JP2001060734A - Ultrashort pulse wide band light wave generating method and device therefor - Google Patents

Ultrashort pulse wide band light wave generating method and device therefor

Info

Publication number
JP2001060734A
JP2001060734A JP11233366A JP23336699A JP2001060734A JP 2001060734 A JP2001060734 A JP 2001060734A JP 11233366 A JP11233366 A JP 11233366A JP 23336699 A JP23336699 A JP 23336699A JP 2001060734 A JP2001060734 A JP 2001060734A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pulse
light
ultrashort
optical path
broadband
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP11233366A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4282839B2 (en
Inventor
Masatake Nakamura
真毅 中村
Mikio Yamashita
幹雄 山下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Science and Technology Agency
Original Assignee
Japan Science and Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Science and Technology Corp filed Critical Japan Science and Technology Corp
Priority to JP23336699A priority Critical patent/JP4282839B2/en
Publication of JP2001060734A publication Critical patent/JP2001060734A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4282839B2 publication Critical patent/JP4282839B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a wide band output light spectrum by increasing a non-linear effect in a non-linear medium. SOLUTION: This ultrashort pulse wide band light wave generating device is provided with an ultrashort pulse laser beam generating device 1 for repeatedly outputting plural ultrashort light pulses in the same cycle which are pico-seconds or less, an optical fiber 3 through which an ultrashort light pulse column 1A emitted from the ultrashort pulse laser beam generating device 1 is transmitted, a phase compensating light compressing device 4 for inputting the wide band wavelength of the laser beams transmitted through the optical fiber 3, and for chirp (speed dispersion by wavelength) compensating the wide band laser beams, and a feedback optical path having feedback delay optical paths 7-10 through which compressed lights with shorter light pulses than the ultrashort light pulse column 1A are transmitted. Then, the compressed lights are returned through the feedback optical path to the emitted pulse optical path, and overlapped with the ultrashort light pulse column 1A, and transmitted through the optical fiber 3 and the phase compensating compressing device 4. This processing is repeated at least once so that the wide band and short pulse wavelength can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、超短パルス広帯域
光波発生方法及びその装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for generating ultrashort pulse broadband light waves.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば、以下の文献に開示されるようなものがあった。
2. Description of the Related Art Conventionally, techniques in such a field include:
For example, there is one disclosed in the following literature.

【0003】〔1〕A.Baltuska et a
l.,Opt.Lett.22,102(1997). 〔2〕D.Meshulach et al.,Op
t.Commun.138,345(1997). 〔3〕P.A.Apanasevich et a
l.,J.ModernOpt.38,151(199
1). 超短光パルスを光ファイバーに一回通し、2次の非線形
効果の一つである自己位相変調効果により、広帯域光波
を発生する装置が上記文献〔1〕に開示されている。
[1] A. Baltuska et a
l. , Opt. Lett. 22, 102 (1997). [2] D. Meshulach et al. , Op
t. Commun. 138, 345 (1997). [3] P.I. A. Apanasevich et a
l. , J. et al. Modern Opt. 38, 151 (199
1). The above document [1] discloses an apparatus in which an ultrashort light pulse is passed through an optical fiber once to generate a broadband light wave by a self-phase modulation effect, which is one of the second-order nonlinear effects.

【0004】この技術でも光ファイバー通過後に回折格
子対(上記文献1)やプリズム対(上記文献1)やチャ
ープミラー(上記文献1)や空間位相変調器(上記文献
2)など分散補償・チャープ補償光圧縮装置を用いて極
短光パルス発生が可能であるが、より短いパルスを得る
ためには、より広帯域な光の発生が必要であり、より広
帯域な光を得るには入力パルスの尖塔強度(光パルスエ
ネルギーを光パルス時間幅で除算したもの)を増大する
必要がある。しかし、光ファイバーには損傷閾値が存在
し、入力パルスの尖塔強度の増大には限界がある。
In this technique, after passing through an optical fiber, a dispersion compensating / chirp compensating light such as a diffraction grating pair (reference 1), a prism pair (reference 1), a chirp mirror (reference 1), or a spatial phase modulator (reference 2) is used. Ultra-short light pulses can be generated using a compression device, but in order to obtain a shorter pulse, a wider band of light must be generated. It is necessary to increase the light pulse energy divided by the light pulse time width). However, there is a damage threshold in the optical fiber, and there is a limit in increasing the spire intensity of the input pulse.

