JP3490020B2 - 時間信号の2次元空間信号への超高速変換方法 - Google Patents

時間信号の2次元空間信号への超高速変換方法

Info

Publication number
JP3490020B2
JP3490020B2 JP08390599A JP8390599A JP3490020B2 JP 3490020 B2 JP3490020 B2 JP 3490020B2 JP 08390599 A JP08390599 A JP 08390599A JP 8390599 A JP8390599 A JP 8390599A JP 3490020 B2 JP3490020 B2 JP 3490020B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
time
dimensional
frequency
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP08390599A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2000275689A (ja
Inventor
芳樹 一岡
毅 小西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Science and Technology Agency
Original Assignee
Japan Science and Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Science and Technology Corp filed Critical Japan Science and Technology Corp
Priority to JP08390599A priority Critical patent/JP3490020B2/ja
Priority to PCT/JP2000/001816 priority patent/WO2000058784A1/ja
Priority to US09/937,522 priority patent/US7102810B1/en
Publication of JP2000275689A publication Critical patent/JP2000275689A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3490020B2 publication Critical patent/JP3490020B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/35Non-linear optics
    • G02F1/37Non-linear optics for second-harmonic generation

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この出願の発明は、極短光パ
ルス時間信号に符号化された2次元情報を2次元空間信
号に超高速に変換する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光通信の分野においては、マルチメディ
ア情報(特に画像情報)の実時間伝送を目ざして、時間
多重や波長多重などの方法による伝送容量の大容量化が
進められている。そして、その信号形態は基本的に時間
信号である。ただ、このような伝送容量の大容量化に伴
ない、伝送する情報の時間信号化(符号化)および時間
信号化された情報の展開(復号化)を超高速に行うこと
が必要になってくる。そこで、これまでにも、この時間
信号と画像情報などの2次元以上の空間信号との間で信
号形態の超高速変換を実現する「空間−時間−空間信号
処理方法」が提案されている。だが、実際的には、この
ような空間−時間−空間信号処理方法においては、具体
的な時間→2次元空間信号変換技術の点で解決すべき課
題があった。
【0003】それというのも時間信号と空間信号との間
で信号形態の超高速変換を実現する方法として種々の方
法が提案されているが、従来の方法では1次元の空間信
号との超高速変換は可能であるが、2次元以上の空間信
号との変換には基本的に能動的な走査を必要とし、変換
速度に制限があるものや、能動的な走査が必要ない超高
速な変換であっても逆に現在の超高速受光デバイスでは
観測できない問題があったからである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで、この出願の発
明は、以上のような能動的な走査を必要とせずに、時間
信号から2次元空間信号への信号形態の超高速変換を実
現し、かつ時間的に定常な状態で、2次元空間信号を可
視領域で表示することのできる、新しい、時間信号の2
次元空間信号への超高速変換方法を提供することを課題
としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
の課題を解決するものとして、第1には、空間的に適当
な幅をもつ信号パルス光と参照極短パルス光とを分散素
子と1次元フーリエ変換光学系を介して非線形結晶に入
射し、非線形結晶における位相整合条件を満たして形成
される第二次高調波を逆1次元フーリエ変換光学系に通
して時間→空間変換された1次元空間分布に変換し、前
記時空間変換1次元空間分布を1次元空間周波数フィル
タリング光学系のフィルタ面に設置した時間−周波数フ
ィルタによってフィルタリングし、信号パルス光の時間
と周波数の関係を表す時間−周波数展開された2次元光
分布を2次元空間信号とみなすことを特徴とする時間信
号の2次元空間信号への超高速変換方法を提供する。
【0006】また、第2には、この出願の発明は、空間
的に適当な幅をもつ信号パルス光と参照極短パルス光と
を光学軸に対し対称な角度で分散素子に入射し、この分
散素子上の入射位置の違いによって時間的な差違が生じ
て分散された信号パルス光と参照極短パルス光からの光
波を1次元フーリエ変換光学系を通して分散素子での入
