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技術 光変調器、光パルス増幅器及び光の変調方法

出願人 三菱電線工業株式会社
発明者 前田純也
出願日 2004年10月4日 (15年5ヶ月経過) 出願番号 2004-290957
公開日 2006年4月20日 (13年11ヶ月経過) 公開番号 2006-106237
状態 未査定
技術分野 光の変調
主要キーワード パルス信号源 熱的歪み 反射ステップ パルスオフ 強度測定器 リチウムナイオベイト 寄生発振 二酸化テルル
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重要な関連分野

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課題

所望の波長を有する光を提供できる光変調器、その光変調器を備えた光パルス増幅器及び光の変調方法を提供する。また、他の目的は、非常に容易に調整でき、消費電力を低く抑えることができるとともに装置のコンパクト化に優れた光変調器、その光変調器を備えた光パルス増幅器及び光の変調方法を提供する。

解決手段

本発明の光変調器10は、光を入出力する光サーキュレータ2と、光サーキュレータ2から出力された光を平行光線束にして出力するコリメータ3と、平行光線束を変調する光変調素子4とを備えている。そして、光変調素子4で変調された光を反射する反射手段5を備え、反射手段5で反射された光は、光変調素子4で再度変調されて光変調素子4から出射され、光サーキュレータ2へ入力される。

概要

背景

従来より、パルス幅の狭いパルス光増幅する光パルス増幅器やその光パルス増幅器を備えた高出力パルス光源などが知られている。

例えば、特許文献1には、パルス種光源と、第1エルビウムドープファイバ増幅器と、バンドパスフィルタと、第2エルビウムドープファイバ増幅器とを備え、この順に信号光伝送されてなる高出力パルス光源が開示されている。そして、パルス種光源は、パルス状の電気信号を出力するパルス信号源と、そのパルス信号源からのパルス状電気信号をパルス光に変換するレーザダイオードとからなる。

この高出力パルス光源では、パルス種光源から出力されたパルス光は、第1エルビウムドープファイバ増幅器で増幅される。この第1エルビウムドープファイバ増幅器では、パルス光が増幅されたときに、自然放出光などの所望でない光が放出されてしまう。そのため、バンドパスフィルタにより、この所望でない光がカットされる。ここで、このバンドパスフィルタは中心波長が1550nm帯であり半値全幅が5nmであるフィルタであるため、このバンドパスフィルタを通過した光は波長範囲が極めて狭い光である。従って、所望の波長を有する光のみが第2エルビウムドープファイバ増幅器へ入力されることとなり、その光はこの第2エルビウムドープファイバ増幅器で再度増幅される。

そして、このパルス種光源では、パルス種光源への駆動電流値を制御することにより、パルスオフ時の出力パワーを100μW以下に抑えることができる。従って、このパルス種光源から出力されるパルス光の消光比は比較的高い。そのため、この高出力パルス光源は高ピークを有するパルス光を出力する、と記載されている。なお、消光比とは、パルス光の波形ピークにおけるパワーの値とそのパルス光の波形の底辺におけるパワーの値との比である。そのため、消光比の値が高ければ高いほど、その光は高いピークを有するパルス光であると言える。
特開2002−76484号公報

概要

所望の波長を有する光を提供できる光変調器、その光変調器を備えた光パルス増幅器及び光の変調方法を提供する。また、他の目的は、非常に容易に調整でき、消費電力を低く抑えることができるとともに装置のコンパクト化に優れた光変調器、その光変調器を備えた光パルス増幅器及び光の変調方法を提供する。本発明の光変調器10は、光を入出力する光サーキュレータ2と、光サーキュレータ2から出力された光を平行光線束にして出力するコリメータ3と、平行光線束を変調する光変調素子4とを備えている。そして、光変調素子4で変調された光を反射する反射手段5を備え、反射手段5で反射された光は、光変調素子4で再度変調されて光変調素子4から出射され、光サーキュレータ2へ入力される。

