【発明の詳細な説明】（発明の技術分野）本発明は、高出力で安定な超短光パルス列を効率良く出
力可能な光ファイバレーザ装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field of the Invention) The present invention relates to an optical fiber laser device capable of efficiently outputting a stable ultrashort optical pulse train with high output.
（従来の技術とその問題点）近年、Ｎｄ （ネオジウム）、Ｅｒ（エルビウム）２Ｐ
ｒ （ブラセオジミウム）、Ｙｂ（イッテリビウム）等
の希土類元素を添加した光ファイバ（以下、希土類元素
添加光ファイバと記す）をレーザ活性物質とした単一モ
ード光ファイバレーザ或いは光増幅器が、光センサや光
通信の分野で多くの利用の可能性を有することが報告さ
れ、その応用が期待されている。(Conventional technology and its problems) In recent years, Nd (neodymium), Er (erbium) 2P
Single-mode optical fiber lasers or optical amplifiers that use optical fibers doped with rare earth elements such as r (braseodymium) and Yb (ytterbium) (hereinafter referred to as rare earth element-doped optical fibers) as laser active materials are used for optical sensors and optical It has been reported that it has many possibilities of use in the field of communications, and its applications are expected.
希土類元素添加光ファイバを用いた光ファイバレーザと
しては、Ｎｄを添加した石英系光ファイバをレーザ活性
物質として用い、半導体レーザ或いはＡｒレーザ励起Ｃ
Ｗ （連続波）色素レーザを励起光源として、波長１．
０８８μｍでＣ賀発振、Ｑスイッチ発振、モードロツタ
発振等をｌｉ１！認した例、また、Ｐｒ添加又はＥｒ添
加した光ファイバをレーザ活性物質とし、Ａｒレーザを
励起光源として、各々波長１．０６μｍ、 １．５４μ
ｍのＣＷ全発振確認した例が、アール・ジェー・メアー
ズ等（Ｊ、 Ｍｅａｒｓ他、ＯＦＣ’８６．ＴＵＬ１５
等）によって報告されている。An optical fiber laser using a rare earth element-doped optical fiber uses a silica-based optical fiber doped with Nd as a laser active material, and a semiconductor laser or Ar laser excitation C
A W (continuous wave) dye laser was used as the excitation light source, and wavelength 1.
li1 oscillation, Q-switch oscillation, mode rotor oscillation, etc. at 088μm! In addition, when a Pr-doped or Er-doped optical fiber is used as a laser active material and an Ar laser is used as an excitation light source, the wavelengths are 1.06 μm and 1.54 μm, respectively.
An example of confirmed CW total oscillation of m is J. Mears et al., OFC'86.TUL15
etc.) have been reported.
第２図は、上述のような光ファイバレーザを発振するた
めの従来装置の構成を概略的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of a conventional device for oscillating an optical fiber laser as described above.
即ち、この装置はレーザ活性物質である所定長のＮｄ添
加光フアイバ１ｂの両端に１対の反別膜２ａ。That is, this device has a pair of separate films 2a on both ends of a predetermined length of Nd-doped optical fiber 1b, which is a laser active substance.
２ｂを配置すると共に、この光ファイバｌｂ内に励起光
を注入する手段を備えている。４ａ、 ４ｂ、 ４ｃ、
は光学系を構成するための集光レンズ、５は光変調器、
６は光パルス検出器である。第２図に示すレーザ装置の
問題点は、反射膜２ａ、 ２ｂと光ファイバ１ｈの接触
部、レンズ４ｂ及び光変調器５において相当の光損失を
生じるため、効率的にレーザ出力を取り出せないという
点であった。また、このため励起光源としてＡｒイオン
レーザなどの大型のレーザを使用しなければならなかっ
た。2b, and also includes means for injecting excitation light into the optical fiber lb. 4a, 4b, 4c,
5 is a condensing lens for configuring the optical system; 5 is a light modulator;
6 is a light pulse detector. The problem with the laser device shown in FIG. 2 is that considerable optical loss occurs at the contact areas between the reflective films 2a and 2b and the optical fiber 1h, the lens 4b, and the optical modulator 5, so that the laser output cannot be extracted efficiently. It was a point. Moreover, for this reason, a large laser such as an Ar ion laser must be used as an excitation light source.
