JP2001251003A - Method and equipment for generating optical pulse - Google Patents

Method and equipment for generating optical pulse

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JP2001251003A JP2000061289A JP2000061289A JP2001251003A JP 2001251003 A JP2001251003 A JP 2001251003A JP 2000061289 A JP2000061289 A JP 2000061289A JP 2000061289 A JP2000061289 A JP 2000061289A JP 2001251003 A JP2001251003 A JP 2001251003A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and equipment for generating an optical pulse which can generate many pulses per unit time and generate pulses of a uniform waveform in place of the conventional method and equipment which has restrictions on the increase of a phase modulation frequency fm or phase modulation index D when increasing the number of pulses per unit time by increasing fm or D to use frequency components of higher orders. SOLUTION: In the conventional ring laser oscillator two sets of systems, each consisting a phase modulator 6, isolator 7, and Fabry-Perot resonator 8, are connected in series, with the phase modulators in the two systems have the same degree of modulation and same modulation frequency. However, there is a phase difference properly set between these phase modulators to make a change of a combined permeability of these phase modulators constant with the passage of time with respect to both amplitude and phase.

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】この発明は、光通信における
パルス信号を発生する光パルス発生方法およびその装置
に関しており、特に均質な光パルスを発生する能動モー
ド同期型レーザーを用いた光パルス発生方法およびその
装置に関している。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical pulse generating method and apparatus for generating a pulse signal in optical communication, and more particularly, to an optical pulse generating method using an active mode-locked laser for generating a homogeneous optical pulse and an optical pulse generating method. Related to the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】光通信における伝送情報量の増加の方法
のひとつとして、ミリ波によって変調された光を発生す
る方法が求められており、その一つとしてモードロック
レーザを用いる方法が注目されている。なかでも,レー
ザ共振器中に光変調器とアイソレータとファブリーペロ
ーエタロンとを設置して光パルスを発生する方法は、位
相変調周波数fmよりKm倍高次の周波数fp(fp=
Km*fm)のミリ波を容易に発生できることができる
ため、有望な構成とされている。また、リングレーザー
発振器中に、位相変調器とアイソレータとファブリーペ
ローエタロン(PM−I−FP)とを設置して光パルス
を発生する方法では、上記の方法に比べて2倍周波数の
パルス波を発生させる可能性が、アベディンらによって
最近示され、報告(Abedin, Onodera, Hyodo,”Higher O
rder FM Mode Locking for Pulse-Repetition-Rate Enh
ancement in Actively Mode-Locking Lasers: Theory a
nd Experiment,” IEEE Journal of Quantum Electroni
cs, VOL. 35. NO. 6. JUNE 1999)に記載されている。
2. Description of the Related Art As a method of increasing the amount of transmission information in optical communication, a method of generating light modulated by a millimeter wave is required, and a method using a mode-locked laser is attracting attention as one of the methods. I have. Above all, a method of generating an optical pulse by installing an optical modulator, an isolator, and a Fabry-Perot etalon in a laser resonator is a frequency fp (fp = fp = Km times higher than the phase modulation frequency fm).
Km * fm) can be easily generated, so that it has a promising configuration. In the method of generating a light pulse by installing a phase modulator, an isolator, and a Fabry-Perot etalon (PM-I-FP) in a ring laser oscillator, a pulse wave having a frequency twice that of the above method is generated. A possible occurrence was recently shown and reported by Abedin et al. (Abedin, Onodera, Hyodo, “Higher O.
rder FM Mode Locking for Pulse-Repetition-Rate Enh
ancement in Actively Mode-Locking Lasers: Theory a
nd Experiment, ”IEEE Journal of Quantum Electroni
cs, VOL. 35. NO. 6. JUNE 1999).

【0003】本発明は、上記の、リングレーザー発振器
中に、位相変調器とアイソレータとファブリーペローエ
タロン(PM−I−FP)とを設置して光パルスを発生
する方法に類しているが、従来の構成では、均質なパル
ス波は得られなかったのに対し、本発明の構成では均質
パルスを発生できる点が異なっている。
The present invention is similar to the above-described method of generating a light pulse by installing a phase modulator, an isolator, and a Fabry-Perot etalon (PM-I-FP) in a ring laser oscillator. Unlike the conventional configuration, a uniform pulse wave could not be obtained, whereas the configuration of the present invention can generate a uniform pulse.

