JP6512666B2 - 圧縮光パルスの発生方法 - Google Patents
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Description
動作波長帯域の中心波長に相当する基準波長を有する波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)を提供する工程、
分散媒質(114)を提供する工程、
前記波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)から、第1の時間幅(T1)を有する第1の光パルス(111)を放出する工程、
時間的に分離した波長の異なる光子が前記第1の光パルスに含まれるように光共振器長(L)を(たとえば機械的に)調整する工程、
前記第1の光パルス(111)を前記分散媒質(114)で受信する工程、および、
受信した前記第1の光パルスを、第2の時間幅(T2)を有する圧縮光パルス(112)として前記分散媒質から再放出する工程を含み、
前記波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)が、
該波長可変マイクロ共振器レーザーシステムからの互いに波長の異なる光子の放出を可能とするための、機械的に調整可能な共振器長(L)を有する光共振器(104)と、
前記光共振器内に光子を放出する光子エミッタ(106)と、
前記光共振器の前記共振器長を制御するように(たとえば前記光共振器の前記共振器長を機械的に制御するように、たとえば前記光共振器の幾何学的共振器長を機械的に制御するように)構成された共振器制御装置(108a)とを備えること、
前記光共振器(104)がマイクロ共振器を備え、該マイクロ共振器の長さが前記基準波長の1/2以上10倍未満であること、
前記光共振器(104)が、MEMS要素を備え、該MEMS要素の位置が調整可能であること、
前記光共振器(104)の前記共振器長(L)が前記MEMS要素の位置に依存しており、前記共振器制御装置(108a)が前記MEMS要素の位置を制御することによって前記共振器の前記共振器長(L)を制御できること、
前記第2の時間幅(T2)が前記第1の時間幅(T1)よりも狭いこと、ならびに
時間的に分離した波長の異なる光子が前記第1の光パルスに含まれるように光共振器長(L)を調整する前記工程が、前記MEMS要素の位置を調整すること(たとえば前記光子エミッタ(106)から前記光共振器内への光子の放出中に前記MEMS要素の位置を調整すること)をさらに含むことを特徴とする方法を提供することによって達成される。
波長可変マイクロ共振器レーザーシステムを提供する工程、
分散媒質を提供する工程、
前記波長可変マイクロ共振器レーザーシステムから、第1の時間幅(T1)を有する第1の光パルスを放出する工程、
(たとえば光共振器長に対応するような)時間的に分離した波長の異なる光子が前記第1の光パルスに含まれるように光共振器長(L)を調整する工程、
前記第1の光パルスを分散媒質で受信する工程、および、
受信した前記第1の光パルスを、第2の時間幅(T2)を有する圧縮光パルスとして前記分散媒質から再放出する工程を含み、
前記波長可変マイクロ共振器レーザーシステムが、
該波長可変マイクロ共振器レーザーシステムからの互いに波長の異なる光子の放出を可能とするための、機械的に調整可能な共振器長(L)を有する光共振器と、
前記光共振器内に光子を放出する光子エミッタ(たとえば利得媒質など)と、
前記光共振器の前記共振器長を制御するように構成された共振器制御装置(たとえば波形発生器、たとえば前記光共振器に動作可能に接続された波形発生器など)とを備えること、ならびに
前記第2の時間幅(T2)が前記第1の時間幅(T1)よりも狭いことを特徴とする方法が提供される。
時間的に分離した波長の異なる光子が前記第1の光パルスに含まれるように、光共振器長(L)を調整する工程(たとえば光子エミッタ(106)から光共振器内への光子の放出中にMEMS要素の位置を調整する工程)を含み、
該工程が、
光共振器の一端において境界を形成している鏡を移動させ、該鏡の移動により生じたドップラーシフトによって、光パルス(たとえば第1の光パルスなど)に含まれるいくつかの光成分(第1の光パルスに含まれるいくつかの光成分のみ)の波長を変化させる(たとえば有意に変化させる(たとえば基準波長に対して少なくとも1%変化させる))ことを含むことを特徴とする方法が提供される。
この実施形態の利点としては、ドップラーシフトによって、第1の光パルスに含まれる様々な光成分の光子が互いにコヒーレントになることが挙げられる。
光共振器がMEMS要素を含むこと、該MEMS要素の位置が調整可能であること(たとえば制御可能に調整可能であること)、前記光共振器の共振器長がMEMS要素の位置に依存しており、共振器制御装置がMEMS要素の位置を制御することによって前記光共振器の共振器長を制御できること、および(たとえば光共振器長に対応するような)時間的に分離した波長の異なる光子が前記第1の光パルスに含まれるように光共振器長を調整する工程が、MEMS要素の位置を調整することをさらに含むことを特徴とする方法が提供される。
