JPH1174588A - 光ファイバ・レーザをポンピングする装置 - Google Patents
光ファイバ・レーザをポンピングする装置Info
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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
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- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
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-
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- G02B6/30—Optical coupling means for use between fibre and thin-film device
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は光ファイバ・レーザをポンピングす
る装置に関し、特に複数の光源からの光をレーザに結合
する装置に関する改良を提供する。 【解決手段】 本発明は、ある長さの被覆ポンプファイ
バと、該被覆ポンプファイバを光学的にポンピングする
複数の光源と、少なくとも２つの縁と複数の平面導波路
とを有する基板からなる基板で支持された平面導波路と
からなり、該導波路の各々は、それぞれの光源と結合す
る少なくとも１つの第１の端部と、該被覆ポンプファイ
バと結合する第２の端部を有しており、更に、該平面導
波路は、基板の第１の縁に沿って横方向および垂直方向
に間隔をあけた個々の第１の端と、基板の第２の縁で横
方向に整列した第２端とを有することことを特徴とす
る。
る装置に関し、特に複数の光源からの光をレーザに結合
する装置に関する改良を提供する。 【解決手段】 本発明は、ある長さの被覆ポンプファイ
バと、該被覆ポンプファイバを光学的にポンピングする
複数の光源と、少なくとも２つの縁と複数の平面導波路
とを有する基板からなる基板で支持された平面導波路と
からなり、該導波路の各々は、それぞれの光源と結合す
る少なくとも１つの第１の端部と、該被覆ポンプファイ
バと結合する第２の端部を有しており、更に、該平面導
波路は、基板の第１の縁に沿って横方向および垂直方向
に間隔をあけた個々の第１の端と、基板の第２の縁で横
方向に整列した第２端とを有することことを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明の分野】本発明は光ファイバ・レーザをポンピン
グする装置、特に複数の光源からの光をこのようなレー
ザに結合する装置に関する。装置は光通信信号の増幅に
特に有用である。
グする装置、特に複数の光源からの光をこのようなレー
ザに結合する装置に関する。装置は光通信信号の増幅に
特に有用である。
【０００２】
【発明の背景】典型的な光通信システムは、光入力信号
の光源、光源に結合された光導波路のネットワーク、導
波路に沿った１つ以上の光増幅装置、および１つ以上の
光受信器を備える。
の光源、光源に結合された光導波路のネットワーク、導
波路に沿った１つ以上の光増幅装置、および１つ以上の
光受信器を備える。
【０００３】導波路は通常、光ファイバ、つまり第１の
屈折率を有するコアが第２の（これより低い）屈折率を
有する被覆（クラッド）で囲むことを特徴とする小さい
直径の円形の導波路である。典型的な電気通信ファイバ
は、高純度のシリカに低濃度のドーパントを加えて屈折
率を制御する。これは大量の情報を含む光信号を伝送す
ることができる。
屈折率を有するコアが第２の（これより低い）屈折率を
有する被覆（クラッド）で囲むことを特徴とする小さい
直径の円形の導波路である。典型的な電気通信ファイバ
は、高純度のシリカに低濃度のドーパントを加えて屈折