【0004】従来のリングレーザー発振器中に、位相変
調器とアイソレータとファブリーペローエタロン(PM
−I−FP)とを設置して光パルスを発生する装置の構
成を図4に示して説明する。図4は,光増幅器1を持っ
たリングレーザ200中に位相変調器3とアイソレータ
4とファブリーペローエタロン5(これらを総称して、
以下PM−I−FP系と記す)を挿入した構成になって
いて、光パルスは光増幅器1⇒結合器6⇒PM−I−F
P系⇒光増幅器1の方向に巡回し、結合器6から周期的
な光パルス列が出てくる構成を示している。
In a conventional ring laser oscillator, a phase modulator, an isolator and a Fabry-Perot etalon (PM)
-I-FP) to generate an optical pulse will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a phase modulator 3, an isolator 4, and a Fabry-Perot etalon 5 (collectively referred to as a ring modulator) in a ring laser 200 having an optical amplifier 1.
The optical pulse is transmitted from the optical amplifier 1 to the coupler 6 to the PM-IF.
This figure shows a configuration in which a periodic optical pulse train emerges from the coupler 6 while circulating in the direction from the P system to the optical amplifier 1.

【0005】一般に、ωp=2π*fpとし、時刻をt
とするとき、ωp*t=0π、2π、...とπの偶数
倍のときPM−I−FPをパルスが通過する0(ゼロ)
−状態とωp*t=π、3π、...とπの奇数倍のと
きPM−I−FPをパルスが通過するπ(パイ)−状態
があることが報告されている。変調指数が低い場合に
は、モード同期レーザでは0−状態またはπ−状態のい
ずれかの状態で動作し、変調指数が高くなるに従って、
これらの状態は共存することも可能であり、変調指数が
低い場合の2倍のパルスが発生する様にすることができ
る。
In general, ωp = 2π * fp and time is t
Ωp * t = 0π, 2π,. . . 0 (zero) when a pulse passes through PM-I-FP at times even and multiples of π
States and ωp * t = π, 3π,. . . It is reported that there is a π (pi) -state in which a pulse passes through PM-I-FP at odd multiples of π and π. When the modulation index is low, the mode-locked laser operates in either the 0-state or the π-state, and as the modulation index increases,
These states can coexist, and a pulse that is twice as large as the case where the modulation index is low can be generated.

【0006】また、特に、Kmが偶数で高い変調指数の
場合、上記の0−状態とπ−状態とが共存するモードで
は、それぞれの状態に対するPM−I−FP系の透過特
性が異なり、このため光パルスの形状が周期的に変化す
ることが、上記の文献に報告されている。
In particular, when Km is an even number and has a high modulation index, in the mode in which the 0-state and the π-state coexist, the transmission characteristics of the PM-I-FP system for each state are different. Therefore, it is reported in the above-mentioned literature that the shape of the light pulse changes periodically.

【0007】また、特にKmが奇数の場合は、PM−I
−FPを光が通過する際に、時間と共に周期的に変化す
る位相の変化が生じる。このため、0−状態とπ−状態
とはそれぞれ実現できるが、共存できなくなり、変調周
波数のKm倍のパルスが発生する。
In particular, when Km is an odd number, PM-I
When light passes through the FP, a phase change occurs that changes periodically with time. For this reason, the 0-state and the π-state can be realized respectively, but cannot coexist, and a pulse of Km times the modulation frequency is generated.

【0008】以下では、これらの件について詳しく説明
する。一般に、位相変調器の透過率作用素Mは、変調指
数Δを変数とするベッセル関数Jnを用いて、次式で与
えられることが知られている。
Hereinafter, these matters will be described in detail. In general, it is known that the transmittance operator M of a phase modulator is given by the following equation using a Bessel function Jn having a modulation index Δ as a variable.

【数1】 ファブリーペローエタロンでは、この高次成分を選択的
に透過させるので、Kをその次数として、その一次成分
の角周波数を、ωp=Kωm、とすると、位相変調器と
ファブリーペローエタロンとからなる構成の透過率作用
素Mcomは、次式で与えられる。
(Equation 1) In the Fabry-Perot etalon, this higher-order component is selectively transmitted. Therefore, assuming that K is the order and the angular frequency of the primary component is ωp = Kωm, a configuration including a phase modulator and a Fabry-Perot etalon is used. The transmittance operator Mcom is given by the following equation.

【数2】 数2において、Kが偶数のときには、数2は実数になる
ので、位相は変化せずに振幅のみが変調され、また、K
が奇数のときには、数2は複素数になり、位相も振幅も
変調されることがわかる。
(Equation 2) In Equation 2, when K is an even number, Equation 2 becomes a real number, so that only the amplitude is modulated without changing the phase.
Is odd, it can be seen that Equation 2 is a complex number, and both phase and amplitude are modulated.