目的

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、所望の波長を有する光を提供できる光変調器、その光変調器を備えた光パルス増幅器及び光の変調方法を提供することにある。また、他の目的は、非常に容易に調整でき、消費電力を低く抑えることができるとともに装置のコンパクト化に優れた光変調器、その光変調器を備えた光パルス増幅器及び光の変調方法を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
3件

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請求項1

光を入出力する光サーキュレータと、該光サーキュレータから出力された光を平行光線束にして出力するコリメータと、該平行光線束を変調する光変調素子とを備えている光変調器であって、前記光変調素子で変調された光を反射する反射手段を備え、前記反射手段で反射された光は、前記光変調素子で再度変調されて該光変調素子から出射され、前記光サーキュレータへ入力されることを特徴とする光変調器。

請求項2

請求項1に記載されている光変調器において、前記光変調素子は、前記平行光線束に対して、該光変調素子から出射される光の強度が実質的に極大となる角度に配置されていることを特徴とする光変調器。

請求項3

請求項1または2に記載されている光変調器において、前記反射手段は、前記光変調素子に接して設けられていることを特徴とする光変調器。

請求項4

請求項1から3のいずれか一つに記載されている光変調器において、前記光変調素子へ入射された光は、該光変調素子においてパルス光に変調されることを特徴とする光変調器。

請求項5

請求項1から4のいずれか一つに記載されている光変調器において、前記光変調素子は、音響光学素子であることを特徴とする光変調器。

請求項6

請求項1から4のいずれか一つに記載されている光変調器において、前記反射手段は、ミラーであることを特徴とする光変調器。

請求項7

請求項1から6のいずれか一つに記載されている光変調器を備えた光パルス増幅器

請求項8

光を入出力する光サーキュレータと、該光サーキュレータから出力された光を平行光線束にして出力するコリメータと、該平行光線束を変調する光変調素子とを備えている光変調器における光の変調方法であって、前記光変調素子で変調された光が反射される反射ステップと前記反射ステップで反射された光が、再度、前記光変調素子で変調される変調ステップと、前記変調ステップで変調された光が、前記光変調素子から出射されて前記光サーキュレータへ入力されるステップとを備えていることを特徴とする光の変調方法。

請求項9

請求項8に記載されている光の変調方法において、前記光変調素子へ入射された光は、該光変調素子においてパルス光に変調されることを特徴とする光の変調方法。

請求項10

請求項8または9に記載されている光の変調方法において、前記光変調素子は、音響光学素子であることを特徴とする光の変調方法。

技術分野

0001

本発明は、光変調器光パルス増幅器及び光の変調方法に関する。

背景技術

0002

従来より、パルス幅の狭いパルス光増幅する光パルス増幅器やその光パルス増幅器を備えた高出力パルス光源などが知られている。

0003

例えば、特許文献1には、パルス種光源と、第1エルビウムドープファイバ増幅器と、バンドパスフィルタと、第2エルビウムドープファイバ増幅器とを備え、この順に信号光伝送されてなる高出力パルス光源が開示されている。そして、パルス種光源は、パルス状の電気信号を出力するパルス信号源と、そのパルス信号源からのパルス状電気信号をパルス光に変換するレーザダイオードとからなる。

0004

この高出力パルス光源では、パルス種光源から出力されたパルス光は、第1エルビウムドープファイバ増幅器で増幅される。この第1エルビウムドープファイバ増幅器では、パルス光が増幅されたときに、自然放出光などの所望でない光が放出されてしまう。そのため、バンドパスフィルタにより、この所望でない光がカットされる。ここで、このバンドパスフィルタは中心波長が1550nm帯であり半値全幅が5nmであるフィルタであるため、このバンドパスフィルタを通過した光は波長範囲が極めて狭い光である。従って、所望の波長を有する光のみが第2エルビウムドープファイバ増幅器へ入力されることとなり、その光はこの第2エルビウムドープファイバ増幅器で再度増幅される。

