JP2009064940A - パルス光発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】波長１μｍ帯におけるＷＤＭ伝送用広帯域光源となると共に、４０Ｇｂ／ｓ以上の高速伝送用パルス光源となるパルス光発生装置を提供する。
【解決手段】出力波長が１μｍ帯にあると共に繰返しがＧＨｚ以上のパルス光を出射する、能動モード同期ファイバレーザ又は波長可変能動モード同期ファイバレーザからなるパルス光源１と、パルス光源１からのパルス光を光増幅する光増幅器２と、光増幅器２で増幅したパルス光を入射する、レーザ出力波長において波長分散が正常分散である又は波長分散が正常分散であると共にフラットな分散であるフォトニック結晶ファイバ（ＰＣＦ）３とを有し、ＰＣＦ３から広帯域高繰返しパルス光を出射するパルス光発生装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、高速光通信用高繰返しパルス光源として使用するパルス光発生装置に関する。

光通信容量の増大に向けて、新しい通信波長域である１μｍ帯を用いた光伝送が報告されている（非特許文献１）。これまで、波長１μｍ帯における通信用光源としては、ＤＦＢ（Distributed Feedback）ファイバレーザ（非特許文献１参照）、ＤＦＢＬＤ（Distributed feedback laser diode）などのＣＷ（Continuous Wave）光源、能動モード同期ファイバレーザ（非特許文献２）等があった。

K. Tsujikawa et al., "Penalty-free 10Gb/s transmission in 1.0m band over24 km low loss PCF", Technical Digest of European Conference on Optical Communication (ECOC2005), paper Tu4.4.2, 2005 K. Kurokawa et a1., "10 GHz O.5 ps pulse generation in 1000nm band in PCF for high speed optical communication", Technical Digest of Optica1 Fiber Communications Conference (OFC2006), paper PDP5, 2006 D. Mogilevtsev et al., "Group-velocity dispersion in photonic fibers", Optics Letters Vol. 23, pp.1662-1664, 1998 K, Mori et a1., "Flatly broadened supercontinuum spectrum generated in a dispersion decreasing fibre with convex dispersion profile", Electronics Letters, vol. 33, pp1806-1808, 1997 J. P. Gordon, "Theory of the soliton self-frequency shift", Optics Letters, vol. 11, pp.662-664, 1986

これらのレーザは、いずれも単一波長で発振するため、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）伝送を行うためには、複数の異なる波長のレーザを用意する必要があった。又、波長１μｍ帯におけるＧＨｚ以上の高繰返しの能動モード同期ファイバレーザの出力パルス幅は、１０ｐｓ前後（非特許文献２参照）と比較的パルス幅が広いため、４０Ｇｂ／ｓ以上のＩＭ／ＤＤ高速光伝送には適用できない、という欠点があった。

本発明は上記課題に鑑みなされたもので、波長１μｍ帯におけるＷＤＭ伝送用広帯域光源となると共に、４０Ｇｂ／ｓ以上の高速伝送用パルス光源となるパルス光発生装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係るパルス光発生装置は、
出力波長が１μｍ帯にあると共に繰返しがＧＨｚ以上のパルス光を出射する、能動モード同期ファイバレーザ又は波長可変能動モード同期ファイバレーザからなるパルス光源と、
前記パルス光源からのパルス光を光増幅する光増幅器と、
前記光増幅器で増幅したパルス光を入射する、レーザ出力波長において波長分散が正常分散である又は波長分散が正常分散であると共にフラットな分散であるフォトニック結晶ファイバとを有し、
前記フォトニック結晶ファイバから広帯域高繰返しパルス光を出射することを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係るパルス光発生装置は、
上記第１の発明に記載のパルス光発生装置において、
前記フォトニック結晶ファイバからのパルス光を入射する、波長選択を行う波長選択素子を更に有し、
前記波長選択素子から波長可変高繰返し短パルス光を出射することを特徴とする。

上記課題を解決する第３の発明に係るパルス光発生装置は、
上記第１の発明に記載のパルス光発生装置において、
前記フォトニック結晶ファイバからのパルス光を入射する、波長分離を行う波長分離装置を更に有し、
前記波長分離装置から多波長高繰返し短パルス光を出射することを特徴とする。

上記課題を解決する第４の発明に係るパルス光発生装置は、
上記第２又は第３の発明に記載のパルス光発生装置において、
前記波長選択素子又は前記波長分離装置からのパルス光を入射する、チャープ補償を行うチャープ補償装置を更に有することを特徴とする。