率を制御する。これは大量の情報を含む光信号を伝送す
ることができる。
【０００４】海底ケーブルや多くの地上の用途のような
長距離用には、稀土類元素でドーピングしたファイバ増
幅器を通過させることによって、伝送信号を定期的に増
幅する必要がある。このような増幅器は通常、低いパー
センテージのＥｒなどの稀土類元素をドーピングした短
い（通常は３０ｍ）光ファイバを備える。このようなフ
ァイバを適切なポンピング波長（伝送波長より短い）の
光に露出させると、信号波長で誘導放射することができ
るようになる。典型的な通信システムは約１５５０ｎｍ
の信号波長及び９８０または１４４０ｎｍでポンピング
されるＥｒファイバ増幅器を使用する。
長距離用には、稀土類元素でドーピングしたファイバ増
幅器を通過させることによって、伝送信号を定期的に増
幅する必要がある。このような増幅器は通常、低いパー
センテージのＥｒなどの稀土類元素をドーピングした短
い（通常は３０ｍ）光ファイバを備える。このようなフ
ァイバを適切なポンピング波長（伝送波長より短い）の
光に露出させると、信号波長で誘導放射することができ
るようになる。典型的な通信システムは約１５５０ｎｍ
の信号波長及び９８０または１４４０ｎｍでポンピング
されるＥｒファイバ増幅器を使用する。
【０００５】コンパクトで効率的なポンピングの増幅構
成は、現在、光通信の問題となっている。概して、ポン
ピングパワーのレベルが高くなるにつれ、増幅が大きく
なる。例えばラマン増幅は、単一の半導体レーザ・ポン
プで供給できるよりはるかに多くのポンピングパワーが
必要である。適切なポンピングパワーを供給するため、
列状のポンプを使用する。予想される用途は、コンパク
トに生成し、増幅器のコアに効率的に注入することがで
きる限り、最大のポンピングパワーを求める。従来通り
のポンピング源は、列状の半導体レーザ・ダイオードで
ある。しかし各ダイオードの出力は限られ、増幅ファイ
バの微小なコアに効率的に注入するため、無数のダイオ
ードの出力を結合するのは困難である。
成は、現在、光通信の問題となっている。概して、ポン
ピングパワーのレベルが高くなるにつれ、増幅が大きく
なる。例えばラマン増幅は、単一の半導体レーザ・ポン
プで供給できるよりはるかに多くのポンピングパワーが
必要である。適切なポンピングパワーを供給するため、
列状のポンプを使用する。予想される用途は、コンパク
トに生成し、増幅器のコアに効率的に注入することがで
きる限り、最大のポンピングパワーを求める。従来通り
のポンピング源は、列状の半導体レーザ・ダイオードで
ある。しかし各ダイオードの出力は限られ、増幅ファイ
バの微小なコアに効率的に注入するため、無数のダイオ
ードの出力を結合するのは困難である。
【０００６】米国特許第5,268,978 号は、無数のダイオ
ードの出力を結合する装置について記載している。本質
的に、複数のファイバは、ダイオードに見当合わせした
円筒形のレンズに沿って水平に整列させた１組の端部を
有し、他の端部は垂直に積み重ねられ、大きいコアを有
するファイバ・レーザ上に焦点を合わせる。通信用途に
この手法を用いる際の困難は、この装置に使用される無
数の小さい構成要素を精密に組み立て、整列させるの
に、極端に費用および時間がかかることである。したが
って、光ファイバ・レーザをポンピングする改良型レー
ザに対する要求がある。
ードの出力を結合する装置について記載している。本質
的に、複数のファイバは、ダイオードに見当合わせした
円筒形のレンズに沿って水平に整列させた１組の端部を
有し、他の端部は垂直に積み重ねられ、大きいコアを有
するファイバ・レーザ上に焦点を合わせる。通信用途に
この手法を用いる際の困難は、この装置に使用される無
数の小さい構成要素を精密に組み立て、整列させるの
に、極端に費用および時間がかかることである。したが
って、光ファイバ・レーザをポンピングする改良型レー
ザに対する要求がある。
【０００７】
【発明の概要】本発明によると、光ファイバ・レーザに
挿入するために、列状光源のエネルギーを多段平面導波
