DE19529507A1 - Steuerbares modenverkoppeltes Lasersystem mit zwei Wellenlängen - Google Patents

Steuerbares modenverkoppeltes Lasersystem mit zwei Wellenlängen

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DE19529507A1
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Martin E Fermann
Gregg D Sucha
Donald J Harter
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Aisin Seiki Co Ltd
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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Lasersystem, das eine asynchrone Modenverkopplung zweier Wellenlängen in einem einzigen Verstärkungsmedium mit unabhängig steuerbaren Repetitionsraten ermöglicht.
Im allgemeinen hat sich die Arbeit auf dem Gebiet des Betriebs mit zwei Wellenlängen von modenverkoppelten Festkörperlasern auf Lasersysteme konzentriert, die entweder auf Volumen Ti:Saphirlasern oder Erbium-Faserlasern basieren. Derartige Lasersysteme sind von Interesse, seit dem sie in Mischtechniken der nicht linearen Optik oder in Laser- Sensorsystemen verwendet werden können. Insbesondere, wenn die Laser asynchron betrieben werden, können sie verwendet werden, um sog. pump and probe - Messungen vorzunehmen.
Ein gemeinsames Problem sowohl für Ti:Saphir als auch Erbium liegt jedoch darin, daß bei ihnen homogenes Verbreitern auftritt. Infolgedessen ergibt sich ein Wettbewerb der Verstärkung zwischen den zwei Wellenlängen, was daher einen exakten Ausgleich der Resonatorverluste erfordert, um die Dominanz einer Wellenlänge zu verhindern. Im einzelnen ist bei Ti:Saphir die Koppelung zwischen den zwei Wellenlängen so stark, daß ein asynchroner Betrieb der zwei Wellenlängen in einem einzigen Verstärkungsmedium nicht möglich ist.
Beispielsweise beschreiben M.R.X. de Barros und P.C. Becker in Opt. Lett., 18, 631 (1993) die simultane Erzeugung von zwei kollinearen synchron modenverkoppelten Impulszügen mit einer Wellenlängentrennung von 60 bis 80 nm aus einem einen einzigen Resonator aufweisenden modenverkoppelten Ti:Saphirlaser. Bei diesem Laser wird die Impulssynchronisation dadurch verursacht, daß der Modenverkoppelungsprozeß mit räumlicher und zeitlicher Überlappung zwischen den zwei Impulsen im Ti:Saphirkristall stärker wird. Die zeitliche Überlappung sorgt für eine Verkoppelung zwischen zwei Farben, was die Verkopplung von zwei Impulsen in einer synchronen Betriebsart fördert. Wenn die Impulse sich nicht überlappen, z. B., wenn die zwei Resonatorlängen nicht gleich sind, entsteht ein Wettbewerb zwischen den zwei Farben und eine von ihnen wird ausgelöscht. Somit ist ein stabiler Betrieb des Lasers in einer Betriebsart mit zwei Wellenlängen nicht erreichbar.
Weiterhin beschreiben D.R. Dykaar und S.B. Darack, in Opt. Lett., 18, 634 (1993) die Erzeugung von Femtosekundenimpulse mit zwei Wellenlängen in einem modenverkoppelten Ti:Saphirlaser mit einzelnem Resonator durch die Verwendung eines modifizierten Endspiegels, um einen zweiten Strahl zu erzeugen. Die Synchronisation der Impulse wird durch Kreuzen der Strahlen der Argon-pump-laser und durch Anpassen der Resonatorlängen von jeder Wellenlänge aufrechterhalten. Da jedoch die Strahlen nicht überlappen, kann es ihnen möglich sein, asynchron betrieben zu werden. Durch Verwenden des gleichen Pumplasers und Kristalls kann Flackern und bzw. Flimmern zwischen den zwei Impulsen minimiert werden.
Jedoch wird in keiner der vorstehend beschriebenen Druckschriften ein Betrieb mit zwei Wellenlängen in einer asynchronen Betriebsart erzeugt. Wie vorstehend diskutiert, ist es schwierig, einen derartigen asynchronen Betrieb in einem homogenen Verstärkungsmedium zu erreichen.
