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JP2001119086A - Mode hop-free fiber laser device - Google Patents

Mode hop-free fiber laser device

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Publication number
JP2001119086A
JP2001119086A JP29380199A JP29380199A JP2001119086A JP 2001119086 A JP2001119086 A JP 2001119086A JP 29380199 A JP29380199 A JP 29380199A JP 29380199 A JP29380199 A JP 29380199A JP 2001119086 A JP2001119086 A JP 2001119086A
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JP
Japan
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fiber laser
fabry
frequency
mode
laser device
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Application number
JP29380199A
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Japanese (ja)
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Inventor
Hajime Inaba
肇 稲場
Yoshiaki Akimoto
義明 秋元
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST filed Critical National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Publication of JP2001119086A publication Critical patent/JP2001119086A/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 モードホップを起こさないで、安定
に単一周波数で発振するとともにファイバレーザの発振
波長を挿引可能とする。 【解決手段】 ファブリ・ペロ型フィルタ8の中心
周波数をレーザ出力の最大値にロックすることにより、
モードホップのない単一周波数発振を実現するととも
に、ファイバレーザ装置の共振器長を変化させる素子を
挿入することにより、上記ファイバレーザ装置の発振周
波数をモードホップなしで精密に挿引できるようする。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To stably oscillate at a single frequency without causing a mode hop and to enable the oscillation wavelength of a fiber laser to be inserted. SOLUTION: By locking the center frequency of a Fabry-Perot filter 8 to the maximum value of the laser output,
By realizing single-frequency oscillation without mode hop and by inserting an element that changes the resonator length of the fiber laser device, the oscillation frequency of the fiber laser device can be accurately extracted without mode hop.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ファイバレーザか
ら単一周波数の光をモードホップなしで発生させる技術
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for generating single-frequency light from a fiber laser without mode hop.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、単一周波数で連続光発振するファ
イバレーザの研究が盛んに行われている。図1(a)に
従来型単一周波数発振ファイバレーザ装置の一例を示
す。図において、1は希土類元素を添加した光ファイバ
(以下希土類添加光ファイバと記す)、2は希土類添加
光ファイバを励起するための励起光源、3は励起光を希
土類添加光ファイバに結合させる光結合器、4は出力を
取り出す光分岐器、5は偏波無依存型光アイソレータ、
5'は半導体レーザへの戻り光を抑える光アイソレー
タ、6は一周したときの偏波方向を補償する偏波制御
器、7は透過帯域の広いファブリペロー光フィルタ、8
は透過帯域の狭いファブリペロー光フィルタである。
2. Description of the Related Art In recent years, research on fiber lasers that oscillate continuously at a single frequency has been actively conducted. FIG. 1A shows an example of a conventional single-frequency oscillation fiber laser device. In the figure, 1 is an optical fiber doped with a rare earth element (hereinafter referred to as a rare earth doped optical fiber), 2 is an excitation light source for exciting the rare earth doped optical fiber, and 3 is an optical coupling for coupling excitation light to the rare earth doped optical fiber. , 4 is an optical splitter that takes out the output, 5 is a polarization-independent optical isolator,
5 'is an optical isolator for suppressing return light to the semiconductor laser, 6 is a polarization controller for compensating the polarization direction during one round, 7 is a Fabry-Perot optical filter having a wide transmission band, 8
Is a Fabry-Perot optical filter having a narrow transmission band.

【0003】希土類添加光ファイバ1を、光結合器3を
通して励起光源2で励起すると、図1(b)に示すよう
にフィルタ7と8の組み合わせからなる透過帯域内で、
ファイバレーザのリング共振器で決まる発振可能波長
(縦モード)の一つが、光アイソレータ5の順方向に発
振する。レーザの出力光は光分岐器4を通して取り出
す。ファブリペロー光フィルタとは二枚の鏡を向かい合
わせに配置したもので、鏡の間隔が波長の整数倍になる
ような光だけを通すフィルタであり、複数の透過帯が存
在する。
When the rare-earth-doped optical fiber 1 is excited by the excitation light source 2 through the optical coupler 3, as shown in FIG. 1 (b), within a transmission band composed of a combination of filters 7 and 8,
One of the oscillatable wavelengths (longitudinal modes) determined by the ring resonator of the fiber laser oscillates in the forward direction of the optical isolator 5. The output light of the laser is extracted through the optical splitter 4. A Fabry-Perot optical filter is a filter in which two mirrors are arranged to face each other, is a filter that passes only light such that the distance between the mirrors is an integral multiple of the wavelength, and has a plurality of transmission bands.

