JP2002303899A - 光パルス発生器 - Google Patents
光パルス発生器Info
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- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/3515—All-optical modulation, gating, switching, e.g. control of a light beam by another light beam
- G02F1/3517—All-optical modulation, gating, switching, e.g. control of a light beam by another light beam using an interferometer
- G02F1/3519—All-optical modulation, gating, switching, e.g. control of a light beam by another light beam using an interferometer of Sagnac type, i.e. nonlinear optical loop mirror [NOLM]
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/508—Pulse generation, e.g. generation of solitons
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- G—PHYSICS
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- G02F2203/26—Pulse shaping; Apparatus or methods therefor
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 入力する光パルスのパルス幅の圧縮とノイズ
成分の除去を同時に行うことができる光パルス発生器を
提供する。 【解決手段】 非線形光学係数と分散特性がそれぞれ異
なる少なくとも２種類のファイバセグメント２Ａ〜２Ｈ
を接続して成る光ファイバ伝送路２と、第１の入出力ポ
ート１ａと第２の入出力ポート１ｂ、および第１のルー
プポート１ｃと第２ループポート１ｄを備えている光結
合器１とを有し、光ファイバ伝送路２の一方の端部２ａ
と他方の端部２ｂは、それぞれ、第１のループポート１
ｃと第２のループポート１ｄに接続されて、前記光ファ
イバ伝送路２は光ファイバループを形成しており、入出
力ポートの一方１ａに入力される入力パルスを光ファイ
バループ２を逆伝搬する２種類の光パルス成分に分割
し、光結合器１に帰還した２種類の光パルス成分のエネ
ルギーを、その相対的な位相に応じて第１の入出力ポー
ト１ａと第２の入出力ポート１ｂの間に分割する光パル
ス発生器。
成分の除去を同時に行うことができる光パルス発生器を
提供する。 【解決手段】 非線形光学係数と分散特性がそれぞれ異
なる少なくとも２種類のファイバセグメント２Ａ〜２Ｈ
を接続して成る光ファイバ伝送路２と、第１の入出力ポ
ート１ａと第２の入出力ポート１ｂ、および第１のルー
プポート１ｃと第２ループポート１ｄを備えている光結
合器１とを有し、光ファイバ伝送路２の一方の端部２ａ
と他方の端部２ｂは、それぞれ、第１のループポート１
ｃと第２のループポート１ｄに接続されて、前記光ファ
イバ伝送路２は光ファイバループを形成しており、入出
力ポートの一方１ａに入力される入力パルスを光ファイ
バループ２を逆伝搬する２種類の光パルス成分に分割
し、光結合器１に帰還した２種類の光パルス成分のエネ
ルギーを、その相対的な位相に応じて第１の入出力ポー
ト１ａと第２の入出力ポート１ｂの間に分割する光パル
ス発生器。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光パルス発生器に関
し、更に詳しくは、光通信または光測定器などで使用さ
れる超短光パルスにおいて、入力されてくる時間幅が広
い光パルスを極めて時間幅の狭い光パルスに変換し、し
かも同時にノイズ成分を除去することができる光パルス
発生器に関する。
し、更に詳しくは、光通信または光測定器などで使用さ
れる超短光パルスにおいて、入力されてくる時間幅が広
い光パルスを極めて時間幅の狭い光パルスに変換し、し
かも同時にノイズ成分を除去することができる光パルス
発生器に関する。
【０００２】
【従来の技術】情報通信分野の自由化と情報化社会の発
展により、通信情報量は飛躍的に増大する傾向にある。
そして、最近では、信号光を直接増幅するＥｒドープフ
ァイバ増幅器（Erbium-doped Fiber Amplifier：ＥＤＦ
Ａ）が実用化されるに及んで、波長１５５０nm帯域では
高強度の光信号が得られ、そのことにより、光伝送路で
ある光ファイバにおける伝送損失が補償され、数千kmに
も及ぶ無中継伝送が可能になっている。そして、この光
増幅技術を利用して、波長分割多重（WavelengthDivisi
on Multiplex：ＷＤＭ）通信方式や時分割多重（Time D
ivision Multiplex：ＴＤＭ）通信方式の研究が進めら
れている。
展により、通信情報量は飛躍的に増大する傾向にある。
そして、最近では、信号光を直接増幅するＥｒドープフ
ァイバ増幅器（Erbium-doped Fiber Amplifier：ＥＤＦ
Ａ）が実用化されるに及んで、波長１５５０nm帯域では
高強度の光信号が得られ、そのことにより、光伝送路で
ある光ファイバにおける伝送損失が補償され、数千kmに
も及ぶ無中継伝送が可能になっている。そして、この光
増幅技術を利用して、波長分割多重（WavelengthDivisi
on Multiplex：ＷＤＭ）通信方式や時分割多重（Time D
ivision Multiplex：ＴＤＭ）通信方式の研究が進めら
れている。
【０００３】これらの通信方式のうち、とくに、光ソリ
トン通信方式は、光ファイバが備える非線形性を積極的
に利用することにより、大容量情報の長距離伝送が可能
であり、次世代のＴＤＭ通信方式として注目を集めてい
る。この光ソリトン通信方式は、光パルスが光ファイバ
の中を伝搬する際に、光パルスに対する非線形効果の影
響と分散の影響が均衡することにより、当該光パルスは
そのパルス波形を維持したまま伝搬するという特性を利
用した通信方式である。
トン通信方式は、光ファイバが備える非線形性を積極的
に利用することにより、大容量情報の長距離伝送が可能
であり、次世代のＴＤＭ通信方式として注目を集めてい
る。この光ソリトン通信方式は、光パルスが光ファイバ
の中を伝搬する際に、光パルスに対する非線形効果の影
響と分散の影響が均衡することにより、当該光パルスは
そのパルス波形を維持したまま伝搬するという特性を利
用した通信方式である。
【０００４】そして、この光ソリトン通信方式で伝送容
量を増大させようとした場合には、パルス幅が狭く、ま
た時間的に密なパルス列を光信号として伝送することが
必要となる。そのため、光信号のパルス幅をできるだけ
圧縮することが要求され、同時に、伝送特性の劣化要因
であるノイズ成分を除去することが要求される。パルス
幅の圧縮に関しては、ソリトンパルスの断熱圧縮効果を
利用する方法をはじめとして、数多くの方法が提案され
ている（G.P,Agrawal, “Nonlinear Fibre Optics, 2nd
ED.”, Academic Press, San Diego CA, U.S.A., 1995,
charp.6などを参照）。
量を増大させようとした場合には、パルス幅が狭く、ま
た時間的に密なパルス列を光信号として伝送することが
必要となる。そのため、光信号のパルス幅をできるだけ
圧縮することが要求され、同時に、伝送特性の劣化要因
であるノイズ成分を除去することが要求される。パルス
幅の圧縮に関しては、ソリトンパルスの断熱圧縮効果を
利用する方法をはじめとして、数多くの方法が提案され
ている（G.P,Agrawal, “Nonlinear Fibre Optics, 2nd
ED.”, Academic Press, San Diego CA, U.S.A., 1995,
charp.6などを参照）。
【０００５】とくに、光ファイバの中を伝搬していると
きに光パルスが受ける非線形効果と分散を利用した方法
が多く研究されている。例えば、光ファイバとして分散
減少ファイバを用いて光パルスの圧縮と整形を実現する
方法（S.V.Chernikov, J.R.Taylor, P.V.Mamyshev and
E.M.Dianov, Electron. Lett., 28, 931(1992)を参
照）、分散減少ファイバと分散増加ファイバを用いる方
法（A.V.Shipulin, D.G.Fursa, E.A.Golovchenko and
E.M.Dianov, Electron. Lett., 29, 1401(1993)を参
照）、分散特性の異なる光ファイバを階段状に接続して
成る光ファイバ伝送路を用いる方法（S.V.Chernikov,
J.R.Taylor and R.Kashyap, Electron. Lett., 30, 433
(1994)を参照）、通常の１３００nmゼロ分散ファイバ
（Standard Telecommunication Fiber：ＳＴＦ）と１５
５０nmゼロ分散ファイバ（Dispersion Shifted Fiber：
ＤＳＦ）とを交互に接続して構成した櫛形分散配置ファ
イバ（Com-like Dispersion Profiled Fiber：ＣＤＰ