Weiterhin wäre die Verwendung eines einzigen Verstärkungsmediums stark vorzuziehen, um das niedrigst mögliche Phasenrauschen zwischen den zwei Emissionswellenlängen zu erreichen. Dies ist jedoch nur möglich, wenn die zwei Wellenlängen schwach verkoppelt sind. Wenn auch modenverkoppelte Erbium-Faserlaser asynchron betrieben werden, lassen derzeitige Erbium-Faserlaser eine genaue Wellenlängenselektion an irgendeiner Stelle im Resonator nicht zu, was eine Kontrolle über den Zustand des Betriebs mit zwei Wellenlängen verhindert.
Die vorliegende Erfindung wurde gestaltet, um einen steuerbaren Betrieb mit zwei Wellenlängen eines modenverkoppelten Lasers zu erreichen. Gemäß der vorliegenden Erfindung ergibt die Verwendung eines einzigen Verstärkungsmediums das niedrigst mögliche Phasenrauschen zwischen den zwei Emissionswellenlängen, während eine schwache Verkopplung zwischen den zwei Wellenlängen ein robustes System sicherstellt. Im einzelnen ist es eine Aufgabe der Erfindung, die Nachteile von bekannten modenverkoppelten Lasern mit zwei Wellenlängen durch Verringerung des Verstärkungswettbewerbs und der Wellenlängenverkopplung zu beseitigen. Durch die Verringerung des Verstärkungswettbewerbs und durch einen Modenverkopplungsmechanismus, der den synchronen Betrieb fördert, ist der exakte Ausgleich der Resonatorverluste nicht notwendig, um die Dominanz einer Wellenlänge zu verhindern.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hat ein steuerbares modenverkoppeltes Lasersystem mit zwei Wellenlängen ein inhomogen verbreitertes Laserverstärkungsmedium (d. h., ein Laserverstärkungsmedium mit einer homogenen Linienbreite, die kleiner als die Wellenlängenabstand des Ausgangssignals ist), eine Aufeinanderfolge von Prismen, zum Erbringen einer Dispersionskompensation und einer Wellenlängentrennung, einen Kr-Ionenlaser oder Laserdioden als eine Laseranregungseinrichtung, und zwei Auskoppeleinrichtungen und eine Schlierenblende bzw. Schneidkante, um die erzeugten Wellenlängen weiter zu trennen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen:
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines steuerbaren modenverkoppelten Lasersysteme mit zwei Wellenlängen.
Fig. 2 zeigt das Hochfrequenzspektrum (RF) des einen Ausführungsbeispiels, wenn das Lasersystem synchron betrieben wird.
Fig. 3 zeigt ein Impulsspektrum der Wellenlängen des einen Ausführungsbeispiels des Systems; und
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Laserresonator für zwei Wellenlängen mit eingegliedertem Wellenlängenfilter.
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem aktive Modenverkopplung an den asynchronen Betrieb mit zwei Wellenlängen durch Einsetzen optischer Modulatoren vor Auskoppeleinrichtungen angepaßt ist.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf den Zeichnungen näher beschrieben.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, hat ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine schwach linear doppelbrechende Siliziumdioxid- bzw. Quarzfaser 4 (NA = 0,17, Kerndurchmesser = 5 m) als ein einziges Verstärkungsmedium. Um die Wirkungen des Verstärkungswettbewerbs durch Vorsehen eines inhomogen verbreiterten Verstärkungsmediums zu vermindern, ist die Faser mit Nd3+ auf ein Niveau von ungefähr 1700 ppm dotiert. Eine Nd3+ dotierte Siliziumdioxidfaser zeigt, soweit es den gegenwärtigen Erfindern zur Zeit bekannt ist, ihre inhomogen verbreiterte Charakteristik bei Raumtemperatur. Ein weiterer Vorteil der Verwendung der Nd-Dotierung ist darin zu sehen, daß die kürzeren Emissionswellenlängen des sich ergebenden Verstärkungsmediums (im Vergleich zu dem von Er-Faserlasers) die Verwendung hochdispersiver Prismen innerhalb des Resonators 8 für eine Dispersionskompensation und eine effiziente Trennung der zwei Emissionswellenlängen ermöglicht (im einzelnen nachfolgend beschrieben).
