DE60126098T2

DE60126098T2 - Blauer laser auf der grundlage von wechselwirkungen in einer faser

Info

Publication number: DE60126098T2
Application number: DE60126098T
Authority: DE
Inventors: J. Thomas Menlo Park KANE; L. Gregory San Francisco KEATON
Original assignee: Lightwave Electronics Corp
Current assignee: Lightwave Electronics Corp
Priority date: 2000-06-29
Filing date: 2001-06-12
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2021-06-13
Also published as: WO2002003513A8; EP1307953A1; ATE352114T1; DE60126098D1; JP4180364B2; JP2004503098A; EP1307953B1; CN1451195A; KR100813354B1; CN1218447C; US6614815B1; WO2002003513A1; KR20030095956A; EP1307953A4

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft allgemein nichtlineare Optik. Insbesondere betrifft sie die Erzeugung von Blaulicht für Dreifarben-Laserlichtquellen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Farbanzeigen benötigen häufig drei getrennte Quellen zum Erzeugen der drei Grundfarben von Licht. Die Intensitäten der drei Grundfarben können dann verändert und gemischt werden, um verschiedene Farben in einem Farbbild zu erzeugen. Die Wahrnehmung des Auges von Farbe hängt mit der Reaktion drei verschiedener Arten von Zellen in der Netzhaut zusammen. Jede Art von Zelle reagiert auf einen anderen Bereich des elektromagnetischen Spektrums.
Für den speziellen Zweck von Anzeige- oder Projektionssystemen beträgt die beste Wellenlänge für "blaues" Licht ungefähr 450 nm (im Vakuum). Solches Licht wird vom menschlichen Auge als eine purpur-blaue Farbe im Gegensatz zu einem reinen Blau wahrgenommen. "Reines" Blaulicht ist typischerweise durch eine Wellenlänge im Bereich von ungefähr 460 nm bis ungefähr 480 nm gekennzeichnet. Der Grund für die Verwendung von 450 nm kann anhand des Farbdreiecks von 1 erklärt werden. Wenn drei Farben gegeben sind, die im Farbdreieck zu finden sind, können durch Addition nur Farben erzeugt werden, die sich im Innern eines Dreiecks befinden, dessen Eckpunkte auf diesen drei Farben liegen. Aus 1 ist klar ersichtlich, dass eine Wellenlänge von 450 nm ideal ist. Ein auf einer Wellenlänge von 470 nm basierendes Anzeigesystem würde eine Situation erzeugen, in der eine Zahl von gut gesättigten Purpur- und Rot-Purpurtönen außerhalb des Dreiecks liegen und daher für das Anzeigesystem nicht zugänglich sind.
Ein einziger Laser mit einem Ausgang mit den drei Farben Rot, Grün und Blau, wäre für Projektionsanzeigen wertvoll. Die Entwicklung solcher Laser wurde durch Schwierigkeiten bei der Erzeugung von Blaulicht mit ausreichenden Leistungsniveaus für die Verwendung in einer Anzeige behindert. Eine aktueller Ansatz für die Erzeugung von hohen Leistungsniveaus bei Blaulicht umfasst die Verwendung von Nd:YAG-Lasern, die bei 1064 nm arbeiten. Der Ausgang des Lasers wird mit einem nichtlinearen Kristall auf 532 nm frequenzverdoppelt. Der frequenzverdoppelte Ausgang pumpt dann einen OPO. Eine der OPO-Ausgangswellenlängen wird dann mit dem 532-nm-Licht summiert, um das Blau zu erzeugen. Es werden also 2 nichtlineare Schritte in 2 getrennten Kristallen benötigt, um Blaulicht aus infrarotem Laserlicht zu erzeugen. Da jeder Schritt Kristalle benötigt und einen begrenzten Wirkungsgrad hat, ist das Gesamtsystem teuer und ineffizient. Darüber hinaus benötigen Nd:YAG-Laser Wasserkühlung und Resonatorstrukturen, die Komplexität, Umfang und Kosten des Systems noch erhöhen.
Es besteht daher Bedarf an einem kompakten, effizienten und kostengünstigen Blaulaser für rot/grün/blaue Anzeigen.
Eine Faservorrichtung gemäß der Definition in der Präambel von Anspruch 1 ist aus US-A-5892615 bekannt.
AUFGABEN UND VORTEILE
Dementsprechend ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Blaulichtquelle für Projektionsanzeigen bereitzustellen. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Blaulaser bereitzustellen, der weniger und weniger kritisch ausgerichtete Bauteile verwendet als bisherige Systeme. Es ist eine zusätzliche Aufgabe der Erfindung, eine Blaulichtquelle bereitzustellen, die nur einen einzigen Kristall nutzt.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Aufgaben und Vorteile werden von einer Vorrichtung und einem Verfahren zum Erzeugen von Blaulicht und einer Faservorrichtung, mit einem Mittel zum Unterdrücken der Verstärkung bei einer unerwünschten Wellenlänge erreicht. Die Erfindung ist durch die Ansprüche definiert. Die Vorrichtung umfasst allgemein eine Licht erzeugende Faservorrichtung, die optisch mit einem optischen Oberwellengenerator gekoppelt ist. Die Faservorrichtung erzeugt Strahlung auf einem Leistungsniveau, das zum Betreiben des optischen Oberwellengenerators ausreicht. Der optische Oberwellengenerator erhöht eine Frequenz der Strahlung, um eine blaue Ausgangsstrahlung zu erzeugen. Bei der Faservorrichtung kann es sich um einen Oszillator oder einen Verstärker handeln, wie beispielsweise ein mit Neodym dotierter, mantelgepumpter Faserverstärker. Die Faservorrichtung kann von einer Pumpquelle mit hoher Intensität gepumpt werden, um die Verstärkung der Strahlung mit blauer Oberwelle zu erhöhen. Um bei Verwendung des Übergangs bei kurzer Wellenlänge von Nd:Glas-Fasern einen akzeptablen Wirkungsgrad zu erhalten, bleibt die Pumpleistung vorzugsweise entlang im Wesentlichen der ganzen Länge der Faser über 50 Watt/mm². Die Leistung der Pumpstrahlung bei einem Fasereingang ist vorzugsweise größer als ungefähr 100 Watt/mm² und noch besser ungefähr 500 Watt/mm² oder größer, je nach Pumpkonfiguration.
