(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超蛍光光源であって、
光ポンプと、
ドーパントを中に含むレーザ媒体とを含み、前記媒体は、前記光ポンプからのポンプ光によってポンピングされるとともに、互いに直交する第１および第２の偏光成分を有する増幅型自然放出（ＡＳＥ）を発生させ、前記ポンプ光は、前記ＡＳＥが前記第１の偏光成分と前記第２の偏光成分とで平均波長の異なるスペクトルを有するように該ＡＳＥの前記第１および第２の偏光成分に異なるゲインを与え、前記ＡＳＥは、前記媒体から第１および第２の方向に放出され、前記超蛍光光源はさらに、
前記光ポンプを前記媒体に光学的に結合する光カプラと、
前記媒体から前記第１の方向に放出されるＡＳＥを受けて、該ＡＳＥが前記媒体を通って前記第２の方向に伝搬し前記媒体から前記第２の方向に放出されるように該ＡＳＥを前記媒体に向けて反射するファラデー回転ミラーとを含み、前記ファラデー回転ミラーは、反射されたＡＳＥの各偏光成分の偏光を９０度回転させ、これにより、前記媒体から前記第１の方向に放出されるＡＳＥの前記第１の偏光成分を該ＡＳＥの前記第２の偏光成分として前記媒体を通って前記第２の方向に伝搬させるとともに、前記媒体から前記第１の方向に放出されるＡＳＥの前記第２の偏光成分を該ＡＳＥの前記第１の偏光成分として前記媒体を通って前記第２の方向に伝搬させ、前記ポンプ光は、前記媒体から前記第２の方向に放出される反射されたＡＳＥの前記第１の偏光成分が受ける正味のゲインと前記媒体から前記第２の方向に放出される反射されたＡＳＥの前記第２の偏光成分が受ける正味のゲインとが概ね等しくなるように、前記媒体を通って前記第２の方向に伝搬する反射されたＡＳＥの前記第１および第２の偏光成分に異なるゲインを与え、これにより前記超蛍光光源の出力の偏光依存性を低減させ、前記超蛍光光源はさらに、
前記超蛍光光源から前記第２の方向に放射されるＡＳＥの前記第１の偏光成分と前記超蛍光光源から前記第２の方向に放射されるＡＳＥの前記第２の偏光成分とをファイバオプティクジャイロスコープに入力するように構成される出力ポートを含む、超蛍光光源。
【請求項２】
前記媒体と前記結合器との間に減偏光子をさらに含む、請求項１に記載の光源。
【請求項３】
前記ミラーは前記光カプラに結合される、請求項１に記載の光源。
【請求項４】
前記ミラーは前記媒体に結合される、請求項１に記載の光源。
【請求項５】
光フィードバックを減じるよう、出力ポートに光アイソレータをさらに含む、請求項１に記載の光源。
【請求項６】
前記ファイバオプティクジャイロスコープは、前記出力ポートからの出力を受取る、請求項１に記載の光源。
【請求項７】
前記媒体は偏光を維持し、ポンプ光は、該ポンプ光の等しいパワーが前記媒体の複屈折軸に沿って発せられるような態様で前記媒体内に向けられる、請求項１に記載の光源。
【請求項８】
ポンプ光は直線偏光されて、前記媒体に、前記媒体の複屈折軸に対して４５度で導入される、請求項７に記載の光源。
【請求項９】
前記ドーパントはエルビウムである、請求項１に記載の光源。
【請求項１０】
前記超蛍光光源は、直交偏光成分のそれぞれのスペクトル出力間の平均波長差が減じられた出力を有する、請求項１に記載の光源。
【請求項１１】
前記超蛍光光源は、前記媒体の複屈折に対するどの偏光成分の平均波長の依存性も減じられた出力を有する、請求項１に記載の光源。
【請求項１２】
前記ミラーは、出力の偏光依存性をさらに減じるよう、吸収されなかったポンプ光を前記媒体を通じて反射する、請求項１に記載の光源。
【請求項１３】
前記媒体は光ファイバを含む、請求項１に記載の光源。
【請求項１４】
前記媒体は光導波管を含む、請求項１に記載の光源。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファイバ増幅型自然放出（amplified spontaneous emission；ＡＳＥ）光源に関し、より特定的には、ポンプ偏光およびファイバ複屈折における変化に対して安定な平均波長を有する超蛍光ファイバ光源に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ファイバＡＳＥ光源は、当該技術分野においてよく知られている。ＡＳＥ光源は、多くの用途のために広帯域の（たとえば、１０〜３０ナノメータ程度の）空間的にコヒーレントな光を提供するのに、有利に使用されている。たとえば、ＡＳＥ光源は、ファイバ・オプティック・ジャイロスコープへの入力としてのレーザ光を提供するのに使用されている。超蛍光ファイバ光源の例の説明としては、１９８９年５月、ＩＥＥＥ発行の、"Journal of Lightwave Technology," Vol. 7, No. 5に記載された、Emmanuel DesurvireおよびJ.R. Simpsonによる「エルビウムがドープされた単一モードファイバにおける自然放出の増幅（"Amplification of Spontaneous Emission in Erbium-Doped Single-Mode Fibers")」と題された記事を参照されたい。
【０００３】
ＡＳＥ光源は典型的に、ある長さの単一モードファイバを含み、その断面の一部（典型的にはコア）にイオン三価の希土類の元素がドープされている。たとえば、ネオジミウム（Ｎｄ3+）およびエルビウム（Ｅｒ3+）などの希土類が、単一モードファイバがレーザ媒体として作用するように、そのコアにドープするのに使用され得る。
【０００４】
ファイバは、その一方端でポンプ入力信号を受取る。このポンプ信号は典型的に、波長λpを中心とする比較的狭いスペクトルを有するレーザ信号である。ファイバコア内のイオンが波長λpの入力レーザ放射を吸収すると、それらイオンの基底状態にある電子が、イオンのより高いエネルギ状態へと励起される。ファイバの端部に十分なポンプパワーが入力されると、反転分布が生じ（すなわち、イオン内の電子がより低いレーザ状態よりも励起状態により多く存在するようになり）、ファイバの長さに沿って大量の蛍光が生成される。よく知られているように、蛍光（すなわち、異なる波長λsのフォトンの放出）は、電子が励起状態からより低いレーザ状態に自発的に戻ることによって、その励起状態から基底状態への移行中に、波長λsのフォトンが発せられることによって生じる。これらのフォトンは、ファイバを進むにつれてゲインによって増幅され、これが、増幅型自然放出（ＡＳＥ）となる。ファイバから波長λsで発せられる光は、非常に方向性のある光であって、これは従来のレーザ光と同様である。しかし、この放出が、従来のレーザの放出（すなわち、光共振器を組込むもの）と区別される１つの大きな特徴は、超蛍光ファイバ光源から発せられる光のスペクトルの内容が一般に、（典型的には数十ナノメータと）非常に幅が広いことである。この原理は、レーザ物理学においてよく知られており、何年にもわたって、エルビウム、ネオジミウムまたは他の希土類でドープされたシリカベースのファイバにおいて実験的にかつ理論的に研究されてきている。
