JPH0361928A - 超短光パルス発生装置 - Google Patents
超短光パルス発生装置Info
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- JPH0361928A JPH0361928A JP19651989A JP19651989A JPH0361928A JP H0361928 A JPH0361928 A JP H0361928A JP 19651989 A JP19651989 A JP 19651989A JP 19651989 A JP19651989 A JP 19651989A JP H0361928 A JPH0361928 A JP H0361928A
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- pulse
- optical fiber
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- optical pulse
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
- H01S3/067—Fibre lasers
- H01S3/06754—Fibre amplifiers
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、将来の光伝送や光信号処理において必要とさ
れる超短光パルス発生装置に関する。
れる超短光パルス発生装置に関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕従来の
超短光パルスの発生方法として、（１）色素レーザ、固
体レーザ等のモード同期法、（２）、（１）により発生
した光パルスを更に圧縮する方法、（３）半導体レーザ
のデインスイッチ法または、Ｑスイッチ法などがある。
超短光パルスの発生方法として、（１）色素レーザ、固
体レーザ等のモード同期法、（２）、（１）により発生
した光パルスを更に圧縮する方法、（３）半導体レーザ
のデインスイッチ法または、Ｑスイッチ法などがある。
（１）のモード同期法では、色素レーザを用いてパルス
幅数１００ｆｓ（ｆｓ： 丁０−”ｓ）から数１０ ｆ
ｓ、Ｎｄ ： ＹＡＧやＮｄ ： Ｇｌａｓｓレーザ等
の固体レーザを用いて数ｐｓ〜数１０ｐｓ （ｐｓ ：
１０−”ｓ ）の光パルスが得られている。また、い
ずれの光パルスもビークパワー百ワット以上と高出力で
ある。
幅数１００ｆｓ（ｆｓ： 丁０−”ｓ）から数１０ ｆ
ｓ、Ｎｄ ： ＹＡＧやＮｄ ： Ｇｌａｓｓレーザ等
の固体レーザを用いて数ｐｓ〜数１０ｐｓ （ｐｓ ：
１０−”ｓ ）の光パルスが得られている。また、い
ずれの光パルスもビークパワー百ワット以上と高出力で
ある。
（２）は、数ワット以上の高いビークパワーを有する光
パルスを光ファイバに通し、そのとき生じる０已位相変
調によって光パルス内部に、波長チャーピング（光パル
スの中で中心周波数が偏移している状！Ｉ４）を作り出
し、そのパルスを回折格子対等の分散媒質（波長により
光通過時間が異なる媒質）に通すことにより、幅を１桁
から２桁パルス圧縮する方法であり、百ワット以上の高
いビークパワーの短光パルスを発生させることができる
モード同期色素レーザやモード同期固体レーザに対して
用いられる。
パルスを光ファイバに通し、そのとき生じる０已位相変
調によって光パルス内部に、波長チャーピング（光パル
スの中で中心周波数が偏移している状！Ｉ４）を作り出
し、そのパルスを回折格子対等の分散媒質（波長により
光通過時間が異なる媒質）に通すことにより、幅を１桁
から２桁パルス圧縮する方法であり、百ワット以上の高
いビークパワーの短光パルスを発生させることができる
モード同期色素レーザやモード同期固体レーザに対して
用いられる。
しかし、色素レーザや固体レーザではその共振器構成が
大型であることに加え、励起光を発生させるもう一つの
レーザが必要であるため装置全体が大型化し、信頼性、
寿命、安定性に欠ける。
大型であることに加え、励起光を発生させるもう一つの
レーザが必要であるため装置全体が大型化し、信頼性、
寿命、安定性に欠ける。
（３）の半導体レーザのゲインスイッチ法やＱスイッチ
法では、小型のため利便性、信頼性、安定性の面でも非
常に優れている。また注入する電流により光パルスを発
生させるため、発生させる光パルスの繰り返し周波数の
ミス的制御も非常に容易である。
法では、小型のため利便性、信頼性、安定性の面でも非
