(57)【要約】  本発明は、一時的に少なくとも１つのスレーブ・レーザを励起する波長可変マスタ・レーザを備える少なくとも１つの波長可変モノモード・レーザ・ビームを放射するためのデバイスに関する。本発明は、スレーブ・レーザの空洞が、動的ホログラフィック媒体を備え、その動作波長が、マスタ・レーザからのビームのすべてまたは一部の一時的注入により光学的にプログラムまたはアドレッシングされることを特徴とする。本発明は、また、前記光源が１つの波長可変マスタ・レーザおよびそれぞれが動的ホログラフィック媒体を含む複数のスレーブ・レーザを備えることを特徴とする波長コーム（ｃｏｍｂ）を形成している複数の光源を備えるオプトロニック構成要素を試験するためのデバイスに関する。本発明は、さらに、波長コームを形成するための光アドレッシング源に関する。
2007533150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビームのすべてまたは一部が少なくとも１つの「スレーブ」レーザ内に注入される波長可変「マスタ」レーザを備える光学装置であって、前記スレーブ・レーザの空洞が、増幅媒体を有すると同時に、自己適応分光フィルタを形成して、注入が停止した後でも、注入の際に前記マスタ・レーザが注入した波長で前記スレーブ・レーザの発振を維持することができるようにする動的ホログラフィック媒体、を有することを特徴とする装置。
【請求項２】
それぞれが動的ホログラフィック媒体を含む複数のスレーブ・レーザを有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記スレーブ・レーザまたは前記複数の各スレーブ・レーザ、の空洞が固定分光フィルタを含み、その分光応答が前記空洞内に位置する増幅媒体の利得媒体の利得曲率を補償する、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記動的ホログラフィック媒体が、前記出力カプラに近い空洞内に位置することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の装置。
【請求項５】
前記動的ホログラフィック媒体が、フォトリフラクティブ結晶である請求項１乃至４の何れかに記載の装置。
【請求項６】
前記マスタ・レーザからのビームの注入が、前記スレーブ・レーザの出力面を介して、一時的にまたは永久に前記マスタ・レーザを１つ以上のスレーブ・レーザに接続できるようにする部品を介して行われる請求項１乃至５の何れかに記載の装置  
【請求項７】
前記部品が光サーキュレータである請求項１乃至６の何れかに記載の装置。    
【請求項８】
波長のコーム（ｃｏｍｂ）を形成する複数の光源を含む試験装置であって、前記光源が、１つの波長可変マスタ・レーザと複数のスレーブ・レーザとを備え、それぞれが動的ホログラフィック媒体を含む、試験装置。
【請求項９】
１つの波長可変マスタ・レーザと、複数のスレーブ・レーザとを備え、それぞれが動的ホログラフィック媒体を含む、波長のコーム（ｃｏｍｂ）を形成するための光アドレッシング源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学分野に関し、光波長のアドレッシングを備える波長可変レーザ光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、空洞が動的ホログラフィック媒体を含み、第２のレーザ、または「マスタ」レーザからのビームをその空洞内に光学的に注入することによりその波長が設定される「スレーブ」レーザ（および一組のスレーブ・レーザ）に関する。注入条件によって、スレーブ・レーザは、その波長がマスタ・レーザの波長に近いか、または同じモードで発振する。それによって、スレーブ・レーザがホログラムを動的ホログラフィック媒体内に記録する。ホログラムは分光フィルタとして働いて、その最小損失が、ホログラムが記録したモード、すなわち発振するモードに対応する。それ故、発振モードはホログラムによって安定化される。マスタ・レーザからのビームを中断した後で、ホログラムにより誘起された損失は、上記モードを発振閾値より高く維持し、他のモードを上記閾値未満に維持する。すなわち、注入により選択されたモードだけが発振する。見返りとして、上記モードの発振によってホログラムを書き換え続けるので消滅しない。このモードでの選択した波長での発振は、マスタ・レーザの供給が停止した後でも自動的に維持される。マスタ・レーザからホログラフィック媒体を有していないスレーブ・レーザへの注入の従来の実験ではこのようなことは起こらない。スレーブ・レーザの動作の撹乱は、注入が行われている時だけ起こる。
【０００３】
マスタ・レーザからのビームの注入が行われなくなると、スレーブ・レーザはその元の発振状態に戻り、その注入状態での動作状態を維持しない。
欧州特許出願ＥＰ  １  １２５  ３４７号（フランス国立科学研究センター：Ｃｅｎｔｒｅ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  ｄｅ  ｌａ  Ｒｅｃｈｅｒｃｈｅ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｑｕｅ）に開示されているように、レーザ放射を微調整するための自己適応フィルタが存在することは従来技術においてすでに分かっている。この欧州特許出願に開示されている発明は、共振空洞および共振空洞内に位置する増幅媒体を含むレーザ・タイプの光放射源に関する。この放射源は、スペクトル的および／または空間的自己適応フィルタを形成するために、動的感光材料が共振空洞内に設置されていることを特徴とする。