【０００５】
ＡＳＥファイバ光源から発せられる光には多くの用途がある。たとえば、ある用途においては、ＡＳＥ光源の出力はファイバオプティックジャイロスコープに供給される。当該技術分野における熟練者にはよく理解される理由により、ファイバオプティックジャイロスコープは、平均波長が非常に安定な広帯域の光源で動作されねばならない。存在することがわかっている数種の広帯域の光源のうち、超蛍光ファイバ光源、特にエルビウムがドープされたファイバによる超蛍光ファイバ光源が、これまでのところ、慣性航法級のファイバオプティックジャイロスコープのための厳しい要件に見合う唯一の光源である。エルビウムがドープされたファイバ光源によって生成される光が広帯域幅であること、ならびに、エルビウムがドープされたファイバ光源の低いポンプパワー要件および優れた平均波長の安定性が、このような光源がファイバオプティックジャイロスコープに利用される主な要因である。
【０００６】
エルビウムがドープされたファイバにおいて、超蛍光ファイバ光源の放出は、両方向性である。すなわち、エルビウムイオン内で電子が基底状態に戻ることによって発せられる光は典型的に、そのファイバの両端から発せられる。Kalman他への米国特許番号第５，１８５，７４９号に記載されているように、十分な長さのエルビウムがドープされたファイバにおいては、逆方向（すなわち、ポンプ信号が伝搬するのとは反対の方向）に伝搬される光は、非常に効率が高い。したがって、エルビウムがドープされたＡＳＥ光源から発せられる光がファイバのポンプ入力端部から発せられる（すなわち、逆伝搬方向に発せられる）ように、エルビウムがドープされた光源を実現することが有利である。
【０００７】
ＡＳＥ光源は一般に、２つの構成のいずれかで実現される。第１の構成は１回通過（single-pass）（以下、「シングルパス」）ＡＳＥ光源と称され、この第１の構成においては、超蛍光光源出力パワーは２方向に発せられ、そのうち一方は使用されない。第２の構成は２回通過（double-pass）（以下、「ダブルパス」）ＡＳＥ光源と称され、この第２の構成においては、反射器がドープされたファイバの一方端に位置付けられ、これが超蛍光光源信号を反射することにより、超蛍光信号はファイバを通じて２回送られるようになる。ファイバは、超蛍光信号波長でゲインを得るため、ＡＳＥ信号はさらに増幅される。ダブルパス構成の１つの利点は、それがより強い信号を生成することである。ダブルパスＡＳＥ光源の構成はまた、１つのポートにおいてのみ（すなわち、一方方向に）出力を生成する。この構成の欠点は、ジャイロスコープからのフィードバック光信号を、レイジングを防ぐために（たとえば、光源とジャイロスコープとの間に位置付けられる光アイソレータを使用して）非常に低く保たねばならないことである。
【０００８】
ファイバオプティックジャイロスコープの応用例において、光源の性能の１つの重要な尺度は、その光源の平均波長の安定性である（たとえば、Kim他への米国特許番号第５，３５５，２１６号を参照されたい）。当該技術分野においてよく知られているように、光源の平均波長の安定性は、直接、ジャイロスコープのスケールファクタの安定性に結びつく。スケールファクタを正確に知ることは、ジャイロスコープの回転速度を正確に測定するために重要である。現時点において、ポンプ波長、ポンプパワー、温度およびジャイロスコープからの光フィードバック等のシステムパラメータが合理的に安定化されると仮定して、ポンプパワー、ポンプ波長、温度および光フィードバックレベルに対する平均波長の安定性が各々、数ｐｐｍ（parts per million）にまで減じられた、超蛍光ファイバ光源が存在する。しかし、特にハイグレードのファイバオプティックジャイロスコープ等のいくつかの応用例においては、全体として１ｐｐｍよりも良好な安定性が平均波長に望まれる。
【０００９】
超蛍光ファイバ光源（ＳＦＳ）の平均波長の非安定性に対して、偏光効果が重要な役割を果たしていることが最近わかってきた。ＳＦＳ出力の平均波長の偏光依存性は、J.L. Wagener他による数値モデル化によって予測されている。（J.L. Wagenerによる「エルビウムがドープされたファイバ光源および光センサのための増幅器（"Erbium doped fiber sources and amplifiers for optical sensors"）」、Ph.D. thesis, Applied Physics Department, Stanford University (March 1996)；J.L. Wagener、M.J.F. DigonnetおよびH.J. Shawによる「ファイバオプティックジャイロスコープのための高安定性ファイバ増幅器光源（"A High-Stability Fiber Amplifier Source for the Fiber Optic Gyroscope"）」、J. Lightwave Technol. Vol. 15, 1689-1694 (September 1997)；および、J.L. Wagener、D.G. Falquier、M.J.F. DigonnetおよびH.J. Shawによる「エルビウムがドープされたファイバにおける偏光効果をモデル化するためのミュラー行列形式論（"A Mueller Matrix Formalism for Modeling Polarization Effects in Erbium-Doped Fiber"）」、J. Lightwave Technol. Vol. 16, 200-206 (February 1998)を参照。これらはここに引用により援用される。）これらの研究は、ＳＦＳの平均波長がポンプ偏光にわずかに依存することを示している。この理由は、物理的な用語で以下のように説明することが可能である。すなわち、ファイバホストにおけるエルビウム（または、Ｎｄもしくは別の希土類等の別のドーパント）のイオンは、偏光に対して吸収および放出の固有の異方性を示す。たとえば、いくつかのエルビウムイオンは、他のものよりも所与の偏光をより強く吸収し、したがってそれらのエルビウムイオンは、それらの放出に関連して好ましい偏光を有する。この効果は、エルビウムがドープされたファイバが通常の態様で、すなわち、レーザダイオード等の非常に偏光された光源によってポンピングされた場合に、偏光依存型のゲインを生む。これが今度は、出力ＡＳＥ信号の、異なる平均波長を有する複数の直交する偏光成分を生むことにつながり得る。