【0004】ここで、レーザの発振周波数について説明
する。レーザの共振器長をL、光ファイバの屈折率をn、
光速をcとすると、共振器長で決まる周波数 f = c /
(nL) の整数倍の周波数を縦モードとよび、レーザの発
振可能な周波数である。例えば、図1において、共振器
長を10 m、n = 1.5 とすると、図1(b)に示すよ
うな縦モードは20 MHz間隔に存在する。
Here, the oscillation frequency of the laser will be described. The laser cavity length is L, the refractive index of the optical fiber is n,
If the speed of light is c, the frequency f 0 = c / determined by the cavity length
A frequency that is an integral multiple of (nL) is called a longitudinal mode, and is a frequency at which laser oscillation is possible. For example, in FIG. 1, if the resonator length is 10 m and n = 1.5, the longitudinal modes as shown in FIG. 1B exist at intervals of 20 MHz.

【0005】透過帯域の広いファブリ・ペロフィルタ7
として帯域100 GHzのフィルタを用いた場合、レーザ
の利得帯域内において5000本の縦モードが発振可能
となる。これら多数の縦モードのうち、一つの縦モード
のみが発振している状態を「単一周波数発振」と呼ぶ
が、これは透過帯域の狭いファブリ・ペロフィルタ8と
して例えば帯域2 MHzのフィルタを用いると実現でき
る。
[0005] Fabry-Perot filter 7 having a wide transmission band
When a filter having a band of 100 GHz is used, 5000 longitudinal modes can be oscillated in the gain band of the laser. Of these many longitudinal modes, a state in which only one longitudinal mode is oscillating is referred to as “single frequency oscillation”, which uses, for example, a 2 MHz band filter as the Fabry-Perot filter 8 having a narrow transmission band. And can be realized.

【0006】その様子を図3に示す。図3において、横
軸は光の周波数(波長)である。透過帯域の狭いファブ
リペロー光フィルタ8だけを用いた場合は、レーザの利
得帯域内に複数の透過帯域が存在するため、一つの縦モ
ードだけを選択することはできないが、二つのファブリ
ペロー光フィルタを組み合わせて用いることにより、一
つの縦モードだけが選択でき、レーザは単一周波数で発
振する。
FIG. 3 shows this state. In FIG. 3, the horizontal axis represents the frequency (wavelength) of light. When only the Fabry-Perot optical filter 8 having a narrow transmission band is used, only one longitudinal mode cannot be selected because a plurality of transmission bands exist in the gain band of the laser. By using in combination, only one longitudinal mode can be selected, and the laser oscillates at a single frequency.

【0007】すなわち、希土類添加添加光ファイバを用
いたファイバレーザにおいて、透過帯域の異なる二つの
ファブリペローフィルタを用い、透過帯域の広いファブ
リペローフィルタで大まかな帯域を決め、透過帯域の狭
いファブリペローフィルタで発振モードを選ぶこと(モ
ード選択法)により、単一周波数で発振できる。
That is, in a fiber laser using a rare earth-doped optical fiber, two Fabry-Perot filters having different transmission bands are used, a broad band is determined by a Fabry-Perot filter having a wide transmission band, and a Fabry-Perot filter having a narrow transmission band is used. By selecting the oscillation mode with (mode selection method), oscillation can be performed at a single frequency.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来のレーザ発振器においては、レーザ共振器内の温度
変動により共振器長またはファブリペロフィルタ8の透
過波長が時間とともに変化すると、縦モードの中心がフ
ァブリペローフィルタの透過帯域の中心からずれるとい
う問題点があった。
However, in such a conventional laser oscillator, when the resonator length or the transmission wavelength of the Fabry-Perot filter 8 changes with time due to temperature fluctuations in the laser resonator, the center of the longitudinal mode is shifted to the Fabry-Perot filter. There is a problem that the center of the transmission band of the Perot filter is shifted.

