NO306089B1

NO306089B1 - Laser

Info

Publication number: NO306089B1
Application number: NO914521A
Authority: NO
Inventors: David R Huber
Original assignee: Gen Instrument Corp
Priority date: 1990-11-20
Filing date: 1991-11-19
Publication date: 1999-09-13
Also published as: EP0486930A2; NO914521D0; HK1008404A1; CA2055324A1; EP0486930A3; CA2055324C; MX9102129A; JPH04287384A; US5151908A; EP0486930B1; DE69119708D1; JP3464804B2; DE69119708T2; NO914521L

Description

Foreliggende oppfinnelse angår laser av den art som angitt i innledningen til krav 1.

Anvendelsen av optisk fiberteknologi har øket hurtig i den senere tid. Telekommunikasjon, sensorer, media- og video-transmisjon kan alle ha fordeler av optisk teknologi, spesielt hvor det er fordelaktig med ubegrenset båndbredde og lav dempning. Kabel-TV-systerner er et eksempel hvor optisk fiberteknologi har gitt effektive og økonomiske alternativer til tidligere koaksiale kabelfordelingsskjemaer.

Mange anvendelser av fiberoptisk teknologi ville bli mer kostnadseffektive dersom høyere effektlasere, som opererer i 1,3 eller 1,5 pm området ville være tilgjengelig. Det har vist seg at en Er^<+>fiberlaser kan frembringe høye effekt-nivåer. Jfr. her f.eks. en artikkel av M.S. 0'Sullivan, et al, med tittelen "High Power Narrow Linewidth Erbium-Doped Fiber Laser", i CLEO 1989, TUP3, side 134-136. En ulempe med en erbium-dopet fiberlaser er angitt i denne publikasjonen at den har multippellengdemodier. Noen anvendelser, slik som transmisjon av komplekse videosignaler over en optisk fiber i et kabel-TV-fordelingsnettverk eller lignende krever at laseren opererer kun i en lengdemodus, eller oftest, kun et par slike modier adskilt tilstrekkelig i optisk frekvens. Ellers vil svevning forekomme (f.eks. mellom optiske lengdemodier som faller innenfor radiofrekvensdomenet) som resulterer i et utillatelig støynivå i radiofrekvensbåndet som er av interesse. De laseroperasjonsmodiene som er tett nok sammen for å være i størrelsesorden av radiofrekvenser (dvs. 5,75 MHz til 550 MHz eller høyere for kabel-TV-spektrumet) må bli undertrykket for å kunne bruke lasere for CATV-anvendelser). Etter undertrykkelsen vil kun de rester-ende modiene ikke produsere svevningsfrekvenser i radiofrekvensdomenet. Multippeloperasjon kan altså fremvise overdreven intensiv støy (RIN) på grunn av modusskillestøy når de forskjellige modiene slås av og på. Som velkjent blir de aktuelle modiene i en gitt laser bestemt av geometrien til 1aserhulrommet, laserforsterkningsspektrumet og de frekvens-selektive elementene i hulrommet.

Det ville være fordelaktig å tilveiebringe en laser dopet med sjeldne jordartelementer ved hvilke alle, med unntak av en modus, er undertrykt. Fagmannen vil vite at ytterligere modier kan forbli så lenge de er langt nok borte i frekvens slik at svevning ikke forekommer. En slik laser skulle kunne opereres uten å frembringe interferenssvevning i radio-frekvensspektrumet. Den resulterende energien for laseren må innbefatte en ren optisk bærebølge for signaltransmisjonen.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en laser som har ovenfornevnte fordeler, idet dette tilveiebringes ved hjelp av en laser av den innledningsvis nevnte art hvis karakte-ristiske trekk fremgår av krav 1. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av de øvrige uselvstendige kravene.

I samsvar med foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en laser for å frembringe en ren optisk bærebølge. Laseren innbefatter et optisk transmisjonsmedium, slik som en optisk fiber, med i det minste ett hulrom med en del dopet med et sjeldent jordartelement. Innretninger er tilknyttet hulrommet for undertrykning av i det minste en modus. Undertrykningsinnretningen kan innbefatte et optisk raster, Fabry-Perot-hulrom eller en kombinasjon av slike elementer i transmisjonsmediumet. Undertrykningsinnretningen kan være anbrakt i den dopede delen av hulrommet eller utenfor den dopede delen.