Im dargestellten Ausführungsbeispiel hat das Faser/Verstärkungsmedium eine aktive Länge von 20 cm. Bei einem geeigneten optischen Pumpen (nachfolgend diskutiert) erzeugt der Nd-dotierte Faserlaser annähernd bandbreitenbegrenzte, im Femtosekundenbereich liegenden Impulse mit Wellenlängen von 1060 und 1100 nm, die nachfolgend aus Gründen der Vereinfachung als die "blaue" Linie (Wellenlänge) bzw. als die "rote" Linie (Wellenlänge) bezeichnet werden. Beim dargestellten Laser beträgt die Dispersion zweiter Ordnung β₂ ungefähr 27,5 und 25,9 psec²/km bei der blauen Wellenlänge bzw. bei der roten Wellenlänge. Daher beträgt das entsprechende Wegwandern von der mittleren Gruppengeschwindigkeit 15 fsec pro cm Faserlänge.
Die Dispersionskompensation wird durch Verwenden von zwei Sequenzen von drei SF 10 Prismen 12, 16, 20 erreicht. Die zwei Prismensequenzen 12, 16, die möglichst nahe bei den zwei Auskopplern 24, 28 und der Schlierenblende bzw. Schneidkante 32 liegen, sind angeordnet, um die erwünschte Wellenlängentrennung zu erbringen. Der wirksame Prismenscheitelpunkt-Abstand beträgt 73 cm für die blaue Linie A und 60 cm für die rote Linie B.
Die Faser 4 wird mit einem Kr-Ionenlaser 36 bei Wellenlängen von 752 und 799 nm mit einer übertragenen (bzw. "launched") Pumpleistung von 350 mW gepumpt. Alternativ dazu kann der Pumplaser ersetzt werden durch Laserdioden mit passenden Betriebswellenlängen von ungefähr 800 nm. Die zwei Auskoppler 24, 28 haben einen Übertragungsfaktor von 10% und 16% bei der blauen bzw. roten Wellenlänge. Die jeweiligen cw - (bzw. kontinuierliche) Ausgangsleistungen betragen 15 und 10 mW.
Um die Modenverkopplung zu erreichen wird für die rote Linie die nicht lineare Polarisations-Entwicklungstechnik (NPE) verwendet, während für die blaue Linie die sättigbare Absorbermodenverkopplung verwendet wird. Der Beginn der Modenverkopplung für die rote Linie wird durch Verwenden einer Technik mit einem beweglichen Spiegel erreicht, wohingegen für die blaue Linie die langsame Komponente des sättigbaren Absorbers den Modenverkopplungsprozeß in die Wege leitet. Die vorstehenden Modenverkopplungstechniken sind detailliert beschrieben in M.H. Ober, M. Hofer, U. Keller und T.H. Chiu, Opt. Lett., 18, 1533 (1993), M.H. Ober, M. Hofer und M.E. Fermann, Opt. Lett., 18, 367 (1993) bzw. A. Mecozzi, J.D. Moores, H.A. Haus und Y. Lai, opt. Lett., 16, 1841 (1991), deren Offenbarungen hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung eingegliedert sind.
Die modenverkoppelte Ausgangsleistungen betragen 4 mW (rot) und 3,5 mW (blau). Der blaue Resonator hat eine Repetitionsrate von 67,25 Mhz. Der rote Resonator hat eine Repetitionsrate, die durch Anbringen des Endspiegels auf einem Parallelverschiebungs-Objekttisch (nicht dargestellt) um diese zentrale Frequenz einstellbar ist.