【００１０】
【発明の概要】
本発明の一局面は、光ポンプおよびレーザ媒体を含む、超蛍光光源である。該レーザ媒体はドーパントを中に有し、増幅型自然放出（ＡＳＥ）を発生する。そのＡＳＥのスペクトルは、ＡＳＥの異なる偏光成分毎に異なる平均波長を有する。該媒体は、光ポンプからのポンプ光によってポンピングされる。光カプラは、該ポンプを該媒体に光学的に結合する。ファラデー回転ミラーは、該光源の出力の偏光依存性を減じる。該ミラーは媒体から発せられたＡＳＥを、媒体を通じて反射させる。出力ポートは、光源からのＡＳＥを結合する。一実施例においては、該光源はさらに、媒体とカプラとの間に減偏光子を含む。一実施例においては、ミラーは光カプラに結合される。一実施例においては、ミラーは媒体に結合される。一実施例においては、光アイソレータは出力ポートに位置付けられて光フィードバックを減じる。一実施例においては、ファイバオプティックジャイロスコープは、超蛍光光源からの出力を受取る。一実施例においては、媒体は偏光を維持し、かつ、ポンプ光は、ポンプ光の等しいパワーが媒体の複屈折軸に沿って発せられるように、媒体に向けられる。一実施例においては、ポンプ光は直線偏光され、媒体の複屈折軸に対して４５度の角度で媒体に導入される。一実施例においては、ドーパントはエルビウムである。一実施例においては、媒体における偏光依存性ゲインを減じることで、直交する偏光成分のそれぞれのスペクトル出力間の平均波長差が減じられる。一実施例においては、偏光依存性ゲインを減じることで、媒体の複屈折に対するどの偏光成分の平均波長依存性も減じられる。一実施例においては、ミラーは、吸収されなかったポンプ光を媒体を通じて反射させて、出力の偏光依存性をさらに減じる。一実施例においては、媒体は光ファイバを含む。一実施例においては、媒体は光導波管を含む。
【００１１】
【好ましい実施例の詳細な説明】
本発明を、光ファイバの形状の光導波管に関連して以下に説明する。ただし、他の種類の光導波管も、ここに説明する実施例の多くにおいて、光ファイバに有利に置き換えることができることを理解されたい。ここで使用する「固体（"solid state"）」という語は、光ファイバ等の光導波管を含む。ここに開示する実施例から得られる光出力は、ファイバオプティックジャイロスコープ内に有利に入力することが可能である。
【００１２】
ここに開示する実施例においては、ファラデー回転ミラー（ＦＲＭ）を利用するが、これは、（１）ドープされたファイバへの入力におけるポンプ源の偏光および（２）ファイバの複屈折に対する、ＳＦＳ出力の波長依存性を減じるためである。具体的には、標準的な反射器（すなわちＦＲＭ以外のもの）ではなくファラデー回転ミラーを使用する、ダブルパスのＳＦＳの実施例が開示されており、これによれば、１０ｐｐｍよりも優れた安定性を示す出力平均波長が得られる。ファイバの端部に位置付けられたＦＲＭは、反射された光の偏光の状態（ＳＯＰ）が、ファイバのどの地点においても、ファイバの複屈折や入力光のＳＯＰにかかわらず、入射光のＳＯＰに直交するようになるように、光を反射する。ここに開示した実施例に関連するＦＲＭの基本特性は、もしＦＲＭの表面に入射する光がある偏光状態ＳＯＰincを有している場合には、（同じ表面で）ＦＲＭによって反射される光が、ＳＯＰincに厳密に直交する偏光状態ＳＯＰrefを有するというものである。（たとえば、S. Yamashita、K．HotateおよびM. Itoによる「サーキュレータおよびファラデー回転ミラーを用いる、反射ファイバ増幅器の偏光特性（"Polarization properties of a reflective fiber amplifier employing a circulator and a Faraday rotator mirror"）」、J. Lightwave Techonol. Vol. 14, pp. 385-390, March 1996を参照。）たとえば、ＳＯＰincが垂直偏光されている場合、ＳＯＰrefは水平偏光し、ＳＯＰincが左回りの偏光状態である場合には、ＳＯＰrefは右回りの偏光状態となる、等である。このような効果をもたらすために、ＦＲＭは典型的に、ビスマス鉄ガーネット（bismuth iron garnet）等の磁気光学結晶と称される不可逆素子と、標準的な反射器とを続けて利用する。これは図１に示すとおりである。磁気光学結晶１５００は、結晶１５００の近傍に位置付けられた永久磁石１５０４によってもたらされる磁界内に位置付けられる。よく理解されている磁気光学効果によって、光が磁界内に置かれた磁気光学結晶を介して一方方向に進むときに、その光のＳＯＰはある角度＋ψだけ回転される。この角度＋ψは、結晶１５００の長さ（ならびに、光の波長および磁界の大きさ）に依存する。これに対し、逆方向に進む光のＳＯＰは、同じ角度＋ψだけ回転される。あるＦＲＭにおいて、この角度ψは４５度に選択される。たとえば、入射光のＳＯＰが直線かつ垂直である場合、（図１において左から右に）結晶１５００を通過した後には、それは＋４５度で線形となる。ミラー１５０８は、このＳＯＰを変化させることなく光を反射する。反射光は、今や＋４５度偏光されているが、この反射光が（今度は右から左へと）２度目に結晶１５００を通過した場合、結晶１５００はその偏光を再び＋４５度回転させる。したがって、結晶１５００の（左面における）出力においては、光は水平に偏光されている、すなわち、それは、入射光に対して９０度偏光されていることになる。この分析はどの偏光にも当てはまる。すなわち、任意の入射時のどのような偏光状態に対しても、反射された偏光状態はそれに対して直交する。
【００１３】