Transmisjonsmediumet kan ha en ringkonfigurasjon, og undertrykningsinnretningen innbefatte et optisk raster innenfor en del av ringen. En optisk isolator kan anbringes innenfor ringen slik at oscillasjon vil forekomme kun i en retning.

Det optiske transmisjonsmediumet kan være en ring eller en lineær konfigurasjon, og undertrykningsinnretningen innbe fatter flere seriekoblede Fabry-Perot-hulrom inne i ringen. Fabry-Perot-hulrommene er av ulik lengde for å tilveiebringe den ønskede modusundertrykningen. En optisk isolator er anordnet inne i 1aserhulrommet. Et optisk raster kan også være anbrakt i transmisjonsmediumet som inneholder Fabry-Perot-hulrommene for å øke modusvalget.

Det er også mulig å anvende seriekoblede Fabry-Perot-hulrom hvor et første Fabry-Perot-hulrom med lengden 1 er dannet av et optisk materiale som inneholder et lasermedium for å tilveiebringe et laserhulrom. Et andre Fabry-Perot-hulrom med lengden 1, hvor 1 < L, er sentrert eller tilnærmet sentrert i det første Fabry-Perot-hulrommet. Lengden 1 til det første Fabry-Perot-hulrommet er valgt for å begrense lengdemodiene til 1aserhulrommet. Lengden 1 til det andre Fabry-Perot-hulrommet er valgt for å minimalisere forsterkningen ventet ved den ønskede laserbølgelengden. Et polarisasjonsfilter kan være anordnet nær det andre Fabry-Perot-hulrommet for å undertrykke laserfrembringelsen i to polarisasjonsmodier.

Det første Fabry-Perot-hulrommet kan innbefatte en reflektor ved sin ene ende og et raster ved sin andre ende. Det andre Fabry-Perot-hulrommet kan innbefatte et par med tett avstand anordnede reflektorer, slik som metalliske, dielektriske eller rasterstrukturer. Finheten til det andre Fabry-Perot-hulrommet må være stort nok for å velge kun en av lengdemodiene understøttet av laserhulrommet dannet av det første Fabry-Perot-hulrommet. Det optiske materialet kan innbefatte f.eks. en optisk fiber eller en silisiumbølgelengder med i det minste delvis dopet med et sjeldent jordartmateriale, slik som erbium, neodymium eller praseodymium.

Det kan også anvendes et eksternt raster koblet med det dopede laserhulrommet. En optisk isolator er anordnet i serie med laserhulrommet. Laserhulrommet kan være en optisk fiber, en silisiumbølgeleder eller annen kjent struktur. De sjeldne jordartdopede elementene kan innbefatte erbium, neodymlum, praseodymium eller et lignende element.

Et Moire-raster kan anordnes i et Fabry-Perot-hulrom. Fabry-Perot-hulrommet har en lengde som er valgt til å begrense lengdemodiene til Laserhulrommet og Moire-rasteret har en transmisjonstopp ved en ønsket en av modiene.

I det påfølgende skal oppfinnelsen beskrives nærmere med henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et skjematisk diagram av en erbium-fiberring-laser med Fabry-Perot-lengdemodusvalg. Fig. 2 viser en kurve over overføringsfunksjonen til to

Fabry-Perot-hulrom i serie, som i laseren på fig. 1. Fig. 3 viser et skjematisk diagram av en erbium-fiberring-laser med et fiberraster for modusvalg. Fig. 4 viser et skjematisk diagram av en lineær erbium-fiberlaser med et fiberraster for modusvalg. Fig. 5 viser et skjematisk diagram av en lineær erbium-fiberlaser med et eksternt raster for modusvalg. Fig. 6 viser et skjematisk diagram av en erbium-fiberring-laser med en rekke Fabry-Perot-hulrom og et fiberraster for modusvalg. Fig. 7 viser et skjematisk diagram av en lineær sammensatt

hulrom-erbium-fiberlaser med et par fiberrastere.

Fig. 8 viser et skjematisk diagram av en lineær sammensatt hulromfiberlaser med et første Fabry-Perot-hulrom med et andre Fabry-Perot-hulrom ved dens senter.