前記光子エミッタ(106)からの光子の放出を時間的に変化させることによって(たとえば光子エミッタ制御装置から光子エミッタに供給される電力を時間的に変化させることによって、かつ/またはたとえば前記光子エミッタへの光子(たとえば高エネルギー光子など)の供給を時間的に変化させることによって)、第1の光パルスの形状を第1の形状とする工程をさらに含む方法が提供される。
フィードバック情報を提供し、次いで該フィードバック情報に基づいた特性を有する2発目の第1の光パルスを放出する工程をさらに含む方法が提供され、この工程は、たとえば、波長可変マイクロ共振器レーザーシステムにフィードバック情報を提供し、次いで該フィードバック情報に基づいた特性を有する2発目の第1の光パルスが放出されるように該波長可変マイクロ共振器レーザーシステムを構成する工程であってもよい。
第2の形状、
第2のスペクトル分布、および/または
第2の時間幅
のいずれか1つであると解してもよい。
第2の形状、
第2のスペクトル分布、および/または
第2の時間幅、
のいずれか1つであると解してもよい。
前記波長可変マイクロ共振器レーザーシステムに設けられた光増幅器による増幅を時間的に変化させることによって、かつ/または
前記光子エミッタからの光子の放出を時間的に変化させることによって、
第1の光パルスの形状を第1の形状とすることを特徴とする方法が提供される。
分散媒質の分散特性に関する情報を受信する工程、ならびに
分散媒質(114)の分散特性に適合させた第1の形状および/または第1のスペクトル-時間分布を有する第1の光パルス(111)を得ることによって、圧縮光パルスを所定の基準に対して最適化する工程をさらに含む方法が提供される。
波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)を提供する工程、
分散媒質(114)を提供する工程、
前記波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)から、第1の時間幅(T1)を有する第1の光パルス(111)を放出する工程、
(たとえば光共振器長に対応するような)時間的に分離した波長の異なる光子が前記第1の光パルスに含まれるように光共振器長(L)を調整する工程、
前記第1の光パルス(111)を前記分散媒質(114)で受信する工程、および
受信した前記第1の光パルスを、第2の時間幅(T2)を有する圧縮光パルス(112)として前記分散媒質から再放出する工程を含み、
前記波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)が、
該波長可変マイクロ共振器レーザーシステムからの互いに波長の異なる光子の放出を可能とするための、調整可能な共振器長(L)を有する光共振器(104)と、
前記光共振器内に光子を放出する光子エミッタ(106)(たとえば利得媒質など)と、
前記光共振器の前記共振器長を制御するように構成された共振器制御装置(108a)(たとえば波形発生器、たとえば前記光共振器に動作可能に接続された波形発生器など)とを備えること、ならびに
前記第2の時間幅(T2)が前記第1の時間幅(T1)よりも狭いことを特徴とする方法が提供される。
動作波長帯域の中心波長に相当する基準波長を有する波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)と、分散媒質(114)とを備え、
前記波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)が、
該波長可変マイクロ共振器レーザーシステムからの互いに波長の異なる光子の放出を可能とするための、機械的に調整可能な共振器長(L)を有する光共振器(104)と、
前記光共振器内に光子を放出する光子エミッタ(106)と、
前記光共振器(104)の前記共振器長(L)を制御するように(たとえば前記光共振器の前記共振器長を機械的に制御するように、たとえば前記光共振器の幾何学的共振器長を機械的に制御するように)構成された共振器制御装置(108a)とを備えること、
前記光共振器が、マイクロ共振器を備え、該マイクロ共振器の長さが前記基準波長の1/2以上10倍未満であること、
前記光共振器(104)がMEMS要素を備え、該MEMS要素の位置が調整可能であること、
前記光共振器(104)の前記共振器長(L)が前記MEMS要素の位置に依存しており、前記共振器制御装置(108a)が前記MEMS要素の位置を制御することによって前記光共振器の前記共振器長(L)を制御できること、
前記波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)が、第1の時間幅(T1)を有する第1の光パルス(111)を放出するように構成されていること、
