を有し、入射される光パルスを各波長に応答してブラッグ条件を満足する位置で反射させる第２格子と、前記第１光結合器の第４ポートに連結され、前記第１及び第２格子により反射されて第１光結合器の第４ポートから入力される光パルスを増幅する光増幅部と、第１、第２、第３及び第４ポートを具備し、前記光増幅部に第１ポートが連結されて前記光増幅部から増幅されて入射される光パルスを５０:５０の割合で分離し所定の位相ほどシフトさせて、前記第１及び第２格子に連結された第２及び第３ポートに出力し、前記第１及び第２格子により反射されて再入射される光パルスを５０:５０の割合で分離し、所定の位相ほどシフトさせて第４ポートに出力する第２光結合器とを備えることを要旨とする。従って、チャプ格子と結合器を利用して、パワーを大きくして歪曲を小さくできる。
【０００７】前記第１光結合器及び第２光結合器は３dB結合器、入射される光パルスを二つに分離分割して出力する偏光ビームスプリッタ、又は、光繊維偏光スプリッタであることが望ましい。また、前記第１及び第２格子は格子周期が位置により異なるチャープ格子であることが望ましい。
【０００８】前記光増幅部は、ポンプ光を生成するポンプ光源と、前記ポンプ光源の出力ポンプ光と前記第１光結合器から入射される光パルスを多重化する波長分割多重化結合器と、前記波長分割多重化結合器により多重化された光パルスを増幅するエルビウムドーピング光繊維とを具備することが望ましい。また、前記ポンプ光源はレーザーダイオードであり、前記光増幅部は、前記波長分割多重化結合器の前方に位置して前記エルビウムドーピング光繊維から生成された自然放出が、前記光増幅部が連結された第１光結合器の第４ポートから反射されて再入射されることを防止する第１光アイソレータと、前記エルビウムドーピング光繊維の後方に位置して当該エルビウムドーピング光繊維から生成された自然放出が、前記光増幅部が連結された第２光結合器の第１ポートから反射されて再入射されることを防止する第２光アイソレータとをさらに具備することが望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して本発明の実施の形態をより詳細に説明する。図１は本発明による光パルス増幅器の構成を示した構成図である。図１R>１による光パルス増幅器は４つのポートを具備する第１光結合器１００と、第１及び第２チャプ格子１１０、１１５と、４つのポートを具備する第２光結合器１２０と、光増幅部１３０とを備えている。
【００１０】前記第１光結合器１００は第１、第２、第３及び第４ポート１０２、１０４、１０６、１０８を具備し、入射される光パルスを５０:５０の割合で分割して出力し、一回の結合が起きる時ごとに光パルスの位相をπ/２ほど変化させる。
【００１１】前記第１及び第２チャプ格子１１０、１１５は同一の光特性を有し、当該第１及び第２チャプ格子１１０、１１５の各々の一端が第１光結合器１００の第２ポート１０４及び第３ポート１０６に連結されている。一方、後に詳述する第１及び第２チャプ格子１１０、１１５の各々の他端が第２光結合器１２０に連結されて、入射光を各波長に応答して各々の他の位置で反射させる。
【００１２】前記光増幅部１３０は第１光結合器１００の第４ポート１０８に連結され、当該第４ポート１０８から入射される光パルスを増幅する。また、光増幅部１３０は、後述する波長分割多重化結合器の前方に位置する第１光アイソレータ１３１と、ポンプ光源１３２と、前記第１光アイソレータ１３１から入射される相異なる波長の光パルスと前記ポンプ光源１３２から生成されるポンプ光を多重化する波長分割多重化結合器(Wavelength Division Multiplexing Coupler、以下ＷＤＭカプラという。)１３３と、入射される光パルスを増幅する光繊維(Erbium Doped Fiber、以下ＥＤＦという。)１３４と、前記ＥＤＦ１３４の後方に位置する第２光アイソレータ１３５とを具備する。
【００１３】前記第２光結合器１２０は第１、第２、第３及び第４ポート１２２、１２４、１２６、１２８を具備し、当該第２及び第３ポート１２４、１２６が前記２つのチャプ格子１１０、１１５にそれぞれ連結されている。前記第１ポート１２２は光増幅部１３０に連結され、第４ポート１２８は出力ポートである。前記第２光結合器１２０は、光増幅部１３０から増幅されて入射される光パルスを５０:５０の割合で分離して出力する。この場合、光パルスの出力時の一回の結合が起きる時ごとに光パルスの位相がπ/２ほど変わる。
