Research & DevelopmentArtificial Saturable Absorber 概要
2021年 02月04日
- 研究・技術
- ファイバレーザ
ここでは，代表的なArtificial Saturable Absorber(SA-A)である，非線形偏波回転(Nonlinear polarization rotation : NPR or Nonlinear polarization evolution : NPE),非線形ループミラー(Nonlinear loop mirror : NOLM)，非線形増幅ループミラー(Nonlinear amplifying loop mirror : NALM)について簡単に書きたいと思います．
NPRは超短パルスレーザーを用いた検査用アプリケーションやバイオ用アプリケーション開発をしているラボユースで非常に有用です。ストレッチパルスモード同期(Stretched pulse mode-locking)という状態であれば平均出力 >100 mW が可能です。共振器内に回折格子を配置した場合は、回折格子の間隔を制御することで一般的なソリトン(Average soliton、classical optical solitonともいわれます)、散逸性ソリトン(Dissipative soliton)にもできますし、回折格子とスリットを組み合わせた空間フィルタや複屈折フィルタなどを用いて発振波長をある程度選ぶこともできます。
NOLMはトータルコストだとおそらく一番安価なSAですが、NOLMで達成できる繰り返し周波数は高くて 10 MHz 程度だと思われます。ML-FLの励起光源である半導体レーザーの出力はある程度高くなければいけません。繰り返し周波数が小さいほど(NOLMを構成するファイバ長が長いほど)、パルスになりやすい印象です。NOLMはおそらくモチベーションの問題かと思いますが、1um帯のDissipative soliton での報告が多い印象です。
NALMをSA-Aとして採用したML-FLは近年活発に開発されています。理由はいくつかあると思います。まずは、(1)SESAMなどのように焼けることが無い(長期信頼性が高く)という利点があり、この利点を生かすべく(2)PMFと組み合わせても超短パルス発振する(これを自己始動やセルフスタートと言います)技術が生まれたのが大きな要因だと思われます。この(2)の技術の部分で、まだ分かっていない依存性の報告や新規技術の開発の余地があり、多くのML-FLが開発されています。NALMを用いた共振器構成も、9の字型 (Figure of nine : Figure-9) や 8の字型 (Figure of eight : Figure-8) があり、それぞれの字型でも構成部品で特性が大きく異なります。繰り返し周波数は 数100 kHz ～ 80 MHz までが一般的かと思います。可視～2um帯まで多くの発振報告があります。下図はNALMの最も一般的な構成です．
Author - Masanori Nishiura
NPRは超短パルスレーザーを用いた検査用アプリケーションやバイオ用アプリケーション開発をしているラボユースで非常に有用です。ストレッチパルスモード同期(Stretched pulse mode-locking)という状態であれば平均出力 >100 mW が可能です。共振器内に回折格子を配置した場合は、回折格子の間隔を制御することで一般的なソリトン(Average soliton、classical optical solitonともいわれます)、散逸性ソリトン(Dissipative soliton)にもできますし、回折格子とスリットを組み合わせた空間フィルタや複屈折フィルタなどを用いて発振波長をある程度選ぶこともできます。
NOLMはトータルコストだとおそらく一番安価なSAですが、NOLMで達成できる繰り返し周波数は高くて 10 MHz 程度だと思われます。ML-FLの励起光源である半導体レーザーの出力はある程度高くなければいけません。繰り返し周波数が小さいほど(NOLMを構成するファイバ長が長いほど)、パルスになりやすい印象です。NOLMはおそらくモチベーションの問題かと思いますが、1um帯のDissipative soliton での報告が多い印象です。
NALMをSA-Aとして採用したML-FLは近年活発に開発されています。理由はいくつかあると思います。まずは、(1)SESAMなどのように焼けることが無い(長期信頼性が高く)という利点があり、この利点を生かすべく(2)PMFと組み合わせても超短パルス発振する(これを自己始動やセルフスタートと言います)技術が生まれたのが大きな要因だと思われます。この(2)の技術の部分で、まだ分かっていない依存性の報告や新規技術の開発の余地があり、多くのML-FLが開発されています。NALMを用いた共振器構成も、9の字型 (Figure of nine : Figure-9) や 8の字型 (Figure of eight : Figure-8) があり、それぞれの字型でも構成部品で特性が大きく異なります。繰り返し周波数は 数100 kHz ～ 80 MHz までが一般的かと思います。可視～2um帯まで多くの発振報告があります。下図はNALMの最も一般的な構成です．
Author - Masanori Nishiura