(57)【要約】干渉性ファイバアンプアレイで適用するように設計された位相制御システムが提供される。本発明は光源１００を含んでおり、ファイバカップラ１０２にレーザ光を伝達し、アンプとして作用する複数のファイバ１０４にレーザ光を伝達する。本発明装置は複数のアンプポンプ１０６を制御し、光源１００からのレーザ光の強度と位相とを制御する。ファイバ束はファイバアレイ１０８を含んでおり、それぞれのファイバ１０４は、それぞれのファイバの出力をアレイ内の他のビームと実質的に平行なビームに平行処理させる装置で終結する。本発明のアレイ１０８は、６角形のアレンジを含んでＮ個ｘＭ個ファイバのいかなる形態にも対応できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
干渉性ファイバアンプアレイ用の位相制御装置であって、
ｉ．電磁放射線の干渉性発生源と、
ｉｉ．第１端部と第２端部とを有した第１長の電磁放射線伝達ファイバと、
ｉｉｉ．単ファイバ入力を受領し、複数のファイバ出力を提供するように設計された少なくとも１体のファイバカップラと、
ｉｖ．それぞれの長さが第１端部と第２端部とを有している複数の第２長電磁放射線伝達ファイバと、
ｖ．調節されたポンプ入力を有するように設計された複数の電磁放射線アンプポンプと、
ｖｉ．前記複数の第２長電磁放射線伝達ファイバの前記第２端部からのファイバ出力からの電磁放射線を実質的に妨害せずにアレイ内の複数のファイバを結束させる手段と、
ｖｉｉ．該複数の第２長電磁放射線伝達ファイバの該第２端部からの出力を整えるように設計された複数のマイクロレンズと、
ｖｉｉｉ．ポンプ放射線の調節の制御手段と、
を含んでおり、
ａ．前記電磁放射線の干渉性発生源は電磁放射線入力を前記第１長電磁放射線伝達ファイバの前記第１端部に提供し、
ｂ．該第１長電磁放射線伝達ファイバの前記第２端部は、単ファイバ入力を受領し、複数のファイバ出力を提供するように設計された前記の少なくとも１体のファイバカップラに入力を提供し、さらに、
ｃ．該ファイバ出力はアレイ内に結束されており、該アレイは、前記複数のファイバが実質的に平坦アレイで、該ファイバからの出力が実質的に妨害されないように設計されており、さらに、
ｄ．前記複数の第２長電磁放射線伝達ファイバが該アレイに到達する前に、該ファイバは複数の電磁放射線アンプポンプにカップリングされ、さらに、
ｅ．前記実質的に妨害されない平坦アレイのファイバの前記出力は複数のマイクロレンズで整えられ、前記電磁放射線アンプポンプの調節された出力を制御する手段が提供されている、
ことを特徴とする位相制御装置。
【請求項２】
放射線の干渉性発生源は実質的に１０６４ナノｍで放射することを特徴とする請求項１記載の位相制御装置。
【請求項３】
放射線の干渉性発生源は実質的にＮｄ：ＹＡＧレーザであることを特徴とする請求項１記載の位相制御装置。
【請求項４】
放射線の干渉性発生源はＮｄ：ＸＶＯ４レーザであり、Ｘはイッテルビウムとガドリニウムで成る群から選択されることを特徴とする請求項１記載の位相制御装置。
【請求項５】
複数の電磁放射線アンプポンプは、複数のマイクロレンズから放射される電磁放射線の捕獲部分から入力を提供するように設計されたフィードバックループからポンプ入力のレベルで情報を受領することを特徴とする請求項１記載の位相制御装置。
【請求項６】
せん断干渉計がフィードバックループ内で利用されていることを特徴とする請求項５記載の位相制御装置。
【請求項７】
電磁放射線は一部反射性の窓を使用して捕獲され、該捕獲放射線は、照射放射線に関係する複数のデータを検出するように設計された表面に照射されることを特徴とする請求項５記載の位相制御装置。
【請求項８】
検出される要素の１つは干渉性を含んでいることを特徴とする請求項５記載の位相制御装置。
【請求項９】
検出される要素の１つはポジションを含んでいることを特徴とする請求項５記載の位相制御装置。
【請求項１０】
複数の電磁放射線アンプポンプは熱変動を第２ファイバに導入するように設計された高パワーダイオードレーザに依存しており、該熱変動は放射される電磁放射線の位相シフトに貢献することを特徴とする請求項１記載の位相制御装置。