【0009】この結果レーザの出力が変動し、よりずれ
がひどくなると隣の縦モードに発振が移ってしまう(モ
ードホップ)。そのため、ファイバレーザは定期的にモ
ードホップを繰り返し、モードホップのない安定な単一
周波数発振が得られなかった。
As a result, when the output of the laser fluctuates and the deviation becomes more severe, the oscillation shifts to the adjacent longitudinal mode (mode hop). For this reason, the fiber laser periodically repeats mode hopping, and stable single-frequency oscillation without mode hopping cannot be obtained.

【0010】また、レーザの波長を精密に挿引するため
にファイバレーザの共振器長を変えても、ファブリペロ
フィルタ8の透過波長は変わらないためにモードホップ
を起こすだけで発振波長は変わらない。一方ファブリペ
ロフィルタ8の透過波長を変えると、発振波長は変化す
るものの、ファイバレーザ共振器の縦モードとファブリ
ペロフィルタ8の透過波長は一致する保証が何もないた
め、波長挿引に伴ってモードホップが発生する。
Further, even if the resonator length of the fiber laser is changed in order to accurately extract the wavelength of the laser, the transmission wavelength of the Fabry-Perot filter 8 does not change, so that only the mode hop occurs and the oscillation wavelength does not change. . On the other hand, if the transmission wavelength of the Fabry-Perot filter 8 is changed, the oscillation wavelength changes, but there is no guarantee that the longitudinal mode of the fiber laser resonator and the transmission wavelength of the Fabry-Perot filter 8 match. A mode hop occurs.

【0011】以上のように、従来の技術ではファイバレ
ーザに単一周波数発振させることは可能だったものの、
共振器長が温度変動などにより時間と共に変化するため
にファイバレーザ共振器とファブリペロフィルタ8の中
心波長が一致せずモードホップを起こしていた。すなわ
ち長時間にわたってモードホップを起こさないで安定に
単一周波数で発振することは困難であった。さらに、モ
ードホップを起こさずにファイバレーザの発振波長を挿
引することは不可能であった。
As described above, although it was possible to cause a fiber laser to oscillate at a single frequency in the conventional technology,
Since the resonator length changes with time due to temperature fluctuations, the center wavelengths of the fiber laser resonator and the Fabry-Perot filter 8 do not match, causing mode hopping. That is, it has been difficult to stably oscillate at a single frequency without causing a mode hop for a long time. Furthermore, it was impossible to subtract the oscillation wavelength of the fiber laser without causing mode hopping.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、ファブリ・ペロ型フィルタを挿入して得
られるリング型単一周波数発振ファイバレーザ装置にお
いて、 上記ファブリ・ペロ型フィルタの中心周波数を
レーザ出力の最大値にロックすることにより、モードホ
ップのない単一周波数発振を実現することを特徴とする
ファイバレーザ装置を提供する。
According to the present invention, there is provided a ring-type single-frequency oscillation fiber laser device obtained by inserting a Fabry-Perot filter. Provided is a fiber laser device that realizes single-frequency oscillation without mode hop by locking a center frequency to a maximum value of a laser output.