【0005】光パルスを光ファイバー以外の非線形媒質
(例えば、アルゴンガスなど)に通した後に入射側にフ
ィードバックをかける方法は、誘導ラマン散乱や誘導ブ
リルアン散乱といった広帯域光波発生法では行われてい
る(上記文献3)。ただし、この場合は、用いる光パル
ス幅がナノ秒程度からマイクロ秒程度なので、光パルス
の前半部分が後半部分の非線形作用にフィードバックさ
れるというものである。つまり、1つのパルス内でフィ
ードバックがなされ、非線形作用の増強がなされてい
る。これは、本発明にかかるパルス列の重畳とは異なっ
ている。
[0005] A method in which an optical pulse is passed through a non-linear medium other than an optical fiber (for example, argon gas) and then fed back to the incident side is performed in a broadband light wave generation method such as stimulated Raman scattering or stimulated Brillouin scattering (see above). Reference 3). However, in this case, since the light pulse width used is on the order of nanoseconds to microseconds, the first half of the light pulse is fed back to the non-linear action of the second half. That is, feedback is performed within one pulse, and the nonlinear action is enhanced. This is different from the superposition of the pulse train according to the present invention.

【0006】ここでいう、広周波数帯域光波発生装置
は、同時に極短光パルス発生装置でもある。それは周波
数帯域と光パルス時間幅の積が一定という、フーリエ変
換の関係があるからである。
[0006] The wide frequency band light wave generator mentioned here is also a very short light pulse generator. This is because there is a Fourier transform relationship that the product of the frequency band and the light pulse time width is constant.

【0007】図6は従来の超短パルス広帯域光波発生シ
ステムの模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram of a conventional ultrashort pulse broadband lightwave generation system.

【0008】この図において、超短光パルス列101が
光ファイバ102に伝送され、この光ファイバ102か
らの出力は、チャープ補償光学系103に送られ、この
チャープ補償光学系103でチャープ補償され、スペク
トルやパルス幅の計測系104で計測される。
In FIG. 1, an ultrashort optical pulse train 101 is transmitted to an optical fiber 102, and an output from the optical fiber 102 is sent to a chirp compensating optical system 103. And a pulse width measurement system 104.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
従来技術では、光ファイバー中の光パルスの広帯域化に
は、光ファイバー入力光の尖塔強度の増強が必要である
が、光損傷による限界があることが問題である。
However, in the above-mentioned prior art, in order to broaden the optical pulse in the optical fiber, it is necessary to increase the spire intensity of the optical fiber input light, but there is a problem that there is a limit due to optical damage. It is.

【0010】したがって、同じ入力尖塔強度でも広帯域
化の効果を増強できれば、より広帯域な光波発生が可能
であり、ひいてはより短い光パルスの発生も可能とな
り、産業応用分野が大幅に拡大する。光ファイバー出力
光を次の周期にレーザー出力されるパルスと重ね合わせ
てもう一度光ファイバーの入射側に入れることで、同じ
入力尖塔強度でも非線形効果が増強されて、従来技術に
比べて更に広帯域な光パルスの発生が可能となる。
Therefore, if the effect of broadening the band can be enhanced even with the same input spire intensity, light waves can be generated in a wider band, and furthermore, shorter light pulses can be generated, greatly expanding the field of industrial application. By superimposing the output light of the optical fiber with the pulse output from the laser in the next cycle and entering the optical fiber again, the nonlinear effect is enhanced even with the same input spire intensity, and the optical pulse of a wider band compared to the prior art is obtained. Can be generated.

【0011】従来技術においては、超短光パルスを光フ
ァイバーに一回だけ通して自己位相変調効果によって広
帯域化する方式がとられていた(上記文献1)。この効
果を増強する手法は特に報告されていない。
In the prior art, a system has been adopted in which an ultrashort optical pulse is passed only once through an optical fiber to broaden the band by the self-phase modulation effect (the above-mentioned document 1). No technique has been reported to enhance this effect.

【0012】また、非線形効果の増強方法として、単一
パルスの前半部を後半部にフィードバックさせて非線形
効果を増強する手法がラマン散乱やブリルアン散乱で報
告がある(上記文献2)が、本発明のように、時間的に
短い光パルスのパルス列を用いていない。時間的に短い
光パルス(10-15 秒、フェムト秒)を用い、かつ最初
のパルスが光ファイバー出力された後、位相補償装置で
時間幅を圧縮し、さらにそれに次の周期でレーザー装置
から出力されたパルスを重ね合わせることにより、非線
形効果の増大を行うことについては、報告はないのが現
状である。
As a method of enhancing the nonlinear effect, a technique of enhancing the nonlinear effect by feeding back the first half of a single pulse to the latter half has been reported by Raman scattering or Brillouin scattering (see the above-mentioned document 2). , A pulse train of light pulses that is short in time is not used. After using a short optical pulse (10 -15 seconds, femtosecond) and the first pulse is output from the optical fiber, the time width is compressed by the phase compensator and output from the laser device in the next period. At present, there is no report on increasing the nonlinear effect by superimposing the applied pulses.

