JPH06120596A

JPH06120596A - リング型レーザ発振装置

Info

Publication number: JPH06120596A
Application number: JP29090592A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Kojima; 哲夫小島; Masaki Seguchi; 正記瀬口
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-10-06
Filing date: 1992-10-06
Publication date: 1994-04-28

Abstract

(57)【要約】【目的】レーザ光を損失なしに直接伝送用光ファイバ
に出力し、さらに、リング型光共振器の光軸調整を容易
に行うことを目的とする。【構成】リング型光共振器の光ファイバ５中に、リン
グ型光共振器の光ファイバ５と伝送用光ファイバ３４と
を連結する光分岐回路３０を備えたことにより、リング
型光共振器内に発生したレーザ光３２は光分岐回路３０
を介して伝送用光ファイバ３４に損失することなく直接
出力される。また、リング型光共振器の光ファイバ５と
伝送用光ファイバ３４とを連結したので、リング型光共
振器の光ファイバ５の両端部とレーザ媒質１の両端部と
を調整するだけで、リング型光共振器の光軸調整を容易
に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はリング状に配設された
光ファイバの両端部間にレーザ媒質を配設してリング型
光共振器を構成し、このリング型光共振器で発生させた
レーザ光を伝送用光ファイバで所望の箇所まで伝送する
リング型レーザ発振装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、例えば特開昭５５−５２２８
１号公報に示された従来のリング型レーザ発振装置を示
す構成図であり、図において、１は励起光を発生する半
導体レーザ（光源）、２はこの半導体レーザ１を冷却す
るヒートシンク、３は励起光、４は固体レーザ媒質（レ
ーザ媒質）、５はリング型光共振器を構成する光ファイ
バ、６はレーザ光を取り出す出力ミラー、７は結合レン
ズ、８は光ファイバ５及び出力ミラー６により構成され
たリング型光共振器内に発生したレーザ光、９はレーザ
光を伝送する伝送用光ファイバ、そして１０は出力ミラ
ー６から取り出されたレーザ光である。

【０００３】次に動作について説明する。半導体レーザ
１から出射される励起光３は固体レーザ媒質４に照射さ
れる。固体レーザ媒質４は励起されて自然放出光を発生
し、光ファイバ５及び出力ミラー６により構成されてい
るリング型光共振器によりレーザ光８を発生して、一定
以上の大きさに達するとレーザ光１０として外部に放出
される。外部に放出されたレーザ光１０は結合レンズ７
によって伝送用光ファイバ９の入射端面へ集光照射さ
れ、伝送用光ファイバ９内へ導光される。

【０００４】また、図１２は例えば特開平２−２５３６
７５号公報に示された従来のリング型レーザ発振装置を
示す構成図である。図において、１２は活性媒質を添加
した光ファイバであり、ａ点で光ファイバ１４と、ｃ点
で光合分波器１６と、それぞれ融着接続されている。光
ファイバ１４はｂ点で光合分波器１６とも融着接続され
ている。１８は伝送用光ファイバ、２０は励起光源であ
る。

【０００５】励起光源２０から投光された光は、光合分
波器１６を介して光ファイバ１２に導かれ、光ファイバ
１２に含まれる活性媒質を励起し、励起された活性媒質
は自然放出光を発生する。発生した自然放出光は光ファ
イバ１４及び１２で構成されたリング型光共振器を伝搬
するうちに増幅され、一定以上の大きさに達するとレー
ザ発振し、光合分波器１６より伝送用光ファイバ１８に
取り出される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のリング型レーザ
発振装置は以上のように構成されているので、まず、図
１１の構成においては、結合レンズ７及び出力ミラー６
が必要であり、リング型レーザ発振装置が複雑になる。
また、出力ミラー６が傾斜されて配設されているので、
出力ミラー６と光ファイバ５の両端の光軸調整が困難で
あった。また、伝送用光ファイバレーザ光を導光するた
めの結合レンズに対する伝送用光ファイバの位置調整が
必要で、かつ結合レンズ及び伝送用光ファイバの端面の
反射によるレーザ光の損失が避けられないなどの問題点
があった。

【０００７】また、図１２の構成においては、活性媒質
を添加した光ファイバをレーザ媒質として用いるため、
高出力のレーザ光を得るためには活性媒質を添加した光
ファイバ長を長くする必要があり、リング型光共振器が
大型になるという問題点があった。

【０００８】請求項１及び請求項２の発明は上記のよう
な問題点を解消するためになされたもので、構成の簡素
化を図ると共に光軸調整の容易化を図ることができ、ま
たリング型光共振器内にレーザ光を効率よく伝送用光フ
ァイバに出力することができるリング型レーザ装置を得
ることを目的とする。

【０００９】また、請求項３乃至請求項１３の発明は、
リング型光共振器を大型化することなく高出力のレーザ
光を得ることができるリング型レーザ装置を得ることを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るリ
ング型レーザ発振装置は、リング型光共振器の光ファイ
バ中に設けられ、前記リング型光共振器の光ファイバと
伝送用光ファイバとを連結する光分岐回路を備えたもの
である。