【００１４】前述した構成による光パルス増幅器１３０の動作を説明する。まず、第１光結合器１００の第１ポート１０２を介して光パルスが入射されると、第２ポート１０４では位相シフトがなくパワーは１/２の光パルスで出力され、第３ポート１０６では一回の結合が起きてπ/２ほど位相シフトされてパワーは１/２の光パルスとして出力される。前記第２及び第３ポート１０４、１０６には各々同一の光特性を有する第１及び第２チャプ格子１１０、１１５が連結されて、入射された光パルスは各波長に応答して後述する第１及び第２チャプ格子１１０、１１５の各々の他の位置で反射される。前記第１及び第２チャプ格子１１０、１１５での反射は次のようになされる。前記チャプ格子１１０、１１５は図２に示したように格子周期が均一でなく、入射される光パルスの波長に応答して反射する格子が異なる。すなわち、入射される光パルスの相異なる波長λ1、λ2、…、λnがλ1>λ2>…>λnの時、各波長に対して、所謂、ブラッグ条件を満足する位置で光パルスを反射させる格子である。光繊維格子のコア内で反射が起きるブラッグ条件は、λiが入射光の波長であり、ｎeffが有効屈折率であり、ｄiが格子周期の時に次の式により決定される。
【００１５】
【数１】λi＝２・ｎeff・ｄi即ち、格子間隔が広ければ前述した数１を満足する波長が大きくなるので、長波長の光パルスは格子周期が長い側から反射され、短波長の光パルスは長波長より格子周期がさらに短い側から反射される。従って、光パルスは、チャプ格子１１０、１１５を通じて経時的に分散する程度が大きくなりパルス幅が広まる。
【００１６】前記第１及び第２チャプ格子１１０、１１５により反射されて第１光結合器１１０の第２及び第３ポート１０４、１０６に再入射される光パルスは、各々第１及び第４ポート１０２、１０８に５０:５０の割合で出力される。一方、第１ポート１０２では第２ポート１０４から再入射されて位相シフトされない光パルスと第３ポート１０６から再入射されてπほどの位相シフトされる光パルスが出力されて、お互いに相殺されることにより光パルスが出力されない。反面、第４ポート１０８では第２ポート１０４から再入射されて、結合が起きてπ/２ほど位相シフトされる光パルスと第３ポート１０６から再入射されて、結合が起こらずにπ/２ほど位相シフトが維持された光パルスが出力されて、お互いに補強された光パルスが出力される。
【００１７】図３は、入力パルスが第１及び第２チャプ格子１１０、１１５を介して広がり第４ポート１０８に出力されたパルスを示す。同図において、Ａは入力パルスであり、Ｂは出力パルスである。
【００１８】前記第４ポート１０８に出力された光パルスは、光増幅部１３０において次のように増幅される。まず、レーザーダイオードのようなポンプ光源１３２から生成されたポンプ光は、第４ポート１０８を介して入射された光パルスと共に、ＷＤＭカプラ１３３で多重化される。多重化されたポンプ光は増幅媒質のＥＤＦ１３４内の基底状態にあるエルビウムイオン(Er3+)を励起させて密度反転を起こす。前記ＥＤＦ１３４は密度反転されたエルビウムの誘導放出により光パルスを増幅する。
【００１９】前記第１光アイソレータ１３１は、ＥＤＦ１３４から発生した自然放出が第１光結合器１００の第４ポート１０８から反射されて再入射されることを防止する。第２光アイソレータ１３５は、ＥＤＦ１３４から発生した自然放出が光増幅部１３０と連結された第２光結合器１２０の第１ポート１２２から反射されて再入射されることを防止する。
【００２０】このように増幅された光パルスは第２光結合器１２０の第１ポート１２２に入力され、第１光結合器１００と同様に５０:５０の割合で各々第２及び第３ポート１２４、１２６に出力される。出力された各光パルスは、また第１及び第２チャプ格子１１０、１１５に入射されるが、今度は第１光結合器１００から入射される場合と反対方向に入射されるので、短波長を有する光パルスが先に反射され、長波長を有する光パルスが後に反射されてパルス圧縮が起こる。圧縮された光パルスは、第１光結合器１００と同じ動作により第２光結合器１２０の第４ポート１２８に出力される。
【００２１】図４は第２光結合器１２０の入出力波形を示す図であって、Ａは増幅されて入射されたパルスで、Ｂは第４ポート１２４に出力されたパルスである。