常に優れている。また注入する電流により光パルスを発
生させるため、発生させる光パルスの繰り返し周波数の
ミス的制御も非常に容易である。
しかし、発生できるパルス幅は最短でも数ｐｓであり、
出射パルスのピークパワーも高々数１０ｍＷであるため
、（２）のパルス圧縮法により、７工ムト秒台の光パル
スに圧縮することも不可能である。そこで半導体レーザ
より発生させた幅数１０ｐｓの光パルスを光増幅し、パ
ルス圧縮する方法が考えられる。
出射パルスのピークパワーも高々数１０ｍＷであるため
、（２）のパルス圧縮法により、７工ムト秒台の光パル
スに圧縮することも不可能である。そこで半導体レーザ
より発生させた幅数１０ｐｓの光パルスを光増幅し、パ
ルス圧縮する方法が考えられる。
しかし、現在使用されている半導体レーザ増幅器では、
光パルスに対する利得の飽和値が小さく、数１０ｐｓの
光パルスに対して高々数１００＋９Ｗまでしか増幅する
能力がないためパルス圧縮を行なうことができない。そ
のため、信頼性、安定性の高い半導体レーザを用いて光
パルスを発生し、光増幅およびパルス圧縮を行ない、１
ｐｓ以下の光パルスを発生さセる技術が必要である
。
光パルスに対する利得の飽和値が小さく、数１０ｐｓの
光パルスに対して高々数１００＋９Ｗまでしか増幅する
能力がないためパルス圧縮を行なうことができない。そ
のため、信頼性、安定性の高い半導体レーザを用いて光
パルスを発生し、光増幅およびパルス圧縮を行ない、１
ｐｓ以下の光パルスを発生さセる技術が必要である
。
本発明は、上記の点を鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは、半導体レーザを用いてパルス幅１
ｐｓ以下の化パルスを安定に発生させる、超短光パ
ルス発生装置を提供づるものである。
目的とするところは、半導体レーザを用いてパルス幅１
ｐｓ以下の化パルスを安定に発生させる、超短光パ
ルス発生装置を提供づるものである。
本発明によれば、上述の目的は、前記特ｇ’＋請求の範
囲に記載した手段により遠戚される。
囲に記載した手段により遠戚される。
すなわち、本発明は、半導体レーザを用いた光発生部と
、希土類を含み、該希土類イオンによる増幅作用に上り
前記光発生部からの入力光パルスを増幅する光増幅手段
と、異常分散媒質を用いて入力パルス光を圧縮する光パ
ルス圧縮手段と、前記光増幅手段中の希土類を励起する
波長を有する励起発光源とを設けた超短光パルス発生装
置である。
、希土類を含み、該希土類イオンによる増幅作用に上り
前記光発生部からの入力光パルスを増幅する光増幅手段
と、異常分散媒質を用いて入力パルス光を圧縮する光パ
ルス圧縮手段と、前記光増幅手段中の希土類を励起する
波長を有する励起発光源とを設けた超短光パルス発生装
置である。
以下、図を用いて本発明の原理的構成例を四通り示し、
本発明で用いた手段をより具体的に説明する。
本発明で用いた手段をより具体的に説明する。
策二屡Ｊ凰１Ｕ失榎１」生
本発明による超短光パルス発生装置の第一の原理的構成
例を第１図に示す。
例を第１図に示す。
すなわち、その構成は、半導体レーザを用いた光パルス
の発生部１と希土類を添加した光７アイパ２と、その希
土類イオンを励起させる波長を有する光を発生する励起
発光源３と、前記光パルス発生部１より発生された光パ
ルスと前記励起発光源３より発生した励起光とを前記希
土類添加光７Ｔイバ２に入力させる結合手Ｐｉ４と、前
記光パルス発生部１より発生した光パルスの波長におい
て異常分散を有するシングルモード光ファイバ５と、前
記希土類添加光ファイバ２より出射した光パルスを前記
シングルモード光ファイバ５に入射させる手段を含むこ
とを特徴としている。
の発生部１と希土類を添加した光７アイパ２と、その希
土類イオンを励起させる波長を有する光を発生する励起
発光源３と、前記光パルス発生部１より発生された光パ
ルスと前記励起発光源３より発生した励起光とを前記希
土類添加光７Ｔイバ２に入力させる結合手Ｐｉ４と、前
記光パルス発生部１より発生した光パルスの波長におい
て異常分散を有するシングルモード光ファイバ５と、前
記希土類添加光ファイバ２より出射した光パルスを前記
シングルモード光ファイバ５に入射させる手段を含むこ
とを特徴としている。
二の 埋・ １
第二の原理的構成例においては、第一の原理的Ｗｌｔ或
例における希土類添加光ファイバと、異常分散を有する
シングルモード７７・イパが、同一の光ファイバにて構
成されたｖＩ戒となっている。これを第２図に示す。
例における希土類添加光ファイバと、異常分散を有する