【0013】本発明は、上記問題点を除去し、非線形媒
質中での非線形効果を増大させて、出力光スペクトルを
より広帯域化できる超短パルス広帯域光波発生方法及び
その装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide an ultrashort-pulse broadband lightwave generation method and apparatus capable of eliminating the above-mentioned problems, increasing the nonlinear effect in a nonlinear medium, and broadening the output light spectrum. And

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔1〕超短パルス広帯域光波発生方法において、パルス
が同じ周期で多数繰り返し出力されるピコ秒以下の超短
パルスレーザー光発生装置から出射された出射パルス光
を非線形媒質に通すことにより、前記レーザ光の波長を
広帯域化し、この広帯域レーザ光を位相補償光圧縮装置
によってチャープ(波長による速度分散)補償すること
によって前記出射パルス光よりも短パルス化した圧縮光
を、帰還遅延光路を有するフィードバック光路を通し
て、前記出射パルス光路に戻して、出射パルス列に重ね
て、前記非線形媒質及び前記位相補償圧縮装置を通すこ
とを1回以上繰り返すことによって、波長の広帯域化、
及び短パルス化をすることを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a method for generating an ultrashort pulse broadband light wave, comprising the steps of: outputting an ultrashort pulse of picoseconds or less in which pulses are repeatedly output at the same period. By passing the emitted pulse light emitted from the laser light generator through a nonlinear medium, the wavelength of the laser light is broadened, and the broadband laser light is chirp-compensated (speed dispersion by wavelength) by a phase compensating light compressor. Compressed light shorter than the emitted pulse light, through a feedback optical path having a feedback delay optical path, returned to the emitted pulse optical path, superimposed on the emitted pulse train, passing through the nonlinear medium and the phase compensation compression device. By repeating one or more times, broadening the wavelength band,
And shortening the pulse.

【0015】〔2〕上記〔1〕記載の超短パルス広帯域
光波発生方法において、前記圧縮光を出射パルス光に重
ねるときに、この出射パルスが前記圧縮光を形成した出
射パルスの次のパルスであることを特徴とする。
[2] In the method for generating an ultrashort pulse broadband light wave according to [1], when the compressed light is superimposed on the emitted pulse light, the emitted pulse is a pulse next to the emitted pulse forming the compressed light. There is a feature.

【0016】〔3〕超短パルス広帯域光波発生装置にお
いて、パルスが同じ周期で多数繰り返し出力されるピコ
秒以下の超短パルスレーザー光発生装置と、この超短パ
ルスレーザー光発生装置から出射された出射パルス光を
通す非線形媒質と、この非線形媒質に通すことにより、
前記レーザ光の波長を広帯域化し、この広帯域レーザ光
をチャープ(波長による速度分散)補償する位相補償光
圧縮装置と、この位相補償光圧縮装置によって前記出射
パルス光よりも短パルス化した圧縮光を通す帰還遅延光
路を有するフィードバック光路とを備え、前記圧縮光を
前記フィードバック光路を通して、前記出射パルス光路
に戻して、出射パルス列に重ねて、前記非線形媒質及び
前記位相補償圧縮装置を通すことを1回以上繰り返すこ
とによって、波長の広帯域化、及び短パルス化をするこ
とを特徴とする。
[3] In the ultrashort-pulse broadband lightwave generator, an ultrashort-pulse laser light generator of sub-picosecond or less in which pulses are repeatedly output at the same period, and the light emitted from the ultrashort-pulse laser light generator. By passing the output pulse light through a nonlinear medium and through this nonlinear medium,
A phase compensation light compression device for broadening the wavelength of the laser light and compensating for chirp (velocity dispersion by wavelength) of the broadband laser light; and a compressed light shorter than the output pulse light by the phase compensation light compression device. A feedback optical path having a feedback delay optical path through which the compressed light passes through the feedback optical path, returns to the output pulse optical path, overlaps the output pulse train, and passes through the nonlinear medium and the phase compensation compression device once. By repeating the above, the wavelength is broadened and the pulse is shortened.

【0017】〔4〕上記〔3〕記載の超短パルス広帯域
光波発生装置において、前記非線形媒質として光ファイ
バーを用いることを特徴とする。
[4] The ultrashort pulse broadband lightwave generator according to [3], wherein an optical fiber is used as the nonlinear medium.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
Embodiments of the present invention will be described below.