路構造と結合する。結合装置の基本的要素は、収束して
徐々にテーパし、単一の出力導波路になる複数の導波路
の平面アレイである。このような複数の要素を連続する
被覆層上に一体形成すると、垂直に整列した高パワーの
出力スタックができる。光通信信号の増幅にこのような
装置を使用するための配置構成について述べる。
挿入するために、列状光源のエネルギーを多段平面導波
路構造と結合する。結合装置の基本的要素は、収束して
徐々にテーパし、単一の出力導波路になる複数の導波路
の平面アレイである。このような複数の要素を連続する
被覆層上に一体形成すると、垂直に整列した高パワーの
出力スタックができる。光通信信号の増幅にこのような
装置を使用するための配置構成について述べる。
【０００８】本発明の利点、性質および種々の追加的な
特徴は、添付図面類と組み合わせて詳述される例証的な
実施例について考察すると、さらに明瞭になる。これら
の図は、本発明の概念を例証するためのものであり、同
じ比率で縮尺されていないことを理解されたい。
特徴は、添付図面類と組み合わせて詳述される例証的な
実施例について考察すると、さらに明瞭になる。これら
の図は、本発明の概念を例証するためのものであり、同
じ比率で縮尺されていないことを理解されたい。
【０００９】
【発明の詳細な記述】図面を参照すると、図１Ａは好ま
しい光結合器の構成要素として有用な結合エレメントの
上面図である。本質的に、結合エレメント９は、中間収
束領域１３で複数の入力導波路１２（本図では３個）が
互いに接合するパターンで構成された平面光導波路構造
１１を含む基板１０を備える。収束領域はテーパ状にな
り単一の出力導波路１４になる。テーパが漸進的（透過
光の１０波長以上）であると、出力部に各入力導波路か
らの光の大部分が存在する。したがって、入力導波路１
２に挿入された列状光源（図示せず）からの光が、出力
部１４で結合される。
しい光結合器の構成要素として有用な結合エレメントの
上面図である。本質的に、結合エレメント９は、中間収
束領域１３で複数の入力導波路１２（本図では３個）が
互いに接合するパターンで構成された平面光導波路構造
１１を含む基板１０を備える。収束領域はテーパ状にな
り単一の出力導波路１４になる。テーパが漸進的（透過
光の１０波長以上）であると、出力部に各入力導波路か
らの光の大部分が存在する。したがって、入力導波路１
２に挿入された列状光源（図示せず）からの光が、出力
部１４で結合される。
【００１０】図１Ｂでよりよく図示されるように、基板
１０はシリコン・ダイオードの基層１６を有する単結晶
質シリコン１５のチップでよい。コアを形成する入力導
波路１２は、燐をドーピングしたシリカでよく、コアは
シリカまたは燐およびホウ素をドーピングしたシリカの
層で覆われ、頂部被覆１７として働く。基層は通常、１
０乃至２０マイクロメートルの厚さを有する。コア層は
１乃至８マイクロメートルの範囲の厚さを有し、被覆の
厚さは通常７乃至２０マイクロメートルである。あるい
は、基板１０は溶融シリカでもよい。
１０はシリコン・ダイオードの基層１６を有する単結晶
質シリコン１５のチップでよい。コアを形成する入力導
波路１２は、燐をドーピングしたシリカでよく、コアは
シリカまたは燐およびホウ素をドーピングしたシリカの
層で覆われ、頂部被覆１７として働く。基層は通常、１
０乃至２０マイクロメートルの厚さを有する。コア層は
１乃至８マイクロメートルの範囲の厚さを有し、被覆の
厚さは通常７乃至２０マイクロメートルである。あるい
は、基板１０は溶融シリカでもよい。
【００１１】半導体発光ダイオードからの光を結合する
ため、入力コアは通常、１マイクロメートルの厚さおよ
び１００マイクロメートルの幅を有することができる。
収束領域は、最初は入力導波路の幅のほぼ合計、例えば
３００マイクロメートルの幅を有することができ、テー
パ状になってポンピングするファイバの内部被覆の幅に
近い出力幅（図１Ｃの１４）になる。テーパするととも
に、光の角度の広がりが増加するが、これは出力導波路