【００２２】ここで、第１及び第２光結合器１００、１２０は、入射された光パルスを５０:５０の割合で分離する３dB結合器の他に、入射された光パルスの分離に対する偏光状態により出力ポートを決定でき、偏光調整器を使用してチャープ格子から反射された光パルスを所望のポートに出力できる偏光ビームスプリッタあるいは光繊維偏光スプリッタが使われうる。図５(Ａ)は前記偏光ビームスプリッタの構造図であり、図５(Ｂ)は前記光繊維偏光スプリッタの構造図である。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、光パルスの増幅と広がりにより非線形効果またはスペクトルホールバーニング効果を避けて、回折損失を少なくして製造を簡便にする。ひいては広がりと圧縮により入力パルスと同一でその強度が増幅された出力パルスを得りうる。また、光結合器を使用することはサーキュレータのような高価な素子を使用することより経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光パルス増幅器の構成を示す構成図である。
【図２】図１のチャープ格子を示す詳細図である。
【図３】図１の第１光結合器の入出力波形を示す図である。
【図４】図１の第２光結合器の入出力波形を示す図である。
【図５】（Ａ）は偏光ビームスプリッタの構造図であり、（Ｂ）は光繊維偏光スプリッタの構造図である。
【符号の説明】
１００ 第１光結合器
１０２、１０４、１０６、１０８ 第１、第２、第３、第４ポート
１１０、１１５ 第１及び第２チャープ格子
１２０ 第２光結合器
１２２、１２４、１２６、１２８ 第１、第２、第３及び第４ポート
１３０ 光増幅部
１３１ 第１光アイソレータ
１３２ ポンプ光源
１３３ 波長分割多重化結合器
１３４ 光繊維
１３５ 第２光アイソレータ
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光パルス増幅器に係り、特に、チャープ格子を用いた光パルス増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】エルビウム添加光繊維増幅器(Erbium Doped Fiber Amplifier)は、入力信号のパワーが増加しても、その出力信号のパワーが更に増加しない飽和エネルギーが概略で１μJである。このエネルギーから増幅された超短パルスの最大パワーは、例えば１ピコ秒パルスに対して、１μWのように非常に高く、光繊維コア内ではその強度が非常に大きくなることにより非線形効果が発生し、パルスは歪曲される。また、誘導放出利得が減少して増幅がなされないスペクトルホールバーニング効果が発生する。
【０００３】これを解決するために、従来はバルク回折格子ストレッチャを使用して、超短パルスをストレッチさせて、増幅器内で低い最大値パワーを有するようにした。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、バルク回折格子ストレッチャの使用時の問題点は、回折格子整列が偏光に敏感であるということである。また、回折損失が大きくて出力ビームのプロファイルを歪曲させるという問題点がある。
【０００５】本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、チャプ格子と結合器を利用して、パワーを大きくして歪曲を小さくする光パルス増幅器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、請求項１記載の第１の本発明による光パルス増幅器は、第１、第２、第３及び第４ポートを具備し、第１ポートに入射される複数個の波長よりなる光パルスを第２及び第３ポートに各々出力し、当該第２及び第３ポートから再入射される光パルスを第４ポートに出力する第１光結合器と、前記第１光結合器の第２ポートに連結されて、入射される光パルスを各波長に対してブラッグ条件を満足する位置で反射させる第１格子と、前記第１光結合器の第３ポートに連結され、前記第１格子と同一の光特性を有し、入射される光パルスを各波長に応答してブラッグ条件を満足する位置で反射させる第２格子と、前記第１光結合器の第４ポートに連結され、前記第１及び第２格子により反射されて第１光結合器の第４ポートから入力される光パルスを増幅する光増幅部と、第１、第２、第３及び第４ポートを具備し、前記光増幅部に第１ポートが連結されて前記光増幅部から増幅されて入射される光パルスを５０:５０の割合で分離し所定の位相ほどシフトさせて、前記第１及び第２格子に連結された第２及び第３ポートに出力し、前記第１及び第２格子により反射されて再入射される光パルスを５０:５０の割合で分離し、所定の位相ほどシフトさせて第４ポートに出力する第２光結合器とを備えることを要旨とする。従って、チャプ格子と結合器を利用して、パワーを大きくして歪曲を小さくできる。