【0019】まず、パルスが同じ周期で多数繰り返し出
力される超短パルスレーザー光発生装置から出力された
超短光パルス列(モードロックレーザーパルス列)を光
ファイバーに通し、自己位相変調効果により、波長が広
帯域化した光パルスを得る。
First, an ultrashort optical pulse train (mode-locked laser pulse train) output from an ultrashort pulse laser light generator in which a number of pulses are repeatedly output at the same cycle is passed through an optical fiber, and the wavelength is broadened by a self-phase modulation effect. Obtained optical pulse.

【0020】この得られたパルスは広帯域したと同時
に、光ファイバー中での屈折率分散によって波長による
速度分散が生じ時間的にパルスが伸びたチャープパルス
となっているので、これを回折格子対やプリズム対やチ
ャープミラーや空間位相変調器などの分散補償・チャー
プ補償圧縮装置を用いて、入射光と同等あるいはそれよ
り時間的に短い光パルスにする。
The obtained pulse has a broad band and, at the same time, a chirped pulse in which the velocity dispersion due to the wavelength is caused by the refractive index dispersion in the optical fiber and the pulse is elongated in time. Using a dispersion compensating / chirp compensating compression device such as a pair, a chirp mirror, or a spatial phase modulator, an optical pulse equivalent to or shorter in time than the incident light is obtained.

【0021】この広帯域化・短パルス化した光を、モー
ドロックレーザーパルス列の次のパルスに遅延光路を通
した後、重ねる。すると、この重なった2つのパルスの
うち、フィードバックしてきた方のパルスは、次に来た
パルスにはないスペクトル領域を持つため、自己位相変
調だけでなく、波長帯域の異なる2つのパルスが非線形
媒質を介して起こす位相変調(誘起位相変調)のため、
従来技術の1パルスの自己位相変調のみの場合よりも、
より広帯域なパルスの発生が可能である。つまり、従来
技術における入力光損傷による限界より、さらに広帯域
なパルスの発生が可能となる。
The broadened and shorter pulsed light is superimposed on the next pulse of the mode-locked laser pulse train after passing through a delay optical path. Then, of the two superimposed pulses, the one that is fed back has a spectrum region that is not present in the next pulse, so that not only self-phase modulation but also two pulses having different wavelength bands are generated by the nonlinear medium. Phase modulation (induced phase modulation)
Compared to the prior art case of only one-pulse self-phase modulation,
Generation of a wider band pulse is possible. That is, it is possible to generate a pulse having a wider band than the limit due to input light damage in the related art.

【0022】次に、本発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0023】図1は本発明の実施例を示す超短パルス広
帯域光波発生システムの模式図、図2〜図5はチャープ
補償装置の例を示す図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of an ultrashort pulse broadband lightwave generation system showing an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 5 are diagrams showing examples of a chirp compensator.

【0024】図1に示すように、この超短パルス広帯域
光波発生システムは、超短パルスレーザー光発生装置1
としてのモードロックレーザー(つまり、超短光パルス
列1Aを発生するレーザー)、光ファイバー3、位相補
償圧縮装置(チャープ補償光学系:チャープ補償装置)
4、遅延調整光路7,8,9,10、部分反射鏡2から
なる構成される。また、5,6,11は反射鏡、12は
スペクトルやパルス幅の計測系である。
As shown in FIG. 1, this ultrashort-pulse broadband light wave generating system comprises an ultrashort-pulse laser light generator 1.
Mode-locked laser (that is, a laser that generates an ultrashort optical pulse train 1A), an optical fiber 3, and a phase compensation compression device (chirp compensation optical system: chirp compensation device)
4. Delay adjusting optical paths 7, 8, 9, 10 and partial reflecting mirror 2. Reference numerals 5, 6, and 11 are reflecting mirrors, and reference numeral 12 is a spectrum and pulse width measurement system.

【0025】また、図2〜図5において、21,25,
26は回折格子対、22はレンズ、23,28は空間位
相変調器、27は平面鏡、29は球面鏡、31はプリズ
ム対である。
Also, in FIGS.
26 is a diffraction grating pair, 22 is a lens, 23 and 28 are spatial phase modulators, 27 is a plane mirror, 29 is a spherical mirror, and 31 is a prism pair.

【0026】そこで、超短光パルス列1Aを光ファイバ
ー3に通し、自己位相変調効果により広帯域光パルスを
得る。この得られたパルスは広帯域したと同時に、光フ
ァイバー3中での分散によって時間的にパルスが伸びた
チャープパルスとなっている。
Then, the ultrashort optical pulse train 1A is passed through the optical fiber 3 to obtain a broadband optical pulse by the self-phase modulation effect. The obtained pulse is a chirped pulse whose pulse broadens temporally due to dispersion in the optical fiber 3 at the same time as having a wide band.

