JPH02168688A - Ｅｒドープ光ファイバレーザ素子 - Google Patents
Ｅｒドープ光ファイバレーザ素子Info
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- JPH02168688A JPH02168688A JP63321945A JP32194588A JPH02168688A JP H02168688 A JPH02168688 A JP H02168688A JP 63321945 A JP63321945 A JP 63321945A JP 32194588 A JP32194588 A JP 32194588A JP H02168688 A JPH02168688 A JP H02168688A
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- doped
- light
- doped optical
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
- H01S3/067—Fibre lasers
- H01S3/06708—Constructional details of the fibre, e.g. compositions, cross-section, shape or tapering
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の技術分野）
本発明は光ファイバにエルビウム（Ｅｒ）をドープした
Ｅｒドープ光ファイバレーザ素子に関するものである。
Ｅｒドープ光ファイバレーザ素子に関するものである。
（従来技術とその問題点）
これまで光通信においては弱まった光信号を増幅する方
法として、−度微弱な光信号を光検出器を介して電気信
号に変換し、その電気信号を増幅した後、増幅された電
気信号を半導体レーザを介して強い光信号に変換すると
いう方法が用いられてきた。
法として、−度微弱な光信号を光検出器を介して電気信
号に変換し、その電気信号を増幅した後、増幅された電
気信号を半導体レーザを介して強い光信号に変換すると
いう方法が用いられてきた。
これに対して、近年、光信号を光のままで増幅するいわ
ゆる光直接増幅（以下、「光増幅」と称す）方式があり
、光−電気−光変換を用いないので、ビットレートの選
択・変更が任意に行えたり波長多重光信号や周波数多重
光信号の一括増幅ができることから、将来の光通信およ
び光計測などにおいて不可欠の技術として各国で盛んに
研究開発が行われている。
ゆる光直接増幅（以下、「光増幅」と称す）方式があり
、光−電気−光変換を用いないので、ビットレートの選
択・変更が任意に行えたり波長多重光信号や周波数多重
光信号の一括増幅ができることから、将来の光通信およ
び光計測などにおいて不可欠の技術として各国で盛んに
研究開発が行われている。
光増幅器の一つとして希土類元素をドープした光ファイ
バを用いて光増幅を行う方法がある。例えば、希土類元
素の一つであるＥｒを石英系ガラスファイバにドープす
ることにより１．５μｍ帯の信号光を２０〜３０ｄＢ程
度増幅できる光増幅器（以下、ｒＥｒドープ光ファイバ
レーザ増幅器」と称す）が得られることが確認されてお
り、飽和出力レベルが高いこと、偏光依存性が小さいこ
と、雑音指数が小さいこと等様々な利点から、将来の実
用的な光増幅器の一つとして盛んに研究がおこなわれて
いる。
バを用いて光増幅を行う方法がある。例えば、希土類元
素の一つであるＥｒを石英系ガラスファイバにドープす
ることにより１．５μｍ帯の信号光を２０〜３０ｄＢ程
度増幅できる光増幅器（以下、ｒＥｒドープ光ファイバ
レーザ増幅器」と称す）が得られることが確認されてお