Wenn es sich bei der Faservorrichtung um einen Faserverstärker handelt, kann optional ein Oszillator mit dem Faserverstärker gekoppelt werden. Der Oszillator erzeugt Quellstrahlung. Der Faserverstärker verstärkt die vom Oszillator erzeugte Strahlung. Geeignete Oszillatoren umfassen modengekoppelte Laser basierend auf Übergängen in Nd:Glas, Nd:Vanadat, Nd:YLF und anderen Nd-Materialien und gepulste Halbleiterlaser.
Die Faservorrichtung erzeugt typischerweise Infrarotstrahlung mit einer Frequenz, die eine Oberwelle im blauen Bereich des sichtbaren Spektrums hat. Der optische Oberwellengenerator erzeugt mittels einem nichtlinearen Oberwellenerzeugungsprozess Blaulicht aus dem Infrarotlicht. Die Faservorrichtung kann Mittel zum Unterdrücken von Strahlung umfassen, deren Oberwellen nicht blau sind. Solche Mittel umfassen Dotierstoffe, Fasergitter und dichroitische Spiegel. In einer speziellen Ausführungsform unterdrückt das Verstärkungsunterdrückungsmittel die Verstärkung bei 1,05 μm, ohne die Verstärkung bei 0,91 μm zu unterdrücken.
Ein erstes alternatives Mittel zur Unterdrückung der optischen Verstärkung umfasst eine Faser mit einem Kern, der von einem Mantel umgeben ist, wobei ein Tunnelmantel zwischen dem Mantel und dem Kern angeordnet ist. Licht einer unerwünschten Wellenlänge tunnelt entlang der Länge der Faser aus dem Kern. Die Faser hat daher keine gebundenen Moden mit der unerwünschten Wellenlänge. Ein zweites alternatives Mittel für die Unterdrückung der optischen Verstärkung umfasst eine Faser, die zu einem derartigen Biegeradius gebogen wurde, dass die durch die Biegung verursachten wellenlängenabhängigen Verluste die Strahlung der unerwünschten Wellenlänge dämpfen.
Die Faservorrichtung und die Blaulaservorrichtung finden Anwendung als Lichtquellen für dreifarbige Leuchtanzeigen. Auf den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung basierende Lichtquellen können Blaulicht mit einer Ausgangsleistung in der Größenordnung von 1 Watt und mehr erzeugen.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 zeigt ein Farbdreieck, dass die Lage der Farben zeigt;
2A zeigt ein vereinfachtes Schema eines Blaulasers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2B zeigt einen schematischen Querschnitt einer Faser, wie sie im Laser von 2A verwendet wird;
3A zeigt ein Brechungsindexprofil einer herkömmlichen Faser;
3B–3C zeigen Brechungsindexprofile zum Abweisen unerwünschter Wellenlängen vom Kern einer Faser gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4A zeigt die Dämpfung gegenüber der Biegewellenlänge für eine gewickelte Faser;
4B zeigt eine Ausführungsform einer Blaulaserquelle mit einer gewickelten Faser zum Unterdrücken der Verstärkung bei einer unerwünschten Wellenlänge; und
5 zeigt ein vereinfachtes Schema eines Anzeigesystems gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Obwohl die nachfolgende ausführliche Beschreibung viele Einzelheiten zum Zweck der Veranschaulichung enthält, wird jeder mit durchschnittlichen Fachkenntnissen einsehen, dass viele Abwandlungen und Veränderungen der nachfolgenden Angaben im Umfang der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert ist, liegen. Dementsprechend werden die nachfolgenden Ausführungsformen beschrieben, ohne dass die beanspruchte Erfindung an Allgemeingültigkeit verliert oder ihr Einschränkungen auferlegt werden.
Wenn nicht ausdrücklich anders angegeben, können in der nachfolgenden Diskussion die Wörter "ein" bzw. "eine" als "ein/e oder mehr" ausgelegt werden. Für die Zwecke der nachfolgenden Diskussion bezieht sich "Blaulicht" allgemein auf elektromagnetische Strahlung mit einer Frequenz von zwischen ungefähr 6,7 × 10¹⁴ Hz und 6,3 × 10¹⁴ Hz (Wellenlänge im Vakuum ungefähr 430 bis 480 nm). "Grünlicht" bezieht sich auf Strahlung mit einer Frequenz von zwischen ungefähr 5,9 × 10¹⁴ Hz und 5,5 × 10¹⁴ Hz (Wellenlänge im Vakuum ungefähr 510 bis 550 nm). "Rotlicht" bezieht sich auf Strahlung mit einer Frequenz von zwischen ungefähr 4,8 × 10¹⁴ Hz und 4,2 × 10¹⁴ Hz (Wellenlänge im Vakuum ungefähr 620 bis 720 nm).
1. BLAULASER
2A zeigt ein vereinfachtes Schema einer Blaulaservorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Laser 200 umfasst allgemein eine mit Neodym dotierte, mantelgepumpte lichterzeugende Faservorrichtung 202, die optisch mit einem Oberwellengenerator 220 gekoppelt ist. Die Faservorrichtung 202 kann einen Faseroszillator, einen Faserverstärker oder beides umfassen. Der Oberwellengenerator 220 erzeugt eine Oberwelle zweiter oder höherer Ordnung einer Quellstrahlung 205 von der Faservorrichtung 202. Die erzeugte Oberwelle zweiter oder höherer Ordnung der Quellstrahlung 201 ist durch eine Wellenlänge im Vakuum gekennzeichnet, die der Farbe Blau entspricht und wird als blaue Ausgangsstrahlung 203 bezeichnet.