の受信角度（無数の開口部によって規定）を超えない。
ため、入力コアは通常、１マイクロメートルの厚さおよ
び１００マイクロメートルの幅を有することができる。
収束領域は、最初は入力導波路の幅のほぼ合計、例えば
３００マイクロメートルの幅を有することができ、テー
パ状になってポンピングするファイバの内部被覆の幅に
近い出力幅（図１Ｃの１４）になる。テーパするととも
に、光の角度の広がりが増加するが、これは出力導波路
の受信角度（無数の開口部によって規定）を超えない。
【００１２】構造は、C.H.Henry その他の「ハイブリッ
ト光学パッケージのためのシリコン上のガラス導波路
（Glass Waveguides on Silicon for Hybrid Optical P
ackaging）」(7 J. Lightwave Techn., 第1530頁乃至第
1539頁, 1989年)の記載通りに製造すると有利である。
本質的に、シリコン基板１５には、高圧蒸気酸化によっ
て成長させた基層１６を設ける。コア層は、ＬＰＣＶＤ
を使用して酸化物に付着させ、ＲＩＥなどでエッチング
して所望の導波路の構成にすることができる。次にコア
・ガラスを焼き鈍し、被覆ガラスを頂部に付着させる。
ト光学パッケージのためのシリコン上のガラス導波路
（Glass Waveguides on Silicon for Hybrid Optical P
ackaging）」(7 J. Lightwave Techn., 第1530頁乃至第
1539頁, 1989年)の記載通りに製造すると有利である。
本質的に、シリコン基板１５には、高圧蒸気酸化によっ
て成長させた基層１６を設ける。コア層は、ＬＰＣＶＤ
を使用して酸化物に付着させ、ＲＩＥなどでエッチング
して所望の導波路の構成にすることができる。次にコア
・ガラスを焼き鈍し、被覆ガラスを頂部に付着させる。
【００１３】具体的に例証するために、図１Ａ乃至１Ｃ
の結合エレメントは３つの入力導波路を使用する。明ら
かに、入力導波路の数は変更することができる。入力導
波路の数が多いと、損失を許容可能な状態に維持するた
めにテーパを長くし、出力導波路の開口部の数を多くす
る必要がある。
の結合エレメントは３つの入力導波路を使用する。明ら
かに、入力導波路の数は変更することができる。入力導
波路の数が多いと、損失を許容可能な状態に維持するた
めにテーパを長くし、出力導波路の開口部の数を多くす
る必要がある。
【００１４】本発明の好ましい実施例によると、図１Ａ
乃至１Ｃに示すのと同様の複数の結合エレメントが上層
の中に製造され、その出力は垂直に整列して光ファイバ
・レーザに挿入される。各層はフォトリソグラフィーで
規定することができる。図２Ａは、連続的な三層になっ
た結合エレメントを備えたこのような光結合器１９の斜
視図である。入力導波路の端部１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ
は横方向に配置され、複数の光源アレイと結合すること
ができ、出力導波路１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは単一のフ
ァイバ・レーザと結合するために垂直方向に整列する。
乃至１Ｃに示すのと同様の複数の結合エレメントが上層
の中に製造され、その出力は垂直に整列して光ファイバ
・レーザに挿入される。各層はフォトリソグラフィーで
規定することができる。図２Ａは、連続的な三層になっ
た結合エレメントを備えたこのような光結合器１９の斜
視図である。入力導波路の端部１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ
は横方向に配置され、複数の光源アレイと結合すること
ができ、出力導波路１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは単一のフ
ァイバ・レーザと結合するために垂直方向に整列する。
【００１５】図２Ｂは、出力導波路１４Ａ、１４Ｂおよ