上記課題を解決する第５の発明に係るパルス光発生装置は、
上記第２又は第４の発明に記載のパルス光発生装置において、
前記波長選択素子又は前記チャープ補償装置からのパルス光を光増幅する他の光増幅器と、
前記他の光増幅器で増幅したパルス光を入射する、増幅パルス光の波長において波長分散が正常分散である又は波長分散が正常分散であると共にフラットな分散である他のフォトニック結晶ファイバとを更に有し、
前記他のフォトニック結晶ファイバから広帯域高繰返しパルス光を出射することを特徴とする。

上記課題を解決する第６の発明に係るパルス光発生装置は、
上記第２又は第４の発明に記載のパルス光発生装置において、
前記フォトニック結晶ファイバの一端に挿入された広帯域な第１のサーキュレータと、
前記フォトニック結晶ファイバの他端に挿入された広帯域な第２のサーキュレータと、
前記波長選択素子又は前記チャープ補償装置からのパルス光を光増幅する他の光増幅器と、
前記他の光増幅器で増幅したパルス光を前記第２のサーキュレータに入射する光接続線とを更に有し、
前記第２のサーキュレータは、前記他の光増幅器で増幅したパルス光を前記フォトニック結晶ファイバに再度入射すると共に、
前記第１のサーキュレータは、前記フォトニック結晶ファイバに再度入射され、広帯域高繰返しパルス光となったパルス光を取り出して、出射することを特徴とする。

上記課題を解決する第７の発明に係るパルス光発生装置は、
上記第３又は第４の発明に記載のパルス光発生装置において、
前記波長分離装置又は前記チャープ補償装置からの多波長のパルス光のうち一番長波長側のパルス光及び一番短波長側のパルス光を光増幅する２つの他の光増幅器と、
前記２つの他の光増幅器で増幅したパルス光を各々入射する、増幅パルス光の波長において波長分散が正常分散である又は波長分散が正常分散であると共にフラットな分散である２つの他のフォトニック結晶ファイバとを更に有し、
前記２つの他のフォトニック結晶ファイバから広帯域高繰返しパルス光を各々出射することを特徴とする。

上記課題を解決する第８の発明に係るパルス光発生装置は、
上記第３又は第４の発明に記載のパルス光発生装置において、
前記波長分離装置又は前記チャープ補償装置からの多波長のパルス光のうち一番長波長側のパルス光と一番短波長側のパルス光とを合波する合波器と、
前記合波器で合波された２波長のパルス光を一括で光増幅する他の光増幅器と、
前記他の光増幅器で増幅したパルス光を入射する、増幅パルス光の波長において波長分散が正常分散である又は波長分散が正常分散であると共にフラットな分散である他のフォトニック結晶ファイバとを更に有し、
前記他のフォトニック結晶ファイバから広帯域高繰返しパルス光を出射することを特徴とする。

上記課題を解決する第９の発明に係るパルス光発生装置は、
上記第３又は第４の発明に記載のパルス光発生装置において、
前記フォトニック結晶ファイバの一端に挿入された広帯域な第１のサーキュレータと、
前記フォトニック結晶ファイバの他端に挿入された広帯域な第２のサーキュレータと、
前記波長分離装置又は前記チャープ補償装置からの多波長のパルス光のうち一番長波長側のパルス光と一番短波長側のパルス光とを合波する合波器と、
前記合波器で合波された２波長のパルス光を一括で光増幅する他の光増幅器と、
前記他の光増幅器で増幅したパルス光を前記第２のサーキュレータに入射する光接続線とを更に有し、
前記第２のサーキュレータは、前記他の光増幅器で増幅したパルス光を前記フォトニック結晶ファイバに再度入射すると共に、
前記第１のサーキュレータは、前記フォトニック結晶ファイバに再度入射され、広帯域高繰返しパルス光となったパルス光を取り出して、出射することを特徴とする。

上記課題を解決する第１０の発明に係るパルス光発生装置は、
上記第３又は第４の発明に記載のパルス光発生装置において、
前記波長分離装置又は前記チャープ補償装置からの多波長のパルス光を各々時間多重化する時間多重化装置と、
前記時間多重化装置で時間多重化されたパルス光を合波する合波器とを更に有し、
前記合波器から時間多重化された広帯域高繰返しパルス光を出射することを特徴とする。

本発明によれば、波長１μｍ帯を中心とした波長帯域において、ＧＨｚ以上の広帯域高繰返しパルス光源を提供することができる。

又、波長可変バンドパスフィルタなどの波長選択素子を更に用いる場合には、入力パルスよりもパルス幅の狭い短パルスを得ることができるため、高繰返しの波長可変短パルス光源を提供することができる。

又、ＡＷＧなどの波長分離装置を更に用いる場合には、ＷＤＭ伝送用光源を提供できるとともに、上記波長可変バンドパスフィルタなどの波長選択素子の場合と同様に波長分離により、短パルス化を図ることができ、高繰返しの多波長短パルス光源を提供することができる。