In einer speziellen Ausführungsform umfasst die Faservorrichtung 202 einen Faserverstärker 210. Der Faserverstärker 210 empfängt optische Leistung in der Form von Quellstrahlung 201 von einem Oszillator 230. Der Faserverstärker 210 verstärkt die optische Leistung vom Oszillator 230 auf ein Niveau in der Größenordnung von 1 Watt oder mehr. Bei dem Oberwellengenerator 220 kann es sich beispielsweise um einen Second-Harmonic Generator handeln, der die Frequenz des Ausgangs des Verstärkers 210 verdoppelt, um blaue Ausgangsstrahlung 203 zu erzeugen. Für Projektions- oder Anzeigeanwendungen ist die blaue Strahlung vorzugsweise durch eine Wellenlänge im Vakuum von zwischen ungefähr 440 nm und ungefähr 460 nm gekennzeichnet. Beispielsweise verstärkt ein mit Neodym dotierter Faserverstärker 210 vorzugsweise Strahlung mit einer Wellenlänge, die einer halben Oberwelle von Blau entspricht (0,91 ÷ 2 = 0,455 Mikron). Alternativ kann der Oberwellengenerator 220 Oberwellen höherer Ordnung der Quellstrahlung 201 erzeugen, beispielsweise dritte Oberwellen usw. um blaue Strahlung zu erzeugen.
Der Faserverstärker 210 umfasst allgemein eine optische Faser 212 mit einem Kern 214 aus mit Neodym dotiertem Glas. 2B zeigt schematische Querschnitte der optischen Faser 212. Die Faser 212 umfasst allgemein den Kern 214, der von einem Mantel 217 mit inneren und äußeren Mantelschichten 216 bzw. 218 umgeben ist. Die Mantelschicht 216 und der Kern 214 sind optisch mit einer Pumpquelle 240 gekoppelt. Die Pumpquelle 240 kann eine oder mehrere Hochleistungs-Pumpdioden umfassen, beispielsweise mit einer Wellenlänge nahe 0,80 Mikron. Wegen der dreistufigen Beschaffenheit des Übergangs in Nd:Glas erzeugt die Pumpquelle 240 vorzugsweise Pumpstrahlung 205 mit einer Intensität, die ein wesentlicher Bruchteil einer Sättigungsintensität des Pumpübergangs ist, z. B. ungefähr 500 Watt/mm². Eine derartige Pumpquelle 240 wird hierin allgemein als High Brightness-Pumpquelle bezeichnet.
Zum Verstärken der Quellstrahlung 201 wird ein üblicherweise als "Mantelpumpen" bezeichnetes Verfahren angewandt. In einem Mantelpumpverfahren ist der Kern 214 ein Einmodenkern, der von einer inneren Mehrmoden-Mantelschicht 216 umgeben ist, die ihrerseits von der äußeren Mantelschicht 218 umgeben ist. Der Kern 214 ist mit Neodym (Nd) dotiert. Ein Mehrmoden-Pumpstrahlungssignal 205 mit relativ hoher Leistung, das von der Pumpquelle in den inneren Mantel 216 und den Kern 214 aufgegeben wird, wird im Wesentlichen in der Mehrmoden-Mantelschicht eingeschlossen und geleitet. Die Pumpstrahlung 205 breitet sich entlang der inneren Mehrmoden-Mantelschicht 216 aus und kreuzt dabei wiederholt den Kern 214. Der mit Nd dotierte Kern 214 absorbiert Energie von der Pumpstrahlung 205. Die absorbierte Energie wird im Kern in Laserausgangsstrahlung 208 umgewandelt. Demnach wird nur sich im Kern ausbreitendes Licht verstärkt.
Neodym-Glas hat bekannterweise eine Verstärkungswirkung bei einer Wellenlänge von 0,91 Mikron, seine Verstärkung bei 1,05 Mikron ist jedoch höher. Eine ähnliche Situation liegt bei Nd:YAG-Laserkristallen vor, bei denen die Verstärkung bei 1,06 Mikron höher ist als bei 0,946 Mikron. Es ist wünschenswert, die Verstärkung bei 1,05 und 1,06 Mikron zu unterdrücken, da die zweiten Oberwellen von 1,05-Mikron-Strahlung und 1,06-Mikron-Strahlung, d.h. 525-nm- bzw. 530-nm-Strahlung nicht blau sind. Es können Mittel zur Verstärkungsunterdrückung bei Wellenlängen mit zweiten Oberwellen, die nicht blau sind, erforderlich sein, um zu verhindern, dass Nebenschwingungen bei diesen Wellenlängen alle Leistung aus dem Verstärker 210 ausziehen.
In Anbetracht der obigen Ausführungen sind zwei Bedingungen für den effizienten Betrieb bei Verwendung des Übergangs bei kurzer Wellenlänge, z. B. 0,91 Mikron von Nd:Glas wünschenswert. Eine erste Bedingung ist, dass die Faser 212 verteilte Verlustmittel aufweist, die die 1,05-Mikron-Strahlung vom hoch verstärkenden, unerwünschten Übergang bei langer Wellenlänge viel mehr dämpfen als sie die Strahlung vom erwünschten Übergang bei kurzer Wellenlänge dämpfen. Eine zweite Bedingung ist, dass die Intensität der Pumpstrahlung 205 bei einer Wellenlänge nahe 800 nm relativ hoch ist. Um bei Verwendung des Übergangs bei kurzer Wellenlänge von Nd:Glas-Fasern einen akzeptablen Wirkungsgrad zu erhalten, bleibt die Pumpintensität vorzugsweise entlang im Wesentlichen der ganzen Länge der Faser über 50 Watt/mm². Da die Leistung in der Faser exponentiell absorbiert wird und für einen guten Wirkungsgrad typischerweise eine Absorption nahe 90% gewünscht wird, beträgt die Leistung der Pumpstrahlung vorzugsweise ungefähr 500 Watt/mm² oder mehr am Fasereingang 207, wenn die Pumpstrahlung 205 einmal die Faser 212 durchläuft. Die mindestens erforderliche Pumpintensität kann auf ungefähr 250 Watt/mm² reduziert werden, wenn die an einem entfernten Ende 209 der Faser 212 austretende Pumpstrahlung 205 zurückreflektiert wird, so dass sie zur Faser 212 zurückkehrt. Die Intensität der Pumpstrahlung 205 kann außerdem reduziert werden, wenn beispielsweise an beiden Enden der Faser 212 identische Pumpen verwendet werden. Im Allgemeinen erzeugen die Pumpquellen, z. B. die Pumpquelle 240 genügend Pumpleistung, so dass die Pumpstrahlung 205 eine Intensität von 50 Watt/mm² oder mehr in der Faser 212 und eine Intensität von 100 Watt/m² oder mehr am Eingang zur Faser 212 hat.