シングルモード７７・イパが、同一の光ファイバにて構
成されたｖＩ戒となっている。これを第２図に示す。
すなわち、その構成は、半導体レーザを用いた光パルス
の発生部１と、希土類を添加しかつ前記光パルス発生部
より発生した光パルスの波長において異常分散を有する
シングルモード光ファイバ６と、上記希土類イオンを励
起させる波長を有する光を発生する励起発光源３と、前
記光パルス発生部１より発生した光パルスと前記励起発
光源３より発生した励起光とを前記希土類添加異常分散
シングルモード光ファイバ６に入力させる結合手段４を
含むことを特徴としている。
の発生部１と、希土類を添加しかつ前記光パルス発生部
より発生した光パルスの波長において異常分散を有する
シングルモード光ファイバ６と、上記希土類イオンを励
起させる波長を有する光を発生する励起発光源３と、前
記光パルス発生部１より発生した光パルスと前記励起発
光源３より発生した励起光とを前記希土類添加異常分散
シングルモード光ファイバ６に入力させる結合手段４を
含むことを特徴としている。
＝の 埋 或
第三の原理的構成例においては、第二の原理的ｖｔ或例
における異常分散を有する希土類添加異常分散シングル
モード光７フイパ６の代わりに、常分散を有するシング
ルモード光ファイバ７と、異常分散媒質８が用いられて
いる。これを第３図に示す。
における異常分散を有する希土類添加異常分散シングル
モード光７フイパ６の代わりに、常分散を有するシング
ルモード光ファイバ７と、異常分散媒質８が用いられて
いる。これを第３図に示す。
すなわち、その構成は、半導体レーザを用いた光パルス
の発生部１と、希土類を添加した光ファイバ２と、その
席上類イオンを励起させる波長を有する光を発生する励
起発光源３と、前記光パルス発生部１より発生した光パ
ルスと前記励起発光源３より発生した励起光とを前記希
土類添加光ファイバ２に入力させる結合手段４と、前記
希土類添加光ファイバ２より出射した光を入力するよう
に配置されかつ前記光パルス発生部１より発生した光パ
ルスの波長において常分散を有するシングルモード光フ
ァイバ７と、前記常分散を有するシングルモード光７γ
イバ７より出射した光を入力するように配置されかつ前
記光パルス発生部１より発生した光パルスの波長におい
て異常分散性である異常分散媒質８を含むことを特徴と
している。
の発生部１と、希土類を添加した光ファイバ２と、その
席上類イオンを励起させる波長を有する光を発生する励
起発光源３と、前記光パルス発生部１より発生した光パ
ルスと前記励起発光源３より発生した励起光とを前記希
土類添加光ファイバ２に入力させる結合手段４と、前記
希土類添加光ファイバ２より出射した光を入力するよう
に配置されかつ前記光パルス発生部１より発生した光パ
ルスの波長において常分散を有するシングルモード光フ
ァイバ７と、前記常分散を有するシングルモード光７γ
イバ７より出射した光を入力するように配置されかつ前
記光パルス発生部１より発生した光パルスの波長におい
て異常分散性である異常分散媒質８を含むことを特徴と
している。
墓１！すＬ旦１目１裏男−
第四の原理的構成例においては、第三の原理的構成例に
おける希土類添加光ファイバと常分散光ファイバを一体
化した構成となっている。
おける希土類添加光ファイバと常分散光ファイバを一体
化した構成となっている。
これを第４図に示す。
すなわち、その構成は、半導体レーザを用いた光パルス
の発生部１と、希土類を添加しかつ前記光パルス発生部
１より発生した光パルスの波長において常分散を有する
シングルモード光ファイバ９と、上記希土類イオンを励
起させる波長を有する光を発生する励起発光源３と、前
記光パルス発生部１より発生した光パルスと前記励起発
光源３より発生した励起光とを前記希土類添加常分散シ
ングルモード光ファイバ９に入力させる結合手段４と、
前記シングルモード光７フイバ９より出射した光を入力
するように配置されかつ前記光パルス発生部１より発生
した光パルスの波長において異常分散性である異常分散
媒質８を含むことを特徴としている。
の発生部１と、希土類を添加しかつ前記光パルス発生部
１より発生した光パルスの波長において常分散を有する
シングルモード光ファイバ９と、上記希土類イオンを励
起させる波長を有する光を発生する励起発光源３と、前
記光パルス発生部１より発生した光パルスと前記励起発
光源３より発生した励起光とを前記希土類添加常分散シ
ングルモード光ファイバ９に入力させる結合手段４と、
前記シングルモード光７フイバ９より出射した光を入力
するように配置されかつ前記光パルス発生部１より発生
