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レーザー光発生装置 新技術説明会

国内特許コード P110002478
掲載日 2011年4月26日
出願番号 特願2004-056879
公開番号 特開2005-251810
登録番号 特許第4521538号
出願日 平成16年3月1日(2004.3.1)
公開日 平成17年9月15日(2005.9.15)
登録日 平成22年6月4日(2010.6.4)
発明者
  • 桂川 眞幸
  • 小野瀬 貴士
出願人
  • 株式会社キャンパスクリエイト
発明の名称 レーザー光発生装置 新技術説明会
発明の概要

【課題】 波長選択性が高く、且つ高出力、高安定性を有するスペクトルを容易に得ることができるレーザー光発生装置を提供する。
【解決手段】 単一縦モード波長を出力する、少なくとも2個以上のマスターオシレーターと、これらマスターオシレーターから出力された種光を合成する光学素子で構成された光学系と、合成された種光を特定波長に同期させ、この種光毎に生成される周波数純度が良く且つ光強度の高いレーザー光を出力するパワーオシレーターと、レーザー光を波長別に弁別する分光器と、弁別されたレーザー光を電気信号に変換し、予め設定された基準信号と比較して、この電気信号と基準信号に差分が生じた場合には、差分に対応する共振器長を補正するための補正信号をマスターオシレーター又はパワーオシレーターに帰還し、マスターオシレーター又はパワーオシレーターの共振器長を駆動制御する駆動制御部を備える。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


近年、次世代の大容量・長距離伝送を可能にする伝送技術として、光ソリトン伝送技術が注目されている。光ソリトン伝送技術は、光ソリトン(孤立波)と呼ばれる安定な光パルスを用い、無中継で1200km以上の長距離通信を行う伝送技術である。



この光ソリトン伝送技術の実現化に向け、注入同期や外部共振器による方式を用いた通信用レーザーの開発が盛んに進められている。ここで注入同期法とは、出力は低いが周波数純度の高いマスターオシレーター(シードレーザーともいう。)からの出力を、周波数純度は低いが出力の高いパワーオシレーターに注入し、マスターオシレーターにパワーオシレーターの発振光を引きずり込むことで、周波数純度が高く且つ高出力のレーザー光を高安定に得る方法である。



ここで使用するマスターオシレーターは、一般に単一縦モード波長を出力するレーザー装置が用いられる。この装置を用いて所望の特性を有する出力を得るためには、この単一縦モード波長とパワーオシレーターの単一縦モード波長の少なくとも1本とを一致させる必要がある。



上記条件を備えたレーザー光発生装置を用いると、数ナノ~数百ナノ秒のパルス幅に対してほぼ完全にトランスフォームリミットのスペクトル幅(数~数十MHz)を有し、更にMWのピーク強度、及びMHzの精度で数十nmに亘る波長可変性等の特性を併せ持つ出力を得ることができる。このような特性を備えるレーザー光発生装置は、高いピーク強度と同時に周波数領域における高い調整精度が要求される例えば非線形光学の実験機器としての利用が期待されている。



ところで、上記した注入同期法を用いた技術として特許文献1に、1台のレーザー装置から2種類又はそれ以上の周波数スペクトルを出力することができるマスターオシレーター(特許文献1において注入光に相当する。)を用い、このマスターオシレーターの波長分布とパワーオシレーター(特許文献1においてQスイッチレーザに相当する。)の共振器モードが重複するように選択することで、パワーオシレーターを複数モードで発振させる技術が開示されている。

【特許文献1】特開平10-294517号公報

産業上の利用分野


本発明は、出力は低いが周波数純度の良いマスターオシレーターと、出力は高いが周波数制御が特にされていないパワーオシレーターの発振光とを組み合わせることで、線幅が狭く高出力を得る注入同期法を適用したレーザー光発生装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
単一縦モード波長を出力する、少なくとも2個以上の種光発生手段と、
前記種光発生手段から出力された種光を合成する合成手段と、
前記合成された種光を特定波長に同期させ、該種光毎に生成される周波数純度が良く且つ光強度の高いレーザー光を出力するレーザー光発生手段と、
前記レーザー光を予め定める波長別に弁別する弁別手段と、
弁別されたレーザー光を電気信号に変換し、予め設定された基準信号と比較して、該電気信号と該基準信号に差分が生じた場合には、各種光発生手段の波長又はレーザー光発生手段の実効共振器長のいずれかの値を基準とし、各種光発生手段の波長又はレーザー光発生手段の実効共振器長の各値が所定の関係になるように基準以外の値を補正値として求め、前記種光発生手段又は前記レーザー光発生手段に求めた補正値を出力して前記種光発生手段又は前記レーザー光発生手段の共振器長を駆動制御する駆動制御手段と、
を備えることを特徴とするレーザー光発生装置。