【請求項１１】
複数の第２長ファイバはネオジミウム、エルビウム及びイッテルビウムで成る群から選択されるドーパントでドープされていることを特徴とする請求項１記載の位相制御装置。
【請求項１２】
複数の第２長ファイバはメオジミウムでドープされており、複数の電磁放射線アンプポンプは８１０ナノｍダイオードレーザに依存することを特徴とする請求項１記載の位相制御装置。
【請求項１３】
複数の第２長ファイバはネオジミイムでドープされており、複数の電磁放射線アンプポンプは８１０ナノｍダイオードＮｄ：ＹＡＧレーザに依存することを特徴とする請求項１記載の位相制御装置。
【請求項１４】
複数の第２長ファイバはエルビウムでドープされており、複数の電磁放射線アンプポンプは９８０ナノｍダイオードレーザに依存することを特徴とする請求項１記載の位相制御装置。
【請求項１５】
複数の第２長ファイバはイッテルビウムでドープされており、複数の電磁放射アンプポンプは９１５ナノｍダイオードレーザに依存することを特徴とする請求項１記載の位相制御装置。
【請求項１６】
ｉ．少なくとも１体のファイバカップラは複数のカップラであり、
ｉｉ．該複数のカップラの第１カップラには第１長ファイバから入力が提供され、Ｎ個の出力を複数の第２長ファイバに提供し、
ｉｉｉ．それぞれの出力された第２ファイバは、Ｍ個の出力を別の複数の第２長ファイバに提供する別ファイバカップラへの入力として作用し、
ｉｖ．前項ｉｉｉはＴ回反復でき、
ｖ．Ｎ、Ｍ、Ｔは整数である、
ことを特徴とする請求項１記載の位相制御装置。
【請求項１７】
複数の電磁放射線アンプポンプ以外の第２発生源は電磁放射線を複数の第２長ファイバの一部に提供し、ファイバ出力から発生される放射線の位相シフトを提供することを特徴とする請求項１記載の位相制御装置。
【請求項１８】
複数の第２長ファイバの一部は所定の温度を有しており、第２発生源の一部は該温度を変化させるように設計されており、放射される放射線の位相シフトを提供することを特徴とする請求項１７記載の位相制御装置。
【請求項１９】
複数の第２長ファイバの一部は屈折率を有しており、第２発生源の一部は該屈折率を変化させるように設計されており、放射される放射線の位相シフトを提供することを特徴とする請求項１７記載の位相制御装置。
【請求項２０】
干渉性ファイバアンプアレイの位相制御方法であって、
ｉ．電磁放射線の干渉性発生源を提供するステップと、
ｉｉ．第１端部と第２端部とを有した第１長の電磁放射線伝達ファイバを提供するステップと、
ｉｉｉ．単ファイバ入力を受領し、複数のファイバ出力を提供するように設計された少なくとも１体のファイバカップラを提供するステップと、
ｉｖ． それぞれの長さが第１端部と第２端部とを有している複数の第２長の電磁放射線伝達ファイバを提供するステップと、
ｖ．調節されたポンプ入力を有するように設計された複数の電磁放射線アンプポンプを提供するステップと、
ｖｉ．前記複数の第２長電磁放射線伝達ファイバの前記第２端部からのファイバ出力からの電磁放射線を実質的に妨害せずにアレイ内の複数のファイバを結束させる手段を提供するステップと、
ｖｉｉ．該複数の第２長電磁放射線伝達ファイバの該第２端部からの出力を整えるように設計された複数のマイクロレンズを提供するステップと、
ｖｉｉｉ．ポンプ放射線の調節の制御手段を提供するステップと、
を含んでおり、
ａ．前記電磁放射線の干渉性発生源は電磁放射線入力を前記第１長電磁放射線伝達ファイバの前記第１端部に提供し、
ｂ．該第１長電磁放射線伝達ファイバの前記第２端部は、単ファイバ入力を受領し、複数のファイバ出力を提供するように設計された前記の少なくとも１体のファイバカップラに入力を提供し、さらに、
ｃ．該ファイバ出力はアレイ内に結束され、該アレイは前記複数のファイバが実質的に平坦アレイで、該ファイバからの出力が実質的に妨害されないように設計されており、さらに、
ｄ．前記複数の第２長電磁放射線伝達ファイバが該アレイに到達する前に、該ファイバは複数の電磁放射線アンプポンプにカップリングされ、さらに、