した光パルスの波長において異常分散性である異常分散
媒質８を含むことを特徴としている。
本発明では、大型の色素レーザや固体レーザを用いずに
信頼性、安定性に優る半導体レーザを用いてゲインスイ
ッチ法によりパルスの発生を行ない、パルス圧縮に必要
なパワーに希土類添加光フアイバ増幅器を用いて増幅し
ている。
信頼性、安定性に優る半導体レーザを用いてゲインスイ
ッチ法によりパルスの発生を行ない、パルス圧縮に必要
なパワーに希土類添加光フアイバ増幅器を用いて増幅し
ている。
このため、色素レーザ等を用いては不可能であった小型
化を可能にすると同時に、高い安定性と信頼性を得るこ
とができる さらに、パルス発生部に注入電流により制御でさる半導
体レーザを用いているため、繰り返し周波数を電気的に
容易に制御できることなど、従来の超短光パルス発生ｌ
装置にはない特徴がある。
化を可能にすると同時に、高い安定性と信頼性を得るこ
とができる さらに、パルス発生部に注入電流により制御でさる半導
体レーザを用いているため、繰り返し周波数を電気的に
容易に制御できることなど、従来の超短光パルス発生ｌ
装置にはない特徴がある。
以下、本発明の作用を前述した第一〜第四の原理的構成
例に基づき、より具体的に説明する。
例に基づき、より具体的に説明する。
−の 戒 の
半導体レーザを用いた光パルス発生法には、モード同期
法、ゲインスイッチ法、Ｑスイッチ法等があり、それぞ
れ幅３０ｐｓから１０ｐｓ程度の光パルスを比較的簡単
に発生させる。希土類添加光ファイバは光直接増幅器と
して作用する。１に起発光源は光ファイバに添加された
希土類イオンを励起し入力光パルス波長に対して反転分
布を形成することにより、希土類添加光ファイバを通過
する光パルスに対し利得を生じさせる。希土類添加光フ
アイバ増幅器の平均光出力パワーにも半導体レーザ増幅
器と同様に原理的に限界があり、現状では平均出力パワ
ーとして１ ｍＷ程度が出力可能である。
法、ゲインスイッチ法、Ｑスイッチ法等があり、それぞ
れ幅３０ｐｓから１０ｐｓ程度の光パルスを比較的簡単
に発生させる。希土類添加光ファイバは光直接増幅器と
して作用する。１に起発光源は光ファイバに添加された
希土類イオンを励起し入力光パルス波長に対して反転分
布を形成することにより、希土類添加光ファイバを通過
する光パルスに対し利得を生じさせる。希土類添加光フ
アイバ増幅器の平均光出力パワーにも半導体レーザ増幅
器と同様に原理的に限界があり、現状では平均出力パワ
ーとして１ ｍＷ程度が出力可能である。
ところが、その自然放出寿命は半導体レーザ増幅器のそ
れよりも五桁以上大きいため、繰り返し周波数を落とし
て、デユーティ比を減少させることにより、最大数１０
０ｋＷの光パルスを得ることができる。
れよりも五桁以上大きいため、繰り返し周波数を落とし
て、デユーティ比を減少させることにより、最大数１０
０ｋＷの光パルスを得ることができる。
したがって、例えば、希土類イオンとしてエルビウムイ
オンを用いれば、繰り返し周波数ＩＭＨ２１パルス［２
０ｐｓのハルス列に対しては、出力ビークパワー５０Ｗ
の光パルスが得られる。光フアイバ増幅器により、光パ
ルスのビークパワーが増加したため、光ファイバによる
パルス圧縮が可能となる。ビークパワーがおよそＩＷ組
以上強い光パルスが光フアイバ中を伝搬すると、光力−
効果により自己位相変調が誘起され、光パルスの中で中
心波長が長波長側から短波長側へ偏移する （波長チャ
ーピング）。
オンを用いれば、繰り返し周波数ＩＭＨ２１パルス［２
０ｐｓのハルス列に対しては、出力ビークパワー５０Ｗ
の光パルスが得られる。光フアイバ増幅器により、光パ
ルスのビークパワーが増加したため、光ファイバによる
パルス圧縮が可能となる。ビークパワーがおよそＩＷ組
以上強い光パルスが光フアイバ中を伝搬すると、光力−
効果により自己位相変調が誘起され、光パルスの中で中
心波長が長波長側から短波長側へ偏移する （波長チャ
ーピング）。
この光パルスが、短波長の光はど伝搬速度が大きいとい
う特徴を有する異常分散媒質を通過すると、パルスの後
部がパルスの貯部に追い付くためパルス幅が狭窄化され
る。
う特徴を有する異常分散媒質を通過すると、パルスの後
部がパルスの貯部に追い付くためパルス幅が狭窄化され
る。
したがって、自己位相変調を生じさせる光ファイバが適
当な分散値を有する異常分散媒質であれば、自己位相変
調による波長チャーピングとパルス圧縮が同時に起こる
ため、ファイバ出射パルスは圧縮された光パルスとなる
。入力パルスのビークパワーが１Ｗ以上、パルス幅が１