前記共振器制御装置(108a)が、時間的に分離した波長の異なる光子が前記第1の光パルス(111)に含まれるように、前記MEMS要素の位置を調整することによって前記光共振器長(L)を調整するように構成されていること(たとえば光子エミッタ(106)から前記光共振器内への光子の放出中に前記MEMS要素の位置を調整するように構成されていること)、
前記分散媒質(114)が、前記第1の光パルス(111)を受信し、受信した前記第1の光パルス(111)を、第2の時間幅(T2)を有する圧縮光パルス(112)として再放出するように構成されていること、ならびに
前記第2の時間幅(T2)が前記第1の時間幅(T1)よりも狭いことを特徴とする、光パルスシステムが提供される。
波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)と、分散媒質(114)とを備え、
前記波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)が、
該波長可変マイクロ共振器レーザーシステムからの互いに波長の異なる光子の放出を可能とするための、機械的に調整可能な共振器長(L)を有する光共振器(104)と、
前記光共振器内に光子を放出する光子エミッタ(106)(たとえば利得媒質など)と、
前記光共振器(104)の前記共振器長(L)を制御するように構成された共振器制御装置(108a)(たとえば波形発生器など)とを備えること、
前記波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)が、第1の時間幅(T1)を有する第1の光パルス(111)を放出するように構成されていること、
前記共振器制御装置(108a)が、(たとえば光共振器長に対応するような)時間的に分離した波長の異なる光子が前記第1の光パルス(111)に含まれるように、前記光共振器長(L)を調整するように構成されていること、
前記分散媒質(114)が、前記第1の光パルス(111)を受信し、受信した前記第1の光パルス(111)を、第2の時間幅(T2)を有する圧縮光パルス(112)として再放出するように構成されていること、ならびに
前記第2の時間幅(T2)が前記第1の時間幅(T1)よりも狭いことを特徴とする、光パルスシステムが提供される。
共振器制御装置(108a)を備え、
前記共振器制御装置(108a)が、光共振器の一端において境界を形成している鏡を移動させ、該鏡の移動により生じたドップラーシフトによって、光パルス(たとえば第1の光パルスなど)に含まれるいくつかの光成分(たとえば第1の光パルスに含まれるいくつかの光成分のみ)の波長を変化させるように(たとえば有意に変化させるように(たとえば基準波長に対して少なくとも1%変化させるように)構成されており、
このようにして前記共振器制御装置(108a)が、MEMS要素の位置を調整することによって(たとえば光子エミッタ(106)から光共振器内への光子の放出中にMEMS要素の位置を調整することによって)光共振器長(L)を調整し、その結果、時間的に分離した異なる波長の光子を含む第1の光パルス(111)が得られることを特徴とする光パルスシステムが提供される。
この実施形態の利点としては、ドップラーシフトによって、第1の光パルスに含まれる様々な光成分の光子が互いにコヒーレントになることが挙げられる。
分散媒質の分散特性に基づいた第1の形状および/または第1のスペクトル-時間分布を有する第1の光パルス(111)を放出するように波長可変マイクロ共振器レーザーシステムが構成されている光パルスシステムが提供される。
分散媒質(114)の分散特性に適合させた第1の形状および/または第1のスペクトル-時間分布を有する第1の光パルス(111)を放出するように波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)が構成されており、このような第1の光パルスを得ることによって、圧縮光パルスを所定の基準に対して最適化することを特徴とする、光パルスシステムが提供される。「分散媒質の分散特性に適合させた」とは、圧縮光パルスを所定の基準に対して最適化することができるような第1の光パルスを得ることができるように、分散媒質の分散特性に応じて第1の形状および/または第1のスペクトル-時間分布を変更することであると解してもよい。
分散媒質の分散特性を示す情報を包含するように構成されたコンピュータ可読記録媒体、および/または
分散媒質の分散特性を示す情報を受信するように構成されたデータインターフェース
を備える、光パルスシステムが提供される。
分散媒質の分散特性を示す情報を包含するように構成されたコンピュータ可読記録媒体、および/または
分散媒質の分散特性を示す情報を受信するように構成されたデータインターフェースを備え、
波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)が、分散特性を示す情報に基づいて分散媒質(114)の分散特性に適合させた第1の形状および/または第1のスペクトル-時間分布を有する第1の光パルス(111)を放出するように構成されており、このような第1の光パルスを得ることによって、圧縮光パルスを所定の基準に対して最適化することを特徴とする、