【０００４】
また、欧州特許出願ＥＰ  １  ３２７  ２８９号（フォトネティック：Ｐｈｏｔｏｎｅｔｉｃｓ）に開示されているように、下記のものを備える外部共振器を有する連続的に波長可変モノモード・レーザ光源が存在することも従来技術において分かっている。
【０００５】
・反射性平面、光束の一部を抽出するための手段、および逆反射性分散デバイスを有する共振空洞；
・共振空洞内に位置する少なくとも１つの増幅導波路；
・そのため、連続的な波長可変にする逆反射性分散デバイスを制御するための手段；
・さらに、空洞内に位置するフォトリフラクティブ部品を含み、その部品内にブラッグ格子が形成される、レーザ光源の波長を感知するレーザ光源。
【０００６】
また、欧州特許出願ＥＰ  ０  ３７５  ０２１号（フィリップス：Ｐｈｉｌｉｐｓ）に開示されているように、分散反射を含む波長可変半導体ダイオード・レーザ、およびこのような半導体ダイオード・レーザを製造するための方法が存在することも技術的現状において分かっている。上記欧州特許出願に記載されている発明は、特に、分散反射を含む波長可変半導体ダイオード・レーザに関する。この波長可変半導体ダイオード・レーザは、
第１の不動態層の上に第１の放射案内層が位置する半導体本体を備え、第１の不動態層内には、上記層にほぼ垂直に延びる２つの面の間にストリップ状の共振空洞が形成され、共振空洞内には、第１の電流供給源、および十分大きな電流において、前方にコヒーレントな電磁放射線を発生するｐ−ｎ接合を有する関連する活性領域を有する第１のセクションが並置され、上記活性領域は、放射案内層の増幅プロファイル内に位置し、他のセクションに隣接する側面を有する１つの層と横方向で境界を接し、第２のセクションは、第２のセクション内に位置する放射案内層の一部の屈折率を変えることができるようにする第２の電流供給源を有し、第３のセクションは、第３の電流供給源、縦方向に屈折率が周期的に変化する上記第３のセクション内に位置する共振空洞の一部を有し、半導体ダイオード・レーザにおいては、第１の放射案内層が、共振空洞の全長上に位置し、上記半導体ダイオード・レーザは、さらに、それにより第１のセクション内で発生し、第１および第２のセクション間の接合部のところで反射する放射線の一部の相対強度を第２のセクションから接合部へ戻る放射線の強度に対して低くする手段を含むことを特徴とする。
【０００７】
下記の科学文献も従来技術において周知のものである。
・Ｏｐｔ．Ｌｅｔｔ．第６巻、１１７〜１１８ページ（１９８１年）掲載のＫ．ＬｕｉおよびＭ．Ｇ．Ｌｉｔｔｍａｎの「波長可変レーザの単一モード走査のための新規な幾何学的形状」（Ｎｏｖｅｌ  ｇｅｏｍｅｔｒｙ  ｆｏｒ  ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏｄｅ  ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｏｆ  ｔｕｎａｂｌｅ  ｌａｓｅｒｓ）。
【０００８】
・Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．第２７巻、１８３〜１８４ページ（１９９１年）掲載のＦ．ＦａｖｒｅおよびＤ．Ｌｅ  Ｇｕｅｎの「外部共振器型半導体レーザのための８２ｎｍの連続的波長可変性」（８２ｎｍ  ｏｆ  ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｔｕｎａｂｉｌｉｔｙ  ｆｏｒ  ａｎ  ｅｘｔｅｒｎａｌ  ｃａｖｉｔｙ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｌａｅｒ）。
【０００９】
・ＩＥＥＥ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｎ  Ｓｅｌｅｃｔｅｄ  Ｔｏｐｉｃｓ  ｉｎ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、第６巻、９８８〜９９９ページ（２０００年）掲載のＬ．Ａ．Ｃｏｌｄｒｅｎの「モノリシックな波長可変ダイオード・レーザ」（Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ  Ｔｕｎａｂｌｅ  Ｄｉｏｄｅ  Ｌａｓｅｒ）。
【００１０】
・Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｂ６９、１５５ページ（１９９９年）掲載のＮ．Ｈｕｏｔ、Ｊ．−Ｍ．Ｊｏｎａｔｈａｎ、Ｇ．Ｐａｕｌｉｔ、Ｐ．Ｇｅｏｒｇｅｓ、Ａ．Ｂｒｕｎ、Ｇ．Ｒｏｏｓｅｎの論文。
【００１１】
・Ｏｐｔｉｃｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ２０８、１８３〜１８９ページ（２００２年）掲載のＳ．Ｍａｅｒｔｅｎ、Ｎ．Ｄｕｂｒｅｕｉｌ、Ｇ．Ｐａｕｌｉａｔ、Ｇ．Ｒｏｏｓｅｎ、Ｄ．Ｒｙｔｚ、Ｔ．Ｓａｌｖａの「自己適応光屈折フィルタによるレーザ・ダイオードによる単一モード」（Ｌａｓｅｒ  ｄｉｏｄｅ  ｍａｄｅ  ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏｄｅ  ｂｙ  ｓｅｌｆ−ａｄａｐｔｉｖｅ  ｐｈｏｔｏｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｆｉｌｔｅｒ）。
【００１２】
・Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｏｐｔｉｃｓ、第３１巻、１２１７〜１２２０ページ（１９９２年）掲載のＳ．Ｆ．ＬｙｕｋｓｙｕｔｏｖおよびＯ．Ｉ．Ｙｕｓｃｈｕｃｋの「共振器内部に光屈折素子を有するパルス・ダイ・レーザ内のスペクトル等化および自動掃引効果」（Ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ａｕｔｏｓｗｅｅｐｉｎｇ  ｅｆｆｅｃｔｓ  ｉｎ  ａ  ｐｕｌｓｅｄ  ｄｙｅ  ｌａｓｅｒ  ｗｉｔｈ  ａｎ  ｉｎｔｒａｃａｖｉｔｙ  ｐｈｏｔｏｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｅｌｅｍｅｎｔ）。
【００１３】
・ＩＥＥＥ  Ｊ．Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、ＱＥ−２１、７８ページ（１９
８５年）掲載のＦ．Ｍｏｇｅｎｓｅｎ、Ｈ．ＯｌｅｓｅｎおよびＧ．Ｊａｃｏｂｓｅｎの論文。
【００１４】
・ＩＥＥＥ  Ｊ．Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、ＱＥ−２４、１４８ページ（１９８８年）掲載のＰｅｔｉｔｂｏｎ、Ｐ．Ｇａｌｌｉｏｎ、Ｇ．Ｄｅｂａｒｇｅ、Ｃ．Ｃｈａｂｒａｎの論文。
【００１５】
本発明は、レーザが放射したスペクトルの制御、特に波長可変レーザが放射したスペクトルの制御に関する。使用する種々の方法を３つに分類した。第１の分類は、「静的」（その周波数応答が一定）と呼ばれ、レーザの空洞に挿入される周波数フィルタを使用する。第２の分類は、「動的」（その周波数応答が変化する）と呼ばれるフィルタを使用する。最後に、第３の分類は、制御するレーザの空洞内に（他のレーザからの）コヒーレント外部ビームを光学的に注入する方法からなる。
【００１６】
各分類について、Ｎ個の波長可変レーザ光源（例えば、光通信システムに関する）を有する下記のニーズに関して記述する方法の技術的制限を列挙する。この関係は、同時に動作し、別々に再構成（プログラム）することができる複数の波長可変レーザ光源を必要とする使用方法である。
【００１７】
１）レーザの放射スペクトルを制御するための第１の方法は、レーザの空洞内に周波数選択光フィルタを挿入する方法である。例えば、干渉フィルタ、回折格子、ファブリ・ペロー・エタロン等のような「静的」と呼ばれる第１の分類のフィルタが存在する。フィルタを空洞内に挿入すると、レーザのモード間で一定の損失の差が生じ、レーザの放射を単一モードにすることができる。この場合、レーザは、「モノモード」または「単一モード」（または「モノクロマチック」）であるといわれる。レーザの放射波長は、フィルタが最小の損失を起こす波長である。フィルタを調整することにより上記波長を変えることができる。回折格子を使用した場合には、放射波長は格子へのビームの入射角により決まる。上記角度を変えることにより、多数の用途を有する波長可変レーザ光源が入手される。光通信の分野においては、拡張空洞タイプのこのようなレーザ・ダイオード源は、１００ｎｍの範囲上で連続的に波長可変にさせることができる。比較的高価なこのようなレーザ・ダイオード源は、受動的および能動光学部品にある特性を与えるために広く使用されている。これらのレーザ・ダイオード源は、伝送リンク内に挿入することはできない。しかし、ここ数年の間に、すべての必要な機能特性を１つのチップに内蔵させて製造するコンパクトで波長可変なレーザ・ダイオード源が開発された。このようなレーザ・ダイオード源は、分散型ブラッグ反射器、すなわち「ＤＢＲ」タイプのレーザ・ダイオードであり、これらのレーザ・ダイオード源は、（光通信ネットワークを再構成するニーズを満たすために）光伝送ネットワークで盛んに使用されるようになってきている。
【００１８】
このような方法の制限は、技術的制限よりは経済的制限の方が大きい。ある用途が多数の波長可変レーザ・ダイオード源を必要とする場合にはいつでもコストが問題になる。都合の悪いことに、このような波長可変レーザ・ダイオード源は技術的に非常に高度なので、製造コストおよび特性を与えるコストも高い。さらに、ＤＢＲタイプのダイオードの場合、波長可変は、３つの異なるパラメータ（ダイオードの３つの異なるセクションに注入される３つの電流に対応する）を調整することにより行われる。ダイオードを所望の波長で動作させるために供給する３つの電流を決定するために、ダイオードを全体的な特性評価しなければならない。それらの動作点は電子カード内に格納される。これにより、その使用コストが比較的高くなり、幾分複雑なＮ個のレーザ・ダイオード源の並列の動作管理のコストが比較的高くなる（すべてのＮ個のレーザ・ダイオード源の動作点を特徴付けメモリに格納しなければならない）。  
【００１９】