Fig. 2 zeigt das Hochfrequenzspektrum (RF) des Systems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wenn das Lasersystem asynchron betrieben wird. Fig. 2(a) zeigt das RF-Spektrum für das Ausgangssignal 40 der blauen Wellenlänge. Fig. 2(b) zeigt das RF-Spektrum für das Ausgangssignal 44 der roten Wellenlänge. Wie diesen Figuren entnehmbar ist, sind die zwei Impulszüge nahezu vollständig unabhängig, mit kleinen oder nicht sichtbaren Seitenbanden. Die starke Erhebung 48, die im roten Ausgangssignal sichtbar ist, entsteht durch eine Modulation des verbleibenden cw Hintergrunds des roten Impulsspektrums 52 (dargestellt in Fig. 3(b)) über Kreuzphasenmodulation und Verstärkungssättigung. Diese Erhebung ist ebenso anwesend, wenn lediglich die blaue Linie modenverkoppelt ist und die rote Linie cw betrieben wird. Eine ähnliche Modulation ist auch beim cw Ausgangssignal der blauen Linie anwesend, wenn lediglich die rote Linie modenverkoppelt ist. Da jedoch kein cw Hintergrund im blauen Impulszug anwesend ist, verschwindet die cw Modulationsseitenbande sobald die blaue Linie modenverkoppelt ist.
Die vorstehenden Merkmale des Spektrums können teilweise den Fig. 3(a)-(b) entnommen werden, die die Ausgangsspektren eines Lasers mit zwei Wellenlängen darstellen. Demnach zeigt die Fig. 3(a) das blaue Impulsspektrum (56), wobei der Laser in einer Einzellinienart betrieben wird. Fig. 3(b) zeigt das Spektrum, das bei Einzellinienbetrieb bei lediglich der roten Wellenlänge erhalten wird. Fig. 3(c) zeigt das Impulsspektrum 60 mit zwei Wellenlängen, wobei sowohl die rote als auch die blaue Linie modenverkoppelt ist, wohingegen Fig. 3(d) das gleiche Emissionsspektrum mit beiden Linien im cw Betrieb darstellt.
Eine minimale Abstandsfrequenz von 500 Hz muß zwischen den zwei Ausgangsimpulsen vorgesehen sein, um einen Betrieb mit zwei Wellenlängen zu erhalten. Kein simultanes Modenverkopplung ist möglich, wenn die Resonatorlängen angepaßt sind. Bei einer Abstandsfrequenz von 500 Hz wandern die Impulse um 100 fsec per Durchlauf voneinander ab, was somit die Anzahl der aufeinanderfolgenden Impulskollisionen auf zwei begrenzt (für Impulsbreiten von 200 fsec). Da die Durchwanderzeit der Impulse wesentlich länger sein kann als die Relaxations-Oszillationsperiode, führen, wie angestrebt, Verstärkungssättigungseffekte lediglich zu schwachen Impulswechselwirkungen. Da andererseits die Anzahl der möglichen Impulskollisionen streng begrenzt ist, ist Kreuzphasenmodulation vorherrschend verantwortlich für die Begrenzung des Betriebszustands mit zwei Wellenlängen, sobald die Abstandsfrequenz zu klein wird. Der Effekt der Impulskollisionen wird durch Wegwandern von der mittleren Gruppengeschwindigkeit innerhalb des Verstärkungsmediums verringert.
Der schwächere Modenverkopplungsmechanismus ist die sättigbare Absorption, da sie weniger Amplitudenmodulation erzeugt. Wenn die sättigbare Absorption verwendet wird, spielen Wechselwirkungen der Impulse eine signifikantere Rolle im Impulsbildungsprozeß. Diese Vorstellung wird weiterhin durch die RF-Spektren (Fig. 2) unterstützt, in welchen die Seitenbanden 62 für die durch den sättigbaren Absorber modenverkoppelte Linie ebenso stärker sind. Somit ist ein System ideal, bei dem eine Kerr-Nichtlinearität für beide Wellenlängen verwendet (wobei ein spezieller Faseraufbau zur Anwendung kommt) wird, wobei bei diesem System die Amplitudeninstabilitäten minimiert sind (wie dies bei Er- Faserlasern beobachtet wurde, siehe z. B., M.L. Dennis und I N. Duling III, Electron, Lett., 29, 409 (1993)). Eine cw Komponente kann durch verbleibende Leckage zwischen den zwei Resonatoren entstehen, oder kann grundlegend entstehen, da die rote Linie durch einen großen Betrag von dem Peak des Neodymverstärkungsprofils verschoben wird.