光パルスシステムが提供される。
この実施形態によれば、波長可変マイクロ共振器レーザーシステムは、分散媒質の分散特性に基づいて動作するように構成されていてもよく、第1の光パルスの第1の形状および/または第1のスペクトル-時間分布を該分散媒質の分散特性に適合させることができると解してもよい。このような態様であれば、特定の分散媒質に対して第1の光パルスを(たとえば反復的かつ/または連続的に)最適化することができるという点で有利である。
圧縮光パルスの1以上の特性を示すフィードバック情報を波長可変マイクロ共振器レーザーシステムに提供するフィードバックシステムをさらに備え、
該波長可変マイクロ共振器レーザーシステムが、前記フィードバック情報に基づいた特性を有する2発目の第1の光パルスを放出するように構成されていることを特徴とする、光パルスシステムが提供される。
圧縮光パルス(たとえば分散媒質から放出された直後の圧縮光パルスなど)のピークパワーを圧縮光パルスの平均パワーで除することにより第1の比率を求めること、
第1の光パルス(たとえば分散媒質に入射する直前の第1の光パルスなど)のピークパワーを第1の光パルスの平均パワーで除することにより第2の比率を求めること、および
第1の比率が第2の比率の少なくとも10倍であること、たとえば第2の比率の少なくとも50倍であること、たとえば第2の比率の少なくとも100倍であること、たとえば第2の比率の少なくとも500倍であること、たとえば第2の比率の少なくとも1000(1e3)倍であること、たとえば第2の比率の少なくとも5000(5e3)倍であること、たとえば第2の比率の少なくとも10000(1e4)倍であること、たとえば第2の比率の少なくとも50000(5e4)倍であること、たとえば第2の比率の少なくとも100000(1e5)倍であること、たとえば第2の比率の少なくとも500000(5e5)倍であること、たとえば第2の比率の少なくとも550000(5.5e5)倍であること、たとえば第2の比率の少なくとも570000(5.7e5)倍であること、たとえば第2の比率の570000(5.7e5)倍であることを特徴とする、光パルスシステムが提供される。
波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)から様々な光子が放出され、比較的短い波長を有する光子が放出される前に比較的長い波長を有する光子が放出されるように、該光パルスシステム(100)が構成されており、分散媒質(114)が正常分散を示すこと、または、
波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)から様々な光子が放出され、比較的長い波長を有する光子が放出される前に比較的短い波長を有する光子が放出されるように、該光パルスシステム(100)が構成されており、分散媒質(114)が異常分散を示すこと
を特徴とする光パルスシステム(100)が提供される。
ファイバ(たとえば分散補償ファイバなど)、
回折格子対、
プリズム対、および
分散型チャープファイバブラッググレーティング
を含む群から選択されることを特徴とする、光パルスシステムが提供される。
波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)と、分散媒質とを備え、
前記波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)が、
該波長可変マイクロ共振器レーザーシステムからの互いに波長の異なる光子の放出を可能とするための、調整可能な共振器長(L)を有する光共振器(104)と、
前記光共振器内に光子を放出する光子エミッタ(106)(たとえば利得媒質など)と、
前記光共振器の前記共振器長を制御するように構成された共振器制御装置(108a)(たとえば波形発生器など)とを備えること、
前記波長可変マイクロ共振器レーザーシステムが、第1の時間幅を有する第1の光パルスを放出するように構成されていること、
前記共振器制御装置が、(たとえば光共振器長に対応するような)時間的に分離した波長の異なる光子が前記第1の光パルスに含まれるように、前記光共振器長を調整するように構成されていること、
前記分散媒質が、前記第1の光パルスを受信し、受信した前記第1の光パルスを、第2の時間幅を有する圧縮光パルスとして再放出するように構成されていること、ならびに
前記第2の時間幅が前記第1の時間幅よりも狭いことを特徴とする、光パルスシステムが提供される。
該波長可変光子源が、
第1の鏡を含む第1の素子と、
第2の鏡を含む第2の素子と、
光子エミッタを含む第3の素子とを備えること、
前記第1の素子、前記第2の素子および前記第3の素子が、
i.第1の鏡と第2の鏡が光共振器の少なくとも一部を規定し、かつ
ii.前記光子エミッタが前記光共振器の内部に配置されるように、