り、飽和出力レベルが高いこと、偏光依存性が小さいこ
と、雑音指数が小さいこと等様々な利点から、将来の実
用的な光増幅器の一つとして盛んに研究がおこなわれて
いる。
第１図は、従来のＥｒドープ光ファイバレーザ増幅器の
概略図であり、１は入力する信号光、２は被増幅光波長
にてシングルモードとなる光ファイバにエルビウム（Ｅ
ｒ ）をドープしたＥｒドープ光ファイバ、３は発振
波長が０．５μｍ−１μｍ帯のポンピング光源、４はＥ
ｒドープ光ファイバ１内を伝搬する信号光１とポンピン
グ光源３からのポンピング光源 ラ、５は増幅された出力光である。
概略図であり、１は入力する信号光、２は被増幅光波長
にてシングルモードとなる光ファイバにエルビウム（Ｅ
ｒ ）をドープしたＥｒドープ光ファイバ、３は発振
波長が０．５μｍ−１μｍ帯のポンピング光源、４はＥ
ｒドープ光ファイバ１内を伝搬する信号光１とポンピン
グ光源３からのポンピング光源 ラ、５は増幅された出力光である。
Ｅｒドープ光ファイバレーザ増幅器の基本的な動作原理
は、Ｅｒの４ｆ殻内電子工ネルギー準位を用いて通常の
３準位レーザと同じように考えることができる。即ち、
第２図に示すように基底状態（ω。）と励起状態１（ω
、）、励起状ＬＱ２（ω２）があり、基底状態（ω。）
と励起状態１（ω１）とのエネルギー準位差に相当する
エネルギー（ω１ω。）を有する光を吸収することによ
り基底状態にあった電子は励起状態１に励起される。励
起状態１に励起された電子は非発光遷移によって励起状
態２に移行し、基底状態１と励起状態２とのエネルギー
準位差に相当するエネルギーを有する光（振動数ニジ２
＝（ω２−ω。）／ｈ、但しｈはブランク定数）を発光
することにより励起状態２にあった電子は基底状態に戻
る。この時振動数ν２の光を入射すると、励起状態２か
ら基底状態への発光遷移が入射光に誘発されて発生する
ので、これより振動数ν２の光を増幅することができる
。Ｅｒの場合、振動数ν２の光の波長は１．５μｍ帯と
なるのでＥｒドープ光ファイバレーザ増幅器は１．５μ
ｍ用の光増幅器として用いることができる。また、この
Ｅｒドープ光ファイバレーザ増幅器の両端に反射器を配
置すればＥｒドープ光ファイバレーザ発振器として用い
ることができる。以下では、Ｅｒドープ光ファイバレー
ザ増幅器やＥｒドープ光ファイバレーザ発振器等のＥｒ
ドープ光ファイバレーザ素子のうち、Ｅｒドープ光ファ
イバレーザ増幅器を例に取り説明する。
は、Ｅｒの４ｆ殻内電子工ネルギー準位を用いて通常の
３準位レーザと同じように考えることができる。即ち、
第２図に示すように基底状態（ω。）と励起状態１（ω
、）、励起状ＬＱ２（ω２）があり、基底状態（ω。）
と励起状態１（ω１）とのエネルギー準位差に相当する
エネルギー（ω１ω。）を有する光を吸収することによ
り基底状態にあった電子は励起状態１に励起される。励
起状態１に励起された電子は非発光遷移によって励起状
態２に移行し、基底状態１と励起状態２とのエネルギー
準位差に相当するエネルギーを有する光（振動数ニジ２
＝（ω２−ω。）／ｈ、但しｈはブランク定数）を発光
することにより励起状態２にあった電子は基底状態に戻
る。この時振動数ν２の光を入射すると、励起状態２か
ら基底状態への発光遷移が入射光に誘発されて発生する
ので、これより振動数ν２の光を増幅することができる
。Ｅｒの場合、振動数ν２の光の波長は１．５μｍ帯と
なるのでＥｒドープ光ファイバレーザ増幅器は１．５μ
ｍ用の光増幅器として用いることができる。また、この
Ｅｒドープ光ファイバレーザ増幅器の両端に反射器を配
置すればＥｒドープ光ファイバレーザ発振器として用い
ることができる。以下では、Ｅｒドープ光ファイバレー
ザ増幅器やＥｒドープ光ファイバレーザ発振器等のＥｒ