これに対し、出願人は、特願昭６２−１４９７４ 号と
して第３図に示すような高効率のＣＷ発振光ファイバレ
ーザ装置を出願している。即ち第３図において、１はコ
ア部に希土類が添加された単一モード光ファイバコード
、２ａ、 ２ｂは光フアイバコード１の端面に直接形成
された誘電体反射膜、７ａ、 ７ｂは光コネクタ、４ａ
はロッドレンズ、８はロッドレンズ４ａと光コネクタ７
ａと励起用レーザ光源３ｂを結合させるためのホルダで
ある。In response, the applicant has applied for a highly efficient CW oscillation optical fiber laser device as shown in FIG. 3 in Japanese Patent Application No. 14974/1982. That is, in FIG. 3, 1 is a single mode optical fiber cord whose core portion is doped with rare earth elements, 2a and 2b are dielectric reflective films formed directly on the end face of the optical fiber cord 1, 7a and 7b are optical connectors, 4a
8 is the rod lens, and 8 is the rod lens 4a and the optical connector 7.
This is a holder for coupling the excitation laser light source 3b to the excitation laser light source 3b.
第３図の装置では、光学的共振器ミラーを構成する反射
膜２ａ、 ２ｂを光フアイバコード１の端面上に直接形
成することにより、共振器の損失を大幅に低減して発振
効率の大幅な向上を実現している。In the device shown in FIG. 3, the reflective films 2a and 2b constituting the optical resonator mirror are formed directly on the end face of the optical fiber cord 1, thereby greatly reducing the loss of the resonator and greatly increasing the oscillation efficiency. Improvements have been achieved.
しかし、第２図で示したような光ファイバレーザにおい
ては、モードロック動作を行わせようとすると、従来技
術においては、レーザ発振媒体自身の分散特性のためモ
ードロックパルスの歪みを生じ、パルス幅５０ＰＳ以下
の極短光パルス列を発生させることは困難であった。良
く知られるように通常の石英系単一モード光ファイバは
、第７図に示すように、波長１．３μｍ近傍において全
分散が零になることが明らかにされている。すなわち、
単一モード光ファイバの全分散り、、は、導波路分散り
、と材料分散り、の和として次式で与えられる。However, in the optical fiber laser shown in Fig. 2, when attempting to perform mode-locking operation, in the conventional technology, the mode-locking pulse is distorted due to the dispersion characteristics of the laser oscillation medium itself, and the pulse width is It has been difficult to generate an extremely short optical pulse train of 50 PS or less. As is well known, it has been revealed that the total dispersion of a typical silica-based single mode optical fiber becomes zero near a wavelength of 1.3 μm, as shown in FIG. That is,
The total dispersion of a single mode optical fiber is given by the following equation as the sum of the waveguide dispersion and the material dispersion.
Ｄ ｔ ＝Ｄ 、１ 上Ｄ１．１（ＰＳＺ入・ｋｍ）
（１）導波路分散Ｄ１は、光ファイバの実用波長
帯で一最に正であるのに対し、材料分散り、は純粋石英
の場合波長１．２７μｍ近傍でその符号を反転する。D t = D , 1 Upper D1.1 (PSZ entry/km)
(1) The waveguide dispersion D1 is most positive in the practical wavelength band of optical fibers, whereas the material dispersion reverses its sign near the wavelength of 1.27 μm in the case of pure quartz.
従って、Ｄ、１とり、が波長１，３μｍ近傍で補償し合
い、ＤＬ−〇となる。Therefore, D and 1 compensate each other in the vicinity of the wavelength of 1.3 μm, resulting in DL-0.
全分散り、が零となる波長を零分散波長λ。と呼び、こ
の波長λ。においでは、実効的に光パルス歪みをほとん
ど零にすることができる。The wavelength at which the total dispersion is zero is the zero-dispersion wavelength λ. This wavelength is called λ. In the case of odor, optical pulse distortion can be effectively reduced to almost zero.