配置されること、
前記第1の鏡が可動であること(たとえば第2の鏡の位置を基準に移動可能であること)、ならびに
前記波長可変光子源が、第1の鏡を移動させて前記光共振器の長さを制御できるように(たとえば前記第1の鏡を移動させて前記光共振器の共振器長を変更するように)構成された共振器制御装置(108a)(たとえば前記第1の素子に電気的にアクセスする手段(たとえば前記第1の鏡を静電気的に移動させる手段など)を含む共振器制御装置)をさらに備えることを特徴とする。
波長可変マイクロ共振器レーザーシステム102と分散媒質114とを備え、
前記波長可変マイクロ共振器レーザーシステム102が、
該波長可変マイクロ共振器レーザーシステムからの互いに波長の異なる光子の放出を可能とするための、機械的に調整可能な共振器長(L)を有する光共振器104と、
前記光共振器内に光子を放出する光子エミッタ106と、
前記光共振器104の前記共振器長(L)を制御するように構成された共振器制御装置108aとを備えること、
前記波長可変マイクロ共振器レーザーシステム102が、第1の時間幅(T1)を有する第1の光パルス111を放出するように構成されていること、
前記共振器制御装置108aが、前記光共振器長(L)を調整するように構成されており、それによって時間的に分離した波長の異なる光子を含む前記第1の光パルス111が得られること、
前記分散媒質114が、前記第1の光パルス111を受信し、受信した第1の光パルスを、第2の時間幅(T2)を有する圧縮光パルス112として再放出するように構成されていること、および
前記第2の時間幅(T2)が前記第1の時間幅(T1)よりも狭いことを特徴とする、光パルスシステム100を示す。
図1はさらに、第1の素子124、第2の素子126、光共振器内の光子エミッタから放出される光パルス109a、および光共振器内において第2の素子126上の第2の鏡から反射される光パルス109bを示している。光共振器から放出される(光増幅器116を通過する前の)パルス110(第1の光パルス111を生成するパルス)は、形状120および時間幅(T0)を有することが分かる。図1は、さらに、第1の光パルスの第1の形状121、および圧縮光パルスの形状122も示している。光子エミッタ106は、電流源108bに動作可能に接続されている。光増幅器116は、制御ユニット108cに動作可能に接続されている。
D=(3.62801e-11×(λ/nm)4+2.43016e-5×(λ/nm)3-1.116476e-1×(λ/nm)2+1.69820e2×(λ/nm)-8.58582e4)×ps/(nm×km)
λ(t)/nm=0.0145×(t/ns)9-0.0735×(t/ns)8+0.177×(t/ns)7-0.458×(t/ns)6+1.59×(t/ns)5-5.25×(t/ns)4+19.6×(t/ns)3-67.2×(t/ns)2+605×(t/ns)+1545.27
I(t)=exp(-0.0268×(t/ns)4-0.01×(t/ns)3-0.000621×(t/ns)2+7.66e-06×(t/ns)-6.13e-08)
(この式において、-100ns<t<100nsの時間範囲内のデータに対してフィッティングを行った。)
V/V=-0.19731×z8-0.33818×z7+2.1737×z6-1.9488×z5-1.3157×z4+2.0745×z3-4.9645×z2+20.775×z+121.99
(ここで、z=(t/ns-21.186)/45.546である。)
圧縮光パルスのピークパワーを圧縮光パルスの平均パワーで除することにより第1の比率を求めること、
第1の光パルスのピークパワーを第1の光パルスの平均パワーで除することにより第2の比率を求めること、
第1の比率が第2の比率の5.7e5倍であることを特徴とする、光パルスシステムの一例を示す。
Ltot=Lg+LAR+L0+ΔL(t)
λ0=2×Ltot/N(ここでNは整数、ΔL(t)=0nmである。)
λn=2×Ltot/N(ここでNは整数である。)
ΔL(t)=v×tとなる。
tr=2×Ltot/c
Δλ=2×(v×tr)/N=4Ltotv/(cN)、すなわち、Δλ/λ0=2v/c
Δf/f0=-2v/cとなることが知られている。
変化が小さい場合は、
Δλ/λ0=-Δf/f0となる。
機械的に調整可能な共振器長(L)を有する光共振器(104)を備える波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)から、第1の時間幅(T1)を有する第1の光パルス(111)を放出し、それと同時に、時間的に分離した波長の異なる光子が該第1の光パルスに含まれるように前記光共振器長(L)を調整する工程、および
分散媒質(114)を通して前記第1のパルスを伝送し、第2の時間幅(T2)を有する圧縮光パルス(112)を発生させる工程を含み、
前記第2の時間幅(T2)が前記第1の時間幅(T1)よりも狭いことを特徴とする方法が提供される。