【０００７】前記第１光結合器及び第２光結合器は３dB結合器、入射される光パルスを二つに分離分割して出力する偏光ビームスプリッタ、又は、光繊維偏光スプリッタであることが望ましい。また、前記第１及び第２格子は格子周期が位置により異なるチャープ格子であることが望ましい。
【０００８】前記光増幅部は、ポンプ光を生成するポンプ光源と、前記ポンプ光源の出力ポンプ光と前記第１光結合器から入射される光パルスを多重化する波長分割多重化結合器と、前記波長分割多重化結合器により多重化された光パルスを増幅するエルビウムドーピング光繊維とを具備することが望ましい。また、前記ポンプ光源はレーザーダイオードであり、前記光増幅部は、前記波長分割多重化結合器の前方に位置して前記エルビウムドーピング光繊維から生成された自然放出が、前記光増幅部が連結された第１光結合器の第４ポートから反射されて再入射されることを防止する第１光アイソレータと、前記エルビウムドーピング光繊維の後方に位置して当該エルビウムドーピング光繊維から生成された自然放出が、前記光増幅部が連結された第２光結合器の第１ポートから反射されて再入射されることを防止する第２光アイソレータとをさらに具備することが望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して本発明の実施の形態をより詳細に説明する。図１は本発明による光パルス増幅器の構成を示した構成図である。図１R>１による光パルス増幅器は４つのポートを具備する第１光結合器１００と、第１及び第２チャプ格子１１０、１１５と、４つのポートを具備する第２光結合器１２０と、光増幅部１３０とを備えている。
【００１０】前記第１光結合器１００は第１、第２、第３及び第４ポート１０２、１０４、１０６、１０８を具備し、入射される光パルスを５０:５０の割合で分割して出力し、一回の結合が起きる時ごとに光パルスの位相をπ/２ほど変化させる。
【００１１】前記第１及び第２チャプ格子１１０、１１５は同一の光特性を有し、当該第１及び第２チャプ格子１１０、１１５の各々の一端が第１光結合器１００の第２ポート１０４及び第３ポート１０６に連結されている。一方、後に詳述する第１及び第２チャプ格子１１０、１１５の各々の他端が第２光結合器１２０に連結されて、入射光を各波長に応答して各々の他の位置で反射させる。
【００１２】前記光増幅部１３０は第１光結合器１００の第４ポート１０８に連結され、当該第４ポート１０８から入射される光パルスを増幅する。また、光増幅部１３０は、後述する波長分割多重化結合器の前方に位置する第１光アイソレータ１３１と、ポンプ光源１３２と、前記第１光アイソレータ１３１から入射される相異なる波長の光パルスと前記ポンプ光源１３２から生成されるポンプ光を多重化する波長分割多重化結合器(Wavelength Division Multiplexing Coupler、以下ＷＤＭカプラという。)１３３と、入射される光パルスを増幅する光繊維(Erbium Doped Fiber、以下ＥＤＦという。)１３４と、前記ＥＤＦ１３４の後方に位置する第２光アイソレータ１３５とを具備する。
【００１３】前記第２光結合器１２０は第１、第２、第３及び第４ポート１２２、１２４、１２６、１２８を具備し、当該第２及び第３ポート１２４、１２６が前記２つのチャプ格子１１０、１１５にそれぞれ連結されている。前記第１ポート１２２は光増幅部１３０に連結され、第４ポート１２８は出力ポートである。前記第２光結合器１２０は、光増幅部１３０から増幅されて入射される光パルスを５０:５０の割合で分離して出力する。この場合、光パルスの出力時の一回の結合が起きる時ごとに光パルスの位相がπ/２ほど変わる。
【００１４】前述した構成による光パルス増幅器１３０の動作を説明する。まず、第１光結合器１００の第１ポート１０２を介して光パルスが入射されると、第２ポート１０４では位相シフトがなくパワーは１/２の光パルスで出力され、第３ポート１０６では一回の結合が起きてπ/２ほど位相シフトされてパワーは１/２の光パルスとして出力される。前記第２及び第３ポート１０４、１０６には各々同一の光特性を有する第１及び第２チャプ格子１１０、１１５が連結されて、入射された光パルスは各波長に応答して後述する第１及び第２チャプ格子１１０、１１５の各々の他の位置で反射される。前記第１及び第２チャプ格子１１０、１１５での反射は次のようになされる。前記チャプ格子１１０、１１５は図２に示したように格子周期が均一でなく、入射される光パルスの波長に応答して反射する格子が異なる。すなわち、入射される光パルスの相異なる波長λ1、λ2、…、λnがλ1>λ2>…>λnの時、各波長に対して、所謂、ブラッグ条件を満足する位置で光パルスを反射させる格子である。光繊維格子のコア内で反射が起きるブラッグ条件は、λiが入射光の波長であり、ｎeffが有効屈折率であり、ｄiが格子周期の時に次の式により決定される。