【0009】特にK=2の場合に、数値解析した結果を
図5に示す様に、数2は、変調指数Δが小さい場合に
は、ωpt=π、および3πで、ピークを示し、正弦波
的に振動する特性(π−状態)を持つが、変調指数Δが
大きくなるに従って、ωpt=0、2π、で、新たなピ
ーク(0−状態)を示すことが分かる。このように変調
指数Δが大きい場合には、π―状態の2倍の周波数で振
動し、従って、位相変調周波数fmの2K倍のパルスが
発生するする事がわかる。
In particular, when K = 2, as shown in FIG. 5, the result of numerical analysis shows that when the modulation index Δ is small, ωpt = π and 3π show peaks and a sine wave It can be seen that a new peak (0-state) is exhibited at ωpt = 0, 2π as the modulation index Δ increases, although it has a characteristic of oscillating (π-state). When the modulation index Δ is large as described above, it can be seen that the oscillator oscillates at twice the frequency of the π-state, and that a pulse of 2K times the phase modulation frequency fm is generated.

【0010】また、K=3の場合には、図6に示す様
に、変調指数の違いによって、ピーク位置が異なること
は起きておらず、ωpt=0、2π、および4πでピー
クを持ち(0−状態)、また、ωpt=π、3π、およ
び5πでもピークを持つ(0−状態)、ことが分かる。
しかしこれらの光は、図7に示される様に異なる位相変
調を受ける。ここで、光が光導波路を一周する時間に受
ける位相変調器による位相の変化量(0−状態の場合は
θ0、π―状態についてはθπとする)と、位相変調器
以外から受ける位相の変化量(θ1)との和は、レーザ
ー発振が起こるためには、概略ゼロないし2πの整数倍
でなければならない。一般に、θ0は、θπの逆符号に
なり等しくならないため、特別な場合を除いて、0−状
態とπ―状態とが同時にレーザー発振の条件を満たすこ
とは起こらない。このため、特別な場合を除いては、こ
れらの2組の状態が同時に出現することは無い。したが
って、この場合も、位相変調周波数fmのK倍のパルス
が発生することが分かる。
When K = 3, as shown in FIG. 6, the peak positions do not differ due to the difference in the modulation index, and the peaks are obtained at ωpt = 0, 2π, and 4π ( 0-state) and also have peaks at ωpt = π, 3π, and 5π (0-state).
However, these lights undergo different phase modulation as shown in FIG. Here, the amount of phase change (θ0 in the case of the 0-state and θπ in the case of the π-state) of the phase modulator received during the time when light makes one round of the optical waveguide, and the change of the phase received from other than the phase modulator The sum with the quantity (θ1) must be approximately zero to an integral multiple of 2π for lasing to occur. In general, since θ0 is the opposite sign of θπ and is not equal, it does not occur that the 0-state and the π-state simultaneously satisfy the condition of laser oscillation except in special cases. Therefore, except for a special case, these two sets of states do not appear at the same time. Therefore, also in this case, it can be seen that a pulse K times the phase modulation frequency fm is generated.

【0011】また、K=4の場合は、図8に示す様に、
変調指数Δが小さい場合には、ωpt=0、2π、4
π、および6πで、ピークを示し(0−状態)、変調指
数Δが大きくなるに従って、ωpt=π、3π、5π、
および7πで新たなピークを示す(π−状態)。したが
ってこの場合は、大きな変調指数で、位相変調周波数f
mの2K倍のパルスが発生する可能性があるが、均一な
波形では無い事がわかる。
When K = 4, as shown in FIG.
When the modulation index Δ is small, ωpt = 0, 2π, 4
The peaks are shown at π and 6π (0-state), and as the modulation index Δ increases, ωpt = π, 3π, 5π,
And a new peak at 7π (π-state). Therefore, in this case, the phase modulation frequency f
Although there is a possibility that a pulse of 2K times m is generated, it can be seen that the waveform is not uniform.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】従来の光パルス発生方
法およびその装置では、位相変調周波数fmを高くした
り、変調指数Δを増加させて高次の周波数成分を用いて
単位時間に発生するパルス数を増大しているが、位相変
調器の物理的制限により位相変調周波数fmや変調指数
Δを増加させることには限界がある。また、Kが偶数の
場合は、変調指数を大きく取ることによって単位時間に
発生するパルス数は位相変調周波数fmの2K倍になる
が、振幅について均一なパルス波形は得られない。ま
た、Kが奇数の場合は、振幅について均一なパルス波形
が得られるが、単位時間に発生するパルス数は位相変調
周波数fmの2K倍にならない。
In the conventional method and apparatus for generating an optical pulse, a pulse generated in a unit time by using a higher-order frequency component by increasing the phase modulation frequency fm or increasing the modulation index Δ. Although the number is increasing, there is a limit in increasing the phase modulation frequency fm and the modulation index Δ due to physical limitations of the phase modulator. When K is an even number, the number of pulses generated per unit time by increasing the modulation index becomes 2K times the phase modulation frequency fm, but a pulse waveform having a uniform amplitude cannot be obtained. When K is an odd number, a pulse waveform having a uniform amplitude can be obtained, but the number of pulses generated per unit time does not become 2K times the phase modulation frequency fm.