Pumpintensitäten von ungefähr 100 Watt/mm² oder mehr sind erst seit Kurzem erhältlich. Eine Pumpquelle, die weitläufig für Diodenpumpen verwendet wird ist eine SDL-3460-P6 Diode von SDL in San Jose, Kalifornien. Diese Pumpquelle liefert 16 Watt Leistung aus einer Blende mit 0,6 mm Durchmesser. Die Pumpintensität, d.h. die Leistung geteilt durch die Blendenfläche beträgt ungefähr 57 Watt/mm². Das ist allgemein unzureichend zum Pumpen des Übergangs bei kurzer Wellenlänge von Nd:Glas-Fasern, selbst bei doppelendigem Pumpen und Unterdrückung des Übergangs bei 1,05 Mikron. Eine neuere Ausführung einer Faserpumpe ist von LIMO in Dortmund, Deutschland erhältlich. Diese Diodenquelle hat eine Leistung von ungefähr 25 Watt aus einer Faser mit 0,2 mm Durchmesser. Die entsprechende Intensität beträgt ungefähr 795 Watt/mm². Das ist mehr als ausreichend, um den Übergang bei kurzer Wellenlänge von Nd:Glas zu pumpen, selbst bei einendigem Pumpen.
Bei Lasern, die den Übergang bei kurzer Wellenlänge von Nd:Glas nutzen (z. B. 910 nm), müssen zugunsten von Wellenlänge bzw. Pumpintensität Einbußen bei der jeweils anderen Größe hingenommen werden. Bei einem 3-stufigen Übergang mit erheblicher Wellenlängenbreite, wie dem Übergang bei kurzer Wellenlänge von Nd:Glas, erfordern kürzere Wellenlängen eine intensivere Pumpquelle zum Erreichen der Verstärkung, da ein größerer Anteil der Atome zum Erreichen der Verstärkung invertiert werden muss. Bei sehr geringen Pumpintensitäten, z. B. 50 Watt/mm² oder weniger, ist die Verstärkung nur bei Wellenlängen von mehr als 920 nm möglich. Um eine Verstärkung im Bereich zwischen 900 nm und 920 nm zu erreichen, sind typischerweise Pumpintensitäten von ungefähr 100 Watt/mm² oder mehr erforderlich. Mit noch höheren Pumpintensitäten können noch kürzere Wellenlängen erhalten werden.
Wie oben festgestellt, ist es häufig nützlich und manchmal notwendig, die Verstärkung eines unerwünschten Übergangs bei langer Wellenlänge in einer Faservorrichtung zu unterdrücken. Eine Möglichkeit zum Unterdrücken der Verstärkung bei unerwünschten Wellenlängen ist durch im Mantel 217 angeordnete Dotierstoffe. Beispielsweise kann der Mantel 217 Dotierstoffe enthalten, die Strahlung absorbieren, die von einem ⁴F_3/2- bis ⁴I_11/2-Atomübergang ausgestrahlt wird, was einer Wellenlänge im Vakuum von 1,05 Mikron für Neodym Glas und 1,06 Mikron für Nd:YAG entspricht. Vorzugsweise sind die Dotierstoffe außerdem durchlässig für Strahlung, die von einem ⁴F_3/2- bis ⁴I_9/2-Atomübergang ausgestrahlt wird, was 0,91 Mikron in Neodym Glas und 0,946 Mikron in Nd:YAG entspricht. Solche Dotierstoffe umfassen Ionen wie beispielsweise Yb³⁺, Dy³⁺, Pr³⁺, Tm²⁺ und Sm³⁺ und V³⁺.
Alternativ kann die Verstärkung bei unerwünschten Wellenlängen mittels Gittern oder Spiegeln unterdrückt werden. Beispielsweise kann die Faser 212 einen Brechungsindex n haben, der sich entlang ihrer Länge periodisch ändert, um Gitter zu bilden. Durch geeignetes Verändern des Index der Faser 212 können die Gitter gewisse Wellenlängen von Licht aus der Faser herausreflektieren, während sie andere durchlassen. Bei Fasergittern sind Maxima von n typischerweise durch einen Abstand getrennt, der ungefähr die Hälfte der Wellenlänge des unerwünschten Lichts in der Faser beträgt. Die Gitter sind üblicherweise mit einem nicht senkrechten Einfall relativ zur Faserachse ausgerichtet. Solche Gitter verwerfen die unerwünschten Wellenlängen aus dem Kern 214 der Faser 212. Die Faser 212 kann außerdem dichroitische Spiegel umfassen, die an die Enden der Fasern gekoppelt sind. Die Spiegel lassen Wellenlängen in einem unerwünschten Bereich, z. B. 1,05 Mikron, durch und reflektieren andere Wellenlängen, z. B. 0,91 Mikron in die Faser zurück.
Verfahren zum Unterdrücken unerwünschter Wellenlängen sind in 3A–3C dargestellt.
Ein typischer Faserkern, der von einem einzigen Mantel, mit einem relativ zu dem des Kerns reduzierten Index umgeben ist, hat bei einer beliebigen Wellenlänge mindestens einen gebundenen Modus. 3A zeigt einen Graph 300 des Brechungsindex n gegenüber dem radialen Abstand r von der Mitte einer typischen optischen Faser. Die Kernregion 302 hat einen höheren Brechungsindex als die Mantelregion 304. An der Grenzfläche 306 zwischen der Kernregion 302 und der Mantelregion 304 findet totale interne Reflexion statt. Wenn jedoch eine schmale Region mit niedrigerem Brechungsindex als der der Mantelregion 304 die Kernregion 302 umgibt, kann Licht aus der Kernregion heraus tunneln. In einer solchen Situation ist es möglich, dass Licht mit gewissen Wellenlängen keine gebundenen Moden hat.