Flg. 9 viser et skjematisk diagram av en lineær sammensatt hulromfiberlaser med et Fabry-Perot-hulrom med et Moire-raster ved sitt senter.

Foreliggende oppfinnelse angår en laser av sjeldne jordartelementer med lengdemodusvalg. Det er vist forskjellige utførelsesformer. Ytterligere utførelsesformer vil være innlysende for fagmannen på området i forbindelse med foreliggende beskrivelse.

Ved utførelsesf ormen vist på fig. 1 er vist en ringhulrom-laser innbefattende en erbiumdopet optisk fiber 14. Erbium-dopingen (forsterkningsmediumet) etablerer den optiske forsterkningen. Erbium er spesielt nyttig for lasere som opererer i 1,5 mikronområdet, mens neodymium og praseodymium er spesielt nyttige i 1,3 mikronområdet. Laserhulrommet 14 pumpes av en pumpelaser 10 som kommuniserer via en optisk fiber 12 med en konvensjonell kobler 26 som kobler laserhulrommet til en utgangsfiber 28. For erbium-utførelsesformen kan pumpelaseren 10 operere ved en standard 980 nm eller 1480 nm bølgelengde. En optisk isolator 16 er anordnet i ringen slik at ringen vil kun understøtte seg i en retning ut-bredende bølgesvingninger. Den optiske isolatoren er av en kommersielt tilgjengelig type som kun slipper gjennom en polarisasjon slik at uønskede polarisasjonsmodier forhindres fra å dannes. Ved å bruke en enkel polarisasjon tillates en realisering av høy finhetshulrom. Dobbeltbrytning er ikke et problem siden kun en polarisasjon eksiteres. Utgangen til den optiske isolatoren 16 kobles via den optiske fiberen 18 til et første speil 20 som igjen er koblet via et optisk fiber 22 til et andre speil 24. Bruk av speilene 20 og 24 resulterer i et par av ulik lengde Fabry-Perot-interferometre i serie for å tilveiebringe bølgelengdeselektivitet inne i ringlaseren. En beskrivelse av operasjonen til Fabry-Perot-interferometrene finnes i en artikkel av D. R. Huber og J. B. Carroll, med tittelen "Time Domain Response of An Optically Frequency Swept Fabry-Perot Interferometer", i A<pp>lied O<p>tics. 1986, vol. 25, side 2386-2390.

Ved konstruksjonen vist på fig. 1 er sammenkjedingen av Fabry-Perot-interferometrene i ringen anvendt for å velge færre lengdemodier i laserhulrommet. Lengden til hulrommene velges for å redusere antall modier. Ved en anvendelse av ét erbiumdopet silisiumsubstrat kan størrelsen på de to hulrommene bli gjort slik at kun en modus understøttes. Det er også mulig å tilveiebringe en enkel modus ved å anvende et hulrom, f.eks. som vist på fig. 3, beskrevet nedenfor.

Det er ønskelig å utføre diameteren til ringen så liten som mulig. Dette er på grunn av det faktumet at jo mindre ringdiameter jo lengre fra hverandre vil lengdemodiene være. Fagmannen på området vil se at hele ringen kan bli dopet med erbium eller kun en del 14 kan bli dopet, som vist på fig. 1. Fig. 2 viser overføringsfunksjonen, generelt betegnet med henvisningtallet 30, til to serie-Fabry-Perot-hulrom vist på fig. 1. Sammenfallende frekvenser til koblede hulrom adderes, og overføringsfunksjonen er produktet av frekvensene innenfor hvert hulrom. Ved konfigurasjonen av hulrommet dannet av erbium-dopet fiber 14, optisk isolator 16 og optisk fiber 18 for å resonere ved ett sett av frekvenser og hulrommet innbefatter den optiske fiberen 22 for å resonere ved et annet sett med frekvenser vil f. eks. kun sammenfallende frekvenser 32, 34 i hvert hulrom adderes og alle andre vil bli hovedsakelig annullert. Fig. 3 viser en utførelsesf orm hvor en rasterstruktur 14 er erstattet for Fabry-Perot-interferometrene på fig. 1 for å tilveiebringe modusvalg. Operasjonen til slike rastere er beskrevet av K. L. Belsley, J. B. Carroll, L. A. Hess, D. R. Huber og D. Schmadel i artikkelen "Optically Multiplexed Interferometric Fiber Optic Sensor System", i SPIE, 1985, vol. 566, side 257-264 og av W.V. Sorin og S.A. Newton, i artikkelen "Single-Frequency Output From A Broadband-Tunable External-Fiber-Cavity Laser" i OFC 1988, vol. WQ26, side 123. For å fremstille en laser i samsvar med foreliggende oppfinnelse må rasterstørrelsene velges for å tilveiebringe en enkel modusfrekvenstopp med en ønsket bølgelengde i forsterkningskurven til erbium-laseren.