【0013】この発明は上記に鑑み提案されたもので、
単位時間に発生するパルス数が多く、かつ均一な波形の
パルスを発生する光パルス発生方法およびその装置を提
供することを目的とする。
The present invention has been proposed in view of the above,
It is an object of the present invention to provide an optical pulse generating method and an apparatus for generating a pulse having a large number of pulses per unit time and a uniform waveform.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載の発明は、光パルス発生方法に関し
ており、能動モード同期型レーザーを用いてパルス列を
発生させる際に、第1の変調手段により光を変調し第1
の選択手段により変調信号の高調波成分を選択する手続
と、第2の変調手段により光を変調し第2の選択手段に
より、上記の第1の選択手段による高調波成分と同じ周
波数の高調波成分を選択する手続と、を実質的に連続し
て行なうことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 relates to a method for generating an optical pulse, and when generating a pulse train using an active mode-locked laser, a first method is used. The light is modulated by the modulating means of
Selecting the harmonic component of the modulation signal by the selecting means, and modulating the light by the second modulating means and setting the second selecting means to select the harmonic having the same frequency as the harmonic component by the first selecting means. And the step of selecting the components is performed substantially continuously.

【0015】また、請求項2に記載の発明は、上記した
請求項1に記載の発明の構成に加えて、第1の変調手段
と第2の変調手段は、同一周波数の、しかしあらかじめ
決められた位相差のある信号により光を変調することを
特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect of the present invention, the first modulating means and the second modulating means have the same frequency but are predetermined. The light is modulated by a signal having a phase difference.

【0016】また、請求項3に記載の発明は、光パルス
発生装置に関しており、光増幅器と、光導波路と、第1
の変調手段と、第1の変調信号の高調波成分選択手段
と、第2の変調手段と、上記の第1の変調信号の高調波
成分選択手段と同じ周波数を選択する第2の変調信号の
高調波成分選択手段と、を持つことを特徴としている。
Further, the invention according to claim 3 relates to an optical pulse generating device, and comprises an optical amplifier, an optical waveguide, and a first optical pulse generator.
, A first harmonic component selection means of the first modulation signal, a second modulation means, and a second modulation signal of the second modulation signal for selecting the same frequency as the first harmonic component selection means. And a harmonic component selecting means.

【0017】また、請求項4に記載の発明は、上記した
請求項3に記載の発明の構成に加えて、第1の変調手段
に印加する第1の信号印加手段と、第2の変調手段に印
加する第2の信号印加手段とを備え、第1の変調手段に
印加する第1の変調信号と第2の変調手段に印加する変
調信号との間に位相差を与える手段と、を備えたことを
特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the third aspect of the present invention, a first signal applying means for applying to the first modulating means and a second modulating means are provided. And a means for giving a phase difference between the first modulation signal applied to the first modulation means and the modulation signal applied to the second modulation means. It is characterized by that.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明では、PM−I−FP系を
2組直列に接続しそれぞれの位相変調器における変調指
数および変調周波数を同じにし、但し、位相差を適当に
設定することによりそれらの合成透過率の時間的変化が
振幅および位相について均一になるようにするものであ
る。以下に先ず本発明の原理を説明し、次に実施の形態
を図面に基づいて詳細に説明する。なお、装置の構成を
示す図面においては、同様のものないしは同様の機能を
有するものについては同一の記号を付して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, two sets of PM-I-FP systems are connected in series to make the modulation index and the modulation frequency in each phase modulator the same, but by setting the phase difference appropriately. The temporal change of their combined transmittance is made uniform in amplitude and phase. Hereinafter, the principle of the present invention will be described first, and embodiments will be described in detail with reference to the drawings. Note that in the drawings showing the configuration of the device, the same components or components having similar functions are denoted by the same reference numerals.