又、フォトニック結晶ファイバの両端にサーキュレータを挿入する場合には、１回目の広帯域化に伴う短パルス化により、入力パルスの高ピークパワー化を図ることができるので、２回目の広帯域化を実施することにより、更に広帯域化したパルス光源を提供することができる。又、１回目の広帯域化に伴う短パルス化により、異なる方式のパルス圧縮方式や広帯域光発生方法が適用可能となり、それらを用いて、より広帯域な光源やより短パルス化した短パルス光源を提供することができる。

又、時間多重化装置を用いる場合には、入力光源よりもより高速なＯＴＤＭ伝送用光源、ＯＴＤＭ−ＷＤＭ伝送用光源を提供することができる。

以下、本発明に係るパルス光発生装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係るパルス光発生装置の実施形態の一例を示す概略構成図である。
図１に示すように、本実施例のパルス光発生装置は、出力波長が１μｍ帯にあると共に繰返しがＧＨｚ以上のパルス光を出射するパルス光源１と、パルス光源１からのパルス光を光増幅する光増幅器２と、光増幅器２で増幅したパルス光を入射するフォトニック結晶ファイバ３（以降、ＰＣＦと略す）とを有し、ＰＣＦ３から広帯域高繰返しパルス光を出射するものである。

パルス光源１は、出力波長が１μｍ帯にある能動モード同期ファイバレーザ又は波長可変能動モード同期ファイバレーザからなり、繰返しがＧＨｚ以上のパルス光を出射するものである。又、光増幅器２は、高出力Ｙｂ（イッテルビウム）ドープ光ファイバからなり、ＰＣＦ３は、レーザ出力波長において波長分散が正常分散である又は波長分散が正常分散であると共にフラットな分散であるものである。

現在のところ、上記能動モード同期ファイバレーザからの出カパルスのパルス幅（半値全幅）は１０ｐｓ前後であるが、図１に示すように、この出力光を上記光増幅器２で増幅した後、上記ＰＣＦ３に入射することにより、自己位相変調効果（ＳＰＭ）によるスペクトル拡大を誘発し、広帯域な高燥返しパルス光を発生することができる。このとき、ＰＣＦ３の入力波長における分散値がプラスの値（異常分散）である場合やマイナスの値（正常分散）ではあるが絶対値が０に近い値の場合には、それぞれ変調不安定や四光波混合といった光非線形効果により、ＲＺ変調時のアイ開口が劣化するため、高速通信用光源として不向きになるという問題が発生する。又、正常分散でも分散値の絶対値が大きすぎる場合にも、ＳＰＭによるスペクトル拡大効果が減少するという問題点がある。従って、正常分散でかつ分散値の絶対値を適切な値に設定することが望ましい。例えば、１０ｐｓ程度の入力パルス幅であれば、正常分散で絶対値が数ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度が望ましい。又、分散スロープについてはできるだけ小さい方が望ましい。なお、ＰＣＦの分散値及び分散スロープについては、孔径及び孔間隔を適切な値に設定することにより制御することができる（非特許文献３）。

図２、図３は、本発明に係るパルス光発生装置の実施形態の他の一例を示す概略構成図である。なお、図２、図３において、図１に示すパルス光発生装置と同等の構成には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

図２に示すように、本実施例のパルス光発生装置は、図１（実施例１）に示すパルス光発生装置に、波長選択を行う波長選択素子５を更に設け、ＰＣＦ３からのパルス光を波長選択素子５に入射し、波長選択素子５から波長可変高繰返し短パルス光を出射するようにしたものである。更に、図３に示すように、チャープ補償を行うチャープ補償装置６を更に設け、波長選択素子５からのパルス光をチャープ補償装置６に入射するようにしてもよい。

図１（実施例１）に示すパルス光発生装置で発生した広帯域光を、図２に示すように、波長可変バンドパスフィルタなどの波長選択素子５に通すことにより、更には、図３に示すように、必要に応じてチャープ補償装置６を使用してチャープ補償することにより、入力パルス光よりもパルス幅の狭い短パルス光を得ることができる。チャープ補償装置６としては、分散補償ファイバやＦＢＧを用いたものや位相変調器を用いたものなどが考えられる。

例えば、入力波長１０８０ｎｍ、繰返し１０ＧＨｚ、入カパルス幅１０．５ｐｓ、入力波長における分散値が−３．７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの長さ１ｋｍのＰＣＦ、平均入カパワー７３０ｍＷの条件における出力光を半値幅約１ｎｍの波長可変バンドパスフィルタにより切り出した波長１０８６ｎｍの光のパルス幅は約２ｐｓとなる。このように、適切なスペクトル幅のバンドパスフィルタを用い、図１（実施例１）に示すパルス光発生装置で発生させた広帯域光をフィルタリングすることにより、約１０ｐｓから約２ｐｓへのパルス圧縮を実現することができる。この圧縮パルスを用い、時間多重装置により時間多重化することにより、１６０Ｇｂ／ｓクラスの高速ＩＭ／ＤＤ伝送用光源を実現できることになる。