０ ｐｓ程度であればパルス幅は１０分の１以下に圧縮
されるため、出力パルスとして１ ｐｓ以下の光パル
スが得られる。
当な分散値を有する異常分散媒質であれば、自己位相変
調による波長チャーピングとパルス圧縮が同時に起こる
ため、ファイバ出射パルスは圧縮された光パルスとなる
。入力パルスのビークパワーが１Ｗ以上、パルス幅が１
０ ｐｓ程度であればパルス幅は１０分の１以下に圧縮
されるため、出力パルスとして１ ｐｓ以下の光パル
スが得られる。
二の 埋 或 の
第二の原理的構成例においては、光パルスの増幅機能と
パルス圧縮機能を同一の光ファイバで実現している。
パルス圧縮機能を同一の光ファイバで実現している。
すなわち、光増幅を行なうために希土類を添加する光７
アイパが同時にパルス圧縮を行なうことができるように
異常分散を有する。こうすることにより、入射光パルス
は増幅されながら同時にパルス圧縮されるため、より簡
単な構成で１ ｐｓ以下の光パルスを得ることができ
る。
アイパが同時にパルス圧縮を行なうことができるように
異常分散を有する。こうすることにより、入射光パルス
は増幅されながら同時にパルス圧縮されるため、より簡
単な構成で１ ｐｓ以下の光パルスを得ることができ
る。
：の 戒 の
第三の原理的構成例においては、第一の原理的構成例の
作用において説明した自己位相変調による波長チャーピ
ングの誘起と、異常分散によるパルス圧縮を別個の素子
を用いて実現している。
作用において説明した自己位相変調による波長チャーピ
ングの誘起と、異常分散によるパルス圧縮を別個の素子
を用いて実現している。
すなわち、エルビウム添加光ファイバを用いて増幅した
光パルスを、まず常分散を有する光７γイパに導き、自
己位相変調による波長チャーピングをおこさせる。ここ
で常分散を有する光７アイパを用いるのは時間に対して
直線的な波長チャーピングを起こさせるためである。
光パルスを、まず常分散を有する光７γイパに導き、自
己位相変調による波長チャーピングをおこさせる。ここ
で常分散を有する光７アイパを用いるのは時間に対して
直線的な波長チャーピングを起こさせるためである。
次に、この光パルスを異常分散媒質に導き、先に説明し
た波長チャーピングを有する光パルスの分散媒質中の圧
縮原理によりパルス圧縮を起こさせるのである。
た波長チャーピングを有する光パルスの分散媒質中の圧
縮原理によりパルス圧縮を起こさせるのである。
四の原理 威 の
第四の原理的構成例においては、第三の原理的構成例に
おける光パルスの増幅機能と自己位相変調による波長チ
ャーピングの誘起機能を同一のファイバで実現している
。
おける光パルスの増幅機能と自己位相変調による波長チ
ャーピングの誘起機能を同一のファイバで実現している
。
すなわち、光増幅を行なうために希土類を添加する光フ
ァイバが同時に波長チャーピングを起こすための光ファ
イバになっている。
ァイバが同時に波長チャーピングを起こすための光ファ
イバになっている。
以下、図面を用いて本発明の各実施例を説明する。
賎二ゼ２ＪＪ目４
ｔＩＳＳ図は、本発明の第一の実施例を示すものである
。
。
１１は発振波長１．５３５μｍの分布帰還形半導体レー
ザ（Ｄ Ｆ Ｂ −Ｌ Ｄ ）、１２はパルス幅２００
ｐｓ、ピーク幅１０Ｖの短電流パルスを発生するトラン
ジスタ回路（短電流パルス発生器）であり、繰り返し周
波数１００Ｈｚ〜ＩＭ Ｈｚの可変幅を有する。この短
電流パルスをバイアスティーにより、バイアス電流に重
畳し、ＤＦＢ−ＬＤＩ １に印加することにより、パル
ス幅３０ｐｓ、ピークパワー２０ｍＷ程度の光パルスを
発生させることができる。
ザ（Ｄ Ｆ Ｂ −Ｌ Ｄ ）、１２はパルス幅２００
ｐｓ、ピーク幅１０Ｖの短電流パルスを発生するトラン
ジスタ回路（短電流パルス発生器）であり、繰り返し周
波数１００Ｈｚ〜ＩＭ Ｈｚの可変幅を有する。この短
電流パルスをバイアスティーにより、バイアス電流に重
畳し、ＤＦＢ−ＬＤＩ １に印加することにより、パル
ス幅３０ｐｓ、ピークパワー２０ｍＷ程度の光パルスを
発生させることができる。
通常、本方法により発生した光パルスは光パルスの中で
中心波長が短波長から長波長へ偏移する波長チャーピン
グを有している。ここでは、この波長チャーピングを利
用したパルス圧縮を行なうため、 １，５３５μｍにお
いて常分散を有するように零分散波長を １，５３５μ
騰よりも長波長側に偏移させた分散シフトシングルモー
ド光ファイバ１３を配置している。
中心波長が短波長から長波長へ偏移する波長チャーピン
グを有している。ここでは、この波長チャーピングを利