Ｆ）を用いてパルス幅がピコ秒（ｐｓ）にまで圧縮され
た光パルスを発生させる方法（S.V.Chernikov, J.R.Tay
lor andR.Kashyap, Electron. Lett., 29, 1788(1993)
や、E.A.Swanson and S.R.Chinn,IEEE Photon. Techno
l. Lett., 7, 114(1995)などを参照）などをあげること
ができる。
きに光パルスが受ける非線形効果と分散を利用した方法
が多く研究されている。例えば、光ファイバとして分散
減少ファイバを用いて光パルスの圧縮と整形を実現する
方法（S.V.Chernikov, J.R.Taylor, P.V.Mamyshev and
E.M.Dianov, Electron. Lett., 28, 931(1992)を参
照）、分散減少ファイバと分散増加ファイバを用いる方
法（A.V.Shipulin, D.G.Fursa, E.A.Golovchenko and
E.M.Dianov, Electron. Lett., 29, 1401(1993)を参
照）、分散特性の異なる光ファイバを階段状に接続して
成る光ファイバ伝送路を用いる方法（S.V.Chernikov,
J.R.Taylor and R.Kashyap, Electron. Lett., 30, 433
(1994)を参照）、通常の１３００nmゼロ分散ファイバ
（Standard Telecommunication Fiber：ＳＴＦ）と１５
５０nmゼロ分散ファイバ（Dispersion Shifted Fiber：
ＤＳＦ）とを交互に接続して構成した櫛形分散配置ファ
イバ（Com-like Dispersion Profiled Fiber：ＣＤＰ
Ｆ）を用いてパルス幅がピコ秒（ｐｓ）にまで圧縮され
た光パルスを発生させる方法（S.V.Chernikov, J.R.Tay
lor andR.Kashyap, Electron. Lett., 29, 1788(1993)
や、E.A.Swanson and S.R.Chinn,IEEE Photon. Techno
l. Lett., 7, 114(1995)などを参照）などをあげること
ができる。
【０００６】しかしながら、上記したＣＤＰＦを用いて
光パルス幅の圧縮を行うと、光ファイバの分散、有効断
面積の不均一性、損失、高次分散の影響などの要因で、
ソリトンパルスを形成する光以外の光成分（線形分散
波）が生じて、これがソリトン波形の裾になるペデスタ
ル成分として現出する。そして、このペデスタル成分は
ノイズ成分であり、これは、例えば圧縮された光パルス
を超高速時間多重伝送システムに使用した場合、符号間
干渉を引き起こす要因として作用し、システムの伝送符
号誤り率を劣化させてしまう。したがって、ＣＤＰＦを
用いた場合の光パルスの圧縮化に関しては、上記したよ
うなノイズ成分を除去することが同時に必要となる。
光パルス幅の圧縮を行うと、光ファイバの分散、有効断
面積の不均一性、損失、高次分散の影響などの要因で、
ソリトンパルスを形成する光以外の光成分（線形分散
波）が生じて、これがソリトン波形の裾になるペデスタ
ル成分として現出する。そして、このペデスタル成分は
ノイズ成分であり、これは、例えば圧縮された光パルス
を超高速時間多重伝送システムに使用した場合、符号間
干渉を引き起こす要因として作用し、システムの伝送符
号誤り率を劣化させてしまう。したがって、ＣＤＰＦを
用いた場合の光パルスの圧縮化に関しては、上記したよ
うなノイズ成分を除去することが同時に必要となる。
【０００７】光パルスからのノイズ除去方法としては、
光ファイバの非線形性を利用した非線形光学ループミラ
ー（Nonliear Optical Loop Mirror：ＮＯＬＭ）、およ
びそれと関連する非線形増幅ループミラー（Nonliear A
mplified Loop Mirror：ＮＡＬＭ）を用いた方法が有効
である。ＮＯＬＭを用いた一般的な方法は、N.J.Doran
およびD.Woodによる“NonliearOptical Loop Mirror”
（Optical Letters, vol.13, No.1, 56〜58頁. 1988年1
月）に記載されている。
光ファイバの非線形性を利用した非線形光学ループミラ
ー（Nonliear Optical Loop Mirror：ＮＯＬＭ）、およ
びそれと関連する非線形増幅ループミラー（Nonliear A
mplified Loop Mirror：ＮＡＬＭ）を用いた方法が有効
である。ＮＯＬＭを用いた一般的な方法は、N.J.Doran
およびD.Woodによる“NonliearOptical Loop Mirror”
（Optical Letters, vol.13, No.1, 56〜58頁. 1988年1
月）に記載されている。
【０００８】ここで、N.J.Doranらによって示されたＮ
ＯＬＭとその動作原理について以下に説明する。このＮ
ＯＭＬは、図１８で示したように、光結合器１と、光フ
ァイバループ２と、この光ファイバループ２に配置され
た偏波コントローラ３とで構成されている。光結合器１
は、その光分岐比がα：１−αのものであり、４個のポ
ート１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを備え、そのうち、ポート
１ａは入力する光パルスの入力線路と接続されて入力ポ
ートになっており、ポート１ｂはこのＮＯＬＭで処理さ
れた光パルスの出力線路と接続されて出力ポートになっ
ている。
ＯＬＭとその動作原理について以下に説明する。このＮ
ＯＭＬは、図１８で示したように、光結合器１と、光フ
ァイバループ２と、この光ファイバループ２に配置され
た偏波コントローラ３とで構成されている。光結合器１
は、その光分岐比がα：１−αのものであり、４個のポ
ート１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを備え、そのうち、ポート
１ａは入力する光パルスの入力線路と接続されて入力ポ
ートになっており、ポート１ｂはこのＮＯＬＭで処理さ
れた光パルスの出力線路と接続されて出力ポートになっ
ている。
【０００９】また、光結合器１のポート１ｃは光ファイ
バループ２の一方の端部２ａと接続され、ポート１ｄは
光ファイバループ２の他方の端部２ｂと接続されてい
る。このＮＯＬＭの入力ポート１ａに光パルスが入力す
ると、その光パルスは、光結合器１によって、ポート１
ｃから光ファイバループ２に入力して図１８で示した時
計回り（ｃｗ方向）に伝搬するパルス成分と、ポート１
ｄから光ファイバループ２に入力して図１８で示した反
時計回り（ｃｃｗ方向）に伝搬するパルス成分に、α：
１−αの分岐比で分割されるが、これらのパルス成分
は、光結合器１に帰還するときの位相に応じて、光ファ
イバループ２を透過しポート１ｂから出力されるパルス
成分と光ファイバループ２で反射されポート１ａから出
力される成分とになる。
バループ２の一方の端部２ａと接続され、ポート１ｄは
光ファイバループ２の他方の端部２ｂと接続されてい
る。このＮＯＬＭの入力ポート１ａに光パルスが入力す
ると、その光パルスは、光結合器１によって、ポート１
ｃから光ファイバループ２に入力して図１８で示した時
計回り（ｃｗ方向）に伝搬するパルス成分と、ポート１
ｄから光ファイバループ２に入力して図１８で示した反
時計回り（ｃｃｗ方向）に伝搬するパルス成分に、α：
１−αの分岐比で分割されるが、これらのパルス成分
は、光結合器１に帰還するときの位相に応じて、光ファ
イバループ２を透過しポート１ｂから出力されるパルス
成分と光ファイバループ２で反射されポート１ａから出
力される成分とになる。
【００１０】すなわち、光ファイバループ２での非対称
的な非線形効果に基づく位相シフトがこれらパルス成分
に及ぶ場合には、これらパルス成分は光結合器１で合波
され、その結果、光結合器１では、高強度のパルス成分
は光ファイバループを透過してポート１ｂから出力さ
れ、低強度のノイズ成分は光ファイバループ２で反射さ
れポート１ａから出力されて、ノイズ除去を実現するこ
とができる。
的な非線形効果に基づく位相シフトがこれらパルス成分
に及ぶ場合には、これらパルス成分は光結合器１で合波
され、その結果、光結合器１では、高強度のパルス成分
は光ファイバループを透過してポート１ｂから出力さ
れ、低強度のノイズ成分は光ファイバループ２で反射さ
れポート１ａから出力されて、ノイズ除去を実現するこ
とができる。
【００１１】また、一般的なＮＡＬＭに関しては、M.Fe
rmannらによる“Nonliear OpticalLoop Mirror”（Opti
cal Letters, vol.15, No.13, 752〜754頁. 1990年7
月）に記載されている。このＮＡＬＭは、図１９で示し
たように、図１８のＮＯＬＭの光ファイバループ２の一
端に、ＥＤＦＡ４を配置したものである。このＮＡＬＭ
は、ＮＯＬＭに比べて３〜４桁低い強度（数十mW〜数m
W）で光パルスをスイッチングすることができるという
特徴を有している。
rmannらによる“Nonliear OpticalLoop Mirror”（Opti
cal Letters, vol.15, No.13, 752〜754頁. 1990年7
月）に記載されている。このＮＡＬＭは、図１９で示し
たように、図１８のＮＯＬＭの光ファイバループ２の一
端に、ＥＤＦＡ４を配置したものである。このＮＡＬＭ
は、ＮＯＬＭに比べて３〜４桁低い強度（数十mW〜数m
W）で光パルスをスイッチングすることができるという
特徴を有している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、光フ