Die Situation ist schematisch im Graph 310 von 3B dargestellt. In 3B hat eine Faser eine Kernregion 312, die von einer Tunnelmantelregion 313 umgeben ist. Eine Mantelregion 314 umgibt die Tunnelmantelregion 313 und die Kernregion 312. Der Kern ist durch einen Brechungsindex n_core und einen Radius r_c gekennzeichnet. Die Mantelregion 314 ist durch einen Brechungsindex n_cl und eine Dicke t_cl gekennzeichnet. Die Tunnelmantelregion 313 ist durch einen Brechungsindex n' und eine Dicke t' gekennzeichnet. Allgemein gilt n' < n_cl < n_core. Ein derartiges Brechungsindexprofil wird manchmal als "W"-Profil bezeichnet. Die Ausbreitung von Strahlung in Fasern mit derartigen Profilen wird von Michael Monerie in "Propagation in Doubly Clad Single-Mode Fibers" (Ausbreitung in doppelt ummantelten Einmodenfasern), IEEE Journal of Quantum Electronics QE-18 (1982) S. 525, das durch Literaturhinweis hierin enthalten ist, und Literaturhinweisen darin, ausführlich beschrieben. Wenn die Werte von n_core, n_cl, n', r_c, t_cl und t' so gewählt werden, dass ein durchschnittlicher zum Quadrat erhobener Brechungsindex <n²(r)> < n_cl ², dann gibt es eine Grenzwellenlänge λ_c, für die Licht mit Wellenlängen (im Vakuum), die größer sind als λ_c keine gebundenen Moden hat. Unerwünschte Wellenlängen über λ_c werden entlang ihrer Länger aus der Faser heraus gestreut, während gebundene Moden von erwünschten Wellenlängen unter λ_c in der Faser zurückgehalten werden. Im Allgemeinen ist die Tunnelmantelregion 313 dick genug, dass <n²(r)> < n_cl ², aber dünn genug, um für effizientes Tunneln der unerwünschten Wellenlängen zu sorgen. Daher ist es durch korrektes Auslegen des Brechungsindexprofils einer Faser möglich, ein "W"-Profil zu erhalten, wobei 0,91 μm < λ_c < 1,05 μm. Für eine derartige Faser hat Licht mit einer Wellenlänge von 1,05 μm keinen gebundenen Modus und verlässt den Kern der Faser entlang ihrer Länge. Licht der Wellenlänge 0,91 μm hat einen gebundenen Modus, der von der Faser eingeschlossen wird, d.h. der in oder nah beim Kern der Faser bleibt. Der Gesamteffekt besteht darin, dass die unerwünschte 1,05-μm-Strahlung verworfen wird, während die erwünschte 0,91-μm-Strahlung behalten wird.
Eine spezielle Ausführungsform einer praktischen Anwendung dieses Prinzips nutzt eine dreifach ummantelte Faser, die durch das Brechungsindexprofil 320 in 3C veranschaulicht wird. Die Faser umfasst allgemein eine Kernregion 322, die von einer Tunnelmantelregion 323 umgeben ist. Eine Pumpmantelregion 324 umgibt die Kernregion 322 und die Tunnelmantelregion 323. Eine äußere Mantelregion 326 umgibt die Kernregion 322, die Tunnelmantelregion 323 und die Pumpmantelregion 324. Der Kern ist durch einen Brechungsindex n_core und einen Radius r_c gekennzeichnet. Die Tunnelmantelregion 323 ist durch einen Brechungsindex n' und eine Dicke t' gekennzeichnet. Die Pumpmantelregion 324 ist durch einen Brechungsindex n_pc und eine Dicke t_pc gekennzeichnet. Der äußere Mantel ist durch einen Brechungsindex n_oc und eine Dicke t_oc gekennzeichnet. Der äußere Mantel kann von Luft mit einem Brechungsindex von ungefähr 1,0 umgeben sein. Allgemein gilt, n' < n_pc < n_core und n_oc < n_pc. Bei einer derartigen Konfiguration kann die unerwünschte Strahlung aus der Kernregion 322 heraus tunneln. Die totale interne Reflexion an einer Grenzfläche 325 zwischen dem Pumpmantel 324 und dem äußeren Mantel 326 schließt die Pumpstrahlung ein, um für effizientes Pumpen der Kernregion 322 zu sorgen.
Hier ist <n²(r)> definiert als:
wobei r_pc für einen Abstand von der Achse der Faser steht, der innerhalb des Pumpmantels liegt und A für eine Querschnittsfläche der Faser innerhalb von r_pc der Achse steht. Wenn die Faser beispielsweise einen kreisförmigen Querschnitt hat, gilt A = πr_pc2. Der Radius r_pc ist typischerweise größer als einige unerwünschte Wellenlängen.
Ein alternatives Verfahren zum Unterdrücken unerwünschter Wellenlängen ist anhand von 4A–4B beschrieben. Das alternative Verfahren basiert auf der Tatsache, dass das Wickeln einer Faser wellenlängenabhängige Verluste erzeugt. 4A zeigt einen Graph 440 der Dämpfung gegenüber der Wellenlänge λ für eine gewickelte Faser. Hier wird die Dämpfung in dB gemessen. Die Dämpfung nimmt mit zunehmender Wellenlänge abrupt zu. Der abrupte Anstieg 402 in der Dämpfungskurve teilt die Wellenlängenachse effektiv in eine schwach gedämpfte Region 404 und eine stark gedämpfte Region 406. Es stellt sich heraus, dass die Lage des abrupten Anstiegs 402 und damit der Grenze zwischen dem schwach gedämpften und dem stark gedämpften Bereich vom Biegeradius der gewickelten Faser abhängt. Daher kann durch angemessenes Biegen einer gewickelten Faser die Faser unerwünschte lange Wellenlängen dämpfen, jedoch nicht erwünschte kürzere Wellenlängen. Beispielsweise kann durch angemessene Wahl des Biegeradius eine gewickelte Faser so ausgelegt werden, dass sie Strahlung mit 1050 nm (d.h. 1,05 Mikron) dämpft, aber nicht Strahlung mit 910 nm (d.h. 0,91 Mikron).