史に、光ファイバにおけるパルス歪みを生じる原因とし
て、偏波分散り、がある。これは、通常の単一モード光
ファイバでは、縮退した互いに直交する２つの偏波モー
ドがあり、光ファイバに構造的不均一性がある場合この
縮退が解けて２つの独立したモードが生じる。これらの
２つのモードは、互いに光フアイバ中の伝搬速度が異な
るため、光パルスに歪みを生じる。Historically, one of the causes of pulse distortion in optical fibers is polarization dispersion. This is because in a normal single mode optical fiber, there are two degenerate polarization modes that are orthogonal to each other, and if the optical fiber has structural non-uniformity, this degeneracy is broken and two independent modes are generated. These two modes have different propagation velocities in the optical fiber, causing distortion in the optical pulse.
しかしながら、従来の光ファイバレーザ装置におていは
、零分散波長又は、この波長近傍でレーザ動作をさせる
ような考え方は無く、またそのような共振器構造となっ
ていなかったことから、モードロック動作時の光パルス
幅は、高々５００ｐｓ程度であり極短光パルスと言える
ものではなかった。However, in conventional optical fiber laser devices, there was no concept of laser operation at or near the zero-dispersion wavelength, and there was no such resonator structure, so mode-locked operation was not possible. The optical pulse width at that time was about 500 ps at most, and could not be called an extremely short optical pulse.
また、従来の光ファイバレーザでは共振媒体の光ファイ
バが単一偏波動作をしていないため、レーザ共振器内で
偏波分散を生じ、パルス幅を十分狭くすることが不可能
であるばかりでなく、共振器内へモードロック用光変調
器を装着する際、偏波面を制御するためにλ／４板など
、さらに光部品を付加・挿入する必要があったため、効
率的な動作を行えないという問題があった。In addition, in conventional optical fiber lasers, the optical fiber as the resonant medium does not operate with a single polarization, so polarization dispersion occurs within the laser resonator, making it impossible to make the pulse width sufficiently narrow. However, when installing the mode-locking optical modulator inside the resonator, it was necessary to add and insert optical components such as a λ/4 plate to control the plane of polarization, making it impossible to operate efficiently. There was a problem.
（発明の目的）本発明の目的は、かかる問題点を解決して、極めて幅の
狭い光パルス列を効率的に出力することのできる光ファ
イバレーザ装置を提供することにある。(Objective of the Invention) An object of the present invention is to provide an optical fiber laser device that can solve these problems and efficiently output an extremely narrow optical pulse train.
（発明の構成）上記目的を達成するため、本発明では、誘導放出波長を
１．２７μｍ〜１．７μｍの範囲内に選ぶと共にこの波
長帯で零分散波長とレーザの発振波長を一致させるよう
に、レーザ発振媒体となる希土類添加単一モード光ファ
イバの分散特性を精密に制御する構成としたものである
。さらに、この希土類添加単一モード光ファイバに応力
付与構造を設けることにより、複屈折率を生じせしめ、
Ｘ偏波モードとＹ偏波モードの曲げ損失差を誘起し、単
一偏波動作を可能とし偏波分散を零としたものである。(Structure of the Invention) In order to achieve the above object, in the present invention, the stimulated emission wavelength is selected within the range of 1.27 μm to 1.7 μm, and the zero dispersion wavelength and the laser oscillation wavelength are made to match in this wavelength band. , which is configured to precisely control the dispersion characteristics of a rare earth doped single mode optical fiber that serves as a laser oscillation medium. Furthermore, by providing a stress applying structure to this rare earth-doped single mode optical fiber, a birefringence is generated,
This induces a bending loss difference between the X polarization mode and the Y polarization mode, enables single polarization operation, and makes polarization dispersion zero.