ァイバを用いて光ファイバの時間幅を圧縮し、そしてそ
れにＮＯＬＭやＮＡＬＭを組み合わせることによりノイ
ズ成分が少なくパルス幅が狭い光パルスを発生させるこ
とは、従来からも実施されている。しかしながら、その
従来技術は、２種の要素技術を組み合わせるものであ
り、パルス幅の圧縮とノイズ低減を１つの光デバイスで
同時に実現することは困難であった。
ァイバを用いて光ファイバの時間幅を圧縮し、そしてそ
れにＮＯＬＭやＮＡＬＭを組み合わせることによりノイ
ズ成分が少なくパルス幅が狭い光パルスを発生させるこ
とは、従来からも実施されている。しかしながら、その
従来技術は、２種の要素技術を組み合わせるものであ
り、パルス幅の圧縮とノイズ低減を１つの光デバイスで
同時に実現することは困難であった。
【００１３】本発明は、上記したような問題を解決し、
パルス幅を圧縮すると同時にノイズ成分を除去して、伝
送に最適な特性を有する光パルスを発生させることがで
きる光パルス発生器の提供を目的とする。
パルス幅を圧縮すると同時にノイズ成分を除去して、伝
送に最適な特性を有する光パルスを発生させることがで
きる光パルス発生器の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、非線形光学係数と分散特性
がそれぞれ異なる少なくとも２種類のファイバセグメン
トを接続して成る光ファイバ伝送路と、第１の入出力ポ
ートと第２の入出力ポート、および第１のループポート
と第２のループポートを備えている光結合器とを有し、
前記光ファイバ伝送路の一方の端部と他方の端部は、そ
れぞれ、前記第１のループポートと前記第２のループポ
ートに接続されて、前記光ファイバ伝送路は光ファイバ
ループを形成しており、前記入出力ポートの一方に入力
される入力パルスを前記光ファイバループを逆伝搬する
２種類の光パルス成分に分割し、前記光結合器に帰還し
た前記２種類の光パルス成分のエネルギーを、それぞれ
の相対的な位相に応じて前記第１の入出力ポートと前記
第２の入出力ポートの間に分割することを特徴とする光
パルス発生器が提供される。これを光パルス発生器Ａ0
とする。
ために、本発明においては、非線形光学係数と分散特性
がそれぞれ異なる少なくとも２種類のファイバセグメン
トを接続して成る光ファイバ伝送路と、第１の入出力ポ
ートと第２の入出力ポート、および第１のループポート
と第２のループポートを備えている光結合器とを有し、
前記光ファイバ伝送路の一方の端部と他方の端部は、そ
れぞれ、前記第１のループポートと前記第２のループポ
ートに接続されて、前記光ファイバ伝送路は光ファイバ
ループを形成しており、前記入出力ポートの一方に入力
される入力パルスを前記光ファイバループを逆伝搬する
２種類の光パルス成分に分割し、前記光結合器に帰還し
た前記２種類の光パルス成分のエネルギーを、それぞれ
の相対的な位相に応じて前記第１の入出力ポートと前記
第２の入出力ポートの間に分割することを特徴とする光
パルス発生器が提供される。これを光パルス発生器Ａ0
とする。
【００１５】好適には、前記光ファイバ伝送路の少なく
とも１箇所に、光パルスの強度を増幅させる光増幅器が
少なくとも１個配置されている光パルス発生器（これを
光パルス発生器Ａ1とする）、前記ファイバセグメント
は、非線形光学係数が５.０Ｗ -1km-1以上である高非線
形光ファイバで形成されている光パルス発生器（これを
光パルス発生器Ａ2とする）、前記光ファイバ伝送路お
よび前記光結合器として、偏波保持光ファイバを用いる
パルス発生器（これを光パルス発生器Ａ3とする）、前
記光結合器の出力ポートに出力パルスのチャープを補償
する光ファイバが接続されている光パルス発生器（これ
を光パルス発生器Ａ4とする）、前記光結合器の入力ポ
ートに強度変調光源が接続されている光パルス発生器
（これを光パルス発生器Ａ5とする）、前記光結合器の
入力ポートに、非線形光学係数と分散特性がそれぞれ異
なる少なくとも２種類のファイバセグメントを接続して
成る光ファイバ伝送路が接続されている光パルス発生器
（これを光パルス発生器Ａ6とする）が提供される。
とも１箇所に、光パルスの強度を増幅させる光増幅器が
少なくとも１個配置されている光パルス発生器（これを
光パルス発生器Ａ1とする）、前記ファイバセグメント
は、非線形光学係数が５.０Ｗ -1km-1以上である高非線
形光ファイバで形成されている光パルス発生器（これを
光パルス発生器Ａ2とする）、前記光ファイバ伝送路お
よび前記光結合器として、偏波保持光ファイバを用いる
パルス発生器（これを光パルス発生器Ａ3とする）、前
記光結合器の出力ポートに出力パルスのチャープを補償
する光ファイバが接続されている光パルス発生器（これ
を光パルス発生器Ａ4とする）、前記光結合器の入力ポ
ートに強度変調光源が接続されている光パルス発生器
（これを光パルス発生器Ａ5とする）、前記光結合器の
入力ポートに、非線形光学係数と分散特性がそれぞれ異
なる少なくとも２種類のファイバセグメントを接続して
成る光ファイバ伝送路が接続されている光パルス発生器
（これを光パルス発生器Ａ6とする）が提供される。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１に、本発明の光パルス発生器
の基本構成の１例Ａ0を示す。この光パルス発生器Ａ
0は、入力パルスが入力する第１の入出力ポート１ａ
（以下、入力ポートという）、出力パルスが出力する第
２の入出力ポート１ｂ（以下、出力ポートという）、後
述する光ファイバ伝送路２の一方の端部２ａと接続する
第１のループポート１ｃ、および光ファイバ伝送路２の
他方の端部２ｂと接続する第２のループポート１ｄを備
えている光結合器１と、前記したループポート１ｃ、１
ｄの間でループをなす光ファイバ伝送路（以下、光ファ
イバループという）２で構成されている。
の基本構成の１例Ａ0を示す。この光パルス発生器Ａ
0は、入力パルスが入力する第１の入出力ポート１ａ
（以下、入力ポートという）、出力パルスが出力する第
２の入出力ポート１ｂ（以下、出力ポートという）、後
述する光ファイバ伝送路２の一方の端部２ａと接続する
第１のループポート１ｃ、および光ファイバ伝送路２の
他方の端部２ｂと接続する第２のループポート１ｄを備
えている光結合器１と、前記したループポート１ｃ、１
ｄの間でループをなす光ファイバ伝送路（以下、光ファ
イバループという）２で構成されている。
【００１７】ここで、光ファイバループ２は、非線形光
学係数と分散特性がそれぞれ異なる光ファイバを交互に
接続して、８個のファイバセグメント２Ａ〜２Ｈから成
る光ファイバ伝送路になっている。そして、この光パル
ス発生器Ａ0の場合、入力ポート１ａに入力した光パル
スは、光結合器１で２つのパルス成分に分岐比α：１−
αで分割され、一方のパルス成分は第１のループポート
１ｃから光ファイバループ２内をｃｗ方向に伝搬し、他
方のパルス成分は第２のループポート１ｄから光ファイ
バループ２内をｃｃｗ方向に伝搬し、両者は光結合器１
で合波する。この合波されるパルス成分の偏波状態を一
致させるために、光ファイバループ２には偏波コントロ
ーラ３，３が配置されている。
学係数と分散特性がそれぞれ異なる光ファイバを交互に
接続して、８個のファイバセグメント２Ａ〜２Ｈから成
る光ファイバ伝送路になっている。そして、この光パル
ス発生器Ａ0の場合、入力ポート１ａに入力した光パル
スは、光結合器１で２つのパルス成分に分岐比α：１−
αで分割され、一方のパルス成分は第１のループポート
１ｃから光ファイバループ２内をｃｗ方向に伝搬し、他
方のパルス成分は第２のループポート１ｄから光ファイ
バループ２内をｃｃｗ方向に伝搬し、両者は光結合器１
で合波する。この合波されるパルス成分の偏波状態を一
致させるために、光ファイバループ２には偏波コントロ
ーラ３，３が配置されている。
【００１８】ここで、上記した光パルス発生器Ａ0の挙
動に関する説明に先立ち、ＣＤＰＦで構成されている光
ファイバループ２について説明する。図２は、図１の光
ファイバループ２のＣＤＰＦの構成を示す。具体的に
は、ファイバセグメント２Ａ，２Ｃ，２Ｅ，２Ｇは前記
した１５５０nm帯域ゼロ分散ファイバ（ＤＳＦ）から成
り、ファイバセグメント２Ｂ，２Ｄ，２Ｆ，２Ｈは同じ
く前記した１３００nm帯域ゼロ分散ファイバ（ＳＭＦ）
で形成されている。その場合のＤＳＦとＳＭＦの分散は
図２で示したとおり互いに異なっており、また、各ファ
イバセグメントの長さも図２で例示したよう互いに異な
っている。
動に関する説明に先立ち、ＣＤＰＦで構成されている光
ファイバループ２について説明する。図２は、図１の光
ファイバループ２のＣＤＰＦの構成を示す。具体的に
は、ファイバセグメント２Ａ，２Ｃ，２Ｅ，２Ｇは前記
した１５５０nm帯域ゼロ分散ファイバ（ＤＳＦ）から成
り、ファイバセグメント２Ｂ，２Ｄ，２Ｆ，２Ｈは同じ
く前記した１３００nm帯域ゼロ分散ファイバ（ＳＭＦ）
で形成されている。その場合のＤＳＦとＳＭＦの分散は
図２で示したとおり互いに異なっており、また、各ファ
イバセグメントの長さも図２で例示したよう互いに異な
っている。
【００１９】ここで、波長が異なる２個のレーザ光を重
ね合わせた波長１５５０nmのビート光が第１のループポ
ート１ｃから図２のＣＤＰＦに入力してｃｗ方向に伝搬
していく場合を考える。その場合には、ファイバセグメ
ント２Ａ，２Ｃ，２Ｅ，２Ｇを構成するＤＳＦ内で生ず
る非線形効果とファイバセグメント２Ｂ，２Ｄ，２Ｆ，
２Ｈを構成するＳＭＦ内でのチャープ補償が光パルスの
パルス幅を圧縮する要因として作用する。
ね合わせた波長１５５０nmのビート光が第１のループポ
ート１ｃから図２のＣＤＰＦに入力してｃｗ方向に伝搬