0005

そして、このパルス種光源では、パルス種光源への駆動電流値を制御することにより、パルスオフ時の出力パワーを100μW以下に抑えることができる。従って、このパルス種光源から出力されるパルス光の消光比は比較的高い。そのため、この高出力パルス光源は高ピークを有するパルス光を出力する、と記載されている。なお、消光比とは、パルス光の波形ピークにおけるパワーの値とそのパルス光の波形の底辺におけるパワーの値との比である。そのため、消光比の値が高ければ高いほど、その光は高いピークを有するパルス光であると言える。
特開2002−76484号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、特許文献1に記載されている高出力パルス光源では、このパルス種光源への駆動電流値が小さいときとその電流値が大きいときとで、このパルス種光源からの出力光の波長が異なる。従って、このパルス種光源からの出力光の線幅は大きくなってしまう。そのため、例えば、第2エルビウムドープファイバ増幅器へ入力されるべき信号光がバンドパスフィルタでカットされてしまったり、上述の自然放出光などのバンドパスフィルタでカットされるべき光が第2エルビウムドープファイバ増幅器へ入力されてしまったりする。よって、所望の波長を有する光が第2エルビウムドープファイバ増幅器へ入力されない虞がある。以上より、特許文献1に記載されている高出力パルス光源は、所望の波長を有する光を出力できない場合がある。

0007

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、所望の波長を有する光を提供できる光変調器、その光変調器を備えた光パルス増幅器及び光の変調方法を提供することにある。また、他の目的は、非常に容易に調整でき、消費電力を低く抑えることができるとともに装置のコンパクト化に優れた光変調器、その光変調器を備えた光パルス増幅器及び光の変調方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

本発明の光変調器は、光を入出力する光サーキュレータと、該光サーキュレータから出力された光を平行光線束にして出力するコリメータと、該平行光線束を変調する光変調素子とを備えている光変調器であって、前記光変調素子で変調された光を反射する反射手段を備え、前記反射手段で反射された光は、前記光変調素子で再度変調されて該光変調素子から出射され、前記光サーキュレータへ入力される。

0009

また、本発明の光変調器では、前記光変調素子は、前記平行光線束に対して、該光変調素子から出射される光の強度が実質的に極大となる角度に配置されていることが好ましい。これにより、光変調素子へ入射される光はその強度を著しく低下させることなく入射され、光変調素子から出射される光はその強度を著しく低下させることなく出射される。

0010

また、本発明の光変調器では、前記反射手段は、前記光変調素子に接して設けられていてもよく、前記光変調素子と離れて設けられていてもよい。

0011

また、本発明の光変調器では、前記光変調素子へ入射された光は、該光変調素子においてパルス光に変調されることが好ましい。なお、ここでは、光がパルス光へ変調されることをパルス化という。

0012

また、本発明の光変調器では、前記光変調素子は、音響光学素子であることが好ましい。ここで、音響光学素子は、例えば、二酸化テルルリチウムナイオベイトカルコゲナイトガラス溶融石英ガリウムリンなどの結晶からなる。

0013

また、本発明の光変調器では、前記反射手段は、ミラーであることが好ましい。

0014

本発明の光パルス増幅器は、請求項1から6のいずれか一つに記載されている光変調器を備えている。

0015

本発明の光の変調方法は、光を入出力する光サーキュレータと、該光サーキュレータから出力された光を平行光線束にして出力するコリメータと、該平行光線束を変調する光変調素子とを備えている光変調器における光の変調方法であって、前記光変調素子で変調された光が反射される反射ステップと前記反射ステップで反射された光が、再度、前記光変調素子で変調される変調ステップと、前記変調ステップで変調された光が、前記光変調素子から出射されて前記光サーキュレータへ入力されるステップとを備えている。

0016

また、本発明の光の変調方法では、前記光変調素子へ入射された光は、該光変調素子においてパルス光に変調されることが好ましい。

0017

また、本発明の光の変調方法では、前記光変調素子は、音響光学素子であることが好ましい。

発明の効果

0018

本発明の光変調器、本発明の光パルス増幅器及び本発明の光の変調方法は、所望の波長を有する光を提供できる。また、本発明の光変調器、本発明の光パルス増幅器及び本発明の光の変調方法は非常に容易に調整でき、消費電力を低く抑えることができるとともに光変調器のコンパクト化を図ることができる。