【００１１】また、請求項２の発明に係るリング型レー
ザ発振装置は、リング型光共振器の光ファイバ中に設け
られ、前記リング型光共振器の光ファイバと伝送用光フ
ァイバとを連結し、かつ前記リング型光共振器の光ファ
イバから伝送用光ファイバへのレーザ光の出力時期を制
御する光スイッチを備えたものである。

【００１２】さらに、請求項３の発明に係るリング型レ
ーザ発振装置は、リング型光共振器の光ファイバの一端
をレーザ媒質の一端に密着させると共に、前記リング型
光共振器の光ファイバの他端を前記レーザ媒質の他端に
密着させるものである。

【００１３】そして、請求項４の発明に係るリング型レ
ーザ発振装置は、リング型光共振器の光ファイバの一端
とレーザ媒質の一端間に一方の集光光学系を設けると共
に、前記リング型光共振器の光ファイバの他端と前記レ
ーザ媒質の他端間に他方の集光光学系を設けたものであ
る。

【００１４】また、請求項５の発明に係るリング型レー
ザ発振装置は、リング型光共振器の光ファイバの一端と
レーザ媒質の一端間に一方の集光光学系を設けると共
に、前記リング型光共振器の光ファイバの他端と前記レ
ーザ媒質の他端間に他方の集光光学系を設け、前記一方
の集光光学系の両端をそれぞれ前記リング型光共振器の
光ファイバの一端と前記レーザ媒質の一端に密着させる
と共に、前記他方の集光光学系の両端をそれぞれ前記リ
ング型光共振器の光ファイバの他端と前記レーザ媒質の
他端に密着させたものである。

【００１５】さらに、請求項６の発明に係るリング型レ
ーザ発振装置は、リング型光共振器の光ファイバの両端
を凸面状または凸形球状に形成するものである。

【００１６】そして、請求項７の発明に係るリング型レ
ーザ発振装置は、レーザ媒質のレーザ光軸上の両端を凸
面状または凸形球状に形成するものである。

【００１７】また、請求項８の発明に係るリング型レー
ザ発振装置は、リング型光共振器の光ファイバの両端を
凸面状または凸形球状に形成し、かつ、レーザ媒質のレ
ーザ光軸上の両端を凸面状または凸形球状に形成するも
のである。

【００１８】さらに、請求項９の発明に係るリング型レ
ーザ発振装置は、リング型光共振器の光ファイバの一部
または全部が非線型ファイバから成るものである。

【００１９】そして、請求項１０の発明に係るリング型
レーザ発振装置は、リング型光共振器内のレーザ光軸上
に波長変換素子を設けたものである。

【００２０】また、請求項１１の発明に係るリング型レ
ーザ発振装置は、リング型光共振器の光ファイバ中の２
箇所以上に光分岐回路を設けると共に該光分岐回路を介
して前記リング型光共振器の光ファイバ中の２箇所以上
にそれぞれ個別の伝送用光ファイバを連結し、前記リン
グ型光共振器の光ファイバ中を時計回り方向又は反時計
回り方向に伝搬するレーザ光のいずれか一方のレーザ光
が取り出される前記伝送用光ファイバの射出端に対向し
て反射ミラーを設けたものである。

【００２１】さらに、請求項１２の発明に係るリング型
レーザ発振装置は、リング型光共振器の光ファイバ中の
２箇所以上に光スイッチを設けると共に該スイッチを介
して前記リング型光共振器の光ファイバ中の２箇所以上
にそれぞれ個別の伝送用光ファイバを連結し、前記リン
グ型光共振器の光ファイバ中を時計回り方向又は反時計
回り方向に伝搬するレーザ光のいずれか一方のレーザ光
が取り出される前記伝送用光ファイバの射出端に対向し
て反射ミラーを設けたものである。

【００２２】そして、請求項１３の発明に係るリング型
レーザ発振装置は、リング型光共振器内のレーザ光軸上
に光アイソレータを設けるものである。

【００２３】

【作用】請求項１の発明におけるリング型レーザ発振装
置は、リング型光共振器の光ファイバ中に設けられ、前
記リング型光共振器の光ファイバと伝送用光ファイバと
を連結する光分岐回路を備えたことにより、リング型光
共振器内に発生したレーザ光は光分岐回路を介して伝送
用光ファイバに直接出力される。

【００２４】また、請求項２の発明におけるリング型レ
ーザ発振装置は、リング型光共振器の光ファイバ中に設
けられ、前記リング型光共振器の光ファイバと伝送用光
ファイバとを連結し、かつ前記リング型光共振器の光フ
ァイバから伝送用光ファイバへのレーザ光の出力時期を
制御する光スイッチを備えたことにより、リング型光共
振器内に発生したレーザ光は光スイッチを介して伝送用
光ファイバに直接出力され、さらに光スイッチを操作す
ることによってレーザ光の出力が外部から制御される。

【００２５】さらに、請求項３の発明におけるリング型
レーザ発振装置は、リング型光共振器の光ファイバの一
端をレーザ媒質の一端に密着させると共に、前記リング
型光共振器の光ファイバの他端を前記レーザ媒質の他端
に密着させたことにより、リング型光共振器内で発生し
たレーザ光が光ファイバ端面及びレーザ媒質端面で反射
する量を減少することができるので、レーザ光の反射に
よる損失が少なくなる。