波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)を提供する工程、
分散媒質(114)を提供する工程、
前記波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)から、第1の時間幅(T1)を有する第1の光パルス(111)を放出する工程、
時間的に分離した波長の異なる光子が前記第1の光パルスに含まれるように光共振器長(L)を調整する工程、
前記第1の光パルス(111)を前記分散媒質(114)で受信する工程、および
受信した前記第1の光パルスを、第2の時間幅(T2)を有する圧縮光パルス(112)として前記分散媒質から再放出する工程を含み、
前記波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)が、
該波長可変マイクロ共振器レーザーシステムからの互いに波長の異なる光子の放出を可能とするための、機械的に調整可能な共振器長(L)を有する光共振器(104)と、
前記光共振器内に光子を放出する光子エミッタ(106)と、
前記光共振器の前記共振器長を制御するように構成された共振器制御装置(108a)とを備えること、ならびに
前記第2の時間幅(T2)が前記第1の時間幅(T1)よりも狭いことを特徴とする方法。
前記MEMS要素の位置が調整可能であること、
前記光共振器(104)の前記共振器長(L)が前記MEMS要素の位置に依存しており、前記共振器制御装置(108a)が前記MEMS要素の位置を制御することによって前記光共振器の前記共振器長(L)を制御できること、
時間的に分離した波長の異なる光子が前記第1の光パルスに含まれるように共振器長(L)を調整する前記工程が、前記MEMS要素の位置を調整することをさらに含むことを特徴とする、先行する実施形態のいずれかに記載の圧縮光パルス(112)の発生方法。
波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)と、分散媒質(114)とを備え、
前記波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)が、
該波長可変マイクロ共振器レーザーシステムからの互いに波長の異なる光子の放出を可能とするための、機械的に調整可能な共振器長(L)を有する光共振器(104)と、
前記光共振器内に光子を放出する光子エミッタ(106)と、
前記光共振器(104)の前記共振器長(L)を制御するように構成された共振器制御装置(108a)とを備え、
前記波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)が、第1の時間幅(T1)を有する第1の光パルス(111)を放出するように構成されていること、
前記共振器制御装置(108a)が、時間的に分離した波長の異なる光子が前記第1の光パルス(111)に含まれるように、前記光共振器長(L)を調整するように構成されていること、
前記分散媒質(114)が、前記第1の光パルス(111)を受信し、受信した前記第1の光パルスを、第2の時間幅(T2)を有する圧縮光パルス(112)として再放出するように構成されていること、および
前記第2の時間幅(T2)が前記第1の時間幅(T1)よりも狭いことを特徴とする、光パルスシステムが提供される。
前記MEMS要素の位置が調整可能であること、
前記光共振器(104)の前記共振器長(L)が前記MEMS要素の位置に依存しており、前記共振器制御装置(108a)が前記MEMS要素の位置を制御することによって前記光共振器の前記共振器長(L)を制御できること、
前記MEMS要素のQ値が10〜臨界減衰の範囲内であることを特徴とする、実施形態E8〜E12のいずれかに記載の圧縮光パルス(112)を発生させるための光パルスシステム(100)。
前記第1の光パルスのピークパワーを前記第1の光パルスの平均パワーで除することにより第2の比率を求めること、
第1の比率が第2の比率の少なくとも1000倍であることを特徴とする、実施形態E8〜E13のいずれかに記載の圧縮光パルス(112)を発生させるための光パルスシステム(100)。
Claims (18)
- 圧縮光パルス(112)の発生方法であって、
動作波長帯域の中心波長に相当する基準波長を有する波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)を提供する工程、
分散媒質(114)を提供する工程、
前記波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)から、第1の時間幅(T1)を有する第1の光パルス(111)を放出する工程、
時間的に分離した波長の異なる光子が前記第1の光パルスに含まれるように光共振器長(L)を調整する工程、
前記第1の光パルス(111)を前記分散媒質(114)で受信する工程、および
受信した前記第1の光パルスを、第2の時間幅(T2)を有する圧縮光パルス(112)として前記分散媒質から再放出する工程を含み、