ドープ光ファイバレーザ素子のうち、Ｅｒドープ光ファ
イバレーザ増幅器を例に取り説明する。
（発明が解決しようとする課題）
Ｅｒを光ファイバにドープした場合には、励起（ポンピ
ング）に用いることのできる励起状態１は実際には幾つ
かあるが、それらの吸収線は、第３図に示すように、１
μｍ以下にしがない。従って、従来ではポンピングにＥ
ｒの吸収線を用いていため、ポンピング光源の波長とし
ては０．５μｍ〜１μｍであったことから以下のような
問題があった。
ング）に用いることのできる励起状態１は実際には幾つ
かあるが、それらの吸収線は、第３図に示すように、１
μｍ以下にしがない。従って、従来ではポンピングにＥ
ｒの吸収線を用いていため、ポンピング光源の波長とし
ては０．５μｍ〜１μｍであったことから以下のような
問題があった。
１）ポンピング光源としては、吸収線の波長と同じ波長
で発振するレーザ光源を用いる必要がある。例えば、ポ
ンピング光源として、０．５μｍ帯で発振するＡｒレー
ザや０．６．０．８及び０．９μｍ帯で発振する種々の
色素レーザ及び０．８μｍ帯で発振するＧａＡｓ半導体
レーザ等を使用している。しかし、光増幅器の実用的な
観点からはＡｒレーザや色素レーザなどの大型レーザを
ポンピング光源として用いることは、回路構成上望まし
くない。また、ＧａＡｓ半導体レーザは、特に光通信用
光ファイバレーザ増幅器のポンピング光源として、その
信頼性が十分高いとはいえない。従って、光ファイバレ
ーザ増幅器を実用化する上で、小型で高効率で且つ信転
性の高いポンピング光源を開発する必要がある。
で発振するレーザ光源を用いる必要がある。例えば、ポ
ンピング光源として、０．５μｍ帯で発振するＡｒレー
ザや０．６．０．８及び０．９μｍ帯で発振する種々の
色素レーザ及び０．８μｍ帯で発振するＧａＡｓ半導体
レーザ等を使用している。しかし、光増幅器の実用的な
観点からはＡｒレーザや色素レーザなどの大型レーザを
ポンピング光源として用いることは、回路構成上望まし
くない。また、ＧａＡｓ半導体レーザは、特に光通信用
光ファイバレーザ増幅器のポンピング光源として、その
信頼性が十分高いとはいえない。従って、光ファイバレ
ーザ増幅器を実用化する上で、小型で高効率で且つ信転
性の高いポンピング光源を開発する必要がある。
２）ポンピング光の波長が１μｍ以下であるのに対し被
増幅光の波長が１．５μｍ帯にあるため、ポンピング光
と被増幅光との波長差が大きく、被増幅光の波長でシン
グルモードとなるようなＥｒドープ光ファイバ内でポン
ピング光と被増幅光の伝播モードをマツチングさせるこ
とは非常に難しい。従って、伝播モードのミスマツチン
グによる増幅効率の低下がある。
増幅光の波長が１．５μｍ帯にあるため、ポンピング光
と被増幅光との波長差が大きく、被増幅光の波長でシン
グルモードとなるようなＥｒドープ光ファイバ内でポン
ピング光と被増幅光の伝播モードをマツチングさせるこ
とは非常に難しい。従って、伝播モードのミスマツチン
グによる増幅効率の低下がある。
３）ポンピング光と被増幅光を合波する場合、光ファイ
バカップラを用いてＥｒドープ光ファイバと融着接続す
ることが増幅器端での反射率を低減するうえで非常に有
効である。しかし、ポンピング光と被増幅光の波長が大
きく異なるため、環境温度変化や機械的変形や外力等に
対して安定に動作し、かつ被増幅光に対しシングルモー
ドの動作をするような合波用光ファイバカップラを得る
ことが困難である。
バカップラを用いてＥｒドープ光ファイバと融着接続す
ることが増幅器端での反射率を低減するうえで非常に有
効である。しかし、ポンピング光と被増幅光の波長が大
きく異なるため、環境温度変化や機械的変形や外力等に
対して安定に動作し、かつ被増幅光に対しシングルモー
ドの動作をするような合波用光ファイバカップラを得る