4B zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Blaulaservorrichtung mit einer gewickelten Faser zum Unterdrücken der optischen Verstärkung bei einer unerwünschten Wellenlänge. Die Vorrichtung umfasst allgemein eine mantelgepumpte Faservorrichtung 420. Die Faservorrichtung 420 umfasst allgemein eine optische Faser 422, die um einen Dorn mit Radius R gewickelt ist. Der Radius des Dorns 424 bestimmt einen Biegeradius der Faser 422 zur Unterdrückung der Verstärkung bei einer unerwünschten Wellenlänge, z. B. 1050 nm, wie vorangehend beschrieben. Für die Verstärkungsunterdrückung im Infraroten ist R typischerweise in der Größenordnung von 10 mm. Die Dämpfung von Strahlung durch Biegen von optischen Fasern ist von Sakai et al. in Applied Optics 17 (1978) S. 1499, das durch Literaturhinweis hierin enthalten ist, ausführlich beschrieben. Eine Pumpe 410 liefert Pumpstrahlung für die Faservorrichtung 420. Die Pumpe 410 ist optisch mit einem Mantel der Faser 422 gekoppelt, um für Pumpen, wie vorangehend anhand von 2B beschrieben, zu sorgen. Eine optionale Quelle 412 liefert Strahlung an einen Kern der Faser 422. Die Faservorrichtung 420 kann mit einem Oberwellengenerator 430 gekoppelt sein, um blaue Strahlung zu erzeugen, z. B. durch Verdoppeln von 910-nm-Infrarotstrahlung.
Vorangehend beschriebene Verfahren zum Unterdrücken der Verstärkung bei unerwünschten Wellenlängen beruhen auf der Tatsache, dass der Verstärkungsunterdrückungseffekt bei Wellenlängen eintritt, die länger sind als die erwünschte Wellenlänge. Darüber hinaus wird der Fachmann erkennen, dass es möglich ist, den Tunnelmantelansatz von 3B–3C mit dem Biegeansatz von 4A–4B zu kombinieren, um ein Mittel zum Verwerfen unerwünschter Wellenlängen bereitzustellen, während andere behalten werden.
In 2A umfasst der Oberwellengenerator 220 typischerweise einen nichtlinearen Kristall mit einem Material wie Lithiumniobat (LiNbO₃), Lithiumtantalat (LiTaO₃), Lithiumborat (LiBO₃), Kaliumniobat, periodisch gepoltes Lithiumniobat (PPLN), periodisch gepoltes Lithiumtantalat (PPLT), MgO:PPLN, KTP, PPKTP, RTA, BBO oder PPRTA. Bei dem Oberwellengenerator 220 kann es sich um einen Second-Harmonic Generator handeln, der mit zwei Photonen der Quellstrahlung 201 in Wechselwirkung steht, um ein einziges Photon der Ausgangstrahlung 203 zu erzeugen. Wenn beispielsweise die Quellstrahlung 201 eine Wellenlänge von 910 nm hat, hat die Ausgangsstrahlung 203 eine Wellenlänge von 455 nm, die vom Auge als Blau wahrgenommen wird. Für die Erzeugung zweiter Oberwellen hat ein gegebenes Stück eines nichtlinearen Kristalls einen charakteristischen Frequenzverdoppelungs-Koeffizienten mit der Einheit % pro Watt Eingangsleistung. Allgemein gilt, dass je höher die Eingangsleistung, desto höher der Umwandlungswirkungsgrad. Die Leistung der Ausgangsstrahlung 203 geht als Quadrat der Leistung der eingegebenen Quellstrahlung 201, bis zu einem Punkt, an dem der Eingang deutlich abgeschwächt ist. Die Kristallachsen des den Second-Harmonic Generator 220 umfassenden Materials müssen richtig orientiert sein, der Kristall muss die richtige Temperatur haben und der Kristall darf unter hoher Eingangsleistung nicht beschädigt werden. Es gibt weitere Überlegungen, die die Wahl der Verdoppelungskristalle einschränken, diese sind auf dem Gebiet jedoch wohl bekannt. Der Fachmann wird erkennen, dass nichtlineare Kristalle auch als Third-Harmonic Generatoren verwendet werden können, um die Frequenz der Quellstrahlung 201 zu verdreifachen, oder als Oberwellengeneratoren höherer Ordnung.
Es gibt eine Reihe von Optionen und Einschränkungen, wenn die Faservorrichtung 202 einen Faserverstärker umfasst, wie beispielsweise den Faserverstärker 210 und der Verstärker mit einem Oszillator gekoppelt ist, wie beispielsweise den Oszillator 230. Eine Einschränkung ist, dass der Oszillator Quellstrahlung 201 mit der korrekten Wellenlänge liefern muss, da der Verstärker 210 im Allgemeinen Wellenlängen nicht verschiebt. Eine weitere Einschränkung ist, dass die Durchschnittsleistung der Strahlung im Verstärker 210 vorzugsweise in der Größenordnung von 10 mW oder mehr ist, so dass der Verstärker 210 stabil und mit geringer Störung arbeitet. Eine weitere Einschränkung ist, dass der Oszillator einen ausreichend niedrigen Tastgrad haben muss, so dass die Spitzenleistung nach der Verstärkung hoch genug für effiziente nichtlineare Umwandlung im Oberwellengenerator 220 ist. Bei dem Oszillator 230 kann es sich beispielsweise um einen Kurzpulsoszillator handeln, der Infrarotstrahlung mit einer Wellenlänge nahe 0,91 Mikron für den mit Neodym dotierten Faserverstärker 210 und einigen Milliwatt Leistung erzeugt. Beispielhafte Ausführungsformen des Oszillators 230 umfassen gepulste Halbleiterlaser mit niedrigem Tastgrad und modengekoppelte Nd:Glas- oder Kristalllaser. Oszillatoren mit niedrigem Tastgrad und kurzem Puls (z. B. < 100 ps) werden typischerweise verwendet, um ausreichende Spitzenleistung für existierende Oberwellengeneratoren zu liefern.
Ein Oszillatortyp ist ein modengekoppelter Neodym-Volumenkristall- oder Glaslaser, der beim selben Übergang arbeitet wie die Nd:Glas-Faser 212. Modengekoppelte Laser können praktischerweise ein Verhältnis von Spitzenleistung zu Durchschnittsleistung von 1000 haben. Ein verstärktes Signal mit einer Durchschnittsleistung von 1 Watt hätte also eine Spitzenleistung von 1 Kilowatt, was für die effiziente nichtlineare Umwandlung ausreichend ist. Historisch waren modengekoppelte Laser schwierig zu warten und zu bedienen. Sie benötigen typischerweise eine komplizierte Elektronik und enge mechanische Toleranzen. Vor Kurzem wurde es möglich, "passiv modengekoppelte" Laser herzustellen, die wesentlich einfacher und stabiler sind. Solche "passiv modengekoppelten" [Lakune] nutzen typischerweise Nd:YLF, Nd:Yttrium-Vanadat oder Nd:Glas. Ein solcher "passiv modengekoppelter" Laser kann als Oszillator 230 verwendet werden.