前記波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)が、
該波長可変マイクロ共振器レーザーシステムからの互いに波長の異なる光子の放出を可能とするための、機械的に調整可能な共振器長(L)を有する光共振器(104)と、
前記光共振器内に光子を放出する光子エミッタ(106)と、
前記光共振器の前記共振器長を制御するように構成された共振器制御装置(108a)とを備えること、
前記光共振器が、マイクロ共振器を備え、該マイクロ共振器の長さが前記基準波長の1/2以上10倍未満であること、
前記光共振器(104)が、MEMS要素を備え、該MEMS要素の位置が調整可能であること、
前記光共振器(104)の前記共振器長(L)が前記MEMS要素の位置に依存しており、前記共振器制御装置(108a)が前記MEMS要素の位置を制御することによって前記共振器の前記共振器長(L)を制御できること、
前記第2の時間幅(T2)が前記第1の時間幅(T1)よりも狭いこと、ならびに
時間的に分離した波長の異なる光子が前記第1の光パルスに含まれるように光共振器長(L)を調整する前記工程が、前記MEMS要素の位置を調整することをさらに含むことを特徴とする方法。 - 時間的に分離した異なる波長の光子が前記第1の光パルスに含まれるように前記光共振器(L)を調整する前記工程が、前記光共振器の一端において境界を形成している鏡を移動させ、該鏡の移動により生じたドップラーシフトによって、光パルスの一部の波長を変化させることを含む、請求項1に記載の圧縮光パルス(112)の発生方法。
- 前記第1の光パルスに含まれる時間的に分離した波長の異なる光子が互いにコヒーレントであることを特徴とする、請求項1または2に記載の圧縮光パルス(112)の発生方法。
- 前記光共振器がマイクロ共振器を備え、該マイクロ共振器内に前記光子エミッタが設けられていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の圧縮光パルス(112)の発生方法。
- 放出された前記第1の光パルスが、連続関数で表される時間分解スペクトル分布を有することを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の圧縮光パルス(112)の発生方法。
- 前記圧縮光パルス(112)の1以上の特性を示すフィードバック情報を提供し、次いで該フィードバック情報に基づいた特性を有する2発目の第1の光パルスを放出する工程をさらに含む、請求項1〜5のいずれかに記載の圧縮光パルス(112)の発生方法。
- 前記波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)に設けられた光増幅器(116)による増幅を時間的に変化させることによって、かつ/または
前記光子エミッタ(106)からの光子の放出を時間的に変化させることによって、
前記第1の光パルス(111)の形状を第1の形状(121)とすることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の圧縮光パルス(112)の発生方法。 - 前記分散媒質の分散特性に関する情報を受信する工程、ならびに
前記分散媒質(114)の分散特性に適合させた第1の形状および/または第1のスペクトル-時間分布を有する第1の光パルス(111)を得ることによって、前記圧縮光パルスを所定の基準に対して最適化する工程をさらに含む、請求項1〜7のいずれかに記載の圧縮光パルス(112)の発生方法。 - 圧縮光パルス(112)を発生させるための光パルスシステム(100)であって、
動作波長帯域の中心波長に相当する基準波長を有する波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)と、分散媒質(114)とを備え、
前記波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)が、
該波長可変マイクロ共振器レーザーシステムからの互いに波長の異なる光子の放出を可能とするための、機械的に調整可能な共振器長(L)を有する光共振器(104)と、
前記光共振器内に光子を放出する光子エミッタ(106)と、
前記光共振器(104)の前記共振器長(L)を機械的に制御するように構成された共振器制御装置(108a)とを備えること、
前記光共振器が、マイクロ共振器を備え、該マイクロ共振器の長さが前記基準波長の1/2以上10倍未満であること、
前記光共振器(104)が、MEMS要素を備え、該MEMS要素の位置が調整可能であること、
前記光共振器(104)の前記共振器長(L)が前記MEMS要素の位置に依存しており、前記共振器制御装置(108a)が前記MEMS要素の位置を制御することによって前記共振器の前記共振器長(L)を制御できること、
前記波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)が、第1の時間幅(T1)を有する第1の光パルス(111)を放出するように構成されていること、