Ein alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet ein Lasermaterial, bei dem der Grad der inhomogenen Verbreiterung durch Kühlen des Mediums auf eine spezifische Temperatur unter der von Raumtemperatur erreicht werden kann. Zum Beispiel wird Erbiumglas zu einem inhomogen verbreiterten Verstärkungsmedium durch Kühlen auf eine Temperatur von flüssigem Stickstoff.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein doppelbrechendes Medium im Resonator eingesetzt, um eine Modenverkopplung vom Kerr-Typ von beiden Wellenlängen zu erreichen. In Verbindung mit Polarisationselementen im Resonator können zwei Transmissionsspeaks innerhalb des Verstärkungsspektrums des Lasermediums erreicht werden. Weitere wellenlängenselektive Elemente, wie Lyot-Filter und Etalone, können verwendet werden, um derartige Funktionen auszuführen. Ein sich ergebender gattungsgemäßer Laserresonator mit zwei Wellenlängen mit einem eingegliederten Wellenlängenfilter 64 ist in Fig. 4 dargestellt.
In einer weiteren Anordnung der vorliegenden Erfindung ist eine aktive Modenverkopplung durch Einsetzen optischer Modulatoren vor die Auskoppeleinrichtungen 24, 28 auf den asynchronen Betrieb mit zwei Wellenlängen angepaßt. Eine steuerbare Repetitionsrate wird dann durch Anpassen der Modulationsperioden der zwei Modulatoren für die zwei Wellenlängen auf die jeweiligen Resonatorlängen erhalten. Ein Beispiel eines derartigen Resonatoraufbaus ist in Fig. 5 gezeigt. Im allgemeinen kann der Mechanismus 68 bzw. die Modenverkopplungs-Vorrichtung vom Verstärkungsmedium 63 getrennt werden. Weiterhin kann das Verstärkungsmedium ausreichend kurz sein, so daß Nichtlinearitäten im Verstärkungsmedium vernachlässigt werden können; Modenverkopplung wird in den vollkommen getrennten Komponenten des Laserresonators erreicht. Beim unabhängigen Modenverkopplungsmechanismus, wobei synchroner Betrieb nicht bevorzugt wird, ist nicht synchroner Betrieb auch mit homogenen Medien möglich, solange der Verstärkungswettbewerb nicht zu stark ist (lange Lebensdauer verglichen mit Resonatordurchlauf zeit (ca. 1 µsec)). Asynchroner Betrieb von Lasern dieser Bauart mit zwei Wellenlängen wird gefördert, wenn in Kombination mit einem derartigen Wellenlängenselektionsprozeß, so daß die Resonatorlänge unabhängig gesteuert werden kann, die durch den Laser erzeugten Impulsen solitonenartig sind, so daß ein Überlappen von Impulsen eher eine Phasenverzögerung als eine Verformung bzw. Verzerrung der Impulse der zwei unterschiedlichen Wellenlängen erzeugt. Gemäß dieser Definition sind bei Ti:Saphiren beispielsweise die Impulse nicht wirklich solitonenartig. Jedoch wurde bei Faserlaserimpulse im allgemeinen und bei erbiumdotierten Faserlaserimpulsen im speziellen ein solitonenartiges Verhalten derart gezeigt, daß die Impulse ohne Interferenz durcheinander hindurchtreten.
Es wird angemerkt, daß die vorstehenden Ausführungsbeispiele lediglich als Beispiele für die offenbarte Erfindung dienen. Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung sollte durch die nachfolgenden Patentansprüche bestimmt sein.