【００２６】そして、請求項４の発明におけるリング型
レーザ発振装置は、リング型光共振器の光ファイバの一
端とレーザ媒質の一端間に一方の集光光学系を設けると
共に、前記リング型光共振器の光ファイバの他端と前記
レーザ媒質の他端間に他方の集光光学系を設けたことに
より、リング型光共振器内で発生したレーザ光の回折に
よる損失が少なくなる。

【００２７】また、請求項５の発明におけるリング型レ
ーザ発振装置は、リング型光共振器の光ファイバの一端
とレーザ媒質の一端間に一方の集光光学系を設けると共
に、前記リング型光共振器の光ファイバの他端と前記レ
ーザ媒質の他端間に他方の集光光学系を設け、前記一方
の集光光学系の両端をそれぞれ前記リング型光共振器の
光ファイバの一端と前記レーザ媒質の一端に密着させる
と共に、前記他方の集光光学系の両端をそれぞれ前記リ
ング型光共振器の光ファイバの他端と前記レーザ媒質の
他端に密着させたことにより、リング型光共振器内で発
生したレーザ光の回折による損失が少なくなり、さらに
光ファイバ端面及びレーザ媒質端面の反射による損失が
少なくなる。

【００２８】さらに、請求項６の発明におけるリング型
レーザ発振装置は、リング型光共振器の光ファイバの両
端を凸面状または凸形球状に形成したことにより、リン
グ型光共振器の光ファイバの端部が集光光学系の働きを
するので、リング型光共振器内で発生したレーザ光の回
折による損失が少なくなる。

【００２９】そして、請求項７の発明におけるリング型
レーザ発振装置は、レーザ媒質のレーザ光軸上の両端を
凸面状または凸形球状に形成したことにより、レーザ媒
質の端部が集光光学系の働きをするので、リング型光共
振器内で発生したレーザ光の回折による損失が少なくな
る。

【００３０】また、請求項８の発明におけるリング型レ
ーザ発振装置は、リング型光共振器の光ファイバの両端
を凸面状または凸形球状に形成し、かつ、レーザ媒質の
レーザ光軸上の両端を凸面状または凸形球状に形成した
ことにより、リング型光共振器の光ファイバの端部及び
レーザ媒質の端部が集光光学系の働きをするので、リン
グ型光共振器内で発生したレーザ光の回折による損失が
少なくなる。

【００３１】さらに、請求項９の発明におけるリング型
レーザ発振装置は、リング型光共振器の光ファイバの一
部または全部を非線型ファイバで構成したことにより、
リング型光共振器内を伝搬するレーザ光の一部は波長変
換されて高調波光となり、その高調波光が伝送用光ファ
イバ内に直接出力される。

【００３２】そして、請求項１０の発明におけるリング
型レーザ発振装置は、リング型光共振器内のレーザ光軸
上に波長変換素子を設けたことにより、リング型光共振
器内を伝搬するレーザ光の一部は波長変換されて高調波
光となり、その高調波光が伝送用光ファイバ内に直接出
力される。

【００３３】また、請求項１１の発明におけるリング型
レーザ発振装置は、リング型光共振器の光ファイバ中の
２箇所以上に光分岐回路を設けると共に該光分岐回路を
介して前記リング型光共振器の光ファイバ中の２箇所以
上にそれぞれ個別の伝送用光ファイバを連結し、前記リ
ング型光共振器の光ファイバ中を時計回り方向又は反時
計回り方向に伝搬するレーザ光のいずれか一方のレーザ
光が取り出される前記伝送用光ファイバの射出端に対向
して反射ミラーを設けたことにより、リング型光共振器
内と時計回り方向または反時計回り方向に伝搬するいず
れか一方のレーザ光を反射ミラーで反射させて、反射さ
せた一方のレーザ光をリング型光共振器内の他方のレー
ザ光に加えることができる。

【００３４】さらに、請求項１２の発明におけるリング
型レーザ発振装置は、リング型光共振器の光ファイバ中
の２箇所以上に光スイッチを設けると共に該スイッチを
介して前記リング型光共振器の光ファイバ中の２箇所以
上にそれぞれ個別の伝送用光ファイバを連結し、前記リ
ング型光共振器の光ファイバ中を時計回り方向または反
時計回り方向に伝搬するレーザ光のいずれか一方のレー
ザ光が取り出される前記伝送用光ファイバの射出端に対
向して反射ミラーを設けたことにより、リング型光共振
器内を時計回り方向または反時計回り方向に伝搬するい
ずれか一方のレーザ光を反射ミラーで反射させて、反射
させた一方のレーザ光をリング型光共振器内の他方のレ
ーザ光に加えることができる。

【００３５】そして、請求項１３の発明におけるリング
型レーザ発振装置は、リング型光共振器内のレーザ光軸
上に光アイソレータを設けたことにより、リング型光共
振器内を時計回り方向または反時計回り方向に伝搬する
レーザ光のいずれか一方のレーザ光の損失が他方のレー
ザ光の損失に比べて大きくなり、損失が小さい一方のレ
ーザ光のみが選択的に発振される。