ｅ．前記実質的に妨害されない平坦アレイのファイバの前記出力は複数のマイクロレンズで整えられ、前記電磁放射線アンプポンプの調節された出力を制御する手段が提供されている、
ことを特徴とする位相制御方法。
【請求項２１】
放射線の干渉性発生源は実質的に１０６４ナノｍで放射することを特徴とする請求項２０記載の位相制御方法。
【請求項２２】
放射線の干渉性発生源は実質的にＮｄ：ＹＡＧレーザであることを特徴とする請求項２０記載の位相制御方法。
【請求項２３】
放射線の干渉性発生源はＮｄ：ＸＶＯ４レーザであり、Ｘはイッテルビウムとガドリニウムで成る群から選択されることを特徴とする請求項２０記載の位相制御方法。
【請求項２４】
複数の電磁放射線アンプポンプは、複数のマイクロレンズから放射される電磁放射線の捕獲部分から入力を提供するように設計されたフィードバックループから入力を受領することを特徴とする請求項２０記載の位相制御方法。
【請求項２５】
せん断干渉計がフィードバックループ内で利用されていることを特徴とする請求項２４載の位相制御方法。
【請求項２６】
電磁放射線は一部反射性の窓を使用して捕獲され、該捕獲放射線は、照射放射線に関係する複数のデータを検出するように設計された表面に照射することを特徴とする請求項２４記載の位相制御方法。
【請求項２７】
検出される要素の１つは干渉性を含んでいることを特徴とする請求項２４記載の位相制御方法。
【請求項２８】
検出される要素の１つはポジションを含んでいることを特徴とする請求項２４記載の位相制御方法。
【請求項２９】
複数の電磁放射線アンプポンプは熱変動を第２ファイバに導入するように設計された高パワーダイオードレーザに依存しており、該熱変動は放射される電磁放射線の位相シフトに貢献することを特徴とする請求項２４記載の位相制御方法。
【請求項３０】
複数の第２長ファイバはネオジミウム、エルビウム及びイッテルビウムで成る群から選択されるドーパントでドープされていることを特徴とする請求項２０記載の位相制御方法。
【請求項３１】
複数の第２長ファイバはメオジミウムでドープされており、複数の電磁放射線アンプポンプは８１０ナノｍダイオードレーザに依存することを特徴とする請求項２０記載の位相制御方法。
【請求項３２】
複数の第２長ファイバはネオジミイムでドープされており、複数の電磁放射線アンプポンプは８１０ナノｍダイオードＮｄ：ＹＡＧレーザに依存することを特徴とする請求項２０記載の位相制御方法。
【請求項３３】
複数の第２長ファイバはエルビウムでドープされており、複数の電磁放射線アンプポンプは９８０ナノｍダイオードレーザに依存することを特徴とする請求項２０記載の位相制御方法。
【請求項３４】
複数の第２長ファイバはイッテルビウムでドープされており、複数の電磁放射アンプポンプは９１５ナノｍダイオードレーザに依存することを特徴とする請求項２０記載の位相制御方法。
【請求項３５】
ｉ．少なくとも１体のファイバカップラは複数のカップラであり、
ｉｉ．該複数のカップラの第１カップラには第１長ファイバから入力が提供され、Ｎ個の出力を複数の第２長ファイバに提供し、
ｉｉｉ．それぞれの出力された第２ファイバは、Ｍ個の出力を別の複数の第２長ファイバに提供する別ファイバカップラへの入力として作用し、
ｉｖ．前項ｉｉｉはＴ回反復でき、
ｖ．Ｎ、Ｍ、Ｔは整数である、
ことを特徴とする請求項２０記載の位相制御方法。
【請求項３６】
複数の電磁放射線アンプポンプ以外の第２発生源は電磁放射線を複数の第２長ファイバの一部に提供し、ファイバ出力から発生される放射線の位相シフトを提供することを特徴とする請求項２０記載の位相制御方法。
【請求項３７】
第２発生源の一部は複数の第２長ファイバの温度を変化させるように設計されており、放射される放射線の位相シフトを提供することを特徴とする請求項３６記載の位相制御方法。
【請求項３８】