２）本発明者らは、「動的」フィルタが挿入されるレーザ空洞について、ここ数年間実験室で研究をした。静的フィルタとは異なり、動的フィルタの周波数応答は一定ではなく、レーザのモード構造に適合する。このようなフィルタは、レーザのモード構造がこれらのモードの損失に影響を及ぼすホログラムを記録する動的ホログラフィック媒体を有する。種々のモードに対するこれらの損失は異なり、競合現象の後でその数が少なくなる。ホログラムは新しいモード構造に連続的に適合し、その結果、場合によっては、ホログラムは１つのモードだけを選択する。フォトリフラクティブ結晶（動的ホログラフィック媒体としての働きをする）を挿入すると、パルス条件下で動作しているサファイアのようなＴｉレーザのスペクトルの幅が係数３００だけ低減し、ＹＶＯ４のようなＮｄ連続的レーザのモノモード状態での動作が起こる。このようなレーザは、最初、ホログラフィック媒体が全然なくてもマルチモード条件で発振する。ＹＶＯ４のようなＮｄレーザの特種な場合には、空洞は、フォトリフラクティブ結晶内に書き込まれるホログラム以外には周波数選択要素を全然含んでいないことに留意されたい。拡張共振器型レーザ・ダイオード源においても同じ結果が得られた。フィルタの動的性質により、フィルタをレーザの動作点に適合させることができる。レーザの動作点が変化した場合には、フィルタは新しいモード構造に適合し、モノモード発振を維持する。しかし、任意の他の静的フィルタを使用しない場合には、ホログラムが書き込まれた後で、レーザが発振する波長を前もって予測することはできない。予測することができる唯一のイベントは、最初マルチモードであり、空洞にホログラフィック媒体を挿入した後でモノモードになるレーザのスペクトルだけである。
【００２０】
しかし、空洞内で静的フィルタと動的フィルタを組み合わせることにより、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｏｐｔｉｃｓ、第３１巻、１２１７〜１２２０ページ（１９９２年）掲載のＳ．Ｆ．ＬｙｕｋｓｙｕｔｏｖおよびＯ．Ｉ．Ｙｕｓｃｈｕｋの「共振器内部に光屈折素子を有するパルス・ダイ・レーザ内のスペクトル等化および自動掃引効果」（Ｓｐｅｃｔｒａｌ
ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ａｕｔｏｓｗｅｅｐｉｎｇ  ｅｆｆｅｃｔｓ  ｉｎ  ａ  ｐｕｌｓｅｄ  ｄｙｅ  ｌａｓｅｒ  ｗｉｔｈ  ａｎ  ｉｎｔｒａｃａｖｉｔｙ
ｐｈｏｔｏｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｅｌｅｍｅｎｔ）が記述しているように、レーザの動作波長を設定することができる。第１段においては、レーザは、格子およびホログラムを記録している結晶の存在下で動作する。次に、レーザは複数の波長のところで同時に発振する。次に、空洞内に結晶だけが存在する状態でレーザを動作することにより、レーザは数分間の短時間同じ波長のところで引き続き発振する。数分後、発振の波長が変化する。
【００２１】
空洞が、例えばフォトリフラクティブ結晶を備える動的ホログラフィック・フィルタ以外の周波数選択要素を有していない場合には、このタイプの空洞の限界は、レーザが発振する波長を前もって予測できないという事実によるものである。
【００２２】
３）周知のものであり、多年にわたり研究が行われたもう１つの方法がある。この方法は、レーザのスペクトルを制御する方法であり、光学的注入を使用する。この方法は、そのビームが「スレーブ」レーザに注入される「マスタ」レーザを供給するステップからなる。マスタ・レーザからのビームの電力、およびマスタ・レーザの発振周波数とスレーブ・レーザの空洞内の共振モードのうちの１つの周波数との間の不一致に関するある条件の下では、スレーブ・レーザは、マスタ・レーザの波長と類似のまたは同一の波長で発振することができる。
【００２３】
マスタ・レーザからのビームの注入が効果的である限りは、これらの特性は維持される。上記ビームが消失するや否や、スレーブ・レーザはその最初の動作状態に戻る。
波長可変マスタ・レーザがこの場合に供給された場合には、１つまたは複数の波長可変スレーブ・レーザを有することができる。しかし、すべてのスレーブ・レーザは、（マス
タ・レーザの波長により設定された）同じ波長で動作する。スレーブ・レーザのうちの１つを他のスレーブ・レーザとは別個に構成することはできない。すべてのスレーブ・レーザは相互に依存している。
【特許文献１】欧州特許出願ＥＰ  １  １２５  ３４７号
【特許文献２】欧州特許出願ＥＰ  １  ３２７  ２８９号
【特許文献３】欧州特許出願ＥＰ  ０  ３７５  ０２１号
【非特許文献１】Ｏｐｔ．Ｌｅｔｔ．第６巻、１１７〜１１８ページ（１９８１年）掲載のＫ．ＬｕｉおよびＭ．Ｇ．Ｌｉｔｔｍａｎの「波長可変レーザの単一モード走査のための新規な幾何学的形状」（Ｎｏｖｅｌ  ｇｅｏｍｅｔｒｙ  ｆｏｒ  ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏｄｅ  ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｏｆ  ｔｕｎａｂｌｅ  ｌａｓｅｒｓ）。
【非特許文献２】Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．第２７巻、１８３〜１８４ページ（１９９１年）掲載のＦ．ＦａｖｒｅおよびＤ．Ｌｅ  Ｇｕｅｎの「外部共振器型半導体レーザのための８２ｎｍの連続的波長可変性」（８２ｎｍ  ｏｆ  ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｔｕｎａｂｉｌｉｔｙ  ｆｏｒ  ａｎ  ｅｘｔｅｒｎａｌ  ｃａｖｉｔｙ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｌａｅｒ）。
