JP2003337309A - 自律型超短光パルス圧縮・位相補償・波形整形装置 - Google Patents
自律型超短光パルス圧縮・位相補償・波形整形装置Info
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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】 高速に高感度に位相揺らぎを補償できる自律
型超短光パルス圧縮・位相補償・波形整形装置を提供す
る。 【解決手段】 パルス光源２と、パルス光源２から出射
する光パルス３をスペクトル成分毎に空間分散するスペ
クトル空間分散装置４と、空間分散された光パルスのス
ペクトル成分毎に位相を付加する空間位相変調器５と、
位相を付加された光パルスのスペクトル成分を合波する
合波装置６と、合波された出力光パルス７の一部からス
ペクトル干渉像を形成する変形ＳＰＩＤＥＲ装置８と、
スペクトル干渉像からスペクトル位相を検出し、検出し
た位相と設定位相との差を上記空間位相変調器にフィー
ドバックするフィードバック装置９とから成る。
型超短光パルス圧縮・位相補償・波形整形装置を提供す
る。 【解決手段】 パルス光源２と、パルス光源２から出射
する光パルス３をスペクトル成分毎に空間分散するスペ
クトル空間分散装置４と、空間分散された光パルスのス
ペクトル成分毎に位相を付加する空間位相変調器５と、
位相を付加された光パルスのスペクトル成分を合波する
合波装置６と、合波された出力光パルス７の一部からス
ペクトル干渉像を形成する変形ＳＰＩＤＥＲ装置８と、
スペクトル干渉像からスペクトル位相を検出し、検出し
た位相と設定位相との差を上記空間位相変調器にフィー
ドバックするフィードバック装置９とから成る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、超広帯域で超短
光パルスを発生するために不可欠な位相補償機構に空間
位相変調器を用い、発生した光パルスのスペクトル位相
の決定にＳＰＩＤＥＲ法の改良である変形ＳＰＩＤＥＲ
法を用いる、自律型超短光パルス圧縮・位相補償・波形
整形装置に関する。
光パルスを発生するために不可欠な位相補償機構に空間
位相変調器を用い、発生した光パルスのスペクトル位相
の決定にＳＰＩＤＥＲ法の改良である変形ＳＰＩＤＥＲ
法を用いる、自律型超短光パルス圧縮・位相補償・波形
整形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】超短光パルス圧縮技術は、人類の手にす
ることのできる最小の時間幅を実現でき、超短光パルス
を用いることにより、従来未知であった科学技術領域に
新たな発見、新たな技術の創出をもたらしつつある。ま
た、超短光パルス位相補償技術は、時間的に変化する制
御された位相補償量を光パルス列に与えることができ、
各種変調分光法や光通信への応用が始まりつつある。ま
た、超短光パルス波形整形技術は、光パルスの形状を任
意に整形でき、化学反応素過程の解明や生体反応メカニ
ズムの解明に無くてはならないものとなっている。
ることのできる最小の時間幅を実現でき、超短光パルス
を用いることにより、従来未知であった科学技術領域に
新たな発見、新たな技術の創出をもたらしつつある。ま
た、超短光パルス位相補償技術は、時間的に変化する制
御された位相補償量を光パルス列に与えることができ、
各種変調分光法や光通信への応用が始まりつつある。ま
た、超短光パルス波形整形技術は、光パルスの形状を任
意に整形でき、化学反応素過程の解明や生体反応メカニ
ズムの解明に無くてはならないものとなっている。
【０００３】従来、超短光パルス圧縮、超短光パルス位
相補償、超短光パルス波形整形は、光源の発生する光パ
ルスのスペクトル成分毎に位相補償して合波することに
より実現している。位相補償には、プリズム対や回折格
子対、誘電体多層膜鏡などの固定的な光学素子が用いる
方法がある。しかしながら、これらの位相補償は固定的
であり、動的でも自律的でもないため、光パルスのスペ
クトル成分毎の位相が前もってわかっており、かつ、光
パルスのスペクトル成分毎の位相が時間的に不変である
場合にしか有効ではない。また、空間位相変調器（ＳＬ
Ｍ：Ｓｐａｃｅ Ｌｉｇｈｔ Ｍｏｄｕｌａｔｅｒ）を
用いた４−ｆパルス整形器を用いた位相補償方法がある
（例えば、本発明者らによる特願２０００−３２９３５
５参照）。この方法によれば、動的に位相変調量を変え
られ、シミュレーテッドアニーリング法や遺伝的アルゴ
リズム法などを用いて、最適な位相補償量を試行錯誤的
に決定できるが、決定までに極めて多くの光パルス列と
時間を要するので、光パルスのスペクトル成分毎の位相
が時間的に不変である場合にしか有効ではない。
相補償、超短光パルス波形整形は、光源の発生する光パ
ルスのスペクトル成分毎に位相補償して合波することに
より実現している。位相補償には、プリズム対や回折格
子対、誘電体多層膜鏡などの固定的な光学素子が用いる
方法がある。しかしながら、これらの位相補償は固定的
であり、動的でも自律的でもないため、光パルスのスペ
クトル成分毎の位相が前もってわかっており、かつ、光
パルスのスペクトル成分毎の位相が時間的に不変である
場合にしか有効ではない。また、空間位相変調器（ＳＬ
Ｍ：Ｓｐａｃｅ Ｌｉｇｈｔ Ｍｏｄｕｌａｔｅｒ）を
用いた４−ｆパルス整形器を用いた位相補償方法がある
（例えば、本発明者らによる特願２０００−３２９３５
５参照）。この方法によれば、動的に位相変調量を変え
られ、シミュレーテッドアニーリング法や遺伝的アルゴ
リズム法などを用いて、最適な位相補償量を試行錯誤的
に決定できるが、決定までに極めて多くの光パルス列と
時間を要するので、光パルスのスペクトル成分毎の位相
が時間的に不変である場合にしか有効ではない。
【０００４】このように、従来の装置においては、使用
する光源の発生する光パルスの位相情報を詳細に測定し
てから使用することが必要であり、また、光パルスのス
ペクトル成分毎の位相の時間的揺らぎを小さくするため
に、極めて高度な制御系を有する光源を必要とし、ま
た、このような高度な制御系を有する光源を用いても、
位相の時間的揺らぎのために、超短光パルス圧縮、位相
補償、波形整形が連続的に行える時間が短いといった課
題がある。
する光源の発生する光パルスの位相情報を詳細に測定し
てから使用することが必要であり、また、光パルスのス
ペクトル成分毎の位相の時間的揺らぎを小さくするため
に、極めて高度な制御系を有する光源を必要とし、ま
た、このような高度な制御系を有する光源を用いても、
位相の時間的揺らぎのために、超短光パルス圧縮、位相
補償、波形整形が連続的に行える時間が短いといった課
題がある。
【０００５】近年、上記の課題を解決するために、出力
光パルスの一部を取り出して位相を常時測定し、空間位
相変調器にフィードバックし、光パルスに位相揺らぎが
生じても自律的に超短光パルスの位相揺らぎを素早く補
償する方法が試みられた（例えば、本発明者らによる、
上記の特願２０００−３２９３５５参照）。この自律的
補償方法においては、位相測定に、自己相関（Ａｕｔｏ
ｃｏｒｒｅｌａｉｏｎ）法、ＦＲＯＧ（Ｆｒｅｑｅｎｃ
ｙ Ｒｅｓｏｌｖｅｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｇａｔｉｎ
ｇ）法、または、ＳＰＩＤＥＲ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｐ
ｈａｓｅ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ ｆｏｒ Ｄ
ｉｒｅｃｔ ＥｌｅｃｔｒｉｃーＦｉｅｌｄ Ｒｅｃｏ
ｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）法が試みられた。
光パルスの一部を取り出して位相を常時測定し、空間位
相変調器にフィードバックし、光パルスに位相揺らぎが
生じても自律的に超短光パルスの位相揺らぎを素早く補
償する方法が試みられた（例えば、本発明者らによる、
上記の特願２０００−３２９３５５参照）。この自律的
補償方法においては、位相測定に、自己相関（Ａｕｔｏ
ｃｏｒｒｅｌａｉｏｎ）法、ＦＲＯＧ（Ｆｒｅｑｅｎｃ
ｙ Ｒｅｓｏｌｖｅｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｇａｔｉｎ
ｇ）法、または、ＳＰＩＤＥＲ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｐ
ｈａｓｅ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ ｆｏｒ Ｄ
ｉｒｅｃｔ ＥｌｅｃｔｒｉｃーＦｉｅｌｄ Ｒｅｃｏ
ｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）法が試みられた。
【０００６】しかしながら、自己相関法及びＦＲＯＧ法