用したパルス圧縮を行なうため、 １，５３５μｍにお
いて常分散を有するように零分散波長を １，５３５μ
騰よりも長波長側に偏移させた分散シフトシングルモー
ド光ファイバ１３を配置している。
半導体レーザより発生された光パルスは、本光ファイバ
１３を通過することにより、パルス幅１０ｐｓ程度にパ
ルス圧縮される。
１３を通過することにより、パルス幅１０ｐｓ程度にパ
ルス圧縮される。
１４は希土Ｍ（エルビウム）添加光ファイバ、１５は光
出力的１００ｍＷ、波長１．４８μ国の半導体レーザ励
起光源である。希土類にはエルビウム、ネオジウム等が
あるが、ここではエルビウムを用いている。ネオジウム
を用いた場合にはＤＦＢ−ＬＤＩ １の波長を１．３１
９μｍに、励起光源１５を０．８μ−の半導体レーザと
すればよい。
出力的１００ｍＷ、波長１．４８μ国の半導体レーザ励
起光源である。希土類にはエルビウム、ネオジウム等が
あるが、ここではエルビウムを用いている。ネオジウム
を用いた場合にはＤＦＢ−ＬＤＩ １の波長を１．３１
９μｍに、励起光源１５を０．８μ−の半導体レーザと
すればよい。
１６は、光パルスと励起光源を合渡しエルビウム添加光
ファイバに導くためのグイクロイックミラーである。エ
ルビウム添加濃度３０ｐｐｍ、長さ約１００ａ＋とする
ことにより、約３０ｄＢの利得を得ることができる。
ファイバに導くためのグイクロイックミラーである。エ
ルビウム添加濃度３０ｐｐｍ、長さ約１００ａ＋とする
ことにより、約３０ｄＢの利得を得ることができる。
したがって、繰り返し周波数をＩＭＨｚ とすると出力
パルスのピークパワーは５０Ｗとなる。
パルスのピークパワーは５０Ｗとなる。
パルス圧縮用の異常分散光ファイバ１７には、零分散波
長１．５６μ鯵、１，５３５μ−における分散値３ 、
Ｏｐｓ ／ ｎｍ／ ｋａ＋ 、コア径６μｍのシン
グルモード光ファイバを用いている。エルビウム添加光
ファイバ１４と異常分散光ファイバ１７の結合は、ファ
イバ融着により行なっている。異常分散７フイバ１７の
長さ６００ ｔａで圧縮比０，０３、すなわち、出力パ
ルス幅０゜６ ρＳが得られる。
長１．５６μ鯵、１，５３５μ−における分散値３ 、
Ｏｐｓ ／ ｎｍ／ ｋａ＋ 、コア径６μｍのシン
グルモード光ファイバを用いている。エルビウム添加光
ファイバ１４と異常分散光ファイバ１７の結合は、ファ
イバ融着により行なっている。異常分散７フイバ１７の
長さ６００ ｔａで圧縮比０，０３、すなわち、出力パ
ルス幅０゜６ ρＳが得られる。
４二り差Ｉ４
第６図は本発明の第二の実施例を示すものである。
第一の実施例におけるエルビウム添加ファイバ１４と、
パルス圧縮用異常分散光ファイバ１７を同一のファイバ
とした点以外は第一の実施例と同じ構成のものである。
パルス圧縮用異常分散光ファイバ１７を同一のファイバ
とした点以外は第一の実施例と同じ構成のものである。
この場合、波ｉｆ、５３５μ鯵における 異常分散値３
ｐｓ ／ｎｍ ／ ｋ−、コア径６μ口のシングル
モード７アイパ約１ ｉにエルビウムを、濃度３ｐ９−
程度に添加したエルビウム添加異常分散光ファイバ１８
を用いればよい、このとき、第一の実施例と同様、パル
ス幅０．６ｐｓ以下の光パルスが得られる。
ｐｓ ／ｎｍ ／ ｋ−、コア径６μ口のシングル
モード７アイパ約１ ｉにエルビウムを、濃度３ｐ９−
程度に添加したエルビウム添加異常分散光ファイバ１８
を用いればよい、このとき、第一の実施例と同様、パル
ス幅０．６ｐｓ以下の光パルスが得られる。
４二へ４販札
第７図は本発明の第三の実施例を示すものである。第一
の実施例における異常分散光ファイバにおけるパルス圧
縮を常分散光ファイバ１９と異常分散媒質２０を用いて
実現している点以外は第一の実施例の構成と同じもので
ある。
の実施例における異常分散光ファイバにおけるパルス圧
縮を常分散光ファイバ１９と異常分散媒質２０を用いて
実現している点以外は第一の実施例の構成と同じもので
ある。
この場合、常分散光ファイバ１９には長さ３０ 輪、コ
ア径６μ−１分散値約−１５ｐｓ／ｎ＋ｅ／１ｍのシン
グルモード光ファイバを用いている。
ア径６μ−１分散値約−１５ｐｓ／ｎ＋ｅ／１ｍのシン
グルモード光ファイバを用いている。
異常分散媒質としては、零分散波長が１．３μ鵠にある
通常のシングルモード光ファイバや、グレーティングベ
ア等があるが、ここでは間隔１ｍ、ピッチ１２００本／
Ｉａｌｌｎのグレーティングペア２０を用いている。
通常のシングルモード光ファイバや、グレーティングベ
ア等があるが、ここでは間隔１ｍ、ピッチ１２００本／
Ｉａｌｌｎのグレーティングペア２０を用いている。