発明を実施するための最良の形態

0019

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されない。

0020

《発明の実施形態1》
実施の形態1では、図1を用いて、光変調器10の構造及び光変調器10における光の変調方法を示す。なお、図1は、光変調器10のブロック図である。

0021

本実施形態の光変調器10では、光は信号入力端1から入力されて信号出力端9から出力される。信号入力端1は光信号パスを介して光サーキュレータ2の第1ポート2aと接続されており、信号出力端9は光信号パスを介して光サーキュレータ2の第3ポート2cと接続されている。そして、光サーキュレータ2の第2ポート2bは光信号パスを介してコリメータ3と接続されており、コリメータ3は光信号パスを介して光変調素子4と接続されており、光変調素子4は光信号パスを介して反射手段5と接続されている。

0022

光サーキュレータ2は、第1ポート2aと第2ポート2bと第3ポート2cとを備えてなる公知の光サーキュレータである。そして、第1ポート2aから入力された光は第2ポート2bへ出力され、第2ポート2bから入力された光は第3ポート2cへ出力される。

0023

コリメータ3は、入力された光を平行光線束として出力する。具体的には、コリメータ3としては、2枚の凹レンズが対向して配置されてなる構成や非球面レンズを使用した構成などを挙げることができる。

0024

光変調素子4には光信号パスを介してドライバー41が接続されており、ドライバー41には光信号パスを介してパルス発生器42が接続されている。ここで、ドライバー41は光変調素子4を制御し、パルス発生器42はパルス波形電気信号を出力する。このパルス波形電気信号は、ドライバー41を介して、高周波(搬送波)が重畳された形で光変調素子4へ入力される。すると、光変調素子4へ入射された光は高周波(搬送波)が重畳された形でパルス化される。すなわち、光変調器10では、パルス発生器42からのパルス波形電気信号という光変調器の外部からの信号により、平行光線束がパルス化される。

0025

そして、光変調素子4は、光変調素子4に入射される平行光線束に対して、光変調素子4から出射される光の強度が実質的に極大となる角度に配置されていることが好ましい。光変調素子4をこのように配置するためには、まず、光変調素子4からの出射光の強度を強度測定器などでモニターしながら、その強度測定器においてその出射光の強度が最大値を示すように、平行光線束に対して光変調素子4及び反射手段5を動かす。そして、この強度測定器において光変調素子4からの出射光の強度が最大値を示したら、すなわち、この出射光の強度の値が極大となれば、光変調素子4及び反射手段5を固定する。これにより、光変調素子4及び反射手段5は、光変調素子4に入射される平行光線束に対して、光変調素子4から出射される光の強度が実質的に極大となる角度に配置される。そして、光変調素子4及び反射手段5がこのように配置されると、光変調素子4へ入射される光はその強度が著しく低下することなく光変調素子4へ入射され、光変調素子4から出射される光はその強度が著しく低下することなく光変調素子4から出射される。なお、光変調素子4は、二酸化テルル、リチウムナイオベイト、カルコゲナイトガラス、溶融石英、ガリウムリンなどからなる音響光学素子であることが好ましい。

0026

反射手段5は、光変調素子4から出射した光を反射する。反射手段5で反射されたその光は、光変調素子4で再度変調されて光変調素子4から出射後、光サーキュレータ2へ入力される。なお、反射手段5はミラーであることが好ましい。

0027

以下に、光変調器10における光の変調方法を示す。

0028

光変調器10では、まず、信号入力端1から光が入力される。

0029

次に、信号入力端1から入力された光は、第1ポート2aから光サーキュレータ2へ入力されて第2ポート2bから出力される。

0030

続いて、光サーキュレータ2の第1ポート2bから出力された光は、コリメータ3へ入力され、コリメータ3で平行光線束になって出力される。

0031

そして、コリメータ3から出力された平行光線束は、光変調素子4へ入射される。このとき、上述のように、光変調素子4は、光変調素子4に入射される平行光線束に対して、光変調素子4から出射される光の強度が実質的に極大となる角度に配置されている。そのため、平行光線束は、その強度を著しく低下させることなく光変調素子4へ入射される。