【００３６】

【実施例】実施例１．以下、この発明の一実施例を図に
ついて説明する。

【００３７】図１はこの発明の一実施例によるリング型
レーザ発振装置を示す構成図であり、図において、従来
のものと同一符号は同一または相当部分を示すので説明
を省略する。３０は光分岐回路、３２はリング型光共振
器内に発生したレーザ光、３４はレーザ光を伝送するた
めの伝送用光ファイバ、３６は伝送用光ファイバ３４に
取り出されたレーザ光である。

【００３８】次に動作について説明する。まず、半導体
レーザ１から励起光３を出射して、出射された励起光３
で固体レーザ媒質４を照射する。これにより、固体レー
ザ媒質４は励起されて自然放出光を発生する。発生した
自然放出光は、リング型光共振器を構成する光ファイバ
５内を何回も伝搬する間に増幅されてレーザ光３２とな
る。光ファイバ５内で発生したレーザ光３２の一部は光
分岐回路３０を介して伝送用光ファイバ３４に導光され
る。このように、光ファイバ５内のレーザ光３２を、他
の部材を介さずに、直接伝送用光ファイバ３４に導光す
ることができるので、レーザ光３２を損失なく伝送用光
ファイバ３４に取り出すことができる。また、図１１上
で必要であった出力ミラー６及び結合レンズ７を除去す
ることができるのでリング型レーザ発振装置の簡素化を
図ることができる。

【００３９】次に、実施例１のリング型レーザ発振装置
の光軸調整方法の一例について説明する。まず、伝送用
光ファイバ３４の出力端面から例えばヘリウムネオンレ
ーザ光を入射する。入射されたヘリウムネオンレーザ光
は伝送用光ファイバ３４を介してリング型光共振器内に
入射して、光ファイバ５の両端部で反射される。両端部
で反射されたヘリウムネオンレーザ光は伝送用光ファイ
バ３４の出力端面に戻ってくる。そして、伝送用光ファ
イバ３４の出力端面に戻ってきたヘリウムネオンレーザ
光の強度が最大になるように、光ファイバ５の両端の位
置及び角度を調整する。これにより、実施例１のリング
型レーザ発振装置の光軸調整を容易に行うことができ
る。

【００４０】実施例２．図２はこの発明の他の実施例に
よるリング型レーザ発振装置を示す構成図であり、同図
において図１に示す実施例１の構成部材と同一類似部材
については同一符号を付し説明を省略する。実施例２は
光分岐回路３０に代えて光スイッチ３８を設けた点で実
施例１と相違する。４０は光スイッチ３８を制御するた
めの光信号または電気信号４２を入射する光ファイバあ
るいは電気信号線である。

【００４１】次に動作について説明する。例えば制御信
号４２が光スイッチ３８に入射した時のみ伝送用光ファ
イバ３４にレーザ光３６を出力するので、リング型光共
振器を構成する光ファイバ５から伝送用光ファイバ３４
へ直接レーザ光を取り出す時間を制御することができ
る。

【００４２】実施例３．図３はこの発明の他の実施例に
よるリング型レーザ発振装置を示す構成図である。実施
例１と実施例３の相違点は光ファイバ５の両端面を固体
レーザ媒質４の両端に密着させた点である。

【００４３】本構成によると固体レーザ媒質４の両端面
及び光ファイバ５の両端面における反射損失が少なくな
り、効率良い発振が行われる。従って、レーザ光３２の
強度が実施例１の場合よりも増加し、結果的に伝送用光
ファイバ３４へ取り出される出力レーザ光３６の強度が
増加する。このように、実施例３のリング型レーザ装置
によればリング型光共振器を大型化せずに高出力のレー
ザ光を得ることができる。

【００４４】実施例４．図４はこの発明の他の実施例に
よるリング型レーザ発振装置を示す構成図である。同図
に示すように、実施例４のリング型レーザ発振装置は、
固体レーザ媒質４の両端と光ファイバ５の両端のそれぞ
れの間に例えばセルフォックレンズからなる集光光学系
４４が配設されている。そして、集光光学系４４の端面
を固体レーザ媒質４の端面と光ファイバ５の端面にそれ
ぞれ密着している。このように構成すると回折による損
失が減少し、実施例３のものと比べてさらに効率良い発
振が行われる。従って、リング型光共振器を大型化せず
に、伝送用光ファイバ３４への出力レーザ光３６の強度
が実施例３のものと比べてさらに増加する。実施例４で
は集光光学系４４の両端面をそれぞれ固体レーザ媒質４
と光ファイバ５の端面に密着した場合について説明した
が、これに限らず、集光光学系４４の両端面を固体レー
ザ媒質４の端面と光ファイバ５の端面に密着させなくて
も同様の効果を奏することができる。

【００４５】実施例５．図５はこの発明の他の実施例に
よるリング型レーザ発振装置を示す構成図である。実施
例１の場合、光ファイバ５の両端面は平面に形成されて
いたが、図５に示す実施例においては、リング型光共振
器を構成する光ファイバ５の両端面４６は凸面状又は凸
形球状に形成されている。このように構成すると光ファ
イバ５の両端面がレンズの作用をして回折による損失が
減少し、実施例１のものと比べて効率良い発振が行わ
れ、伝送用光ファイバ３４への出力レーザ光３６の強度
がさらに増加する。従って、リング型光共振器を大型化
せずに高出力のレーザ光を得ることができる。