び１４Ｃの垂直の整列を示す、図２Ａの装置の拡大端面
図である。
び１４Ｃの垂直の整列を示す、図２Ａの装置の拡大端面
図である。
【００１６】図３は、結合器を複数の光源２０、２１、
２２と結合する方法を示す、図２Ａ及び２Ｂの装置の概
略上面図である。典型的な実施例では、各光源、たとえ
ば２０は、レーザ・ダイオード・アレイなどの複数の光
源の線形アレイである。線形アレイの複数の光源は、個
々の導波路の複数の端部１２Ａと整列することができ
る。複数の導波路出力部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは、光
をファイバ・レーザ２１へと結合するために、垂直に整
列する。
２２と結合する方法を示す、図２Ａ及び２Ｂの装置の概
略上面図である。典型的な実施例では、各光源、たとえ
ば２０は、レーザ・ダイオード・アレイなどの複数の光
源の線形アレイである。線形アレイの複数の光源は、個
々の導波路の複数の端部１２Ａと整列することができ
る。複数の導波路出力部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは、光
をファイバ・レーザ２１へと結合するために、垂直に整
列する。
【００１７】好ましいファイバ・レーザは、稀土類元素
をドーピングした被覆ポンピング・ファイバである。１
対のブラッグ反射器のような光フィードバック空胴を含
む場合は、ファイバ増幅器のポンピングに使用できる光
発振器になる。
をドーピングした被覆ポンピング・ファイバである。１
対のブラッグ反射器のような光フィードバック空胴を含
む場合は、ファイバ増幅器のポンピングに使用できる光
発振器になる。
【００１８】光源との結合を容易にするために、光源ア
レイが入力導波路と垂直方向に整列するよう、基板の入
力縁には、適切なレベルで台を設けることができる。同
様に、ファイバ・レーザ２１を出力導波路１４Ａ、１４
Ｂ、１４Ｃのスタックと整列させるため、出力縁にＶ字
溝を設けることができる。
レイが入力導波路と垂直方向に整列するよう、基板の入
力縁には、適切なレベルで台を設けることができる。同
様に、ファイバ・レーザ２１を出力導波路１４Ａ、１４
Ｂ、１４Ｃのスタックと整列させるため、出力縁にＶ字
溝を設けることができる。
【００１９】この構造は、上述のHenry その他の論文に
記載されているように、従来通りのシリコン光ベンチ技
術を用いて作成することができるが、レーザとよりよく
適合するよう、コアの材料にはＧｅをドーピングしたシ
リカ（Δ最高３．５％ｎ）が好ましいと予期できる。さ
らに、導波路のコアは、平面化した基板または被覆層に
適切な寸法の溝パターンをエッチングし、Ｇｅをドーピ
ングしたコア・ガラスで溝を充填し、平面化して新しい
コア層を適用することによって形成するのが好ましいと
予期できる。
記載されているように、従来通りのシリコン光ベンチ技
術を用いて作成することができるが、レーザとよりよく
適合するよう、コアの材料にはＧｅをドーピングしたシ
リカ（Δ最高３．５％ｎ）が好ましいと予期できる。さ
らに、導波路のコアは、平面化した基板または被覆層に
適切な寸法の溝パターンをエッチングし、Ｇｅをドーピ
ングしたコア・ガラスで溝を充填し、平面化して新しい
コア層を適用することによって形成するのが好ましいと
予期できる。
【００２０】導波路出力端１４は通常、導波路入力端１
２と同幅であるが、そうである必要はない。図４は、連
続的な出力導波路１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ８の幅が、レ
ーザ・ファイバ２１に寸法的に適合するよう変化できる
ことを示す（被覆ポンピング・ファイバ・レーザの場
合、導波路は内部被覆の断面と適合するのが理想であ
る。）。光結合器には、使用する結合エレメントの連続
的な層を多くするか少なくすることができることも明白
である。各導波路は３つの整列した端部１２があるよう
図示されているが、使用する端部の数を変更することが
できる。
２と同幅であるが、そうである必要はない。図４は、連
続的な出力導波路１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ８の幅が、レ
ーザ・ファイバ２１に寸法的に適合するよう変化できる
ことを示す（被覆ポンピング・ファイバ・レーザの場
合、導波路は内部被覆の断面と適合するのが理想であ
る。）。光結合器には、使用する結合エレメントの連続
的な層を多くするか少なくすることができることも明白
である。各導波路は３つの整列した端部１２があるよう
図示されているが、使用する端部の数を変更することが
できる。
【００２１】図５は、光ファイバ通信システム４０に図
２Ａ及び２Ｂの光結合器を使用する好ましい方法を示す
概略図である。本質的に、結合器１９はファイバ・レー
ザ２１の被覆をポンピングするため、複数の光源Ｌ1 、
Ｌ2 、・・・、Ｌn を結合するのに使用される。被覆ポ
ンピング・ファイバ・レーザは、信号増幅器４２のポン
ピングに使用する。ポンプ・レーザのパワーと信号源４
３からの光信号が、マルチプレクサ４４によって結合さ
れ、信号増幅器（通常はＥｒファイバ）を通して伝播さ
れ、増幅信号出力を生成する。典型的なシステムでは、
信号波長は１５５０ｎｍで、ポンピング波長は９８０ま
たは１４４０ｎｍである。
２Ａ及び２Ｂの光結合器を使用する好ましい方法を示す
概略図である。本質的に、結合器１９はファイバ・レー
ザ２１の被覆をポンピングするため、複数の光源Ｌ1 、
Ｌ2 、・・・、Ｌn を結合するのに使用される。被覆ポ
ンピング・ファイバ・レーザは、信号増幅器４２のポン
ピングに使用する。ポンプ・レーザのパワーと信号源４
３からの光信号が、マルチプレクサ４４によって結合さ
れ、信号増幅器（通常はＥｒファイバ）を通して伝播さ
れ、増幅信号出力を生成する。典型的なシステムでは、
信号波長は１５５０ｎｍで、ポンピング波長は９８０ま
たは１４４０ｎｍである。
【００２２】図６は、図５と同様の代替使用法で、被覆
ポンピング・ファイバ・レーザ２１を使用した縦続ラマ
ン空胴５０をポンピングする。ラマン空胴からの出力
は、ファイバ信号増幅器４２のポンピングに使用され
る。ソース４３からの信号は、マルチプレクサ４３によ
ってポンプのパワーと結合することができる。典型的な
システムでは、被覆ファイバの波長は１０６０ｎｍ、ラ
マン空胴の出力は１４８０ｎｍ、信号の波長は１５５０
ｎｍである。
ポンピング・ファイバ・レーザ２１を使用した縦続ラマ
ン空胴５０をポンピングする。ラマン空胴からの出力
は、ファイバ信号増幅器４２のポンピングに使用され
る。ソース４３からの信号は、マルチプレクサ４３によ
ってポンプのパワーと結合することができる。典型的な
システムでは、被覆ファイバの波長は１０６０ｎｍ、ラ
マン空胴の出力は１４８０ｎｍ、信号の波長は１５５０
ｎｍである。
【００２３】全体的に見て、本発明は、ある長さの被覆
ポンピング・ファイバと、ファイバを光学的にポンピン
グする光源と、少なくとも２つの縁を有する基板および
基板上に支持された複数の平面導波路を有する基板を備
え、光源をファイバに光学的に結合する複数の光源とを
備える被覆ポンピング光ファイバ・レーザで、各導波路
は少なくとも個々の光源を結合する１つの第１端および
被覆ポンピング・ファイバに結合する第２端部を有す
る。平面導波路は、基板の第１縁に沿って横方向および
垂直方向に間隔をあけた個々の第１端と、基板の第２縁
で横方向に整列した第２端とを有する。
ポンピング・ファイバと、ファイバを光学的にポンピン
グする光源と、少なくとも２つの縁を有する基板および
基板上に支持された複数の平面導波路を有する基板を備
え、光源をファイバに光学的に結合する複数の光源とを
備える被覆ポンピング光ファイバ・レーザで、各導波路
は少なくとも個々の光源を結合する１つの第１端および
被覆ポンピング・ファイバに結合する第２端部を有す
る。平面導波路は、基板の第１縁に沿って横方向および
垂直方向に間隔をあけた個々の第１端と、基板の第２縁
で横方向に整列した第２端とを有する。
【００２４】特定の実施例では、各光源は列状の複数の
源を備え、各平面導波路は、ソース・アレイの個々のソ
ースを結合するため間隔をあけた列状の第１端部を備え
る。好ましいファイバ・レーザは、稀土類元素をドーピ
ングしたコアを備える被覆ポンピング・ファイバであ
る。レーザは光学フィードバック空胴を含み、ポンピン
グ・ソースとして稀土類元素をドーピングしたファイバ
増幅器に直接的に、または縦続ラマン空胴を介して結合
することができる。
源を備え、各平面導波路は、ソース・アレイの個々のソ
ースを結合するため間隔をあけた列状の第１端部を備え
る。好ましいファイバ・レーザは、稀土類元素をドーピ
ングしたコアを備える被覆ポンピング・ファイバであ
る。レーザは光学フィードバック空胴を含み、ポンピン
グ・ソースとして稀土類元素をドーピングしたファイバ
増幅器に直接的に、または縦続ラマン空胴を介して結合
することができる。
【００２５】上述の実施例は、本発明の原理の応用例を
表すことができる多くの個々の可能な実施例のうち幾つ
かのみを例証するものであることを理解されたい。本発
明の精神および範囲から逸脱することなく、当業者には
無数の他の変形構成を作成することができる。
表すことができる多くの個々の可能な実施例のうち幾つ
かのみを例証するものであることを理解されたい。本発
明の精神および範囲から逸脱することなく、当業者には
無数の他の変形構成を作成することができる。
【図１Ａ】列状光源からの光を結合して光レーザにする
結合エレメントの端面図である。
結合エレメントの端面図である。
【図１Ｂ】列状光源からの光を結合して光レーザにする
結合エレメントの端面図である。
結合エレメントの端面図である。
【図１Ｃ】列状光源からの光を結合して光レーザにする
結合エレメントの端面図である。
結合エレメントの端面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、好ましい光結合器の斜視図であ
り、図２Ｂは図２Ａの結合器の拡大端面図である。
り、図２Ｂは図２Ａの結合器の拡大端面図である。
【図２Ｂ】図２Ａは、好ましい光結合器の斜視図であ
り、図２Ｂは図２Ａの結合器の拡大端面図である。
り、図２Ｂは図２Ａの結合器の拡大端面図である。
【図３】図２Ａ及び図２Ｂの結合器を使用して複数の光
源を結合する被覆ポンピング・ファイバ・レーザの概略
上面図である。
源を結合する被覆ポンピング・ファイバ・レーザの概略
上面図である。
【図４】図２Ａ及び２Ｂの光結合器の変形の端面図で、
整列したファイバ・レーザに関して出力スタックを示
す。
整列したファイバ・レーザに関して出力スタックを示
す。
【図５】ファイバ増幅器をポンピングする図３の被覆ポ
ンピング・ファイバ・レーザの使用を示す。
ンピング・ファイバ・レーザの使用を示す。
【図６】縦続ラマン空胴をポンピングする図３の被覆ポ
ンピング・ファイバ・レーザの使用を示す。
ンピング・ファイバ・レーザの使用を示す。
９ 結合エレメント １０ 基板 １１ 平面光導波路構造 １２ 入力導波路 １３ 中間収束領域 １４ 信号出力導波路 １５ シリコン １６ 基層 １７ 被覆 １９ 光結合器 ２０ 光源 ２１ 光源 ２２ 光源 ４０ 光ファイバ通信システム ４２ 信号増幅器 ４３ 信号源 ４４ マルチプレクサ ５０ 縦続ラマン空胴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダリル インニス アメリカ合衆国 30022 ジョージア，ア ルファレッタ，フォールズ リッジ ドラ イヴ 4040 (72)発明者 エドワード ジョン ラスコウスキー アメリカ合衆国 07076 ニュージャーシ ィ，スコッチ プレインズ，エヴァーグリ ーン アヴェニュー 2289 (72)発明者 ミッシェル アン ミルブロット アメリカ合衆国 18062 ニュージャーシ ィ，マッカンジー，マグノリア サークル 2985
Claims (9)