Ein Lasersystem, das einen asynchronen modenverkoppelten Betrieb mit zwei Wellenlängen und mit steuerbaren Repetitionsraten ermöglicht, verringert Verstärkungswettbewerb und Wellenlängenkopplung mit entweder inhomogen oder homogen verbreiterten Verstärkungsmedien. Ein weiterer Zweck des Lasersysteme liegt darin, Impulswechselwirkungseffekte zu minimieren. Das System hat eine Laseranregungseinrichtung zum Erzeugen einer Ausgangswellenlänge des Verstärkungsmediums mit ungleichförmigem Verstärkungsprofil. Weiterhin hat das System Einrichtungen zum Modenverkoppeln und zum Koppeln der Wellenlängen, die durch das Verstärkungsmedium erzeugt wurden.
Das System umfaßt wenigstens einen Laserresonator für jede der erzeugten Wellenlänge.

Claims (20)

1. Lasersystem mit:
  • i. einer Erzeugungseinrichtung mit einem einzigen Verstärkungsmedium zum Erzeugen von Lichtausgangssignalen, die wenigstens eine erste Wellenlänge und eine zweite Wellenlänge haben;
  • ii. einer ersten Modenverkopplungseinrichtung zum Modenverkoppeln der ersten Wellenlänge;
  • iii. einer zweiten Modenverkopplungseinrichtung zum Modenverkoppeln der zweiten Wellenlänge;
  • iv. einer Auskoppeleinrichtung, um die erste Wellenlänge und die zweite Wellenlänge jeweils auszukoppeln;
  • v. einer Laseranregungseinrichtung zum Anregen des Verstärkungsmediums; und
  • vi. wenigstens einen Laserresonator für die erste Wellenlänge und die zweite Wellenlänge.
2. Lasersystem nach Anspruch 1, mit weiterhin:
wellenlängenselektiven Elementen, wobei diese Elemente gesteuert sind, um die erste Wellenlänge oder die zweite Wellenlänge auszuwählen.
3. Lasersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsmedium eine Relaxationszeit von größer als 1 µsec hat.
4. Lasersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Modenverkopplungseinrichtung eine Modenverkopplung vom Kerr-Typ verwenden.
5. Lasersystem mit:
  • i. einer Erzeugungseinrichtung mit einem inhomogen verbreiterten einzigen Verstärkungsmedium zum Erzeugen von Lichtausgangssignalen wenigstens einer ersten Wellenlänge und einer zweiten Wellenlänge, wobei das Verstärkungsmedium eine Relaxationszeit von größer als 1 µsec hat;
  • ii. einer ersten aktiven oder passiven Modenverkopplungseinrichtung zum Modenverkoppeln der ersten Wellenlänge;
  • iii. einer zweiten aktiven oder passiven Modenverkopplungseinrichtung zum Modenverkoppeln der zweiten Wellenlänge;
  • iv. einer Auskoppeleinrichtung, um die erste Wellenlänge und die zweite Wellenlänge jeweils auszukoppeln;
  • v. einer Laseranregungseinrichtung zum Anregen des Verstärkungsmediums;
  • vi. wenigstens einem Laserresonator für die erste Wellenlänge und die zweite Wellenlänge; und
  • vii. wellenlängenselektiven Elementen, wobei diese Elemente gesteuert und angeordnet sind, um die erste Wellenlänge oder die zweite Wellenlänge zu trennen und auszuwählen.
6. Lasersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Verstärkungsmedium ein Wegwandern von der mittleren Gruppengeschwindigkeit zwischen den Impulsen größer als einer Impulsbreite ist.
7. Lasersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Modenverkopplungseinrichtung einen zur zweiten Modenverkopplungseinrichtung unterschiedlichen Modenverkopplungsmechanismus hat.
8. Lasersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Modenverkopplungseinrichtung im Laserresonator an einer Stelle getrennt von der zweiten Modenverkopplungseinrichtung angeordnet ist.
9. Lasersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsmedium an einer Stelle angeordnet ist, die zwei Laserresonatoren gemeinsam ist.
10. Lasersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die wellenlängenselektiven Elemente optische Einrichtungen haben, die wenigstens eines der nachfolgenden Geräte aufweist: Prismen, Gitter, Lyot-Filter, Etalons und dichroitische Spiegel.