ファラデー回転ミラーは、たとえば、カリフォルニア州サンタクララ（Santa Clara, California）を拠点とする光ファイバ製造会社、ＥＴＥＫ等の、複数の販売業者から市販されている。本発明においては、ＦＲＭは有利に、単一モードのファイバに光学的に結合される。ＦＲＭをファイバに結合する光素子は好ましくは、光レンズの何らかの形状を有する。ここに開示する実施例において使用可能なＦＲＭの市販のモデルは、ファイバがピグテール様のＦＲＭを含み、その中には、光レンズおよびファイバが含まれかつ光学的に整合されている。これにより、光は、ユーザによって直接、ファイバ内に発することが可能となり、その光は同じファイバによって戻される。戻された光はその後、ユーザのファイバ回路の残りの部分に接続（splice）され得る。
【００１４】
ＦＲＭをＳＦＳ構成に組込んだ２つの実施例を図２および図３に示す。図２は、順方向のダブルパス構成を示す。これは、光源１５２６（たとえばレーザダイオード）によってポンピングされる、ある長さのエルビウムがドープされたファイバ（ＥＤＦ）１５２０を含み、光源１５２６とファイバ１５２０とは波長分割多重（ＷＤＭ）カプラ１５３２で互いに結合されている。ＦＲＭ１５３８はＷＤＭカプラ１５３２に結合され、ＦＲＭとＥＤＦ１５２０とが、図２に示すように、カプラ１５３２の両側に位置付けられる。光アイソレータ１５４２は、ＥＤＦ１５２０の出力端部に位置付けられて、その端部からＳＦＳ内への光フィードバックを減じる。従来の順方向ダブルパスＳＦＳにおいては、ＦＲＭではなく標準的な反射器が使用される（たとえば、P.F. Wysocki、M.J.F. Digonnet、B.Y. KimおよびH.J. Shawによる「干渉センサ応用のための、エルビウムがドープされた超蛍光ファイバ光源の特性（"Characteristics of Erbium-Doped Superfluorescent Fiber Sources for Interferometric Sensor Applications"）」、IEEE J. Lightwave Technol. 12, pp. 550-567, March 1994を参照）。ＡＳＥ出力は、ファイバオプティックジャイロスコープ（ＦＯＧ）１５４６に有利に入力することが可能である。
【００１５】
図２に示すようなダブルパスＳＦＳにおいては、ＳＦＳから結合される光は、反転したエルビウムイオンの自然放出および誘導放出による、２つの異なる超蛍光寄与（contributions）を含む。第１の寄与は、順方向の超蛍光、すなわち、ポンプ光の進行方向、図２においては左から右方向に生成された蛍光信号である。この第１の寄与は、ＥＤＦ１５２０を介して１回だけ進む。第２の寄与は、逆方向の超蛍光、すなわち、ポンプ光の伝搬とは反対方向、図２においては右から左方向に生成された信号であって、これは、反射器１５３８によって順方向に反射されかつＥＤＦ１５２０によって増幅されてから、ＳＦＳから出ていく。この第２の寄与は、ＥＤＦ１５２０を２回通って増幅されたことになり、したがって典型的に、順方向の成分よりも遥かに大きなパワーを保持する。このため、図２に示されるダブルパスＳＦＳの出力は、そのほぼすべてが、ファイバ１５２０を２回通った光で構成されることになる。
【００１６】
図３には、逆方向のダブルパスＳＦＳ構成を示す。ここでは、ＦＲＭ１５３８と光アイソレータ１５４２の位置が、図２におけるそれらの位置とは互いに反対にされている。この場合もやはり、ＡＳＥの出力は、ファイバオプティックジャイロスコープ（ＦＯＧ）１５４６に有利に入力することが可能である。図３に示す実施例においては、ＦＲＭ１５３８が正しく設計されていれば、ＦＲＭ１５３８に向かって進む間にＥＤＦ１５２０によって吸収されなかったポンプ光は、ＦＲＭ１５３８によって反射されてＥＤＦ１５２０を介して戻される。そこで、ポンプ光がさらに吸収されて、反射器１５３８がない場合に得られたであろうものよりもより高い反転分布およびゲインが得られる。図３の実施例においては、吸収されなかったポンプ光が再利用（recycle）されるため、この構成では、同じポンプパワーが使用されると仮定して、図２の実施例におけるよりもより高いＳＦＳ出力を得ることが可能となる。いずれの実施例においても、ＡＳＥ信号は再利用されるので、シングルパスＳＦＳ構成を利用した場合よりもより短い長さのＥＤＦ１５２０を使用して、任意のＳＦＳ出力パワーを得ることが可能である。したがって、図２および図３に示す実施例はいずれも、コストおよび小型化の観点から、シングルパスの構成よりもより魅力的である。
【００１７】
図２の実施例の一局面は、右から左に進むＡＳＥが、ＦＲＭ１５３８によって反射されて反対方向に進むＡＳＥに対して、厳密に直交することである。このことは、ファイバ回路におけるすべての地点において当てはまる。たとえば、ＦＲＭ１５３８の効果は、ＥＤＦ１５２０に沿ってどの地点においても、（ＦＲＭ１５３８に入射する、右から左に進む）逆方向の超蛍光のＳＯＰが、（ＦＲＭ１５３８から反射された、左から右に進む）反射された蛍光のＳＯＰに直交するようにすることである。これは、ＦＲＭ１５３８が、（ＷＤＭカプラ１５３２の入力ファイバ等の）標準的な低い複屈折のファイバであってそれに沿って複屈折が温度変化および圧力変化等の環境の擾乱によっていくぶん変化し得るようなファイバに、ピグテール接続されている場合にもそうである。この段落における考察はまた、図３の実施例にも当てはまる。
【００１８】
この特性によって、ＳＦＳからの出力の平均波長は、ポンプ光の偏光におけるばらつきに対して比較的安定となる。このことを、物理的な考察によって以下に説明する。図２を参照して、一般性を損なうことなく、ＥＤＦ１５２０の全長に沿って垂直偏光される、ポンプ源１５２６からの光の単純な仮定を考察する。ＥＤＦ１５２０の逆方向の超蛍光は、ここではＡおよびＢとして示される２つの偏光成分を有する。複屈折を無視できると仮定して、成分ＡはＥＤＦ１５２０を介して右から左に進む際に垂直偏光する、すなわち、それはポンプの偏光に対して平行であって、ゲインｇparを受ける。これに対し、成分ＢはＥＤＦ１５２０を介して（やはり右から左に）進む際に水平偏光される、すなわち、ポンプの偏光に対して垂直である。このため、偏光に依存するゲインのために、成分Ｂは異なる（わずかに低い）ゲインｇperpを受ける。ＦＲＭ１５３８によって反射された後に、成分Ａの偏光は、＋９０度回転される、すなわち、それは水平に偏光されるようになる。これに対し、成分Ｂの偏光もまた＋９０度回転されて、垂直に偏光されるようになる。