ことが困難である。
以上のように、従来の光ファイバにＥｒをドープして増
幅や発振するＥｒドープ光ファイバレーザ素子は、発振
（増幅）波長が１．５μｍ帯であるのに対し、ポンピン
グ光源の波長が０．５μｍ〜１μｍと大幅に異なるため
、大型、低効率でかつ信頬性の低いという問題があった
。
幅や発振するＥｒドープ光ファイバレーザ素子は、発振
（増幅）波長が１．５μｍ帯であるのに対し、ポンピン
グ光源の波長が０．５μｍ〜１μｍと大幅に異なるため
、大型、低効率でかつ信頬性の低いという問題があった
。
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するために
なされたもので、ポンピング光源の波長を１．１〜１．
４μｍ帯で可能とし、小型、高効率でかつ高信鎖のＥｒ
ドープ光フイアバレーザ素子を提供することを目的とす
る。
なされたもので、ポンピング光源の波長を１．１〜１．
４μｍ帯で可能とし、小型、高効率でかつ高信鎖のＥｒ
ドープ光フイアバレーザ素子を提供することを目的とす
る。
（課題を解決するための手段）
本発明のＥｒドープ光ファイバレーザ素子は、被増幅光
波長にてシングルモードとなる光ファイバにエルビウム
（Ｅｒ）をドープしたＥｒドープ光ファイバに、ポンピ
ング光源からのポンピング光を用いてポンピングを行う
ように構成したＥｒドープ光ファイバ素子において、 前記光ファイバにエルビウムの他にホルミウム（Ｈｏ）
、ツリウム（Ｔｍ）及びジスプロシウム（Ｄｙ）のうち
少なくとも一つをドープしたＥｒドープ光ファイバと、 １．１μｍ−１，４μｍの波長帯にある光を発光するポ
ンピング光源と、 該ポンピング光源からの出力光と該Ｅｒドープ光ファイ
バに入射した信号光とを合波するための合波手段とを有
することを特徴とする構成を有する。
波長にてシングルモードとなる光ファイバにエルビウム
（Ｅｒ）をドープしたＥｒドープ光ファイバに、ポンピ
ング光源からのポンピング光を用いてポンピングを行う
ように構成したＥｒドープ光ファイバ素子において、 前記光ファイバにエルビウムの他にホルミウム（Ｈｏ）
、ツリウム（Ｔｍ）及びジスプロシウム（Ｄｙ）のうち
少なくとも一つをドープしたＥｒドープ光ファイバと、 １．１μｍ−１，４μｍの波長帯にある光を発光するポ
ンピング光源と、 該ポンピング光源からの出力光と該Ｅｒドープ光ファイ
バに入射した信号光とを合波するための合波手段とを有
することを特徴とする構成を有する。
（実施例）
以下に図面を用いて本発明の詳細な説明する。
なお、以下では、Ｅｒドープ光ファイバレーザ増幅器を
例に取り説明するが、Ｅｒドープ光ファイバレーザ発振
器にも適用できる。
例に取り説明するが、Ｅｒドープ光ファイバレーザ発振
器にも適用できる。
第４図は本発明に用いるホルミウム（Ｈｏ）。
ツリウム（Ｔｍ）及びジスプロシウム（Ｄｙ）の光の吸
収発光に関係する（１．１〜１．４μｍ帯を中心）４ｆ
殻内電子工ネルギー準位図であり、記号（Ｈ，Ｉ）は全
軌道運動量、記号の左上数字は全スピン角運動量の量子
数を３としたときに２３＋１で表わされる量、記号の右
下及び線の右側数字は全角運動量の量子数、線の太さ（
幅）はエネルギー準位の分裂により定まるバンド幅をそ
れぞれ表わしている。”ＨＩｓｙｔ ＋’Ｉｆｆ ｌ’
ｌ１５／２および３Ｈ６はＤｙ、Ｈｏ、Ｅｒ及びＴｍの
それぞれのエネルギー準位を表わし、このエネルギーを
基準（零）にして縦軸のエネルギーを示している。なお
、第４図はフッ化物ガラスにドープした場合であるが、
各元素の各エネルギー準位はドープする媒体により、若
干変動する。
収発光に関係する（１．１〜１．４μｍ帯を中心）４ｆ
殻内電子工ネルギー準位図であり、記号（Ｈ，Ｉ）は全
軌道運動量、記号の左上数字は全スピン角運動量の量子