0032

光変調素子4では、高周波(搬送波)が重畳された形でパルス発生器42からのパルス波形電気信号が入力されることにより、入射された平行光線束は高周波(搬送波)が重畳された形でパルス光へと変調される(第1の変調ステップ)。すなわち、光変調器10では、平行光線束は外部変調によりパルス化される。

0033

それから、第1の変調ステップにおいてパルス光に変調された光は、その強度を著しく低下させることなく光変調素子4から出射されて反射手段5で反射される(反射ステップ)。

0034

その後、反射手段5で反射された光は、光変調素子4へ再入射されて光変調素子4で再度変調される(第2の変調ステップ)。このとき、反射手段5で反射された光が光変調素子4で変調される方法は、上述の通りである。このように、本実施形態における光変調器10が反射手段5を備えているために、光変調器10が光変調素子4を1つしか備えていなくても、光は光変調素子4で2回変調される。従って、光変調器10は、80dB程度の消光比を有する光を出力する。

0035

そして、第2の変調ステップで再度変調された光は、平行光線束の空間光としてコリメータ3に再入力され、コリメータ3において集光されて光ファイバ内に入る。そして、第2ポート2bから光サーキュレータ2へ入力されて第3ポート2cから出力される。

0036

以上より、光変調器10では、高周波(搬送波)が重畳された形でパルス発生器42からのパルス波形電気信号が入力されることにより、光変調素子4へ入射された光は高周波(搬送波)が重畳された形でパルス光に変調される。よって、光変調器10内を伝送される光は外部変調によりパルス化される。よって、光変調器10は、特許文献1に記載の高出力パルス光源と異なり、所望の波長の光を出力できる。

0037

本願発明者らは、本実施形態に記載の光変調器10を発明する前に、2つの光変調素子を備えた光変調器(以下、「試作光変調器」という。)を用いてパルス光を得るという試みを行った。実際、この試作光変調器は、本実施形態における光変調器10と同じく外部変調によりパルス化されるため所望の波長の光を出力した。しかし、この試作光変調器には以下に示す問題があった。

0038

試作光変調器は光変調素子を2つ備えているため、ドライバーを2台用意しなければならない。そして、この各光変調素子ドライバーがそれぞれ多量の電力消費するとともに多量の熱を発生するため、多量の電力が消費されてしまうとともに多量の熱が発生してしまう。また、多量の熱が発生してしまうため、光変調器のコンパクト化を図ることができないとともに、試作光変調器内を伝送される光は熱的歪みなどの熱による影響を受けてしまう。

0039

また、試作光変調器は2つの光変調素子を備えているためにこの光変調器における光路長は長くなってしまい、試作光変調器内を伝送される光は振動などによる影響などをうけやすい。そのために、試作光変調器から出力される光は安定性に優れない。

0040

さらに、パルス化を2回行うとともに、平行光線束に対して光変調素子から出射される光の強度が実質的に極大となる角度に光変調素子を配置すれば、光変調素子の表面における光のエネルギーロスを低く抑えることができ、その結果、80dB程度の高い消光比を有するパルス光を得ることができる。しかし、試作光変調器が2つの光変調素子を備えているために光変調素子のアライメントを2回行わなければならず、そのアライメントは容易ではない。よって、試作光変調器から出力されるパルス光の消光比を80dB程度に高くするのは容易ではない。

0041

一方、光変調器10は光変調素子4を1個しか備えていないにもかかわらず反射手段5を備えているために、光変調器10内を伝送される光は光変調素子4で2回変調される。そのため、光変調素子10は消光比が80dB程度のパルス光を出力することができる。