第２発生源の一部は複数の第２長ファイバの屈折率を変化させるように設計されており、放射される放射線の位相シフトを提供することを特徴とする請求項３６記載の位相制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ファイバアレイからのレーザビームの操作方法及び操作装置に関する。特には、本発明は、それぞれのビームに関連するファイバアンプリファイアのポンプパワーを制御することで個々のレーザビームの位相を制御する方法と装置とを提供する。
【０００２】
【発明の背景】
光ファイバアレイから発生するビームの操作能力は様々な分野で重要になってきている。それら分野には通信分野並びに追尾技術及び標的探知技術が含まれる。これら及び関連分野での光ファイバの新規な利用には位相干渉性と方向性の高精度が要求される。現在、光ファイバビームの操舵制御方法はファイバレーザシステム自体に対する追加機構及び／又は改善された光学機器を必要とする。これら追加機器は時として高価である。特に、アダプティブリフレクタ及び／又はリフラクタを利用する機械式システムは製造が困難であり、重量や慣性の観点から機能が制限される。
【０００３】
機械式ビーム操舵システムの制限を克服するためにいくつかの試みが為されている。それらには位相結合、圧電ドライバ及び電子光学装置による位相制御が含まれる。光ファイバアレイのための１つの試みは、多数の発光器と隣接発光器間の光学位相遅延とを利用した光学的に位相処理されたアレイとを使用し、全ての発光器から発生された光ビームを操舵して焦点させることである。光波ガイドは位相遅延を創出するのに利用が可能であり、必要とされる位相遅延は光波ガイドの圧電または電子光効果によって実行される。しかし、上述のように、この方法には圧電または電子光機器が必要とされ、アレイの設置費用が高騰し、アレイの構造が複雑となる。さらなる複雑性と相当な挿入損失も発生する。なぜなら、光はファイバから光波ガイドに入光され、その後にファイバへの再入光あるいは自由空間への放光のために平行化処理を必要とするからである。
【０００４】
ビーム操舵のための別な試みは位相活性液晶の使用が関与する。そのようなシステムは、光学要素間に液晶を封入し、液晶に作用する電界の効果を利用して多彩な光学部品を利用する。電界を変化させることで、それら光学部品の光学特性は改質される。しかし、それら部品の光学特性の改質、特に２次元以上での改質には電界の複雑な調整を必要とする。現在のところ、液晶は反応時間や位相偏移において性能が限定的である。さらに、前述の取り組みでのごとく、液晶要素をファイバアレイシステムで利用する場合の複雑性と費用は本発明のものより非常に大きい。本発明は追加部品を必要としない。
【０００５】
【発明の概要】
本発明は増幅用ファイバアレイの位相を効果的に制御し、低価格で単純構造であって、レーザシステム以外に追加的光学機構や光学機器を必要としない方法と装置とを提供する。本発明は追加の光学部品を必要とせずにアンプポンプにより提供されるもののごとき、電磁波の性能を利用し、温度等のファイバ特性を変化させ、ファイバからの発光を位相シフトさせるものである。
【０００６】
１好適実施例においては、本発明は、干渉性放射線源が複数のファイバに提供されており、それぞれの増幅処理されたファイバが独立ポンプ光源を有したファイバアンプアレイを提供する。ポンプ光は調整が可能であり、ファイバからの発光を位相シフトさせることができる。得られた出力をフィードバックループで個々のポンプ源に戻すことができ、位相処理の制御を実行させ、アレイ全体からの出力を操舵させる。
【０００７】
【好適実施例の詳細な説明】
本発明はファイバアレイの位相の制御方法及び装置を提供する。本発明は増幅された干渉性ビームの位相処理されたアレイに関して解説されているが、本発明は多種多様な他の形態にも利用できる。以下の解説は添付の図面を利用した本発明の利用方法に関するものである。その多彩な変更は可能であり、解説されている一般的原理は多様な実施形態に利用できる。よって、本発明は紹介されている実施例に限定されることはなく、本発明の原理及び新規な特徴と見合う最大範囲にて解釈されるべきである。
【０００８】