【0013】本発明は、上記課題を解決するために、上
記ファイバレーザ装置の共振器長を変化させる素子を挿
入することにより、上記ファイバレーザ装置の発振周波
数をモードホップなしで精密に挿引できるようにしたこ
とを特徴とする請求項1記載のファイバレーザ装置を提
供する。即ち、ロックをかけた状態ではファイバレーザ
共振器長を変化させた時にモードホップを起こすことが
ないので、共振器長を変えてファイバレーザの発振波長
を挿引する時に起こるモードホップの問題が解決でき
る。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, by inserting an element for changing the resonator length of the fiber laser device, the oscillation frequency of the fiber laser device can be accurately extracted without mode hop. A fiber laser device according to claim 1, wherein the fiber laser device is configured as described above. In other words, in the locked state, the mode hop does not occur when the fiber laser resonator length is changed, so the mode hop problem that occurs when the fiber length is changed and the oscillation wavelength of the fiber laser is inserted is solved. it can.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明に係る実施の形態を実施例
に基づいて図面を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments according to the present invention will be described based on embodiments with reference to the drawings.

【0015】(実施例1)図2は本発明のモードホップ
フリーファイバレーザ装置の実施例1を示す構成図の一
例である。図2においてファイバレーザ装置は、希土類
添加光ファイバ1、希土類添加光ファイバを励起するた
めの励起光源2、励起光を希土類添加光ファイバに結合
させる光結合器3、出力を取り出す光分岐器4、逆方向
へ戻る光を抑える偏波無依存型光アイソレータ5、励起
光源への戻り光を防ぐ光アイソレータ5'、一周したと
きの偏波方向を合わせるための偏波制御器6、発振波長
をある程度選択するファブリ・ペロフィルタ7、モード
を選択してそのモードに自分の透過波長の中心をロック
するファブリ・ペロフィルタ8をロックするためのフィ
ードバック装置9から構成されている。
(Embodiment 1) FIG. 2 is an example of a configuration diagram showing Embodiment 1 of a mode hop-free fiber laser device of the present invention. In FIG. 2, the fiber laser device includes a rare-earth-doped optical fiber 1, an excitation light source 2 for exciting the rare-earth-doped optical fiber, an optical coupler 3 for coupling the excitation light to the rare-earth-doped optical fiber, an optical splitter 4 for extracting an output, A polarization independent optical isolator 5 that suppresses light returning in the opposite direction, an optical isolator 5 ′ that prevents light returning to the pump light source, a polarization controller 6 for adjusting the polarization direction when making a round, and a certain oscillation wavelength. It comprises a Fabry-Perot filter 7 for selecting a mode, and a feedback device 9 for locking a Fabry-Perot filter 8 for selecting a mode and locking the center of its own transmission wavelength in that mode.

【0016】希土類添加光ファイバ1を、光結合器3を
通して励起光源2で励起すると、ファブリ・ペロフィル
タ7の透過帯域内で、光アイソレータ5の順方向に連続
光の発振が起こる。レーザの出力光は光分岐器4を通し
て取り出す。
When the rare-earth-doped optical fiber 1 is excited by the excitation light source 2 through the optical coupler 3, continuous light oscillates in the forward direction of the optical isolator 5 within the transmission band of the Fabry-Perot filter 7. The output light of the laser is extracted through the optical splitter 4.

【0017】ここで、例えば、希土類添加光ファイバ1
としてエルビウム添加光ファイバを用いると、レーザの
発振波長は1.55 mm帯となる。励起光源2としては、
1.48 mm半導体レーザを用いることができる。ファブ
リ・ペロフィルタ7としては1.55 mm帯の分解能が5
GHzのものを用いることができる。ファブリ・ペロフィ
ルタ8としては1.55 mm帯の分解能が2 MHzのものを
用いることができる。今、共振器長が約10 mであると
すると、共振器長で決まる発振可能波長(縦モード)が
約20 MHz間隔で存在する。
Here, for example, the rare-earth-doped optical fiber 1
When an erbium-doped optical fiber is used, the oscillation wavelength of the laser is in the 1.55 mm band. As the excitation light source 2,
1.48 mm semiconductor lasers can be used. The Fabry-Perot filter 7 has a resolution of 1.55 mm
GHz frequency band can be used. As the Fabry-Perot filter 8, a 1.55 mm band having a resolution of 2 MHz can be used. Now, assuming that the resonator length is about 10 m, the oscillatable wavelength (longitudinal mode) determined by the resonator length exists at intervals of about 20 MHz.