【非特許文献３】ＩＥＥＥ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｎ  Ｓｅｌｅｃｔｅｄ  Ｔｏｐｉｃｓ  ｉｎ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、第６巻、９８８〜９９９ページ（２０００年）掲載のＬ．Ａ．Ｃｏｌｄｒｅｎの「モノリシックな波長可変ダイオード・レーザ」（Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ  Ｔｕｎａｂｌｅ  Ｄｉｏｄｅ  Ｌａｓｅｒ）。
【非特許文献４】Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｂ６９、１５５ページ（１９９９年）掲載のＮ．Ｈｕｏｔ、Ｊ．−Ｍ．Ｊｏｎａｔｈａｎ、Ｇ．Ｐａｕｌｉｔ、Ｐ．Ｇｅｏｒｇｅｓ、Ａ．Ｂｒｕｎ、Ｇ．Ｒｏｏｓｅｎの論文。
【非特許文献５】Ｏｐｔｉｃｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ２０８、１８３〜１８９ページ（２００２年）掲載のＳ．Ｍａｅｒｔｅｎ、Ｎ．Ｄｕｂｒｅｕｉｌ、Ｇ．Ｐａｕｌｉａｔ、Ｇ．Ｒｏｏｓｅｎ、Ｄ．Ｒｙｔｚ、Ｔ．Ｓａｌｖａの「自己適応光屈折フィルタによるレーザ・ダイオードによる単一モード」（Ｌａｓｅｒ  ｄｉｏｄｅ  ｍａｄｅ  ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏｄｅ  ｂｙ  ｓｅｌｆ−ａｄａｐｔｉｖｅ  ｐｈｏｔｏｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｆｉｌｔｅｒ）。
【非特許文献６】Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｏｐｔｉｃｓ、第３１巻、１２１７〜１２２０ページ（１９９２年）掲載のＳ．Ｆ．ＬｙｕｋｓｙｕｔｏｖおよびＯ．Ｉ．Ｙｕｓｃｈｕｃｋの「共振器内部に光屈折素子を有するパルス・ダイ・レーザ内のスペクトル等化および自動掃引効果」（Ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ａｕｔｏｓｗｅｅｐｉｎｇ  ｅｆｆｅｃｔｓ  ｉｎ  ａ  ｐｕｌｓｅｄ  ｄｙｅ  ｌａｓｅｒ  ｗｉｔｈ  ａｎ  ｉｎｔｒａｃａｖｉｔｙ  ｐｈｏｔｏｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｅｌｅｍｅｎｔ）。
【非特許文献７】ＩＥＥＥ  Ｊ．Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、ＱＥ−２１、７８ページ（１９８５年）掲載のＦ．Ｍｏｇｅｎｓｅｎ、Ｈ．ＯｌｅｓｅｎおよびＧ．Ｊａｃｏｂｓｅｎの論文。
【非特許文献８】ＩＥＥＥ  Ｊ．Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、ＱＥ−２４、１４８ページ（１９８８年）掲載のＰｅｔｉｔｂｏｎ、Ｐ．Ｇａｌｌｉｏｎ、Ｇ．Ｄｅｂａｒｇｅ、Ｃ．Ｃｈａｂｒａｎの論文。
【非特許文献９】Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｏｐｔｉｃｓ、第３１巻、１２１７〜１２２０ページ（１９９２年）掲載のＳ．Ｆ．ＬｙｕｋｓｙｕｔｏｖおよびＯ．Ｉ．Ｙｕｓｃｈｕｋの「共振器内部に光屈折素子を有するパルス・ダイ・レーザ内のスペクトル等化および自動掃引効果」（Ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ａｕｔｏｓｗｅｅｐｉｎｇ  ｅｆｆｅｃｔｓ  ｉｎ  ａ  ｐｕｌｓｅｄ  ｄｙｅ  ｌａｓｅｒ  ｗｉｔｈ  ａｎ  ｉｎｔｒａｃａｖｉｔｙ  ｐｈｏｔｏｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｅｌｅｍｅｎｔ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
本発明の１つの目的は、マスタ・レーザからの制御（注入）ビームが中断した後に、注入したスレーブ・レーザの動作波長（状態）をメモリ内に格納することができるようにすることにより従来技術の欠点を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
さらに、ホログラフィック媒体を内蔵しているスレーブ・レーザは、注入ビームを中断した後にプログラムした波長を保存することができるので、第２のスレーブ・レーザをプログムするためにマスタ・レーザを使用することができる。波長可変（プログラム可能）マスタ・レーザを使用する場合には、第１のプログラムしたレーザの波長とは異なる波長で、第２のスレーブ・レーザをプログラムすることができる。それ故、ホログラフィック媒体を内蔵している複数（その数が前もって制限されない）のスレーブ・レーザを、１つの波長可変マスタ・レーザで光学的にアドレッシング（プログラム）することができ、各レーザ用の異なるまた再プログラムすることができる波長のところでそうすることができる。
【００２６】