数を３としたときに２３＋１で表わされる量、記号の右
下及び線の右側数字は全角運動量の量子数、線の太さ（
幅）はエネルギー準位の分裂により定まるバンド幅をそ
れぞれ表わしている。”ＨＩｓｙｔ ＋’Ｉｆｆ ｌ’
ｌ１５／２および３Ｈ６はＤｙ、Ｈｏ、Ｅｒ及びＴｍの
それぞれのエネルギー準位を表わし、このエネルギーを
基準（零）にして縦軸のエネルギーを示している。なお
、第４図はフッ化物ガラスにドープした場合であるが、
各元素の各エネルギー準位はドープする媒体により、若
干変動する。
第５図は本発明における光増幅過程を説明する為のエネ
ルギー準位概略図である。
ルギー準位概略図である。
以下に、第４図及び第５図を用いて、本発明の特徴であ
る光フィアバに、ホルミウム（Ｈｏ）。
る光フィアバに、ホルミウム（Ｈｏ）。
ツリウム（Ｔｍ）及びジスプロシウム（Ｄｙ）のうち少
なくとも一つをエルビウム（Ｅｒ）と共にドープするこ
とにより、ポンピング光源が１．１〜〜１．４μｍ帯で
発光する理由について説明する。
なくとも一つをエルビウム（Ｅｒ）と共にドープするこ
とにより、ポンピング光源が１．１〜〜１．４μｍ帯で
発光する理由について説明する。
第５図においてω。はＥｒの基底状態のエネルギー準位
、ω、はＤｙ、ＨｏまたはＴｍの基底状ｇ（Ｄｘネルギ
ー準位、ω２はＥｒの励起状態のエネルギー準位、ω３
はＤｙ、ＨｏまたはＴｍの励起状態のエネルギー準位を
示す。励起状態ω２は、第４図の’１１３／□に相当し
、エネルギー準位差：ω２−ω。は１．５μｍ帯の光を
発光するエネルギーに相当する。励起状態ω３は第４図
においてＤｙの場合には、６Ｈ９／２ 、Ｈ６の場合は
ＳＩ６、Ｔｍの場合はｓＨ，に相当し、エネルギー準位
差：ω３−ω１はそれぞれ１．３μｍ帯付近、１．１５
μｍ付近、１．２μｍ付近の光を吸収するエネルギーに
相当する。また、効率良く吸収が起こる波長帯の幅は、
エネルギー準位のバンド幅（０≦０．０５μｍ程度）に
対応する。ＥｒとＤｙ、ＨｏまたはＴｍをドープした光
ファイバの中に各ドープ元素の吸収波長に対応する１、
１〜１．４μｍ帯の光を入射すると、入射光はＤｙ、Ｈ
ｏやＴｍの吸収線で吸収され、基底状態ω。にあった電
子は励起状態ω３に励起される。励起状態ω３に励起さ
れた電子は、Ｅｒ近傍の原子が作る結晶基を介して近傍
にあるＥｒと相互作用を起こしたり、または隣接するＥ
ｒと直接相互作用をおこすことによって、基底状態ω。
、ω、はＤｙ、ＨｏまたはＴｍの基底状ｇ（Ｄｘネルギ
ー準位、ω２はＥｒの励起状態のエネルギー準位、ω３
はＤｙ、ＨｏまたはＴｍの励起状態のエネルギー準位を
示す。励起状態ω２は、第４図の’１１３／□に相当し
、エネルギー準位差：ω２−ω。は１．５μｍ帯の光を
発光するエネルギーに相当する。励起状態ω３は第４図
においてＤｙの場合には、６Ｈ９／２ 、Ｈ６の場合は
ＳＩ６、Ｔｍの場合はｓＨ，に相当し、エネルギー準位
差：ω３−ω１はそれぞれ１．３μｍ帯付近、１．１５
μｍ付近、１．２μｍ付近の光を吸収するエネルギーに
相当する。また、効率良く吸収が起こる波長帯の幅は、
エネルギー準位のバンド幅（０≦０．０５μｍ程度）に
対応する。ＥｒとＤｙ、ＨｏまたはＴｍをドープした光
ファイバの中に各ドープ元素の吸収波長に対応する１、
１〜１．４μｍ帯の光を入射すると、入射光はＤｙ、Ｈ
ｏやＴｍの吸収線で吸収され、基底状態ω。にあった電
子は励起状態ω３に励起される。励起状態ω３に励起さ
れた電子は、Ｅｒ近傍の原子が作る結晶基を介して近傍
にあるＥｒと相互作用を起こしたり、または隣接するＥ
ｒと直接相互作用をおこすことによって、基底状態ω。
にあった電子はエネルギーを得て励起状態ω２に励起さ
れる。基底状態ω。と励起状態ω２とのエネルギー準位
差に相当するエネルギーを有する光（振動数ニジ２＝（