成分ＡがＥＤＦ１５２０を介して２度目に進むときに、その偏光は今やポンプ偏光に対して垂直であって、それはゲインｇperpを受ける。成分Ａは、ＥＤＦ１５２０を１回目に通ったときに既にゲインｇparを受けているので、２回通り終えた時点で得られた合計ゲインは、ｇA＝ｇpar＋ｇperpとなる。同様に、成分ＢがＥＤＦ１５２０を２回目に通るとき、その偏光は今やポンプ偏光に対して平行であって、それはゲインｇparを受ける。成分Ｂは、ＥＤＦ１５２０を１回目に通ったときにゲインｇperpを既に受けているので、成分Ｂが２回通り終えた時点で得られた合計ゲインは、ｇB＝ｇperp＋ｇparとなる。これはｇAと等しい。正味の結果として、超蛍光のどちらの偏光成分も同じゲインを得たことになり、したがって、それらは同じスペクトルを示す。この理由付けは、どのような任意のポンプ偏光にも当てはまる。したがって、図２においては、ＦＲＭ１５３８において反射された、ＳＦＳを出る光の平均波長（出力に対するダブルパスの寄与）は、ポンプ光の偏光に対して比較的鈍感である。しかし、図２においてＳＦＳから出る光は、ＥＤＦ１５２０を左から右に１回のみ通ったＡＳＥもまた含む。この光の平均波長は、ポンプ光の偏光に対して通常の依存性を示すであろうが、ＳＦＳ出力のこの１回のみ通過した、すなわちシングルパスの成分の強度は、ＥＤＦ１５２０を２回通過した（２度増幅される）光の強度よりも遥かに低い。この正味の効果として、図２の実施例から得られる全体的な出力の平均波長は、ポンプ偏光に対して比較的安定になる。これらの結果に合致する、この実施例から得られるＡＳＥ出力のシミュレーションを、以下に説明する。
【００１９】
図３の実施例のスペクトル出力は、図２のそれよりも、少なくとも２つの理由によってより安定である。第１に、図３においては、ポンプ源１５２６からのポンプ光は、ＦＲＭ１５３８によって反射されるので、反射されたポンプ光の偏光は、ＥＤＦ１５２０に沿ってどの地点においても、順方向に伝搬する（入射する）ポンプ光の偏光と厳密に直交する。すなわち、ＥＤＦは双方向に有効にポンピングされ、反対方向に伝搬するそれら信号は、直交する偏光状態を有する。このため、ダブルパス成分の平均波長は、ポンプ偏光のばらつきに対してなおさらに鈍感になる。第２に、図３における実施例は、ＳＦＳ出力に対するシングルパスＡＳＥ寄与が、双方向にポンピングされるＥＤＦによって生成されるように構成される。したがって、このシングルパス成分の平均波長は、ポンプ偏光のばらつきに対してより鈍感になる。
【００２０】
にもかかわらず、図３のＳＦＳからの出力は、以下の複数の理由により、その平均波長がポンプ偏光にいくぶんまだ依存することが予測される。まず、順方向に進行するポンプパワーは、（順方向に進行するポンプ光のいくぶんかがＥＤＦを１回目に通過する際に吸収されるために）逆方向に進むポンプパワーよりも大きい。ただし、この差は、ポンプパワーが非常に大きくかつＥＤＦ１５２０がブリーチ（bleach）された場合には大いに減じられる。また、ＥＤＦにおけるゲインは、（ポンプと逆方向に伝搬する）逆方向におけるよりも、（ポンプとともに進む）順方向における方がわずかに低い。一般に、これら２つの効果は、互いに部分的に補償されるにすぎない。
【００２１】
一般に、ポンプ光の偏光状態（ＳＯＰ）は、ファイバの複屈折に依存する期間Ｌbで、ＥＤＦ１５２０に沿って周期的に変化するものと予測され得る。典型的な低い複屈折のファイバにおいては、この期間Ｌbは、数十センチメートル以上の範囲である。同様に、ＥＤＦを通じて進むＡＳＥ信号のすべての周波数成分のＳＯＰもまた、ＥＤＦに沿って、Ｌbとは異なる期間Ｌb′で周期的に変化する。この差は主に、ポンプおよびＡＳＥ信号が異なる波長を有するという事実に基づいて生じる。したがって、ＥＤＦ１５２０に沿って周期的な場所において、ポンプ光およびＡＳＥ信号の所与の周波数成分は、平行な（直線または円）偏光を有し、これに対し、ＥＤＦに沿った他の周期的な場所においては、ポンプおよびＡＳＥ信号のその所与の周波数成分は、直交する（直線または円）偏光を有する。お互いに平行な偏光および直交する偏光のこれらの場所間の距離が、たとえばＥＤＦ１５２０のポンプ吸収長さよりもはるかに短い等のように十分に短い場合には、この所与のＡＳＥ周波数成分は、その所与の周波数成分の偏光に対して平行および直交するよう交互に偏光されるポンプ光によって、ゲインを受けるであろう。このため、ＥＤＦ１５２０に沿ったポンプ光の偏光のばらつきによって生じるゲインのばらつきが、平均化されることになる。端的に言えば、すべてのＡＳＥ信号周波数成分は、ポンプ光およびＡＳＥ信号がＥＤＦ１５２０の全長に沿って平行なままであった場合よりも、その偏光依存性ゲイン（ＰＤＧ）がより小さくなる。その結果として、一般に見られるＥＤＦ内の複屈折の存在が、ＰＤＧを減じることになる。したがって、ＥＤＦ１５２０内の複屈折によって、直交する偏光のＳＦＳスペクトルの平均波長間の差（ここではΔで表わす）が、ＥＤＦを通じてＡＳＥおよびポンプ光が固定された相対偏光を有する場合に見られるよりも、より低い値へと減じられる。この事実の必然的な結果として、ＥＤＦ１５２０の全長にわたって直線偏光を有するポンプ光は、偏光に依存するゲインおよびΔの量（これは、ＳＦＳスペクトル出力の平均波長の安定性の尺度である）を減じるのには望ましくない、ということになる。
【００２２】
ＥｒがドープされたＳＦＳの出力スペクトルは、ＥＤＦに沿ったポンプおよび超蛍光ＳＯＰの両方の放出を説明するコンピュータコードでモデル化された。（上述のWagener他を参照されたい。）図４は、図２の構成における光スペクトルおよび、図２の構成においてＦＲＭ１５３８を標準的なミラーに置き換えた場合の光スペクトルを示す。これらの計算において、ポンプパワーは（１４８０ｎｍで）３０ｎＷとされ、ファイバの長さは６メートルとされた。ファイバパラメータは、標準的なＥＤＦパラメータがとられた。すなわち、１５３０ｎｍにおけるファイバのピーク小信号吸収は２３．７ｄＢ／ｍとされ、ポンプモードの有効領域をエルビウムイオンの濃度で乗じた積をエルビウムイオンの励起状態における寿命によって除したものとして規定されるファイバ飽和パラメータは１．３×１０+16／ｍ／ｓとされた。エルビウムイオンの離心係数（eccentricity coefficient）は０．６とされた。