更に、本発明においては、動作波長帯を１．２７μｍ以
上としているため、例えばＮｄの場合通常のＮｄ光ファ
イバレーザで使用されている誘導遷移’ Ｆ １７゜→
ａｌ、Ｉ／□を使用するのではなく、’Ｆ３／ｌ−”Ｆ
ｌ／□を使用することを特徴とする。コアの石英ガラス
にＮｄのみを添加した場合、上記誘導遷移の発振波長は
種々の実験の結果１．３５μｍに現れることを見い出し
た。Furthermore, in the present invention, since the operating wavelength band is set to 1.27 μm or more, for example, in the case of Nd, the guided transition 'F 17° →
Instead of using al, I/□, 'F3/l-”F
It is characterized by using l/□. As a result of various experiments, it has been found that when only Nd is added to the quartz glass core, the oscillation wavelength of the induced transition appears at 1.35 μm.
すなわち、希土類元素がＮｄの場合、１．３５μｍ近傍
で単一モート光ファイバの全分散を零とすることにより
、極短光パルス列の発生を可能とするものである。That is, when the rare earth element is Nd, by making the total dispersion of the single-mode optical fiber zero near 1.35 μm, it is possible to generate an extremely short optical pulse train.
このように、本発明は光ファイバレーザの発振波長と光
フアイバ自身の全分散が零となる波長（零分散波長）を
高精度で一致させるように構成することを最大の特徴と
する。As described above, the main feature of the present invention is that the oscillation wavelength of the optical fiber laser and the wavelength at which the total dispersion of the optical fiber itself is zero (zero dispersion wavelength) are made to match with high precision.
以下本発明の実施例について説明する。Examples of the present invention will be described below.
（実施例１）第１図は、本発明の第１の実施例の構成図であって、ｌ
ａ、 ｌｂは分散が制御されたＮｄ添加光ファイバ、２
ａ、 ２ｂはこの光フアイバ端面に直接形成された誘電
体反射膜、３ａは高出力単一モードＧａＡ Ｉ Ａｓレ
ーザ、４ｂは集光用ロッドレンズ、５はＬｉＮｂＯ３位
相変Ａｍ ｉＴｆ、６は超高速１ｎＧａＡｓ−ＰＩＮ光
検知器、７ａ。(Example 1) FIG. 1 is a block diagram of a first example of the present invention,
a, lb are Nd-doped optical fibers with controlled dispersion, 2
a, 2b are dielectric reflective films formed directly on the end face of this optical fiber, 3a is a high-output single mode GaAI As laser, 4b is a condensing rod lens, 5 is a LiNbO3 phase change Am iTf, and 6 is an ultra-high speed 1nGaAs-PIN photodetector, 7a.
７ｂはＦＣ光コネクタ、８はサンプリングオシロスコー
プ、９はＬＮ位相変調器５を駆動するための高周波信号
発生器、１０はＬＮ位相変調器５の駆動信号、１１は光
パルス波形観測用トリガ信号である。7b is an FC optical connector, 8 is a sampling oscilloscope, 9 is a high frequency signal generator for driving the LN phase modulator 5, 10 is a drive signal for the LN phase modulator 5, and 11 is a trigger signal for observing the optical pulse waveform. .
ここで、本実施例で最も重要なＮｄ添加光ファイバの構
成について述べる。第４図は本実施例に用いた複屈折性
Ｎｄ添加光ファイバの断面図であって、１２は希土類元
素としてＮｄを添加したコアガラスで、そのガラス組成
はＳｉＯ□−Ｇｅｍ２−Ｎｄであり、１３はクランドガ
ラスでそのガラス組成は５ｉＯｚ−Ｆであり、１４ａ１
１４ｂは光ファイバに複屈折性を付与するための応力付
与ガラスで、その組成はＳｉＯ□−８２０３である。Here, the configuration of the Nd-doped optical fiber, which is most important in this example, will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view of the birefringent Nd-doped optical fiber used in this example, in which 12 is a core glass doped with Nd as a rare earth element, and the glass composition is SiO□-Gem2-Nd. 13 is a crund glass whose glass composition is 5iOz-F, and 14a1
14b is stress imparting glass for imparting birefringence to the optical fiber, and its composition is SiO□-8203.
上記光ファイバは、以下の工程により作製された。The above optical fiber was manufactured by the following steps.