Eine weitere mögliche Art von Vorrichtung für den Oszillator 230 ist ein modulierter Halbleiterlaser. Es sind Halbleiterlaser mit einer Wellenlänge von 910 nm erhältlich. Einige dieser Laser können elektrisch gepulst werden, um Pulse von nur 100 ps (10^–10 s) Dauer bei einer Durchschnittsleistung nahe 1 mW und einer Spitzenleistung nahe 100 mW zu liefern. Ein derartiges Leistungsniveau und derartiger Tastgrad sind ungefähr angemessen für die effiziente Umwandlung zu blauem Licht nach der Verstärkung, die die Durchschnittsleistung auf ungefähr 10 Watt und die Spitzenleistung auf ungefähr 1 kW erhöhen würde. Verbesserungen in der Halbleiterlasertechnik können dazu führen, dass dieser Ansatz gegenüber modengekoppelten Lasern wettbewerbsfähiger ist.
Es ist außerdem möglich, einen extern modulierten Halbleiterlaser als Oszillator 230 zu verwenden. Ein Halbleiterlaser kann beispielsweise unter Verwendung eines Wellenleitermodulators extern moduliert werden. Wellenleitermodulatoren können schneller sein als das elektrische Pulsen des Halbleiterlasers selbst. Darüber hinaus können Wellenleitermodulatoren für bessere Stabilität sorgen.
2. DREIFARBEN-LICHTQUELLE FÜR ANZEIGE
Ein Blaulaser der vorangehend unter Verweis auf 2A und 2B beschriebenen Art, kann gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in eine Dreifarben-Lichtquelle integriert werden. Obwohl die nachfolgende Beschreibung eine bestimmte Ausführungsform beschreibt, die eine derartige Quelle zum Erzeugen von Blaulicht nutzt, können ohne Verlust der Allgemeingültigkeit andere Blaulaserquellen verwendet werden.
5 zeigt ein vereinfachtes Schema eines Anzeigesystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das System 500 umfasst allgemein eine Dreifarbenquelle 501 und ein Abtastmittel 506, das optisch mit der Quelle 502 gekoppelt ist. Die Quelle 501 erzeugt blaues Laserlicht, wie vorangehend beschrieben. Die Quelle 502 kann auf beliebige geeignete Weise Grün- und Rotlicht erzeugen. Die Quelle 501 kann alternativ andere Farbkombinationen von drei oder mehr Farben, einschließlich Blau, erzeugen.
Das Moduliermittel 504 moduliert die Intensitäten des roten, grünen und blauen Lichts, um verschiedene Farben zu erzeugen. Beispielsweise kann das aus der Quelle 502 austretende Licht durch Verwendung von wellenlängenselektiven Strahlteilern in drei getrennte Strahlen aufgeteilt werden, wobei jeder Strahl einer anderen Farbe entspricht. Die Erzeugung verschiedener Farben durch Mischen von drei oder mehr Grundfarben ist auf dem Gebiet wohl bekannt. Jeder der drei Strahlen kann einzeln moduliert und dann rekombiniert werden, um einen Ausgangsstrahl 508 zu bilden.
Die Abtastvorrichtung 506 erzeugt ein Bild 510 von dem modulierten Ausgangsstrahl 508. Die Abtastvorrichtung kann mit der Quelle 502 oder dem Modulator 504 gekoppelt sein. Die Abtastvorrichtung kann den Ausgangsstrahl 508 auf einem Schirm 512 in zwei Dimensionen auf eine Weise rasterabtasten, die mit herkömmlicher Videobilderzeugung gemeinsame Merkmale hat. In einem rasterabgetasteten System moduliert der Modulator 504 die Leistung eines Strahls von Ausgangsstrahlung und ein Hochgeschwindigkeits-Abtastsystem rastert den Strahl auf einem Schirm. Alternativ kann die Abtastvorrichtung 506 ein Bild Zeile für Zeile erzeugen. Ein zeilenweise arbeitendes System erzeugt jeweils eine ganze "Zeile" der Anzeige auf einmal, indem das Licht über ein lineares Feld von Modulatoren verteilt wird. Diese Zeile wird dann in nur einer Dimension auf dem Schirm 512 abgetastet.
Der Fachmann wird einsehen, dass die vorangehende Ausführungsform auf vielerlei Weise verändert werden kann, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die Faserverstärker nutzen können viel effizienter sein, als Konkurrenzverfahren, da Faserverstärker sehr effizient sind. Die Temperatur von Pumpdioden kann weniger kritisch sein, da Faserverstärker lockere Toleranzen bei der Pumpwellenlänge haben. Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung lassen sich ohne Wasserkühlung umsetzen, da das effizientere System weniger Wärme abgibt und die tolerante Pumpwellenlängenspezifikation allgemein eine weniger genaue Temperaturregelung erfordert. Darüber hinaus können Systeme auf Fasergrundlage kompakter gestaltet werden, da Fasern zu einem sehr kleinen Volumen aufgewickelt werden kann.
Dementsprechend ist der Umfang der Erfindung durch die nachfolgenden Ansprüche zu bestimmen.