11. Lasersystem mit:
  • i. einer Erzeugungseinrichtung mit einem inhomogen verbreiterten einzigen Verstärkungsmedium zum Erzeugen von Lichtausgangssignalen bei wenigstens einer ersten Wellenlänge und einer zweiten Wellenlänge, wobei bei dem Verstärkungsmedium ein Wegwandern von der mittleren Gruppengeschwindigkeit zwischen Impulsen vergleichbar mit einer Impulsbreite oder größer als eine Impulsbreite ist;
  • ii. einer ersten Modenverkopplungseinrichtung zum Modenverkoppeln der ersten Wellenlänge;
  • iii. einer zweiten Modenverkopplungseinrichtung zum Modenverkoppeln der zweiten Wellenlänge, wobei die erste Modenverkopplungseinrichtung an einer Stelle getrennt von der zweiten Modenverkopplungseinrichtung angeordnet ist;
  • iv. einer Auskoppeleinrichtung, um die erste Wellenlänge und die zweite Wellenlänge jeweils auszukoppeln;
  • v. einer Laseranregungseinrichtung zum Anregen des Verstärkungsmediums;
  • vi. wenigstens einem Laserresonator für jede der ersten Wellenlänge und der zweiten Wellenlänge, wobei das Verstärkungsmedium an einer Stelle angeordnet ist, die den Laserresonatoren gemeinsam ist; und
  • vii. wellenlängenselektive Elemente, wobei diese Elemente gesteuert werden, um die erste Wellenlänge oder die zweite Wellenlänge auszuwählen.
12. Lasersystem nach Anspruch 1, mit weiterhin einer Wellenlängentrenneinrichtung zum Trennen der ersten Wellenlänge und der zweiten Wellenlänge.
13. Lasersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserresonator wenigstens einen Endspiegel hat, der auf einem Parallelverschiebungs-Objekttisch montiert ist.
14. Lasersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß asynchrone optische Modulatoren mit Betrieb von zwei Wellenlängen vor den Auskoppeleinrichtungen eingesetzt sind.
15. Lasersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsmedium inhomogen verbreitert ist und eine Nd- dotierte Siliziumdioxidfaser umfaßt.
16. Lasersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsmedium inhomogen verbreitert ist und eine Erbium dotierte Faser umfaßt, die auf eine Temperatur unter Raumtemperatur gekühlt ist.
17. Lasersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Modenverkopplungseinrichtung einen sättigbaren Absorber umfaßt.
18. Lasersystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Modenverkopplungseinrichtung eine Nichtlinearität vom Kerr-Typ umfaßt.
19. Lasersystem mit:
  • i. einer Erzeugungseinrichtung in Form eines Verstärkungsmedium, das solitonenartige Ausgangsimpulse bei wenigstens einer ersten Wellenlänge oder einer zweiten Wellenlänge erzeugt;
  • ii. einer ersten Modenverkopplungseinrichtung zum Verkoppeln der ersten Wellenlänge;
  • iii. einer zweiten Modenverkopplungseinrichtung zum Modenverkoppeln der zweiten Wellenlänge, wobei die erste Modenverkopplungseinrichtung an einer Stelle getrennt von der zweiten Modenverkopplungseinrichtung und dem Verstärkungsmedium angeordnet ist;
  • iv. einer Auskoppeleinrichtung, um die erste Wellenlänge und die zweite Wellenlänge jeweils auszukoppeln;
  • v. einer Laseranregungseinrichtung zum Anregen des Verstärkungsmediums;
  • vi. wenigstens einem Laserresonator für beide, die erste Wellenlänge und die zweite Wellenlänge, wobei das Verstärkungsmedium an einer Stelle angeordnet ist, die den Laserresonatoren gemeinsam ist; und
  • vii. wellenlängenselektive Elemente, wobei die Elemente gesteuert sind, um die erste Wellenlänge oder die zweite Wellenlänge auszuwählen.
20. Lasersystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsmedium eine Relaxationszeit von größer als 1 µsec hat.
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