【0018】ファブリ・ペロフィルタ7の透過帯域が5
GHzであるとすると、この中にはファイバレーザの縦モ
ードが250本あり、どれが発振するかが保証されな
い。そのためにモードホップが頻繁に起こったり、ファ
ブリ・ペロフィルタ7の帯域によっては不安定な多モー
ド発振を起こすこともある。
The transmission band of the Fabry-Perot filter 7 is 5
If it is GHz, there are 250 longitudinal modes of the fiber laser in this, and it is not guaranteed which one oscillates. Therefore, mode hopping frequently occurs, or unstable multi-mode oscillation may occur depending on the band of the Fabry-Perot filter 7.

【0019】そこで、ファブリ・ペロフィルタ8で25
0本の縦モードのうち一つを選ぶ。しかし、選択するだ
けでは、その選択された波長が常にファブリ・ペロフィ
ルタ8の透過波長の中心にあるとは限らず、選択したつ
もりの隣のモードがファブリ・ペロフィルタ8によって
選択されてしまうことがあり、結局モードホップが起こ
ってしまう。
Therefore, the Fabry-Perot filter 8 uses 25
Select one of the zero vertical modes. However, just by selecting, the selected wavelength is not always at the center of the transmission wavelength of the Fabry-Perot filter 8, and the mode next to the selected one is selected by the Fabry-Perot filter 8. And eventually a mode hop occurs.

【0020】そこで、フィードバック装置9によってフ
ァイバレーザからの出力を常に監視し、それが最大にな
るようにファブリ・ペロフィルタ8を制御する。そうす
ると、ファブリ・ペロフィルタ8の透過波長の中心は常
に一度選択されたモードにロックされ、このモードが常
に安定して発振を続ける。
Therefore, the output from the fiber laser is constantly monitored by the feedback device 9, and the Fabry-Perot filter 8 is controlled so as to maximize the output. Then, the center of the transmission wavelength of the Fabry-Perot filter 8 is always locked to the once selected mode, and this mode always oscillates stably.

【0021】次に、この発明による作用を説明する。図
3は、図2に示すファイバレーザの単一周波数発振の様
子をファブリ・ペロ型スペクトルアナライザで観測した
ものである。縦軸は強度、横軸は発振周波数を示す。本
ファブリ・ペロ型スペクトルアナライザは、1.3 μm
〜1.7 μmの波長領域を300 MHzごとに区切った多
数のスペクトルを重ね合わせたものを示すものであり、
ファイバレーザが単一周波数発振していれば、300 M
Hz内で一つのモードだけが存在する。
Next, the operation of the present invention will be described. FIG. 3 shows a single-frequency oscillation of the fiber laser shown in FIG. 2 observed by a Fabry-Perot type spectrum analyzer. The vertical axis indicates intensity, and the horizontal axis indicates oscillation frequency. This Fabry-Perot type spectrum analyzer is 1.3 μm
This shows a superposition of a large number of spectra obtained by dividing the wavelength region of ~ 1.7 µm every 300 MHz,
300 M if the fiber laser oscillates at a single frequency
There is only one mode in Hz.

【0022】図3(a)は約300 MHzの範囲で観測し
たもので、破線で示された間隔は300 MHzに相当す
る。図3(b)は、図3(a)の拡大図であり、約30
MHzの範囲で観測したものである。破線で示された間隔
は本スペクトルアナライザの分解能を示す。ファブリ・
ペロフィルタ8がフィードバック装置9による制御を受
けても受けなくても、短期的には図3に示すような単一
周波数発振が得られる。
FIG. 3 (a) is observed in the range of about 300 MHz, and the interval shown by the broken line corresponds to 300 MHz. FIG. 3B is an enlarged view of FIG.
Observed in the MHz range. The intervals indicated by broken lines indicate the resolution of the present spectrum analyzer. Fabry
With or without the control of the feedback device 9, the single-frequency oscillation as shown in FIG. 3 is obtained in the short term.