0042

また、光変調器10が反射手段5を備えているため、光変調素子4を1つ備えていればよい。そのため、試作光変調器と異なり、ドライバー41は1台でよい。従って、光変調器10の消費電力及び光変調器10から発せられる熱量を少なく抑えることができ、光変調器10をコンパクトにすることもできる。また、光変調器10をコンパクトにできるため、光変調器10は振動などの影響を受けない安定な光を出力できる。

0043

さらに、光変調器10では、光変調素子4のアライメントを1回だけ行えばよい。そのため、光変調器10は、試作光変調器に比べて、光変調素子4の配置の最適化を容易に行うことができる。よって、比較的容易に、光変調素子10の出力光の消光比を高くすることができる。

0044

《発明の実施形態2》
実施の形態2では、図2を用いて、光源20の構造及び光源20における光の変調方法を示す。なお、図2は、光源20のブロック図である。

0045

本実施形態における光源20では、反射手段5は光変調素子4の表面に設けられている。それ以外の構造は、光源10と光源20とでは、略同一である。そのため、光源20の構成の説明を省略する。

0046

また、本実施形態における光変調器20における光の変調方法と上記実施形態1における光変調器10における光の変調方法とでは、光が光変調素子4へ入射されるまでは略同一である。そのため、ここでは、光が光変調素子4へ入射された後の光の変調方法を説明する。

0047

コリメータ3から出力された平行光線束は、光変調素子4へ入射される。そして、高周波(搬送波)が重畳された形でパルス発生器42からのパルス波形電気信号が光変調素子4へ入力されることにより、光変調素子4へ入射された平行光線束は高周波(搬送波)が重畳された形でパルス化される(第1の変調ステップ)。

0048

その後、第1の変調ステップにおいてパルス光に変調された光は、光変調素子4から出射されることなく光変調素子4の表面に設けられている反射手段5で反射される(反射ステップ)。

0049

それから、反射手段5で反射された光は、光変調素子4で再度変調される(第2の変調ステップ)。

0050

そして、第2の変調ステップで再度変調された光は、コリメータ3に再入力されて平行光線束となって出力され、第2ポート2bから光サーキュレータ2へ入力されて第3ポート2cから出力される。

0051

上記実施形態1における光の変調方法では、第1の変調ステップで変調された光は、光変調素子4から出射され、光変調素子4と反射手段5との間の空間内を伝送されて反射手段5で反射される。また、反射手段5で反射された光は、光変調素子4と反射手段5との間のその空間内を伝送されて光変調素子4へ再入射される。そのため、その空間内において、光の強度が減少してしまう虞がある。しかし、本実施形態における光変調器20では、反射手段5は光変調素子4の表面に設けられているため、その空間は存在しない。よって、上述の光の強度の減少が招来してしまう虞は極めて低い。以上より、本実施形態における光変調器20は、上記実施形態1における光変調器10よりも、光のエネルギーロスを低く抑えることができるため、より低い挿入損失を実現できる。

0052

《発明の実施形態3》
実施の形態3では、図3を用いて、上記実施形態1における光変調器10を備えた光パルス増幅装置100を示す。また、図4を用いて、上記実施形態2における光変調器20を備えた光パルス増幅装置200を示す。なお、図3は本実施形態における光パルス増幅装置100のブロック図であり、図4は本実施形態における光パルス増幅装置200のブロック図である。なお、光パルス増幅器100と光パルス増幅器200とは、備えている光変調器の構成を異にするのみである。

0053

本実施形態における光パルス増幅器100では、パルス種信号光を増幅するための系が、光信号パスを介して上記実施形態1における光変調器10の信号出力端9に接続されている。また、本実施形態における光パルス増幅器200では、パルス種信号光を増幅するための系が、光信号パスを介して上記実施形態2における光変調器20の信号出力端9に接続されている。すなわち、光変調器10,20の光サーキュレータ2の第3ポート2c側から順に、第1アイソレーター101、第1合波器102、Erドープファイバ(以下、「EDF」という)103、第2合波器104及び第2アイソレーター105が光信号パスを介して直列に接続されている。また、第1合波器102には光信号パスを介して第1励起光源112が接続されており、第2合波器104には光信号パスを介して第2励起光源114が接続されている。