先ず、ＶＡＤ法によりコア母材を合成した。合成方法は
、先願である特願昭６１−１９２７９６号に記述したも
のと同一である。ここに、Ｇｅｍ２の濃度は、２ｍｏ
ｌ ｅ％、Ｎｄの濃度は約７０ｐｐｍとした。また屈折
率差は、純粋石英に対して０．２１％増であった。つい
で、このコア母材の外周に同じ＜ ＶＡＤ法により Ｓ
ｉＯ□−Ｆガラスを形成した。この際、最終的に光ファ
イバの零分散波長が１．３５μｍとなるように、クラッ
ドガラスの屈折率は純粋石英に対して正確に−０，５４
％に制御された。得られた母材はコア直径が１．６＋ｎ
ｍ、外径が３６■、長さ２５０ ｍｍであった。この母
材のコアの両側に、第４図の１４ａ、１４ｂの位置に超
音波加工により直径１３．５ｍｍの穴明は加工を施し、
その内面を研磨後、Ｂ２Ｏ３−５ｉＯ□系のガラスロン
ドを挿入し、光ファイバに線引きした。ここに、ＢｚＯ
ｉの濃度は、２０ｍｏｌｅ％であった。得られた光ファ
イバの分散特性を測定した結果、第５図に示すように、
λ。−１，３５１μｍで分散が零になることが確認でき
た。また、この光ファイバは複屈折率が２Ｘ１０−’で
、波長１．３５μｍで消光比４０ｄＢ以上の偏光子とし
て動作できた。ついで、上記光ファイバの端面にフェル
ールを取り付け、鏡面研磨後、真空蒸着法により誘電体
反射膜を形成した。反射膜７ａ及び７ｂの反射率特性を
第６図に示す。反射膜７ａの波長０．８３μｍでの透過
率は９９．５％、１．３５μｍでの反射率は９９．７％
であり、反射膜７ｂの波長０．８３μｍでの透過率は９
９％、波長１．３５μｍでの反射率は９０％であった。First, a core base material was synthesized by the VAD method. The synthesis method is the same as that described in the earlier application, Japanese Patent Application No. 61-192796. Here, the concentration of Gem2 is 2mo
le%, and the concentration of Nd was approximately 70 ppm. Moreover, the refractive index difference was 0.21% higher than that of pure quartz. Then, the same < S
An iO□-F glass was formed. At this time, the refractive index of the cladding glass is exactly -0.54 with respect to pure quartz so that the final zero dispersion wavelength of the optical fiber is 1.35 μm.
% controlled. The obtained base material has a core diameter of 1.6+n
m, the outer diameter was 36 mm, and the length was 250 mm. On both sides of the core of this base material, holes with a diameter of 13.5 mm are processed by ultrasonic processing at positions 14a and 14b in Fig. 4,
After polishing the inner surface, a B2O3-5iO□-based glass iron was inserted, and an optical fiber was drawn. Here, BzO
The concentration of i was 20 mole%. As a result of measuring the dispersion characteristics of the obtained optical fiber, as shown in Fig. 5,
λ. It was confirmed that the dispersion became zero at -1,351 μm. Further, this optical fiber had a birefringence of 2×10 −′ and could operate as a polarizer with an extinction ratio of 40 dB or more at a wavelength of 1.35 μm. Next, a ferrule was attached to the end face of the optical fiber, and after mirror polishing, a dielectric reflective film was formed by vacuum evaporation. FIG. 6 shows the reflectance characteristics of the reflective films 7a and 7b. The transmittance of the reflective film 7a at a wavelength of 0.83 μm is 99.5%, and the reflectance at a wavelength of 1.35 μm is 99.7%.
The transmittance of the reflective film 7b at a wavelength of 0.83 μm is 9
9%, and the reflectance at a wavelength of 1.35 μm was 90%.
なお、光ファイバｌａ、 ｌｂの長さはそれぞれ１．５
ｒｎと２ｍである。The length of the optical fibers la and lb is each 1.5
rn and 2m.