【0019】以下に、先ず、本発明の原理を説明する。
図1は,本発明の望ましい構成を示すブロック図であ
る。図1は、光増幅器1を持ったリングレーザ100中
に第1の位相変調器3と第1のアイソレータ4と第1の
ファブリーペローエタロン5(これらを総称して、以下
第1のPM−I−FP系と記す)と、第2の位相変調器
6と第2のアイソレータ7と第2のファブリーペローエ
タロン8(これらを総称して、以下第2のPM−I−F
P系と記す)とを挿入した構成になっていて、光パルス
は、光増幅器1⇒第1のPM−I−FP系⇒第2のPM
−I−FP系⇒光増幅器1の方向に巡回し、結合器2か
ら周期的な光パルス列が出てくる構成を示している。こ
こで、第1のPM−I−FP系と第2のPM−I−FP
系とは、概略同一性能のものである。
First, the principle of the present invention will be described.
FIG. 1 is a block diagram showing a preferred configuration of the present invention. FIG. 1 shows a first phase modulator 3, a first isolator 4, and a first Fabry-Perot etalon 5 (hereinafter collectively referred to as a first PM-I) in a ring laser 100 having an optical amplifier 1. -FP system), a second phase modulator 6, a second isolator 7, and a second Fabry-Perot etalon 8 (hereinafter collectively referred to as a second PM-IF).
P system) is inserted, and the optical pulse is transmitted from the optical amplifier 1 to the first PM-I-FP system to the second PM.
−I-FP system → A configuration in which a periodic optical pulse train emerges from the coupler 2 while circulating in the direction of the optical amplifier 1. Here, the first PM-I-FP system and the second PM-I-FP
The systems are of approximately the same performance.

【0020】次に図2を用いて本発明の提案する方法を
示す。第1のPM−I−FP系から第2のPM−I−F
P系まで光パルスが伝搬するのに要する時間をΔtとす
る。また、第1のPM−I−FP系の変調信号を、
Next, the method proposed by the present invention will be described with reference to FIG. From the first PM-I-FP system to the second PM-IF
The time required for the light pulse to propagate to the P system is defined as Δt. Further, the first PM-I-FP system modulated signal is

【数3】 とし、第2のPM−I−FP系の変調信号を(Equation 3) And the modulation signal of the second PM-I-FP system is

【数4】 とする。ここで(Equation 4) And here

【数5】 であり、nは整数とする。さらに、ファブリーペローエ
タロンの自由スペクトル間隔fpに対する角周波数をω
p(=2πfp)とするとき、fpは変調周波数の整数
倍に一致させるので、Kを自然数として、
(Equation 5) And n is an integer. Further, the angular frequency of the Fabry-Perot etalon with respect to the free spectral interval fp is ω
When p (= 2πfp), fp is made equal to an integral multiple of the modulation frequency, so K is a natural number,

【数6】 とする。(Equation 6) And

【0021】このとき既述の如く、時刻tにおける第1
のPM−I−FP系の状態は
At this time, as described above, the first
Of the PM-I-FP system

【数7】 で決まり、時刻t+Δtにおける第2のPM−I−FP
系の状態は
(Equation 7) And the second PM-I-FP at time t + Δt
The state of the system is

【数8】 で決まる。ここで、数8と数7の差は、2πを法とし
て、
(Equation 8) Is determined by Here, the difference between Equation 8 and Equation 7 is obtained by modulo 2π.

【数9】 である。したがって、ある光パルスが第1のPM−I−
FP系を0−状態(π−状態)の時に通過すると、第2
のPM−I−FP系をπ−状態(0−状態)の時に通過
することになる。また、各PM−I−FP系はπ/ωp
時間間隔で0−状態とπ−状態間を交互に変化している
ので、いま光パルス列の時間間隔がπ/ωpである光パ
ルスが第1のPM−I−FP系に入射するとするとそれ
ぞれの光パルスは第1のPM−I−FP系では0−状態
(π−状態)で1回変調され、第2のPM−I−FP系
ではπ−状態(0−状態)でさらに1回変調されるの
で、これらの変調をあわせると、どの光パルスも同じ量
の変調をうけることになる。このことは、図1の方法に
よると繰り返し周期がωp/πである光パルス列を発生
できかつ、波形は均一であることを意味する。また、
(Equation 9) It is. Therefore, a certain light pulse is generated by the first PM-I-
When passing through the FP system in the 0-state (π-state), the second
In the π-state (0-state). Further, each PM-I-FP system has π / ωp
Since the 0-state and the π-state are alternately changed at time intervals, if an optical pulse having a time interval of an optical pulse train of π / ωp is incident on the first PM-I-FP system, each of the light pulses will be changed. The light pulse is modulated once in the 0-state (π-state) in the first PM-I-FP system, and is further modulated once in the π-state (0-state) in the second PM-I-FP system. Therefore, when these modulations are combined, every light pulse receives the same amount of modulation. This means that according to the method of FIG. 1, an optical pulse train having a repetition period of ωp / π can be generated, and the waveform is uniform. Also,

【数10】 であるから、発生する光パルス列繰り返し周期は2Kf
pでこれは従来方法の2倍である。
(Equation 10) Therefore, the generated optical pulse train repetition period is 2 Kf
At p, this is twice the conventional method.