この係数は、J.L. Wagenerによる「エルビウムがドープされたファイバ光源および、光センサのための増幅器（"Erbium doped fiber sources and amplifiers for optical sensors"）」、Ph.D. thesis, Applied Physics Department, Stanford University (March 1996)；および、J.L. Wagener、D.G. Falquier、M.J.F. Digonnet、およびH.J. Shawによる「エルビウムがドープされたファイバにおける偏光効果をモデル化するためのミュラー行列形式論（"A Mueller Matrix Formalism for Modeling Polarization Effects in Erbium-Doped Fiber"）」、J. Lightwave Technol. 16, 200-206 (February 1998)において規定され説明されている。ここに表わしたシミュレーションにおけるポンプの偏光は、ＥＤＦ１５２０の全長に沿って直線（「ｘ」偏光として規定される）とされた。図４において最も高い曲線は、ＦＲＭの代わりに標準的なミラーを使用して、ポンプの偏光に沿って偏光された（ｘ偏光の）ＡＳＥの出力スペクトルである。最も低いスペクトルは、やはり標準的なミラーを使用する、ポンプの偏光に垂直に偏光された（ｙ偏光の）ＡＳＥの出力スペクトルである。予測されるように、この２つのスペクトルは非常に大きく異なる。これら２つのスペクトルの平均波長間の計算された差（Δ）は、約１００ｐｐｍである。
【００２３】
これに対し、図２の実施例においてＦＲＭを使用した場合には、同様の計算から、これらｘおよびｙの偏光に対するＡＳＥのスペクトルが非常に近似することがわかる（図４を参照）。これら２つのスペクトルに対するΔはわずか１５ｐｐｍであり、これは、上述の予測された効果に合致する。すなわち、ＦＲＭ１５３８が、直交する偏光のＡＳＥスペクトルを等しくするように働くのである。しかし、上述のように、これらの計算において仮定される直線のポンプ偏光は、最も望ましくないポンプ偏光構成であって、実際に作用するどのようなＳＦＳにおいても、ポンプ光はＥＤＦ１５２０の長さに沿って、直線偏光を維持することはない。したがって、実際には、Δは、図２のＦＲＭの実施例においても、その標準的な反射器を使用する変形例においても、どちらの場合にもシミュレーションによって示されるΔよりもより低い（すなわちより良い）結果が得られることになる。
【００２４】
図５は、図２に示す順方向のダブルパスＳＦＳに関する、上述のコンピュータコードおよび仮定を使用した、ＥＤＦ１５２０の長さに対するΔの予測される依存性を示す。図５における上方の曲線は、ＦＲＭの代わりに標準的なミラーを使用する一実施例についての計算値を表わし、下方の曲線は、ＦＲＭを使用する一実施例についての計算値を表わす。すべてのＥＤＦの長さに対して、ＦＲＭは、ファイバの長さが増すにつれて一般的に増加する大きなファクタによって、Δを減じる。たとえば、１０ｍ長さのＥＤＦに対して、このファクタはおよそ１８である。ただし、実際に作動する実施例においては、ファイバの最大長さは他の考慮事項によって制限され得ることを理解されたい。
【００２５】
ＥＤＦの長さもまた、図６に示すように、ＳＦＳによって発せられるパワーに影響を与える。図６は、ＥＤＦの長さに対する、ＳＦＳによって発せられるＡＳＥパワーのシミュレーションを図示するグラフ図である。当該技術分野においてよく知られているように、出力パワーを最大にするＥＤＦ長さが存在する。（上述のものと同じ仮定を図６を生成するのに使用して）ここにモデル化される具体的なファイバおよびポンプパワーについては、最適なＥＤＦ長さは４〜６ｍの範囲内である。図６はまた、ＳＦＳにおいてＦＲＭが使用されようとも標準的なミラーが使用されようとも、出力パワーは同じであることを示す。したがって、ここに示す実施例を実現する１つの方法は、所与のポンプパワーに対してＳＦＳの出力パワーを最大にするＥＤＦ長さを選択することである。そうすれば、ＦＲＭを使用する場合、標準的なミラーを使用して達成され得るよりも、Δがより減少される結果となる（この例においては６．５倍、図５参照）。別の方法は、この最適値よりも長いＥＤＦ長さを選択することである。これによれば、出力パワーはわずかに低くなるであろうが、Δはより小さくなる（すなわち、ポンプ偏光に対して平均波長の安定性がよりよくなる）。たとえば、１０ｍのＥＤＦ長さでは、出力パワーはほんの１０％程度減じられるのみである（図６参照）が、偏光依存性のファクタは約２．８倍減じられる（図５参照）。実際には、最適なファイバ長さは、特定の応用における要件によって決定され得る。
【００２６】
上述のコンピュータコードを使用したシミュレーションの結果を図７に示す。ここでは、逆方向ダブルパス構成をシミュレートした場合にその範囲のファイバ長さでコンピュータコードを用いた論理的予測の計算が収束する、制限された範囲のファイバ長さにわたるシミュレーションの結果を示す。モデル化された特定のファイバについては（ファイバパラメータは上述のものと同じとして）、コンピュータコードを用いた論理的予測の計算が収束した最大のファイバ長さは約３ｍであった。曲線（５）は、図２に示す順方向構成から出力されるＳＦＳをモデル化したものであり、ここでは、ＡＳＥのみがＦＲＭ１５３８によってＥＤＦ１５２０を通じて反射される（この曲線は、図５の下方の曲線の一部である）。曲線（１）は、図２の順方向構成においてＦＲＭ１５３８を標準的な反射器（すなわち、ＦＲＭでないもの）に置換した場合に出力されるＳＦＳをモデル化したものである。この場合もやはり、ＡＳＥのみが反射される（この曲線は、図５の上方の曲線の一部である）。曲線（４）は、図３の逆方向構成から出力されるＳＦＳをモデル化したものであり、ここでは、ＡＳＥとポンプ光との両方がＥＤＦ１５２０を介して反射される。曲線（６）は、図３の逆方向構成において２色性のＦＲＭを使用した場合に出力されるＳＦＳをモデル化したものである。この場合、ポンプ光はＥＤＦ１５２０を介して反射されることはないが、ＡＳＥはＥＤＦ１５２０を介して反射される。曲線（２）は、図３の逆方向構成においてＦＲＭ１５３８をＡＳＥおよびポンプ光の両方をＥＤＦ１２０を通じて反射する標準的な反射器に置換した場合に出力されるＳＦＳをモデル化したものである。曲線（３）は、図３の逆方向ＳＦＳ構成において、ＦＲＭ１５３８をＥＤＦ１５２０を通じてＡＳＥは反射するがポンプ光は反射しない標準的な（ＦＲＭでない）２色性の反射器に置換した場合に出力されるＳＦＳをモデル化したものである。