【００１５】
【数１】λi＝２・ｎeff・ｄi即ち、格子間隔が広ければ前述した数１を満足する波長が大きくなるので、長波長の光パルスは格子周期が長い側から反射され、短波長の光パルスは長波長より格子周期がさらに短い側から反射される。従って、光パルスは、チャプ格子１１０、１１５を通じて経時的に分散する程度が大きくなりパルス幅が広まる。
【００１６】前記第１及び第２チャプ格子１１０、１１５により反射されて第１光結合器１１０の第２及び第３ポート１０４、１０６に再入射される光パルスは、各々第１及び第４ポート１０２、１０８に５０:５０の割合で出力される。一方、第１ポート１０２では第２ポート１０４から再入射されて位相シフトされない光パルスと第３ポート１０６から再入射されてπほどの位相シフトされる光パルスが出力されて、お互いに相殺されることにより光パルスが出力されない。反面、第４ポート１０８では第２ポート１０４から再入射されて、結合が起きてπ/２ほど位相シフトされる光パルスと第３ポート１０６から再入射されて、結合が起こらずにπ/２ほど位相シフトが維持された光パルスが出力されて、お互いに補強された光パルスが出力される。
【００１７】図３は、入力パルスが第１及び第２チャプ格子１１０、１１５を介して広がり第４ポート１０８に出力されたパルスを示す。同図において、Ａは入力パルスであり、Ｂは出力パルスである。
【００１８】前記第４ポート１０８に出力された光パルスは、光増幅部１３０において次のように増幅される。まず、レーザーダイオードのようなポンプ光源１３２から生成されたポンプ光は、第４ポート１０８を介して入射された光パルスと共に、ＷＤＭカプラ１３３で多重化される。多重化されたポンプ光は増幅媒質のＥＤＦ１３４内の基底状態にあるエルビウムイオン(Er3+)を励起させて密度反転を起こす。前記ＥＤＦ１３４は密度反転されたエルビウムの誘導放出により光パルスを増幅する。
【００１９】前記第１光アイソレータ１３１は、ＥＤＦ１３４から発生した自然放出が第１光結合器１００の第４ポート１０８から反射されて再入射されることを防止する。第２光アイソレータ１３５は、ＥＤＦ１３４から発生した自然放出が光増幅部１３０と連結された第２光結合器１２０の第１ポート１２２から反射されて再入射されることを防止する。
【００２０】このように増幅された光パルスは第２光結合器１２０の第１ポート１２２に入力され、第１光結合器１００と同様に５０:５０の割合で各々第２及び第３ポート１２４、１２６に出力される。出力された各光パルスは、また第１及び第２チャプ格子１１０、１１５に入射されるが、今度は第１光結合器１００から入射される場合と反対方向に入射されるので、短波長を有する光パルスが先に反射され、長波長を有する光パルスが後に反射されてパルス圧縮が起こる。圧縮された光パルスは、第１光結合器１００と同じ動作により第２光結合器１２０の第４ポート１２８に出力される。
【００２１】図４は第２光結合器１２０の入出力波形を示す図であって、Ａは増幅されて入射されたパルスで、Ｂは第４ポート１２４に出力されたパルスである。
【００２２】ここで、第１及び第２光結合器１００、１２０は、入射された光パルスを５０:５０の割合で分離する３dB結合器の他に、入射された光パルスの分離に対する偏光状態により出力ポートを決定でき、偏光調整器を使用してチャープ格子から反射された光パルスを所望のポートに出力できる偏光ビームスプリッタあるいは光繊維偏光スプリッタが使われうる。図５(Ａ)は前記偏光ビームスプリッタの構造図であり、図５(Ｂ)は前記光繊維偏光スプリッタの構造図である。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、光パルスの増幅と広がりにより非線形効果またはスペクトルホールバーニング効果を避けて、回折損失を少なくして製造を簡便にする。ひいては広がりと圧縮により入力パルスと同一でその強度が増幅された出力パルスを得りうる。また、光結合器を使用することはサーキュレータのような高価な素子を使用することより経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光パルス増幅器の構成を示す構成図である。