この目的のために、その最も一般的な意味で、本発明は、少なくとも１つの波長可変モノモード・レーザ・ビームを放射するための装置を提供する。この装置は、少なくとも１つのスレーブ・レーザを励起する波長可変マスタ・レーザを備える。上記装置は、上記スレーブ・レーザの空洞が、動的ホログラフィック媒体を含むことを特徴とする。
【００２７】
もっと正確に説明すると、本発明は、ビームのすべてまたは一部が少なくとも１つの「スレーブ」レーザ内に注入される波長可変「マスタ」レーザを備える光学装置を提供する。上記光学装置は、上記スレーブ・レーザの空洞が、増幅媒体を有すると同時に、自己適応分光フィルタを形成している動的ホログラフィック媒体、を有することを特徴とする。
【００２８】
動的ホログラフィック媒体により、注入を停止した後で、注入中にマスタ・レーザが注入した波長でスレーブ・レーザの発振を維持することができる。
好適には、この装置は、それぞれが動的ホログラフィック媒体を含む複数のスレーブ・レーザを有することが好ましい。
【００２９】
都合のよいことに、空洞は、利得曲率を補償するための広帯域フィルタを含む。
特定の有利な実施形態の場合には、上記動的ホログラフィック媒体は、出力カプラの近くの空洞内に位置する。
【００３０】
好ましい実施形態の場合には、上記動的ホログラフィック媒体は、フォトリフラクティブ結晶である。
好適には、マスタ・レーザからのビームの注入は、光サーキュレータを介してスレーブ・レーザの出力面を介して行うことが好ましい。
【００３１】
本発明は、また、オプトロニック構成要素を試験するためのものであって、複数の光源を含む試験装置を提供する。上記試験装置は、上記各光源が、波長可変マスタ・レーザと、それぞれが動的ホログラフィック媒体を含む複数のスレーブ・レーザとを備えることを特徴とする。
【００３２】
最後に、本発明は、また、波長のコーム（ｃｏｍｂ）を形成するための光アドレッシング源を提供する。上記光アドレッシング源は、１つの波長可変マスタ・レーザと、それぞれが動的ホログラフィック媒体を含む複数のスレーブ・レーザとを備えることを特徴とする。
【００３３】
本発明は、光学的注入およびレーザ空洞内への動的ホログラフィック媒体の挿入に基づ
いて技術を関連付ける。光学的注入を行うと、所望の可変波長でレーザを強制的に発振する。ホログラフィック媒体により、レーザは、インジェクタを使用しなくても、同じ波長で発振を維持することができる。それ故、上記２つの各技術に対する上記制限が克服される。
【００３４】
本発明は、複数の波長可変レーザ光源を必要とする用途の場合に特に有利である。第１の解決方法は、空洞内で静的フィルタを使用する技術に基づいてＮ個の同じ波長可変レーザ光源を使用する方法である。必要な場合には、レーザ光源はコンパクトなもの（集積技術）であってもよい。すでに説明したように、このようなレーザ光源は高性能であるがコストが高い。コストはレーザ光源のコストにレーザ光源の個数を掛けたものになる。さらに、このようなレーザ光源は、複雑で操作が難しい。本発明の場合には、Ｎ個のレーザ光源はもっと簡単な技術によるもので、とりわけ波長可変なソースである１つのマスタ・ソースにより制御される。マスタ・ソースのコストは、スレーブ・レーザ全体に振り分けられる。技術的努力も同様に振り分けられる。現在の技術レベルにおいては、スレーブ・レーザの動作および特性付与の方が遥かに簡単である。スレーブ・レーザのコストは安くなければならない。
【００３５】
特に、本発明を使用すれば、レーザの波長をプログラムすることができ、または光学的にアドレッシングすることができる。
このアドレッシングは遠隔から行うことができる。絶対的な意味で、マスタ・レーザは、制御されるスレーブ・レーザから離れたところに位置することができる。マスタ・レーザからのビーム内の約１００マイクロワット（約−１０ｄＢｍ）の電力で、スレーブ・レーザに外乱を与えるのに十分であり、上記スレーブ・レーザがマスタ・レーザがアドレッシングした波長を格納できるようにするのに十分である。実際には、ノードから数十キロメートル離れていて、上記ノードに位置するレーザの波長を遠隔から光学的に制御する交換機にマスタ・レーザを設置することもできる。交換機で上記ノードに割り当てられた波長を変更する決定が行われた場合には、上記決定はマスタ・レーザに送信され（すなわち、局所的に）、遠隔からスレーブ・レーザに影響を与える。コマンドは光学的に送信され、コマンド信号の性質は簡単なものである。マスタ・レーザからのビームおよびそのコヒーレンスは、遠隔のスレーブ・レーザに転送しなければならない。波長可変ダイオードをノードのところで使用する場合には、コマンドは電気的コマンドでなければならない。
【００３６】
図３および図４は、本質的な概要をはっきりと示している。これらの図面は、Ｎ個のスレーブ・レーザのマトリックス上で波長制御を行うマスタ・レーザの可能なアーキテクチャの変形例を示す。このアーキテクチャの利点は、Ｎ個のスレーブ・レーザが１つの波長可変レーザ光源を共有していることである。レーザ光源は製造コストが高いこと、およびＮ個のスレーブ・レーザが同じものであってもよく、もっとコストが安い技術に基づくものであってもよいことを推定することができる（「すべてを内蔵している」技術を使用する必要はない）。当然、コストの概要は単に純理論的なもので、実体化する必要があるが、一寸見た目には現実的なものに見える。技術的努力が、特に波長校正（適格化）しなければならないマスタ・レーザ（波長可変レーザ・ダイオード源、ＤＢＲレーザ・ダイオード等）に適用される。これにより、このタイプのレーザ光源のコストが高くなってもやむを得ない。「スレーブ」レーザの場合には、光通信ネットワークのノードで現在使用されているＤＢＲレーザ・ダイオードとは異なり、前もって波長校正する必要はない。