【００４６】実施例６．図６はこの発明の他の実施例に
よるリング型レーザ発振装置を示す構成図である。実施
例１の場合、固体レーザ媒質４の両端面は平面に形成さ
れていたが、図６に示す実施例においては、固体レーザ
媒質４の光軸上に当たる両端面４８は凸面状または凸形
球状に形成されている。このように構成すると固体レー
ザ媒質４の両端面がレンズの作用をして回折による損失
が減少し、実施例１のものと比べて効率良い発振が行わ
れ、伝送用光ファイバ３４への出力レーザ光３６の強度
がさらに増加する。従って、リング型光共振器を大型化
せずに、高出力のレーザ光を得ることができる。なお、
実施例５では光ファイバ５の端面のみを凸面状または凸
形球状に形成し、実施例６では固体レーザ媒質４の端面
のみを凸面状または凸形球状に形成したが、これに限ら
ず、光ファイバ５及び固体レーザ媒質４の各々の端面を
凸面状または凸形球状に形成してもよい。

【００４７】実施例７．図７はこの発明の他の実施例に
よるリング型レーザ発振装置を示す構成図である。実施
例７はリング型光共振器を構成する光ファイバ５０に、
一部又は全部が非線型光ファイバを使用した点で実施例
３と相違する。このように構成するとリング型光共振器
内部を進行するレーザ光３２の一部は波長変換されて高
調波光５２となる。これにより、リング型光共振器を大
型化せずに高出力のレーザ光を得ることができる。そし
て、リング型光共振器で発生した高調波光の一部５４は
レーザ光を伝送するための伝送用光ファイバ３４へ直接
導光される。

【００４８】実施例８．図８はこの発明の他の実施例に
よるリング型レーザ発振装置を示す構成図である。実施
例８はリング型光共振器を構成する光ファイバ５の途中
に波長変換素子５６を配設した点で実施例１と相違す
る。本構成によればリング型光共振器内部を進行するレ
ーザ光３２の一部は波長変換されて高調波光５２とな
り、実施例７と同様の効果を得ることができる。そし
て、リング型光共振器で発生した高調波光の一部５４は
レーザ光を伝送するための伝送用光ファイバ３４へ直接
導光される。なお、波長変換素子５６は、図８の位置に
配設しなくてもよく、例えば固体レーザ媒質４の隣に配
設しても上記と同様の効果を奏する。

【００４９】実施例９．図９はこの発明の他の実施例に
よるリング型レーザ発振装置を示す構成図である。実施
例９はリング型光共振器を構成する光ファイバ５に一対
の光分岐回路３０を配設している点で実施例１と相違す
る。実施例１のように、光分岐回路が光ファイバ５の１
箇所のみに配設されている場合には、リング型光共振器
内を時計回り方向または反時計回り方向に伝搬するレー
ザ光のどちらか一方のレーザ光を伝送用光ファイバ３４
へ導光する。しかしながら、本構成によれば、リング型
光共振器内を図９において時計回り方向に伝搬するレー
ザ光及び反時計回り方向に伝搬するレーザ光の両方を伝
送用光ファイバ３４へ直接導光することができる。

【００５０】さらに、実施例９において、一対の伝送用
光ファイバ３４の一方の伝送用光ファイバ３４の出力端
に全反射ミラー（図示せず）を設けてもよい。ここで、
リング型光共振器内を時計回り方向に伝搬するレーザ光
３２が、一方の伝送用光ファイバ３４に導光されると仮
定する。この場合、リング型光共振器内を時計回り方向
に伝搬するレーザ光３２は一方の伝送用光ファイバ３４
の光分岐回路３０を介して一方の伝送用光ファイバ３４
へ導光される。一方の伝送用光ファイバ３４に導光され
たレーザ光３６は、その出力端で全反射ミラーによって
反射され反対方向に伝搬される。従って、反射されたレ
ーザ光３６は、光分岐回路３０を介してリング型光共振
器内に侵入して、リング型光共振器内を反時計回り方向
に伝搬する。これにより、反時計回り方向に伝搬するレ
ーザ光３２の強度が増大する。前記実施例９では光ファ
イバ５に一対の光分岐回路３０を設けた場合について説
明したが、これに限らず、光ファイバ５に一対の光スイ
ッチ３８を設けてもよい。なお、前記実施例９では一対
の光分岐回路３０又は光スイッチ３８を光ファイバ５に
設けた場合について説明したが、一対以上の光分岐回路
３０又は光スイッチ３８を光ファイバ５に設けてもよ
い。

【００５１】実施例１０．図１０はこの発明の他の実施
例によるリング型レーザ発振装置を示す構成図である。
同図に示すように、実施例１０に係るリング型レーザ発
振装置は、光アイソレータ５８をリング型光共振器を構
成する光ファイバ５と固体レーザ媒質４間に配設してい
る。光アイソレータ５８は一例として直線偏光子５９
ａ、ファラデー回転子６０、２分の１波長板６１、及び
直線偏光子５９ｂを図１０上で左から順番に並べたもの
を使用している。