【0023】図4は、図3のようにファブリ・ペロ型ス
ペクトルアナライザで観測された発振波長を縦軸とし、
ある一定時間間隔で観測したものである。図4(a)は
フィードバック装置9を動作させない場合であり、図4
(b)は動作させたときのものである。図4(a)で
は、ファブリ・ペロフィルタの帯域内で隣のモードにモ
ードホップしているのがわかる。
FIG. 4 shows the oscillation wavelength observed by the Fabry-Perot type spectrum analyzer as shown in FIG.
Observed at certain time intervals. FIG. 4A shows a case where the feedback device 9 is not operated.
(B) shows the state when the apparatus is operated. In FIG. 4A, it can be seen that the mode hops to the next mode in the band of the Fabry-Perot filter.

【0024】また、ファブリ・ペロ型スペクトルアナラ
イザで観測していると、図3のような単一周波数発振を
基本的にはしているものの、モードホップが不定期に発
生し、その瞬間図5のようにバーストを起こしているの
が観測される。それに対し、図4(b)ではモードホッ
プが全く観測されず、ファブリ・ペロ型スペクトルアナ
ライザで観測すると、常に図3のような状態である。す
なわち本実施例において、ファイバレーザが単一周波数
で安定に発振していることがわかる。
When observed with a Fabry-Perot type spectrum analyzer, although a single frequency oscillation as shown in FIG. 3 is basically performed, mode hops occur irregularly, It is observed that a burst occurs as shown in FIG. On the other hand, in FIG. 4B, no mode hop is observed at all, and when observed with a Fabry-Perot type spectrum analyzer, the state is always as shown in FIG. That is, in this example, it is understood that the fiber laser oscillates stably at a single frequency.

【0025】(実施例2)図6は、実施例2を説明する
図である。実施例1では波長の大まかな選択をファブリ
・ペロフィルタ7で行ったが、図6のように、光サーキ
ュレータ10とファイバグレーティング11を用いても
よい。光サーキュレータ10は図7に示すように、第1
ポートから入射した光は第2ポートから、第2ポートか
ら入射した光は第3ポートから出るような光学素子であ
り、反射型光学素子であるファイバグレーティングを透
過型光学素子として用いるための光学素子である。
(Embodiment 2) FIG. 6 is a view for explaining Embodiment 2. In the first embodiment, the wavelength is roughly selected by the Fabry-Perot filter 7, but an optical circulator 10 and a fiber grating 11 may be used as shown in FIG. The optical circulator 10 includes a first circulator as shown in FIG.
The optical element is such that light incident from the port is emitted from the second port and light incident from the second port is emitted from the third port, and an optical element for using a fiber grating, which is a reflective optical element, as a transmission optical element. It is.

【0026】ファイバグレーティングはファブリ・ペロ
フィルタと異なり透過帯域の繰り返しがなく、インコヒ
ーレントな光をカットする働きがあるため、安定性にさ
らに優れたファイバレーザが実現できる。
Unlike a Fabry-Perot filter, a fiber grating has no repetition of a transmission band and has a function of cutting incoherent light, so that a fiber laser with even better stability can be realized.

【0027】(実施例3)図8は、実施例3を示す図で
ある。実施例1では波長の大まかな選択をファブリ・ペ
ロフィルタ7で行ったが、図8のように、誘電体多層膜
型フィルタ12を用いてもよい。誘電体多層膜型フィル
タは波長可変が比較的容易なので、波長を容易に変える
ことのできるモードホップフリーファイバレーザが実現
できる。
Third Embodiment FIG. 8 is a diagram showing a third embodiment. In the first embodiment, the wavelength is roughly selected by the Fabry-Perot filter 7, but a dielectric multilayer filter 12 may be used as shown in FIG. Since the dielectric multilayer film type filter can change the wavelength relatively easily, a mode hop-free fiber laser whose wavelength can be easily changed can be realized.