【００３７】
コストに関して心に浮かぶのは、必ず加入者に近く、可変フラックスを収容できるように、通過帯域割当てが必ずもっと柔軟でなければならないネットワークに対する解決方法である。さらに、このようなスレーブ・レーザは、ネットワークの（キャリア密度の点で）光学的細分性を収容するために容易に適合するように見える。同様に、波長の違いが０．４ｎｍ、０．８ｎｍまたは１．６ｎｍまたは実際にはもっと大きくても、同じレーザを
高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）、または波長分割多重（ＷＤＭ）ネットワーク内で動作させることができる。
【００３８】
単に例示としてのものに過ぎない本発明の実施形態の下記の説明を読み、添付の図面を参照すれば、本発明をよりよく理解することができるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
本発明は、その空洞が動的ホログラフィック媒体を内蔵し、その波長が「マスタ」第２のレーザからのビームのその空洞内への光学的注入により設定される「スレーブ」レーザに関する。注入中に、スレーブ・レーザの空洞内で発振するモード構造は、動的ホログラフィック媒体内にホログラムを記録する。上記ホログラムは、スレーブ・レーザの空洞内で発振するモードの損失を低減し、そのためその動作を補強する。マスタ・レーザからのビームが中断した後でも、発振するモードによりホログラムが保持され、それによりこの単一モード上での発振を保証する。それ故、スレーブ・レーザは、マスタ・レーザが注入した波長を保存する。それ故、スレーブ・レーザの波長は、マスタ・レーザからのビームの光学的注入により設定され、マスタ・レーザからのビームが消滅した後でもスレーブ・レーザによりメモリに格納される。
第１の実施形態
スレーブ・レーザ（図１）は、増幅媒体（ＭＡ）および動的ホログラフィック媒体（ＭＨ）が挿入されている少なくとも２つのミラー（ＣおよびＣＳ）により形成されている（リニア）空洞からできている。マスタ・レーザ（ＬＭ）からのビームは、直接またはマスタ・レーザを外部からの寄生照明から保護している光アイソレータ（ＩＯ）を通過後、マスタ・レーザからのビームの電力を調整することができるようにし、スレーブ・レーザ内に注入できるようにする可変減衰器（ＶＡ）を通過後、およびマスタ・レーザからのビームの偏光状態をスレーブ・レーザからのビームの偏光状態と一致させることができるようにする偏光制御装置（ＣＰ）を通過後、スレーブ・レーザの空洞内に注入される。ＩＯ、ＡＶおよびＣＰで示す構成要素はオプションとしての構成要素である。種々の素子間の光リンク（黒い矢印）は、何もない空間または光導波路（例えば、光ファイバ）を通して実施される。
【００４０】
マスタ・レーザからのビームのすべてまたは一部をスレーブ・レーザの空洞内に注入するという観点から言えば、マスタ・レーザと動的ホログラフィック媒体を含むスレーブ・レーザとの間の配置を別の配置とすることができる。以下にいくつかの例について説明する。
第２の実施形態
変形例（図２）の場合には、マスタ・レーザからのビームは、光サーキュレータＣＯを通してスレーブ・レーザの空洞内に注入される。マスタ・レーザからのビームは、光サーキュレータＣＯを貫通し、次に、スレーブ・レーザ（ミラーＣＳ上に入射する）の空洞内に直接導かれる。スレーブ・レーザが発生したレーザ・ビームは、カプラＣまたは実際には出力カプラＣＳを通して外部に出ることができる。カプラＣＳを通して放射されたビームは、光サーキュレータＣＯに入射し、マスタ・レーザの方向にではなく外部に導かれる。スレーブ・レーザのカプラＣが非常に反射性の高いミラーである場合には、光サーキュレータＣＯを使用すると有利である。さらに、光サーキュレータＣＯは、スレーブ・レーザが放射した光放射線からマスタ・レーザを分離するので、光アイソレータＩＯを使用しなくてもすむ。
第３の実施形態
マスタ・レーザからのビームは、（ホログラムを書き込むために必要な時間の間）一時的に光学的に注入されるので、上記ビームを他のスレーブ・レーザを注入するために使用することができる。それ故、スレーブ・レーザ用に提案されている空洞の形状は、１つのマスタ・レーザにより一連のスレーブ・レーザを制御することができるようにする。そう
するには、単にマスタ・レーザからのビームを制御されるスレーブ・レーザで置き換えるだけですむ。マスタ・レーザが波長可変な場合はいつでも、Ｎ個のスレーブ・レーザを制御するための１つのマスタ・レーザをこのように使用すると有利である。次に、各スレーブ・レーザは、異なる波長でプログラム可能（アドレッシング可能になる）。上記アドレッシングは、光学的なもので再構成可能である。スレーブ・レーザの動作波長を変えるためには、単にマスタ・レーザを新しい波長に調整させた後で、注入プロセスを再度反復するだけでよい。それ故、再構成可能な光波長のアドレッシングを有するレーザのマトリックスを入手することができる。
【００４１】