【0022】図2に上の記述を説明するためにK=2、
Δ=3、n=0、ωmΔt=0.6として、信号と透過
率の例を示す。横軸はいずれもωm×tとしている。図
2(a)は変調信号で実線は第1のPM−I−FP系の
変調信号、破線は第2のPM−I−FP系の変調信号を
示す。図2(b)は透過率の時間変化で実線は第1のP
M−I−FP系の透過率の時間変化、破線は第2のPM
−I−FP系の透過率の時間変化を示す。図2(c)は
第1のPM−I−FP系と第2のPM−I−FP系の合
成透過率の時間変化である。
In order to explain the above description in FIG. 2, K = 2,
An example of a signal and transmittance is shown with Δ = 3, n = 0, and ωmΔt = 0.6. The horizontal axis is ωm × t. FIG. 2A shows a modulated signal, in which a solid line indicates a first PM-I-FP type modulated signal and a broken line indicates a second PM-I-FP type modulated signal. FIG. 2B shows the change in transmittance with time, and the solid line indicates the first P
The time change of the transmittance of the MI-FP system, the broken line indicates the second PM
-It shows the time change of the transmittance of the I-FP system. FIG. 2C shows a change over time in the combined transmittance of the first PM-I-FP system and the second PM-I-FP system.

【0023】従って、図1に示した信号発生器10から
の変調信号を、位相変調器3に印加し、また、信号発生
器10からの変調信号を、数5に示される位相差を与え
た後、位相変調器6に印加することにより、均一なパル
スが得られる。
Therefore, the modulation signal from the signal generator 10 shown in FIG. 1 is applied to the phase modulator 3, and the modulation signal from the signal generator 10 is given a phase difference shown in Expression 5. Thereafter, by applying the pulse to the phase modulator 6, a uniform pulse is obtained.

【0024】次に、数値計算によるシミュレーションの
結果を図3に示す。図3(a)は、K=2、fm=10
GHz、D=3、ファブリーペローエタロンのFSR
(FreeSpectral Range)=20GHzとしたときの第1
のPM−I−FP系の透過率を実線で、また、第1のP
M−I−FP系と同様に構成された第2のPM−I−F
P系の透過率を波線で示している。また、図3(b)
は、それらの合成透過率を示し、図3(c)は、結合器
からの出力を示している。ここで、2組の位相変調器に
加える位相変調信号の位相差は数4に従っている。その
結果、それらの合成透過率は図3(b)に示すように、
0−状態とπ−状態の透過率曲線は同型となり、両状態
での透過光パルスにたいする変調は等しくなるので、図
3(c)のように均一な光パルスが生成される。
Next, the result of a simulation by numerical calculation is shown in FIG. FIG. 3A shows that K = 2 and fm = 10.
GHz, D = 3, Fabry-Perot etalon FSR
(FreeSpectral Range) = 1st when 20GHz
The solid line shows the transmittance of the PM-I-FP system of FIG.
A second PM-IF configured similarly to the MI-FP system
The transmittance of the P system is indicated by a dashed line. FIG. 3 (b)
Shows the combined transmittances of them, and FIG. 3C shows the output from the coupler. Here, the phase difference between the phase modulation signals applied to the two sets of phase modulators is in accordance with Equation 4. As a result, their combined transmittances are as shown in FIG.
Since the transmittance curves of the 0-state and the π-state have the same shape, and the modulation of the transmitted light pulse in both states is equal, a uniform light pulse is generated as shown in FIG.