第１図の装置を動作させるには、先ず半導体し−ザ３ａ
をＣＷで駆動し、ロッドレンズ４ｂを介してＮｄ添加光
フアイバ１ａに入射する。このとき、半導体レーザ３ａ
の出力は１４０ｍＷ 、光ファイバ１ａに結合した光出
力は約５８ｍＷであった。この状態で光ファイバレーザ
はＣ−発振状態となり、波長１．３５μｍで発振出力と
して５．６ｍ−が得られた。ついで、高周波信号発生器
９を動作させ、ＬＮ光変調器５を駆動する。ここにＬＮ
光変調器５の半波長電圧は２．５ｖであった。ついで駆
動周波数ｆ０を６ Ｍ ＩＩ ｚ近傍で変化させながら
出力光をサンプリングオシロスコープ８で観測したとこ
ろ、第１図のレーザ装置はｆ０＝６、１０１２１０ｌ２
８でモードロック動作状態となり最も幅の狭い光パルス
列を得ることができた。In order to operate the device shown in FIG.
is driven CW and enters the Nd-doped optical fiber 1a via the rod lens 4b. At this time, the semiconductor laser 3a
The output power was 140 mW, and the optical power coupled to the optical fiber 1a was about 58 mW. In this state, the optical fiber laser entered a C-oscillation state, and an oscillation output of 5.6 m- was obtained at a wavelength of 1.35 μm. Next, the high frequency signal generator 9 is operated to drive the LN optical modulator 5. LN here
The half-wave voltage of the optical modulator 5 was 2.5V. Then, when the output light was observed with a sampling oscilloscope 8 while changing the driving frequency f0 around 6M II z, the laser device in Fig. 1 had f0 = 6, 101210l2.
At 8, the mode lock operation state was reached, and the narrowest optical pulse train could be obtained.
このとき観測された光パルス幅りは、４７ｐｓであった
。この観測値から、実効的な光パルス幅ｔ、ｆｆは観測
系の応答速度で補正して以下のように求められる。The optical pulse width observed at this time was 47 ps. From these observed values, the effective optical pulse widths t and ff are corrected by the response speed of the observation system and determined as follows.
Ｌ、ｔｆ−ＪＴ’耳「〒胃ｚ＞ −−−−−−Ｑ）ここ
に、ｔｒ＋は光検出器６の立上り時間で２５ｐｓ。L, tf-JT' ear "〒stomach z> -------Q) Here, tr+ is the rise time of the photodetector 6, which is 25 ps.
１、．２はサンプリングオシロスコープ８の立上り時間
で２０ｐｓである。（１）式に、ｔ＝４７ｐｓ、 ｔ
ｒ＋＝２５ｐｓ。1. 2 is the rise time of the sampling oscilloscope 8, which is 20 ps. In equation (1), t=47ps, t
r+=25ps.
Ｌ ｒｚ＝２０ｐｓを代入すると実効的な光パルス幅Ｌ
ｅｆｔ＝３４ｐｓを得る。By substituting L rz = 20 ps, the effective optical pulse width L
eft=34ps is obtained.
なお、モードロック動作時の光ファイバレーザのピーク
出力は、５２０ｍＷであった。Note that the peak output of the optical fiber laser during mode-locked operation was 520 mW.
（実施例２）第１図において、光ファイバｌａ、 ｌｂの組成を、コ
ア： ＳｉＯ□−Ａ ＲｚＯｚ−ＰｚＯｓ−ＮｄＡｆｆ
ｉ２０． ： ２ｍｏｌｅ％ＰｔＯｓ ： ２ｍｏｌｅ％Ｎｄ ： ４０ｐｐｍクラッド： ＳｉＯ□応力付与母材： ＳｉＯ□−８２０３Ｂｚ（ｈ ： ２２ｍｏｌｅ％とし、実施例１と同様の実験を行った。ここに１ａは６
０ｍ５ｌｂは２ｍとした。その結果、発振波長は１．３
２μｍに得られ、駆動周波数１．６７３０２８ＭＨｚで
、半値幅２６ｐｓの光パルス列を得た。なお、この実施
例に使用した光ファイバの比屈折率差は０．５４％、零
分散波長は、１．３２２ ｐｍ、複屈折率は１．２Ｘ１
０−’であった。(Example 2) In FIG. 1, the compositions of the optical fibers la and lb are as follows: Core: SiO□-A RzOz-PzOs-NdAff
i20. : 2 mole% PtOs: 2 mole% Nd: 40 ppm Clad: SiO□ Stress applying base material: SiO□-8203 Bz (h: 22 mole%, and the same experiment as in Example 1 was conducted. Here, 1a is 6
0m5lb was 2m. As a result, the oscillation wavelength is 1.3
2 μm, a driving frequency of 1.673028 MHz, and an optical pulse train with a half width of 26 ps was obtained. The relative refractive index difference of the optical fiber used in this example was 0.54%, the zero dispersion wavelength was 1.322 pm, and the birefringence was 1.2X1.