前記共振器制御装置(108a)が前記MEMS要素の位置を調整することによって前記光共振器長(L)を調整するように構成されており、それによって時間的に分離した波長の異なる光子を含む前記第1の光パルス(111)を得ること、
前記分散媒質(114)が、前記第1の光パルス(111)を受信し、受信した前記第1の光パルスを、第2の時間幅(T2)を有する圧縮光パルス(112)として再放出するように構成されていること、ならびに
前記第2の時間幅(T2)が前記第1の時間幅(T1)よりも狭いことを特徴とする、光パルスシステム。 - 前記共振器制御装置(108a)が、前記光共振器の一端において境界を形成している鏡を移動させ、該鏡の移動より生じたドップラーシフトによって、光パルスに含まれるいくつかの光成分の波長を変化させるように構成されており、
このようにして前記共振器制御装置(108a)が前記MEMS要素の位置を調整することによって前記光共振器長(L)を調整し、その結果、時間的に分離した異なる波長の光子を含む前記第1の光パルス(111)が得られることを特徴とする、請求項9に記載の圧縮光パルス(112)を発生させるための光パルスシステム(100)。 - 前記波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)が光増幅器(116)をさらに備える、請求項9または10のいずれかに記載の圧縮光パルス(112)を発生させるための光パルスシステム(100)。
- 前記波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)が、前記分散媒質(114)の分散特性に適合させた第1の形状および/または第1のスペクトル-時間分布を有する第1の光パルス(111)を放出するように構成されており、このような第1の光パルスを得ることによって、前記圧縮光パルスを所定の基準に対して最適化することを特徴とする、請求項9〜11のいずれかに記載の圧縮光パルス(112)を発生させるための光パルスシステム(100)。
- 前記波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)が、前記分散媒質(114)の分散特性を示す情報を包含および/または受信するように構成されていることを特徴とする、請求項9〜12のいずれかに記載の圧縮光パルス(112)を発生させるための光パルスシステム(100)。
- 前記分散媒質の分散特性を示す情報を包含するように構成されたコンピュータ可読記録媒体、および/または
前記分散媒質の分散特性を示す情報を受信するように構成されたデータインターフェースを備える、請求項9〜13のいずれかに記載の圧縮光パルス(112)を発生させるための光パルスシステム(100)。 - 前記分散媒質の分散特性を示す情報を包含するように構成されたコンピュータ可読記録媒体、および/または
前記分散媒質の分散特性を示す情報を受信するように構成されたデータインターフェースを備え、
前記波長可変マイクロ共振器レーザーシステム(102)が、前記分散媒質(114)の分散特性を示す前記情報に基づいて該分散特性に適合させた第1の形状および/または第1のスペクトル-時間分布を有する第1の光パルス(111)を放出するように構成されており、このような第1の光パルスを得ることによって、前記圧縮光パルスを所定の基準に対して最適化することを特徴とする、請求項9〜14のいずれかに記載の圧縮光パルス(112)を発生させるための光パルスシステム(100)。 - 前記光共振器(104)がMEMS要素を備えること、
前記MEMS要素の位置が調整可能であること、
前記光共振器(104)の前記共振器長(L)が前記MEMS要素の位置に依存しており、前記共振器制御装置(108a)が前記MEMS要素の位置を制御することによって前記光共振器の前記共振器長(L)を制御できること、および
前記MEMS要素のQ値が10〜臨界減衰の範囲内であることを特徴とする、請求項9〜15のいずれかに記載の圧縮光パルス(112)を発生させるための光パルスシステム(100)。 - 前記圧縮光パルスのピークパワーを前記圧縮光パルスの平均パワーで除することにより第1の比率を求めること、
前記第1の光パルスのピークパワーを前記第1の光パルスの平均パワーで除することにより第2の比率を求めること、および
前記第1の比率が前記第2の比率の少なくとも1000倍であることを特徴とする、請求項9〜16のいずれかに記載の圧縮光パルス(112)を発生させるための光パルスシステム(100)。 - 多光子分光法、材料加工、フェムト秒化学、サンプリングシステム、およびテラヘルツ(THz)波の発生のいずれかのための、請求項1〜8のいずれかに記載の圧縮光パルスの発生方法および/または請求項9〜17のいずれかに記載の光パルスシステム(100)の使用。
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