射位置の違いにより異なる入射角度を持つ1次元周波数
光分布にそれぞれ変換し、これらの1次元周波数光分布
を非線形光学結晶に入射し、これらの入射1次元周波数
光分布の成す角度で決まる位相整合条件を満たして形成
される第二次高調波を逆1次元フーリエ変換光学系に通
して時間→空間変換された1次元空間分布に変換し、得
られた時空間変換1次元空間分布を1次元フーリエ変換
光学系によって1次元空間周波数分布に変換し、この1
次元空間周波数分布を時間−周波数フィルタによってフ
ィルタリングし、得られる光波を逆1次元フーリエ変換
光学系に通して、時間−周波数展開された2次元光分布
の強度分布を求め、この信号パルス光の時間と周波数の
関係を表す時間−周波数展開された2次元光分布を2次
元空間信号とみなすことを特徴とする時間信号の2次元
空間信号への超高速変換方法を提供する。
【0007】そして、この出願の発明は、第3には、時
間−周波数フィルタに空間フィルタを用いることを特徴
とする前記の時間信号の2次元空間信号への超高速変換
方法を、第4には、時間−周波数フィルタを透過率分布
が異なるものとし、1次元空間周波数フィルタリング
学系から出力される光波の空間周波数成分を垂直方向に
どのような位置に切り出すかを任意に設定することを特
徴とする前記の時間信号の2次元空間信号への超高速変
換方法を、第5には、時間−周波数フィルタを透過率分
布が異なるものとし、1次元フーリエ変換光学系から出
力される光波の空間周波数成分を垂直方向にどのような
位置に切り出すかを任意に設定することを特徴とする前
記の時間信号の2次元空間信号への超高速変換方法を
供する。
【0008】
【発明の実施の形態】この出願の発明は上記のとおりの
特徴をもつものであるが、以下にその実施の形態につい
て説明する。図1はこの出願の発明による時間信号の2
次元空間信号への超高速変換方法を実施するための時間
→2次元空間信号変換光学系の構成を例示したものであ
る。この時間→2次元空間信号変換光学系1では、回折
格子などの分散素子、1次元フーリエ変換レンズおよび
1次元逆フーリエ変換レンズ、第二次高調波発生のため
の非線形結晶、1次元空間周波数フィルタリングシステ
ム、時間−周波数フィルタを用いることにより、変換対
象である信号パルス光、本例では極短パルスレーザ光、
すなわち時間信号を時間と周波数に対応する2次元空間
信号に変換することができる。
【0009】すなわち、図1に示したように、分散素子
である回折格子(2)に信号光(3)と(4)とを光学
軸に対し対称な角度で入射する。このとき回折の式に基
づく方向に光波は偏向される。ここで、信号光および参
照光共に入射ビームに幅があるため、回折格子への入射
位置の違いによって時間的な差違が生じる。得られた光
波を円筒レンズ(5)で構成する1次元フーリエ変換光
学系により水平方向成分に対しフーリエ変換することに
より、信号光および参照光のスペクトル分布が非線形結
晶面(101)に空間分布として得られる。回折格子へ
の入射位置の違いにより光波の伝搬方向(波数ベクト
ル)が異なるため、非線形結晶面101において光波の
波面は時間とともに回転する。
【0010】信号光と参照光による光波が非線形結晶に
入射すると、非線形効果による位相整合により2つの波
数ベクトルの和を波数ベクトルとする第二次高調波が出
射する。このとき信号光と参照光による光波の波数ベク
トルは時間と共に回転するが、その変化量は同等である
ため第二次高調波は時間的に定常な状態で出射し続け
る。したがって第二次高調波の波数ベクトルは2つの光
波の波数ベクトルの初期波数ベクトルのみに依存し、信
号光と参照光の相対時間に依存することになる。また非
線形結晶内において、第二次高調波の空間分布は信号光
による光波を参照光による光波が走査しており第二次高
調波の空間分布は信号光のスペクトル分布7と同等にな
る。よって時間信号を第二次高調波がもつ空間分布と波
数ベクトルの1次元空間分布に変換することが可能とな
る。
【0011】得られた第二次高調波を円筒レンズ(9)
(10)で構成する結像光学系により時間−周波数変換
フィルタ面(103)に結像する。時間−周波数フィル
タ(11)は、切り出す周波数成分の周波数が垂直方向
に順に増加するように設計したものを用いる。時間−周
波数フィルタの透過率分布を変化させることにより、ど
のような周波数成分を垂直方向のどのような位置に切り
出すかを設定することができる。
【0012】時間−周波数フィルタによりフィルタリン
グされた第二次高調波は、水平方向に時間に対応した波
数ベクトルを、垂直方向に周波数に対応した分布をも
つ。この第二次高調波を円筒レンズ(12)で構成され
る1次元逆フーリエ変換光学系により水平方向成分に関
してフーリエ変換する。これにより出力面(104)上
に水平軸方向には時間に対応する分布、垂直方向には切
り出されたスペクトル成分の分布が対応する光波の2次
元空間分布(13)が得られる。以上のことにより超短
光パルスに含まれる時間信号を、時間と周波数の2次元
空間分布に変換することが可能となる。
【0013】もちろん、この出願の発明は、上述した実
施例にのみ限定されるものではなく、幾多の変更や変形
が可能である。たとえば、上述した実施例では、分散素
子として回折格子を用いたが、他の分散素子を用いるこ
ともできる。また、上述した実施例では、フーリエ変換
光学系および逆フーリエ変換光学系として円筒レンズを
用いたが、他の光学素子を用いることもできる。また、
上述した実施例では、時間−周波数フィルタとして透過
型フィルタを用いたが位相型フィルタを用いることもで
きる。
【0014】
【発明の効果】上述したように、この出願の発明による
時間信号の2次元空間信号への超高速変換方法によれ
ば、従来の方法のように能動的な走査を必要とせずに、
時間信号を対応する2次元空間信号に超高速に変換する
ことができるとともに、光通信で用いられる波長領域で
ある赤外線を対象とした場合、変換信号の表示を可視光
で直接的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による時間信号の2次元空間信号への