【００２７】
予測されるように、Δは一般に、曲線（１）についてよりも曲線（２）についての方が結果はより悪くなる。これは、標準的な反射器では、反射されたポンプ光が入射ポンプ光と同じ偏光を有するので、反射ポンプ光がより高いＰＤＧに、かつしたがってより高いΔに寄与するためである。（該コンピュータコードは、ファイバ内に何ら複屈折がないものと仮定し、したがって、ポンプ光の偏光はＥＤＦの長さに沿って直線となる。）ポンプ光がＥＤＦ１５２０を通じて反射されない場合（曲線（３）を参照）、Δは曲線（２）の場合よりも小さいと予測されるが、未だ調査中の何らかの理由によって、該コンピュータコードは曲線（３）に示されるような、より大きなΔを予測する。
【００２８】
ＥＤＦ１５２０を通じてポンプ光を反射するＦＲＭ１５３８を利用した逆方向ＳＦＳ構成（曲線（４））は、予測されるように、ＦＲＭ１５３８を利用する順方向ＦＳＦ構成（曲線（５））よりも実質的によりよい結果（より小さいΔ）を生む。逆方向構成において２色性のＦＲＭを使用することによってポンプ光が反射されない場合（曲線（６））には、この逆方向ＳＦＳは、曲線（５）に示される順方向構成とほぼ同じΔを示す。この予測は、順方向構成に対する逆方向構成の基本的な改善が、ポンプ光を反射し得るという点にあるためである。ポンプの反射を取除けば、Δは実質的に、順方向構成において得られた値に戻る。
【００２９】
図７はまた、ＦＲＭの使用によってΔが、標準的なミラーを使用した光源と比較して、３メートルのファイバについては約７倍（逆方向構成）、２メートルのファイバでは約１７倍の約７ｐｐｍにまで（曲線（２）に対する曲線（４））実質的に減じられることを示す。
【００３０】
図８は、ＳＦＳの別の実施例を示す。ここでは、ポンプ源１５２６の偏光に対する出力の波長依存性を減じるために、ＦＲＭ１５３８を利用している。図２および図３に示した実施例とは異なり、この実施例は、偏光を維持するエルビウムがドープされたファイバ（ＰＭ  ＥＤＦ）１５２０′および、偏光を維持するＷＤＭカプラ１５３２′を使用する。ここでもやはり、出力端部において光アイソレータ１５４２が使用される。この実施例においては、ポンプ源１５２６からのポンプ光はＰＭ  ＷＤＭカプラ１５３２′内に結合され、それにより、ＰＭ  ＥＤＦに入射するポンプ光の偏光は、ＥＤＦ１５２０′の２つの複屈折軸の各々上で等しいパワーを保持する。これは、たとえば、ＰＭ  ＷＤＭカプラ１５３２′の出力ファイバをＰＭ  ＥＤＦ１５２０′に（たとえばスプライシングその他によって）取付けることによって達成することが可能であり、それにより、それらの複屈折軸は互いに対して４５度とされる。この場合、直線偏光するポンプは、その偏光が、ＰＭ  ＷＤＭカプラ１５３２′の複屈折軸のうち一方に整合して発せられねばならない。別の方法は、ＰＭ  ＷＤＭカプラ１５３２′の出力ファイバをＰＭ  ＥＤＭ１５２０′に（やはりスプライシングその他によって）取付けることであって、それにより、それらの複屈折軸が整合される。この場合、ポンプ偏光は、ＰＭ  ＷＤＭカプラ１５３２′の複屈折軸に対して４５度で発せられねばならない。ＥＤＦ１５２０′への入力におけるポンプ偏光は必ずしも直線ではなく、それら２つの複屈折軸内に等しいパワーを発することのできる多数の偏光のうちどのような偏光（たとえば円偏光）であってもよい。
【００３１】
上述のように、ポンプ光および、ＡＳＥ信号の種々の周波数成分の、両方のＳＯＰは、ＥＤＦ１５２０′の長さに沿って周期的に、しかし異なる周期で変化し、それにより、ＰＤＧが減じられる。したがって、図８のＳＦＳは、２つ以上の態様でＰＤＧを減じる。第１の方法は、ＦＲＭの存在によってである。第２の方法は、ＥＤＦにおける複屈折の存在によってである。ＰＭファイバは、ＰＭファイバ以外の標準的なファイバよりもはるかに短いうなり長さ（beat length）を、かつしたがって、より短い差Ｌb−Ｌb′を有するので、偏光の平均化効果は、図８のＰＭ構成の場合の方がより強くなる。このために、図８の実施例においては、Δは、図２および図３における実施例と比較してよりさらに減じられる。図８に類似した実施例であって、カプラ１５３２′の他方側にＦＲＭを有する実施例もまた、同様の利点を生む。
【００３２】
ＦＲＭを使用するＳＦＳ実施例のプロトタイプを図９に示す。ファイバがピグテールされた半導体レーザ１６００からの１４８０ｎｍのポンプ光が、ＷＤＭファイバカプラ１６０８の左上のポート１６０４を介して、ＥＤＦ１５２０に結合された。第１の偏光コントローラＰＣpump１６２０は、ポンプ源１６００とＷＤＭカプラ１６０８との間に位置付けられて、ファイバ１５２０内に発せられるポンプ光の偏光にばらつきを与えた。ＳＦＳのポンプ端部上の反射器１６２４は、ＡＳＥの波長において高い反射性を有し、標準の（ＦＲＭでない）高反射器（high reflector、ＨＲ）またはファラデー回転ミラーのいずれかとされた。該反射器１６２４は、図９に示すように、ＷＤＭカプラ１６０８の左下のポート１６２８に取付けられた。全測定期間中、ポンプパワーおよびポンプ波長は一定に保たれた。
【００３３】
ＷＤＭカプラ１６０８は、ＥＤＦ１５２０からのＡＳＥの大半を反射器１６２４に伝送する一方で、ポンプ光の大半をＥＤＦ１５２０へと結合するように設計され、したがって、この実施例はダブルパスＳＦＳとされた。ＥＤＦ１５２０からのＡＳＥ出力は、偏光感知測定システム１６３４によって分析された。これは、第２の偏光コントローラＰＣpol１６３８を含み、その続きに、偏光ファイバ１６４２（これは偏光子として働く）および、光アイソレータ１５４２を含んだ。光アイソレータ１５４２を出たＡＳＥ光は光ファイバ１６４６を通じて進み、ＡＳＥ出力の光スペクトルを得るために、光スペクトルアナライザ（ＯＳＡ）１６５０内に結合された。コンピュータ１６５４がこのスペクトルを記録し、その平均波長を計算した。これら獲得および計算の動作は、ほぼ５〜１０秒ごとに一回行なわれた。
【００３４】
ＡＳＥ出力の平均波長の、偏光に対する依存性が、可能な偏光状態すべてにわたって、２つの偏光コントローラ１６２０および１６３８を一度に１つずつ調節することによって調べられた。偏光コントローラＰＣpol１６３８は、偏光子１６４２によって伝送されたＡＳＥ出力のその成分におけるばらつきを可能にし、それにより、ＯＳＡ１６５０が、ＡＳＥ出力の２つの直交する直線成分の各々の、平均波長を分析できるようにした。同様に、偏光コントローラＰＣpump１６２０の役割は、ＥＤＦ１５２０内に発せられるポンプ光の偏光を変化させることであり、かつしたがって、ポンプ偏光の変動の、ＳＦＳ出力の所与の直線偏光成分の平均波長に対する効果を評価することであった。