It was 0-'.
（実施例３）第１図において、光ファイバｌａ、 ｌｂの組成を、コ
ア： ５ｉ０４−ＧｅＯｚ−ＥｒＧｅ０２ ： ９．３ｍｏｌｅ ％Ｅｒ ： １５０ｐｐｍクラッド： ＳｉＯ□−ＦＦ：２ｉｏ１ｅ％応力付与母材： ５ｉ０２−［１２Ｑ３Ｂｚ０３： １
８ｍｏｌｅ％とし、実施例１と同様の実験を行った。ここに、光ファ
イバのコアとクランドの屈折率差は１．１χ、複屈折率
は８Ｘ１０−’、ｌａ、 Ｉｂの長さは２０ｍと２ｍで
あった。レーザの発振波長は１．５３５μｍに得られた
。また、光ファイバの零分散波長λ。は、１．５３５５
μｍであり発振波長にほぼ一致することを確認できた。(Example 3) In FIG. 1, the compositions of optical fibers la and lb are as follows: Core: 5i04-GeOz-Er Ge02: 9.3mole% Er: 150ppm Clad: SiO□-F F:2io1e% Stress-applying base material: 5i02-[12Q3Bz03: 1
The same experiment as in Example 1 was conducted using 8 mole%. Here, the refractive index difference between the core and the gland of the optical fiber was 1.1χ, the birefringence was 8×10-', and the lengths of la and Ib were 20 m and 2 m. The oscillation wavelength of the laser was obtained at 1.535 μm. Also, the zero dispersion wavelength λ of the optical fiber. is 1.5355
It was confirmed that the wavelength was μm, which almost matched the oscillation wavelength.
本実施例では、励起光源として、半導体レーザ３ａの代
りに出力３ＷのＡｒイオンレーザを使用し、た。なお、
反射膜２ａ、 ２ｂの光学的特性は以下の通りである。In this embodiment, an Ar ion laser with an output of 3 W was used as the excitation light source instead of the semiconductor laser 3a. In addition,
The optical characteristics of the reflective films 2a and 2b are as follows.
本実施例においては、ＬＮの駆動周波数ｆ、＝４．７１
３２５ＭＨｚで、半値幅３９ｐｓの光パルス列を得るこ
とができた。In this example, the LN driving frequency f, = 4.71
At 325 MHz, an optical pulse train with a half width of 39 ps could be obtained.
なお、これら一連の実施例において、発振波長と零分散
波長に１１００Å以上の差がある場合、共振器内の光フ
ァイバの分散のために、１００ｐｓ以下のパルス列を得
ることはできなかった。In addition, in these series of examples, when there was a difference of 1100 Å or more between the oscillation wavelength and the zero dispersion wavelength, it was not possible to obtain a pulse train of 100 ps or less due to the dispersion of the optical fiber within the resonator.
また、本実施例では石英ガラスに添加されたＮｄとＥｒ
について記述したが、レーザ発振媒体となるホストガラ
ス及び希土類元素は他の材料であっても良く、本発明を
何ら制約するものではない。ホストガラスにってい言え
ば、例えば多成分ガラス。In addition, in this example, Nd and Er added to quartz glass
However, the host glass and rare earth element serving as the laser oscillation medium may be other materials, and this does not limit the present invention in any way. Speaking of host glass, for example, multi-component glass.
フッ化物ガラスにも適用できることは言うまでもない。Needless to say, it can also be applied to fluoride glass.
また、希土類元素について言えば、Ｉｌｏ、 Ｄｙ、
Ｔｍなどを利用できることも言うまでもない。Also, regarding rare earth elements, Ilo, Dy,
Needless to say, it is also possible to use Tm and the like.