【0025】次に変調周波数の3次の高調波について、
図1の構成を用いた場合について説明する。まず、図4
に示した従来のパルス発生装置では、図6に示す様にパ
ルスの振幅は均一であるが、図7に示す様に、パルスの
位相は均一でないことが分かっている。次に、本発明の
図1の構成の場合には、数3に示す位相差φを用いて、
第1および第2のPM−I−FP系を変調することによ
り、パルス光はこれらの合成としての位相変調をうけ
る。これは、図4に示した従来のパルス発生装置の場合
とは異なる変調であるので、導波路を再調整して位相に
関する上記の条件を満たす様に調整する必要が生じる
が、この調整により、容易にレーザー発振させることが
可能である。したがって、この2組のPM−I−FP系
の合成透過率では、0−状態およびπ−状態が共存する
状態になり、振幅の均一な、位相変調周波数fmの2K
倍のパルスが発生することが分かる。
Next, regarding the third harmonic of the modulation frequency,
A case using the configuration of FIG. 1 will be described. First, FIG.
In the conventional pulse generator shown in FIG. 7, the pulse amplitude is uniform as shown in FIG. 6, but the pulse phase is not uniform as shown in FIG. Next, in the case of the configuration of FIG. 1 of the present invention, using the phase difference φ shown in Expression 3,
By modulating the first and second PM-I-FP systems, the pulsed light undergoes phase modulation as a combination of these. Since this is a modulation different from that of the conventional pulse generator shown in FIG. 4, it is necessary to readjust the waveguide to adjust the phase so as to satisfy the above condition. Laser oscillation can be easily performed. Therefore, in the combined transmittance of the two sets of PM-I-FP systems, the 0-state and the π-state coexist, and the 2K of the phase modulation frequency fm having a uniform amplitude is obtained.
It can be seen that double pulses are generated.

【0026】また、図には示さないが、以下の変調指数
において、パルス幅が減少し、短いパルスを得るに当た
っても、本発明は有効なことが分かった。図3を得た条
件と同じ条件での数値計算によるシミュレーションで
は、変調指数Δについて、K=2のとき、1.6<Δ<
3.1、K=3のとき、1.8<Δ、K=4のとき、
2.3<Δ<2.5、および、3.5<Δ<5.8、の
場合に短いパルスが得られることが分かった。
Although not shown in the figure, it has been found that the present invention is effective even when the pulse width is reduced and a short pulse is obtained at the following modulation index. In a simulation by numerical calculation under the same conditions as those for obtaining FIG. 3, the modulation index Δ is 1.6 <Δ <when K = 2.
3.1, when K = 3, 1.8 <Δ, when K = 4,
It has been found that short pulses are obtained for 2.3 <Δ <2.5 and 3.5 <Δ <5.8.

【0027】上記では、K=2,3、および4、につい
て説明したが、より高次のKについても上記と同様の結
果が得られることは、容易に理解できる。
Although K = 2, 3, and 4 have been described above, it can be easily understood that similar results can be obtained for higher-order K.

【0028】[0028]

【発明の効果】この発明は上記した構成からなるので、
以下に説明するような効果を奏することができる。請求
項1および2に記載の発明では、その方法を開示したの
で、単位時間に発生するパルス数が多く、かつ振幅およ
び位相において均一な波形のパルスを発生することがで
きるようになった。
Since the present invention has the above-described configuration,
The following effects can be obtained. According to the first and second aspects of the present invention, since the method is disclosed, it is possible to generate a large number of pulses per unit time and to generate a pulse having a uniform waveform in amplitude and phase.

【0029】また、請求項3および4に記載の発明で
は、その装置の構成を開示したので、単位時間に発生す
るパルス数が多く、かつ振幅および位相において均一な
波形のパルスを発生することができるようになった。
In the inventions according to the third and fourth aspects, since the configuration of the device is disclosed, it is possible to generate a large number of pulses per unit time and to generate a pulse having a uniform waveform in amplitude and phase. Now you can.

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

【図1】本発明の望ましい構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a preferred configuration of the present invention.

【図2】透過率を示す図で、(a)は変調信号で、実線
は第1のPM−I−FP系の変調信号、破線は第2のP
M−I−FP系の変調信号を示す。図2(b)は透過率
の時間変化で実線は第1のPM−I−FP系の透過率の
時間変化、破線は第2のPM−I−FP系の透過率の時
間変化を示す。図2(c)は第1のPM−I−FP系と
第2のPM−I−FP系の合成透過率の時間変化であ
る。
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing transmittance, wherein FIG. 2A is a modulation signal, a solid line is a modulation signal of a first PM-I-FP system, and a broken line is a second P-I-FP system;
3 shows a modulation signal of an MI-FP system. FIG. 2 (b) shows a time change of the transmittance, a solid line shows a time change of the transmittance of the first PM-I-FP system, and a broken line shows a time change of the transmittance of the second PM-I-FP system. FIG. 2C shows a change over time in the combined transmittance of the first PM-I-FP system and the second PM-I-FP system.