【請求項2】
単一縦モード波長を出力する少なくとも2個以上の種光発生手段と、
前記種光発生手段から出力された種光を合成する合成手段と、
前記合成された種光を特定波長に同期させ、該種光毎に生成される周波数純度が良く且つ光強度の高いレーザー光を出力するレーザー光発生手段と、
前記レーザー光を電気信号に変換する光電変換手段と、
前記電気信号を予め定められる周波数の電気信号毎に弁別する電気信号弁別手段と、
弁別された電気信号を、予め設定された基準信号と比較して、該基準信号と該電気信号に差分が生じた場合には、各種光発生手段の波長又はレーザー光発生手段の実効共振器長のいずれかの値を基準とし、各種光発生手段の波長又はレーザー光発生手段の実効共振器長の各値が所定の関係になるように基準以外の値を補正値として求め、各前記種光発生手段又は前記レーザー光発生手段に求めた補正値を出力して前記種光発生手段又は前記レーザー光発生手段の共振器長を駆動制御する駆動制御手段と、
前記種光発生手段にレーザー光に重畳させる変調信号を前記種光発生手段に出力する変調信号発生手段と、
を備えることを特徴とするレーザー光発生装置。

【請求項3】
前記種光発生手段に前記補正値を出力する場合は、該種光発生手段毎に前記駆動制御手段を設けることを特徴とする請求項1又は2記載のレーザー光発生装置。

【請求項4】
前記種光発生手段に変調信号を出力する変調信号発生手段を備えることを特徴とする請求項1記載のレーザー光発生装置。

【請求項5】
前記駆動制御手段は、前記基準信号に対する前記電気信号の変位方向と変位量に基づいて補正値を算出し、該補正値を含む補正信号を共振器長に出力することを特徴とする請求項1又は2記載のレーザー光発生装置。

【請求項6】
前記弁別手段は、前記レーザー光発生手段から出力されたレーザー光を波長毎に分光する分光手段と、分光された光を電気信号に変換する光電変換手段を有することを特徴とする請求項1記載のレーザー光発生装置。

【請求項7】
前記種光発生手段毎に前記変調信号発生手段を設けることを特徴とする請求項2記載のレーザー光発生装置。

【請求項8】
単一縦モード波長を出力する、少なくとも2個以上の種光発生手段と、前記種光発生手段から出力された種光を合成する合成手段と、前記合成された種光をもとに光ソリトン列を形成する非線形媒質と、前記非線形媒質から出力されたレーザー光をパワーオシレーターの増幅周波数領域に一致させるための高調波発生手段と、光ソリトン又はその高調波を特定波長に同期させ高出力化された光ソリトン列を発生させるレーザー光発生手段と、該レーザー光を予め定められる波長別に弁別する弁別手段と、弁別されたレーザー光を電気信号に変換する光電変換手段と、該電気信号と予め設定された基準信号と比較して、該電気信号と該基準信号に差分が生じた場合には、各種光発生手段の波長又はレーザー光発生手段の実効共振器長のいずれかの値を基準とし、各種光発生手段の波長又はレーザー光発生手段の実効共振長の各値が所定の関係になるように基準以外の値を補正値として求め、前記種光発生手段又は前記レーザー光発生手段に求めた補正値を出力して前記種光発生手段又はレーザー光発生手段の共振器長を駆動制御する手段とを備えることを特徴とするレーザー光発生装置。

【請求項9】
単一縦モード波長を出力する、少なくとも2個以上の種光発生手段と、前記種光発生手段から出力された種光を合成する合成手段と、前記合成された種光をもとに光ソリトン列を形成する非線形媒質と、前記非線形媒質から出力されたレーザー光をパワーオシレーターの増幅周波数領域に一致させるための高調波発生手段と、光ソリトン又はその高調波を特定波長に同期させ高出力化された光ソリトン列を発生させるレーザー光発生手段と、
前記レーザー光を電気信号に変換する光電変換手段と、
前記電気信号を予め定められる周波数の電気信号毎に弁別する電気信号弁別手段と、
該電気信号と予め設定された基準信号と比較して、該電気信号と該基準信号に差分が生じた場合には、各種光発生手段の波長又はレーザー光発生手段の実効共振器長のいずれかの値を基準とし、各種光発生手段の波長又はレーザー光発生手段の実効共振器長の各値が所定の関係になるように基準以外の値を補正値として求め、各前記種光発生手段又は前記レーザー光発生手段に求めた補正値を出力して前記種光発生手段又はレーザー光発生手段の共振器長を駆動制御する手段と、前記種光発生手段にレーザー光に重畳させる変調信号を前記種光発生手段に出力する変調信号発生手段とを備えることを特徴とするレーザー光発生装置。
産業区分
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2004056879thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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