超高速変換方法で使用する時間→2次元空間信号変換光
学系の構成例を示した図である。
【符号の説明】
1 時間→2次元空間信号変換光学系 2 回折格子 3 信号光 4 参照光 5 円筒レンズ 6 非線形結晶 7 信号光の1次元周波数分布 8 参照光の1次元周波数分布 9 円筒レンズ 10 円筒レンズ 11 時間−周波数フィルタ 12 円筒レンズ 13 2次元空間分布 100 入射面 101 非線形結晶面 102 時間−空間変換面 103 時間−周波数フィルタ面 104 出力面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−46304(JP,A) 第45回応用物理学会関係連合講演会講 演予稿集,1998年,第3分冊,p.993, 30p−C−1 PROCEEDINGS OF SP IE,1997年,Vol.3137,222−227 J.Opt.Soc.Am.A,1997 年,Vol.14,No.5,1159−1170 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/35 JICSTファイル(JOIS)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 時間信号を2次元空間信号へ変換する方
    法であって、 空間的に適当な幅をもつ信号パルス光と参照極短パルス
    光とを分散素子と1次元フーリエ変換光学系を介して非
    線形結晶に入射し 非線形結晶における位相整合条件を満たして形成される
    第二次高調波を逆1次元フーリエ変換光学系に通して時
    間→空間変換された1次元空間分布に変換し 前記時空間変換1次元空間分布を1次元空間周波数フィ
    ルタリング光学系のフィルタ面に設置した時間−周波数
    フィルタによってフィルタリングし 信号パルス光の時間と周波数の関係を表す時間−周波数
    展開された2次元光分布を2次元空間信号とみなす とを特徴とする時間信号の2次元空間信号への超高速
    変換方法。
  2. 【請求項2】 時間信号を2次元空間信号へ変換する方
    法であって、 空間的に適当な幅をもつ信号パルス光と参照極短パルス
    光とを光学軸に対し対称な角度で分散素子に入射し この分散素子上の入射位置の違いによって時間的な差異
    が生じて分散された信号パルス光と参照極短パルス光か
    らの光波を1次元フーリエ変換光学系を通して分散素子
    での入射位置の違いにより異なる入射角度を持つ1次元
    周波数光分布にそれぞれ変換し これらの1次元周波数光分布を非線形光学結晶に入射
    これらの入射1次元周波数光分布の成す角度で決まる位
    相整合条件を満たして形成される第二次高調波を逆1次
    元フーリエ変換光学系に通して時間→空間変換された1
    次元空間分布に変換し 得られた時空間変換1次元空間分布を1次元フーリエ変
    換光学系によって1次元空間周波数分布に変換し この1次元空間周波数分布を時間−周波数フィルタによ
    ってフィルタリングし 得られる光波を逆1次元フーリエ変換光学系に通して、
    時間−周波数展開された2次元光分布の強度分布を求
    この信号パルス光の時間と周波数の関係を表す時間−周
    波数展開された2次元光分布を2次元空間信号とみな
    とを特徴とする時間信号の2次元空間信号への超高速
    変換方法。
  3. 【請求項3】 時間−周波数フィルタに空間フィルタを
    用いることを特徴とする請求項1または2の時間信号の
    2次元空間信号への超高速変換方法。
  4. 【請求項4】 時間−周波数フィルタを透過率分布が異
    なるものとし、1次元空間周波数フィルタリング光学系
    から出力される光波の空間周波数成分を垂直方向にどの
    ような位置に切り出すかを任意に設定することを特徴と
    する請求項1の時間信号の2次元空間信号への超高速変
    換方法。
  5. 【請求項5】 時間−周波数フィルタを透過率分布が異
    なるものとし、1次元フーリエ変換光学系から出力され
    る光波の空間周波数成分を垂直方向にどのような位置に
    切り出すかを任意に設定することを特徴とする請求項2
    の時間信号の2次元空間信号への超高速変換方法。
JP08390599A 1999-03-26 1999-03-26 時間信号の2次元空間信号への超高速変換方法 Expired - Lifetime JP3490020B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP08390599A JP3490020B2 (ja) 1999-03-26 1999-03-26 時間信号の2次元空間信号への超高速変換方法
PCT/JP2000/001816 WO2000058784A1 (fr) 1999-03-26 2000-03-24 Procede de transformation a tres grande vitesse de signal temporel en signal spatial bidimensionnel
US09/937,522 US7102810B1 (en) 1999-03-26 2000-03-24 Method for extra-high speed transformation of time signal into two-dimensional space signal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP08390599A JP3490020B2 (ja) 1999-03-26 1999-03-26 時間信号の2次元空間信号への超高速変換方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000275689A JP2000275689A (ja) 2000-10-06
JP3490020B2 true JP3490020B2 (ja) 2004-01-26