は、測定原理上、位相測定に時間がかかりすぎ、位相の
時間的揺らぎの大きい一般のレーザー光源の場合には、
測定中に位相が変動してしまうという課題がある。ま
た、ＳＰＩＤＥＲ法は、出力光パルスのレプリカを生成
し、二つのレプリカパルスを互いに遅延させ、互いに遅
延した二つの光パルスと、出力光パルスの一部を分割し
て生成したチャープ光パルスを非線形光学結晶に入射す
ることにより、二つのレプリカパルスをそれぞれを異な
った周波数で周波数混合し、周波数混合された二つのレ
プリカ光パルスをスペクトロメータで干渉させ、干渉像
の干渉縞間隔から出力光パルスの位相情報を抽出する
（文献：ＩＥＥＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＱＵＡＮＴ
ＵＭ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ．ＶＯＬ．３５．ＮＯ．
４．ＡＰＲＩＬ １９９９ ｐ５０１−５０９参照）も
のであり、この方法によれば、単一の出力光パルスから
一度に全ての位相情報を抽出することができるから、高
速に位相補償できる。しかしながら、単一の出力光パル
スを分割してチャープ光パルスを生成するため、レプリ
カパルスの強度が減少してしまい、位相情報の抽出感度
が低下し、極めて強度の大きい光パルスの場合にしか従
来のＳＰＩＤＥＲ法が有効ではないという課題がある。
は、測定原理上、位相測定に時間がかかりすぎ、位相の
時間的揺らぎの大きい一般のレーザー光源の場合には、
測定中に位相が変動してしまうという課題がある。ま
た、ＳＰＩＤＥＲ法は、出力光パルスのレプリカを生成
し、二つのレプリカパルスを互いに遅延させ、互いに遅
延した二つの光パルスと、出力光パルスの一部を分割し
て生成したチャープ光パルスを非線形光学結晶に入射す
ることにより、二つのレプリカパルスをそれぞれを異な
った周波数で周波数混合し、周波数混合された二つのレ
プリカ光パルスをスペクトロメータで干渉させ、干渉像
の干渉縞間隔から出力光パルスの位相情報を抽出する
（文献：ＩＥＥＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＱＵＡＮＴ
ＵＭ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ．ＶＯＬ．３５．ＮＯ．
４．ＡＰＲＩＬ １９９９ ｐ５０１−５０９参照）も
のであり、この方法によれば、単一の出力光パルスから
一度に全ての位相情報を抽出することができるから、高
速に位相補償できる。しかしながら、単一の出力光パル
スを分割してチャープ光パルスを生成するため、レプリ
カパルスの強度が減少してしまい、位相情報の抽出感度
が低下し、極めて強度の大きい光パルスの場合にしか従
来のＳＰＩＤＥＲ法が有効ではないという課題がある。
【０００７】このように、従来の超短光パルス圧縮・位
相補償・波形整形装置は、光強度が小さい、または、位
相の時間的揺らぎが大きい一般のレーザー光源を用いた
場合には、自律的に超短光パルス圧縮、超短光パルス位
相補償、及び、超短光パルス波形整形を行うことが不可
能であった。
相補償・波形整形装置は、光強度が小さい、または、位
相の時間的揺らぎが大きい一般のレーザー光源を用いた
場合には、自律的に超短光パルス圧縮、超短光パルス位
相補償、及び、超短光パルス波形整形を行うことが不可
能であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記課題に鑑み、本発
明は、高速に高感度に位相揺らぎを補償できる自律型超
短光パルス圧縮・位相補償・波形整形装置を提供し、光
強度が小さい、または、位相の時間的揺らぎが大きい一
般のレーザー光源を用いた場合にも、自律的に超短光パ
ルス圧縮、超短光パルス位相補償、及び、超短光パルス
波形整形を行うことができる装置を提供することを目的
としている。
明は、高速に高感度に位相揺らぎを補償できる自律型超
短光パルス圧縮・位相補償・波形整形装置を提供し、光
強度が小さい、または、位相の時間的揺らぎが大きい一
般のレーザー光源を用いた場合にも、自律的に超短光パ
ルス圧縮、超短光パルス位相補償、及び、超短光パルス
波形整形を行うことができる装置を提供することを目的
としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の自律型超短光パルス圧縮・位相補償・波形
整形装置は、パルス光源と、パルス光源から出射する光
パルスをスペクトル成分毎に空間分散するスペクトル空
間分散装置と、空間分散された光パルスのスペクトル成
分毎に位相を付加する空間位相変調器と、位相を付加さ
れた光パルスのスペクトル成分を合波する合波装置と、
合波された出力光パルスの一部からスペクトル干渉像を
形成する変形ＳＰＩＤＥＲ装置と、スペクトル干渉像か
らスペクトル位相を検出し、検出した位相と設定位相と
の差を空間位相変調器にフィードバックするフィードバ
ック装置とから成ることを特徴とする。
に、本発明の自律型超短光パルス圧縮・位相補償・波形
整形装置は、パルス光源と、パルス光源から出射する光
パルスをスペクトル成分毎に空間分散するスペクトル空
間分散装置と、空間分散された光パルスのスペクトル成
分毎に位相を付加する空間位相変調器と、位相を付加さ
れた光パルスのスペクトル成分を合波する合波装置と、
合波された出力光パルスの一部からスペクトル干渉像を
形成する変形ＳＰＩＤＥＲ装置と、スペクトル干渉像か
らスペクトル位相を検出し、検出した位相と設定位相と
の差を空間位相変調器にフィードバックするフィードバ
ック装置とから成ることを特徴とする。
【００１０】また、変形ＳＰＩＤＥＲ装置は、チャープ
光パルス用光源と、チャープ光パルス用光源から出射す
る光パルスの遅延時間を調節する遅延器と、遅延時間を
調節した光パルスから周波数チャープ光パルスを形成す
る分散性媒質と、出力光パルスの一部から互いに遅延し
た２つのレプリカパルスを形成するレプリカパルス形成
器と、チャープ光パルスと２つのレプリカパルスを周波
数混合する非線形光学結晶と、周波数混合した２つのレ
プリカパルスを干渉させるスペクトロメータと、２つの
レプリカパルスの干渉像を読みとる画像読取り装置とか
らなることを特徴とする。前記構成において、分散性媒
質は群速度分散の大きいＴＦ5 ガラスであれば好まし
い。また、非線形光学結晶は２次の非線形光学効果が大
きいＢＢＯ結晶であれば好ましい。また、画像読取り装
置は、ＩＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅ
ｖｉｃｅ ｗｉｔｈ Ｉｍａｇｅ−ｉｎｔｅｎｓｉｆｉ
ｅｒ）であれば好ましい。
光パルス用光源と、チャープ光パルス用光源から出射す
る光パルスの遅延時間を調節する遅延器と、遅延時間を
調節した光パルスから周波数チャープ光パルスを形成す
る分散性媒質と、出力光パルスの一部から互いに遅延し
た２つのレプリカパルスを形成するレプリカパルス形成
器と、チャープ光パルスと２つのレプリカパルスを周波
数混合する非線形光学結晶と、周波数混合した２つのレ
プリカパルスを干渉させるスペクトロメータと、２つの
レプリカパルスの干渉像を読みとる画像読取り装置とか
らなることを特徴とする。前記構成において、分散性媒
質は群速度分散の大きいＴＦ5 ガラスであれば好まし
い。また、非線形光学結晶は２次の非線形光学効果が大
きいＢＢＯ結晶であれば好ましい。また、画像読取り装
置は、ＩＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅ
ｖｉｃｅ ｗｉｔｈ Ｉｍａｇｅ−ｉｎｔｅｎｓｉｆｉ
ｅｒ）であれば好ましい。
【００１１】この構成によれば、光パルス光源から出射
した光パルスがスペクトル成分毎に空間分散されて空間
位相変調器に入射し、空間位相変調器でスペクトル成分
毎に付加位相を付加されて出射し、付加位相を付加され
たスペクトル成分が合波されて出力光パルスが得られ
る。出力光パルスの一部を取り出し、変形ＳＰＩＤＥＲ
装置で出力光パルスのスペクトル干渉像を形成し、フィ
ードバック装置が干渉像からスペクトル位相を検出し、
検出した位相を設定位相と比較し、検出した位相と設定
位相との差を付加位相として空間位相変調器にフィード
バックする。本発明の装置に使用する変形ＳＰＩＤＥＲ
装置は、チャープ光パルスを被測定光パルス以外の別の
光源から生成する。別の光源で生成するから、二つのレ
プリカ光パルスの強度を弱めることが無く、また、チャ
ープ光パルスの強度も大きくできるので、周波数混合さ
れた二つのレプリカ光パルスのスペクトロメータによる
干渉像のコントラストを高めることができる。また、干
渉像をＩＣＣＤで読みとるから高速に高感度に全てのス
ペクトルの位相を検出することができる。また、高速に
高感度に全てのスペクトルの位相が検出できるから、フ
ィードバック装置により、検出した位相と設定位相との
差を付加位相として空間位相変調器に高速に高感度にフ
