Eo変調器シリーズ：レーザー技術における環状ファイバーループ

「環状繊維リング」とは何ですか？それについてどれくらいご存知ですか？

定義：光が何度も循環できる光ファイバーリング

環状繊維リングは光ファイバーデバイス光が何度も往復できる。主に長距離光ファイバー通信システムで使用される。有限の長さであっても光ファイバー信号光は、何度も巻き付けることで非常に長距離にわたって伝送できます。これは、信号光の品質に影響を与える有害な影響や光学的非線形性を研究するのに役立ちます。

レーザー技術では、環状ファイバーループを使用して、レーザ特に線幅が非常に小さい場合（<1kHz）に有効です。これは、自己ヘテロダイン線幅測定法の拡張であり、自身から基準信号を得るための追加の基準レーザーを必要とせず、長いシングルモードファイバーを使用する必要もありません。自己ヘテロダイン検出技術の問題点は、必要な時間遅延が線幅の逆数と同程度であるため、線幅がわずか数kHz、1kHz未満であっても非常に長いファイバーが必要になることです。

図1：環状繊維リングの概略図。

光ファイバーループを使用する基本的な理由は、中程度の長さのファイバーでは光がファイバー内を何度も周回するため、長い時間遅延が得られるからです。異なるループで伝送された光を分離するために、ループ内に音響光学変調器を使用して特定の周波数シフト（例えば100MHz）を発生させることができます。この周波数シフトは線幅よりもはるかに大きいため、ループ内を異なる周回数で周回した光を周波数領域で分離することができます。光検出器オリジナルレーザー光そして、周波数シフト後の光のうなりを利用して線幅を測定することができる。

ループ内に増幅器がない場合、音響光学変調器と光ファイバーにおける損失が非常に大きくなり、数周回すると光強度が著しく減衰します。これは、線幅測定時のループ数を著しく制限します。この制限を解消するために、ループに光ファイバー増幅器を追加することができます。

しかし、これによって新たな問題が生じます。異なるターンを通過する光は完全に分離されていますが、ビート信号は異なる光子ペアから発生するため、ビートスペクトル全体が変化します。光ファイバーリングは、これらの影響を効果的に抑制するように適切に設計できます。最後に、環状ファイバーループの感度は、ノイズによって制限されます。光ファイバー増幅器データ処理においては、光ファイバーの非線形性や非ローレンツ線も考慮する必要がある。