位相処理されたアレイは多くの通信及びレーザレーダシステムにおいての望ましい性能を発揮する。位相処理されたアレイの主たる利点はビーム操舵に機械的な動きが不要なことである。そのため、非常に高速なビーム操舵、高レベルの信頼性及び一貫した性能が提供される。位相処理されたアレイはさらに標的ポイントに対して比較的干渉性である放射線を提供する優れた手段をも提供し、全パワーのスケール処理と増強された輝度を提供する。
【０００９】
本発明の位相処理アレイシステムは、従来の機械的に操舵された鏡や他の光学要素に勝る複数の優れた特徴を提供する。最も明確な利点は故障の原因となり得る機械部品の排除である。位相処理されたアレイ内の各要素（部品）は独立して制御されるため、複数のビームとビーム方向とが提供され、融通の利くシステムが得られる。加えて、本発明は位相制御のための従来システムあるいは他の位相制御機構よりも大幅にコストを抑えた位相処理されたアレイシステムを提供する。
【００１０】
本発明の１実施例は図１に図示されている。この装置は光源１００を有している。光源１００は一般的なレーザダイオードまたは１０６４ナノｍの高パワーダイオードレーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ、Ｎｄ：ＧｄＶＯ４レーザのごとき他の干渉性放射線源でよい。この放射線はファイバカップラ１０２に供給され、さらにアンプとして機能する複数のファイバ１０４に供給される。いかなる数のカップリング形態でも本システムで活用できる。よって、本発明は単源である干渉性放射線が複数のファイバアンプリファイアにフィードする。図１ではファイバの増幅部が波入方形部で示されている。実際には、これらも単純にファイバであり、典型的には他のファイバ内にスプライスされたコア部にドーパントを有している。利用できるドープ処理されたファイバとは、ネオジミウム、エルビウム及びイッテルビウムがドープされたファイバである。この実施例では、それらファイバはそれぞれ、例えば、Ｎｄドープされたファイバアンプであるアンプポンプ１０６で補助されており、典型的には８１０ナノｍのダイオードポンプレーザでポンプ処理される。ファイバとそれぞれ対応するアンプポンプとの間のカップリング形態は多様な形態で提供される。
【００１１】
図１に示される装置は複数のアンプポンプ１０６を制御するものであり、振幅ばかりではなく増幅された干渉性ビームの位相をも制御する。それぞれのビームは共通光源１００から発生され、結束ファイバ１０４はアレイ１０８を含んでいる。そのようなアレイ１０８は図２に図示されている。それぞれの増幅ファイバ１０４は、理解を容易にするため、アレイの他のビームと平行であるビーム内にそれぞれのファイバの出力を平行処理する単純なレンズ２００として図示されている装置で終結する。図２ａで示されるアレイ１０８は前面２０２を含んでおり、増幅ファイバ束はその前面で終結する。増幅アレイのファイバが終結するポイント２０２は位相処理された放射線の出力源として利用できる。図２ｂは、増幅ファイバ束が終結する前面２０２を含んだ実施例の端面図である。図２ｂに示すアレイは縦横４列であるが、本発明は６角形をも含んでどのような縦横数（ＮｘＭ）をも想定する。
【００１２】
本発明に従って構築されたアレイはその放射線源１００として、マスターオシレータとして使用されるディストリビュート型ブラッグリフレクタ（ＤＢＲ）ダイオードレーザで創出されるフレキシブルな波形を有した発光器を有することができる。このレーザベース放射線源は複数の出力タイプで、連続波のサブナノ秒バーストでパルスされており、またはさらに長いパルスであり、チャープ処理され、一時的にコード処理され、波長がチューニングされ、または高速モジュレータを通過したものを状況に応じて提供できる。ファイバカップラ１０２は１ＸＮファイバスプリッタまたは他の適当なスプリッタであり、アンプアレイのＮ個のファイバのそれぞれに干渉的にフィードする。よって、ファイバアンプリファイアとの組み合わせで、ファイバ束のアプローチはレーザ通信のための多機能レーザ源、敵味方識別（ＩＦＦ）、レーザ指定器及び他の多くの利用形態での必要性に容易に対応できる。