【0028】(実施例4)図9は、実施例4を示す図で
ある。この実施例4では、図2のファイバレーザ装置に
おいて、共振器長を変化させる素子Aを挿入することに
より、ファイバレーザ装置の発振周波数をモードホップ
なしで精密に挿引できるようにした。素子Aの具体的な
構成は、コーナーキューブ、あるいはファイバをPZT
に巻いて成るものである。
Fourth Embodiment FIG. 9 is a diagram showing a fourth embodiment. In the fourth embodiment, the oscillation frequency of the fiber laser device can be accurately extracted without mode hop by inserting the element A for changing the resonator length in the fiber laser device of FIG. The specific configuration of the element A is a corner cube or a fiber made of PZT.
Wrapped around

【0029】本発明の実施の形態を実施例1〜4で説明
したが、本発明は、このような実施例に限定されるもの
ではなく、特許請求の範囲記載の技術的事項の範囲でい
ろいろな実施の形態があることはいうまでもない。
Although the embodiments of the present invention have been described in the first to fourth embodiments, the present invention is not limited to such embodiments, and various modifications may be made within the technical scope described in the claims. It goes without saying that there are various embodiments.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ファイバレーザにおいて二つのフィルタのうち狭い方の
ファブリ・ペロフィルタの中心波長をファイバレーザの
縦モードの一つに対して帰還制御によりロックすること
により、モードホップのない高出力な単一偏波単一周波
数発振ファイバレーザが実現できる。
As described above, according to the present invention,
In a fiber laser, the center wavelength of the narrower Fabry-Perot filter of the two filters is locked by feedback control to one of the longitudinal modes of the fiber laser, so that a high-power single-polarization unit without mode hops is obtained. A one-frequency oscillation fiber laser can be realized.

【0031】また、ロックした状態でファイバレーザの
共振器長を変えると、モードホップなしでの周波数挿引
が実現できる。加えてこの方法では、出力の一部をフィ
ードバック装置に取られるものの、これはごくわずかの
パワーで十分なので、出力をほとんど犠牲にしない。
When the resonator length of the fiber laser is changed in the locked state, frequency shift without mode hop can be realized. In addition, in this method, although a portion of the output is taken to the feedback device, this requires very little power and does not sacrifice much of the output.

【0032】さらに、本発明では共振器長を変えてもモ
ードホップが起こらないので、波長を精密に挿引できる
レーザにも応用できる。
Further, according to the present invention, mode hopping does not occur even if the length of the resonator is changed, so that the present invention can be applied to a laser capable of precisely extracting a wavelength.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来の2つのエタロンを用いた単一周波数発振
ファイバレーザの構成例であり、(b)はその原理につ
いて光波長(周波数)を横軸に説明したものである。
FIG. 1 is a configuration example of a conventional single-frequency oscillation fiber laser using two etalons, and FIG. 1 (b) illustrates the principle of the single-frequency oscillation fiber laser with the light wavelength (frequency) on the horizontal axis.

【図2】本発明の実施例1を示す図であり、偏光子を用
いた単一偏波単一周波数発振ファイバレーザを示す図で
ある。
FIG. 2 is a view illustrating a first embodiment of the present invention, and is a view illustrating a single-polarization single-frequency oscillation fiber laser using a polarizer.

【図3】単一周波数発振の様子をファブリ・ペロ型スペ
クトルアナライザで観測したものである。(a)は約3
00 MHzの範囲で観測したもの、(b)は約30 MHzの
範囲で観測したものである。
FIG. 3 shows a state of single frequency oscillation observed by a Fabry-Perot type spectrum analyzer. (A) is about 3
(B) is observed in a range of about 30 MHz.

【図4】モードホップの有無を観測したもので、ファブ
リ・ペロ型スペクトルアナライザで観測したモードの周
波数を一定時間間隔で観測したものである。
FIG. 4 is a view showing the presence / absence of mode hops, in which the frequency of a mode observed by a Fabry-Perot type spectrum analyzer is observed at regular time intervals.

【図5】モードホップの有無を観測したもので、ファブ
リ・ペロ型スペクトルアナライザで観測したものであ
る。
FIG. 5 is a graph showing the presence or absence of a mode hop, which is observed with a Fabry-Perot type spectrum analyzer.