【0027】これを位相補償圧縮装置4を用いて補償
し、入射光と同等、あるいはそれより時間的に短い光パ
ルスにする。この広帯域化し、かつ短パルス化した光
を、超短光パルス列1Aの次のパルスに遅延調整光路7
〜10を通した後、部分反射鏡2で光ファイバー3の前
で重ねる。
This is compensated for by using the phase compensation compression device 4 to make an optical pulse equal to or shorter in time than the incident light. This broadened and shortened light is converted into a delay adjustment light path 7 for the next pulse of the ultrashort light pulse train 1A.
After passing through the optical fiber 3, the partial reflection mirror 2 overlaps the optical fiber 3.

【0028】このように構成することにより、この重な
った2つのパルスのうち、フィードバックしてきた方の
パルスは、光ファイバー通過前のパルスに比べて広い帯
域のスペクトルを持つので、次に来たパルスにはないス
ペクトル領域を持つ。このため、自己位相変調だけでな
く、加えて変調効果のある誘起位相変調をも引き起こす
ため、従来技術の1パルスの自己位相変調のみの場合
(図6参照)よりも、より広帯域なパルスの発生が可能
である。つまり、従来技術における入力光損傷による限
界より、さらに広帯域なパルスの発生が可能となる。
With this configuration, of the two superposed pulses, the one that feeds back has a wider band spectrum than the pulse before passing through the optical fiber. Has no spectral range. For this reason, not only self-phase modulation but also induced phase modulation having a modulation effect is caused, so that a wider band pulse is generated than in the case of only one-pulse self-phase modulation of the related art (see FIG. 6). Is possible. That is, it is possible to generate a pulse having a wider band than the limit due to input light damage in the related art.

【0029】また、この装置においては、常時チャープ
補償も行いながらフィードバックしているため、図1中
の遅延調整光路7〜10の側から部分反射鏡2を通って
きた光は、入力レーザーパルス列に比べ、短くなってお
り、従来方法よりスペクトルが広帯域化しているのでパ
ルス幅も従来方法より短くなる。
In this apparatus, since feedback is performed while also performing chirp compensation at all times, light that has passed through the partial reflecting mirror 2 from the side of the delay adjusting optical paths 7 to 10 in FIG. In comparison, the pulse width is shorter than that of the conventional method because the spectrum is wider than that of the conventional method.

【0030】従来方式で、コア径3μm、長さ4mmの
光ファイバーに尖塔強度100kWでパルス時間幅10
0fsのパルスを一回通すと、波長帯域は720〜92
0nmに広帯域化し、帯域幅Δλは200nmとなる。
In a conventional method, an optical fiber having a core diameter of 3 μm and a length of 4 mm is applied to a spire having an intensity of 100 kW and a pulse time width of 10 μm.
When a pulse of 0 fs is passed once, the wavelength band becomes 720-92.
The band is broadened to 0 nm, and the bandwidth Δλ becomes 200 nm.

【0031】本発明によれば、これを同じ光ファイバー
に100kW、100fsのパルスと、100kW、5
0fsのパルスとを重ねて同時に入射すると、波長帯域
は570〜1200nmに広帯域化し、帯域幅Δλは6
30nmとなる。このパルスを時間圧縮すると、8.4
fsの極短光パルスが発生できる。
According to the present invention, a pulse of 100 kW, 100 fs, a pulse of 100 kW,
When a pulse of 0 fs is superimposed and incident simultaneously, the wavelength band is broadened to 570 to 1200 nm, and the bandwidth Δλ is 6
30 nm. When this pulse is time-compressed, 8.4
An extremely short optical pulse of fs can be generated.

【0032】200kW,100fsのパルスを従来方
式(図6参照)で一回光ファイバーを通した場合は、波
長帯域は680〜980nm、帯域幅Δλは300nm
となり、本発明の超短パルス広帯域光波発生方法より広
帯域化されない。
When a 200 kW, 100 fs pulse is once passed through an optical fiber by the conventional method (see FIG. 6), the wavelength band is 680 to 980 nm, and the bandwidth Δλ is 300 nm.
Therefore, the band is not widened by the ultrashort pulse broadband light wave generation method of the present invention.

【0033】なお、図1において述べたチャープ補償装
置4の具体例は、図2〜図4に示すように、回折格子対
21,25,26や、図5に示すように、プリズム対3
1や、図2又は図4に示すように空間位相変調器23,
28などがある。これらのいずれでも同様の結果が得ら
れる。また、図示しなかったが、チャープミラーで一
回、または複数回反射させることによっても補償が可能
である。
The specific examples of the chirp compensator 4 described in FIG. 1 include a diffraction grating pair 21, 25, 26 as shown in FIGS. 2 to 4, and a prism pair 3 as shown in FIG.
1, or as shown in FIG. 2 or FIG.
28 and the like. Similar results are obtained with any of these. Although not shown, compensation can also be made by reflecting once or multiple times with a chirp mirror.