ィードバックすることができる。さらに、光パルス１つ
から全ての位相情報を抽出でき、極めて短時間に、最悪
でも１０秒以内に、所望の出力光パルスを構築できる付
加位相を空間位相変調器に設定できるから、光パルスの
スペクトル位相が揺らいでも所望の出力光パルスに自律
的に修正し、所望の光パルスを出力し続けることができ
る。
した光パルスがスペクトル成分毎に空間分散されて空間
位相変調器に入射し、空間位相変調器でスペクトル成分
毎に付加位相を付加されて出射し、付加位相を付加され
たスペクトル成分が合波されて出力光パルスが得られ
る。出力光パルスの一部を取り出し、変形ＳＰＩＤＥＲ
装置で出力光パルスのスペクトル干渉像を形成し、フィ
ードバック装置が干渉像からスペクトル位相を検出し、
検出した位相を設定位相と比較し、検出した位相と設定
位相との差を付加位相として空間位相変調器にフィード
バックする。本発明の装置に使用する変形ＳＰＩＤＥＲ
装置は、チャープ光パルスを被測定光パルス以外の別の
光源から生成する。別の光源で生成するから、二つのレ
プリカ光パルスの強度を弱めることが無く、また、チャ
ープ光パルスの強度も大きくできるので、周波数混合さ
れた二つのレプリカ光パルスのスペクトロメータによる
干渉像のコントラストを高めることができる。また、干
渉像をＩＣＣＤで読みとるから高速に高感度に全てのス
ペクトルの位相を検出することができる。また、高速に
高感度に全てのスペクトルの位相が検出できるから、フ
ィードバック装置により、検出した位相と設定位相との
差を付加位相として空間位相変調器に高速に高感度にフ
ィードバックすることができる。さらに、光パルス１つ
から全ての位相情報を抽出でき、極めて短時間に、最悪
でも１０秒以内に、所望の出力光パルスを構築できる付
加位相を空間位相変調器に設定できるから、光パルスの
スペクトル位相が揺らいでも所望の出力光パルスに自律
的に修正し、所望の光パルスを出力し続けることができ
る。
【００１２】このように、本発明の装置によれば、高速
に高感度に位相揺らぎを補償できるから、光強度が小さ
い、時間的に揺らぎがある、あるいは不安定性のある一
般の光源に対しても、自律的に、超短光パルス圧縮、超
短光パルス位相補償、及び、超短光パルス波形整形を行
うことができる。
に高感度に位相揺らぎを補償できるから、光強度が小さ
い、時間的に揺らぎがある、あるいは不安定性のある一
般の光源に対しても、自律的に、超短光パルス圧縮、超
短光パルス位相補償、及び、超短光パルス波形整形を行
うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１及び図２に基づいて、
本発明の自律型超短光パルス圧縮・位相補償・波形整形
装置の構成及び作用を説明する。図１は、本発明の自律
型超短光パルス圧縮・位相補償・波形整形装置の構成を
示す図である。本発明の自律型超短光パルス圧縮・位相
補償・波形整形装置１は、光パルス光源２と、光源２か
ら出射する光パルス３をスペクトル成分毎に空間分散す
るスペクトル空間分散装置４と、空間分散された光パル
ス３のスペクトル成分毎に位相を付加する空間位相変調
器５と、位相を付加された光パルス３のスペクトル成分
を合波する合波装置６と、合波された出力光パルス７の
スペクトル成分毎の位相を検出する変形ＳＰＩＤＥＲ装
置８と、検出した位相情報を空間位相変調器にフィード
バックするフィードバック装置９とから成る。
に基づいて詳細に説明する。図１及び図２に基づいて、
本発明の自律型超短光パルス圧縮・位相補償・波形整形
装置の構成及び作用を説明する。図１は、本発明の自律
型超短光パルス圧縮・位相補償・波形整形装置の構成を
示す図である。本発明の自律型超短光パルス圧縮・位相
補償・波形整形装置１は、光パルス光源２と、光源２か
ら出射する光パルス３をスペクトル成分毎に空間分散す
るスペクトル空間分散装置４と、空間分散された光パル
ス３のスペクトル成分毎に位相を付加する空間位相変調
器５と、位相を付加された光パルス３のスペクトル成分
を合波する合波装置６と、合波された出力光パルス７の
スペクトル成分毎の位相を検出する変形ＳＰＩＤＥＲ装
置８と、検出した位相情報を空間位相変調器にフィード
バックするフィードバック装置９とから成る。
【００１４】光パルス光源２は、光パルス光源から出射
する光パルスを非線形伝搬媒質に通して広帯域化した光
源であっても良い。
する光パルスを非線形伝搬媒質に通して広帯域化した光
源であっても良い。
【００１５】スペクトル空間分散装置４は、凹面鏡４ａ
と、ミラー４ｂと、グレーティング４ｃとより構成さ
れ、グレーティング４ｃはミラー４ｂを介した凹面鏡４
ａの焦点位置ｆに配置される。光パルス３は、グレーテ
ィング４ｃで波長分散され、すなわち、スペクトル成分
毎に空間分散され、凹面鏡４ａによって平行光にされ、
空間位相変調器５に入射する。
と、ミラー４ｂと、グレーティング４ｃとより構成さ
れ、グレーティング４ｃはミラー４ｂを介した凹面鏡４
ａの焦点位置ｆに配置される。光パルス３は、グレーテ
ィング４ｃで波長分散され、すなわち、スペクトル成分
毎に空間分散され、凹面鏡４ａによって平行光にされ、
空間位相変調器５に入射する。
【００１６】空間位相変調器５は、凹面鏡４ａの焦点位
置ｆに配置される。図示しないが、空間位相変調器５
は、ＬＣ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）からなるピ
クセルが平面状に配列されており、光パルスがピクセル
を通過する際の付加位相は、各々のピクセルに印加する
電圧により、独立に設定できる。すなわち、光パルス３
は空間位相変調器５によってスペクトル成分毎に所定の
位相を付加できる。
置ｆに配置される。図示しないが、空間位相変調器５
は、ＬＣ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）からなるピ
クセルが平面状に配列されており、光パルスがピクセル
を通過する際の付加位相は、各々のピクセルに印加する
電圧により、独立に設定できる。すなわち、光パルス３
は空間位相変調器５によってスペクトル成分毎に所定の
位相を付加できる。
【００１７】合波器６は、凹面鏡６ａと、ミラー６ｂ
と、グレーティング６ｃとから構成され、グレーティン
グ６ｃはミラー６ｂを介した凹面鏡６ａの焦点位置ｆに
配置される。凹面鏡６ａは、空間位相変調器５から凹面
鏡６ａの焦点位置ｆに配置される。空間位相変調器５を
通過した光パルス３の各々のスペクトル成分は、凹面鏡
６ａとグレーティング６ｃにより合波され、出力光パル
ス７となる。スペクトル空間分散装置と空間位相変調器
と合波器とから成る上記の構成を４ｆ−パルスシェーパ
ー（ｐｕｌｓｅ ｓｈａｐｅｒ）と呼ぶ。
と、グレーティング６ｃとから構成され、グレーティン
グ６ｃはミラー６ｂを介した凹面鏡６ａの焦点位置ｆに
配置される。凹面鏡６ａは、空間位相変調器５から凹面
鏡６ａの焦点位置ｆに配置される。空間位相変調器５を
通過した光パルス３の各々のスペクトル成分は、凹面鏡
６ａとグレーティング６ｃにより合波され、出力光パル
ス７となる。スペクトル空間分散装置と空間位相変調器
と合波器とから成る上記の構成を４ｆ−パルスシェーパ
ー（ｐｕｌｓｅ ｓｈａｐｅｒ）と呼ぶ。
【００１８】変形ＳＰＩＤＥＲ装置８は、チャープ光パ
ルス用光源８ａと、光源８ａから出射する光パルス８ｂ
の遅延時間を調節する遅延器８ｃと、遅延時間を調節さ
れた光パルス８ｂと出力光パルス７の一部を分割した光
パルス７ａとを取り込み、互いに異なる周波数で周波数
混合した光パルス７ａの２つのレプリカ光パルスを形成
する周波数変換部８ｄと、２つのレプリカ光パルスのス
ペクトル領域の干渉像を形成するスペクトロメータ８ｅ
と、干渉像を読み取るＩＣＣＤアレイからなる撮像装置
８ｆとから成る。なお、遅延器８ｃは、チャープ光パル
スと２つのレプリカ光パルスの時間軸上での相対位置を
調節するために用いる。
ルス用光源８ａと、光源８ａから出射する光パルス８ｂ
の遅延時間を調節する遅延器８ｃと、遅延時間を調節さ
れた光パルス８ｂと出力光パルス７の一部を分割した光
パルス７ａとを取り込み、互いに異なる周波数で周波数
混合した光パルス７ａの２つのレプリカ光パルスを形成
する周波数変換部８ｄと、２つのレプリカ光パルスのス
ペクトル領域の干渉像を形成するスペクトロメータ８ｅ
と、干渉像を読み取るＩＣＣＤアレイからなる撮像装置
８ｆとから成る。なお、遅延器８ｃは、チャープ光パル
スと２つのレプリカ光パルスの時間軸上での相対位置を
調節するために用いる。
【００１９】図２は周波数変換部８ｄの詳細構成を示す
図である。周波数変換部８ｄは、光パルス７ａを入射す
る光入射端２１と、光パルス８ｂを入射する光入射端２
２と、光パルス７ａの２つのレプリカ光パルス２４ａ，
２４ｂを形成するハーフミラー２３と、２つのレプリカ
光パルス２４ａ，２４ｂを合波するハーフミラー２７
と、２つのレプリカ光パルス２４ａ，２４ｂ間の遅延時
間を設定する遅延器２５，２６と、光パルス８ｂを周波