していく場合を考える。その場合には、ファイバセグメ
ント２Ａ，２Ｃ，２Ｅ，２Ｇを構成するＤＳＦ内で生ず
る非線形効果とファイバセグメント２Ｂ，２Ｄ，２Ｆ，
２Ｈを構成するＳＭＦ内でのチャープ補償が光パルスの
パルス幅を圧縮する要因として作用する。
【００２０】ＤＳＦ内での非線形効果を特定することは
困難であるため、ここでは定性的に考察する。まず、１
段目のファイバセグメント２Ａでは、入力した２波長の
光パルス間での四光波混合により、透過後の波長スペク
トルには側帯波が生成し、そのことによってチャープが
生ずる。ついで、２段目のファイバセグメント２Ｂで
は、上記光パルスに異常分散効果が作用して、パルスの
立ち上がり部と立ち下がり部のチャープが補償されるこ
とにより、そのパルス幅は狭くなる。
困難であるため、ここでは定性的に考察する。まず、１
段目のファイバセグメント２Ａでは、入力した２波長の
光パルス間での四光波混合により、透過後の波長スペク
トルには側帯波が生成し、そのことによってチャープが
生ずる。ついで、２段目のファイバセグメント２Ｂで
は、上記光パルスに異常分散効果が作用して、パルスの
立ち上がり部と立ち下がり部のチャープが補償されるこ
とにより、そのパルス幅は狭くなる。
【００２１】ファイバセグメント２Ｂから出力した光パ
ルスは、３段目のファイバセグメント２Ｃに入力する
が、その場合、パルス幅が圧縮されたその光パルスは光
出力のピーク値が高くなっている。そのため、３段目の
ファイバセグメント２Ｃでは、自己位相変調（ＳＰＭ）
が要因となる非線形効果が入力した上記光パルスに作用
し、パルスの立ち上がり部ではダウンチャープ、パルス
の立ち下がり部ではアップチャープがそれぞれ発生し、
その波長スペクトルは広帯域化する。
ルスは、３段目のファイバセグメント２Ｃに入力する
が、その場合、パルス幅が圧縮されたその光パルスは光
出力のピーク値が高くなっている。そのため、３段目の
ファイバセグメント２Ｃでは、自己位相変調（ＳＰＭ）
が要因となる非線形効果が入力した上記光パルスに作用
し、パルスの立ち上がり部ではダウンチャープ、パルス
の立ち下がり部ではアップチャープがそれぞれ発生し、
その波長スペクトルは広帯域化する。
【００２２】そして、４段目のファイバセグメント２Ｄ
では、上記したチャープが補償されてパルス幅の圧縮が
進む。したがって、図２のＣＤＰＦを伝搬していく光パ
ルスには、それ以後のファイバセグメントにおいて上記
した作用効果が交互にかつ順次付与されることにより、
光パルスは順次そのパルス幅が狭くなっていく。
では、上記したチャープが補償されてパルス幅の圧縮が
進む。したがって、図２のＣＤＰＦを伝搬していく光パ
ルスには、それ以後のファイバセグメントにおいて上記
した作用効果が交互にかつ順次付与されることにより、
光パルスは順次そのパルス幅が狭くなっていく。
【００２３】なお、図２のＣＤＰＦにｃｃｗ方向で光パ
ルスが伝搬する場合も、その光パルスは各ファイバセグ
メントを透過する過程で上記したと同様の非線形効果と
分散効果を受ける。しかしながらＣＤＰＦの構成はその
入出力端に対して非対称になっているので、ｃｗ方向か
ｃｃｗ方向かで、伝搬する光パルスの変化のし方が異な
り、最終的に出力されてくる光パルスの圧縮率が異なる
ことになる。
ルスが伝搬する場合も、その光パルスは各ファイバセグ
メントを透過する過程で上記したと同様の非線形効果と
分散効果を受ける。しかしながらＣＤＰＦの構成はその
入出力端に対して非対称になっているので、ｃｗ方向か
ｃｃｗ方向かで、伝搬する光パルスの変化のし方が異な
り、最終的に出力されてくる光パルスの圧縮率が異なる
ことになる。
【００２４】このように、図１で示した光パルス発生器
Ａ0の場合、光ファイバループ２をｃｗ方向に周回して
第２のループポート１ｄに帰還するパルス成分、光ファ
イバループ２をｃｃｗ方向に周回して第１のループポー
ト１ｃに帰還するパルス成分は、周回の過程で受ける非
線形効果により位相変化を生ずる。そこで、この位相変
化について検討し、その位相変化に応じた光結合器での
パルス成分のエネルギー分割問題について説明する。
Ａ0の場合、光ファイバループ２をｃｗ方向に周回して
第２のループポート１ｄに帰還するパルス成分、光ファ
イバループ２をｃｃｗ方向に周回して第１のループポー
ト１ｃに帰還するパルス成分は、周回の過程で受ける非
線形効果により位相変化を生ずる。そこで、この位相変
化について検討し、その位相変化に応じた光結合器での
パルス成分のエネルギー分割問題について説明する。
【００２５】今、第１のループポート１ｃからｃｗ方向
で光ファイバループ２を周回するパルス成分が受ける非
線形位相変化をφcw、第２のループポート１ｄからｃｃ
ｗ方向で光ファイバループ２を周回するパルス成分が受
ける非線形位相変化をφccwとする。一般に、図２で示
した８個のファイバセグメントから成るＣＤＰＦ内を伝
搬する光が受ける非線形位相シフトは、次式：
で光ファイバループ２を周回するパルス成分が受ける非
線形位相変化をφcw、第２のループポート１ｄからｃｃ
ｗ方向で光ファイバループ２を周回するパルス成分が受
ける非線形位相変化をφccwとする。一般に、図２で示
した８個のファイバセグメントから成るＣＤＰＦ内を伝
搬する光が受ける非線形位相シフトは、次式：
【００２６】
【数１】
【００２７】
【数２】
【００２８】（式中、γiはｉ番目のファイバセグメン
トの非線形光学係数、Ｉiはｉ番目のファイバセグメン
トに入力する光の光強度、Ｌiはｉ番目のファイバセグ
メントの長さを表す。ここで、γi＝２πｎ2／Aeff・λ
（ｎ2：非線形屈折率、Aeff：有効断面積、λ：波長）
である。）で示される。
トの非線形光学係数、Ｉiはｉ番目のファイバセグメン
トに入力する光の光強度、Ｌiはｉ番目のファイバセグ
メントの長さを表す。ここで、γi＝２πｎ2／Aeff・λ
（ｎ2：非線形屈折率、Aeff：有効断面積、λ：波長）
である。）で示される。
【００２９】式（１）と式（２）を対比すると、各ファ
イバセグメントへの２つのパルス成分の光強度（Ｉcw
i，Ｉccwi）は異なるため、２つのパルス成分がＣＤＰ
Ｆ内で受ける非線形位相シフトの総量（φcw，φccw）
は異なった値になることがわかる。上記したように異な
った値の非線形位相シフトを受けた２つのパルス成分が
第２のループポート１ｄと第１のループポート１ｃにそ
れぞれ帰還して光結合器１による光結合作用を受けた場
合、入力ポート１ａにおける入力電場と、出力ポートで
あるループポート１ｃおよびループポート１ｄにおける
出力電場との関係は、２つの接近した導波路のモード間
の相互作用による電力エネルギーの授受を表現したモー
ド結合方程式で示される（P.Franco, M.Midrio, A.Tozz
ato, M.Romagnol and F.Fontana, “Characterization
and optimization criteria for filterless erbium-do
ped fiber lasers”, J.Opt. Soc. Am. B 11, No.6, 10
90(1994)、および、C.R.Giles and Di.Giovanni,“Spec
tral Dependence of Gain andNoise in erbium-doped F
iber Amplifier”,IEEE Photon. Tech. Lett.,2, No.1
1, 797(1990)を参照）。
イバセグメントへの２つのパルス成分の光強度（Ｉcw
i，Ｉccwi）は異なるため、２つのパルス成分がＣＤＰ
Ｆ内で受ける非線形位相シフトの総量（φcw，φccw）
は異なった値になることがわかる。上記したように異な
った値の非線形位相シフトを受けた２つのパルス成分が
第２のループポート１ｄと第１のループポート１ｃにそ
れぞれ帰還して光結合器１による光結合作用を受けた場
合、入力ポート１ａにおける入力電場と、出力ポートで
あるループポート１ｃおよびループポート１ｄにおける
出力電場との関係は、２つの接近した導波路のモード間
の相互作用による電力エネルギーの授受を表現したモー
ド結合方程式で示される（P.Franco, M.Midrio, A.Tozz
ato, M.Romagnol and F.Fontana, “Characterization
and optimization criteria for filterless erbium-do
ped fiber lasers”, J.Opt. Soc. Am. B 11, No.6, 10
90(1994)、および、C.R.Giles and Di.Giovanni,“Spec
tral Dependence of Gain andNoise in erbium-doped F
iber Amplifier”,IEEE Photon. Tech. Lett.,2, No.1
1, 797(1990)を参照）。
【００３０】それによると、一方の導波路から他方の導
波路に結合する電場は、当初の電場の場合に比べて位相
がπ／２だけずれた値になる。したがって、光結合器１
において、入力ポート１ａから入力した光パルスがパル
ス成分となって第１のループポート１ｃと第２のループ
ポート１ｄに出力するときの各パルス成分による出力電
場は次のようになる。
波路に結合する電場は、当初の電場の場合に比べて位相
がπ／２だけずれた値になる。したがって、光結合器１
において、入力ポート１ａから入力した光パルスがパル
ス成分となって第１のループポート１ｃと第２のループ
ポート１ｄに出力するときの各パルス成分による出力電
場は次のようになる。
【００３１】すなわち、ｃｃｗ方向を周回してきたパル