【００５２】ここで、光アイソレータ５８の働きについ
て説明する。図１０に示すリング型光共振器の光軸に垂
直な面内において、例えば直線偏光子５９ａ，５９ｂの
方位角を０゜、ファラデー回転子６０による偏光回転角
をθ、２分の１波長板６１の方位角をθ／２と設定す
る。図１０上でリング型光共振器内を時計回り方向に伝
搬するレーザ光３２は、まず直線偏光子５９ａにより方
位角０゜の直線偏光となる。次にファラデー回転子６０
を通過すると、偏光の方位が回転して、方位角θの直線
偏光となる。さらに、方位角θの直線偏光が方位角θ／
２の２分の１波長板６１を通過すると、偏光の方位は−
θ回転して、方位角０゜の直線偏光となる。従って、レ
ーザ光３２は直線偏光子５９ｂを損失なく通過すること
ができる。一方、反時計回り方向に伝搬するレーザ光３
２は、まず直線偏光子５９ｂにより方位角０゜の直線偏
光となる。次に２分の１波長板６１を通過すると、方位
角θの直線偏光となり、方位角θの直線偏光がファラデ
ー回転子６０を通過すると偏光の方位はさらに回転して
方位角２θの直線偏光となる。よって、レーザ光３２が
直線偏光子５９ａを通過するときに損失を生じる。従っ
て、リング型レーザ発振装置を図１０の構成にすると、
リング型光共振器を時計回り方向に伝搬するレーザ光３
２が反時計回り方向に伝搬するレーザ光３２よりも損失
が少ないため、時計回り方向に進行するレーザ光３２の
みが選択的に発振される。前記実施例１０においては、
光アイソレータ５８の一例として直線偏光子５９ａ，５
９ｂ、ファラデー回転子６０、及び２分の１波長板６１
を組み合わせたものを使用したが、その他のどのような
光アイソレータを使用しても、実施例１０と同様の効果
を奏する。

【００５３】なお、前記実施例１乃至実施例１０におい
て、特に説明しなかったが、光学素子のうち特に指示の
ない部分にも、レーザ光が通過する部分には通常の光学
素子のように無反射コーティングを施せば光共振器内の
損失が減少し、効率の良いレーザ発振を得ることができ
る。

【００５４】また、前記実施例１乃至実施例１０では半
導体レーザ励起の固体レーザ媒質４について説明した
が、フラッシュランプ励起の固体レーザ、あるいは他の
ガスレーザ等に適用してもよく、上記と同様の効果を奏
する。

【００５５】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、リング型光共振器内に発生したレーザ光は光分岐回
路を介して伝送用光ファイバに直接出力するように構成
したので、レーザ光を損失することなく直接伝送用光フ
ァイバに出力することができる効果がある。また、リン
グ型光共振器の光ファイバと伝送用光ファイバとを連結
したので、リング型光共振器の光ファイバの両端部とレ
ーザ媒質の両端部とを調整するだけで、リング型光共振
器の光軸調整を容易に行うことができる。さらに、リン
グ型レーザ発振装置の簡素化を図ることができる効果が
ある。

【００５６】また、請求項２に記載の発明によれば、リ
ング型光共振器内に発生したレーザ光は光スイッチを介
して伝送用光ファイバに直接出力するように構成したの
で、レーザ光を損失することなく直接伝送用光ファイバ
に出力することができる効果がある。また、リング型光
共振器の光ファイバと伝送用光ファイバとを光スイッチ
を介して連結したので、リング型光共振器の光ファイバ
の両端部とレーザ媒質の両端部とを調整するだけで、リ
ング型光共振器の光軸調整を容易に行うことができる。
さらに、リング型レーザ発振装置の簡素化を図ることが
できる。そして、光スイッチを外部から操作することに
よって、外部からレーザ光の出力を制御することができ
るので、必要に応じて容易にレーザ光を取り出すことが
できる。

【００５７】さらに、請求項３の発明によれば、リング
型光共振器内の光ファイバの一端をレーザ媒質の一端に
密着させると共に、前記リング型光共振器の光ファイバ
の他端を前記レーザ媒質の他端に密着させるように構成
したので、リング型光共振器内で発生したレーザ光が光
ファイバ端面及びレーザ媒質端面で反射する量を減少す
ることができる。これにより、レーザ光の反射による損
失が少なくなるので、高出力のレーザ光を効率よく発振
することができる効果がある。

【００５８】そして、請求項４の発明によれば、リング
型光共振器内の光ファイバの一端とレーザ媒質の一端間
に一方の集光光学系を設けると共に、前記リング型光共
振器の光ファイバの他端と前記レーザ媒質の他端間に他
方の集光光学系を設けるように構成したので、リング型
光共振器内で発生したレーザ光の回折による損失が少な
くなり、高出力のレーザ光を効率よく発振することがで
きる効果がある。