数分散させてチャープ光パルス２９を形成する分散性媒
質２８と、チャープ光パルス２９とレプリカ光パルス２
４ａ，２４ｂとを非線形光学結晶３１に集光する放物面
ミラー３０とからなる。光入射端２１に入射された光パ
ルス７ａは、ハーフミラー２３によって二つのレプリカ
パルス２４ａ，２４ｂに分割され、それぞれ別々の遅延
器２５，２６を通って再び、ハーフミラー２７で合波さ
れる。この際、遅延器２５，２６によって、レプリカパ
ルス２４ａ，２４ｂの間に遅延時間τを形成する。光入
射端２２に入射された光パルス８ｂは、分散性媒質２８
中を往復して周波数分散を受け、チャープ光パルス２９
になる。
図である。周波数変換部８ｄは、光パルス７ａを入射す
る光入射端２１と、光パルス８ｂを入射する光入射端２
２と、光パルス７ａの２つのレプリカ光パルス２４ａ，
２４ｂを形成するハーフミラー２３と、２つのレプリカ
光パルス２４ａ，２４ｂを合波するハーフミラー２７
と、２つのレプリカ光パルス２４ａ，２４ｂ間の遅延時
間を設定する遅延器２５，２６と、光パルス８ｂを周波
数分散させてチャープ光パルス２９を形成する分散性媒
質２８と、チャープ光パルス２９とレプリカ光パルス２
４ａ，２４ｂとを非線形光学結晶３１に集光する放物面
ミラー３０とからなる。光入射端２１に入射された光パ
ルス７ａは、ハーフミラー２３によって二つのレプリカ
パルス２４ａ，２４ｂに分割され、それぞれ別々の遅延
器２５，２６を通って再び、ハーフミラー２７で合波さ
れる。この際、遅延器２５，２６によって、レプリカパ
ルス２４ａ，２４ｂの間に遅延時間τを形成する。光入
射端２２に入射された光パルス８ｂは、分散性媒質２８
中を往復して周波数分散を受け、チャープ光パルス２９
になる。
【００２０】互いに遅延時間τを有するレプリカパルス
２４ａ，２４ｂと、チャープ光パルス２９は、放物面ミ
ラー３０によって非線形光学結晶３１に集光される。こ
の際、図１に示した遅延器８ｃにより、時間軸上でチャ
ープ光パルス２９の中心と、レプリカパルス２４ａと２
４ｂ間の中心とが一致するようにを調節し、レプリカパ
ルス２４ａと２４ｂがそれぞれチャープ光パルス２９の
異なった位置と重なるようにし、レプリカパルス２４ａ
と２４ｂがそれぞれチャープ光パルス２９の異なった周
波数で周波数混合されるように、すなわち、スペクトル
・シアー（ｓｐｅｃｔｒａｌ ｓｈｅａｒ）されるよう
にする。非線形光学結晶３１中で、異なった周波数で周
波数混合され、スペクトル・シアーされたレプリカパル
ス２４ａと２４ｂは、図１に示したスペクトロメータ８
ｅに入射され、スペクトロメータ８ｅでスペクトル空間
分散され、画像読取り装置８ｆに干渉像を形成する。
２４ａ，２４ｂと、チャープ光パルス２９は、放物面ミ
ラー３０によって非線形光学結晶３１に集光される。こ
の際、図１に示した遅延器８ｃにより、時間軸上でチャ
ープ光パルス２９の中心と、レプリカパルス２４ａと２
４ｂ間の中心とが一致するようにを調節し、レプリカパ
ルス２４ａと２４ｂがそれぞれチャープ光パルス２９の
異なった位置と重なるようにし、レプリカパルス２４ａ
と２４ｂがそれぞれチャープ光パルス２９の異なった周
波数で周波数混合されるように、すなわち、スペクトル
・シアー（ｓｐｅｃｔｒａｌ ｓｈｅａｒ）されるよう
にする。非線形光学結晶３１中で、異なった周波数で周
波数混合され、スペクトル・シアーされたレプリカパル
ス２４ａと２４ｂは、図１に示したスペクトロメータ８
ｅに入射され、スペクトロメータ８ｅでスペクトル空間
分散され、画像読取り装置８ｆに干渉像を形成する。
【００２１】画像読取り装置８ｆに形成された干渉像は
画像読取り装置８ｆによって読み込まれ、画像情報とし
てフィードバック装置９のコンピュータ９ａに送られ
る。コンピュータ９ａは、画像情報をフーリエ変換し
て、光パルス８ｂのスペクトル成分毎の位相を検出し、
すなわち、スペクトル位相情報を抽出し、光パルス８ｂ
のスペクトル位相の再構築を行い、再構築スペクトル位
相をコンピュータ９ｂに送る。コンピュータ９ｂは、再
構築スペクトル位相すなわち観測値と、入力したスペク
トル位相すなわち設定値との差分を計算し、差分を空間
位相変調器５の各々のピクセルにフィードバックして、
出力光パルス７ｂを設定値に収束させる。
画像読取り装置８ｆによって読み込まれ、画像情報とし
てフィードバック装置９のコンピュータ９ａに送られ
る。コンピュータ９ａは、画像情報をフーリエ変換し
て、光パルス８ｂのスペクトル成分毎の位相を検出し、
すなわち、スペクトル位相情報を抽出し、光パルス８ｂ
のスペクトル位相の再構築を行い、再構築スペクトル位
相をコンピュータ９ｂに送る。コンピュータ９ｂは、再
構築スペクトル位相すなわち観測値と、入力したスペク
トル位相すなわち設定値との差分を計算し、差分を空間
位相変調器５の各々のピクセルにフィードバックして、
出力光パルス７ｂを設定値に収束させる。
【００２２】フィードバック位相補償の具体的アルゴリ
ズムを図３に示す。図３は、フィードバック位相補償の
具体的アルゴリズムを示すフローチャートである。
ズムを図３に示す。図３は、フィードバック位相補償の
具体的アルゴリズムを示すフローチャートである。
【００２３】次に、スペクトル位相再構築の原理を説明
する（詳細は、文献：ＩＥＥＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ
ＱＵＡＮＴＵＭ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ．ＶＯＬ．
３５．ＮＯ．４．ＡＰＲＩＬ．１９９９．ｐｐ５０１−
５０９参照）。光パルスの電界Ｅ（ｔ）は、Ｅ（ω）を
Ｅ（ｔ）のフーリエ変換として次式であらわされる。
する（詳細は、文献：ＩＥＥＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ
ＱＵＡＮＴＵＭ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ．ＶＯＬ．
３５．ＮＯ．４．ＡＰＲＩＬ．１９９９．ｐｐ５０１−
５０９参照）。光パルスの電界Ｅ（ｔ）は、Ｅ（ω）を
Ｅ（ｔ）のフーリエ変換として次式であらわされる。
【数１】
また、Ｅ（ω）は次式であらわされる。
【数２】
また、Ｅ（ω）は次式のように定義することができる。
【数３】
ここで、｜Ｅ（ω）｜はスペクトル強度であり、φ
（ω）はスペクトル位相である。｜Ｅ（ω）｜とφ
（ω）が定まれば、光パルスの形状が定まる。
（ω）はスペクトル位相である。｜Ｅ（ω）｜とφ
（ω）が定まれば、光パルスの形状が定まる。
【００２４】図４は２つのレプリカパルスをスペクトル
・シアーする原理を示す図である。図４（ａ）はチャー
プ光パルスＥC と２つのレプリカパルスＥ1 ，Ｅ2 との
時間軸上の相対位置関係を示しており、チャープ光パル
スＥC のグラフにはチャープ光パルスＥC の周波数分布
も示している。同図（ｂ）に示すように、相対遅延時間
τを有するレプリカ光パルスＥ1 ，Ｅ2 とチャープ光パ
ルスＥC を時間軸上で図のように重ねて２次の非線形光
学結晶ＮＣに入射すると、２次の非線形感受率をχ(2)
として、χ(2) Ｅ1 ＥC 、及び、χ(2) Ｅ2 ＥC の結合
波が生じる。図４（ａ）に示したように、Ｅ1 と結合す
るＥC の周波数と、Ｅ2 と結合するＥ C の周波数はΩの
差があるから、Ｅ1 とＥ2 は周波数差Ωでスペクトル・
シアーされ、スペクトル・シアーされた sＥ1 と sＥ2
は、次式で表される。
・シアーする原理を示す図である。図４（ａ）はチャー
プ光パルスＥC と２つのレプリカパルスＥ1 ，Ｅ2 との
時間軸上の相対位置関係を示しており、チャープ光パル
スＥC のグラフにはチャープ光パルスＥC の周波数分布
も示している。同図（ｂ）に示すように、相対遅延時間
τを有するレプリカ光パルスＥ1 ，Ｅ2 とチャープ光パ
ルスＥC を時間軸上で図のように重ねて２次の非線形光
学結晶ＮＣに入射すると、２次の非線形感受率をχ(2)
として、χ(2) Ｅ1 ＥC 、及び、χ(2) Ｅ2 ＥC の結合
波が生じる。図４（ａ）に示したように、Ｅ1 と結合す
るＥC の周波数と、Ｅ2 と結合するＥ C の周波数はΩの
差があるから、Ｅ1 とＥ2 は周波数差Ωでスペクトル・
シアーされ、スペクトル・シアーされた sＥ1 と sＥ2
は、次式で表される。
【００２５】
【数４】
【数５】
ここで、 sＥ2 の周波数をωとしている。 sＥ1 と sＥ
2 をスペクトロメータ等でスペクトル空間分散させて重
ね合わせると、次式で表される干渉像Ｄ（ω）が得られ
る。
2 をスペクトロメータ等でスペクトル空間分散させて重
ね合わせると、次式で表される干渉像Ｄ（ω）が得られ
る。
【数６】
【００２６】図５は、干渉像Ｄ（ω）の一例を示す図で
ある。干渉像Ｄ（ω）は、（６）式のｃｏｓｉｎｅの位
相項、Δ＝φ（ω−Ω）−φ（ω）−τωが２πの整数
倍になる毎に極大値を示すので干渉縞を形成し、干渉縞
の間隔のω依存性がわかる。Ω、τが既知であるので、