ス成分によるループポート１ｃにおける出力電場を
Ｅ1c、ｃｗ方向を周回してきたパルス成分によるループ
ポート１ｄにおける出力電場をＥ1dとし、入力ポート１
ａにおける光パルスによる入力電場をＥinとすると、 Ｅ1c＝α1/2・Ｅin …（３） Ｅ1d＝ｉ（１−α）1/2・Ｅin …（４） （ただし、αは光結合器の分岐比、ｉは虚数を表す）で
示される。
ス成分によるループポート１ｃにおける出力電場を
Ｅ1c、ｃｗ方向を周回してきたパルス成分によるループ
ポート１ｄにおける出力電場をＥ1dとし、入力ポート１
ａにおける光パルスによる入力電場をＥinとすると、 Ｅ1c＝α1/2・Ｅin …（３） Ｅ1d＝ｉ（１−α）1/2・Ｅin …（４） （ただし、αは光結合器の分岐比、ｉは虚数を表す）で
示される。
【００３２】光ファイバループ２を周回する過程では、
各パルス成分は前記した非線形位相シフトを受けている
ので、結局、Ｅ1c，Ｅ1dは、次式： Ｅ1c＝α1/2・Ｅinexp（ｉφcw） …（５） Ｅ1d＝ｉ（１−α）1/2・Ｅinexp（ｉφccw） …（６） で示される。
各パルス成分は前記した非線形位相シフトを受けている
ので、結局、Ｅ1c，Ｅ1dは、次式： Ｅ1c＝α1/2・Ｅinexp（ｉφcw） …（５） Ｅ1d＝ｉ（１−α）1/2・Ｅinexp（ｉφccw） …（６） で示される。
【００３３】そして、出力ポート１ｂからの出力パルス
による強度Ｉoutは、式（３）、式（４）を用いること
により、次式： Ｉout＝｜Ｅout｜2 ＝｜Ｅin｜2［１−２α（１−α)｛１＋cos（φccw−φcw)｝］ ＝Ｉin［１−２α（１−α)｛１＋cos（φccw−φcw)｝］ …（７） で示される。
による強度Ｉoutは、式（３）、式（４）を用いること
により、次式： Ｉout＝｜Ｅout｜2 ＝｜Ｅin｜2［１−２α（１−α)｛１＋cos（φccw−φcw)｝］ ＝Ｉin［１−２α（１−α)｛１＋cos（φccw−φcw)｝］ …（７） で示される。
【００３４】ここで、出力パルスと入力パルスの強度比
と、非線形位相シフト量の差（Δφ＝φccw−φcw）と
の関係を、光結合器１の分岐比（α）を変化させた場合
について、図３に示す。図３から明らかなように、出力
ポート１ｂから入力した入力パルスの強度に対して強度
１００％の光パルスが出力するのは、Δφがｍπ（ｍは
奇数）になっているときである。
と、非線形位相シフト量の差（Δφ＝φccw−φcw）と
の関係を、光結合器１の分岐比（α）を変化させた場合
について、図３に示す。図３から明らかなように、出力
ポート１ｂから入力した入力パルスの強度に対して強度
１００％の光パルスが出力するのは、Δφがｍπ（ｍは
奇数）になっているときである。
【００３５】（φccw−φcw）値である上記したΔφは
式（１）と式（２）で示されているように光強度に依存
している。したがって、出力ポート１ｂから出力してく
る出力パルスのうちその光強度が最大となるように上記
した条件、すなわち、入力ポート１ａへの光パルスの強
度（Ｉi）、光結合器１の分岐比α、光ファイバループ
２の各ファイバセグメントに用いる光ファイバの種類と
長さ（Ｌi）などを最適に設定すれば、そのとき、光パ
ルスの光強度が強い中心のパルス成分が出力ポート１ｂ
から出力パルスとして出力しており、光パルスの裾野に
あって光強度が弱いノイズ成分は入力ポート１ａに分離
されていることになる。
式（１）と式（２）で示されているように光強度に依存
している。したがって、出力ポート１ｂから出力してく
る出力パルスのうちその光強度が最大となるように上記
した条件、すなわち、入力ポート１ａへの光パルスの強
度（Ｉi）、光結合器１の分岐比α、光ファイバループ
２の各ファイバセグメントに用いる光ファイバの種類と
長さ（Ｌi）などを最適に設定すれば、そのとき、光パ
ルスの光強度が強い中心のパルス成分が出力ポート１ｂ
から出力パルスとして出力しており、光パルスの裾野に
あって光強度が弱いノイズ成分は入力ポート１ａに分離
されていることになる。
【００３６】換言すれば、図１の光パルス発生器Ａ0の
出力ポート１ｂから出力する出力パルスは、光ファイバ
ループ（ＣＤＰＦ）２でパルス幅の圧縮が実現している
と同時に、ノイズ成分も除去された光パルスになってい
るのである。例えば、光パルス発生器Ａ0の入力ポート
１ａに、図４で示したような自己相関波形を有する光パ
ルスを入力すると、出力ポート１ｂから出力する光パル
スの自己相関波形は図５で示したようになる。
出力ポート１ｂから出力する出力パルスは、光ファイバ
ループ（ＣＤＰＦ）２でパルス幅の圧縮が実現している
と同時に、ノイズ成分も除去された光パルスになってい
るのである。例えば、光パルス発生器Ａ0の入力ポート
１ａに、図４で示したような自己相関波形を有する光パ
ルスを入力すると、出力ポート１ｂから出力する光パル
スの自己相関波形は図５で示したようになる。
【００３７】すなわち、光パルス発生器Ａ0からの出力
パルスは、入力パルスのパルス幅が圧縮されて狭くなっ
ていると同時に、入力パルスにおける裾野のノイズ成分
は除去されている。このように、光パルス発生器Ａ0の
場合、特殊な分散構造を有する光ファイバ（例えば光伝
搬方向に分散が減少していく分散減少ファイバ）を使用
しなくてもパルス幅の圧縮とノイズ成分の除去という目
的を達成することができ、また光ファイバの組合せに関
しても、それら光ファイバの有する分散特性や入力する
光パルスの条件（例えば強度、パルス幅、パルス周期な
ど）との関係でファイバ長を調整して対応することがで
きる。
パルスは、入力パルスのパルス幅が圧縮されて狭くなっ
ていると同時に、入力パルスにおける裾野のノイズ成分
は除去されている。このように、光パルス発生器Ａ0の
場合、特殊な分散構造を有する光ファイバ（例えば光伝
搬方向に分散が減少していく分散減少ファイバ）を使用
しなくてもパルス幅の圧縮とノイズ成分の除去という目
的を達成することができ、また光ファイバの組合せに関
しても、それら光ファイバの有する分散特性や入力する
光パルスの条件（例えば強度、パルス幅、パルス周期な
ど）との関係でファイバ長を調整して対応することがで
きる。
【００３８】図６は、本発明の光パルス発生器の別の例
Ａ1を示す。この光パルス発生器Ａ1は、光ファイバルー
プ２におけるファイバセグメント２Ｂとファイバセグメ
ント２Ｃの間に光増幅器５を配置したものである。光増
幅器５としては例えばＥＤＦＡを用いることができ、こ
の場合、１５５０nm帯域の光パルスが増幅される。
Ａ1を示す。この光パルス発生器Ａ1は、光ファイバルー
プ２におけるファイバセグメント２Ｂとファイバセグメ
ント２Ｃの間に光増幅器５を配置したものである。光増
幅器５としては例えばＥＤＦＡを用いることができ、こ
の場合、１５５０nm帯域の光パルスが増幅される。
【００３９】光増幅器５が図６で示した箇所に配置され
ている光ファイバループ２においても、ｃｗ方向とｃｃ
ｗ方向にそれぞれ伝搬するパルス成分が受ける非線形位
相シフトは、図２の場合と同様に、式（１）または式
（２）で示されるが、ｃｗ方向に伝搬し、光増幅器５を
透過したのちにファイバセグメント２Ｃに入力するパル
ス成分の光強度（Ｉcw3）は大きくなり、また、ｃｃｗ
方向に伝搬し、光増幅器５を透過したのちにファイバセ
グメント２Ｂに入力するパルス成分の光強度（Ｉccw2）
も大きな値になる。そして、この場合にあっても、光結
合器１の出力ポート１ｂからの出力電場（Ｅout）は式
（７）で示される。
ている光ファイバループ２においても、ｃｗ方向とｃｃ
ｗ方向にそれぞれ伝搬するパルス成分が受ける非線形位
相シフトは、図２の場合と同様に、式（１）または式
（２）で示されるが、ｃｗ方向に伝搬し、光増幅器５を
透過したのちにファイバセグメント２Ｃに入力するパル
ス成分の光強度（Ｉcw3）は大きくなり、また、ｃｃｗ
方向に伝搬し、光増幅器５を透過したのちにファイバセ
グメント２Ｂに入力するパルス成分の光強度（Ｉccw2）
も大きな値になる。そして、この場合にあっても、光結
合器１の出力ポート１ｂからの出力電場（Ｅout）は式
（７）で示される。
【００４０】したがって、入力ポート１ａへの入力パル
スの強度、光結合器１の分岐比（α）、各ファイバセグ
メント２Ａ〜２Ｈに用いる光ファイバの種類とそのファ
イバ長を適切に調整し、更にこの場合は、配置する光増
幅器５の配置個所と増幅強度を適切に調整して、出力ポ
ート１ｂからの出力パルスの出力電場を最大にすれば、
その出力パルスは、パルス幅が圧縮され、同時にノイズ
成分が除去されたものになっている。
スの強度、光結合器１の分岐比（α）、各ファイバセグ
メント２Ａ〜２Ｈに用いる光ファイバの種類とそのファ
イバ長を適切に調整し、更にこの場合は、配置する光増
幅器５の配置個所と増幅強度を適切に調整して、出力ポ
ート１ｂからの出力パルスの出力電場を最大にすれば、
その出力パルスは、パルス幅が圧縮され、同時にノイズ
成分が除去されたものになっている。
【００４１】つぎに、本発明の光パルス発生器Ａ2は、
図１で示した光パルス発生器Ａ0や図６で示した光パル
ス発生器Ａ1において、光ファイバループ２を構成して
いる１５５０nm帯域ゼロ分散ＤＳＦに代えて、例えば、
表１で示す特性を有する高非線形光ファイバを用いたも
のである。
図１で示した光パルス発生器Ａ0や図６で示した光パル
ス発生器Ａ1において、光ファイバループ２を構成して
いる１５５０nm帯域ゼロ分散ＤＳＦに代えて、例えば、
表１で示す特性を有する高非線形光ファイバを用いたも
のである。
【００４２】
【表１】
【００４３】通常の１５５０nm帯域ゼロ分散ＤＳＦのγ
値は２.５Ｗ-1km-1程度であるが、上記した高非線形光
ファイバのγ値は５倍程度大きくなっている。したがっ