【００５９】また、請求項５の発明によれば、リング型
光共振器の光ファイバの一端とレーザ媒質の一端間に一
方の集光光学系を設けると共に、前記リング型光共振器
の光ファイバの他端と前記レーザ媒質の他端間に他方の
集光光学系を設け、前記一方の集光光学系の両端をそれ
ぞれ前記リング型光共振器の光ファイバの一端と前記レ
ーザ媒質の一端に密着させると共に、前記他方の集光光
学系の両端をそれぞれ前記リング型光共振器の光ファイ
バの他端と前記レーザ媒質の他端に密着させるように構
成したので、リング型光共振器内で発生したレーザ光の
回折による損失や、光ファイバ端面及びレーザ媒質端面
の反射による損失が少なくなり、高出力のレーザ光を効
率よく発振することができる効果がある。

【００６０】さらに、請求項６の発明によれば、リング
型光共振器の光ファイバの両端を凸面状または凸形球状
に形成するように構成したので、リング型光共振器の光
ファイバの端部が集光光学系の働きをするため、リング
型光共振器内で発生したレーザ光の回折による損失が少
なくなる。これにより高出力のレーザ光を効率よく発振
することができる効果がある。

【００６１】そして、請求項７の発明によれば、レーザ
媒質のレーザ光軸上の両端を凸面状又は凸形球状に形成
するように構成したので、レーザ媒質の端部が集光光学
系の働きをするため、リング型光共振器内で発生したレ
ーザ光の回折による損失が少なくなる。これにより高出
力のレーザ光を効率よく発振することができる効果があ
る。

【００６２】また、請求項８の発明によれば、リング型
光共振器の光ファイバの両端とレーザ媒質のレーザ光軸
上の両端とを凸面状または凸形球状に形成するように構
成したので、リング型光共振器内の光ファイバの端部及
びレーザ媒質の端部が集光光学系の働きをするため、リ
ング型光共振器内で発生したレーザ光の回折による損失
が少なくなる。これにより高出力のレーザ光を効率よく
発振することができる効果がある。

【００６３】さらに、請求項９の発明によれば、リング
型光共振器の光ファイバの一部または全部を非線型ファ
イバで構成したので、リング型光共振器内を伝搬するレ
ーザ光の一部は波長変換されて高調波光となり、その高
調波光が伝送用光ファイバ内に直接出力される。これに
より高出力のレーザ光を効率よく発振することができる
効果がある。

【００６４】そして、請求項１０の発明によれば、リン
グ型光共振器内のレーザ光軸上に波長変換素子を設ける
ように構成したので、リング型光共振器内を伝搬するレ
ーザ光の一部は波長変換されて高調波光となり、その高
調波光が伝送用光ファイバ内に直接出力される。これに
より高出力のレーザ光を効率よく発振することができる
効果がある。

【００６５】また、請求項１１及び請求項１２の発明に
よれば、リング型光共振器内を時計回り方向または反時
計回り方向に伝搬するいずれか一方のレーザ光を反射ミ
ラーで反射させて、反射させた一方のレーザ光をリング
型光共振器内の他方のレーザ光に加えることができるよ
うに構成したので、高出力のレーザ光が得られる。さら
に、前記反射ミラーを除去すれば、光分岐回路を介して
前記リング型光共振器の光ファイバ中の２箇所以上にそ
れぞれ個別の伝送用光ファイバを連結したので、リング
型光共振器内を時計回り方向及び反時計回り方向に伝搬
する両方のレーザ光を個別の伝送用光ファイバ内に直接
取り出すことができる効果がある。

【００６６】そして、請求項１３の発明によれば、リン
グ型光共振器内のレーザ光軸上に光アイソレータを設け
た構成にしたので、リング型光共振器内を時計回り方向
または反時計回り方向に伝搬するレーザ光のいずれか一
方のレーザ光の損失が他方のレーザ光の損失に比べて大
きくなり、損失が小さい一方のレーザ光のみが選択的に
発振される。従って、高出力のレーザ光を伝送用光ファ
イバに出力することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１によるリング型レーザ発振
装置を示す構成図である。