【００３５】
第１の一連のテストが長さ６メートルのＥＤＦ１５２０に対して行なわれた。これら測定の結果を下に表１に示す。標準的なＨＲを反射器１６２４として使用した場合、ＰＣpump１６２０をすべての可能な偏光状態にわたって調節したときに測定されたピークツーピークの平均波長のばらつきは１６ｐｐｍであったのに対し、ＰＣpol１６３８を調整したときのばらつきは４０ｐｐｍであった。換言すれば、ＰＣpump１６２０の所与の位置に対して、ダブルパスＳＦＳの出力はわずかに偏光され、Δは４０ｐｐｍであった。ＳＦＳ出力の所与の偏光成分の平均波長はまた、ポンプ偏光に対して敏感であり、１６ｐｐｍだけばらつきがあった。ＦＲＭを反射器１６２４として使用した場合には、この４０ｐｐｍの数値も１６ｐｐｍの数値も、１０ｐｐｍに減じられ（下の表１を参照）、Δを減じるのにＦＲＭを使用するのが有効であることを示した。
【００３６】
これらの測定は、１５メートル長さのＥＤＦに対しても繰返され、図５に示した理論的な結果から示唆されるように、より長いＥＤＦの方がΔがより減少することが検証された。１５メートルのＥＤＦで得られた結果を下の表２に表わす。
【００３７】
【表１】
0004031187.tif 000002
理論によって予測された傾向通り、ＨＲを反射器１６２４として使用し、かつＰＣpol１６３８を調節した場合、１５ｍ長さのＥＤＦについては、Δは４０ｐｐｍから４５ｐｐｍに増加した。ＦＲＭを反射器１６２４として使用してＰＣpol１６３８を調節した場合には、Δは、３．５ｐｐｍを下回る測定結果となった（これは、この計器におけるノイズの最低値に近似する）。Δのポンプ偏光に対する依存性については、１８ｐｐｍから２２ｐｐｍへとわずかに増加することがわかったが、計器のノイズの最低値（約３ｐｐｍ）を考えると、この増加は大きなものではない。１５ｍのＥＤＦに関するデータは、より長いＥＤＦ１５２０を使用することによって、出力の偏光の度合いがより大幅に（３．５ｐｐｍまで）減じられ、出力パワーにおける減少はわずかであることを示している（図６参照）。ＰＣpolの実験的に判定された値を図５のグラフに表わす。
【００３８】
図９のＦＲＭ  ＳＦＳにおいてＰＣpump１６２０を調節したときに見られた比較的大きな残留Δは、該して、ＷＤＭカプラ１６０８における偏光に依存した損失（ＰＤＬ）から生じる。このＰＤＬは、０．１ｄＢと測定された。すなわち、ポンプ波長におけるカプラ伝送は、直線入力ポンプ偏光の配向に対して０．１ｄＢだけ変化した。したがって、ＰＣpump１６２０を調節した場合、ＥＤＦ１５２０内に発せられるポンプパワーは、０．１ｄＢだけ、または０．７５ｍＷだけ変化した。平均値波長がポンプパワーに依存することはよく知られている。このソースについては、６メートルのＥＤＦ  ＳＦＳについては２０ｐｐｍ／ｍＷだけ変化し、１５メートルのＳＦＳについては６０ｐｐｍ／ｍＷだけ変化するようシミュレートされた。これらの数値を０．７５ｍＷで乗ずることにより、それぞれ、１５ｐｐｍおよび４５ｐｐｍが得られ、これらは表１および表２における傾向に当てはまる。このような望ましくない効果は、ＷＤＭカプラ１６０８とＥＤＦ１５２０との間にライオット減偏光子（Lyot depolarizer）を設置することによって修正され得る。
【００３９】
本発明の好ましい実施例をここに開示したが、当業者においては、前掲の請求の範囲に規定された本発明の範囲および精神から離れることなく、これらに変更および修正を加えることができることが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ファラデー回転ミラー（ＦＲＭ）の概略図である。
【図２】  ポンプ源の偏光の変化に対する出力の波長依存性が減じられる、順方向にポンピングされる超蛍光ファイバ光源（ＳＦＳ）を示す図である。
【図３】  ポンプ源の偏光の変化に対する出力の波長依存性が減じられる、逆方向にポンピングされる超蛍光ファイバ光源（ＳＦＳ）を示す図である。
【図４】  ＳＦＳ光源内の反射器としてＦＲＭまたは標準的な（ＦＲＭでない）ミラーのいずれかが選択される、順方向ダブルパスのエルビウムがドープされたＳＦＳ光源からの直交するＡＳＥ偏光の出力スペクトルのシミュレーションを示す図である。
【図５】  ファイバの端部においてＦＲＭまたは標準的なミラーのいずれかを使用するダブルパスＳＦＳ光源の波長の安定性を、エルビウムがドープされたファイバの長さの関数として計算し、実験的なデータ点として表わす図である。
【図６】  順方向ダブルパスのエルビウムがドープされたＳＦＳ光源からの増幅自然放出（ＡＳＥ）の合計パワーを、ファイバの長さの関数として理論的に予測した値で表わす図である。
【図７】  ダブルパスのエルビウムがドープされた種々のＳＦＳ光源からの出力の、直交するＡＳＥ偏光の平均波長における差の、理論的な予測値を表わす図である。
【図８】  偏光を維持する（ＰＭ）エルビウムがドープされたファイバ（ＥＤＦ）を使用することにより、スペクトル出力の波長安定性を制御する一助として複屈折効果を用いる、ダブルパスのＳＦＳ光源を示す図である。
【図９】  順方向ダブルパスのエルビウムがドープされたＳＦＳ光源からのスペクトル出力の波長安定性を調べるための、実験用セットアップを表わす図である。
【符号の説明】
１５２０  エルビウムがドープされたファイバ、１５２６  ポンプ源、１５３２  波長分割多重（ＷＤＭ）カプラ、１５３８  ファラデー回転ミラー、１５４２  光アイソレータ、１５４６  ファイバオプティックジャイロスコープ（ＦＯＧ）。
【図１】
0004031187.tif 000003
【図２】
0004031187.tif 000004
【図３】
0004031187.tif 000005
【図４】
0004031187.tif 000006
【図５】
0004031187.tif 000007
【図６】
0004031187.tif 000008
【図７】
0004031187.tif 000009
【図８】
0004031187.tif 000010
【図９】
0004031187.tif 000011