て、この光パルス発生器Ａ2の場合、このような高非線
形光ファイバをファイバセグメント２Ａ，２Ｃ，２Ｅ，
２Ｇとして用いることにより、通常の光ファイバを用い
たときに比べてそのファイバ長を短くしても、必要な非
線形効果を光パルスに与えることができる。
値は２.５Ｗ-1km-1程度であるが、上記した高非線形光
ファイバのγ値は５倍程度大きくなっている。したがっ
て、この光パルス発生器Ａ2の場合、このような高非線
形光ファイバをファイバセグメント２Ａ，２Ｃ，２Ｅ，
２Ｇとして用いることにより、通常の光ファイバを用い
たときに比べてそのファイバ長を短くしても、必要な非
線形効果を光パルスに与えることができる。
【００４４】このように、高非線形光ファイバを用いて
全体のファイバ長を短くすると、光ファイバループ２全
体の長さを短くすることができ、そのことにより伝搬す
る光パルスの偏波状態の変動が小さくなり、また伝送損
失も少なくなるという効果が得られる。また、本発明で
は、上記した各光パルス発生器において、光ファイバル
ープ２と光結合器１、更には光増幅器５を偏波保持光フ
ァイバで構成することにより、光パルス発生器Ａ3が提
供される。
全体のファイバ長を短くすると、光ファイバループ２全
体の長さを短くすることができ、そのことにより伝搬す
る光パルスの偏波状態の変動が小さくなり、また伝送損
失も少なくなるという効果が得られる。また、本発明で
は、上記した各光パルス発生器において、光ファイバル
ープ２と光結合器１、更には光増幅器５を偏波保持光フ
ァイバで構成することにより、光パルス発生器Ａ3が提
供される。
【００４５】既に説明した光パルス発生器Ａ0，Ａ1，Ａ
2の場合、光ファイバループ２、光結合器１、光増幅器
５を、いずれも、偏波状態を保持しない光ファイバで構
成していた。しかしながら、このような構成の場合に
は、光ファイバ内での偏波状態が変動するため、ｃｗ方
向とｃｃｗ方向に周回したパルス成分が光結合器１で結
合するときに、２つのパルス成分の偏波状態が異なって
いるため、出力ポート１ｂからの出力パルスの出力強度
が変動するという問題が発生する。このような問題の発
生を補償するために、上記した各光パルス発生器の場合
には、光ファイバループ２に偏波コントローラ３を配置
することにより、逆方向に周回する２つのパルス成分の
偏波状態を一致させていたのである。
2の場合、光ファイバループ２、光結合器１、光増幅器
５を、いずれも、偏波状態を保持しない光ファイバで構
成していた。しかしながら、このような構成の場合に
は、光ファイバ内での偏波状態が変動するため、ｃｗ方
向とｃｃｗ方向に周回したパルス成分が光結合器１で結
合するときに、２つのパルス成分の偏波状態が異なって
いるため、出力ポート１ｂからの出力パルスの出力強度
が変動するという問題が発生する。このような問題の発
生を補償するために、上記した各光パルス発生器の場合
には、光ファイバループ２に偏波コントローラ３を配置
することにより、逆方向に周回する２つのパルス成分の
偏波状態を一致させていたのである。
【００４６】光パルス発生器Ａ3の場合には、光ファイ
バループ２のファイバセグメント２Ａ〜２Ｈ、光結合器
１、また光増幅器５の全てを偏波保持光ファイバで構成
しているので、光ファイバループに偏波コントローラ３
を配置しなくても、入力ポート１ａから入力した入力パ
ルスの偏波状態は全伝送路の過程で一定に保持される。
その結果、この光パルス発生器Ａ3の場合、偏波コント
ローラを配置しないにもかかわらず、光結合器１におけ
るパルス成分のモード結合が効果的に実現する。
バループ２のファイバセグメント２Ａ〜２Ｈ、光結合器
１、また光増幅器５の全てを偏波保持光ファイバで構成
しているので、光ファイバループに偏波コントローラ３
を配置しなくても、入力ポート１ａから入力した入力パ
ルスの偏波状態は全伝送路の過程で一定に保持される。
その結果、この光パルス発生器Ａ3の場合、偏波コント
ローラを配置しないにもかかわらず、光結合器１におけ
るパルス成分のモード結合が効果的に実現する。
【００４７】図７は、本発明の光パルス発生器の他の例
Ａ4を示す。この光パルス発生器Ａ4は、チャープ補償光
ファイバ６を光結合器１の出力ポート１ｂに接続したも
のである。出力ポート１ｂから出力する光パルスにはチ
ャープが伴っている場合もあるが、そのような場合であ
っても、この光パルス発生器Ａ4は、上記チャープ補償
光ファイバ６でチャープが補償されるので、パルス幅が
圧縮された光パルスを得ることができる。
Ａ4を示す。この光パルス発生器Ａ4は、チャープ補償光
ファイバ６を光結合器１の出力ポート１ｂに接続したも
のである。出力ポート１ｂから出力する光パルスにはチ
ャープが伴っている場合もあるが、そのような場合であ
っても、この光パルス発生器Ａ4は、上記チャープ補償
光ファイバ６でチャープが補償されるので、パルス幅が
圧縮された光パルスを得ることができる。
【００４８】図８は、本発明の光パルス発生器の別の例
Ａ5を示す。この光パルス発生器Ａ5は、既に説明した光
パルス発生器の入力ポート１ａの上流側に強度変調光源
７を接続したものである。具体的には、この強度変調光
源７は、２個の波長可変光源７ａ，７ｂと光結合器７ｃ
と光増幅器７ｄで構成されている。
Ａ5を示す。この光パルス発生器Ａ5は、既に説明した光
パルス発生器の入力ポート１ａの上流側に強度変調光源
７を接続したものである。具体的には、この強度変調光
源７は、２個の波長可変光源７ａ，７ｂと光結合器７ｃ
と光増幅器７ｄで構成されている。
【００４９】この光パルス発生器Ａ5では、波長可変光
源７ａ，７ｂから発振する異なる２つの光パルスは、光
結合器７ｃで合波されてビート光になり、そしてこのビ
ート光は光増幅器７ｄで強度増幅されて入力ポート１ａ
に入力する。なお、この強度変調光源７と入力ポート１
ｂの間には光アイソレータ８が配置されていて、光ファ
イバループ２からの戻り光が除去される。
源７ａ，７ｂから発振する異なる２つの光パルスは、光
結合器７ｃで合波されてビート光になり、そしてこのビ
ート光は光増幅器７ｄで強度増幅されて入力ポート１ａ
に入力する。なお、この強度変調光源７と入力ポート１
ｂの間には光アイソレータ８が配置されていて、光ファ
イバループ２からの戻り光が除去される。
【００５０】ここで、図９は、上記した強度変調光源７
で生成したビート光の自己相関波形の１例を示す。すな
わち、中心波長は１５６５nmで、波長が約０.８nm異な
る２つの光パルスを波長可変光源７ａ，７ｂで発振さ
せ、これらを光結合器７ｂで合波して得られたパルス周
期が約１００GHzのビート光の自己相関波長である。図
１０は、上記したビート光を入力パルスとしたときに、
光パルス発生器Ａ5の出力ポート１ｂから出力する光パ
ルスの自己相関波形を示す。
で生成したビート光の自己相関波形の１例を示す。すな
わち、中心波長は１５６５nmで、波長が約０.８nm異な
る２つの光パルスを波長可変光源７ａ，７ｂで発振さ
せ、これらを光結合器７ｂで合波して得られたパルス周
期が約１００GHzのビート光の自己相関波長である。図
１０は、上記したビート光を入力パルスとしたときに、
光パルス発生器Ａ5の出力ポート１ｂから出力する光パ
ルスの自己相関波形を示す。
【００５１】図９、図１０から明らかなように、この光
パルス発生器Ａ5からは、パルス幅が圧縮され、かつ裾
野のノイズ成分が除去された光パルスが得られている。
図１１は、光パルス発生器Ａ5において、強度変調光源
７が異なっている変形例Ａ5’を示す。この光パルス発
生器Ａ5’では、強度変調光源７が、波長可変光源７ａ
と、それに接続された強度変調器７ｅと、更にそれに接
続された電気信号発生器７ｆと、前記強度変調器７ｅに
接続された光増幅器８で構成されている。そして、この
強度変調光源７と入力ポート１ａの間に光アイソレータ
８が介装されていることは光パルス発生器Ａ5の場合と
同じである。
パルス発生器Ａ5からは、パルス幅が圧縮され、かつ裾
野のノイズ成分が除去された光パルスが得られている。
図１１は、光パルス発生器Ａ5において、強度変調光源
７が異なっている変形例Ａ5’を示す。この光パルス発
生器Ａ5’では、強度変調光源７が、波長可変光源７ａ
と、それに接続された強度変調器７ｅと、更にそれに接
続された電気信号発生器７ｆと、前記強度変調器７ｅに
接続された光増幅器８で構成されている。そして、この
強度変調光源７と入力ポート１ａの間に光アイソレータ
８が介装されていることは光パルス発生器Ａ5の場合と
同じである。
【００５２】この光パルス発生器Ａ5’の場合、波長可
変光源７ａからの所定波長の光パルスは、電気信号発生
器７ｆからの変調信号が印加されている強度変調器７ｅ
で変調され、ついで光増幅器７ｄで強度増幅されたの
ち、入力ポート１ａに入力することになる。図１２は、
本発明の光パルス発生器の他の実施例Ａ0’を示す。
変光源７ａからの所定波長の光パルスは、電気信号発生
器７ｆからの変調信号が印加されている強度変調器７ｅ
で変調され、ついで光増幅器７ｄで強度増幅されたの
ち、入力ポート１ａに入力することになる。図１２は、
本発明の光パルス発生器の他の実施例Ａ0’を示す。
【００５３】光パルス発生器Ａ0におけるファイバルー
プ２との相違は、光結合器１ｘが偏波保持特性を持つ
点、光結合器１の入力する光パルスの偏光状態を最適な
偏光状態に調整する偏波コントローラ３ａを入力ポート
１ａの前に配置した点にある。なお、ファイバループ２
は、光パルス発生器Ａ0の場合と同様に、各ファイバセ
グメント２Ａ〜２Ｈにより構成されている。またこの場
合、光パルス発生器Ａ0で配置したファイバループ２内
の偏波コントローラ３は不要になる。
プ２との相違は、光結合器１ｘが偏波保持特性を持つ
点、光結合器１の入力する光パルスの偏光状態を最適な