ω２−ω。）／ｈ、但しｈはブランク定数）を発光する
ことにより励起状態ω２にあった電子は基底状態ω。に
戻る。この時振動数ν２の光を入射すると、励起状態ω
３から基底状態ω。への発光遷移が入射光に誘発されて
発生するので、これより振動数ν２の光を増幅すること
ができる。Ｅｒの場合、振動数ν２の光の波長は１．５
μｍ帯となるのでＥｒドープ光ファイバレーザ増幅器は
１．５μｍ用の光増幅器としてもちいることができる。
れる。基底状態ω。と励起状態ω２とのエネルギー準位
差に相当するエネルギーを有する光（振動数ニジ２＝（
ω２−ω。）／ｈ、但しｈはブランク定数）を発光する
ことにより励起状態ω２にあった電子は基底状態ω。に
戻る。この時振動数ν２の光を入射すると、励起状態ω
３から基底状態ω。への発光遷移が入射光に誘発されて
発生するので、これより振動数ν２の光を増幅すること
ができる。Ｅｒの場合、振動数ν２の光の波長は１．５
μｍ帯となるのでＥｒドープ光ファイバレーザ増幅器は
１．５μｍ用の光増幅器としてもちいることができる。
以上のように本発明は、従来のＥｒ単独ドープでは不可
能であった１、１μｍ以上１．４μｍ以下の波長でのポ
ンピング光源をＤｙ、ＨｏまたはＴｍをドープすること
により可能としたものである。
能であった１、１μｍ以上１．４μｍ以下の波長でのポ
ンピング光源をＤｙ、ＨｏまたはＴｍをドープすること
により可能としたものである。
この効果を得るためのＤｙ、ＨｏやＴｍのドープ濃度は
、それぞれ１０ｐｐｍ以上１１００００ｐｐ以下であり
、特に、数十ｐｐｍ以上数千ｐｐｍ以下でその効果が顕
著である。なお、Ｄｙ、Ｈ。
、それぞれ１０ｐｐｍ以上１１００００ｐｐ以下であり
、特に、数十ｐｐｍ以上数千ｐｐｍ以下でその効果が顕
著である。なお、Ｄｙ、Ｈ。
とＴｍとの双方をドープする場合にも、このドープ濃度
内にする必要がある。
内にする必要がある。
上述の説明では、Ｅｒドープ石英系光ファイバを光増幅
器として説明したが、Ｅｒドープ光ファイバをレーザ発
振器としてもちいる場合でも、同様のポンピング技術が
適応可能である。
器として説明したが、Ｅｒドープ光ファイバをレーザ発
振器としてもちいる場合でも、同様のポンピング技術が
適応可能である。
（発明の効果）
以上のように、本発明は、従来のＥｒドープ光ラフイア
、ホルミウム（Ｈｏ）、ツリウム（Ｔｍ）及びジスプロ
シウム（Ｄｙ）のうち少なくとも一つをドープすること
により、ポンピング光源に１．１〜１，４μｍの波長を
用いることが可能となり、次のような効果がある。
、ホルミウム（Ｈｏ）、ツリウム（Ｔｍ）及びジスプロ
シウム（Ｄｙ）のうち少なくとも一つをドープすること
により、ポンピング光源に１．１〜１，４μｍの波長を
用いることが可能となり、次のような効果がある。
１）すでに開発の進んでいる小型で高効率で且つ信頼性
の高いＩ ｎＧａＡｓ Ｐ系半導体レーザをポンピング
光用光源として使うことが可能になる。
の高いＩ ｎＧａＡｓ Ｐ系半導体レーザをポンピング
光用光源として使うことが可能になる。
２）ポンピング光の波長と被増幅光の波長の差異が小さ
くなることから、ポンピング光と被増幅光との伝播モー
ドのミスマツチングが低減し増幅効率を増加することが
できる。
くなることから、ポンピング光と被増幅光との伝播モー
ドのミスマツチングが低減し増幅効率を増加することが
できる。
３）ポンピング光の波長と被増幅光の波長の差異が小さ
くなることから、信号光とポンピング光とについて、曲
げや温度等の外部環境変化に対して安定なシングルモー
ド動作する光ファイバを用いることが可能となり、安定
した合波用光ファイバカップラを作ることが容易になる
。
くなることから、信号光とポンピング光とについて、曲
げや温度等の外部環境変化に対して安定なシングルモー