【００１３】
本発明の別実施例を図３に示す。上述の実施例のように本実施例は光源１００を提供する。光源１００はファイバカップラ１０２にフィードする。ファイバカップラは次に複数のファイバ１０４に放射線を提供する。本実施例では、ファイバアンプリファイアは追加スプリットステップにて適当なファイバスプリッタ１０２でさらに分割され、光源からの干渉性放射線を追加ファイバ１０４にフィードする。本実施例ではファイバ１０４はアンプポンプ１０６に独立的にカップリングされている。
【００１４】
ファイバアレイ出力は単干渉源から増幅され、クラッドするポンプされたファイバ（ｃｌａｄｄｉｎｇ−ｐｕｍｐｅｄ ｆｉｂｅｒｓ）は単トランスバースモードを有しているため、全アレイ１０８は高輝度パワースケール処理とビーム操舵のために干渉性となるように位相処理される。本発明のこの好適実施例においては、アレイの位相処理の度合いはモニターされ、従来のアダプティブ光フィードバック技術でそれぞれに調整される。
【００１５】
光フィードバックを含んだ本発明の好適実施例は図４に図示されている。干渉性光源１００はファイバカップラー１０２にフィードし、その後に、組合されてアレイ１０８を創出する利用可能なファイバ１０４全てに干渉性放射線を提供する。それぞれのファイバにはアンプポンプ１０６が提供されており、アレイのそれぞれの増幅されたファイバにはポンプ処理ばかりでなく位相制御も施される。本実施例においては、干渉性光出力は出力通路内でホログラフ要素４００を使用して遠フィールドパターンの低効率全ビーム焦点を提供することで制御される。遠フィールドパターン画像から導かれる情報は単純なディザー技術で処理されて位相制御と、アンプポンプ１０６へフィードされた正確な駆動パワーを提供する。この特定の実施形態で、フィードバックは遠フィールドパターンを可動検出器または切替えられたアレイ４０２に方向付けることで提供され、続いて、その情報を戻して、アンプポンプ１０６は適切に制御される。フィードバックの提供のための別方法にはハートマンの前方フィード技術が含まれており、せん断干渉計の使用が含まれる。
【００１６】
全体アレイの位相処理の概念は新規ではないものの、本発明は、ファイバに既に存在するポンプ光が利用されて、望む位相制御を提供し、ファイバアレイを干渉性位相処理させ、アンプポンプの制御を介して操舵させる方法を提供する。ファイバによってガイドされている光の位相変化は、ファイバ温度変化やファイバ屈折率変化等の複数の要素でもたらされるが、それら全てはポンプ光がファイバ内に存在するときに発生する。例えばポンプ光の変化はファイバコアの温度を変化させ、ガイドされた光の変化を発生させる。ポンプの振幅の小さな変化及び／又は振幅の小さな変化は位相の大きな変化を発生させる。この好適実施例においては、そのような位相変化は増幅ファイバのポンプ光量の制御によって自由に実施できる。そのような温度と位相の変化は他の手段、例えば光の波長をコアに導入してコアに吸収させることでも可能であるが、必ずしも増幅ファイバ用のポンプ波長ではない。
【００１７】
ファイバー光学厚（ｏｐｔｉｃａｌ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）と、位相制御される性能は主として温度の関数としての屈折率と物理長の両方の変化で影響を受ける。時間関数としてのファイバ温度は取付形態及びポンプパワーの変化速度に影響を受ける。本発明の好適実施例では、位相制御の操舵と必要速度の光学変化を得るのに必要なポンプパワーの変動率が、モデル予想と実験データとに基いて予測された。ここに提供された予測値は光学厚に対する屈折率の貢献に焦点を当てている。
【００１８】