スペクトル位相φ（ω）の差分位相、Δφ＝φ（ω−
Ω）−φ（ω）のω依存性がわかり、従って、上記
（３）式で定義したスペクトル位相φ（ω）を求めるこ
とができる。すなわち、スペクトル位相の再構築ができ
る。干渉縞の間隔は、干渉像Ｄ（ω）をフーリエ変換し
て求めることができる（文献：Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａ
ｍ．／Ｖｏｌ．７２，Ｎｏ．１／Ｊａｎｕａｒｙ１９８
２．ｐｐ１５６−１６０参照）。
ある。干渉像Ｄ（ω）は、（６）式のｃｏｓｉｎｅの位
相項、Δ＝φ（ω−Ω）−φ（ω）−τωが２πの整数
倍になる毎に極大値を示すので干渉縞を形成し、干渉縞
の間隔のω依存性がわかる。Ω、τが既知であるので、
スペクトル位相φ（ω）の差分位相、Δφ＝φ（ω−
Ω）−φ（ω）のω依存性がわかり、従って、上記
（３）式で定義したスペクトル位相φ（ω）を求めるこ
とができる。すなわち、スペクトル位相の再構築ができ
る。干渉縞の間隔は、干渉像Ｄ（ω）をフーリエ変換し
て求めることができる（文献：Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａ
ｍ．／Ｖｏｌ．７２，Ｎｏ．１／Ｊａｎｕａｒｙ１９８
２．ｐｐ１５６−１６０参照）。
【００２７】スペクトル位相の再構築の具体的手順を図
６に示す。図６は、スペクトル位相の再構築の手順を示
すフローチャートである。
６に示す。図６は、スペクトル位相の再構築の手順を示
すフローチャートである。
【００２８】次に、本発明の実施例を示す。図７は、本
実施例に用いた入力光パルスの特性及び生成方法を示す
図である。本実施例では、光パルス光源にＴｉ：Ｓａｐ
ｐｈｉｒｅレーザー光源を用い、Ｔｉ：Ｓａｐｐｈｉｒ
ｅレーザー光源からの入力光パルスを再生増幅器（ＲＥ
ＧＥＮ）を用いて高強度超短光パルスを生成した。高強
度超短光パルスは、中心波長８００ｎｍ、くり返し１ｋ
Ｈｚ、帯域幅Δｆ＝１０ＴＨｚである。チャープ用光パ
ルスは、上記の高強度超短光パルスを直接分割して使用
し、最大１．２μＪ／ｐｕｌｓｅである。テスト光パル
ス１は、上記の高強度超短光パルスの分割光をＮＤフィ
ルターで減光して形成し、最大５００ｎＪ／ｐｕｌｓｅ
である。テスト光パルス２は、上記の高強度超短光パル
スを光パラメトリック増幅器（ＯＰＡ）に入射し、アイ
ドラー光をＮＤフィルターで減光して形成し、中心波長
１１００ｎｍ、帯域幅Δｆ＝１０ＴＨｚ、最大４００ｎ
Ｊ／ｐｕｌｓｅである。テスト光パルス３は、上記の高
強度超短光パルスの分割光をシングルモード石英ファイ
バー（ＳＯＰ；コア径２．７μｍ、長さ３ｍｍ）中を通
過させ、自己位相変調効果によって広帯域化して形成
し、中心波長８００ｎｍ、帯域幅Δｆ＝２０ＴＨｚ、
３．６ｎＪ／ｐｕｌｓｅである。テスト光パルス４は、
光パラメトリック増幅器（ＯＰＡ）からのアイドラー光
をシングルモード石英ファイバー（コア径２．７μｍ、
長さ３ｍｍ）中を通過させ、自己位相変調効果によって
広帯域化して形成し、中心波長１１００ｎｍ、帯域幅Δ
ｆ＝５０ＴＨｚ、１４ｎＪ／ｐｕｌｓｅである。
実施例に用いた入力光パルスの特性及び生成方法を示す
図である。本実施例では、光パルス光源にＴｉ：Ｓａｐ
ｐｈｉｒｅレーザー光源を用い、Ｔｉ：Ｓａｐｐｈｉｒ
ｅレーザー光源からの入力光パルスを再生増幅器（ＲＥ
ＧＥＮ）を用いて高強度超短光パルスを生成した。高強
度超短光パルスは、中心波長８００ｎｍ、くり返し１ｋ
Ｈｚ、帯域幅Δｆ＝１０ＴＨｚである。チャープ用光パ
ルスは、上記の高強度超短光パルスを直接分割して使用
し、最大１．２μＪ／ｐｕｌｓｅである。テスト光パル
ス１は、上記の高強度超短光パルスの分割光をＮＤフィ
ルターで減光して形成し、最大５００ｎＪ／ｐｕｌｓｅ
である。テスト光パルス２は、上記の高強度超短光パル
スを光パラメトリック増幅器（ＯＰＡ）に入射し、アイ
ドラー光をＮＤフィルターで減光して形成し、中心波長
１１００ｎｍ、帯域幅Δｆ＝１０ＴＨｚ、最大４００ｎ
Ｊ／ｐｕｌｓｅである。テスト光パルス３は、上記の高
強度超短光パルスの分割光をシングルモード石英ファイ
バー（ＳＯＰ；コア径２．７μｍ、長さ３ｍｍ）中を通
過させ、自己位相変調効果によって広帯域化して形成
し、中心波長８００ｎｍ、帯域幅Δｆ＝２０ＴＨｚ、
３．６ｎＪ／ｐｕｌｓｅである。テスト光パルス４は、
光パラメトリック増幅器（ＯＰＡ）からのアイドラー光
をシングルモード石英ファイバー（コア径２．７μｍ、
長さ３ｍｍ）中を通過させ、自己位相変調効果によって
広帯域化して形成し、中心波長１１００ｎｍ、帯域幅Δ
ｆ＝５０ＴＨｚ、１４ｎＪ／ｐｕｌｓｅである。
【００２９】図８は、２つのレプリカパルスのスペクト
ル・シアー、及び干渉像の実測値をを示す図であり、図
８（ａ）はテスト光パルス１の結果を示し、図８（ｂ）
はテスト光パルス２の結果を示す。図８（ａ）におい
て、２つのレプリカパルスＥ1 ，Ｅ2 の相対遅延時間τ
は、τ＝７４６ｆｓであり、スペクトル・シアー周波数
は、Ω／２π＝３．８５ＴＨｚである。荒い点線はレプ
リカパルスＥ1 とチャープ光パルスＥc との結合波のス
ペクトル分布を示し、細かい点線はレプリカパルスＥ2
とチャープ光パルスＥc との結合波のスペクトル分布を
示しており、２つのレプリカパルスＥ1 ，Ｅ2 はスペク
トル・シアーされていることがわかる。実線はスペクト
ル・シアーされたレプリカパルスＥ1 ，Ｅ2 の干渉像Ｄ
（ω）であり、周波数軸上にテスト光パルス１のスペク
トル位相を反映した明瞭な干渉縞が生じることがわか
る。
ル・シアー、及び干渉像の実測値をを示す図であり、図
８（ａ）はテスト光パルス１の結果を示し、図８（ｂ）
はテスト光パルス２の結果を示す。図８（ａ）におい
て、２つのレプリカパルスＥ1 ，Ｅ2 の相対遅延時間τ
は、τ＝７４６ｆｓであり、スペクトル・シアー周波数
は、Ω／２π＝３．８５ＴＨｚである。荒い点線はレプ
リカパルスＥ1 とチャープ光パルスＥc との結合波のス
ペクトル分布を示し、細かい点線はレプリカパルスＥ2
とチャープ光パルスＥc との結合波のスペクトル分布を
示しており、２つのレプリカパルスＥ1 ，Ｅ2 はスペク
トル・シアーされていることがわかる。実線はスペクト
ル・シアーされたレプリカパルスＥ1 ，Ｅ2 の干渉像Ｄ
（ω）であり、周波数軸上にテスト光パルス１のスペク
トル位相を反映した明瞭な干渉縞が生じることがわか
る。
【００３０】図８（ｂ）において、２つのレプリカパル
スＥ1 ，Ｅ2 の相対遅延時間τは、τ＝７４６ｆｓであ
り、スペクトル・シアー周波数は、Ω／２π＝３．３７
ＴＨｚである。荒い点線はレプリカパルスＥ1 とチャー
プ光パルスＥc との結合波のスペクトル分布を示し、細
かい点線はレプリカパルスＥ2 とチャープ光パルスＥc
との結合波のスペクトル分布を示しており、２つのレプ
リカパルスＥ1 ，Ｅ2 はスペクトル・シアーされている
ことがわかる。実線はスペクトル・シアーされたレプリ
カパルスＥ1 ，Ｅ2 の干渉像Ｄ（ω）であり、周波数軸
上にテスト光パルス２のスペクトル位相を反映した明瞭
な干渉縞が生じることがわかる。テスト光パルス１及び
テスト光パルス２は、それぞれ、中心波長８００ｎｍ、
１１００ｎｍであり、５００ｎＪ程度の低エネルギー光
パルスであるが、図８より、本発明の装置は、低エネル
ギー光パルスであっても、広帯域にわたって明瞭な干渉
像Ｄ（ω）を形成できることがわかる。
スＥ1 ，Ｅ2 の相対遅延時間τは、τ＝７４６ｆｓであ
り、スペクトル・シアー周波数は、Ω／２π＝３．３７
ＴＨｚである。荒い点線はレプリカパルスＥ1 とチャー
プ光パルスＥc との結合波のスペクトル分布を示し、細
かい点線はレプリカパルスＥ2 とチャープ光パルスＥc
との結合波のスペクトル分布を示しており、２つのレプ
リカパルスＥ1 ，Ｅ2 はスペクトル・シアーされている
ことがわかる。実線はスペクトル・シアーされたレプリ
カパルスＥ1 ，Ｅ2 の干渉像Ｄ（ω）であり、周波数軸
上にテスト光パルス２のスペクトル位相を反映した明瞭
な干渉縞が生じることがわかる。テスト光パルス１及び
テスト光パルス２は、それぞれ、中心波長８００ｎｍ、
１１００ｎｍであり、５００ｎＪ程度の低エネルギー光
パルスであるが、図８より、本発明の装置は、低エネル
ギー光パルスであっても、広帯域にわたって明瞭な干渉
像Ｄ（ω）を形成できることがわかる。
【００３１】図９は図８の干渉像から再構築したスペク
トル位相φ（ν）を示す図であり、図９（ａ）はテスト
光パルス１の再構築スペクトル位相であり、図９（ｂ）
はテスト光パルス２の再構築位相である。なお、図中、
入力光パルスをフーリエ変換して求めたスペクトル強度
｜Ｅ（ν）｜も示している。図において、スペクトル位
相φ（ν）、（ただし、ν＝ω／２π）は、図８の干渉
像Ｄ（ω）をフーリエ変換して求めた。
トル位相φ（ν）を示す図であり、図９（ａ）はテスト
光パルス１の再構築スペクトル位相であり、図９（ｂ）
はテスト光パルス２の再構築位相である。なお、図中、