【図２】この発明の実施例２によるリング型レーザ発振
装置を示す構成図である。

【図３】この発明の実施例３によるリング型レーザ発振
装置を示す構成図である。

【図４】この発明の実施例４によるリング型レーザ発振
装置を示す構成図である。

【図５】この発明の実施例５によるリング型レーザ発振
装置を示す構成図である。

【図６】この発明の実施例６によるリング型レーザ発振
装置を示す構成図である。

【図７】この発明の実施例７によるリング型レーザ発振
装置を示す構成図である。

【図８】この発明の実施例８によるリング型レーザ発振
装置を示す構成図である。

【図９】この発明の実施例９によるリング型レーザ発振
装置を示す構成図である。

【図１０】この発明の実施例１０によるリング型レーザ
発振装置を示す構成図である。

【図１１】従来のリング型レーザ発振装置を示す構成図
である。

【図１２】従来のもう一つのリング型レーザ発振装置を
示す構成図である。

【符号の説明】

１半導体レーザ（光源）３励起光（光）４固体レーザ媒質（レーザ媒質）５光ファイバ（リング型光共振器）３０光分岐回路３２，３６レーザ光３４伝送用光ファイバ３８光スイッチ４４集光光学系４６凸面状又は凸形球状の光ファイバ端面４８凸面状又は凸形球状の固体レーザ媒質端面５０非線型光ファイバ５６波長変換素子５８光アイソレータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源から投光された光で励起されて自然
放出光を発光するレーザ媒質と、一端が前記レーザ媒質
の一端に対向して設けられると共に他端が前記レーザ媒
質の他端に対向して設けられ、前記レーザ媒質に発生し
た自然放出光を伝搬してレーザ光を取り出すリング状の
光ファイバから成るリング型光共振器と、前記リング型
光共振器から取り出されたレーザ光を伝送する伝送用光
ファイバとを有するリング型レーザ発振装置において、
前記リング型光共振器の光ファイバ中に設けられ、前記
リング型光共振器の光ファイバと前記伝送用光ファイバ
とを連結する光分岐回路を備えたことを特徴とするリン
グ型レーザ発振装置。
【請求項２】光源から投光された光で励起されて自然
放出光を発光するレーザ媒質と、一端が前記レーザ媒質
の一端に対向して設けられると共に他端が前記レーザ媒
質の他端に対向して設けられ、前記レーザ媒質に発生し
た自然放出光を伝搬してレーザ光を取り出すリング状の
光ファイバから成るリング型光共振器と、前記リング型
光共振器から取り出されたレーザ光を伝送する伝送用光
ファイバとを有するリング型レーザ発振装置において、
前記リング型光共振器の光ファイバ中に設けられ、前記
リング型光共振器の光ファイバと前記伝送用光ファイバ
とを連結し、かつ前記リング型光共振器の光ファイバか
ら伝送用光ファイバへのレーザ光の出力時期を制御する
光スイッチを備えたことを特徴とするリング型レーザ発
振装置。
【請求項３】前記リング型光共振器の光ファイバの一
端を前記レーザ媒質の一端に密着させると共に、前記リ
ング型光共振器の光ファイバの他端を前記レーザ媒質の
他端に密着させることを特徴とする請求項１又は２のリ
ング型レーザ発振装置。
【請求項４】前記リング型光共振器の光ファイバの一
端と前記レーザ媒質の一端間に一方の集光光学系を設け
ると共に、前記リング型光共振器の光ファイバの他端と
前記レーザ媒質の他端間に他方の集光光学系を設けたこ
とを特徴とする請求項１又は２のリング型レーザ発振装
置。
【請求項５】前記リング型光共振器の光ファイバの一
端と前記レーザ媒質の一端間に一方の集光光学系を設け
ると共に、前記リング型光共振器の光ファイバの他端と
前記レーザ媒質の他端間に他方の集光光学系を設け、前
記一方の集光光学系の両端をそれぞれ前記リング型光共
振器の光ファイバの一端と前記レーザ媒質の一端に密着
させると共に、前記他方の集光光学系の両端をそれぞれ
前記リング型光共振器の光ファイバの他端と前記レーザ
媒質の他端に密着させたことを特徴とする請求項１又は
２のリング型レーザ発振装置。
【請求項６】前記リング型光共振器の光ファイバの両
端を凸面状または凸形球状に形成することを特徴とする
請求項１又は２のリング型レーザ発振装置。
【請求項７】前記レーザ媒質のレーザ光軸上の両端を
凸面状または凸形球状に形成することを特徴とする請求
項１又は２のリング型レーザ発振装置。
【請求項８】前記リング型光共振器の光ファイバの両
端を凸面状または凸形球状に形成し、かつ、前記レーザ
媒質のレーザ光軸上の両端を凸面状または凸形球状に形
成することを特徴とする請求項１又は２のリング型レー
ザ発振装置。
【請求項９】前記リング型光共振器の光ファイバの一
部または前部が非線型光ファイバから成ることを特徴と
する請求項１又は２のリング型レーザ発振装置。
【請求項１０】前記リング型光共振器内のレーザ光軸
上に波長変換素子を設けたことを特徴とする請求項１又
は２のリング型レーザ発振装置。
【請求項１１】前記リング型光共振器の光ファイバ中
の２箇所以上に前記光分岐回路を設けると共に該光分岐
回路を介して前記リング型光共振器の光ファイバ中の２
箇所以上にそれぞれ個別の前記伝送用光ファイバを連結
し、前記リング型光共振器の光ファイバ中を時計回り方
向又は反時計回り方向に伝搬するレーザ光のいずれか一
方のレーザ光が取り出される前記伝送用光ファイバの射
出端に対向して反射ミラーを設けたことを特徴とする請
求項１のリング型レーザ発振装置。
【請求項１２】前記リング型光共振器の光ファイバ中
の２箇所以上に前記光スイッチを設けると共に該スイッ
チを介して前記リング型光共振器の光ファイバ中の２箇
所以上にそれぞれ個別の前記伝送用光ファイバを連結
し、前記リング型光共振器の光ファイバ中を時計回り方
向又は反時計回り方向に伝搬するレーザ光のいずれか一
方のレーザ光が取り出される前記伝送用光ファイバの射
出端に対向して反射ミラーを設けたことを特徴とする請
求項２のリング型レーザ発振装置。
【請求項１３】前記リング型光共振器内のレーザ光軸
上に光アイソレータを設けることを特徴とする請求項１
又は２のリング型レーザ発振装置。