Fig. 4 viser en lineær struktur som også bruker et raster for å tilveiebringe modusvalg. Pumpelaseren 10 frembringer den optiske energien nødvendig for å bevirke at den erbium-dopede fiberen 53 bevirker laserdannelse. Den optiske fiberen 53 er koblet med pumpelaseren 10. Rastere 54 i kombinasjon med speilet 52 definerer lengden på laserhulrommet. Størrelsen på rasteret 54 frembringer den ønskede enkelmodusen i forsterkningskurven til laseren. Den optiske isolatoren 58 begrenser gjennomtrengende tilbakerefleksjon i laserhulrommet. Den optiske bærebølgen generert av laseren føres til et optisk fiber 60. Lengden på laserhulrommet definerer den naturlige resonansen henholdsvis resonansene til hulrommet. Rasteret anvendes for å velge fra disse naturlige resonansene .

Det lineære hulrommet på fig. 4 kan bli konstruert fra et stykke erbium-dopet optisk fiber som har et raster inn i fiberen. Det lineære hulrommet kan alternativt innbefatte en lengde med ikke-dopet rasterfiber koblet med et erbium-dopet fiber. Speilet 52 kan være konstruert f.eks. ved fordampning av sølv, gull eller aluminium på fiberenden og så skjøting av fiberen. Alternativt kan et dielektrisk speil være dannet på kjent måte.

Konfigurasjonen vist på fig. 4 er en metode for å bringe laseren til å kjøres ved en enkel frekvens. Lengden på laserhulrommet, som bestemt av reflektoren 54 og 52, er kort nok slik at kun en Fabry-Perot-modus finnes inne i hulrommet. Dette tvinger laseren til å drives ved en enkel frekvens. Et spesifikt eksempel av konstruksjonen til en slik laser beskrives i det påfølgende.

Laseren kan kun drives innenfor bredden til reflektoren. En typisk reflektorbåndbredde er en Ångstrøm. Modusavstanden FSR (fritt spektralområde) til et Fabry-Perot-hulrom er gitt av formelen:

FSR = X<2>/(2nL) hvor:

c = lyshastigheten

n = brytningsindeksen til fiberen; 1,46

L = laserhulromlengden

X = laserbølgelengden 1 luft; 1,55 mikron

For en modusavstand (FSR) lik en Ångstrøm er laserhulromlengden (L) 8,2 mm. Denne lengden er naturligvis for kort for å være praktisk for en dopet fiber. Plan silisiumbølgeleder tungt dopet med erbium og germanium kunne bli anvendt for å frembringe en mikrolaser.

Dersom en rasterbåndbredde på en pikometer ble tilveiebrakt, så ville laserhulromlengden bli L = 82 cm. I dette tilfelle ville en sterkt dopet erbiumfiber anvendt i et laserhulrom på 80 cm gi en enkelfrekvenslaser.

En metode for å tilveiebringe et slikt smalt raster er vist av Ragdale, Catherine M et al, i artikkelen "Narrow Band Fiber Grating Filters", IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 8, nr. 6, august 1990, side 1146-1150. En alternativ metode er vist ved den sammensatte hulrom-laserutførelsesformen på fig. 7. Ved denne konstruksjonen har rasteret 100 og 102 hver en ref leks jonsbåndbredde på en Ångstrøm og reflekterer ved samme bølgelengde. Siden det frie spektrale området til Fabry.Perot-hulrommet dannet av rasterne er mindre enn refleksjonsbåndbredden til rasterne finnes kun en Fabry-Perot-modus i refleksjonsbåndbredden til rasterne. Hulrommet dannet av rasteret 100 og speilet 104 er 80 cm langt. Dette gir en FSR på 128 MHz. FSR for 8 mm hulrommet dannet av rasterne 100, 102 er 12,8 GHz.