入力光パルスをフーリエ変換して求めたスペクトル強度
｜Ｅ（ν）｜も示している。図において、スペクトル位
相φ（ν）、（ただし、ν＝ω／２π）は、図８の干渉
像Ｄ（ω）をフーリエ変換して求めた。
【００３２】図１０は、変形ＳＰＩＤＥＲ法と従来のＳ
ＰＩＤＥＲ法のＳＰＩＤＥＲ信号強度（Ｄ（ω））の比
較を示す図であり、図１０（ａ）の横軸は入力光パルス
のエネルギーを示し、縦軸はＳＰＩＤＥＲ信号強度（Ｄ
（ω））を示している。また、複数の光パルスの干渉像
を積算すれば、ノイズのランダム成分が打ち消されてノ
イズレベルが下がるので、１パルスのみの場合、５，０
００パルスを積算した場合、及び、１００，０００パル
スを積算した場合のノイズレベルを各々示している。ノ
イズレベルの信号強度が検出限界となる。
ＰＩＤＥＲ法のＳＰＩＤＥＲ信号強度（Ｄ（ω））の比
較を示す図であり、図１０（ａ）の横軸は入力光パルス
のエネルギーを示し、縦軸はＳＰＩＤＥＲ信号強度（Ｄ
（ω））を示している。また、複数の光パルスの干渉像
を積算すれば、ノイズのランダム成分が打ち消されてノ
イズレベルが下がるので、１パルスのみの場合、５，０
００パルスを積算した場合、及び、１００，０００パル
スを積算した場合のノイズレベルを各々示している。ノ
イズレベルの信号強度が検出限界となる。
【００３３】図１０（ｂ）は変形ＳＰＩＤＥＲ法におけ
る、入力光パルスの積算数毎の検出限界と、従来のＳＰ
ＩＤＥＲ法と比較した感度改善率を示している。変形Ｓ
ＰＩＤＥＲ法のチャープ用光パルスには、入力光パルス
のエネルギーによらず、８００ｎｍ、１．２μＪの光パ
ルスを用いた。従来のＳＰＩＤＥＲ法のチャープ用光パ
ルスは、入力光パルスを一定比率で分割した光パルスを
用いる。入力光パルスには、ＮＤフィルターの減衰率を
変化させたテスト光パルス１を用いた。
る、入力光パルスの積算数毎の検出限界と、従来のＳＰ
ＩＤＥＲ法と比較した感度改善率を示している。変形Ｓ
ＰＩＤＥＲ法のチャープ用光パルスには、入力光パルス
のエネルギーによらず、８００ｎｍ、１．２μＪの光パ
ルスを用いた。従来のＳＰＩＤＥＲ法のチャープ用光パ
ルスは、入力光パルスを一定比率で分割した光パルスを
用いる。入力光パルスには、ＮＤフィルターの減衰率を
変化させたテスト光パルス１を用いた。
【００３４】図１０（ａ）から明らかなように、変形Ｓ
ＰＩＤＥＲ法の信号強度は入力光パルスのエネルギーの
１乗に比例し、従来のＳＰＩＤＥＲ法の信号強度は入力
光パルスのエネルギーの２乗に比例することがわかる。
また、同一の入力光パルスのエネルギーに対して、変形
ＳＰＩＤＥＲ法の信号強度は従来のＳＰＩＤＥＲ法の信
号強度よりも大きく、図１０（ｂ）に示すように、感度
改善率は、１パルス検出の場合には１０倍、５，０００
パルス積算の場合には８０倍、１００，０００パルス積
算の場合には１００倍に達することがわかる。図１０か
ら、変形ＳＰＩＤＥＲ法によれば、従来のＳＰＩＤＥＲ
法では不可能であった低エネルギー領域の光パルスのス
ペクトル位相の検出が可能であることがわかる。
ＰＩＤＥＲ法の信号強度は入力光パルスのエネルギーの
１乗に比例し、従来のＳＰＩＤＥＲ法の信号強度は入力
光パルスのエネルギーの２乗に比例することがわかる。
また、同一の入力光パルスのエネルギーに対して、変形
ＳＰＩＤＥＲ法の信号強度は従来のＳＰＩＤＥＲ法の信
号強度よりも大きく、図１０（ｂ）に示すように、感度
改善率は、１パルス検出の場合には１０倍、５，０００
パルス積算の場合には８０倍、１００，０００パルス積
算の場合には１００倍に達することがわかる。図１０か
ら、変形ＳＰＩＤＥＲ法によれば、従来のＳＰＩＤＥＲ
法では不可能であった低エネルギー領域の光パルスのス
ペクトル位相の検出が可能であることがわかる。
【００３５】図１１は、変形ＳＰＩＤＥＲ法における信
号強度のチャープ光パルスのエネルギー依存性を示す図
である。図から明らかなように、信号強度はチャープ光
パルスのエネルギーの１乗に比例して増加する。従っ
て、変形ＳＰＩＤＥＲ法によれば、チャープ光パルスの
エネルギーを大きくすることによって、極めて微小エネ
ルギーの光パルスのスペクトル位相を求めることができ
ることがわかる。しかしながら、チャープ光パルスのエ
ネルギーを大きくし過ぎると、非線形光学結晶の自己位
相変調効果が大きくなり、ノイズレベルが増大する現象
が発生する。
号強度のチャープ光パルスのエネルギー依存性を示す図
である。図から明らかなように、信号強度はチャープ光
パルスのエネルギーの１乗に比例して増加する。従っ
て、変形ＳＰＩＤＥＲ法によれば、チャープ光パルスの
エネルギーを大きくすることによって、極めて微小エネ
ルギーの光パルスのスペクトル位相を求めることができ
ることがわかる。しかしながら、チャープ光パルスのエ
ネルギーを大きくし過ぎると、非線形光学結晶の自己位
相変調効果が大きくなり、ノイズレベルが増大する現象
が発生する。
【００３６】図１２は変形ＳＰＩＤＥＲ法による広帯域
光パルスの再構築を示す図であり、図１２（ａ）はレプ
リカパルス１，２のフーリエスペクトルと変形ＳＰＩＤ
ＥＲ信号を示しており、図１２（ｂ）は変形ＳＰＩＤＥ
Ｒ信号を用いて再構築したスペクトル位相φ（ν）と、
入力光パルスのスペクトル強度｜Ｅ（ν）｜を示してお
り、図１２（ｃ）はスペクトル位相φ（ν）とスペクト
ル強度｜Ｅ（ν）｜から再構築した時間軸領域の入力光
パルスの強度｜Ｅ（ｔ）｜、及び位相φ（ｔ）を示す。
入力光パルスには、中心波長８００ｎｍ、帯域幅Δｆ＝
２０ＴＨｚ、３．６ｎＪの微小エネルギーのテスト光パ
ルス３を使用した。図１２（ｃ）に示した時間波形及び
時間位相は、他の測定方法で測定した結果と極めて良く
一致した。図１２から明らかなように、変形ＳＰＩＤＥ
Ｒ法によれば、広帯域、かつ、微小エネルギーの光パル
スでも再構築できることがわかる。
光パルスの再構築を示す図であり、図１２（ａ）はレプ
リカパルス１，２のフーリエスペクトルと変形ＳＰＩＤ
ＥＲ信号を示しており、図１２（ｂ）は変形ＳＰＩＤＥ
Ｒ信号を用いて再構築したスペクトル位相φ（ν）と、
入力光パルスのスペクトル強度｜Ｅ（ν）｜を示してお
り、図１２（ｃ）はスペクトル位相φ（ν）とスペクト
ル強度｜Ｅ（ν）｜から再構築した時間軸領域の入力光
パルスの強度｜Ｅ（ｔ）｜、及び位相φ（ｔ）を示す。
入力光パルスには、中心波長８００ｎｍ、帯域幅Δｆ＝
２０ＴＨｚ、３．６ｎＪの微小エネルギーのテスト光パ
ルス３を使用した。図１２（ｃ）に示した時間波形及び
時間位相は、他の測定方法で測定した結果と極めて良く
一致した。図１２から明らかなように、変形ＳＰＩＤＥ
Ｒ法によれば、広帯域、かつ、微小エネルギーの光パル
スでも再構築できることがわかる。
【００３７】図１３は変形ＳＰＩＤＥＲ法による超広帯
域光パルスの再構築を示す図であり図１３（ａ）はレプ
リカパルス１，２のフーリエスペクトルと変形ＳＰＩＤ
ＥＲ信号を示しており、図１３（ｂ）は変形ＳＰＩＤＥ
Ｒ信号を用いて再構築したスペクトル位相φ（ν）と、
入力光パルスのスペクトル強度｜Ｅ（ν）｜を示してお
り、図１３（ｃ）はスペクトル位相φ（ν）とスペクト
ル強度｜Ｅ（ν）｜から再構築した、時間軸領域の入力
光パルスの強度｜Ｅ（ｔ）｜、及び、位相φ（ｔ）を示
す。入力光パルスには、中心波長１１００ｎｍ、帯域幅
Δｆ＝５０ＴＨｚ、１４ｎＪの微小エネルギーのテスト
光パルス４を使用した。図１３（ｃ）に示した時間波形
及び時間位相は、他の測定方法で測定した結果と極めて
良く一致した。図１３から明らかなように、変形ＳＰＩ
ＤＥＲ法によれば、超広帯域、かつ、微小エネルギーの
光パルスでも再構築できることがわかる。
域光パルスの再構築を示す図であり図１３（ａ）はレプ
リカパルス１，２のフーリエスペクトルと変形ＳＰＩＤ
ＥＲ信号を示しており、図１３（ｂ）は変形ＳＰＩＤＥ
Ｒ信号を用いて再構築したスペクトル位相φ（ν）と、
入力光パルスのスペクトル強度｜Ｅ（ν）｜を示してお
り、図１３（ｃ）はスペクトル位相φ（ν）とスペクト
ル強度｜Ｅ（ν）｜から再構築した、時間軸領域の入力
光パルスの強度｜Ｅ（ｔ）｜、及び、位相φ（ｔ）を示
す。入力光パルスには、中心波長１１００ｎｍ、帯域幅
Δｆ＝５０ＴＨｚ、１４ｎＪの微小エネルギーのテスト
光パルス４を使用した。図１３（ｃ）に示した時間波形
及び時間位相は、他の測定方法で測定した結果と極めて
良く一致した。図１３から明らかなように、変形ＳＰＩ
ＤＥＲ法によれば、超広帯域、かつ、微小エネルギーの
光パルスでも再構築できることがわかる。
【００３８】次に、本発明の装置を用いて超短光パルス
を波形整形した例を示す。図１４は、超短光パルスの波
形整形の例を示す図である。図１４（ａ）において、上
段のグラフは入力光パルスの測定したスペクトル強度｜
Ｅ（λ）｜を示す図であり、下段のグラフは変形ＳＰＩ
ＤＥＲ法によって測定したスペクトル位相φ（λ）を示
し、図１４（ｂ）は出力光光パルスの波形整形前と後の
時間領域波形を示している。入力光パルスには、テスト