【0034】本発明は、以下のような利用分野に好適で
ある。
The present invention is suitable for the following applications.

【0035】100テラビット以上の光情報処理技術
への展開 周波数多重大容量高速光通信光源 電子計算機の高周波クロックパルス光源 超高速非線形光デバイス・素子・材料のための評価用
光源 化学・薬学・農学・医学域での分子レベルの選択的反
応制御・新物質創製への展開 複数の選択的光共鳴遅延励起による分子反応制御機器
・新分子の誕生・光誘起増殖・多次元光分子診断・選択
的光分子治療 インテリジェント光分析機器 このように広範な技術分野への適用が期待できる。
Development of optical information processing technology of 100 terabits or more Frequency multiplexing large-capacity high-speed optical communication light source High-frequency clock pulse light source of electronic computer Light source for evaluation of ultra-high-speed nonlinear optical devices, elements and materials Selective reaction control at the molecular level in the medical field and development of new materials Molecular reaction control devices by multiple selective delayed optical resonance excitation, birth of new molecules, light-induced proliferation, multidimensional photomolecular diagnosis, selective light Molecular therapy Intelligent optical analyzer It is expected to be applied to such a wide range of technical fields.

【0036】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible based on the spirit of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上、詳細に説明した様に、本発明によ
れば、以下のような効果を奏することができる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

【0038】(A)光ファイバーに超短光パルス列を通
して、光ファイバー出力光をチャープ補償した後に、し
かるべき遅延をかけて、超短光パルス列の次のパルスと
重ね合わせるという光学的フィードバックにより、光フ
ァイバー中での非線形効果を増大させて、出力光スペク
トルを従来方式に比べてより広帯域化することができ
る。
(A) After chirp-compensating the output light of the optical fiber through an ultrashort optical pulse train through an optical fiber, an appropriate delay is applied, and the optical fiber is superimposed on the next pulse of the ultrashort optical pulse train. , The output light spectrum can be broadened as compared with the conventional system.

【0039】(B)副次的に従来方式に比べて、より時
間的に、更に短いパルスの発生も可能となる。
(B) As a secondary effect, it is possible to generate a shorter pulse in a longer time than in the conventional method.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例を示す超短パルス広帯域光波発
生システムの模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of an ultrashort pulse broadband lightwave generation system showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示されたチャープ補償装置(その1)の
模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of a chirp compensator (part 1) shown in FIG.

【図3】図1に示されたチャープ補償装置(その2)の
模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram of a chirp compensator (part 2) shown in FIG. 1;

【図4】図1に示されたチャープ補償装置(その3)の
模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram of a chirp compensator (part 3) shown in FIG. 1;

【図5】図1に示されたチャープ補償装置(その4)の
模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram of a chirp compensator (part 4) shown in FIG. 1;

【図6】従来の超短パルス広帯域光波発生システムの模
式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram of a conventional ultrashort pulse broadband lightwave generation system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 超短光パルスレーザ光発生装置 1A 超短光パルス列 2 部分反射鏡 3 光ファイバー 4 位相補償圧縮装置 5,6,11 反射鏡 7,8,9,10 遅延調整光路 12 スペクトルやパルス幅の計測系 21,25,26 回折格子対 22 レンズ 23,28 空間位相変調器 27 平面鏡 29 球面鏡 31 プリズム対 REFERENCE SIGNS LIST 1 ultrashort optical pulse laser beam generator 1A ultrashort optical pulse train 2 partial reflector 3 optical fiber 4 phase compensation compressor 5,6,11 reflector 7,8,9,10 delay adjustment optical path 12 spectrum and pulse width measurement system 21, 25, 26 Diffraction grating pair 22 Lens 23, 28 Spatial phase modulator 27 Planar mirror 29 Spherical mirror 31 Prism pair