【図3】数値計算によるシミュレーションの結果を示す
図で、(a)は、第1のPM−I−FP系の透過率を実
線で、第2のPM−I−FP系の透過率を波線で示し、
(b)はそれらの合成透過率を示し、(c)は結合器か
らの出力を示す図である。
3A and 3B are diagrams showing the results of a simulation by numerical calculation, in which FIG. 3A shows the transmittance of a first PM-I-FP system as a solid line and the transmittance of a second PM-I-FP system as a wavy line. ,
(B) is a diagram showing the combined transmittance, and (c) is a diagram showing the output from the coupler.

【図4】従来のリングレーザー発振器中に、アイソレー
タとファブリーペローエタロン(PM−I−FP)と位
相変調器とを設置して光パルスを発生する装置の構成を
示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a device that generates an optical pulse by installing an isolator, a Fabry-Perot etalon (PM-I-FP), and a phase modulator in a conventional ring laser oscillator.

【図5】数値解析による、変調周波数の第2次高調波の
透過特性を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating transmission characteristics of a second harmonic of a modulation frequency by numerical analysis.

【図6】数値解析による、変調周波数の第3次高調波の
透過特性を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing transmission characteristics of a third harmonic of a modulation frequency by numerical analysis.

【図7】数値解析による、変調周波数の第3次高調波の
位相特性を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a phase characteristic of a third harmonic of a modulation frequency by numerical analysis.

【図8】数値解析による、変調周波数の第4次高調波の
透過特性を示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating transmission characteristics of a fourth harmonic of a modulation frequency by numerical analysis.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光増幅器 2 結合器 3、6 位相変調器 4、7 アイソレータ 5、8 ファブリーペローエタロン 10 信号発生器 11 移相器 20 光導波路 100 本発明のリングレーザ 200 従来のリングレーザ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical amplifier 2 Coupler 3, 6 Phase modulator 4, 7 Isolator 5, 8 Fabry-Perot etalon 10 Signal generator 11 Phase shifter 20 Optical waveguide 100 Ring laser of the present invention 200 Conventional ring laser

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 能動モード同期型レーザーを用いてパル
ス列を発生させる際に、第1の変調手段により光を変調
し第1の選択手段により変調信号の高調波成分を選択す
る手続と、第2の変調手段により光を変調し第2の選択
手段により、上記の第1の選択手段による高調波成分と
同じ周波数の高調波成分を選択する手続と、を実質的に
連続して行なうことを特徴とするによる光パルス発生方
法。
When generating a pulse train using an active mode-locked laser, a procedure of modulating light by a first modulation means and selecting a harmonic component of a modulation signal by a first selection means is provided. Modulating the light with the modulating means and selecting the harmonic component having the same frequency as the harmonic component by the first selecting means by the second selecting means is performed substantially continuously. A light pulse generation method according to
【請求項2】 請求項1に記載の光パルス発生方法にお
いて、第1の変調手段と第2の変調手段は、同一周波数
の、しかしあらかじめ決められた位相差のある信号によ
り光を変調することを特徴とするによる光パルス発生方
法。
2. The method according to claim 1, wherein the first and second modulating means modulate the light with a signal having the same frequency but having a predetermined phase difference. An optical pulse generation method according to the above.
【請求項3】 光増幅器と、光導波路と、第1の変調手
段と、第1の変調信号の高調波成分選択手段と、第2の
変調手段と、上記の第1の変調信号の高調波成分選択手
段と同じ周波数を選択する第2の変調信号の高調波成分
選択手段と、を持つことを特徴とする光パルス発生装
置。
3. An optical amplifier, an optical waveguide, a first modulator, a harmonic component selector of the first modulation signal, a second modulator, and a harmonic of the first modulation signal. An optical pulse generator comprising: a harmonic component selection unit for a second modulation signal that selects the same frequency as the component selection unit.
【請求項4】 請求項3に記載の光パルス発生装置にお
いて、第1の変調手段に印加する第1の信号印加手段
と、第2の変調手段に印加する第2の信号印加手段とを
備え、第1の変調手段に印加する第1の変調信号と第2
の変調手段に印加する変調信号との間に位相差を与える
手段と、を備えたことを特徴とする光パルス発生装置。
4. The optical pulse generating apparatus according to claim 3, further comprising: a first signal applying means for applying to the first modulating means; and a second signal applying means for applying to the second modulating means. , A first modulation signal applied to the first modulation means and a second modulation signal.
Means for providing a phase difference between the modulation signal applied to the modulation means and the optical pulse generation apparatus.
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