光パルス１（中心波長８００ｎｍ、くり返し１ｋＨｚ、
帯域幅Δｆ＝１０ＴＨｚ、２００ｎＪ／ｐｕｌｓｅ）を
用いた。また、チャープ光パルスは４．２μＪ／ｐｕｌ
ｓｅである。図１４（ｂ）に示すように、この入力光パ
ルスは時間軸上で主ピークの他に主ピークの裾部分にし
だいに減衰する複数の副次ピークを有している。超短光
パルスの用途によってはこのような副次ピークが有害で
ある場合がある。本実施例は本装置により位相補償し、
この副次ピークを無くすことを試みた。図１４（ａ）下
段のグラフにおいて、入力光パルスのスペクトル位相、
すなわち、位相補償無しの出力光パルスのスペクトル位
相を実線で示している。このスペクトル位相と、目標と
する副次ピークが無い場合のスペクトル位相、すなわ
ち、設定スペクトル位相との差分を位相補償する第１回
の位相補償ループ後の出力光スペクトル位相を荒い点線
で示している。さらに、第１回の位相補償ループ後の出
力光スペクトル位相と設定スペクトル位相との差分を位
相補償した第２回の位相補償ループ後の出力光スペクト
ル位相を細かい点線で示している。さらに、第２回の位
相補償ループ後の出力光スペクトル位相と設定スペクト
ル位相との差分を位相補償した第３回の位相補償ループ
後の出力光スペクトル位相を太い実線で示している。
を波形整形した例を示す。図１４は、超短光パルスの波
形整形の例を示す図である。図１４（ａ）において、上
段のグラフは入力光パルスの測定したスペクトル強度｜
Ｅ（λ）｜を示す図であり、下段のグラフは変形ＳＰＩ
ＤＥＲ法によって測定したスペクトル位相φ（λ）を示
し、図１４（ｂ）は出力光光パルスの波形整形前と後の
時間領域波形を示している。入力光パルスには、テスト
光パルス１（中心波長８００ｎｍ、くり返し１ｋＨｚ、
帯域幅Δｆ＝１０ＴＨｚ、２００ｎＪ／ｐｕｌｓｅ）を
用いた。また、チャープ光パルスは４．２μＪ／ｐｕｌ
ｓｅである。図１４（ｂ）に示すように、この入力光パ
ルスは時間軸上で主ピークの他に主ピークの裾部分にし
だいに減衰する複数の副次ピークを有している。超短光
パルスの用途によってはこのような副次ピークが有害で
ある場合がある。本実施例は本装置により位相補償し、
この副次ピークを無くすことを試みた。図１４（ａ）下
段のグラフにおいて、入力光パルスのスペクトル位相、
すなわち、位相補償無しの出力光パルスのスペクトル位
相を実線で示している。このスペクトル位相と、目標と
する副次ピークが無い場合のスペクトル位相、すなわ
ち、設定スペクトル位相との差分を位相補償する第１回
の位相補償ループ後の出力光スペクトル位相を荒い点線
で示している。さらに、第１回の位相補償ループ後の出
力光スペクトル位相と設定スペクトル位相との差分を位
相補償した第２回の位相補償ループ後の出力光スペクト
ル位相を細かい点線で示している。さらに、第２回の位
相補償ループ後の出力光スペクトル位相と設定スペクト
ル位相との差分を位相補償した第３回の位相補償ループ
後の出力光スペクトル位相を太い実線で示している。
【００３９】図１４（ｂ）に示したように、第３回の位
相補償ループ後には、時間領域で副次ピークの無い超短
光パルスが得られれた。本実施例における１回の位相補
償ループに要する時間は、スペクトロメータによる干渉
像イメージをＣＣＤを用いてデジタルデーターに変換す
る時間が０．１〜１０秒程度であり、このデジタルデー
ターからスペクトル位相を再構築し、設定スペクトル位
相との差分を導出するコンピューター時間が０．３秒、
この差分位相を基に空間位相変調器を制御する時間が
０．８秒であった。図１４から、本発明の装置によれ
ば、極めて短い時間内に目標とする波形整形ができるこ
とがわかる。
相補償ループ後には、時間領域で副次ピークの無い超短
光パルスが得られれた。本実施例における１回の位相補
償ループに要する時間は、スペクトロメータによる干渉
像イメージをＣＣＤを用いてデジタルデーターに変換す
る時間が０．１〜１０秒程度であり、このデジタルデー
ターからスペクトル位相を再構築し、設定スペクトル位
相との差分を導出するコンピューター時間が０．３秒、
この差分位相を基に空間位相変調器を制御する時間が
０．８秒であった。図１４から、本発明の装置によれ
ば、極めて短い時間内に目標とする波形整形ができるこ
とがわかる。
【００４０】
【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明によれば、光強度が小さい、または位相の時間的揺ら
ぎが大きい一般のレーザー光源を用いた場合にも、自律
的に超短光パルス圧縮、超短光パルス位相補償、及び超
短光パルス波形整形を行うことができる。したがって、
本発明を、超短光パルスを用いた自然法則の解明や新た
な技術の創出、超短光パルス位相補償技術を用いた各種
変調分光法や光通信、また、超短光パルス波形整形技術
を用いた化学反応素過程の解明や生体反応メカニズムの
解明に用いれば極めて有用である。
明によれば、光強度が小さい、または位相の時間的揺ら
ぎが大きい一般のレーザー光源を用いた場合にも、自律
的に超短光パルス圧縮、超短光パルス位相補償、及び超
短光パルス波形整形を行うことができる。したがって、
本発明を、超短光パルスを用いた自然法則の解明や新た
な技術の創出、超短光パルス位相補償技術を用いた各種
変調分光法や光通信、また、超短光パルス波形整形技術
を用いた化学反応素過程の解明や生体反応メカニズムの
解明に用いれば極めて有用である。
【図１】本発明の自律型超短光パルス圧縮・位相補償・
波形整形装置の構成を示す図である。
波形整形装置の構成を示す図である。
【図２】周波数変換部８ｄの詳細構成を示す図である。
【図３】フィードバック位相補償の具体的アルゴリズム
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
【図４】２つのレプリカパルスをスペクトル・シアーす
る原理を示す図である。
る原理を示す図である。
【図５】干渉像Ｄ（ω）の一例を示す図である。
【図６】スペクトル位相の再構築の手順を示すフローチ
ャートである。
ャートである。
【図７】本実施例に用いた入力光パルスの特性及び生成
方法を示す図である。
方法を示す図である。
【図８】２つのレプリカパルスのスペクトル・シアー、
及び干渉像の実測値を示すもので、（ａ）はテスト光パ
ルス１の結果を、（ｂ）はテスト光パルス２の結果を示
すグラフである。
及び干渉像の実測値を示すもので、（ａ）はテスト光パ
ルス１の結果を、（ｂ）はテスト光パルス２の結果を示
すグラフである。
【図９】図８の干渉像から再構築したスペクトル位相φ
（ν）を示す図であり、（ａ）はテスト光パルス１の再
構築スペクトル位相の、（ｂ）はテスト光パルス２の再
構築位相のグラフである。なお、図中、入力光パルスを
フーリエ変換して求めたスペクトル強度｜Ｅ（ν）｜も
示している。
（ν）を示す図であり、（ａ）はテスト光パルス１の再
構築スペクトル位相の、（ｂ）はテスト光パルス２の再
構築位相のグラフである。なお、図中、入力光パルスを
フーリエ変換して求めたスペクトル強度｜Ｅ（ν）｜も
示している。
【図１０】変形ＳＰＩＤＥＲ法と従来のＳＰＩＤＥＲ法
のＳＰＩＤＥＲ信号強度（Ｄ（ω））の比較を示す図で
あり、（ａ）の横軸は入力光パルスのエネルギーを、縦
軸はＳＰＩＤＥＲ信号強度（Ｄ（ω））を示している。
のＳＰＩＤＥＲ信号強度（Ｄ（ω））の比較を示す図で
あり、（ａ）の横軸は入力光パルスのエネルギーを、縦
軸はＳＰＩＤＥＲ信号強度（Ｄ（ω））を示している。
【図１１】変形ＳＰＩＤＥＲ法における信号強度のチャ
ープ光パルスのエネルギー依存性を示す図である。
ープ光パルスのエネルギー依存性を示す図である。
【図１２】変形ＳＰＩＤＥＲ法による広帯域光パルスの
再構築を示す図であり、（ａ）はレプリカパルス１，２
のフーリエスペクトルと変形ＳＰＩＤＥＲ信号を示し、
（ｂ）は変形ＳＰＩＤＥＲ信号を用いて再構築したスペ
クトル位相φ（ν）と、入力光パルスのスペクトル強度
｜Ｅ（ν）｜を示し、（ｃ）はスペクトル位相φ（ν）
とスペクトル強度｜Ｅ（ν）｜から再構築した時間軸領
域の入力光パルスの強度｜Ｅ（ｔ）｜、及び位相φ
（ｔ）を示す。
再構築を示す図であり、（ａ）はレプリカパルス１，２
のフーリエスペクトルと変形ＳＰＩＤＥＲ信号を示し、
（ｂ）は変形ＳＰＩＤＥＲ信号を用いて再構築したスペ
クトル位相φ（ν）と、入力光パルスのスペクトル強度
｜Ｅ（ν）｜を示し、（ｃ）はスペクトル位相φ（ν）
とスペクトル強度｜Ｅ（ν）｜から再構築した時間軸領
域の入力光パルスの強度｜Ｅ（ｔ）｜、及び位相φ
（ｔ）を示す。
【図１３】変形ＳＰＩＤＥＲ法による超広帯域光パルス
の再構築を示す図であり、（ａ）はレプリカパルス１，
２のフーリエスペクトルと変形ＳＰＩＤＥＲ信号を示
し、（ｂ）は変形ＳＰＩＤＥＲ信号を用いて再構築した
スペクトル位相φ（ν）と、入力光パルスのスペクトル
強度｜Ｅ（ν）｜を示し、また、（ｃ）はスペクトル位
相φ（ν）とスペクトル強度｜Ｅ（ν）｜から再構築し
た、時間軸領域の入力光パルスの強度｜Ｅ（ｔ）｜、及