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 パルスが同じ周期で多数繰り返し出力さ
れるピコ秒以下の超短パルスレーザー光発生装置から出
射された出射パルス光を非線形媒質に通すことにより、
前記レーザ光の波長を広帯域化し、該広帯域レーザ光を
位相補償光圧縮装置によってチャープ補償することによ
って前記出射パルス光よりも短パルス化した圧縮光を、
帰還遅延光路を有するフィードバック光路を通して、前
記出射パルス光路に戻して、出射パルス列に重ねて、前
記非線形媒質及び前記位相補償圧縮装置を通すことを1
回以上繰り返すことによって、波長の広帯域化、及び短
パルス化をすることを特徴とする超短パルス広帯域光波
発生方法。
1. A method in which a pulse light emitted from an ultrashort pulse laser light generation device of picoseconds or less, in which pulses are repeatedly output at the same cycle, is passed through a nonlinear medium.
Broadening the wavelength of the laser light, a compressed light shorter than the emission pulse light by chirp compensation of the broadband laser light by a phase compensation light compression device,
Returning to the output pulse optical path through a feedback optical path having a feedback delay optical path, superimposing on the output pulse train, and passing through the nonlinear medium and the phase compensation compressor.
An ultrashort-pulse broadband light wave generation method, characterized in that a wavelength is broadened and a pulse is shortened by repeating at least twice.
【請求項2】 請求項1記載の超短パルス広帯域光波発
生方法において、前記圧縮光を出射パルス光に重ねると
きに、該出射パルスが前記圧縮光を形成した出射パルス
の次のパルスであることを特徴とする超短パルス広帯域
光波発生方法。
2. The ultrashort pulse broadband light wave generating method according to claim 1, wherein when the compressed light is superimposed on the emitted pulse light, the emitted pulse is a pulse next to the emitted pulse forming the compressed light. An ultrashort-pulse broadband lightwave generation method, characterized in that:
【請求項3】(a)パルスが同じ周期で多数繰り返し出
力されるピコ秒以下の超短パルスレーザー光発生装置
と、(b)該超短パルスレーザー光発生装置から出射さ
れた出射パルス光を通す非線形媒質と、(c)該非線形
媒質に通すことにより、前記レーザ光の波長を広帯域化
し、該広帯域レーザ光をチャープ補償する位相補償光圧
縮装置と、(d)該位相補償光圧縮装置によって前記出
射パルス光よりも短パルス化した圧縮光を通す帰還遅延
光路を有するフィードバック光路とを備え、(e)前記
圧縮光を前記フィードバック光路を通して、前記出射パ
ルス光路に戻して、出射パルス列に重ねて、前記非線形
媒質及び前記位相補償圧縮装置を通すことを1回以上繰
り返すことによって、波長の広帯域化、及び短パルス化
をすることを特徴とする超短パルス広帯域光波発生装
置。
3. An apparatus for generating an ultrashort pulse laser beam of picoseconds or less in which pulses are repeatedly output at the same cycle, and (b) an output pulse light emitted from the ultrashort pulse laser light generator. (C) a phase compensating light compressor for broadening the wavelength of the laser light by passing through the nonlinear medium and chirp-compensating the broadband laser light; and (d) a phase compensating light compressing device. A feedback optical path having a feedback delay optical path for passing compressed light shorter than the emission pulse light, and (e) returning the compressed light to the emission pulse optical path through the feedback light path and superimposing the emission light on the emission pulse train. Repeating the passage through the non-linear medium and the phase compensation compression device at least once, thereby broadening the wavelength band and shortening the pulse. That ultra-short pulse broadband light wave generating device.
【請求項4】 請求項3記載の超短パルス広帯域光波発
生装置において、前記非線形媒質として光ファイバーを
用いることを特徴とする超短パルス広帯域光波発生装
置。
4. The ultrashort pulse broadband lightwave generator according to claim 3, wherein an optical fiber is used as said nonlinear medium.
JP23336699A 1999-08-20 1999-08-20 Ultrashort pulse broadband light wave generation method and apparatus Expired - Fee Related JP4282839B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23336699A JP4282839B2 (en) 1999-08-20 1999-08-20 Ultrashort pulse broadband light wave generation method and apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23336699A JP4282839B2 (en) 1999-08-20 1999-08-20 Ultrashort pulse broadband light wave generation method and apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001060734A true JP2001060734A (en) 2001-03-06
JP4282839B2 JP4282839B2 (en) 2009-06-24