Det korte hulrommet på fig. 7 frembringer kanter analogt til toppene 32 og 34 vist på fig. 2. De tettere anbrakte kantene på fig. 2 er analoge til kantene frembrakt av 80 mm hulrommet. En finhet i størrelsesorden av en hundredel kan bli nødvendig i Fabry-Perot-hulrommet dannet av rasterne 100, 102 for å sikre riktig modusvalg. Når rasterne 100, 102 er gjort smale i båndbredde blir det følgelig lettere å realisere en laser som velger kun en modus.

Konfigurasjonen vist på fig. 4 kan bli operert ved en enkel frekvens selv når den optiske båndbredden til rasteret 54 understøtter mer enn en Fabry-Perot-modus for hulrommet dannet av reflektorene 54 og 52. Dette er på grunn av at erbium-laseren er nesten homogent utvidet slik at denne forsøker selv å velge den ene frekvensoscillasjonen. Den sammensatte hulromkonstruksjonen beskrevet ovenfor kan anvendes også på andre lasersystemer. Neodymium for operasjon ved 1,3 mikron er et godt eksempel.

Pumpelasere for bruk ved utførelse av foreliggende opp-finnelser er kommersielt tilgjengelige fra forskjellige kilder. Rasterne er også kommersielt tilgjengelige f.eks. fra United Technologies Corporation, som anbringer rastere i fibre som har Germanium dopemiddel. Dette gjøres ved å danne et interferensmønster med en høyeffektlaser, f.eks. ved 248 nanometer. Dette interferensmønsteret anvendes for å frilegge fiberen for derved lokalt å modifisere brytningsindeksen til fiberen. En lignende teknikk er beskrevet i den tidligere nevnte artikkelen av Belsley et al.

Reflektorer, slik som reflektoren 52 på fig. 4, kan innbefatte delvis reflekterende speil tilveiebrakt f.eks. ved å spalte fiberen og anbringe et dielektrisk belegg derpå, og så skjøte sammen fiberen igjen. Andre typer for egnede reflek torer er kommersielt tilgjengelige. Nesten tapsløse speil kan bli tilveiebrakt for speil med refleksjoner i området fra 5# til 95%. Optiske isolatorer og koblere for bruk i forbindelse med foreliggende oppfinnelse er også lett tilgjengelige.

Masseoptikkutførelsen vist på fig. 5 kan bli anvendt for å utføre foreliggende oppfinnelse, men er mer anvendbar ved utvikling av utførelsesformene vist på andre figurer. Pumpelaseren 10 sender ut energi på en optisk fiber 70 til en kobler 72. En rasterlinse 74 er koblet med en erbium-dopet fiber 76 som mottar pumpelaserenergien via kobleren 72. Denne kobleren skulle være en bølgelengdeselektiv kobler for effektiv kobling av pumpelys inn i laserhulrommet og for å forhindre lys ved laserdannelsesfrekvensen fra å kobles tilbake inn i pumpelaseren. Speilet 78 definerer lengden på erbium-fiberlaserhulrommet. En optisk isolator 80 begrenser bakoverrefleksjon i fiberlaseren. Forskjellige rasterlinser 74 kan bli koblet med erbium-fiberen for empirisk å etablere den nødvendige størrelsen for en ønsket anvendelse.

Fig. 6 viser en annen ringlaserutførelsesform som kombinerer Fabry-Perot-interferometrene på fig. 1 med rasteret på fig. 3. Størrelsen på rasteret 90 er valgt i kombinasjon med hulromslengdene for å tilveiebringe drift med få lengdemodier eller til og med en lengdemodus om ønskelig. Bærebølgen frembrakt av laseren blir sendt ut via kobleren 26 til en optisk fiber 92. Som ved det andre utførelsesformene definerer lokaliseringen av speilene 20, 24 en hulromlengde med ønsket naturlige resonanser.

Det skal bemerkes at med ringlaserkonfigurasjonen slik som vist på fig. 1, 3 og 6 gjør polarisasjonsfølsomheten til standardkoblerne, rasteret henholdsvis rasterne og den optiske isolatoren henholdsvis isolatorene det nødvendig å anbringe en polarisasjonsstyrer i ringhulrommet for å øke finheten. Siden en manuell polarisasjonsstyrer ikke er praktisk for de fleste anvendelsene er løsningen på problemet lav finhet og polarisasjonsfølsomhet (dobbeltbrytning) og konstruere fiberlaseren med polarisasjonsopprettholdende fiber og kun eksitere en av polarisasjonsmodiene. Høye finhetskoblere, som kan brukes ved slike utførelsesformer, er tilgjengelig i handelen.

Fig. 8 viser en foretrukket utførelsesform av en laser som anvender et par med seriekoblede Fabry-Perot-hulrom. Et første Fabry-Perot-hulrom, som er det samme som laserhulrommet, strekker seg over en lengde L fra et raster 110 til en reflektor 116. Et andre Fabry-Perot-hulrom er anbrakt ved eller nær senteret til det første Fabry-Perot-hulrommet. Det andre Fabry-Perot-hulrommet har en lengde 1 og er dannet av en første reflektor 112 og en andre reflektor 114. Reflektoren 112, 114 kan være dannet i bølgelederen ved å anvende en kombinasjon av metalliske, dielektriske eller rasterstrukturer som i og for seg kjent. Som et alternativ kan det andre Fabry-Perot-hulrommet bli erstattet med et raster av Moire-typen som har en transmisjonstopp ved laserfrembringelses-bølgelengden, hvilke rastere er beskrevet i artikkelen til Ragdale et al. nevnt ovenfor. Denne utførelsesformen er vist på fig. 9, som er lignende konstruksjonen vist på fig. 8 med unntak av at lokaliseringen av rasteret 110 og speilet 116 har blitt reversert og reflektoren 112, 114 har blitt erstattet med Moire-rasteret 130.

Ved konstruksjonen vist på fig. 8 kan rasteret 110 f.eks. ha en refleksjon på omkring 9556 ved operas jonsbølgelengden (f.eks. 1,5 pm) til laseren. Ved denne bølgelengden vil reflektoren 116 ha en refleksjon på omkring 4-15$. Fagmannen på området vil se at posisjonene til rasteret 110 og reflektoren 116, som definerer det første Fabry-Perot-hulrommet, kan bli ombyttet. Ved en slik utførelsesf orm vil refleksjonen til reflektoren 116 tilliggende pumpelaseren 10 være omkring 100$ ved laserens operasjonsbølgelengde og dens transmissivitet ville være omkring 100# ved pumpebølge-lengden. Rasteret 110, når anbrakt nærmest den optiske isolatoren 118, ville ha en refleksjon på omkring 4-15$ ved operasjonsbølgelengden til laseren.

Ved begge konstruksjonene kan lengden på det første Fabry-Perot-hulrommet L være i størrelsesorden av en meter, med lengden 1 til det andre Fabry-Perot-hulrommet i størrelses-orden av en millimeter. Det frie spektrale området til det andre Fabry-Perot-hulrommet er litt mindre enn refleksjonsbåndbredden til rasteret. Rasteret begrenser laseren til rasterets båndbredde. Det andre Fabry-Perot-hulrommet begrenser videre båndbredden til det frie spektrale området (FSR). Hulromlengden L er valgt til å være kort nok slik at kun en Fabry-Perot-modus understøttes. Det andre Fabry-Perot-hulrommet er anbrakt nær senteret til det første Fabry-Perot-hulrommet for å minimalisere forsterkningen med unntak av ved den ønskede laserfrembringelsesbølgelengden. Konstruksjonen skulle undertrykke lasereffekt i potensialet til uønskede laserhulrom som ellers kunne finnes mellom gitteret 110 og reflektoren 112 og mellom reflektoren 114 og speilet 116. Det optimale stedet for det andre Fabry-Perot-hulrommet er bestemt av den relative laserfrembringelsesterskelen til konkurrerende laserhulrom mellom rasteret 110 og reflektoren 112 og mellom reflektoren 114 og speilet 116. Dersom refleksjonen til rasteret 110 og speilet 116 er likt vil den optiske anbringelsen av det andre Fabry-Perot-hulrommet være sentrert i det første Fabry-Perot-hulrommet. Dersom rasteret 110 har en høyere refleksjon enn speilet 116 så ville det andre Fabry-Perot-hulrommet måtte beveges tettere opp til rasteret 110 for å minimalisere forsterkningen til hulrommet mellom rasteret 110 og reflektoren 112. Dersom speilet 116 derimot har høyere refleksjon ville det andre Fabry-Perot-hulrommet måtte anbringes tettere opp til det.

For å undertrykke laserfrembringelse i to polarisasjonsmodier kan laserfrembringelsen i en av de to lineære polarisasjonene bli undertrykket ved å innføre et polarisasjonsfilter 120 nær senteret til det optiske hulrommet. Konstruksjonen på fig. 8 kan bli utført i en dopet optisk fiber eller en silisium-bølgeleder.

Det skal bemerkes at foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en laser med sjeldne jordartdopede elementer for å tilveiebringe en optisk bærebølge med i det minste en undertrykt modus. Laseren kan bli konstruert med en dopet optisk fiber eller med et annet optisk transmisjonsmedium slik som et silisiumglassubstrat direkte dopet med sjeldne jordartelementer. En slik konstruksjon er fordelaktig ved at det er tilveiebringbart høye integrasjonsnivåer.

Claims

1. Laser for tilveiebringelse av en optisk bærebølge innbefattende et hulrom (14, L), med lengdemodier, idet hulrommet (14, L) er dannet av et optisk materiale (12, 14) som inneholder et lasermedium for å tilveiebringe et laserhulrom (110, 116), hvor lengden (L) til hulrommet (14, L) er valgt for å begrense lengdemodiene til laserhulrommet (14, L),karakterisert vedat det er anordnet et transmisjonsgitter (90, 130) med en transmisjonstopp ved en av lengdemodiene, og at transmisjonsgitteret (90, 130) er anordnet i hulrommet.

2. Laser ifølge krav 1,karakterisert vedat hulrommet er et Fabry-Perot-hulrom.

3. Laser ifølge krav 1 og 2,karakterisertved at hulrommet (L) innbefatter en reflektor (116) ved sin ene ende og et ref leksjonsgitter (110) ved sin andre ende.

4. Laser ifølge krav 2 eller 3,karakterisertved at transmisjonsgitteret (130) er i det minste tilnærmet sentrert i Fabry-Perot-hulrommet (L).

5. Laser ifølge krav 4,karakterisert vedat den innbefatter et polarisasjonsfilter (120) i hulrommet (L) nær transmisjonsgitteret.

6. Laser ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 5,karakterisert vedat det optiske materialet er en optisk fiber (12, 14) som i det minste delvis er dopet med et sjeldent jordartelement.

7. Laser ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 5,karakterisert vedat det optiske materialet er en bølgeleder (14) som i det minste delvis er dopet med et sjeldent jordartelement.

8. Laser ifølge krav 6 eller 7,karakterisertved at de sjeldne jordartelementene er erbium, neodymium eller praseodymium.

9. Laser ifølge krav 7 eller 8,karakterisertved at laserbølgelederen er en silisiumbølgeleder.

10. Laser ifølge krav 9,karakterisert vedat transmisjonsgitteret (130) er i den dopede delen av hulrommet (L).

11. Laser ifølge krav 9,karakterisert vedat transmisjonsgitteret (130) er anbrakt utenfor den dopede delen av hulrommet (L).

12. Laser ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat laserhulrommet (14) har en ringkonstruksjon og at transmisjonsgitteret (90) er anordnet i en del av nevnte ring.

13. Laser ifølge krav 12,karakterisert vedat transmisjonsgitteret (90) er anbrakt i den dopede delen av ringen.

14. Laser ifølge krav 12,karakterisert vedat transmisjonsgitteret (90) er anbrakt utenfor den dopede delen av ringen.

15. Laser ifølge et hvilket som helst av kravene 12 til 14,karakterisert vedat det er anordnet en optisk isolator (16) i ringen.

16. Laser ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat det sørges for undertrykkelse av alle, bortsett fra en lengdemodus til laserhulrommet (14, L).