吸収されたポンプ放射線の変化に対するファイバ反応時間はｄ２／Ｄによって近似的に求められる。このｄはコア径であり、Ｄは熱拡散率である。８．４６／１０７ｍ２／秒の範囲のＤ値はデービス他により報告された（波長テクノロジー１６（６）、６／９８、ページ１０１３）。例えば、５μｍ径のコアの従来ファイバに対して、この関係は３０μ秒または３３ｋＨｚ程度のファイバから急速反応時間を予測する。τ＝３０μ秒反応時間に対しては、Ｐ＝１００ｍＷの吸収されたポンプパワーが約半分の波長シフトを提供するであろう［（τＰ／ρＣＶｄ２λ）＝０．５］。このρとＣＶはそれぞれその位相のファイバの密度と熱容量である。このファイバの遅速熱蓄積（０．２秒）で、同じシフト量が５ｍｍ程度に対して得られ、短パルスを同期させるのに必要な実際の時間遅延が達成可能である。本発明に対して予測される急速反応は、圧電トランスジューサ（典型的には５ｋＨｚ（２００μ秒）の反応制限を有する）のごとき従来位相処理装置の速度を超える。
【００１９】
数学的に予測される急速反応時間が実現可能であることを確認するため、本発明のコンセプトは２本の５μｍコアのネオジミウムファイバ間の単純な妨害を使用して証明された。実験装置は図５ａに図示されている。好適実施例によれば、干渉性放射線源１００であるＮｄ：ＹＡＧレーザは放射線をファイバカップラ１０２に送る。ファイバカップラ１０２は放射線源から干渉性放射線を複数のファイバアンプリファイア、この場合は第１ファイバアンプリファイア１０４ａと第２ファイバアンプリファイア１０４ｂに送る。図５ａでは第１ファイバ内の放射線は調節された８１０ナノｍのダイオードポンプレーザ１０６ａを使用して増幅され、第２ファイバは一定のポンプパワーで維持された８１０ナノｍダイオードポンプレーザ１０６ｂでポンプ処理される。ポンプパワーの調節で光検出器を使用して妨害フリンジ５００の観測が可能であった。
【００２０】
このようなファイバのポンプ処理効果は図５ｂに図示されている。ポンプ調節パワー１１．２ｍＷ、２０ｋＨｚ以下の調節周波数で、０．０５６波長（０．０５６λ）シフトが、調節されたアンプリファイア１０６ａでポンプ処理されたファイバアンプリファイア内にて放射線の位相において観測された。未調節アンプリファイア１０６ｂでポンプ処理されたファイバアンプリファイアは位相シフトされていない。さらに、図５ｂで示す高ポンプ調節周波数で位相シフトの振幅は減少する。これらの結果は理論的に予測された反応時間制限３３ｋＨｚとほぼ一致している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のファイバアンプアレイの２次元図であり、それぞれのファイバにカップリングされた個々のアンプポンプへのパワーを制御することで位相制御ができるものである。
【図２ａ】図１の位相処理されているファイバアンプアレイの側面図であり、アレイから発生する位相フロントの概略表示によって実施されている方向性シフトが図示されている。
【図２ｂ】位相処理されている縦横４列のファイバアンプアレイの端面図であり、角度での位相シフトを表す数字によって実施されている方向性シフトが図示されている。
【図３】本発明の１実施例であり、干渉性光源はファイバカップラによって複数のファイバアンプにカップリングされており、ファイバアンプは続くステップでさらに分割されている。
【図４】本発明の１装置であり、干渉性光源はファイバアンプアレイにカップリングされており、個々にカップリングされたアンプポンプによって位相制御されており、アレイの出力部分は活性フィードバックループのポンプ制御電子機器に戻されている。
【図５ａ】本発明の１装置であり、光源は単純な２本ファイバアレイに分割されており、１本のファイバは調整された増幅の作用を受け、他方のファイバは非調整増幅の作用を受けている。
【図５ｂ】１本のファイバの調整増幅を利用し、図５ａの装置のために記録された位相シフトを図示する。
【図２ｂ】
2004515052.tif 000003
【図５ｂ】
2004515052.tif 000004
【国際公開パンフレット】
2004515052.tif 000005
2004515052.tif 000006
2004515052.tif 000007
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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