【図２】図１のチャープ格子を示す詳細図である。
【図３】図１の第１光結合器の入出力波形を示す図である。
【図４】図１の第２光結合器の入出力波形を示す図である。
【図５】（Ａ）は偏光ビームスプリッタの構造図であり、（Ｂ）は光繊維偏光スプリッタの構造図である。
【符号の説明】
１００ 第１光結合器
１０２、１０４、１０６、１０８ 第１、第２、第３、第４ポート
１１０、１１５ 第１及び第２チャープ格子
１２０ 第２光結合器
１２２、１２４、１２６、１２８ 第１、第２、第３及び第４ポート
１３０ 光増幅部
１３１ 第１光アイソレータ
１３２ ポンプ光源
１３３ 波長分割多重化結合器
１３４ 光繊維
１３５ 第２光アイソレータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】 第１、第２、第３及び第４ポートを具備し、当該第１ポートに入射される複数個の波長よりなる光パルスを当該第２及び第３ポートに各々出力し、当該第２及び第３ポートから再入射される光パルスを第４ポートに出力する第１光結合器と、前記第１光結合器の第２ポートに連結され、入射される光パルスを各波長に応答してブラッグ条件を満足する位置で反射させる第１格子と、前記第１光結合器の第３ポートに連結され、前記第１格子と同一の光特性を有し、入射される光パルスを各波長に応答してブラッグ条件を満足する位置で反射させる第２格子と、前記第１光結合器の第４ポートに連結され、前記第１及び第２格子により反射されて第１光結合器の第４ポートから入力される光パルスを増幅する光増幅部と、第１、第２、第３及び第４ポートを具備し、前記光増幅部に当該第１ポートが連結され、当該光増幅部から増幅されて入射される光パルスを前記第１及び第２格子に連結された当該第２及び第３ポートに出力し、当該第１及び第２格子により反射されて再入射される光パルスを当該第４ポートに出力する第２光結合器と、を備えることを特徴とする光パルス増幅器。
【請求項２】 前記第１光結合器及び第２光結合器は３dB結合器であることを特徴とする請求項１に記載の光パルス増幅器。
【請求項３】 前記第１光結合器及び第２光結合器は入射される光パルスを二つに分離分割して出力する偏光ビームスプリッタであることを特徴とする請求項１に記載の光パルス増幅器。
【請求項４】 前記第１光結合器及び第２光結合器は入射される光パルスを二つに分離分割して出力する光繊維偏光スプリッタであることを特徴とする請求項１に記載の光パルス増幅器。
【請求項５】 前記第１及び第２格子は格子周期が位置により異なるチャープ格子であることを特徴とする請求項１に記載の光パルス増幅器。
【請求項６】 前記光増幅部は、ポンプ光を生成するポンプ光源と、前記ポンプ光源の出力ポンプ光と前記第１光結合器から入射される光パルスを多重化する波長分割多重化結合器と、前記波長分割多重化結合器により多重化された光パルスを増幅するエルビウムドーピング光繊維と、を具備することを特徴とする請求項１に記載の光パルス増幅器。
【請求項７】 前記ポンプ光源はレーザーダイオードであることを特徴とする請求項６に記載の光パルス増幅器。
【請求項８】 前記光増幅部は、前記波長分割多重化結合器の前方に位置して前記エルビウムドーピング光繊維から生成された自然放出が、前記光増幅部が連結された第１光結合器の第４ポートから反射されて再入射されることを防止する第１光アイソレータと、前記エルビウムドーピング光繊維の後方に位置して当該エルビウムドーピング光繊維から生成された自然放出が、前記光増幅部が連結された第２光結合器の第１ポートから反射されて再入射されることを防止する第２光アイソレータと、をさらに具備することを特徴とする請求項６に記載の光パルス増幅器。
【請求項１】 第１、第２、第３及び第４ポートを具備し、当該第１ポートに入射される複数個の波長よりなる光パルスを当該第２及び第３ポートに各々出力し、当該第２及び第３ポートから再入射される光パルスを第４ポートに出力する第１光結合器と、前記第１光結合器の第２ポートに連結され、入射される光パルスを各波長に応答してブラッグ条件を満足する位置で反射させる第１格子と、前記第１光結合器の第３ポートに連結され、前記第１格子と同一の光特性を有し、入射される光パルスを各波長に応答してブラッグ条件を満足する位置で反射させる第２格子と、前記第１光結合器の第４ポートに連結され、前記第１及び第２格子により反射されて第１光結合器の第４ポートから入力される光パルスを増幅する光増幅部と、第１、第２、第３及び第４ポートを具備し、前記光増幅部に当該第１ポートが連結され、当該光増幅部から増幅されて入射される光パルスを前記第１及び第２格子に連結された当該第２及び第３ポートに出力し、当該第１及び第２格子により反射されて再入射される光パルスを当該第４ポートに出力する第２光結合器と、を備えることを特徴とする光パルス増幅器。