ド動作する光ファイバを用いることが可能となり、安定
した合波用光ファイバカップラを作ることが容易になる
。
従って、本発明はＥｒドープ光ファイバレーザ増幅器や
Ｅｒドープ光ファイバレーザ発振器等のＥｒドープ光フ
ァイバレーザ素子を用いた光通信及び光計測の分野に適
用可能であり、その効果は極めて大である。
Ｅｒドープ光ファイバレーザ発振器等のＥｒドープ光フ
ァイバレーザ素子を用いた光通信及び光計測の分野に適
用可能であり、その効果は極めて大である。
第１図は従来のＥｒドープ光ファイバレーザ増幅器の概
略図、第２図は従来のＥｒドープ光ファイバレーザ増幅
器の原理を説明するためのをエネルギー状態図、第３図
は従来のＥｒドープ光ファイバの吸収スペクトラム図、
第４図は本発明に用いるホルミウム（Ｈｏ）、ツリウム
（Ｔｍ）及びジスプロシウム（Ｄｙ）の光の吸収発光に
関係する４ｆ殻内電子工ネルギー単位図、第５図は本発
明における光増幅過程を説明する為のエネルギー準位概
略図である。 １・・・信号光、 ２・・・Ｅｒドープ光ファイバ、
３・・・ポンピング光源、 ４・・・光ファイバカップ
ラ、 ５・・・出力光。
略図、第２図は従来のＥｒドープ光ファイバレーザ増幅
器の原理を説明するためのをエネルギー状態図、第３図
は従来のＥｒドープ光ファイバの吸収スペクトラム図、
第４図は本発明に用いるホルミウム（Ｈｏ）、ツリウム
（Ｔｍ）及びジスプロシウム（Ｄｙ）の光の吸収発光に
関係する４ｆ殻内電子工ネルギー単位図、第５図は本発
明における光増幅過程を説明する為のエネルギー準位概
略図である。 １・・・信号光、 ２・・・Ｅｒドープ光ファイバ、
３・・・ポンピング光源、 ４・・・光ファイバカップ
ラ、 ５・・・出力光。
Claims (3)
- （１）被増幅光波長にてシングルモードとなる光ファイ
バにエルビウム（Ｅｒ）をドープしたＥｒドープ光ファ
イバに、ポンピング光源からのポンピング光を用いてポ
ンピングを行うように構成したＥｒドープ光ファイバ素
子において、 前記光ファイバにエルビウムの他にホルミウム（Ｈｏ）
、ツリウム（Ｔｍ）及びジスプロシウム（Ｄｙ）のうち
少なくとも一つをドープしたＥｒドープ光ファイバと、 １．１μｍ〜１．４μｍの波長帯にある光を発光するポ
ンピング光源と、 該ポンピング光源からの出力光と該Ｅｒドープ光ファイ
バに入射した信号光とを合波するための合波手段とを有
することを特徴とするＥｒドープ光ファイバレーザ子。 - （２）前記ポンピング光源がＩｎＧａＡｓＰ系半導体レ
ーザで構成されていることを特徴とする請求項１に記載
のＥｒドープ光ファイバレーザ素子。 - （３）前記ポンピング光源と前記合波手段との間がシン
グルモード光ファイバで構成されていることを特徴とす
る請求項１に記載のＥｒドープ光ファイバレーザ素子。
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|---|---|---|---|
| JP32194588A JP2546711B2 (ja) | 1988-12-22 | 1988-12-22 | Ｅｒドープ光ファイバレーザ素子 |
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP32194588A JP2546711B2 (ja) | 1988-12-22 | 1988-12-22 | Ｅｒドープ光ファイバレーザ素子 |
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| JP2546711B2 JP2546711B2 (ja) | 1996-10-23 |
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