図３にこの変形例の構成を示す。この図においては、図１のスレーブ・レーザと同じものであり、空間分割スイッチング・マトリックスを通してマスタ・レーザに接続しているＮ個（Ｎ＞１）のレーザが配置されている。このマトリックスの唯一の目的は、マスタ・レーザからのビーム（ｅｍ）を空間分割スイッチング・マトリックスＭＣＳの種々の各出力Ｓ１，Ｓ２，．．．ＳＮに接続している１つまたは複数のスレーブ・レーザに接続するための光路を選択することである。
第４の実施形態
図４は、光サーキュレータＣＯが、マスタ・レーザと空間分割スイッチング・マトリックス（ＭＣＳ）との間に挿入されている点を除けば、図２の変形例類似のスレーブ・レーザのマトリックスをプログラムするための構成を示す。
本発明を説明するための例
図５は、本発明を実験的に論証するために使用した有利な実施形態である。スレーブ・レーザを、その一方の面Ｃに反射性処理が行われ、その他方の面に反射防止処理が行われた増幅媒体ＭＡ（半導体ダイオード）により構成した。反射防止面からのビームは、コリメート・レンズＬにより平行にされた。スレーブ空洞を、出力カプラＣＳ（準反射ミラー）により閉鎖した。動的ホログラフィック媒体としてＣｄＴｅフォトリフラクティブ結晶を使用した。この結晶をＣＳとＬの間の空洞内に挿入した。結晶を、空洞の２つの逆行する伝搬ビームが反射によりその内部にホログラムを書き込むようにカットした。ホログラムおよび出力カプラＣＳが、発振したモードに自動的に適合する分光フィルタ（反射ファブリ・ペロー干渉計）を形成した。結晶を右方向に設置した場合には、上記分光フィルタは、発振したモードであるそれを書き込んだモードの波長に対する損失が最小になった。
【００４２】
マスタ・レーザは、１４８０ｎｍ〜１６００ｎｍの範囲で波長可変なモノモード・レーザ・ダイオードであった。全回路をファイバで接続した。マスタ・レーザの出力を、光サーキュレータを介してスレーブ・レーザの空洞の出力に送った。可変減衰器および偏光制御装置をマスタ・レーザの出力のところに配置した。スレーブ・レーザの分光特性を上記ファブリ・ペロー干渉計および上記光スペクトル分析器により分析した。これらの計器を、それ自身がサーキュレータの出力３に接続している５０／５０カプラに接続した。
【００４３】
この回路により、マスタ・レーザからのビームの光学的注入を確認した後で、波長の効果をスレーブ・レーザによりメモリ内に格納した。
光通信の分野においては、レーザ光源が、その波長位置が標準化され、０．８ｍまたは０．４ｍの間隔を有する光キャリアを発生する。キャリアはＩＴＵ標準が定義する周期的格子上に分配しなければならない。
【００４４】
スレーブ・レーザを疑似ＩＴＵ格子を使用してマスタ・レーザにより調整させた。スレーブ・レーザは、最初に１５８４．６７１ｎｍのところで発振した。マスタ・レーザを、０．４ｎｍ〜０．５ｎｍの範囲内の値間の間隔を有する１５７８．４９３ｎｍ〜１５９１．５４１ｎｍの範囲内の波長の格子を使用してうまく調整させた。各波長において、マスタ・レーザからのビームをスレーブ・レーザ（前に１５８４．６７１ｎｍで発振しているスレーブ・レーザ）内に注入した。次に、スレーブ・レーザの波長が、マスタの波長の方
向に変位したことをはっきり観察できるように、マスタ・レーザの波長を微調整した。次に、マスタ・レーザからのビームを中断し、光スペクトル分析器（精度±０．００１ｎｍ）によりスレーブ・レーザの波長を大体測定した。マスタ・レーザから注入した後で、スレーブ・レーザの出力のところで測定した後続のスペクトルを、図６の同じグラフ内に一緒にグループ分けした。それ故、約１５８４ｎｍの２７の異なる波長上で上記スレーブ・レーザ・ダイオード源の動作をプログラムすることができた。２つの連続しているキャリア間の波長の違いをフレーム内に示す。実を言えば、コームはあまり周期的なものではなかった（周期的なコームを形成することができる）。しかし、キャリア間の違いを０．４ｎｍ〜０．５ｎｍの範囲内に維持した。同じ構成で、０．８ｎｍまたは１．６ｎｍの間隔でコームをプログラムすることができた。
【００４５】
報告された試験結果は、第一に本発明が実行可能であることを示し、第二に光通信の分野で本発明が使用できることを確認している。
本発明の上記説明は例示としてのものに過ぎない。当然、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなしに、本発明の種々の変形例を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】マスタ・レーザ（ＬＭ）からのビームの光学的注入を受ける動的ホログラフィック媒体（ＭＨ）を含むスレーブ・レーザ。
【図２】光サーキュレータ（ＣＯ）を使用している点で、図１の実施形態とは異なる本発明の第２の実施形態。
【図３】それぞれが動的ホログラフィック媒体（ＭＨ）を含み、プログラムするスレーブ・レーザを選択する空間分割スイッチング・マトリックス、すなわち「ＳＤＳＭ」（ＭＣＳ）を通してマスタ・レーザからのビームを光学的に注入することによりその波長が設定されるスレーブ・レーザのマトリックス。
【図４】第４の実施形態の略図。
【図５】光学的注入回路の略図。
【図６】波長のほぼ周期的なコームを使用して光学的注入でマスタ・レーザによりプログラムされたスレーブ・レーザの光スペクトル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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