Claims

Vorrichtung zum Erzeugen von Blaulicht, die Folgendes umfasst: eine Faservorrichtung zum Erzeugen einer ersten Strahlung, wobei die Faservorrichtung einen mit Neodym dotierten Einmodenkern mit einem ersten Brechungsindex n_core und einem Radius r_core, eine Pumpmantelregion mit einem zweiten Brechungsindex n_pc und einer Dicke t_pc, eine Tunnelmantelregion mit einem dritten Brechungsindex n_tc und einer Dicke t_tc, die sich zwischen dem Einmodenkern und der Pumpmantelregion befindet, und eine äußere Mantelregion umfasst; eine Pumpquelle zum Pumpen der Faservorrichtung; dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ferner Folgendes umfasst: einen optischen Oberwellengenerator, der optisch mit der Faservorrichtung gekoppelt ist, um eine Frequenz der ersten Strahlung zum Erzeugen des Blaulichts zu erhöhen; wobei die Pumpmantelregion und der zweite Brechungsindex sowie die Dicke der Pumpmantelregion so bemessen sind, dass ein Mehrmoden-Wellenleiter zum Aufnehmen und Leiten der Pumpstrahlung von der Pumpquelle bereitgestellt wird; und der Einmodenkern, die Pumpmantelregion und die Tunnelmantelregion Querschnitte r_core, t_tc und Brechungsindexe n_core, n_tc, n_pc aufweisen, die so gewählt sind, dass sie Folgendes erzeugen: i) eine Grundmodengrenzwellenlänge λ_c, die einen abrupten Übergangspunkt erzeugt, unterhalb dessen ein Grundmodus bei einer ersten Wellenlänge λ₁ im Einmodenkern behalten wird und oberhalb dessen ein Grundmodus mit einer zweiten Wellenlänge λ₂ für die äußere Mantelregion verloren geht, ohne den Einmodenkern zu biegen, so dass λ₁ < λ_c < λ₂ ist; ii) einen Verlust bei der zweiten Wellenlänge, der wenigstens gleich einer optischen Verstärkung bei der zweiten Wellenlänge ist; und iii) einen durchschnittlichen zum Quadrat erhobenen Brechungsindex <n²(r)>, der kleiner als n² _pc ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die unerwünschte Wellenlänge etwa 1,05 Mikron beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die gewünschte Wellenlänge etwa 0,91 Mikron beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der dritte Brechungsindex kleiner als der erste und der zweite Brechungsindex ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Einmodenkern von der Tunnelmantelregion umgeben wird, die von der Pumpmantelregion umgeben wird, die von der äußeren Mantelregion umgeben wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die äußere Mantelregion einen vierten Brechungsindex hat, der geringer ist als der zweite Brechungsindex.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Faservorrichtung eine optische Faser aufweist, die auf einen Krümmungsradius gebogen wurde, der wellenlängenabhängige Verluste erhöht, die die optische Verstärkung bei der unerwünschten Wellenlänge unterdrücken.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Faservorrichtung die um einen Dorn gespulte optische Faser beinhaltet.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die unerwünschte Wellenlänge etwa 1,05 Mikron beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Oberwellengenerator ein Material beinhaltet, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Lithiumniobat (LiNbO₃), Lithiumtantalat (LiTaO₃), Lithiumborat (LiBO₃), Kaliumniobat, periodisch gepoltem Lithiumniobat (PPLN), periodisch gepoltem Lithiumtantalat (PPLT), MgO:PPLN, KTP, PPKTP, RTA, BBO und PPRTA.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Pumpquelle an einem ersten Ende der Faservorrichtung optisch mit dieser gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Pumpquelle eine Intensität von etwa 100 W/mm² oder mehr an einem Eingang zur Faservorrichtung hat.
Vorrichtung nach Anspruch 11, die ferner Mittel zum Rückreflektieren von Pumpstrahlung an einem zweiten Ende der Faservorrichtung zurück zum ersten Ende umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 11, die ferner eine zweite Pumpquelle umfasst, die an einem zweiten Ende der Faservorrichtung mit dieser gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung blaue Ausgangsstrahlung mit einer Leistung von gleich oder mehr als etwa 1 Watt erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner Folgendes umfasst: b) Mittel zum Erzeugen von Grünlicht und Rotlicht; c) Mittel zum Modulieren von Intensitäten des Rot-, Grün- und Blaulichts; und d) Mittel zum Abtasten des Rot-, Grün- und Blaulichts, um ein Bild zu erzeugen.
Verfahren zum Erzeugen von Blaulicht, das die folgenden Schritte umfasst: a) Bereitstellen einer optischen Faser, die Folgendes umfasst: einen mit Neodym dotierten Einmodenkern mit einem ersten Brechungsindex; eine Pumpmantelregion, die den Einmodenkern umgibt und einen zweiten Brechungsindex hat; und eine Tunnelmantelregion mit einem dritten Brechungsindex, die zwischen dem Einmodenkern und der Pumpmantelregion angeordnet ist, wobei der dritte Brechungsindex kleiner ist als der erste und der zweite Brechungsindex; b) Wählen des dritten Brechungsindexes und der Dicke der Tunnelmantelregion so, dass ein durchschnittlicher, zum Quadrat erhobener Brechungsindex <n²(r)> kleiner ist als der zum Quadrat erhobene zweite Brechungsindex, und eine Grundmodengrenzwellenlänge λ_c erzeugt wird, die einen abrupten Übergangspunkt bereitstellt, unterhalb dessen eine gewünschte Wellenlänge λ₁ im Einmodenkern behalten wird und oberhalb dessen eine unerwünschte zweite Wellenlänge λ₂ an eine äußere Mantelregion verloren geht, ohne den Einmodenkern zu krümmen, so dass λ₁ < λ₂ < λ₂ ist und so, dass ein Verlust bei einer zweiten Wellenlänge wenigstens gleich einer optischen Verstärkung bei der zweiten Wellenlänge ist; c) Koppeln einer optischen Pumpquelle mit der Pumpmantelregion zum Erzeugen von Infrarotlicht mit der gewünschten Wellenlänge; und d) Verdoppeln der Frequenz des Infrarotlichts zum Erzeugen des Blaulichts.
Verfahren nach Anspruch 17, das ferner Folgendes umfasst: e) Unterdrücken einer Verstärkung mit einer unerwünschten Frequenz des Infrarotlichts.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Blaulicht eine Wellenlänge in Vakuum zwischen etwa 440 nm, und etwa 460 nm hat.
Verfahren nach Anspruch 17, das ferner das Unterdrücken der optischen Verstärkung in der optischen Faser bei der unerwünschten Wellenlänge mit einer zweiten Oberwelle umfasst, die nicht blau ist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei eine optische Verstärkung bei der unerwünschten Wellenlänge durch die Tunnelmantelregion unterdrückt wird.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei Strahlung mit der unerwünschten Wellenlänge über die Tunnelmantelregion aus dem Einmodenkern tunnelt.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei optische Verstärkung bei der unerwünschten Wellenlänge durch Biegen der optischen Faser weiter unterdrückt wird.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei eine Intensität der Pumpstrahlung in der Faser größer als 50 Watt/mm² ist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei eine Intensität der Pumpstrahlung am Eingang zur optischen Faser größer als 100 Watt/mm² ist.