【図6】本発明の実施例2を示す図であり、波長選択の
ためのファブリ・ペロフィルタの代わりに光サーキュレ
ータとファイバグレーティングを用いたファイバレーザ
を示す図である。
FIG. 6 is a view showing a second embodiment of the present invention, and is a view showing a fiber laser using an optical circulator and a fiber grating instead of a Fabry-Perot filter for wavelength selection.

【図7】光サーキュレータについて説明した図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an optical circulator.

【図8】本発明の実施例3を示す図であり、波長選択の
ためのファブリ・ペロフィルタの代わりに誘電体多層膜
型光フィルタを用いたファイバレーザを示す図である。
FIG. 8 is a view showing a third embodiment of the present invention, and is a view showing a fiber laser using a dielectric multilayer optical filter instead of a Fabry-Perot filter for wavelength selection.

【図9】本発明の実施例4を示す図であり、ファイバレ
ーザ装置において、共振器長を変化させる素子を挿入し
た構成を示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a fourth embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating a configuration in which an element for changing a resonator length is inserted in a fiber laser device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 希土類添加光ファイバ 2 励起光源 3 光結合器 4 出力を取り出す光分岐器 5 偏波無依存型光アイソレータ 5’ 光アイソレータ 6 偏波制御器 7 ファブリペロー光フィルタ 8 ファブリペロー光フィルタ 9 モードホップフリーな制御を実現するためのフィ
ードバック装置 10 ポート型光サーキュレータ 11 狭帯域ファイバグレーティング 12 誘電体多層膜型光フィルタ A 共振器長を変化させる素子
REFERENCE SIGNS LIST 1 rare earth doped optical fiber 2 excitation light source 3 optical coupler 4 optical splitter for extracting output 5 polarization independent optical isolator 5 ′ optical isolator 6 polarization controller 7 Fabry-Perot optical filter 8 Fabry-Perot optical filter 9 mode hop-free Feedback device for realizing precise control 10 Port type optical circulator 11 Narrow band fiber grating 12 Dielectric multilayer film type optical filter A Element for changing resonator length

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲場 肇 茨城県つくば市梅園1丁目1番4 工業技 術院計量研究所内 (72)発明者 秋元 義明 茨城県つくば市梅園1丁目1番4 工業技 術院計量研究所内 Fターム(参考) 5F072 AB09 AK06 HH02 HH05 JJ05 JJ20 KK07 KK30 LL17 RR01 SS01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hajime Inaba 1-1-4 Umezono, Tsukuba, Ibaraki Pref., National Institute of Metrology (72) Inventor Yoshiaki Akimoto 1-1-4 Umezono, Tsukuba, Ibaraki Pref. 5F072 AB09 AK06 HH02 HH05 JJ05 JJ20 KK07 KK30 LL17 RR01 SS01

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ファブリ・ペロ型フィルタを挿入
して得られるリング型単一周波数発振ファイバレーザ装
置において、 上記ファブリ・ペロ型フィルタの中心周波数をレーザ出
力の最大値にロックすることにより、モードホップのな
い単一周波数発振を実現することを特徴とするファイバ
レーザ装置。
In a ring type single frequency oscillation fiber laser device obtained by inserting a Fabry-Perot filter, a mode hop is achieved by locking a center frequency of the Fabry-Perot filter to a maximum value of laser output. A fiber laser device which realizes single-frequency oscillation without noise.
【請求項2】 上記ファイバレーザ装置の共振器
長を変化させる素子を挿入することにより、上記ファイ
バレーザ装置の発振周波数をモードホップなしで精密に
挿引できるようにしたことを特徴とする請求項1記載の
ファイバレーザ装置。
2. The fiber laser device according to claim 1, wherein an oscillation frequency of said fiber laser device is accurately inserted without mode hop by inserting an element for changing a resonator length of said fiber laser device. 2. The fiber laser device according to 1.
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