Family

ID=13815648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP08390599A Expired - Lifetime JP3490020B2 (ja) 1999-03-26 1999-03-26 時間信号の2次元空間信号への超高速変換方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7102810B1 (ja)
JP (1) JP3490020B2 (ja)
WO (1) WO2000058784A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7779300B2 (en) * 2007-07-24 2010-08-17 Microsoft Corporation Server outage data management

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3102811B2 (ja) 1991-09-10 2000-10-23 科学技術振興事業団 超高速光波形測定法
JP3020687B2 (ja) 1991-10-08 2000-03-15 キヤノン株式会社 光データパルス列検出法
US5353149A (en) * 1992-09-17 1994-10-04 Hamamatsu Photonics K.K. Apparatus for affecting time-space conversion on a light signal changing at ultra-high speed
US5528389A (en) 1994-01-04 1996-06-18 At&T Corp. Optical holographic system for parallel to serial and serial to parallel conversion of optical data
JP3337399B2 (ja) 1997-07-25 2002-10-21 科学技術振興事業団 空間−時間−空間信号処理方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J.Opt.Soc.Am.A,1997年,Vol.14,No.5,1159−1170
PROCEEDINGS OF SPIE,1997年,Vol.3137,222−227
第45回応用物理学会関係連合講演会講演予稿集,1998年,第3分冊,p.993, 30p−C−1

Also Published As

Publication number Publication date
US7102810B1 (en) 2006-09-05
JP2000275689A (ja) 2000-10-06
WO2000058784A1 (fr) 2000-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kolner Space-time duality and the theory of temporal imaging
Abdolali et al. Parallel integro-differential equation solving via multi-channel reciprocal bianisotropic metasurface augmented by normal susceptibilities
Bennett et al. Principles of parametric temporal imaging. II. System performance
EP0170158B1 (en) Fourier plane recursive optical filter
US10809626B2 (en) Generation of vector partially coherent optical sources using phase-only spatial light modulators
Erden et al. Design of dynamically adjustable anamorphic fractional Fourier transformer
RU2554615C2 (ru) Способ генерации пространственных состояний белла
JP3490020B2 (ja) 時間信号の2次元空間信号への超高速変換方法
O'meara Wavefront compensation with pseudoconjugation
Fu et al. Pre-correction of distorted Bessel–Gauss beams without wavefront detection
Butterweck IV principles of optical data-processing
Oshita et al. Ultrafast time-to-two-dimensional-space conversion system using SHG crystal
STREIBL Multiple beamsplitters
CN115793348B (zh) 一种目标增强上转换成像方法与系统
Alieva et al. The linear canonical transformations in classical optics
Glückstad et al. Reverse phase contrast for the generation of phase-only spatial light modulation
CN219039498U (zh) 在静态抛物势介质中产生对称皮尔斯高斯涡旋光束的系统
Khoury et al. Photorefractive deamplification of additive signal-dependent noise
Khoury et al. Photorefractive quadratic processor for signal recovery from multiplicative complex noise
Ramos et al. Generating elliptical zero-order Bessel beams with a tilted diffraction grating
Srivastava Space-Time duality for pulse shaping
Konishi et al. Ultrafast space-to-time-to-space optical information processing and transmission
Appelman et al. Hybrid optical-RF system for generating an improved linear frequency modulated pulses for radar applications
Dunn et al. The function of the sound wave in an acousto-optic image processing system
Fainman et al. Nonlinear femtosecond information processing systems

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081107

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091107

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101107

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111107

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121107

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131107

Year of fee payment: 10

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term