（発明の効果）以上、詳細に説明したように、本発明によれば、光ファ
イバレーザの発振波長と零分散波長とが高い精度で一敗
するように構成されているので、ファイバの分散に伴う
光パルス列の歪みをほとんど零にすることができる。従
って、極めて幅の狭い光パルス列を得ることができると
いう特徴があるため、各種の光計測、光情報処理及び伝
送、光サンプリング技術など広範囲に応用できる利点が
ある。(Effects of the Invention) As described above in detail, according to the present invention, the oscillation wavelength of the optical fiber laser and the zero dispersion wavelength are configured to be identical with each other with high accuracy. The accompanying distortion of the optical pulse train can be reduced to almost zero. Therefore, since it has the characteristic of being able to obtain an extremely narrow optical pulse train, it has the advantage of being applicable to a wide range of fields such as various optical measurements, optical information processing and transmission, and optical sampling technology.
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は従来
装置の構成図、第３図は先願の高効率ファイバレーザの
構成図、第４図は本発明の実施例に使用した光ファイバ
の断面図、第５図は本発明の第１の実施例に使用した光
ファイバの分散特性図、第６図は本発明の第１の実施例
に使用した反射膜の反射率特性図、第７図は通常の石英
系単一モード光ファイバの分散特性図である。ｌ・・・単一モード光ファイ−バコード、ｌａ、 ｌｂ
・・・希土類添加光ファイバ、２ａ、 ２ｂ・・・反射
膜、３ａ、 ３ｂ、 ３ｃ・・・励起光源、４ａ、 ４
ｂ・・・集光レンズ、５・・・ＬＮ光変調器、６・・・
高速光検知器、７ａ、 ７ｂ・・・光コネクタ、８・・
・サンプリングオシロスコープ、９・・・高周波信号発
生器、１０・・・駆動信号、１１・・・トリガー信号、
１２・・・Ｎｄ添加コアガラス、１３・・・フッ素添加
クラッドガラス、１４ａ 、 １４ｂ・・・応力付与ガ
ラス。特許出願人 日本電信電話株式会社Fig. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram of a conventional device, Fig. 3 is a block diagram of a high-efficiency fiber laser of the prior application, and Fig. 4 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. A cross-sectional view of the optical fiber used, FIG. 5 is a dispersion characteristic diagram of the optical fiber used in the first embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a reflectance of the reflective film used in the first embodiment of the present invention. The characteristic diagram, FIG. 7, is a dispersion characteristic diagram of a normal silica-based single mode optical fiber. l...Single mode optical fiber code, la, lb
...Rare earth doped optical fiber, 2a, 2b...Reflection film, 3a, 3b, 3c...Excitation light source, 4a, 4
b... Condensing lens, 5... LN optical modulator, 6...
High-speed photodetector, 7a, 7b... Optical connector, 8...
- Sampling oscilloscope, 9... High frequency signal generator, 10... Drive signal, 11... Trigger signal,
12... Nd-doped core glass, 13... Fluorine-doped clad glass, 14a, 14b... stress imparting glass. Patent applicant Nippon Telegraph and Telephone Corporation
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5826988AJP2543392B2 (en) | 1988-03-14 | 1988-03-14 | Optical fiber laser device |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5826988AJP2543392B2 (en) | 1988-03-14 | 1988-03-14 | Optical fiber laser device |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01232783Atrue JPH01232783A (en) | 1989-09-18 |
| JP2543392B2 JP2543392B2 (en) | 1996-10-16 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5826988AExpired - LifetimeJP2543392B2 (en) | 1988-03-14 | 1988-03-14 | Optical fiber laser device |
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2543392B2 (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001326404A (en)* | 2000-05-16 | 2001-11-22 | Fujikura Ltd | Rare earth doped optical fiber |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001326404A (en)* | 2000-05-16 | 2001-11-22 | Fujikura Ltd | Rare earth doped optical fiber |
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2543392B2 (en) | 1996-10-16 |
| Publication | Publication Date | Title |
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| Date | Code | Title | Description |
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