- 【請求項１】 ある長さの被覆ポンプファイバと、 該被覆ポンプファイバを光学的にポンピングする複数の
光源と、 少なくとも２つの縁と複数の平面導波路とを有する基板
からなる基板で支持された平面導波路とからなり、該導
波路の各々は、それぞれの光源と結合する少なくとも１
つの第１の端部と、該被覆ポンプファイバと結合する第
２の端部を有しており、 該平面導波路は、基板の第１の縁に沿って横方向および
垂直方向に間隔をあけた個々の第１の端と、基板の第２
の縁で横方向に整列した第２の端とを有することことを
特徴とする被覆ポンプ光ファイバレーザ。 - 【請求項２】 請求項１に記載のレーザにおいて、該光
源はそれぞれ、複数のソースの線形アレイからなり、平
面導波路がそれぞれ、個々の線形アレイの個々のソース
に結合するため間隔をあけた同一平面上の第１の端部の
線形アレイからなることを特徴とするレーザ。 - 【請求項３】 請求項１に記載のレーザにおいて、該被
覆ポンプファイバは、稀土類元素をドーピングしたコア
からなり、光学フィードバック空胴を含むことを特徴と
するレーザ。 - 【請求項４】 請求項１に記載のレーザにおいて、該被
覆ポンプファイバは、該平面導波路装置に結合された第
１の端部と、該増幅器をポンピングするために稀土類元
素をドーピングしたファイバ増幅器に結合された第２端
部とを有することを特徴とするレーザ。 - 【請求項５】 請求項１に記載のレーザにおいて、該被
覆ポンプファイバは、該平面導波路装置に結合された第
１の端部と、縦続ラマン空胴をポンピングするために該
空胴に結合された第２の端部とを有することを特徴とす
るレーザ。 - 【請求項６】 請求項３に記載のレーザにおいて、該被
覆ポンプファイバは、該平面導波路装置に結合された第
１の端部と、稀土類元素をドーピングしたファイバ増幅
器をポンピングするために該増幅器に結合された第２の
端部とを有することを特徴とするレーザ。 - 【請求項７】 請求項１に記載のレーザにおいて、該基
板支持導波路装置が単結晶シリコン基板からなることを
特徴とするレーザ。 - 【請求項８】 請求項１に記載のレーザにおいて、該光
源はレーザ・ダイオード・アレイからなることを特徴と
するレーザ。 - 【請求項９】 請求項１に記載のレーザにおいて、該平
面導波路がそれぞれ、該第１の端部と第２の端部との間
の領域で収束し、幅が該第２の端部へとテーパ状になっ
ている複数の第１の端部領域からなることを特徴とする
レーザ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/897274 | 1997-07-21 | ||
| US08/897,274 US5887097A (en) | 1997-07-21 | 1997-07-21 | Apparatus for pumping an optical fiber laser |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1174588A true JPH1174588A (ja) | 1999-03-16 |
| JP3478972B2 JP3478972B2 (ja) | 2003-12-15 |
Family
ID=25407670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP20416198A Expired - Fee Related JP3478972B2 (ja) | 1997-07-21 | 1998-07-21 | 光ファイバ・レーザをポンピングする装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5887097A (ja) |
| EP (1) | EP0893719B1 (ja) |
| JP (1) | JP3478972B2 (ja) |
| DE (1) | DE69815219T2 (ja) |
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