偏光状態に調整する偏波コントローラ３ａを入力ポート
１ａの前に配置した点にある。なお、ファイバループ２
は、光パルス発生器Ａ0の場合と同様に、各ファイバセ
グメント２Ａ〜２Ｈにより構成されている。またこの場
合、光パルス発生器Ａ0で配置したファイバループ２内
の偏波コントローラ３は不要になる。
【００５４】なお、先に示した図６、図７、図８、図１
１、また、後述する図１４の実施例は、光パルス発生器
を構成する全ての光部品が偏波保持特性を有している。
例えば図１３で示した強度変調光源７を有する他の実施
例Ａ5''では、偏波保持構成を実現することができる。
図１５で示したこの光パルス発生器Ａ5''では、偏波保
持構成を実現することができる。図１５で示したこの光
パルス発生器Ａ 5''の場合、２つの光源７ｋ，７ｌは定
偏波出力特性を有している。このような光源として波長
可変光源やＤＦＢ−ＬＤなどが考えられる。その２つの
光は、互いの偏波状態が一致するように光結合器７ｃで
合波される。そして、そこで発生したビート変調光は図
６と同様な過程で短パルスとなって出力されるが、全て
の構成部品において、伝搬する光パルスの偏波状態が維
持される。そのため、この光パルス発生器Ａ5''では、
偏波制御機能は不要となる。
１、また、後述する図１４の実施例は、光パルス発生器
を構成する全ての光部品が偏波保持特性を有している。
例えば図１３で示した強度変調光源７を有する他の実施
例Ａ5''では、偏波保持構成を実現することができる。
図１５で示したこの光パルス発生器Ａ5''では、偏波保
持構成を実現することができる。図１５で示したこの光
パルス発生器Ａ 5''の場合、２つの光源７ｋ，７ｌは定
偏波出力特性を有している。このような光源として波長
可変光源やＤＦＢ−ＬＤなどが考えられる。その２つの
光は、互いの偏波状態が一致するように光結合器７ｃで
合波される。そして、そこで発生したビート変調光は図
６と同様な過程で短パルスとなって出力されるが、全て
の構成部品において、伝搬する光パルスの偏波状態が維
持される。そのため、この光パルス発生器Ａ5''では、
偏波制御機能は不要となる。
【００５５】なお、図１３の光パルス発生器Ａ5''で
は、１.５５μｍ帯ゼロ分散光ファイバ７ｈ，７ｊと、
１.３μｍ帯ゼロ分散光ファイバ７ｉを配置し、光パル
スがファイバループ２に伝播される前にパルス圧縮効果
を引き起こせるようになっている。図１４は、本発明の
光パルス発生器の別の例Ａ6を示す。
は、１.５５μｍ帯ゼロ分散光ファイバ７ｈ，７ｊと、
１.３μｍ帯ゼロ分散光ファイバ７ｉを配置し、光パル
スがファイバループ２に伝播される前にパルス圧縮効果
を引き起こせるようになっている。図１４は、本発明の
光パルス発生器の別の例Ａ6を示す。
【００５６】この光パルス発生器Ａ6は、強度変調光源
７が、波長可変光源７ａ、７ｂと光結合器７ｃと光増幅
器７ｄ、光アイソレータ８、ＤＳＦによる光ファイバセ
グメント９Ａ、９ＣおよびＳＭＦによる光ファイバセグ
メント９Ｂの３つのセグメントから成るＣＤＰＦで構成
されている。また光ファイバループ２が３つのファイバ
セグメント２Ａ、２Ｂ、２Ｃから構成されている。ここ
で光ファイバループ２は２Ａと２Ｃの２つのセグメント
がＳＭＦで、２ＢがＤＳＦで構成されている。
７が、波長可変光源７ａ、７ｂと光結合器７ｃと光増幅
器７ｄ、光アイソレータ８、ＤＳＦによる光ファイバセ
グメント９Ａ、９ＣおよびＳＭＦによる光ファイバセグ
メント９Ｂの３つのセグメントから成るＣＤＰＦで構成
されている。また光ファイバループ２が３つのファイバ
セグメント２Ａ、２Ｂ、２Ｃから構成されている。ここ
で光ファイバループ２は２Ａと２Ｃの２つのセグメント
がＳＭＦで、２ＢがＤＳＦで構成されている。
【００５７】この光パルス発生器Ａ6では、波長可変光
源７ａ、７ｂから発振する異なる２つの光が、光結合器
７ｃで合波されてビート光になる。そしてこのビート光
は、光増幅器７ｄで強度増幅され、光アイソレータ８を
通過したのち、ＤＳＦセグメント９Ａ、ＳＭＦセグメン
ト９Ｂ、そしてＤＳＦセグメント９Ａと同様な特性を有
するＤＳＦセグメント９Ｃの順に透過し、入力ポート１
ａに入力する。
源７ａ、７ｂから発振する異なる２つの光が、光結合器
７ｃで合波されてビート光になる。そしてこのビート光
は、光増幅器７ｄで強度増幅され、光アイソレータ８を
通過したのち、ＤＳＦセグメント９Ａ、ＳＭＦセグメン
ト９Ｂ、そしてＤＳＦセグメント９Ａと同様な特性を有
するＤＳＦセグメント９Ｃの順に透過し、入力ポート１
ａに入力する。
【００５８】このとき、光増幅器７ｄにより強度増幅さ
れたビート光は、セグメント９Ａ、９Ｂ、９Ｃで構成さ
れたＣＤＰＦ構造のファイバ伝送路を伝搬する。ビート
光は、セグメント９Ａとセグメント９Ｂの組み合わせに
よりパルス幅が圧縮され、更にセグメント９Ｃにより非
線形効果を受けたのち、ファイバループ２内に入力され
る。ファイバループ２内でも２Ａおよび２ＣがＳＭＦで
あり、その間にＤＳＦ（２Ｂ）が位置していることか
ら、図１３に示したように、ゼロ分散光ファイバ７ｈか
らゼロ分散光ファイバ７ｊまでの過程で生起するＣＤＰ
Ｆによるパルス圧縮効果がファイバループ２内でも引き
続いて起こり、パルスは圧縮される。
れたビート光は、セグメント９Ａ、９Ｂ、９Ｃで構成さ
れたＣＤＰＦ構造のファイバ伝送路を伝搬する。ビート
光は、セグメント９Ａとセグメント９Ｂの組み合わせに
よりパルス幅が圧縮され、更にセグメント９Ｃにより非
線形効果を受けたのち、ファイバループ２内に入力され
る。ファイバループ２内でも２Ａおよび２ＣがＳＭＦで
あり、その間にＤＳＦ（２Ｂ）が位置していることか
ら、図１３に示したように、ゼロ分散光ファイバ７ｈか
らゼロ分散光ファイバ７ｊまでの過程で生起するＣＤＰ
Ｆによるパルス圧縮効果がファイバループ２内でも引き
続いて起こり、パルスは圧縮される。
【００５９】すなわち、ＣＤＰＦで構成されたファイバ
ループ２の入力ポートに、ファイバループ２内のセグメ
ントの分散配置と連続するように、ＣＤＰＦ構造の光フ
ァイバ伝送路を伴う強度変調光源を配置することにより
光パルスの圧縮効果を高めることができる。このよう
に、光パルス発生器Ａ6の場合、入力ポートの前に、Ｄ
ＳＦファイバセグメント９Ａ、９ＣとＳＭＦファイバセ
グメント９Ｂで構成されるＣＤＰＦによる光ファイバ伝
送路９を構築することにより、光パルスがファイバルー
プ２内に伝播される前にもパルス圧縮過程を行うことが
できるので、更にノイズ低減を実現することができる。
ループ２の入力ポートに、ファイバループ２内のセグメ
ントの分散配置と連続するように、ＣＤＰＦ構造の光フ
ァイバ伝送路を伴う強度変調光源を配置することにより
光パルスの圧縮効果を高めることができる。このよう
に、光パルス発生器Ａ6の場合、入力ポートの前に、Ｄ
ＳＦファイバセグメント９Ａ、９ＣとＳＭＦファイバセ
グメント９Ｂで構成されるＣＤＰＦによる光ファイバ伝
送路９を構築することにより、光パルスがファイバルー
プ２内に伝播される前にもパルス圧縮過程を行うことが
できるので、更にノイズ低減を実現することができる。
【００６０】図１５は、光パルス発生器Ａ6におけるセ
グメント９Ｃから出力され入力ポート１ａに入力するパ
ルス波形を示し、図１６は出力ポート１ｂからの出力パ
ルスの波形を示す。入力パルスと出力パルスのパルス幅
を比較すると、入力パルスで１.３６９ｐｓであったも
のが、出力パルスにおいては３８０ｐｓであり、３６分
の１に圧縮されていることがわかる。
グメント９Ｃから出力され入力ポート１ａに入力するパ
ルス波形を示し、図１６は出力ポート１ｂからの出力パ
ルスの波形を示す。入力パルスと出力パルスのパルス幅
を比較すると、入力パルスで１.３６９ｐｓであったも
のが、出力パルスにおいては３８０ｐｓであり、３６分
の１に圧縮されていることがわかる。
【００６１】図１７は、光パルス発生器Ａ6において、
ファイバループ内をファイバセグメント２Ａ、２Ｂ、２
Ｃの順に周回する（図１４においてｃｗ回りの周回を行
う）パルスがファイバセグメント２Ｃから出力し、第２
のループポート１ｄに入力する際のパルス波形（これ
は、ファイバセグメント２Ｃとループポート１ｄ間の接
続を切断して出力を確認した）とファイバループ構成時
の出力ポート１ｂからのパルス出力の波形を比較したも
のである。ファイバセグメント２Ｃからの出力パルス
は、ファイバループ２を構成する３つのセグメントを直
線的に接続した際の出力パルスと考えられるので、これ
とファイバループからのパルス出力を比較すると、パル
ス両裾野のペデスタルノイズがファイバループ構成時に
おいて減少していることが分かる。したがって、この光
パルス発生器Ａ6では、パルス幅が顕著に圧縮され同時
にノイズ除去が行われていることがわかる。
ファイバループ内をファイバセグメント２Ａ、２Ｂ、２
Ｃの順に周回する（図１４においてｃｗ回りの周回を行
う）パルスがファイバセグメント２Ｃから出力し、第２
のループポート１ｄに入力する際のパルス波形（これ
は、ファイバセグメント２Ｃとループポート１ｄ間の接
続を切断して出力を確認した）とファイバループ構成時
の出力ポート１ｂからのパルス出力の波形を比較したも
のである。ファイバセグメント２Ｃからの出力パルス
は、ファイバループ２を構成する３つのセグメントを直
線的に接続した際の出力パルスと考えられるので、これ
とファイバループからのパルス出力を比較すると、パル
ス両裾野のペデスタルノイズがファイバループ構成時に
おいて減少していることが分かる。したがって、この光
パルス発生器Ａ6では、パルス幅が顕著に圧縮され同時
にノイズ除去が行われていることがわかる。
【００６２】また図１４で示した光ファイバ発生器Ａ6