び位相φ（ｔ）を示す。
の再構築を示す図であり、（ａ）はレプリカパルス１，
２のフーリエスペクトルと変形ＳＰＩＤＥＲ信号を示
し、（ｂ）は変形ＳＰＩＤＥＲ信号を用いて再構築した
スペクトル位相φ（ν）と、入力光パルスのスペクトル
強度｜Ｅ（ν）｜を示し、また、（ｃ）はスペクトル位
相φ（ν）とスペクトル強度｜Ｅ（ν）｜から再構築し
た、時間軸領域の入力光パルスの強度｜Ｅ（ｔ）｜、及
び位相φ（ｔ）を示す。
【図１４】超短光パルスの波形整形の例を示す図であ
る。
る。
１ 自律型超短光パルス圧縮・位相補償・波形整形
装置 ２ 光パルス光源 ３ 光パルス ４ スペクトル空間分散装置 ４ａ 凹面鏡 ４ｂ ミラー ４ｃ グレーティング ５ 空間位相変調器 ６ 合波装置 ６ａ 凹面鏡 ６ｂ ミラー ６ｃ グレーティング ７ 出力光パルス ７ａ 分割出力光パルス ８ 変形ＳＰＩＤＥＲ装置 ８ａ チャープ用光パルス光源 ８ｂ チャープ用光パルス ８ｃ 遅延器 ８ｄ 周波数変換部 ８ｅ スペクトロメータ ８ｆ ＩＣＣＤ ９ フィードバック装置 ９ａ 再構築用コンピュータ ９ｂ 空間位相変調器制御用コンピュータ ２１ 光入射端 ２２ 光入射端 ２３ ハーフミラー ２４ａ レプリカ光パルス ２４ｂ レプリカ光パルス ２５，２６ 遅延器 ２７ ハーフミラー ２８ 分散媒質 ２９ チャープ光パルス ３０ 放物線ミラー ３１ 非線形光学結晶 ３２ スペクトル・シアーされたレプリカ光パルス
装置 ２ 光パルス光源 ３ 光パルス ４ スペクトル空間分散装置 ４ａ 凹面鏡 ４ｂ ミラー ４ｃ グレーティング ５ 空間位相変調器 ６ 合波装置 ６ａ 凹面鏡 ６ｂ ミラー ６ｃ グレーティング ７ 出力光パルス ７ａ 分割出力光パルス ８ 変形ＳＰＩＤＥＲ装置 ８ａ チャープ用光パルス光源 ８ｂ チャープ用光パルス ８ｃ 遅延器 ８ｄ 周波数変換部 ８ｅ スペクトロメータ ８ｆ ＩＣＣＤ ９ フィードバック装置 ９ａ 再構築用コンピュータ ９ｂ 空間位相変調器制御用コンピュータ ２１ 光入射端 ２２ 光入射端 ２３ ハーフミラー ２４ａ レプリカ光パルス ２４ｂ レプリカ光パルス ２５，２６ 遅延器 ２７ ハーフミラー ２８ 分散媒質 ２９ チャープ光パルス ３０ 放物線ミラー ３１ 非線形光学結晶 ３２ スペクトル・シアーされたレプリカ光パルス
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2H079 AA02 AA12 BA03 CA02 FA01
GA06 HA11 KA08 KA18 KA19
2K002 AA04 AB33 BA03 CA15 DA10
EA28 EA30 EB15 HA21
Claims (2)
- 【請求項１】 パルス光源と、このパルス光源から出射
する光パルスをスペクトル成分毎に空間分散するスペク
トル空間分散装置と、この空間分散された光パルスのス
ペクトル成分毎に位相を付加する空間位相変調器と、こ
の位相を付加された光パルスのスペクトル成分を合波す
る合波装置と、この合波された出力光パルスの一部から
スペクトル干渉像を形成する変形ＳＰＩＤＥＲ装置と、
このスペクトル干渉像からスペクトル位相を検出し、検
出した位相と設定位相との差を上記空間位相変調器にフ
ィードバックするフィードバック装置とから成ることを
特徴とする、自律型超短光パルス圧縮・位相補償・波形
整形装置。 - 【請求項２】 前記変形ＳＰＩＤＥＲ装置は、チャープ
光パルス用光源と、このチャープ光パルス用光源から出
射する光パルスの遅延時間を調節する遅延器と、この遅
延時間を調節した光パルスからチャープ光パルスを形成
する分散性媒質と、前記出力光パルスの一部から互いに
遅延した２つのレプリカパルスを形成するレプリカパル
ス形成器と、上記チャープ光パルスと上記２つのレプリ
カパルスを周波数混合する非線形光学結晶と、この非線
形光学結晶で周波数混合した２つのレプリカパルスの干
渉像を形成させるスペクトロメータと、この２つのレプ
リカパルスの干渉像を読みとる画像読取り装置とからな
ることを特徴とする、請求項１に記載の自律型超短光パ
ルス圧縮・位相補償・波形整形装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002143884A JP3834789B2 (ja) | 2002-05-17 | 2002-05-17 | 自律型超短光パルス圧縮・位相補償・波形整形装置 |
| CA002486246A CA2486246C (en) | 2002-05-17 | 2002-12-09 | Autonomous ultrashort light pulse compression, phase compensation and waveform shaping apparatus |
| PCT/JP2002/012855 WO2003098328A1 (fr) | 2002-05-17 | 2002-12-09 | Dispositif autonome de compression d'impulsion optique ultracourte, de compensation de phase et de façonnage de forme d'onde |
| US10/514,474 US7177027B2 (en) | 2002-05-17 | 2002-12-09 | Autonomous ultra-short optical pulse compression, phase compensating and waveform shaping device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002143884A JP3834789B2 (ja) | 2002-05-17 | 2002-05-17 | 自律型超短光パルス圧縮・位相補償・波形整形装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003337309A true JP2003337309A (ja) | 2003-11-28 |
| JP3834789B2 JP3834789B2 (ja) | 2006-10-18 |
Family
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002143884A Expired - Fee Related JP3834789B2 (ja) | 2002-05-17 | 2002-05-17 | 自律型超短光パルス圧縮・位相補償・波形整形装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7177027B2 (ja) |
| JP (1) | JP3834789B2 (ja) |
| CA (1) | CA2486246C (ja) |
| WO (1) | WO2003098328A1 (ja) |
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| CN111693158A (zh) * | 2020-05-31 | 2020-09-22 | 华南理工大学 | 基于波分解复用的高重频超快脉冲时域探测方法和系统 |
| CN111693159A (zh) * | 2020-05-30 | 2020-09-22 | 华南理工大学 | 基于时频复用的大带宽超快脉冲实时时域测量方法和系统 |
| CN111693160A (zh) * | 2020-05-31 | 2020-09-22 | 华南理工大学 | 基于时间解复用的高重频超快脉冲时域探测方法和系统 |
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| US7973936B2 (en) * | 2001-01-30 | 2011-07-05 | Board Of Trustees Of Michigan State University | Control system and apparatus for use with ultra-fast laser |
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| US7355716B2 (en) * | 2002-01-24 | 2008-04-08 | The General Hospital Corporation | Apparatus and method for ranging and noise reduction of low coherence interferometry LCI and optical coherence tomography OCT signals by parallel detection of spectral bands |
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