図４は、本発明に係るパルス光発生装置の実施形態の他の一例を示す概略構成図である。なお、図４において、図１〜図３に示すパルス光発生装置と同等の構成には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

図４に示すように、本実施例のパルス光発生装置は、図１（実施例１）に示すパルス光発生装置に、波長分離を行う波長分離装置７を更に設け、ＰＣＦ３からのパルス光を波長分離装置７に入射し、波長分離装置７から多波長高繰返し短パルス光を出射するようにしたものである。更に、波長分離装置７で分離された各波長のパルス光に対し、チャープ補償を行うチャープ補償装置６を更に各々設け、波長分離装置７で分離された各パルス光をチャープ補償装置６に各々入射するようにしてもよい。

図１（実施例１）に示すパルス光発生装置で発生した広帯域光を、図４に示すように、ＡＷＧ（Arrayed Waveguide grating）などの波長分離装置７に通すことにより、更には、必要に応じてチャープ補償装置６を使用することにより、ＷＤＭ伝送に適した多波長高繰返し短パルス光を発生することもできる。

図５は、本発明に係るパルス光発生装置の実施形態の他の一例を示す概略構成図である。なお、図５において、図１〜図４に示すパルス光発生装置と同等の構成には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

図４（実施例３）に示すパルス光発生装置では、波長分離装置７として使用されるＡＷＧフィルタの各チャネルのスペクトル幅を適切に設定することにより、出力パルスの短パルス化が図ることができる。具体的には、図５に示すように、図４（実施例３）に示すパルス光発生装置に、波長分離装置７又はチャープ補償装置６からの多波長のパルス光を各々時間多重化する時間多重化装置８と、時間多重化装置８で時間多重化されたパルス光を合波する合波器９とを更に設け、ＡＷＧ出力を光領域で時間多重化することにより、ＯＴＤＭ（Optical time division multiplexing）−ＷＤＭ伝送用光源として使用することができる。このように、大容量高速光伝送のための光源を実現することができる。もちろん、時間多重化装置８を用いないで、単純にＷＤＭ伝送用光源として用いることもできる。

図６は、本発明に係るパルス光発生装置の実施形態の他の一例を示す概略構成図である。なお、図６において、図１〜図５に示すパルス光発生装置と同等の構成には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

図２〜３（実施例２）に示すパルス光発生装置では、入カパルスよりもパルス幅の狭い短パルス光が得られることから、同じ飽和出力の光増幅器を用いた場合、パルス幅が狭くなった分増幅後のパルス光のピークパワーがより高くなるので、これを、ＰＣＦへの入力光とすることでさらなる広帯域化を図ることができる。

具体的には、本実施例のパルス光発生装置は、図６に示すように、図２〜３（実施例２）に示すパルス光発生装置に、波長選択素子５又はチャープ補償装置６からのパルス光を光増幅する他の光増幅器１０と、増幅パルス光の波長において波長分散が正常分散である又は波長分散が正常分散であると共にフラットな分散である他のＰＣＦ１１とを更に設け、光増幅器１０からのパルス光をＰＣＦ１１に入射し、ＰＣＦ１１から更に広帯域化した波長可変高繰返し短パルス光を出射するようにしたものである。

図６に示すように、図２〜３（実施例２）に示すパルス光発生装置で発生したパルス光を、光増幅器１０で光増幅した後、ＰＣＦ１１に入力することにより、図１（実施例１）に示すパルス光発生装置で発生したパルス光よりもより広帯域な高繰返しパルス光を発生することができる。このとき、ＰＣＦ１１は、ＰＣＦ１１への入力パルスの波長やパルス幅に応じて、分散値や長さなどのパラメータを最適化したものを用いることが最も望ましいが、図１（実施例１）に示すパルス光発生装置よりもより広帯域な出力を得るという観点からは、ＰＣＦ１１として、ＰＣＦ３と同じ種類のもの又は全く同じＰＣＦ３でもよい。

なお、本実施例のパルス光発生装置で発生した広帯域光に、図３〜５に示すような波長選択素子５又は波長分離装置７を用いることにより、短パルス光源、ＯＴＤＭ用光源、ＷＤＭ用光源、ＯＴＤＭ−ＷＤＭ用光源として提供することができる。

図７は、本発明に係るパルス光発生装置の実施形態の他の一例を示す概略構成図である。なお、図７において、図１〜図６に示すパルス光発生装置と同等の構成には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施例のパルス光発生装置は、図７に示すように、図２〜３（実施例２）に示すパルス光発生装置において、ＰＣＦ３の一端に挿入された広帯域な第１のサーキュレータ１２と、ＰＣＦ３の他端に挿入された広帯域な第２のサーキュレータ１３と、波長選択素子５又はチャープ補償装置６からのパルス光を光増幅する他の光増幅器１０と、光増幅器１０で増幅したパルス光をサーキュレータ１３に入射する光接続線４とを更に設けたものであり、サーキュレータ１３は、光増幅器１０で増幅したパルス光をＰＣＦ３に再度入射しており、サーキュレータ１２は、ＰＣＦ３に再度入射され、広帯域高繰返しパルス光となったパルス光を取り出して、出射している。

つまり、本実施例のパルス光発生装置は、図６（実施例５）に示すパルス光発生装置において、ＰＣＦ１１として、同一のＰＣＦ３を用いる構成としたものである。ここでは、光増幅器１０で増幅されたパルス光を、サーキュレータ１３を用いてＰＣＦ３に再度入射し、ＰＣＦ３で広帯域光を発生させ、サーキュレータ１２を用いて発生した広帯域光を取り出している。使用するサーキュレータ１２、１３は、広帯域光よりも帯域の広いものを用いる必要がある。

なお、本実施例のパルス光発生装置で発生した広帯域光に、図３〜５に示すような波長選択素子５又は波長分離装置７を用いることにより、短パルス光源、ＯＴＤＭ用光源、ＷＤＭ用光源、ＯＴＤＭ−ＷＤＭ用光源として提供することができる。

図８は、本発明に係るパルス光発生装置の実施形態の他の一例を示す概略構成図である。なお、図８において、図１〜図７に示すパルス光発生装置と同等の構成には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

図４（実施例３）に示すパルス光発生装置からの出力の内、一番長波長側のチャネル及び一番短波長側チャネルの出力を用いて、更に広帯域なパルス光を発生することができる。具体的には、本実施例のパルス光発生装置は、図８に示すように、図４（実施例３）に示すパルス光発生装置に、波長分離装置７又はチャープ補償装置６からの多波長のパルス光のうち一番長波長側のパルス光及び一番短波長側のパルス光を光増幅する２つの他の光増幅器１０と、２つの光増幅器１０で増幅したパルス光を各々入射する２つの他のＰＣＦ１４、１５とを更に設け、２つのＰＣＦ１４、１５から広帯域高繰返しパルス光を各々出射するようにしたものである。

ＰＣＦ１４、１５は、各々への入力パルス特性に合わせて最適なものを用いることが最も望ましいが、ＰＣＦ３と同じ特性、例えば、増幅パルス光の波長において波長分散が正常分散である又は波長分散が正常分散であると共にフラットな分散であるものを用いてもよい。

なお、本実施例のパルス光発生装置で発生した広帯域光に、図３〜５に示すような波長選択素子５又は波長分離装置７を用いることにより、短パルス光源、ＯＴＤＭ用光源、ＷＤＭ用光源、ＯＴＤＭ−ＷＤＭ用光源として提供することができる。

図９は、本発明に係るパルス光発生装置の実施形態の他の一例を示す概略構成図である。なお、図９において、図１〜図８に示すパルス光発生装置と同等の構成には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

図９に示す本実施例のパルス光発生装置を用いても更に広帯域なパルス光を発生することができる。具体的には、本実施例のパルス光発生装置は、図９に示すように、図４（実施例３）に示すパルス光発生装置に、波長分離装置７又はチャープ補償装置６からの多波長のパルス光のうち一番長波長側のパルス光と一番短波長側のパルス光とを合波する合波器１６と、合波器１６で合波された２波長のパルス光を一括で光増幅する他の光増幅器１０と、光増幅器１０で増幅したパルス光を入射する他のＰＣＦ１７とを更に設け、ＰＣＦ１７から広帯域高繰返しパルス光を出射するようにしたものである。

ＰＣＦ１７は、入力する２波長のパルス光の特性に合わせて最適なものを用いることが最も望ましいが、ＰＣＦ３と同じ特性、例えば、増幅パルス光の波長において波長分散が正常分散である又は波長分散が正常分散であると共にフラットな分散であるものを用いてもよい。

なお、本実施例のパルス光発生装置で発生した広帯域光に、図３〜５に示すような波長選択素子５又は波長分離装置７を用いることにより、短パルス光源、ＯＴＤＭ用光源、ＷＤＭ用光源、ＯＴＤＭ−ＷＤＭ用光源として提供することができる。

図１０は、本発明に係るパルス光発生装置の実施形態の他の一例を示す概略構成図である。なお、図１０において、図１〜図９に示すパルス光発生装置と同等の構成には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

図９（実施例８）に示すパルス光発生装置において、ＰＣＦ１７として、同一のＰＣＦ３を用いる構成とする場合、サーキュレータを用いた構成にすればよい。具体的には、本実施例のパルス光発生装置は、図１０に示すように、図４（実施例３）に示すパルス光発生装置において、ＰＣＦ３の一端に挿入された広帯域な第１のサーキュレータ１２と、ＰＣＦ３の他端に挿入された広帯域な第２のサーキュレータ１３と、波長分離装置７又はチャープ補償装置６からの多波長のパルス光のうち一番長波長側のパルス光と一番短波長側のパルス光とを合波する合波器１６と、合波器１６で合波された２波長のパルス光を一括で光増幅する他の光増幅器と１０、光増幅器１０で増幅したパルス光をサーキュレータ１３に入射する光接続線４とを更に設けたものであり、サーキュレータ１３は、光増幅器１０で増幅したパルス光をＰＣＦ３に再度入射しており、サーキュレータ１２は、ＰＣＦ３に再度入射され、広帯域高繰返しパルス光となったパルス光を取り出して、出射している。

なお、本実施例のパルス光発生装置で発生した広帯域光に、図３〜５に示すような波長選択素子５又は波長分離装置７を用いることにより、短パルス光源、ＯＴＤＭ用光源、ＷＤＭ用光源、ＯＴＤＭ−ＷＤＭ用光源として提供することができる。

図１１は、本発明に係るパルス光発生装置の実施形態の他の一例を示す概略構成図である。なお、図１１において、図１〜図１０に示すパルス光発生装置と同等の構成には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

図９（実施例８）に示すパルス光発生装置において、波長分離装置７としてＦＢＧ（Fiber Bragg Grating）を用いることもできる。具体的には、本実施例のパルス光発生装置は、図１１に示すように、図９（実施例８）に示すパルス光発生装置における波長分離装置７、チャープ補償装置６、合波器１６の代わりに、サーキュレータ１８、ＦＢＧ２０、２１を設けている。ここでは、ＰＣＦ３からの広帯域光のうち最も長波長側の成分をＦＢＧ２０により反射し、最も短波長側の成分をＦＢＧ２１によって反射し、サーキュレータ１８により、この２波長のパルス光を光増幅器１０へ導き、増幅後ＰＣＦ１７に入射して、広帯域光を発生している。ＰＣＦ３からの広帯域光のうち、ＦＢＧ２０、２１で反射された以外の成分は、そのままＦＢＧ２０、２１を通過するので、こちらも広帯域光として使用できる。

ＰＣＦ１７は、入力する２波長のパルス光の特性に合わせて最適なものを用いることが最も望ましいが、ＰＣＦ３と同じ特性、例えば、増幅パルス光の波長において波長分散が正常分散である又は波長分散が正常分散であると共にフラットな分散であるものを用いてもよい。

なお、本実施例のパルス光発生装置で発生した広帯域光に、図３〜５に示すような波長選択素子５又は波長分離装置７を用いることにより、短パルス光源、ＯＴＤＭ用光源、ＷＤＭ用光源、ＯＴＤＭ−ＷＤＭ用光源として提供することができる。

図１２は、本発明に係るパルス光発生装置の実施形態の他の一例を示す概略構成図である。なお、図１２において、図１〜図１１に示すパルス光発生装置と同等の構成には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

図１０（実施例９）に示すパルス光発生装置においても、波長分離装置７としてＦＢＧを用いることもできる。これは、図１１（実施例１０）に示すパルス光発生装置において、ＰＣＦ１７として、同一のＰＣＦ３を用いる構成とする場合であり、サーキュレータを用いた構成にすればよい。具体的には、本実施例のパルス光発生装置は、図１２に示すように、図１０（実施例９）に示すパルス光発生装置における波長分離装置７、チャープ補償装置６、合波器１６の代わりに、サーキュレータ１８、ＦＢＧ２０、２１を設けている。

なお、本実施例のパルス光発生装置で発生した広帯域光に、図３〜５に示すような波長選択素子５又は波長分離装置７を用いることにより、短パルス光源、ＯＴＤＭ用光源、ＷＤＭ用光源、ＯＴＤＭ−ＷＤＭ用光源として提供することができる。

図１３は、本発明に係るパルス光発生装置の実施形態の他の一例を示す概略構成図である。なお、図１３において、図１〜図１２に示すパルス光発生装置と同等の構成には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

図２、３（実施例２）に示すパルス光発生装置では、パルス幅が２〜３ｐｓ程度の短パルスが得られることから、図１３に示すように、分散減少ＰＣＦを用いて広帯域光を発生することができる。具体的には、本実施例のパルス光発生装置は、図１３に示すように、図２、３（実施例２）に示すパルス光発生装置に、パルス光の入力パワーを調整する入力パワー調整装置２２と、分散減少ＰＣＦ２３とを更に設けたものである。

又、入力パワー調整装置２２としては、光増幅器と光減衰器の組み合わせ又は光増幅器のみ又は光減衰器のみを用いることができ、分散減少ＰＣＦへ２３の入力パワーは、これらにより調節することができる。なお、波長１５５０ｎｍ帯において、分散減少ファイバを用いて広帯域光を発生させることは可能である（非特許文献４）。

図１４は、本発明に係るパルス光発生装置の実施形態の他の一例を示す概略構成図である。なお、図１４において、図１〜図１３に示すパルス光発生装置と同等の構成には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

図２、３（実施例２）に示すパルス光発生装置では、パルス幅が２〜３ｐｓ程度の短パルスが得られることから、図１４に示すように、ソリトン自己周波数シフト（ＳＳＦＳ：Soliton self-frequency shift；非特許文献５）発生用ＰＣＦを用いて、波長可変短波パルス光を発生することができる。具体的には、本実施例のパルス光発生装置は、図１４に示すように、図２、３（実施例２）に示すパルス光発生装置に、入力パワー調整装置２２と、ＳＳＦＳ発生用ＰＣＦ２４とを更に設けたものである。

ＳＳＦＳ発生用ＰＣＦ２４としては、増幅光の波長において異常分散であるＰＣＦを用いることができる。又、入力パワー調整装置２２としては、光増幅器と光減衰器の組み合わせ又は光増幅器のみ又は光減衰器のみを用いることができ、ＳＳＦＳ発生用ＰＣＦ２４ヘの入力パワーの最適化は、これらにより調節することができる。

なお、以上述べてきた各実施例において、能動モード同期ファイバレーザとして、波長可変のものを用いることにより、各実施例において発生する高繰返しパルス光の波長範囲を拡大することができる。

本発明は、波長１μｍ帯におけるＷＤＭ伝送用広帯域光源となり、４０Ｇｂ／ｓ以上の高速伝送用パルス光源となるパルス光発生装置に好適なものである。

本発明に係るパルス光発生装置の実施形態の一例（実施例１）を示す概略構成図である。 本発明に係るパルス光発生装置の実施形態の他の一例（実施例２）を示す概略構成図である。 本発明に係るパルス光発生装置の実施形態の他の一例（実施例２変形例）を示す概略構成図である。 本発明に係るパルス光発生装置の実施形態の他の一例（実施例３）を示す概略構成図である。 本発明に係るパルス光発生装置の実施形態の他の一例（実施例４）を示す概略構成図である。 本発明に係るパルス光発生装置の実施形態の他の一例（実施例５）を示す概略構成図である。 本発明に係るパルス光発生装置の実施形態の他の一例（実施例６）を示す概略構成図である。 本発明に係るパルス光発生装置の実施形態の他の一例（実施例７）を示す概略構成図である。 本発明に係るパルス光発生装置の実施形態の他の一例（実施例８）を示す概略構成図である。 本発明に係るパルス光発生装置の実施形態の他の一例（実施例９）を示す概略構成図である。 本発明に係るパルス光発生装置の実施形態の他の一例（実施例１０）を示す概略構成図である。 本発明に係るパルス光発生装置の実施形態の他の一例（実施例１１）を示す概略構成図である。 本発明に係るパルス光発生装置の実施形態の他の一例（実施例１２）を示す概略構成図である。 本発明に係るパルス光発生装置の実施形態の他の一例（実施例１３）を示す概略構成図である。

符号の説明

１ パルス光源
２、１０ 光増幅器
３、１１、１４、１５、１７ ＰＣＦ
５ 波長選択素子
７ 波長分離装置
８ 時間多重化装置
１２、１３、１８ サーキュレータ
１６ 合波器
２０、２１ ＦＢＧ
２２ 入力パワー調整装置
２３ 分散減少ＰＣＦ
２４ ＳＳＦＳ発生用ＰＣＦ

Claims (10)

1. 出力波長が１μｍ帯にあると共に繰返しがＧＨｚ以上のパルス光を出射する、能動モード同期ファイバレーザ又は波長可変能動モード同期ファイバレーザからなるパルス光源と、
   前記パルス光源からのパルス光を光増幅する光増幅器と、
   前記光増幅器で増幅したパルス光を入射する、レーザ出力波長において波長分散が正常分散である又は波長分散が正常分散であると共にフラットな分散であるフォトニック結晶ファイバとを有し、
   前記フォトニック結晶ファイバから広帯域高繰返しパルス光を出射することを特徴とするパルス光発生装置。
2. 請求項１に記載のパルス光発生装置において、
   前記フォトニック結晶ファイバからのパルス光を入射する、波長選択を行う波長選択素子を更に有し、
   前記波長選択素子から波長可変高繰返し短パルス光を出射することを特徴とするパルス光発生装置。
3. 請求項１に記載のパルス光発生装置において、
   前記フォトニック結晶ファイバからのパルス光を入射する、波長分離を行う波長分離装置を更に有し、
   前記波長分離装置から多波長高繰返し短パルス光を出射することを特徴とするパルス光発生装置。
4. 請求項２又は請求項３に記載のパルス光発生装置において、
   前記波長選択素子又は前記波長分離装置からのパルス光を入射する、チャープ補償を行うチャープ補償装置を更に有することを特徴とするパルス光発生装置。
5. 請求項２又は請求項４に記載のパルス光発生装置において、
   前記波長選択素子又は前記チャープ補償装置からのパルス光を光増幅する他の光増幅器と、
   前記他の光増幅器で増幅したパルス光を入射する、増幅パルス光の波長において波長分散が正常分散である又は波長分散が正常分散であると共にフラットな分散である他のフォトニック結晶ファイバとを更に有し、
   前記他のフォトニック結晶ファイバから広帯域高繰返しパルス光を出射することを特徴とするパルス光発生装置。
6. 請求項２又は請求項４に記載のパルス光発生装置において、
   前記フォトニック結晶ファイバの一端に挿入された広帯域な第１のサーキュレータと、
   前記フォトニック結晶ファイバの他端に挿入された広帯域な第２のサーキュレータと、
   前記波長選択素子又は前記チャープ補償装置からのパルス光を光増幅する他の光増幅器と、
   前記他の光増幅器で増幅したパルス光を前記第２のサーキュレータに入射する光接続線とを更に有し、
   前記第２のサーキュレータは、前記他の光増幅器で増幅したパルス光を前記フォトニック結晶ファイバに再度入射すると共に、
   前記第１のサーキュレータは、前記フォトニック結晶ファイバに再度入射され、広帯域高繰返しパルス光となったパルス光を取り出して、出射することを特徴とするパルス光発生装置。
7. 請求項３又は請求項４に記載のパルス光発生装置において、
   前記波長分離装置又は前記チャープ補償装置からの多波長のパルス光のうち一番長波長側のパルス光及び一番短波長側のパルス光を光増幅する２つの他の光増幅器と、
   前記２つの他の光増幅器で増幅したパルス光を各々入射する、増幅パルス光の波長において波長分散が正常分散である又は波長分散が正常分散であると共にフラットな分散である２つの他のフォトニック結晶ファイバとを更に有し、
   前記２つの他のフォトニック結晶ファイバから広帯域高繰返しパルス光を各々出射することを特徴とするパルス光発生装置。
8. 請求項３又は請求項４に記載のパルス光発生装置において、
   前記波長分離装置又は前記チャープ補償装置からの多波長のパルス光のうち一番長波長側のパルス光と一番短波長側のパルス光とを合波する合波器と、
   前記合波器で合波された２波長のパルス光を一括で光増幅する他の光増幅器と、
   前記他の光増幅器で増幅したパルス光を入射する、増幅パルス光の波長において波長分散が正常分散である又は波長分散が正常分散であると共にフラットな分散である他のフォトニック結晶ファイバとを更に有し、
   前記他のフォトニック結晶ファイバから広帯域高繰返しパルス光を出射することを特徴とするパルス光発生装置。
9. 請求項３又は請求項４に記載のパルス光発生装置において、
   前記フォトニック結晶ファイバの一端に挿入された広帯域な第１のサーキュレータと、
   前記フォトニック結晶ファイバの他端に挿入された広帯域な第２のサーキュレータと、
   前記波長分離装置又は前記チャープ補償装置からの多波長のパルス光のうち一番長波長側のパルス光と一番短波長側のパルス光とを合波する合波器と、
   前記合波器で合波された２波長のパルス光を一括で光増幅する他の光増幅器と、
   前記他の光増幅器で増幅したパルス光を前記第２のサーキュレータに入射する光接続線とを更に有し、
   前記第２のサーキュレータは、前記他の光増幅器で増幅したパルス光を前記フォトニック結晶ファイバに再度入射すると共に、
   前記第１のサーキュレータは、前記フォトニック結晶ファイバに再度入射され、広帯域高繰返しパルス光となったパルス光を取り出して、出射することを特徴とするパルス光発生装置。
10. 請求項３又は請求項４に記載のパルス光発生装置において、
    前記波長分離装置又は前記チャープ補償装置からの多波長のパルス光を各々時間多重化する時間多重化装置と、
    前記時間多重化装置で時間多重化されたパルス光を合波する合波器とを更に有し、
    前記合波器から時間多重化された広帯域高繰返しパルス光を出射することを特徴とするパルス光発生装置。

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