【請求項２】 前記第１光結合器及び第２光結合器は３dB結合器であることを特徴とする請求項１に記載の光パルス増幅器。
【請求項３】 前記第１光結合器及び第２光結合器は入射される光パルスを二つに分離分割して出力する偏光ビームスプリッタであることを特徴とする請求項１に記載の光パルス増幅器。
【請求項４】 前記第１光結合器及び第２光結合器は入射される光パルスを二つに分離分割して出力する光繊維偏光スプリッタであることを特徴とする請求項１に記載の光パルス増幅器。
【請求項５】 前記第１及び第２格子は格子周期が位置により異なるチャープ格子であることを特徴とする請求項１に記載の光パルス増幅器。
【請求項６】 前記光増幅部は、ポンプ光を生成するポンプ光源と、前記ポンプ光源の出力ポンプ光と前記第１光結合器から入射される光パルスを多重化する波長分割多重化結合器と、前記波長分割多重化結合器により多重化された光パルスを増幅するエルビウムドーピング光繊維と、を具備することを特徴とする請求項１に記載の光パルス増幅器。
【請求項７】 前記ポンプ光源はレーザーダイオードであることを特徴とする請求項６に記載の光パルス増幅器。
【請求項８】 前記光増幅部は、前記波長分割多重化結合器の前方に位置して前記エルビウムドーピング光繊維から生成された自然放出が、前記光増幅部が連結された第１光結合器の第４ポートから反射されて再入射されることを防止する第１光アイソレータと、前記エルビウムドーピング光繊維の後方に位置して当該エルビウムドーピング光繊維から生成された自然放出が、前記光増幅部が連結された第２光結合器の第１ポートから反射されて再入射されることを防止する第２光アイソレータと、をさらに具備することを特徴とする請求項６に記載の光パルス増幅器。
【図２】
【図３】
【図４】
【図１】
【図５】
【図３】
【図４】
【図１】
【図５】
【特許番号】第２９８８９１５号
【登録日】平成１１年（１９９９）１０月８日
【発行日】平成１１年（１９９９）１２月１３日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１０−２３３８１６
【出願日】平成１０年（１９９８）８月２０日
【公開番号】特開平１１−１５０３１７
【公開日】平成１１年（１９９９）６月２日
【審査請求日】平成１０年（１９９８）８月２０日
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【参考文献】
【文献】特開 平８−１７１１０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平１０−３３３１９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平１０−３３３１９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許５８４７８６３（ＵＳ，Ａ）
【登録日】平成１１年（１９９９）１０月８日
【発行日】平成１１年（１９９９）１２月１３日
【国際特許分類】
【出願日】平成１０年（１９９８）８月２０日
【公開番号】特開平１１−１５０３１７
【公開日】平成１１年（１９９９）６月２日
【審査請求日】平成１０年（１９９８）８月２０日
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【参考文献】
【文献】特開 平８−１７１１０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平１０−３３３１９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平１０−３３３１９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許５８４７８６３（ＵＳ，Ａ）
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