では、ファイバループの入力ポートの前に位置するＣＤ
ＰＦを構成するファイバセグメントとして９Ａ、９Ｂ、
９Ｃの３本の例を示したが、必ずしもこの構成である必
要はない。ファイバセグメント９ＡをＤＳＦのファイバ
セグメントとした場合、ファイバセグメント９Ｂ、９Ｃ
は、次のようなファイバセグメントの接続パターンが考
えられる。 １）ＤＳＦ、ＳＭＦ ２）ＳＭＦ、ＤＳＦ また、ファイバセグメントの接続パターンは、ファイバ
セグメント９Ａ〜９Ｃの３つの組合せに限定されず、更
に多数の接続パターンとしてもよい。例えば、ファイバ
セグメント９ＡをＤＳＦのファイバセグメントとした場
合、ファイバセグメント９Ｂ、９Ｃ・・・９Ｎは、下記
のような組合せとなる。 １）ＤＳＦ、ＳＭＦ、ＤＳＦ、ＳＭＦ、ＤＳＦ ２）ＤＳＦ、ＳＭＦ、ＤＳＦ、ＳＭＦ ３）ＳＭＦ、ＤＳＦ、ＳＭＦ、ＤＳＦ ４）ＳＭＦ、ＤＳＦ、ＳＭＦ
では、ファイバループの入力ポートの前に位置するＣＤ
ＰＦを構成するファイバセグメントとして９Ａ、９Ｂ、
９Ｃの３本の例を示したが、必ずしもこの構成である必
要はない。ファイバセグメント９ＡをＤＳＦのファイバ
セグメントとした場合、ファイバセグメント９Ｂ、９Ｃ
は、次のようなファイバセグメントの接続パターンが考
えられる。 １）ＤＳＦ、ＳＭＦ ２）ＳＭＦ、ＤＳＦ また、ファイバセグメントの接続パターンは、ファイバ
セグメント９Ａ〜９Ｃの３つの組合せに限定されず、更
に多数の接続パターンとしてもよい。例えば、ファイバ
セグメント９ＡをＤＳＦのファイバセグメントとした場
合、ファイバセグメント９Ｂ、９Ｃ・・・９Ｎは、下記
のような組合せとなる。 １）ＤＳＦ、ＳＭＦ、ＤＳＦ、ＳＭＦ、ＤＳＦ ２）ＤＳＦ、ＳＭＦ、ＤＳＦ、ＳＭＦ ３）ＳＭＦ、ＤＳＦ、ＳＭＦ、ＤＳＦ ４）ＳＭＦ、ＤＳＦ、ＳＭＦ
【００６３】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
光パルス発生器は、パルス幅の圧縮とノイズ成分の除去
を同時に達成する光デバイスとなっている。したがっ
て、高速大容量通信システムにおけるパルス信号光源と
して有用であり、その工業的価値は大である。
光パルス発生器は、パルス幅の圧縮とノイズ成分の除去
を同時に達成する光デバイスとなっている。したがっ
て、高速大容量通信システムにおけるパルス信号光源と
して有用であり、その工業的価値は大である。
【図１】本発明の光パルス発生器の基本構成例Ａ0を示
す構成図である。
す構成図である。
【図２】光パルス発生器Ａ0の光ファイバループ（ＣＤ
ＰＦ）２の挙動を説明するための説明図である。
ＰＦ）２の挙動を説明するための説明図である。
【図３】式（７）で示される非線形位相シフト量（Δ
φ）と出力パルスの入出強度比との関係を示すグラフで
ある。
φ）と出力パルスの入出強度比との関係を示すグラフで
ある。
【図４】光パルス発生器Ａ0に入力する入力光パルスの
自己相関波形図である。
自己相関波形図である。
【図５】光パルス発生器Ａ0からの出力光パルスの自己
相関波形図である。
相関波形図である。
【図６】本発明の他の光パルス発生器例Ａ1を示す構成
図である。
図である。
【図７】本発明の別の光パルス発生器例Ａ4を示す構成
図である。
図である。
【図８】本発明の更に別の光パルス発生器例Ａ5を示す
構成図である。
構成図である。
【図９】光パルス発生器Ａ5の強度変調光源７で生成さ
せたビート光の自己相関波形図である。
せたビート光の自己相関波形図である。
【図１０】光パルス発生器Ａ5から出力した出力パルス
の自己相関波形図である。
の自己相関波形図である。
【図１１】本発明の光パルス発生器例Ａ5’を示す構成
図である。
図である。
【図１２】本発明の更に別の光パルス発生器例Ａ0’を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図１３】本発明の更に別の光パルス発生器例Ａ5’’
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図１４】本発明の更に別の光パルス発生器例Ａ6を示
す構成図である。
す構成図である。
【図１５】光パルス発生器Ａ6に入力する光パルスの自
己相関波形図である。
己相関波形図である。
【図１６】光パルス発生器Ａ6から出力する光パルスの
自己相関波形図である。
自己相関波形図である。
【図１７】光パルス発生器Ａ6のポート１ｄからの光パ
ルスと、ファイバセグメント２Ｃ周回直後の伝搬パルス
の自己相関波形図である。
ルスと、ファイバセグメント２Ｃ周回直後の伝搬パルス
の自己相関波形図である。
【図１８】従来用いられているＮＯＬＭを示す構成図で
ある。
ある。
【図１９】従来用いられているＮＡＬＭを示す構成図で
ある。
ある。
１ 光結合器 １ａ 入力ポート（第１の入出力ポート） １ｂ 出力ポート（第２の入出力ポート） １ｃ 第１のループポート １ｄ 第２のループポート ２ ＣＤＰＦによる光ファイバループ（光ファイバ
伝送路） ２Ａ〜２Ｈ ファイバセグメント ３ 偏波コントローラ ４，５ ＥＤＦＡ（光増幅器） ６ チャープ補償光ファイバ ７ 強度変調光源 ７ａ，７ｂ 波長可変光源 ７ｃ 光結合器 ７ｄ 光増幅器 ７ｅ 強度変調器 ７ｆ 電気信号発生器 ７ｇ 強度変調光源内の光アイソレータ ７ｈ，７ｊ １.５５μｍ帯ゼロ分散光ファイバ ７ｉ １.３μｍ帯ゼロ分散光ファイバ ７ｋ，７ｌ 光源 ８ 光アイソレータ ９ ＣＤＰＦによる光ファイバ伝送路 ９Ａ，９Ｃ ＤＳＦファイバセグメント ９Ｂ ＳＭＦファイバセグメント
伝送路） ２Ａ〜２Ｈ ファイバセグメント ３ 偏波コントローラ ４，５ ＥＤＦＡ（光増幅器） ６ チャープ補償光ファイバ ７ 強度変調光源 ７ａ，７ｂ 波長可変光源 ７ｃ 光結合器 ７ｄ 光増幅器 ７ｅ 強度変調器 ７ｆ 電気信号発生器 ７ｇ 強度変調光源内の光アイソレータ ７ｈ，７ｊ １.５５μｍ帯ゼロ分散光ファイバ ７ｉ １.３μｍ帯ゼロ分散光ファイバ ７ｋ，７ｌ 光源 ８ 光アイソレータ ９ ＣＤＰＦによる光ファイバ伝送路 ９Ａ，９Ｃ ＤＳＦファイバセグメント ９Ｂ ＳＭＦファイバセグメント
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松下 俊一 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 坂野 操 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 並木 周 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2K002 AA02 AB33 BA02 BA04 CA15 DA10 EA30 GA10 HA16 HA31
Claims (7)
- 【請求項１】 非線形光学係数と分散特性がそれぞれ異
なる少なくとも２種類のファイバセグメントを接続して
成る光ファイバ伝送路と、 第１の入出力ポートと第２の入出力ポート、および第１
のループポートと第２のループポートを備えている光結
合器とを有し、 前記光ファイバ伝送路の一方の端部と他方の端部は、そ
れぞれ、前記第１のループポートと前記第２のループポ
ートに接続されて、前記光ファイバ伝送路は光ファイバ
ループを形成しており、 前記入出力ポートの一方に入力される入力パルスを前記
光ファイバループを逆伝搬する２種類の光パルス成分に
分割し、前記光結合器に帰還した前記２種類の光パルス
成分のエネルギーを、それぞれの相対的な位相に応じて
前記第１の入出力ポートと前記第２の入出力ポートの間
に分割することを特徴とする光パルス発生器。 - 【請求項２】 前記光ファイバ伝送路の少なくとも１箇
所に、光パルスの強度を増幅させる光増幅器が少なくと
も１個配置されている請求項１の光パルス発生器。 - 【請求項３】 前記ファイバセグメントは、非線形光学
係数が５.０Ｗ-1km-1以上である高非線形光ファイバで
形成されている請求項１または２の光パルス発生器。 - 【請求項４】 前記光ファイバ伝送路および前記光結合
器として、偏波保持光ファイバを用いる、請求項１〜３
のいずれかの光パルス発生器。 - 【請求項５】 前記光結合器の出力ポートに、出力パル
スのチャープを補償する光ファイバが接続されている請
求項１〜４のいずれかの光パルス発生器。 - 【請求項６】 前記光結合器の入力ポートに強度変調光
源が接続されている請求項１〜５のいずれかの光パルス
発生器。 - 【請求項７】 前記光結合器の入力ポートに、非線形光
学係数と分散特性がそれぞれ異なる少なくとも２種類の
ファイバセグメントを接続して成る光ファイバ伝送路が
接続されている請求項１〜６のいずれかの光パルス発生
器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001385094A JP4057291B2 (ja) | 2001-01-30 | 2001-12-18 | 光パルス発生器 |
| US10/056,925 US6920263B2 (en) | 2001-01-30 | 2002-01-24 | Optical pulse generator |
| CA002369471A CA2369471A1 (en) | 2001-01-30 | 2002-01-29 | Optical pulse generator |
| EP02002295A EP1227363B1 (en) | 2001-01-30 | 2002-01-30 | Nonlinear optical loop mirror |
Applications Claiming Priority (3)
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