Family

ID=16954018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23336699A Expired - Fee Related JP4282839B2 (en) 1999-08-20 1999-08-20 Ultrashort pulse broadband light wave generation method and apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4282839B2 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002341551A (en) * 2001-05-17 2002-11-27 Fuji Photo Film Co Ltd Optical recording system and recording material
JP2006229080A (en) * 2005-02-18 2006-08-31 Olympus Corp Ultrashort pulse-laser transmitter
JP2006330685A (en) * 2005-04-25 2006-12-07 Olympus Corp Multiphoton-excitation laser scanning microscope
CN1322369C (en) * 2005-01-26 2007-06-20 中国科学院上海光学精密机械研究所 Apparatus with adjustable pulse width for compressing ultrashort pulse
US7315557B2 (en) 2003-08-27 2008-01-01 Fujitsu Limited Multi-wavelength light source apparatus
JP2012177919A (en) * 2011-02-24 2012-09-13 Leica Microsystems Cms Gmbh Pulse combiner for various spectral colors of supercontinuum laser pulse
CN110233418A (en) * 2019-07-29 2019-09-13 长春理工大学 A kind of turnable pulse width short-pulse laser
CN112260048A (en) * 2020-09-23 2021-01-22 武汉光谷航天三江激光产业技术研究院有限公司 Device and method for periodically changing laser wavelength

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002341551A (en) * 2001-05-17 2002-11-27 Fuji Photo Film Co Ltd Optical recording system and recording material
JP4526732B2 (en) * 2001-05-17 2010-08-18 富士フイルム株式会社 Optical recording system
US7315557B2 (en) 2003-08-27 2008-01-01 Fujitsu Limited Multi-wavelength light source apparatus
CN1322369C (en) * 2005-01-26 2007-06-20 中国科学院上海光学精密机械研究所 Apparatus with adjustable pulse width for compressing ultrashort pulse
JP2006229080A (en) * 2005-02-18 2006-08-31 Olympus Corp Ultrashort pulse-laser transmitter
JP2006330685A (en) * 2005-04-25 2006-12-07 Olympus Corp Multiphoton-excitation laser scanning microscope
JP2012177919A (en) * 2011-02-24 2012-09-13 Leica Microsystems Cms Gmbh Pulse combiner for various spectral colors of supercontinuum laser pulse
CN110233418A (en) * 2019-07-29 2019-09-13 长春理工大学 A kind of turnable pulse width short-pulse laser
CN110233418B (en) * 2019-07-29 2024-01-30 长春理工大学 Pulse width adjustable short pulse laser
CN112260048A (en) * 2020-09-23 2021-01-22 武汉光谷航天三江激光产业技术研究院有限公司 Device and method for periodically changing laser wavelength
CN112260048B (en) * 2020-09-23 2022-09-16 武汉光谷航天三江激光产业技术研究院有限公司 Device and method for periodically changing laser wavelength

Also Published As

Publication number Publication date
JP4282839B2 (en) 2009-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3781205B2 (en) Frequency chirp control / compensation apparatus and control / compensation method
Weiner Ultrafast optical pulse shaping: A tutorial review
Weiner Femtosecond pulse shaping using spatial light modulators
US4972423A (en) Method and apparatus for generating ultrashort light pulses
US6195484B1 (en) Method and apparatus for arbitrary spectral shaping of an optical pulse
De Sterke et al. High-intensity pulse propagation in uniform gratings and grating superstructures
US7830928B2 (en) Quasi-phase matching and quantum control of high harmonic generation in waveguides using counterpropagating beams
CA1241420A (en) Infrared pulse compression
WO2013103992A2 (en) Generating ultrashort laser pulses based on two-stage pulse processing
Yamashita et al. Quasi-automatic phase-control technique for chirp compensation of pulses with over-one-octave bandwidth-generation of few-to mono-cycle optical pulses
Cerullo et al. Few-optical-cycle laser pulses: From high peak power to frequency tunability
de La Fuente et al. Spatial soliton-induced guiding by cross-phase modulation
JP4282839B2 (en) Ultrashort pulse broadband light wave generation method and apparatus
JP5688017B2 (en) Short laser pulse generator
US6700905B1 (en) Ultrawide-band light pulse generation
CN102255225A (en) Independent chirp parameter regulating system for realizing two-tone laser field
US7245805B2 (en) Method and apparatus for producing a multiple optical channel source from a supercontinuum generator for WDM communication
US8254015B2 (en) System and method for the spatial tailoring of laser light using temporal phase modulation
CN111650178B (en) Optical fiber cascade spectrum compression device and method based on wave front shaping
Pennington et al. Effect of bandwidth on beam smoothing and frequency conversion at the third harmonic of the Nova laser
Hakimi et al. A new wide-band pulse-restoration technique for digital fiber-optic communication systems using temporal gratings
EP0777925B1 (en) Dark pulse generation
Curatu et al. Pulse shaping with a phase-shifted fiber Bragg grating for antisymmetric pulse generation
Anzai et al. Amplitude, phase, and bandwidth tunable high-resolution optical spectrum shaper and its application for optical communication systems
Shvartsburg et al. Instantaneous optics of ultrashort broadband pulses and rapidly varying media

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20031031

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20040129

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060710

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090120

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090217

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090317

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090318

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120327

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees