JP2013025284A - Short-pulse light generating device and method - Google Patents

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Atsushi Ishizawa
淳 石澤
Tadashi Nishikawa
正 西川
Hidehiko Takara
秀彦 高良
Masabumi Koga
正文 古賀
Akira Mizutori
明 水鳥
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Oita University
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable generation of short-pulse light that has a pulse width of 200 femtosecond or less and has a high repetition frequency.SOLUTION: A short-pulse light generating device comprises: a CW light source 1 having an arbitrary center optical frequency; phase modulation means 2 for modulating a phase of continuous laser light from the CW light source 1; an optical gate 5 for increasing peak power by thinning down an optical pulse from the phase modulation means 2; an optical amplifier 6 for amplifying the optical pulse passing through the optical gate 5, and generating broadband light after enlarging an optical spectral range by a non-linear effect in the optical amplifier 6; and dispersion assignment means 7 for compressing the optical pulse amplified by the optical amplifier 6.

Description

本発明は、フェムト秒の短パルス光を高い繰り返し周波数で発生する短パルス光発生装置および方法に関するものである。   The present invention relates to a short pulse light generating apparatus and method for generating femtosecond short pulse light at a high repetition frequency.

新しいレーザー材料と新しいパルス発生法が導入され、光の短パルス化に関する技術が著しく進展している。今日、電気信号では到達できないフェムト(10-15)秒の短パルスレーザーは基礎科学の分野のみならず、産業界で超微細加工を実現したりするなど、今日誰でもが使える道具の一つとして人類に様々な形で貢献してきた。近年、短パルス化に加えて、パルス繰り返し周波数の高速化が注目されている。光の短パルス化は、超高速現象計測の時間分解能の向上に寄与し、パルス繰り返し周波数の高速化は信号対雑音比の増大に寄与するため、10GHz以上の高繰り返し周波数でパルス幅がフェムト秒の短パルスレーザーは微弱な超高速現象の観測に適している。また、高繰り返し周波数の短パルスレーザーは超高速通信システム、精密計測、低位相雑音マイクロ波発生、光サンプリング、キャリアエンベロープオフセット制御光周波数コムなどへの応用にも期待されている。 New laser materials and new pulse generation methods have been introduced, and the technology for shortening light pulses has been remarkably advanced. Today, femto (10 -15 s ) short pulse lasers that cannot be reached with electrical signals are one of the tools that anyone can use today, such as realizing ultra-fine processing not only in the field of basic science but also in industry. Has contributed to humanity in various ways. In recent years, attention has been focused on increasing the pulse repetition frequency in addition to shortening the pulse. The shortening of the light pulse contributes to the improvement of the time resolution of ultra-high-speed phenomenon measurement, and the increase of the pulse repetition frequency contributes to the increase of the signal-to-noise ratio. The short pulse laser is suitable for observing faint ultrafast phenomena. In addition, high-repetition-frequency short-pulse lasers are also expected to be applied to ultra-high-speed communication systems, precision measurement, low-phase noise microwave generation, optical sampling, carrier envelope offset control optical frequency combs, and the like.

現在、フェムト秒の短パルスレーザー光源として、共振器装置を備えた受動モード同期レーザーが用いられている。受動モード同期レーザーは、通常、光を増幅する利得媒質と、共振器長がLの共振器を有する。この共振器の縦モードの共振周波数はc/2L(cは光速)の整数倍である。そして、レーザーが発振するレーザー光のスペクトルの幅は非常に狭いが、そのスペクトル幅よりも共振器の共振周波数の間が狭いと、共振器において複数のモード(周波数)で共振する。このとき、各モードの位相を揃える(モード同期)ことにより、パルス繰り返し周波数frep=c/(2L)でレーザー光が強められる。これにより、パルス繰り返し周波数frepのパルスレーザー光が生成される。そのため、受動モード同期レーザーの中心光周波数は共振器内に設置された利得媒質に依存する。 Currently, passively mode-locked lasers with resonator devices are used as femtosecond short-pulse laser light sources. A passively mode-locked laser usually has a gain medium for amplifying light and a resonator having a resonator length of L. The resonance frequency of the longitudinal mode of this resonator is an integral multiple of c / 2L (c is the speed of light). The spectrum width of the laser light oscillated by the laser is very narrow, but if the resonance frequency of the resonator is narrower than the spectrum width, the resonator resonates in a plurality of modes (frequencies). At this time, the laser light is intensified at the pulse repetition frequency f rep = c / (2L) by aligning the phases of the modes (mode synchronization). Thereby, a pulse laser beam having a pulse repetition frequency f rep is generated. For this reason, the center optical frequency of the passively mode-locked laser depends on the gain medium installed in the resonator.

例えば、利得媒質としてチタンサファイア結晶を使用した場合、発振可能な波長は650−1100nmの赤外領域から近赤外領域にかけてであるが、一番効率良く発振できる波長は800nmであり、レーザー中心光周波数が限定される。また、受動モード同期レーザーは、共振器内に設置する利得媒質と光学部品の空間配置等の制約から共振器長Lを短くすることができず、共振器長Lで決まるパルス繰り返し周波数は一般的に1GHz程度が上限となる。更に、パルス繰り返し周波数を変化させるための共振器長Lの調整範囲は光共振器の横モード安定性条件に制限される。したがって、パルス繰り返し周波数の可変範囲も小さい。更に、モードロックレーザーは外部環境の影響を受けやすいという問題点もあった。   For example, when a titanium sapphire crystal is used as the gain medium, the oscillatable wavelength is from the infrared region of 650-1100 nm to the near infrared region, but the wavelength that can oscillate most efficiently is 800 nm, and the laser center light The frequency is limited. In addition, the passive mode-locked laser cannot shorten the resonator length L due to restrictions such as the spatial arrangement of the gain medium and the optical components installed in the resonator, and the pulse repetition frequency determined by the resonator length L is general. The upper limit is about 1 GHz. Furthermore, the adjustment range of the resonator length L for changing the pulse repetition frequency is limited to the transverse mode stability condition of the optical resonator. Therefore, the variable range of the pulse repetition frequency is also small. Furthermore, the mode-locked laser has a problem that it is easily affected by the external environment.

最近、CW(連続波)半導体レーザーを種光源にし、マッハツェンダー変調器と分散減少ファイバーとを用いたフェムト秒短パルスレーザー光源が開発された(非特許文献1,4参照)。この非特許文献1,4に開示された短パルスレーザー光源では、共振器を用いないため、パルス繰り返し周波数の制限は無くなる。しかし、この短パルスレーザー光源では、位相変調器の変調指数で決まる光スペクトル帯域の制限から200フェムト秒以下の短パルス光の発生は困難であった。   Recently, a femtosecond short pulse laser light source using a CW (continuous wave) semiconductor laser as a seed light source and using a Mach-Zehnder modulator and a dispersion reducing fiber has been developed (see Non-Patent Documents 1 and 4). In the short pulse laser light sources disclosed in Non-Patent Documents 1 and 4, since no resonator is used, the pulse repetition frequency is not limited. However, with this short pulse laser light source, it is difficult to generate short pulse light of 200 femtoseconds or less due to the limitation of the optical spectrum band determined by the modulation index of the phase modulator.

また、最近、CW半導体レーザーを種光源にし、位相変調器と強度変調器で発生した光パルス列を光ゲートにより高繰り返しパルスにするフェムト秒短パルスレーザー光源が提案されている(特許文献1、非特許文献2,3参照)。特許文献1および非特許文献2,3に開示された短パルスレーザー光源では、光増幅器内での非線形効果を利用しないため、光増幅後のスペクトル帯域が広がらず、また光増幅後の光パルス圧縮手段に通常のコア径およそ10μmのシングルモードファイバーを利用しているため、パルス圧縮時の非線形プロセスの影響により、250フェムト秒より短いパルス光の発生は困難であった。   Recently, a femtosecond short pulse laser light source has been proposed in which a CW semiconductor laser is used as a seed light source, and an optical pulse train generated by a phase modulator and an intensity modulator is highly repetitively pulsed by an optical gate (Patent Document 1, Non-Patent Document 1). (See Patent Documents 2 and 3). The short pulse laser light sources disclosed in Patent Document 1 and Non-Patent Documents 2 and 3 do not use the nonlinear effect in the optical amplifier, so that the spectral band after optical amplification does not widen, and optical pulse compression after optical amplification Since a single-mode fiber having a normal core diameter of about 10 μm is used as the means, it is difficult to generate pulsed light shorter than 250 femtoseconds due to the influence of a nonlinear process during pulse compression.

特開2006−209067号公報JP 2006-209067 A

I.Morohashi,T.Sakamoto,H.Sotobayashi,T.Kawanishi,and I.Hosako,“Broadband wavelength-tunable ultrashort pulse source using a Mach-Zehnder modulator and dispersion-flattened dispersion-decreasing fiber”,Opt.Lett.,Vol.34,No.15,p.2297-2299,2009I. Morohashi, T. Sakamoto, H. Sotobayashi, T. Kawawanishi, and I. Hosako, “Broadband wavelength-tunable ultrashort pulse source using a Mach-Zehnder modulator and dispersion-flattened dispersion-decreasing fiber”, Opt. Lett., Vol.34, No.15, p.2297-2299, 2009 A.Ishizawa,T.Nishikawa,A.Mizutori,H.Takara,S.Aozasa,A.Mori,H.Nakano,A.Takada,and M.Koga,“Octave-spanning frequency comb generated by 250 fs pulse train emitted from 25 GHz externally phase-modulated laser diode for carrier-envelope-offset-locking”,Electron.Lett.,Vol.46,No.19,p.1343,2010A.Ishizawa, T.Nishikawa, A.Mizutori, H.Takara, S.Aozasa, A.Mori, H.Nakano, A.Takada, and M.Koga, “Octave-spanning frequency comb generated by 250 fs pulse train emitted from 25 GHz externally phase-modulated laser diode for carrier-envelope-offset-locking ”, Electron.Lett., Vol.46, No.19, p.1343, 2010 T.Kobayashi,H.Yao,K.Amano,Y.Fukushima,A.Morimoto,and T.Sueta,“Optical Pulse Compression Using High-Frequency Electrooptic Phase Modulation”,IEEE J.Quantum Electron.,Vol.24,No.2,p.382-387,1988T. Kobayashi, H. Yao, K. Amano, Y. Fukushima, A. Morimoto, and T. Sueta, “Optical Pulse Compression Using High-Frequency Electrooptic Phase Modulation”, IEEE J. Quantum Electron., Vol. 24, No .2, p.382-387, 1988 M.Kourogi,B.Widiyatomoko,Y.Takeuchi,and M.Ohtsu,“Limit of Optical-Frequency Comb Generation Due to Material Dispersion”,IEEE J. Quantum Electron.,Vol.31,No.12,p.2120-2126,1995M. Kourogi, B. Widiyatomoko, Y. Takeuchi, and M. Ohtsu, “Limit of Optical-Frequency Comb Generation Due to Material Dispersion”, IEEE J. Quantum Electron., Vol. 31, No. 12, p. 2126, 1995

以上のように、これまでの短パルスレーザー光源のうち、共振器装置を備えた受動モード同期レーザーをベースにしたものでは、200フェムト秒以下の光パルス幅が得られるが、中心光周波数とパルス繰り返し周波数の可変範囲が限定されるという問題点があり、1GHz以上のパルス繰り返し周波数を達成することも困難であった。
また、マッハツェンダー型の位相変調器でCW波長安定化光源に周波数変調をかけて光パルスを発生させる短パルスレーザー光源では、パルス繰り返し周波数を高くすることができる一方、位相変調器の変調指数の制限から200フェムト秒以下の短パルス化が難しいという問題点があった。
また、CW半導体レーザを種光源として、位相変調器と強度変調器で発生した光パルス列を光ゲートにより高繰り返しパルスにする短パルスレーザー光源では、パルス繰り返し周波数を高くすることができる一方、250フェムト秒以下の短パルス化が難しいという問題点があった。
As described above, among the conventional short-pulse laser light sources based on the passive mode-locked laser having the resonator device, an optical pulse width of 200 femtoseconds or less can be obtained. There is a problem that the variable range of the repetition frequency is limited, and it is difficult to achieve a pulse repetition frequency of 1 GHz or more.
In addition, in a short pulse laser light source that generates a light pulse by frequency-modulating a CW wavelength stabilized light source using a Mach-Zehnder type phase modulator, the pulse repetition frequency can be increased, while the modulation index of the phase modulator is increased. There was a problem that it was difficult to shorten the pulse to 200 femtoseconds or less because of the limitation.
In addition, a pulse repetition frequency can be increased in a short pulse laser light source using a CW semiconductor laser as a seed light source, and an optical pulse train generated by a phase modulator and an intensity modulator using an optical gate. There was a problem that it was difficult to shorten the pulse to less than a second.

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、任意の中心光周波数に対して、パルス幅が200フェムト秒以下で、さらには、従来技術であるモード同期レーザーと比較して1桁以上パルス繰り返し周波数が高い短パルス光の発生を可能とすることを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and has a pulse width of 200 femtoseconds or less for an arbitrary central optical frequency, and further, an order of magnitude compared to a mode-locked laser as a conventional technique. An object of the present invention is to enable generation of short pulse light having a high pulse repetition frequency.

本発明の短パルス光発生装置は、任意の中心光周波数をもつ連続レーザー光源と、この連続レーザー光源からの連続レーザー光を位相変調する位相変調手段と、この位相変調手段からの光パルスを間引く光ゲートと、この光ゲートを通過した光パルスを増幅する光増幅手段と、この光増幅手段によって増幅された光パルスを圧縮する第1の分散付与手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の短パルス光発生装置の1構成例において、前記光ゲートは、複数段設けられることを特徴とするものである。
また、本発明の短パルス光発生装置の1構成例は、さらに、前記位相変調手段と前記光ゲートとの間に、前記位相変調手段からの光パルスを圧縮する第2の分散付与手段を備えることを特徴とするものである。
また、本発明の短パルス光発生装置の1構成例において、前記位相変調手段は、複数段設けられることを特徴とするものである。
The short pulse light generator of the present invention includes a continuous laser light source having an arbitrary center light frequency, a phase modulation means for phase-modulating the continuous laser light from the continuous laser light source, and thinning out light pulses from the phase modulation means. An optical gate, an optical amplifying unit for amplifying the optical pulse that has passed through the optical gate, and a first dispersion providing unit for compressing the optical pulse amplified by the optical amplifying unit are provided. .
In one configuration example of the short pulse light generator of the present invention, the optical gate is provided in a plurality of stages.
In addition, one configuration example of the short pulse light generation device of the present invention further includes a second dispersion providing unit that compresses the optical pulse from the phase modulation unit between the phase modulation unit and the optical gate. It is characterized by this.
In one configuration example of the short pulse light generator of the present invention, the phase modulation means is provided in a plurality of stages.

また、本発明の短パルス光発生装置の1構成例は、さらに、前記連続レーザー光源と前記位相変調手段との間、または前記位相変調手段と前記光ゲートとの間に、前記位相変調手段からの光パルスを強度変調する強度変調手段を備えることを特徴とするものである。
また、本発明の短パルス光発生装置の1構成例は、さらに、前記連続レーザー光を変調する信号を前記位相変調手段に供給する基準周波数発生手段と、この基準周波数発生手段から出力される信号を分周した光ゲート駆動用の信号を、前記光ゲートに供給する周波数分周手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の短パルス光発生装置の1構成例は、さらに、光ゲート駆動用の信号を前記光ゲートに供給する基準周波数発生手段と、この基準周波数発生手段から出力される信号を逓倍した光パルス変調用の信号を、前記位相変調手段に供給する周波数逓倍手段とを備えることを特徴とするものである。
In addition, one configuration example of the short-pulse light generating device of the present invention is further provided from the phase modulation unit between the continuous laser light source and the phase modulation unit or between the phase modulation unit and the optical gate. Intensity modulation means for modulating the intensity of the optical pulse is provided.
The short pulse light generator of the present invention further includes a reference frequency generator for supplying a signal for modulating the continuous laser light to the phase modulator, and a signal output from the reference frequency generator. And frequency dividing means for supplying a signal for driving the optical gate to the optical gate.
Further, in the configuration example of the short pulse light generation device of the present invention, reference frequency generation means for supplying a signal for driving the optical gate to the optical gate, and a signal output from the reference frequency generation means are further multiplied. Frequency multiplying means for supplying a signal for optical pulse modulation to the phase modulating means.

また、本発明の短パルス光発生方法は、任意の中心光周波数をもつ連続レーザー光源からの連続レーザー光を位相変調する位相変調ステップと、この位相変調ステップで得られた光パルスを間引く光ゲートステップと、この光ゲートステップで得られた光パルスを光増幅手段で増幅する光増幅ステップと、この光増幅ステップで得られた光パルスを圧縮するパルス圧縮ステップとを備えることを特徴とするものである。   Further, the short pulse light generation method of the present invention includes a phase modulation step for phase-modulating continuous laser light from a continuous laser light source having an arbitrary center optical frequency, and an optical gate for thinning out the optical pulses obtained in this phase modulation step. And an optical amplification step for amplifying the optical pulse obtained in the optical gate step by an optical amplification means, and a pulse compression step for compressing the optical pulse obtained in the optical amplification step. It is.

本発明によれば、連続レーザー光源からの連続レーザー光を位相変調する位相変調手段を用いて光パルス列を発生させ、この光パルス列を光ゲートで間引いて光ピークパワーを高め、光増幅器内で非線形効果により光スペクトル帯域を拡大して、最終的に分散媒質でパルス圧縮することにより、非常に簡素化した光学構成で長期安定性に優れ、かつ、小型化で可搬可能なフェムト秒短パルスレーザー光源が実現可能であるという極めて優れた効果が得られる。また、従来技術ではパルス繰り返し周波数の上限が1GHz程度であったが、本発明を使用すれば、従来技術に比べて1桁以上高いパルス繰り返し周波数を持つフェムト秒短パルスレーザー光源も実現可能である。   According to the present invention, an optical pulse train is generated by using phase modulation means for phase-modulating continuous laser light from a continuous laser light source, and this optical pulse train is thinned out by an optical gate to increase the optical peak power. The femtosecond short pulse laser that has a very simple optical configuration, excellent long-term stability, and is portable in a compact size by expanding the optical spectrum band by the effect and finally compressing the pulse with a dispersion medium. An extremely excellent effect that a light source can be realized is obtained. In the conventional technique, the upper limit of the pulse repetition frequency is about 1 GHz. However, if the present invention is used, a femtosecond short pulse laser light source having a pulse repetition frequency higher by one digit or more than the conventional technique can be realized. .

また、本発明では、光ゲートを複数段設けることにより、更にパルス幅の短いパルス光を発生することができる。   In the present invention, by providing a plurality of optical gates, it is possible to generate pulsed light having a shorter pulse width.

また、本発明では、位相変調手段と光ゲートとの間に、位相変調手段からの光パルスを圧縮する第2の分散付与手段を設けることにより、光ゲートの光透過損失を少なくすることができる。   Further, in the present invention, the light transmission loss of the optical gate can be reduced by providing the second dispersion providing unit for compressing the optical pulse from the phase modulating unit between the phase modulating unit and the optical gate. .

また、本発明では、位相変調手段を複数段設けることにより、更にパルス幅の短いパルス光を発生することができる。   In the present invention, it is possible to generate pulsed light having a shorter pulse width by providing a plurality of stages of phase modulation means.

また、本発明では、連続レーザー光源と位相変調手段との間、または位相変調手段と光ゲートとの間に、位相変調手段からの光パルスを強度変調する強度変調手段を設けることにより、パルス圧縮した際のペデスタル抑圧に寄与することができる。   Further, in the present invention, pulse compression is provided by providing an intensity modulation means for intensity-modulating the optical pulse from the phase modulation means between the continuous laser light source and the phase modulation means or between the phase modulation means and the optical gate. Can contribute to pedestal suppression.

また、本発明では、連続レーザー光を変調する信号を位相変調手段に供給する基準周波数発生手段と、基準周波数発生手段から出力される信号を分周した光ゲート駆動用の信号を、光ゲートに供給する周波数分周手段とを設けることにより、位相変調手段と光ゲートとを完全に同期させることができ、光ゲートを通過する光パルスの強度の安定性を向上させることができる。   In the present invention, the reference frequency generating means for supplying the signal for modulating the continuous laser light to the phase modulating means, and the optical gate driving signal obtained by dividing the signal output from the reference frequency generating means for the optical gate. By providing the frequency dividing means to be supplied, the phase modulation means and the optical gate can be completely synchronized, and the stability of the intensity of the optical pulse passing through the optical gate can be improved.

また、本発明では、光ゲート駆動用の信号を光ゲートに供給する基準周波数発生手段と、基準周波数発生手段から出力される信号を逓倍した光パルス変調用の信号を、位相変調手段に供給する周波数逓倍手段とを設けることにより、位相変調手段と光ゲートとを完全に同期させることができ、光ゲートを通過する光パルスの強度の安定性を向上させることができる。   In the present invention, the reference frequency generating means for supplying a signal for driving the optical gate to the optical gate, and the signal for optical pulse modulation obtained by multiplying the signal output from the reference frequency generating means are supplied to the phase modulating means. By providing the frequency multiplication means, the phase modulation means and the optical gate can be completely synchronized, and the stability of the intensity of the optical pulse passing through the optical gate can be improved.

本発明の第1の実施の形態に係る短パルス光発生装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the short pulse light generator which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態における光ゲート前での光パルス波形および光ゲート後での光パルス波形を示す図である。It is a figure which shows the optical pulse waveform before the optical gate in the 1st Embodiment of this invention, and the optical pulse waveform after an optical gate. 本発明の第1の実施の形態に係る短パルス光発生装置から光ゲートを除いた構成において分散付与手段を透過した後の光スペクトルおよび自己相関波形を示す図、並びに本発明の第1の実施の形態において分散付与手段を透過した後の光スペクトルおよび自己相関波形を示す図である。The figure which shows the optical spectrum after passing through a dispersion | distribution provision means in the structure except the optical gate from the short pulse light generation apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention, and an autocorrelation waveform, and 1st Embodiment of this invention It is a figure which shows the optical spectrum after passing through the dispersion | distribution provision means in the form of, and an autocorrelation waveform. 本発明の第2の実施の形態に係る短パルス光発生装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the short pulse light generator which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る短パルス光発生装置から光ゲートを除いた構成において分散付与手段を透過した後の光スペクトルおよび自己相関波形を示す図、並びに本発明の第2の実施の形態において分散付与手段を透過した後の光スペクトルおよび自己相関波形を示す図である。The figure which shows the optical spectrum after passing through a dispersion | distribution provision means in the structure except the optical gate from the short pulse light generation apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention, and an autocorrelation waveform, and 2nd Embodiment of this invention It is a figure which shows the optical spectrum after passing through the dispersion | distribution provision means in the form of, and an autocorrelation waveform. 本発明の第3の実施の形態に係る短パルス光発生装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the short pulse light generator which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る短パルス光発生装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the short pulse light generator which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態に係る短パルス光発生装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the short pulse light generator which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施の形態に係る短パルス光発生装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the short pulse light generator which concerns on the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施の形態に係る短パルス光発生装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the short pulse light generator which concerns on the 7th Embodiment of this invention.

[発明の原理]
本発明は上記目的を達成するために、任意の中心光周波数をもつ連続レーザー光源からの連続レーザー光を位相変調する位相変調ステップ(ステップS1)と、位相変調ステップで得られた光パルスを間引いて光ピークパワーを高める光ゲートステップ(ステップS2)と、光ゲートステップで得られた光パルスを光増幅器で増幅し、光増幅器内での非線形効果によって光スペクトル帯域を拡大した広帯域光を発生させる光増幅ステップ(ステップS3)と、パルス圧縮時の非線形効果の発生を抑えることが可能な分散媒質を用いて光パルスを圧縮するパルス圧縮ステップ(ステップS4)とを備えることを特徴とする。
[Principle of the Invention]
In order to achieve the above object, the present invention achieves the above-described object by phase modulation step (step S1) for phase-modulating continuous laser light from a continuous laser light source having an arbitrary center optical frequency, and thinning out the optical pulses obtained in the phase modulation step The optical gate step (step S2) for increasing the optical peak power and the optical pulse obtained by the optical gate step are amplified by the optical amplifier, and the broadband light whose optical spectrum band is expanded by the nonlinear effect in the optical amplifier is generated. It is characterized by comprising an optical amplification step (step S3) and a pulse compression step (step S4) for compressing the optical pulse using a dispersion medium capable of suppressing the occurrence of nonlinear effects during pulse compression.

本発明は、分散補償方法にも特徴がある。従来のパルス圧縮方法では、自己位相変調効果によりスペクトル帯域を広げた正分散した光を負分散を持つ分散シフトファイバーあるいは回折格子対で圧縮している。これに対して、本発明では、位相変調器で生成した負分散を起こした光のスペクトル帯域をEDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier)内の非線形効果で広げて正分散を持つシングルモードファイバーやガラスブロックで圧縮している。   The present invention is also characterized by a dispersion compensation method. In the conventional pulse compression method, positively dispersed light whose spectral band is expanded by the self-phase modulation effect is compressed by a dispersion shift fiber or a diffraction grating pair having negative dispersion. In contrast, in the present invention, a single mode fiber or glass block having a positive dispersion is obtained by expanding the spectral band of the negative dispersion generated by the phase modulator by a nonlinear effect in an EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier). Compressed.

[第1の実施の形態]
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係る短パルス光発生装置の構成の一例を示すブロック図である。
この短パルス光発生装置は、任意の中心光周波数およびパルス繰り返し周波数の制御が可能な短パルス光源であり、CW光源1と、CW光源1からのCW光を周波数frepで位相変調する位相変調手段2と、繰り返し周波数frepの信号を発生するマイクロ波基準周波数発生器3と、繰り返し周波数fmodの信号を発生する光ゲート用マイクロ波基準周波数発生器4と、位相変調手段2からの光パルスを一定間隔で間引いてピークパワーを高める光ゲート5と、光ゲート5を通過した光パルスを増幅する光増幅器6と、光増幅器6によって増幅された光パルスを圧縮する分散付与手段7(例えば、ガラスブロック、モードフィールド径の大きい光ファイバーなど)と、光ゲート用マイクロ波基準周波数発生器4から出力される繰り返し周波数fmodの信号からインパルス信号を発生する光ゲート用インパルス発生装置14とから構成される。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the short pulse light generator according to the first embodiment of the present invention.
This short pulse light generator is a short pulse light source capable of controlling an arbitrary center light frequency and pulse repetition frequency, and phase modulation that performs phase modulation of the CW light source 1 and the CW light from the CW light source 1 with a frequency f rep. Means 2, a microwave reference frequency generator 3 for generating a signal of repetition frequency f rep , an optical gate microwave reference frequency generator 4 for generating a signal of repetition frequency f mod , and light from the phase modulation means 2 An optical gate 5 that increases the peak power by thinning out pulses at regular intervals, an optical amplifier 6 that amplifies the optical pulse that has passed through the optical gate 5, and a dispersion applying means 7 that compresses the optical pulse amplified by the optical amplifier 6 (for example, , Glass block, optical fiber having a large mode field diameter, etc.) and the repetition frequency f mod output from the optical gate microwave reference frequency generator 4 And an optical gate impulse generator 14 for generating an impulse signal from the above signals.

以下、ステップS1について例を用いて説明する。ここで、CW光源1は、CW光を発生するCW半導体レーザーである。CW光源1が発生するCW光の中心光波長は任意に選択可能である。また、CW光源1として波長可変CW光源を用いることもできる。位相変調手段2は、CW光源1からのCW光を、マイクロ波基準周波数発生器3から出力される繰り返し周波数frepの信号に応じて位相変調する。こうして、周期的にアップチャープとダウンチャープを発生させることができる。 Hereinafter, step S1 will be described using an example. Here, the CW light source 1 is a CW semiconductor laser that generates CW light. The center light wavelength of the CW light generated by the CW light source 1 can be arbitrarily selected. Further, a tunable CW light source can be used as the CW light source 1. The phase modulation unit 2 modulates the phase of the CW light from the CW light source 1 according to the signal of the repetition frequency f rep output from the microwave reference frequency generator 3. Thus, up-chirp and down-chirp can be generated periodically.

CW光源1と位相変調手段2とからなるパルス光源部分として、非特許文献4に開示されているようにファブリペロー共振器内に電気光学変調器を設置した構成を用い、深い周波数変調をCW光にかけて、FM側帯波を発生させるようにしてもよい。この構成の場合、マイクロ波基準周波数発生器3から出力される信号は、電気光学変調器に供給される。また、位相変調手段2として、非特許文献1に開示されたマッハツェンダー型位相変調器と分散減少ファイバーとからなる構成を用いてもよい。この構成の場合、マイクロ波基準周波数発生器3から出力される信号は、マッハツェンダー型位相変調器に供給される。これらの位相変調手段2を用いて光パルス列を発生させる手法では、共振器長の制限を受けないために、最大100GHzのパルス繰り返し周波数の光パルス列の発生が実現可能となる。   As a pulse light source part composed of the CW light source 1 and the phase modulation means 2, a configuration in which an electro-optic modulator is installed in a Fabry-Perot resonator as disclosed in Non-Patent Document 4 is used, and deep frequency modulation is performed using CW light. , FM sidebands may be generated. In the case of this configuration, the signal output from the microwave reference frequency generator 3 is supplied to the electro-optic modulator. Further, the phase modulation means 2 may be configured by a Mach-Zehnder type phase modulator disclosed in Non-Patent Document 1 and a dispersion reducing fiber. In the case of this configuration, the signal output from the microwave reference frequency generator 3 is supplied to the Mach-Zehnder type phase modulator. In the method of generating an optical pulse train using these phase modulation means 2, generation of an optical pulse train having a maximum pulse repetition frequency of 100 GHz can be realized because the resonator length is not limited.

次に、ステップS2について例を用いて説明する。上記の位相変調手段2で発生した光パルス列は、パルス繰り返し周波数が高く、ASE(Amplified Spontaneous Emission)成分が重畳しているために、光増幅器内での自己位相変調効果等の非線形効果による広スペクトル帯域光発生に十分なピークパワーを得られない。そこで、本実施の形態では、光ゲート5を用いてパルス繰り返し周波数を低減(デュ−ティー比を低減)し、光ゲート5を通過した光パルスを光増幅器6で1〜2W程度まで光増幅することによって、光増幅器6の内部で自己位相変調効果等の非線形効果を起こして、光スペクトル帯域を拡大させ、パルス幅200フェムト秒以下の短パルス光発生に必要な広スペクトル帯域光の発生を実現している。   Next, step S2 will be described using an example. Since the optical pulse train generated by the phase modulation means 2 has a high pulse repetition frequency and an ASE (Amplified Spontaneous Emission) component superimposed thereon, a wide spectrum due to a nonlinear effect such as a self-phase modulation effect in the optical amplifier. A peak power sufficient to generate band light cannot be obtained. Therefore, in the present embodiment, the optical gate 5 is used to reduce the pulse repetition frequency (duty ratio is reduced), and the optical pulse that has passed through the optical gate 5 is optically amplified to about 1 to 2 W by the optical amplifier 6. As a result, non-linear effects such as a self-phase modulation effect are caused inside the optical amplifier 6 to widen the optical spectrum band and realize generation of a wide spectrum band light necessary for generating a short pulse light having a pulse width of 200 femtoseconds or less. doing.

光ゲート用インパルス発生装置14は、光ゲート5を駆動するために、ゲート周波数(繰り返し周波数)fmodのインパルス信号を発生する。光ゲート5は、このインパルス信号に応じて、位相変調手段2からの光パルスを通過または遮断するように動作し、インパルス信号が入力される度に光パルスを通過させる。光ゲート5の例としては、強度変調器、ファブリペロー干渉計、フィルタなどがある。 The optical gate impulse generator 14 generates an impulse signal having a gate frequency (repetition frequency) f mod in order to drive the optical gate 5. The optical gate 5 operates so as to pass or block the optical pulse from the phase modulation means 2 in accordance with the impulse signal, and passes the optical pulse every time the impulse signal is input. Examples of the optical gate 5 include an intensity modulator, a Fabry-Perot interferometer, and a filter.

パルス幅が200フェムト秒以下の短パルス光発生には、光増幅器6で1パルス当たりのエネルギーを0.2nJ以上まで増幅する必要がある。位相変調手段2から出力され光ゲート5に入力される前の光パルスは、図2(A)に示すようにパルス繰り返し周波数がfHz(f=frep、frepは例えば数GHz〜数10GHz)でデューティー比がパルス幅×fのパルス波形をしている。一方、光ゲート5を通過した光パルスは、図2(B)に示すようにパルス繰り返し周波数が(f/n)Hz(f/n=frep/n=fmod、fmodは例えば数MHz〜1GHz)でデューティー比がパルス幅×f/nのパルス波形となる(nは正の整数)。このステップS2で光パルスのパルス繰り返し周波数を低減することにより、後段の光増幅器6内での非線形効果の影響により光スペクトル帯域拡大の効果が得られる。 In order to generate short pulse light having a pulse width of 200 femtoseconds or less, it is necessary to amplify the energy per pulse to 0.2 nJ or more by the optical amplifier 6. The optical pulse outputted from the phase modulation means 2 and before being inputted to the optical gate 5 has a pulse repetition frequency of fHz (f = f rep , f rep is several GHz to several tens GHz, for example) as shown in FIG. And a pulse waveform with a duty ratio of pulse width × f. On the other hand, the optical pulse that has passed through the optical gate 5 has a pulse repetition frequency of (f / n) Hz (f / n = f rep / n = f mod , where f mod is several MHz, for example, as shown in FIG. (1 GHz) and a pulse waveform with a duty ratio of pulse width × f / n (n is a positive integer). By reducing the pulse repetition frequency of the optical pulse in step S2, the effect of expanding the optical spectrum band can be obtained due to the influence of the non-linear effect in the optical amplifier 6 at the subsequent stage.

次に、ステップS3について例を用いて説明する。光増幅器6は、光ゲート5を通過した光パルスを増幅する。このとき、光増幅器6内でレーザーピークパワーが増加しながら、徐々に光スペクトル帯域幅が拡大される。このステップS3で光パルス列の光増幅を行うことにより、光増幅器6内で起こる非線形効果により、短パルス化に必要となる広い光スペクトルが出力される。   Next, step S3 will be described using an example. The optical amplifier 6 amplifies the optical pulse that has passed through the optical gate 5. At this time, the optical spectrum bandwidth is gradually expanded while the laser peak power is increased in the optical amplifier 6. By performing optical amplification of the optical pulse train in this step S3, a wide optical spectrum necessary for shortening the pulse is output due to the nonlinear effect occurring in the optical amplifier 6.

次にステップS4について例を用いて説明する。分散媒質からなる分散付与手段7は、光増幅器6によって増幅された光パルスを200フェムト秒以下のパルス幅までパルス圧縮する。分散媒質として、パルス圧縮時の非線形効果の発生を抑えることが可能な媒質を用いることにより、光パルスが分散媒質を伝搬する際に非線形効果を起こさずにパルス圧縮することができる。具体的には、伝搬するレーザー光のピークパワーが1010W/cm2以下となる分散媒質であればよい。分散媒質の例としては、ガラスブロックやモードフィールド径の大きい光ファイバーあるいは回折格子などがある。 Next, step S4 will be described using an example. The dispersion imparting means 7 made of a dispersion medium compresses the optical pulse amplified by the optical amplifier 6 to a pulse width of 200 femtoseconds or less. By using a medium that can suppress the occurrence of nonlinear effects during pulse compression as the dispersion medium, it is possible to perform pulse compression without causing nonlinear effects when an optical pulse propagates through the dispersion medium. Specifically, any dispersion medium in which the peak power of the propagating laser beam is 10 10 W / cm 2 or less may be used. Examples of the dispersion medium include a glass block, an optical fiber having a large mode field diameter, and a diffraction grating.

このとき、光パルス列発生用のマイクロ波基準周波数発生器3と光ゲート用マイクロ波基準周波数発生器4とは同期している。また、マイクロ波基準周波数発生器3と光ゲート用マイクロ波基準周波数発生器4間の位相調整は、マイクロ波基準周波数発生器3,4内に設けられる位相調整器、あるいはマイクロ波基準周波数発生器3,4の後段に設けられる位相調整器を用いて行われる。   At this time, the microwave reference frequency generator 3 for optical pulse train generation and the microwave reference frequency generator 4 for optical gate are synchronized. Further, the phase adjustment between the microwave reference frequency generator 3 and the optical gate microwave reference frequency generator 4 is performed by a phase adjuster provided in the microwave reference frequency generators 3 and 4 or a microwave reference frequency generator. This is performed using a phase adjuster provided in the subsequent stage of the third and fourth stages.

図3(A)は図1に示した本実施の形態の短パルス光発生装置から光ゲート5を除いた構成において分散付与手段7を透過した後の光スペクトルを示す図、図3(B)は光ゲート5を除いた構成において分散付与手段7を透過した後の自己相関波形を示す図、図3(C)は本実施の形態において分散付与手段7を透過した後の光スペクトルを示す図、図3(D)は本実施の形態において分散付与手段7を透過した後の自己相関波形を示す図である。ここで、本実施の形態の短パルス光発生装置から光ゲート5を除いた構成において分散付与手段7を透過した後の光パルス列の繰り返し周波数は25GHz(すなわち、frep=25GHz)である。一方、本実施の形態の短パルス光発生装置において分散付与手段7を透過した後の光パルス列の繰り返し周波数は1GHzである。図3(C)、図3(D)によると、光スペクトル帯域の拡大に伴ってパルス幅も圧縮されることが分かる。本実施の形態では、ステップS4で非線形効果を起こさない分散媒質を用いてパルス圧縮することにより、パルス幅を163フェムト秒まで圧縮することができる。 FIG. 3A is a diagram showing an optical spectrum after passing through the dispersion providing means 7 in the configuration in which the optical gate 5 is removed from the short pulse light generator of the present embodiment shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 3 is a diagram showing an autocorrelation waveform after passing through the dispersion applying unit 7 in a configuration excluding the optical gate 5, and FIG. 3C is a diagram showing an optical spectrum after passing through the dispersion applying unit 7 in the present embodiment. FIG. 3D is a diagram showing an autocorrelation waveform after passing through the dispersion imparting means 7 in the present embodiment. Here, in the configuration in which the optical gate 5 is removed from the short pulse light generator of the present embodiment, the repetition frequency of the optical pulse train after passing through the dispersion providing means 7 is 25 GHz (that is, f rep = 25 GHz). On the other hand, the repetition frequency of the optical pulse train after passing through the dispersion providing means 7 in the short pulse light generator of the present embodiment is 1 GHz. According to FIGS. 3C and 3D, it can be seen that the pulse width is also compressed as the optical spectrum band is expanded. In the present embodiment, the pulse width can be compressed to 163 femtoseconds by performing pulse compression using a dispersion medium that does not cause a nonlinear effect in step S4.

以上述べたステップS1〜ステップS4を実行することによって、CW光源を種光源として、パルス幅200フェムト秒以下の短パルス光を発生することができる。その結果、本実施の形態では、任意の中心光周波数に対して、パルス幅200フェムト秒以下の短パルス光発生を可能とし、さらには、従来技術であるモード同期レーザーと比較して1桁以上パルス繰り返し周波数が高く、かつ、そのパルス繰り返し周波数が広範囲に可変な光源を実現することができる。   By executing Steps S1 to S4 described above, short pulse light with a pulse width of 200 femtoseconds or less can be generated using the CW light source as a seed light source. As a result, in the present embodiment, it is possible to generate a short pulse light with a pulse width of 200 femtoseconds or less for an arbitrary center optical frequency, and more than one digit compared with the mode-locked laser which is the prior art. A light source having a high pulse repetition frequency and a variable pulse repetition frequency over a wide range can be realized.

[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。図4は、本発明の第2の実施の形態に係る短パルス光発生装置の構成の一例を示すブロック図である。
本実施の形態の短パルス光発生装置は、任意の中心光周波数およびパルス繰り返し周波数の制御が可能な短パルス光源であり、CW光源1と、CW光源1からのCW光を位相変調する位相変調手段2と、繰り返し周波数frepの信号を発生するマイクロ波基準周波数発生器3と、繰り返し周波数frep/n(nは正の整数)の信号を発生する光ゲート用マイクロ波基準周波数発生器4と、位相変調手段2からの光パルスを一定間隔で間引く光ゲート5と、光ゲート5を通過した光パルスを増幅する光増幅器6と、光増幅器6によって増幅された光パルスを圧縮する分散付与手段7と、光ゲート5を通過した光パルスを一定間隔で間引く光ゲート10と、繰り返し周波数frep/n/m(n,mは正の整数)の信号を発生する光ゲート用マイクロ波基準周波数発生器13と、光ゲート用マイクロ波基準周波数発生器4から出力される繰り返し周波数frep/nの信号からインパルス信号を発生する光ゲート用インパルス発生装置14と、光ゲート用マイクロ波基準周波数発生器13から出力される繰り返し周波数frep/n/mの信号からインパルス信号を発生する光ゲート用インパルス発生装置15とから構成される。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of the short pulse light generator according to the second embodiment of the present invention.
The short pulse light generator of the present embodiment is a short pulse light source capable of controlling an arbitrary center light frequency and pulse repetition frequency, and phase modulation that performs phase modulation on the CW light source 1 and the CW light from the CW light source 1. a means 2, the repetition frequency f microwave reference frequency generator 3 for generating a signal rep the repetition frequency f rep / n (n is a positive integer) microwave reference frequency generator for generating a signal to the optical gate 4 And an optical gate 5 for thinning out the optical pulses from the phase modulation means 2 at regular intervals, an optical amplifier 6 for amplifying the optical pulses that have passed through the optical gate 5, and dispersion application for compressing the optical pulses amplified by the optical amplifier 6 a means 7, the optical gate 10 for thinning the optical pulse that has passed through the optical gate 5 at regular intervals, the repetition frequency f rep / n / m (n , m are positive integers) micro for optical gate for generating a signal A reference frequency generator 13, the repetition frequency f rep / n optical gate for impulse generator 14 for generating an impulse signal from the signal output from the optical gate for microwave reference frequency generator 4, an optical gate microwave criteria The optical gate impulse generator 15 generates an impulse signal from a signal having a repetition frequency f rep / n / m output from the frequency generator 13.

本実施の形態は、第1の実施の形態の光ゲート5と光増幅器6との間に新たな光ゲート10を加え、この光ゲート10の駆動のために光ゲート用マイクロ波基準周波数発生器13と光ゲート用インパルス発生装置15とを加えた多段構成光ゲートの例である。光ゲートの消光比が高くない場合、本実施の形態のように光ゲートを複数台用いることが有効である。例えば第1の実施の形態のように光ゲートを1台用いた構成では、ASE成分が十分に抑圧できず、パルス繰り返し周波数を低減しても、パルス幅163フェムト秒より短いパルス光の発生に必要となるピークパワーを得ることはできない(図3(C)、図3(D)参照)。   In this embodiment, a new optical gate 10 is added between the optical gate 5 and the optical amplifier 6 of the first embodiment, and the optical gate microwave reference frequency generator is used to drive the optical gate 10. 13 is an example of a multistage optical gate in which an optical gate impulse generator 15 is added. When the extinction ratio of the optical gate is not high, it is effective to use a plurality of optical gates as in this embodiment. For example, in the configuration using one optical gate as in the first embodiment, the ASE component cannot be sufficiently suppressed, and even if the pulse repetition frequency is reduced, pulse light shorter than 163 femtoseconds is generated. The required peak power cannot be obtained (see FIGS. 3C and 3D).

したがって、十分なピークパワーを得るためには、2段以上の光ゲートを配置することが有効である。
光ゲート用インパルス発生装置14は、光ゲート5を駆動するために、ゲート周波数(繰り返し周波数)frep/n(nは正の整数)のインパルス信号を発生する。光ゲート5は、このゲート周波数frep/nのインパルス信号に応じて、位相変調手段2からの光パルスを通過または遮断するように動作し、インパルス信号が入力される度に光パルスを通過させる。
Therefore, in order to obtain sufficient peak power, it is effective to arrange two or more stages of optical gates.
The optical gate impulse generator 14 generates an impulse signal having a gate frequency (repetition frequency) f rep / n (n is a positive integer) in order to drive the optical gate 5. The optical gate 5 operates to pass or block the optical pulse from the phase modulation means 2 in accordance with the impulse signal having the gate frequency f rep / n, and allows the optical pulse to pass every time the impulse signal is input. .

光ゲート用インパルス発生装置15は、光ゲート10を駆動するために、ゲート周波数frep/n/m(n,mは正の整数)のインパルス信号を発生する。光ゲート10は、このゲート周波数frep/n/mのインパルス信号に応じて、ゲート5からの光パルスを通過または遮断するように動作し、インパルス信号が入力される度に光パルスを通過させる。
また、2段目の光ゲート10でASE成分を十分に抑圧できない場合、2段目のゲート周波数のm逓倍の周波数(frep/n)で動作する1段目の光ゲート5に消光比の高い光ゲートを用いることも有効である。
The optical gate impulse generator 15 generates an impulse signal having a gate frequency f rep / n / m (n and m are positive integers) in order to drive the optical gate 10. The optical gate 10 operates to pass or block the optical pulse from the gate 5 in accordance with the impulse signal having the gate frequency f rep / n / m, and allows the optical pulse to pass every time the impulse signal is input. .
If the ASE component cannot be sufficiently suppressed by the second-stage optical gate 10, the extinction ratio of the first-stage optical gate 5 operating at a frequency (f rep / n) multiplied by the second-stage gate frequency is increased . It is also effective to use a high optical gate.

本実施の形態では、1段目の光ゲート5のゲート周波数を1GHz(=frep/25GHz)とし、2段目の光ゲート10のゲート周波数も1GHz(=frep/25/1GHz)とした。
そして、第1の実施の形態と同様に、光ゲート10を通過した光パルスを光増幅器6で1〜2W程度まで光増幅することによって、光増幅器6の内部で自己位相変調効果等の非線形効果を起こして、光スペクトル帯域を拡大させ、光増幅器6によって増幅された光パルスを分散付与手段7で200フェムト秒以下のパルス幅までパルス圧縮する。第1の実施の形態と同様に、光パルス列発生用のマイクロ波基準周波数発生器3と光ゲート用マイクロ波基準周波数発生器4,13とは同期している。
In the present embodiment, the gate frequency of the first-stage optical gate 5 is 1 GHz (= f rep / 25 GHz), and the gate frequency of the second-stage optical gate 10 is also 1 GHz (= f rep / 25/1 GHz). .
As in the first embodiment, the optical pulse that has passed through the optical gate 10 is optically amplified to about 1 to 2 W by the optical amplifier 6, so that a nonlinear effect such as a self-phase modulation effect is generated inside the optical amplifier 6. Thus, the optical spectrum band is expanded, and the optical pulse amplified by the optical amplifier 6 is pulse-compressed by the dispersion applying means 7 to a pulse width of 200 femtoseconds or less. As in the first embodiment, the microwave reference frequency generator 3 for generating the optical pulse train and the microwave reference frequency generators 4 and 13 for the optical gate are synchronized.

図5(A)は図4に示した本実施の形態の短パルス光発生装置から光ゲート5,10を除いた構成において分散付与手段7を透過した後の光スペクトルを示す図、図5(B)は光ゲート5,10を除いた構成において分散付与手段7を透過した後の自己相関波形を示す図、図5(C)は本実施の形態において分散付与手段7を透過した後の光スペクトルを示す図、図5(D)は本実施の形態において分散付与手段7を透過した後の自己相関波形を示す図である。ここで、本実施の形態の短パルス光発生装置から光ゲート5,10を除いた構成において分散付与手段7を透過した後の光パルス列の繰り返し周波数は25GHz(すなわち、frep=25GHz)である。一方、本実施の形態の短パルス光発生装置において分散付与手段7を透過した後の光パルス列の繰り返し周波数は1GHzである。 FIG. 5A is a diagram showing an optical spectrum after passing through the dispersion imparting means 7 in the configuration in which the optical gates 5 and 10 are removed from the short pulse light generator of the present embodiment shown in FIG. FIG. 5B is a diagram showing an autocorrelation waveform after passing through the dispersion imparting means 7 in the configuration excluding the optical gates 5 and 10, and FIG. 5C is a diagram showing light after passing through the dispersion imparting means 7 in the present embodiment. FIG. 5D is a diagram showing a spectrum, and FIG. 5D is a diagram showing an autocorrelation waveform after passing through the dispersion imparting means 7 in the present embodiment. Here, the repetition frequency of the optical pulse train after passing through the dispersion providing means 7 in the configuration in which the optical gates 5 and 10 are removed from the short pulse light generator of the present embodiment is 25 GHz (that is, f rep = 25 GHz). . On the other hand, the repetition frequency of the optical pulse train after passing through the dispersion providing means 7 in the short pulse light generator of the present embodiment is 1 GHz.

本実施の形態のように、光ゲートを2段構成にすることにより、パルスピーク強度が大きくなり、光増幅器6内で光スペクトル帯域が拡大する。図5(C)、図5(D)によると、光スペクトル帯域の拡大に伴ってパルス幅も圧縮されることが分かる。本実施の形態では、パルス幅を90フェムト秒まで圧縮することができる。   By using a two-stage optical gate as in the present embodiment, the pulse peak intensity is increased and the optical spectrum band is expanded in the optical amplifier 6. According to FIGS. 5C and 5D, it can be seen that the pulse width is also compressed as the optical spectrum band is expanded. In this embodiment, the pulse width can be compressed to 90 femtoseconds.

光ゲート周波数を更に低減すると、ピークパワーは更に増大し、よりパルス幅の短いパルス光の発生が可能となる。例えば1段目の光ゲート5のゲート周波数を1GHz(=frep/25GHz)、2段目の光ゲート10のゲート周波数を250MHz(=frep/25/4GHz)とする。このとき、光ゲート10を通過した光パルスを光増幅器6で増幅し、光増幅器6によって増幅された光パルスを分散付与手段7でパルス圧縮すると、パルス幅は70フェムト秒まで圧縮される。
以上のように、本実施の形態では、第1の実施の形態と比べてパルス幅の短いパルス光を発生することができる。
When the optical gate frequency is further reduced, the peak power is further increased, and pulse light with a shorter pulse width can be generated. For example, the gate frequency of the first-stage optical gate 5 is 1 GHz (= f rep / 25 GHz), and the gate frequency of the second-stage optical gate 10 is 250 MHz (= f rep / 25/4 GHz). At this time, when the optical pulse that has passed through the optical gate 10 is amplified by the optical amplifier 6 and the optical pulse amplified by the optical amplifier 6 is pulse-compressed by the dispersion applying means 7, the pulse width is compressed to 70 femtoseconds.
As described above, in this embodiment, it is possible to generate pulsed light having a shorter pulse width than that in the first embodiment.

[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。図6は、本発明の第3の実施の形態に係る短パルス光発生装置の構成の一例を示すブロック図であり、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。
本実施の形態の短パルス光発生装置は、任意の中心光周波数およびパルス繰り返し周波数の制御が可能な短パルス光源であり、CW光源1と、位相変調手段2と、マイクロ波基準周波数発生器3と、光ゲート用マイクロ波基準周波数発生器4と、光ゲート5と、光増幅器6と、分散付与手段7と、光ゲート用インパルス発生装置14と、位相変調手段2からの光パルスを圧縮する分散付与手段11とから構成される。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of a short pulse light generator according to the third embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
The short pulse light generator of the present embodiment is a short pulse light source capable of controlling an arbitrary center light frequency and pulse repetition frequency, and includes a CW light source 1, a phase modulation means 2, and a microwave reference frequency generator 3. The optical pulse from the optical gate microwave reference frequency generator 4, optical gate 5, optical amplifier 6, dispersion applying means 7, optical gate impulse generator 14, and phase modulation means 2. It is comprised from the dispersion | distribution provision means 11. FIG.

本実施の形態は、第1の実施の形態の位相変調手段2と光ゲート5との間に分散付与手段11を挿入した例である。位相変調手段2から出力される繰り返し周波数frepの光パルスのパルス幅が光ゲート時間幅(光ゲート5がオンする時間幅)より大きい場合、光透過損失が発生する。そこで、本実施の形態のように光ゲート5の前に分散付与手段11を挿入し、位相変調手段2からの光パルスのパルス幅を光ゲート時間幅以下にすることにより、光ゲート5の光透過損失を少なくすることができる。分散付与手段11としては、光ファイバー、ファイバーグレイティングまたは平面型光波回路等を用いることができる。 The present embodiment is an example in which a dispersion providing unit 11 is inserted between the phase modulation unit 2 and the optical gate 5 of the first embodiment. When the pulse width of the optical pulse having the repetition frequency f rep output from the phase modulation means 2 is larger than the optical gate time width (time width when the optical gate 5 is turned on), light transmission loss occurs. Therefore, as in the present embodiment, the dispersion providing means 11 is inserted in front of the optical gate 5, and the pulse width of the optical pulse from the phase modulation means 2 is set to be equal to or smaller than the optical gate time width. Transmission loss can be reduced. As the dispersion imparting means 11, an optical fiber, fiber grating, a planar lightwave circuit, or the like can be used.

[第4の実施の形態]
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。図7は、本発明の第4の実施の形態に係る短パルス光発生装置の構成の一例を示すブロック図であり、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。
本実施の形態の短パルス光発生装置は、任意の中心光周波数およびパルス繰り返し周波数の制御が可能な短パルス光源であり、CW光源1と、複数の位相変調手段2と、マイクロ波基準周波数発生器3と、光ゲート用マイクロ波基準周波数発生器4と、光ゲート5と、光増幅器6と、分散付与手段7と、光ゲート用インパルス発生装置14と、マイクロ波基準周波数発生器3から出力される繰り返し周波数frepの信号の位相を調整する位相調整器16,17とから構成される。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a block diagram showing an example of the configuration of a short pulse light generator according to the fourth embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
The short pulse light generator of this embodiment is a short pulse light source capable of controlling an arbitrary center light frequency and pulse repetition frequency, and includes a CW light source 1, a plurality of phase modulation means 2, and a microwave reference frequency generator. Output from the reference 3, the microwave reference frequency generator 4 for the optical gate, the optical gate 5, the optical amplifier 6, the dispersion applying means 7, the impulse generator 14 for the optical gate, and the microwave reference frequency generator 3. The phase adjusters 16 and 17 adjust the phase of the signal having the repetition frequency f rep .

本実施の形態は、第1の実施の形態の位相変調手段2を多段に構成した例である。各位相変調手段2の動作は、第1の実施の形態と同じである。位相調整器16は、マイクロ波基準周波数発生器3から出力される繰り返し周波数frepの信号の位相を調整することにより、2段目の位相変調手段2が初段の位相変調手段2と同期するようにタイミング調整を行う。同様に、位相調整器17は、マイクロ波基準周波数発生器3から出力される繰り返し周波数frepの信号の位相を調整することにより、終段の位相変調手段2が初段の位相変調手段2と同期するようにタイミング調整を行う。 The present embodiment is an example in which the phase modulation means 2 of the first embodiment is configured in multiple stages. The operation of each phase modulation means 2 is the same as in the first embodiment. The phase adjuster 16 adjusts the phase of the signal of the repetition frequency f rep output from the microwave reference frequency generator 3 so that the second phase modulation means 2 is synchronized with the first phase modulation means 2. Adjust the timing. Similarly, the phase adjuster 17 adjusts the phase of the signal of the repetition frequency f rep output from the microwave reference frequency generator 3, so that the final phase modulation means 2 is synchronized with the initial phase modulation means 2. Adjust the timing so that

こうして、本実施の形態では、互いに同期した多段同期の位相変調手段2を用いることにより、非特許文献2に開示された短パルスレーザー光源よりも変調指数を大きくすることができるので、光スペクトル帯域を拡大することができ、非特許文献2に開示された短パルスレーザー光源および第1の実施の形態と比べてパルス幅の短いパルス光を発生することができる。この多段同期の位相変調手段2を用いる構成は、光増幅器6における光スペクトル帯域幅拡大に寄与するため、短パルス光発生にとって有効な手段である。
なお、本実施の形態を第2の実施の形態と組み合わせてもよいことは言うまでもない。
Thus, in the present embodiment, the modulation index can be made larger than that of the short pulse laser light source disclosed in Non-Patent Document 2 by using the multi-phase synchronized phase modulation means 2 synchronized with each other. As compared with the first embodiment and the short pulse laser light source disclosed in Non-Patent Document 2, pulse light having a shorter pulse width can be generated. Since the configuration using the multistage synchronous phase modulation means 2 contributes to the expansion of the optical spectrum bandwidth in the optical amplifier 6, it is an effective means for generating short pulse light.
Needless to say, this embodiment may be combined with the second embodiment.

[第5の実施の形態]
次に、本発明の第5の実施の形態について説明する。図8は、本発明の第5の実施の形態に係る短パルス光発生装置の構成の一例を示すブロック図であり、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。
本実施の形態の短パルス光発生装置は、任意の中心光周波数およびパルス繰り返し周波数の制御が可能な短パルス光源であり、CW光源1と、位相変調手段2と、マイクロ波基準周波数発生器3と、光ゲート用マイクロ波基準周波数発生器4と、光ゲート5と、光増幅器6と、分散付与手段7と、光ゲート用インパルス発生装置14と、位相変調手段2からの光パルスを強度変調する強度変調手段12とから構成される。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a block diagram showing an example of the configuration of a short pulse light generator according to the fifth embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
The short pulse light generator of the present embodiment is a short pulse light source capable of controlling an arbitrary center light frequency and pulse repetition frequency, and includes a CW light source 1, a phase modulation means 2, and a microwave reference frequency generator 3. And an optical gate microwave reference frequency generator 4, an optical gate 5, an optical amplifier 6, a dispersion applying unit 7, an optical gate impulse generator 14, and an intensity modulation of an optical pulse from the phase modulation unit 2. And intensity modulating means 12 to be configured.

本実施の形態は、第1の実施の形態の位相変調手段2と光ゲート5との間に強度変調手段12を挿入した例である。このように、本実施の形態では、強度変調手段12を配置することにより、位相変調手段2で発生した非線形チャープ部分を取り除くことができ、パルス圧縮した際のペデスタル抑圧に寄与することができる。   The present embodiment is an example in which the intensity modulation means 12 is inserted between the phase modulation means 2 and the optical gate 5 of the first embodiment. As described above, in the present embodiment, by arranging the intensity modulation means 12, the non-linear chirp portion generated in the phase modulation means 2 can be removed, which can contribute to pedestal suppression when pulse compression is performed.

[第6の実施の形態]
次に、本発明の第6の実施の形態について説明する。図9は、本発明の第6の実施の形態に係る短パルス光発生装置の構成の一例を示すブロック図であり、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。
本実施の形態の短パルス光発生装置は、CW光源1と、位相変調手段2と、マイクロ波基準周波数発生器3と、光ゲート5と、光増幅器6と、分散付与手段7と、光ゲート用インパルス発生装置14と、マイクロ波基準周波数発生器3から出力される繰り返し周波数frepの信号を1/nに分周する周波数分周器9と、周波数分周器9から出力される繰り返し周波数frep/nの信号の位相を調整する位相調整器18とから構成される。
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a block diagram showing an example of the configuration of the short pulse light generator according to the sixth embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
The short pulse light generator of the present embodiment includes a CW light source 1, a phase modulation means 2, a microwave reference frequency generator 3, an optical gate 5, an optical amplifier 6, a dispersion providing means 7, an optical gate. Impulse generator 14, frequency divider 9 that divides the signal of repetition frequency f rep output from microwave reference frequency generator 3 into 1 / n, and repetition frequency output from frequency divider 9 and a phase adjuster 18 for adjusting the phase of the signal f rep / n.

本実施の形態は、第1〜第5の実施の形態で使用した2台のマイクロ波基準周波数発生器3,4を1台に簡素化できる形態であり、光ゲート用マイクロ波基準周波数発生器4の代わりに、周波数分周器9と位相調整器18とを用いている。
位相調整器18は、周波数分周器9から出力される繰り返し周波数frep/nの信号の位相を調整することにより、光ゲート5が位相変調手段2と同期するようにタイミング調整を行う。
In this embodiment, the two microwave reference frequency generators 3 and 4 used in the first to fifth embodiments can be simplified to one, and the microwave reference frequency generator for optical gates is used. Instead of 4, a frequency divider 9 and a phase adjuster 18 are used.
The phase adjuster 18 adjusts the timing so that the optical gate 5 is synchronized with the phase modulation means 2 by adjusting the phase of the signal of the repetition frequency f rep / n output from the frequency divider 9.

本実施の形態では、位相変調手段2と光ゲート5で共通のマイクロ波基準周波数発生器を用いるため、位相変調手段2と光ゲート5とを完全に同期させることができ、光ゲート5を通過する光パルスの強度の安定性が向上するという効果を期待できる。   In this embodiment, since the common microwave reference frequency generator is used for the phase modulation means 2 and the optical gate 5, the phase modulation means 2 and the optical gate 5 can be completely synchronized, and pass through the optical gate 5. The effect that the stability of the intensity of the light pulse to be improved can be expected.

なお、第2の実施の形態のように多段構成光ゲートを用いる場合には、図9に示した構成に加えて、光ゲート用マイクロ波基準周波数発生器13の代わりに、マイクロ波基準周波数発生器3から出力される繰り返し周波数frepの信号を1/n/mに分周する周波数分周器と、この周波数分周器から出力される繰り返し周波数frep/n/mの信号の位相を調整するすることにより、光ゲート10が位相変調手段2と同期するようにタイミング調整を行う位相調整器とを用いればよい。 When a multi-stage optical gate is used as in the second embodiment, in addition to the configuration shown in FIG. 9, the microwave reference frequency generator is used instead of the optical gate microwave reference frequency generator 13. A frequency divider that divides the signal of the repetition frequency f rep output from the frequency divider 3 into 1 / n / m, and the phase of the signal of the repetition frequency f rep / n / m output from the frequency divider. By adjusting, a phase adjuster that adjusts timing so that the optical gate 10 is synchronized with the phase modulation means 2 may be used.

[第7の実施の形態]
次に、本発明の第7の実施の形態について説明する。図10は、本発明の第7の実施の形態に係る短パルス光発生装置の構成の一例を示すブロック図であり、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。
本実施の形態の短パルス光発生装置は、CW光源1と、位相変調手段2と、光ゲート用マイクロ波基準周波数発生器4と、光ゲート5と、光増幅器6と、分散付与手段7と、光ゲート用インパルス発生装置14と、光ゲート用マイクロ波基準周波数発生器4から出力される繰り返し周波数frep/nの信号の周波数をn倍する周波数逓倍器8と、周波数逓倍器8から出力される繰り返し周波数frepの信号の位相を調整する位相調整器19とから構成される。
[Seventh Embodiment]
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a block diagram showing an example of the configuration of the short pulse light generator according to the seventh embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
The short pulse light generator of the present embodiment includes a CW light source 1, a phase modulation unit 2, an optical gate microwave reference frequency generator 4, an optical gate 5, an optical amplifier 6, and a dispersion applying unit 7. , An optical gate impulse generator 14, a frequency multiplier 8 that multiplies the frequency of the signal of the repetition frequency f rep / n output from the optical gate microwave reference frequency generator 4, and an output from the frequency multiplier 8. And a phase adjuster 19 for adjusting the phase of the signal having the repetition frequency f rep .

本実施の形態は、第1〜第5の実施の形態で使用した2台のマイクロ波基準周波数発生器3,4を1台に簡素化できる形態であり、マイクロ波基準周波数発生器3の代わりに、周波数逓倍器8と位相調整器19とを用いている。
位相調整器19は、周波数逓倍器8から出力される繰り返し周波数frepの信号の位相を調整することにより、位相変調手段2が光ゲート5と同期するようにタイミング調整を行う。
In the present embodiment, the two microwave reference frequency generators 3 and 4 used in the first to fifth embodiments can be simplified to one, and instead of the microwave reference frequency generator 3. In addition, a frequency multiplier 8 and a phase adjuster 19 are used.
The phase adjuster 19 adjusts the timing so that the phase modulation means 2 is synchronized with the optical gate 5 by adjusting the phase of the signal of the repetition frequency f rep output from the frequency multiplier 8.

本実施の形態では、位相変調手段2と光ゲート5で共通のマイクロ波基準周波数発生器を用いるため、位相変調手段2と光ゲート5とを完全に同期させることができ、光ゲート5を通過する光パルスの強度の安定性が向上するという効果を期待できる。   In this embodiment, since the common microwave reference frequency generator is used for the phase modulation means 2 and the optical gate 5, the phase modulation means 2 and the optical gate 5 can be completely synchronized, and pass through the optical gate 5. The effect that the stability of the intensity of the light pulse to be improved can be expected.

なお、周波数逓倍器8の代わりに、コムジェネレータとRFバンドパスフィルターを用いてもよい。
また、第2の実施の形態のように多段構成光ゲートを用いる場合には、図10に示した構成に加えて、光ゲート用マイクロ波基準周波数発生器13の代わりに、光ゲート用マイクロ波基準周波数発生器4から出力される繰り返し周波数frep/nの信号を1/mに分周する周波数分周器と、この周波数分周器から出力される繰り返し周波数frep/n/mの信号の位相を調整するすることにより、光ゲート10が位相変調手段2と同期するようにタイミング調整を行う位相調整器とを用いればよい。
In place of the frequency multiplier 8, a comb generator and an RF band pass filter may be used.
When a multistage optical gate is used as in the second embodiment, in addition to the configuration shown in FIG. 10, an optical gate microwave is used instead of the optical gate microwave reference frequency generator 13. A frequency divider that divides the signal of the repetition frequency f rep / n output from the reference frequency generator 4 into 1 / m, and a signal of the repetition frequency f rep / n / m output from this frequency divider. It is sufficient to use a phase adjuster that adjusts the timing so that the optical gate 10 is synchronized with the phase modulation means 2 by adjusting the phase.

以上のように、第1〜第7の実施の形態の短パルス光発生装置は任意の中心光周波数およびパルス繰り返し周波数を持ち、更に中心光周波数およびパルス繰り返し周波数を連続可変することも可能である。第1〜第7の実施の形態では、従来技術よりも1桁以上パルス繰り返し周波数が高い短パルス光の発生を、CW光源を種光源とした非常に簡素化した光学構成で実現できることから、フェムト秒短パルス光を利用した超精密加工、超高速光通信、超高速現象の分光、細胞操作やDNA観察などの発展に従来以上に寄与するものであり、本発明が従来技術よりも優れていることが分かる。   As described above, the short-pulse light generators of the first to seventh embodiments have arbitrary center optical frequency and pulse repetition frequency, and it is also possible to continuously vary the center optical frequency and pulse repetition frequency. . In the first to seventh embodiments, the generation of short pulse light having a pulse repetition frequency higher than that of the prior art by one digit or more can be realized with a very simplified optical configuration using a CW light source as a seed light source. It contributes more than ever to the development of ultra-precision machining using ultra-short pulse light, ultra-high-speed optical communication, spectroscopy of ultra-high-speed phenomena, cell manipulation and DNA observation, and the present invention is superior to the prior art. I understand that.

以上、本発明の短パルス光発生装置の例について図面を参照して詳述したが、具体的な構成は第1〜第7の実施の形態に限られるものではなく、第1〜第7の実施の形態を適宜組み合わせてもよいし、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で設計の変更などがあっても本発明に含まれる。   As mentioned above, although the example of the short pulse light generator of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to the 1st-7th embodiment, The 1st-7th Embodiments may be combined as appropriate, and changes in design and the like within the scope of the present invention are also included in the present invention.

本発明は、フェムト秒オーダーの短パルス光をGHzオーダーの高い繰り返し周波数で発生する技術に適用することができる。   The present invention can be applied to a technique for generating a short pulse light of femtosecond order at a high repetition frequency of GHz order.

1…CW光源、2…位相変調手段、3…マイクロ波基準周波数発生器、4,13…光ゲート用マイクロ波基準周波数発生器、5,10…光ゲート、6…光増幅器、7,11…分散付与手段、8…周波数逓倍器、9…周波数分周器、12…強度変調手段、14,15…光ゲート用インパルス発生装置、16,17,18,19…位相調整器。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... CW light source, 2 ... Phase modulation means, 3 ... Microwave reference frequency generator, 4, 13 ... Microwave reference frequency generator for optical gates, 5, 10 ... Optical gate, 6 ... Optical amplifier, 7, 11 ... Dispersion imparting means, 8... Frequency multiplier, 9... Frequency divider, 12... Intensity modulating means, 14 and 15 .. impulse generator for optical gate, 16, 17, 18, 19.

Claims (8)

任意の中心光周波数をもつ連続レーザー光源と、
この連続レーザー光源からの連続レーザー光を位相変調する位相変調手段と、
この位相変調手段からの光パルスを間引く光ゲートと、
この光ゲートを通過した光パルスを増幅する光増幅手段と、
この光増幅手段によって増幅された光パルスを圧縮する第1の分散付与手段とを備えることを特徴とする短パルス光発生装置。
A continuous laser source with an arbitrary center optical frequency;
Phase modulation means for phase modulating the continuous laser light from the continuous laser light source;
An optical gate for thinning out the optical pulse from the phase modulation means;
An optical amplifying means for amplifying the optical pulse that has passed through the optical gate;
A short pulse light generator comprising: first dispersion imparting means for compressing the light pulse amplified by the light amplifying means.
請求項1記載の短パルス光発生装置において、
前記光ゲートは、複数段設けられることを特徴とする短パルス光発生装置。
In the short pulse light generator of Claim 1,
The optical pulse generation device according to claim 1, wherein the optical gate is provided in a plurality of stages.
請求項1または2記載の短パルス光発生装置において、
さらに、前記位相変調手段と前記光ゲートとの間に、前記位相変調手段からの光パルスを圧縮する第2の分散付与手段を備えることを特徴とする短パルス光発生装置。
In the short pulse light generator of Claim 1 or 2,
The short pulse light generating device further comprising a second dispersion providing unit for compressing the optical pulse from the phase modulating unit between the phase modulating unit and the optical gate.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の短パルス光発生装置において、
前記位相変調手段は、複数段設けられることを特徴とする短パルス光発生装置。
In the short pulse light generator according to any one of claims 1 to 3,
A short-pulse light generating apparatus, wherein the phase modulation means is provided in a plurality of stages.
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の短パルス光発生装置において、
さらに、前記連続レーザー光源と前記位相変調手段との間、または前記位相変調手段と前記光ゲートとの間に、前記位相変調手段からの光パルスを強度変調する強度変調手段を備えることを特徴とする短パルス光発生装置。
The short pulse light generator according to any one of claims 1 to 4,
And an intensity modulation means for intensity-modulating an optical pulse from the phase modulation means between the continuous laser light source and the phase modulation means or between the phase modulation means and the optical gate. Short pulse light generator.
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の短パルス光発生装置において、
さらに、前記連続レーザー光を変調する信号を前記位相変調手段に供給する基準周波数発生手段と、
この基準周波数発生手段から出力される信号を分周した光ゲート駆動用の信号を、前記光ゲートに供給する周波数分周手段とを備えることを特徴とする短パルス光発生装置。
In the short pulse light generation device according to any one of claims 1 to 5,
Further, a reference frequency generating means for supplying a signal for modulating the continuous laser light to the phase modulating means,
A short pulse light generator comprising: frequency dividing means for supplying an optical gate driving signal obtained by dividing the signal output from the reference frequency generating means to the optical gate.
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の短パルス光発生装置において、
さらに、光ゲート駆動用の信号を前記光ゲートに供給する基準周波数発生手段と、
この基準周波数発生手段から出力される信号を逓倍した光パルス変調用の信号を、前記位相変調手段に供給する周波数逓倍手段とを備えることを特徴とする短パルス光発生装置。
In the short pulse light generation device according to any one of claims 1 to 5,
Further, a reference frequency generating means for supplying a signal for driving the optical gate to the optical gate,
A short pulse light generator comprising: frequency multiplying means for supplying a signal for optical pulse modulation obtained by multiplying the signal output from the reference frequency generating means to the phase modulating means.
任意の中心光周波数をもつ連続レーザー光源からの連続レーザー光を位相変調する位相変調ステップと、
この位相変調ステップで得られた光パルスを間引く光ゲートステップと、
この光ゲートステップで得られた光パルスを光増幅手段で増幅する光増幅ステップと、
この光増幅ステップで得られた光パルスを圧縮するパルス圧縮ステップとを備えることを特徴とする短パルス光発生方法。
A phase modulation step for phase-modulating continuous laser light from a continuous laser light source having an arbitrary center optical frequency;
An optical gate step for thinning out the optical pulses obtained in this phase modulation step;
An optical amplification step of amplifying the optical pulse obtained in this optical gate step by an optical amplification means;
And a pulse compression step of compressing the optical pulse obtained in the optical amplification step.
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