0054

第1及び第2アイソレーター101,105は、光が信号出力端109から信号入力端側1へ逆向きに伝送されることを阻止するとともに異常発振もしくは寄生発振を抑止する。そのため、光パルス増幅器100は、増幅効率がよく且つ大きな利得を与える。

0055

第1及び第2合波器102,104は、第1及び第2励起光源112,114からの励起光を信号光の伝送路注入してEDF103に入力する。すなわち、この光増幅装置100は双方向励起の構成のものである。

0056

第1及び第2励起光源112,114は、EDF103のErの電子励起状態にする波長0.98μmあるいは1.48μmのレーザ光を発する。

0057

EDF103は、コアエルビウムがドープされた光ファイバである。第1及び第2励起光源112,114からの励起光によりエルビウムの電子が励起されると、EDF103へ入力されたパルス種信号光は誘導放出により増幅される。

0058

以下に、この光パルス増幅器100,200による信号光の増幅動作について説明する。

0059

まず、信号入力端1から信号光が入力される。すなわち、信号光は、光パルス増幅器100では上記実施形態1の光変調器10でパルス光に変調されてパルス種信号光となり、光パルス増幅器200では上記実施形態2の光変調器20でパルス光に変調されてパルス種信号光となる。そして、このパルス種信号光は、光サーキュレータの第3ポート2cから出力されて第1アイソレーター101へ入力される。

0060

次に、第1アイソレーター101から出力された光は第1合波器102で第1励起光源112からの励起光と合波され、その合波がEDF103に入力される。一方、第2励起光源114からの励起光が第2合波器104を介してEDF103に入力される。

0061

このとき、第1及び第2励起光源112,114からの励起光により、EDF103内のエルビウムの電子は励起されて反転分布状態をとる。そして、パルス種信号光がEDF103のコア内へ入射されると、EDF103内のエルビウムの励起状態の電子は刺激され、このパルス種信号光と同波長且つ同位相の光が誘導放出される。これにより、EDF103内へ入射されたパルス種信号光は増幅される。なお、EDF103内のエルビウムの電子は、このパルス種信号光と同波長且つ同位相の光が誘導放出されたときに、励起状態から基底状態へと遷移する。

0062

その後、EDF103で増幅されたパルス光は、第2合波器104を介して第2アイソレータ105へ入力されて信号光出力端109から出力される。

0063

上記実施形態1及び2に記載したように、光変調器10及び光変調器20は80dB程度の高い消光比を有するパルス光を出力する。そのため、本実施形態における光パルス増幅器100,200へ入力されるパルス種信号光の消光比は高く、その結果、光パルス増幅器100,200は高いピークを有するパルス光を出力する。

0064

《その他の実施形態》
本発明は、上記実施形態1及び2について、以下のような構成としてもよい。

0065

光変調素子4において、光は2回パルス光に変調されると記載したが、多数の反射手段を設けることにより3回以上に亘ってパルス光に変調されてもよい。光は、光変調素子4において複数回に亘ってパルス光に変調されればされるほど、光変調器10,20は消光比の高い光を出力できるため好ましい。

0066

本発明は、上記実施形態3について、以下のような構成としてもよい。

0067

光パルス増幅器100,200は前方向励起の増幅器であってもよく、後方向励起の増幅器であってもよい。

0068

以上説明したように、本発明は、光を入出力する光サーキュレータと、光サーキュレータから出力された光を平行光線束にして出力するコリメータと、平行光線束を変調する光変調素子とを備えている光変調器、その光変調器を備えた光パルス増幅器及びその光変調器における光の変調方法に有用である。

図面の簡単な説明

0069

実施形態1における光変調器10を示すブロック図である。
実施形態2における光変調器20を示すブロック図である。
実施形態3における光パルス増幅器100を示すブロック図である。
実施形態4における光パルス増幅器200を示すブロック図である。

符号の説明

0070

2光サーキュレータ
3コリメータ
4光変調素子
5反射手段
10,20光変調器
100,200 光パルス増幅器

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