このとき、パルス１１１０．５ｐｓ以下の光パルスが得
られる。
られる。
艷４色４ｍ
第８図は本発明の第四の実施例を示すものである。第三
の実施例におけるエルビウム添加光ファイバ１４と圧縮
用常分散光ファイバ１９を同一のファイバとした点以外
は、第三の実施例の構成と同じものである。
の実施例におけるエルビウム添加光ファイバ１４と圧縮
用常分散光ファイバ１９を同一のファイバとした点以外
は、第三の実施例の構成と同じものである。
この場合、波ｆ：１，５３５μ−における常分散値−１
０ｐｓ ／ｎｍ ／ｋｍ 、長さ６０＋＊、：）ア径６
μ−のシングルモード光ファイバにエルビウムを濃度５
０ｐｐｍ程度に添加したエルビウム添加常分散光ファイ
バ２１を用いればよい。このとき、第三の実施例と同様
、パルス幅０．５ｐｓ以下の光パルスが得られる。
０ｐｓ ／ｎｍ ／ｋｍ 、長さ６０＋＊、：）ア径６
μ−のシングルモード光ファイバにエルビウムを濃度５
０ｐｐｍ程度に添加したエルビウム添加常分散光ファイ
バ２１を用いればよい。このとき、第三の実施例と同様
、パルス幅０．５ｐｓ以下の光パルスが得られる。
以上述べたように、本発明によれば、色素レーザ等の大
型レーザを用いずに、半導体レーザにより、安定、かつ
小規俣に１ ｐｓ以下の光パルスを得ることができる
。
型レーザを用いずに、半導体レーザにより、安定、かつ
小規俣に１ ｐｓ以下の光パルスを得ることができる
。
したがって、この技術は光サンプリング、光デート等の
超高速の光信号処理への応用が期待できる。
超高速の光信号処理への応用が期待できる。
第１図は本発明の第一の原理的構成例を示す図、第２図
は本発明の第二の原理的構成例を示す図、ｔＩＳ３図は
本発明の第三の原理的構成例を示す図、第４図は本発明
の第四の原理的構成例を示す図、第５図は本発明の第一
の実施例を示す図、第６図は本発明の第二の実施例を示
す図、第７図は本発明の第三の実施例を示す図、第８図
は本発明の第四の実施例を示す図である。 １ ・・・・・・半導体レーザを用いた光パルス発生部
、 ２ ・・・・・・希土類添加光ファイバ、３
・・・・・・励起発光源、 ４ ・・・・・・結
合手段、５・・・・・・異常分散を有するシングルモー
ド光ファイバ、 ６ ・・・・・・希土類を添加
し異常分散を有するシングルモード光ファイバ、７ ・
・・・・・常分散を有するシングルモード光ファイバ、
８ ・・・・・・異常分散媒質、 ９・
・・・・・ 希土類添加室分散シングルモード光ファイ
バ、 １１ ・・・・・・分布帰還形半導体
レーザ（Ｄ Ｆ Ｂ −Ｌ Ｄ ）、 １２・・・
・・・短電流パルス発生器、 １３ ・・・・
・・分散シフトシングルモード光ファイバ、 １４
・・・・・・エルビウム添加光ファイバ、 １
５ ・・・・・・半導体レーザ励起光源（ＬＤ光源）、
は本発明の第二の原理的構成例を示す図、ｔＩＳ３図は
本発明の第三の原理的構成例を示す図、第４図は本発明
の第四の原理的構成例を示す図、第５図は本発明の第一
の実施例を示す図、第６図は本発明の第二の実施例を示
す図、第７図は本発明の第三の実施例を示す図、第８図
は本発明の第四の実施例を示す図である。 １ ・・・・・・半導体レーザを用いた光パルス発生部
、 ２ ・・・・・・希土類添加光ファイバ、３
・・・・・・励起発光源、 ４ ・・・・・・結
合手段、５・・・・・・異常分散を有するシングルモー
ド光ファイバ、 ６ ・・・・・・希土類を添加
し異常分散を有するシングルモード光ファイバ、７ ・
・・・・・常分散を有するシングルモード光ファイバ、
８ ・・・・・・異常分散媒質、 ９・
・・・・・ 希土類添加室分散シングルモード光ファイ
バ、 １１ ・・・・・・分布帰還形半導体
レーザ（Ｄ Ｆ Ｂ −Ｌ Ｄ ）、 １２・・・
・・・短電流パルス発生器、 １３ ・・・・
・・分散シフトシングルモード光ファイバ、 １４
・・・・・・エルビウム添加光ファイバ、 １
５ ・・・・・・半導体レーザ励起光源（ＬＤ光源）、
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体レーザを用いた光発生部と、 希土類を含み、該希土類イオンによる増幅作用により前
記光発生部からの入力光パルスを増幅する光増幅手段と
、 異常分散媒質を用いて入力パルス光を圧縮する光パルス
圧縮手段と、 前記光増幅手段中の希土類を励起する波長を有する励起
発光源とを 設けたことを特徴とする超短光パルス発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1196519A JP2520961B2 (ja) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | 超短光パルス発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1196519A JP2520961B2 (ja) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | 超短光パルス発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0361928A true JPH0361928A (ja) | 1991-03-18 |
| JP2520961B2 JP2520961B2 (ja) | 1996-07-31 |
Family
ID=16359090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1196519A Expired - Fee Related JP2520961B2 (ja) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | 超短光パルス発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2520961B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006309215A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-11-09 | Furukawa Electric Co Ltd:The | パルス光源およびパルス光源の制御方法 |
| JP2008034867A (ja) * | 1995-05-19 | 2008-02-14 | Imra America Inc | 高出力チャープパルス増幅装置およびコンプレッサー |
| JP2015153841A (ja) * | 2014-02-13 | 2015-08-24 | スペクトロニクス株式会社 | レーザ光源装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6321626A (ja) * | 1986-07-16 | 1988-01-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 短光パルス発生装置 |
| JPH0194329A (ja) * | 1987-10-06 | 1989-04-13 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 光増幅装置 |
-
1989
- 1989-07-31 JP JP1196519A patent/JP2520961B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6321626A (ja) * | 1986-07-16 | 1988-01-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 短光パルス発生装置 |
| JPH0194329A (ja) * | 1987-10-06 | 1989-04-13 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 光増幅装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008034867A (ja) * | 1995-05-19 | 2008-02-14 | Imra America Inc | 高出力チャープパルス増幅装置およびコンプレッサー |
| JP2006309215A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-11-09 | Furukawa Electric Co Ltd:The | パルス光源およびパルス光源の制御方法 |
| JP2015153841A (ja) * | 2014-02-13 | 2015-08-24 | スペクトロニクス株式会社 | レーザ光源装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2520961B2 (ja) | 1996-07-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |