JP3573334B2 - Light generation method and light source - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光波長多重通信に利用可能な光発生方法及び光源に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、光ファイバ通信の伝送容量増大を目指し、1本の光ファイバに互いに異なる波長のレーザ光を多重化して伝送する光波長多重通信が研究されている。
従来、光波長多重通信の光源としては、複数個の分布帰還形(DFB)半導体レーザを、素子温度の制御により発振波長を制御して用いてきた。しかし多重するチャネルの数が増えると、レーザの数も同じだけ増やさなければならず、コストのかかるシステムになると考えられる。
【0003】
そこで近年、多くの発振モードを含むレーザ光を光源とし、そのモードを光フィルタで切り出してチャネルとする多波長光源が検討されるようになってきた。直接変調、あるいは利得スイッチ法などを用いたパルス光源は多くのモードを発生させることができるが、そのなかでもモード同期レーザは、比較的簡単にフーリエ変換限界のパルスを生成することができる、すなわち広いスペクトル帯域を持つことが可能であることから、広く研究対象となっている。
【0004】
モード同期レーザとは、レーザ共振器内で生成されるモードの位相を同期させることによってパルス光を発生させるレーザであり、そのスペクトルは周波数軸上で等間隔な多くのモードを含む。このモードを光フィルタなどで切り出すことにより、単一モードの連続光光源として用いることができる。
【0005】
例えば参考文献「Multiwavelength Light Source with Precise Frequency Spacing Using a Mode−Locked Semiconductor Laser and an Arrayed Waveguide Grating Filter (Hiroaki Sanjoh 他著、IEEE Photonics Technology Letters, Vol.9, No.6, pp.818−820, 1997) 」では、モード同期半導体レーザを用いて、50GHz間隔の多波長光を生成させている。
【0006】
図17は上記参考文献に示されている一例であり、モード同期半導体レーザ01の電界吸収変調器01aに25GHzの正弦波信号を入力すると共に直流電流を利得領域01bに入力すると、高調波モード同期により、50GHz間隔の多波長光を生成させ、この多波長光を、アレイ導波路回折格子フィルタ(光フィルタ)02で切り出して、光出力差17dB以内に11チャネルの連続光を得ている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
前記の多波長光から得られるチャネル数は、元のモード同期半導体レーザ01の増幅利得帯域に制限され、各チャネルの光出力レベルはレーザの増幅利得の中心とそれ以外で大きく異なっていた。
また、前記多波長光から得られるチャネルの周波数間隔はモード同期半導体レーザ01のモード間隔によるため、周波数間隔は固定されてしまい、光ネットワークシステムの柔軟な構成を困難にしていた。
【0008】
本発明は、上記従来技術に鑑み、パルス光の繰り返し周波数は等しいが発振周波数が異なる2つのパルス光発生回路を用い、非線形光学効果を利用して広帯域かつ周波数間隔の等しい多波長光を発生する光発生方法及び光源を提供することを目的とする。
【0009】
更に、2つのパルス光発生回路の発振周波数を変えることにより、周波数間隔の可変な多波長光を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の構成は、第一のパルス光を出力する第一のパルス光発生回路の発振周波数と、第一のパルス光の繰り返し周波数と同一の繰り返し周波数の第二のパルス光を出力する第二のパルス光発生回路の発振周波数の差である発振周波数差を、前記繰り返し周波数を2以上の任意の正数で除した値に設定しており、
第一のパルス光と第二のパルス光の合波光を非線形光学媒質に入射させて、光周波数間隔の均等な多波長光を得ることを特徴とする。
【0011】
また本発明の構成は、第一のパルス光と第二のパルス光の尖塔が時間軸上で一致するように、第一のパルス光と第二のパルス光の少なくとも一方に時間的な遅延を与えたり、
第一のパルス光と第二のパルス光の尖塔が時間軸上で一致するように、第一のパルス光発生回路と第二のパルス光発生回路の同期を取ったり、
前記任意の正数を可変することを特徴とする。
【0012】
また本発明の構成は、第一のパルス光を出力する第一のパルス光発生回路と、第一のパルス光の繰り返し周波数と同一の繰り返し周波数の第二のパルス光を出力する第二のパルス光発生回路とを有し、しかも、第一のパルス光発生回路の発振周波数と第二のパルス光発生回路の発振周波数の差である発振周波数差が、前記繰り返し周波数を2以上の任意の正数で除した値に設定されており、
更に、第一のパルス光と第二のパルス光の合波光が入力される非線形光学媒質を有することを特徴とする。
【0013】
また本発明の構成は、第一のパルス光を出力する第一のパルス光発生回路と、第一のパルス光の繰り返し周波数と同一の繰り返し周波数の第二のパルス光を出力する第二のパルス光発生回路とを有し、しかも、第一のパルス光発生回路の発振周波数と第二のパルス光発生回路の発振周波数の差である発振周波数差が、前記繰り返し周波数を2以上の任意の正数で除した値に設定されており、
更に、第一のパルス光と第二のパルス光の合波光が入力される非線形光学媒質と、
合波前において、第一のパルス光と第二のパルス光の少なくとも一方に時間的な遅延を与える光遅延回路とを有することを特徴とする。
【0014】
また本発明の構成は、第一のパルス光を出力する第一のパルス光発生回路と、第一のパルス光の繰り返し周波数と同一の繰り返し周波数の第二のパルス光を出力する第二のパルス光発生回路とを有し、しかも、第一のパルス光発生回路の発振周波数と第二のパルス光発生回路の発振周波数の差である発振周波数差が、前記繰り返し周波数を2以上の任意の正数で除した値に設定されており、
更に、第一のパルス光と第二のパルス光の合波光が入力される非線形光学媒質と、
第一のパルス光と第二のパルス光の尖塔を一致させるように、第一のパルス光発生回路と第二のパルス光発生回路の少なくとも一方を制御する同期回路とを有することを特徴とする。
【0015】
また本発明の構成は、第一のパルス光を出力する第一のパルス光発生回路と、第一のパルス光の繰り返し周波数と同一の繰り返し周波数の第二のパルス光を出力する第二のパルス光発生回路とを有し、しかも、第一のパルス光発生回路の発振周波数と第二のパルス光発生回路の発振周波数の差である発振周波数差が、前記繰り返し周波数を2以上の任意の正数で除した値に設定されており、
更に、第一のパルス光と第二のパルス光の合波光が入力される非線形光学媒質と、
第一のパルス光発生回路の発振周波数と第二のパルス光発生回路の発振周波数を可変にする発振周波数制御回路とを有することを特徴とする。
【0016】
〔作用〕
本発明では、等しい繰り返し周波数でパルス光を発生する2つのパルス光発生回路(パルスレーザ)と、非線形光学効果を有する非線形光学媒質を用いることにより、元のパルスレーザのモード間隔とは異なる、等間隔な多波長光を、レーザの増幅利得に依らずにより多く得られる。
【0017】
また、2つのパルスレーザから発生されるパルス光のどちらか、あるいは双方に時間的な遅延を与えるようにしたため、パルス光の尖塔が時間軸上で一致し、非線形媒質に入射するパルス光のピークパワーが大きくなることから、より大きな非線形光学効果が期待でき、その結果、出力光のスペクトル包絡線が広がり、各チャネルの光出力レベルの差が少ない多波長光が得られる。
【0018】
また、2つのパルスレーザの同期を取るようにしたため、パルス光の尖塔が時間軸上で一致するため、非線形媒質に入射するパルス光のピークパワーが大きくなることから、より大きな非線形光学効果が期待でき、その結果、出力光のスペクトル包絡線が広がり、各チャネルの光出力レベルの差がより少ない多波長光が得られる。
【0019】
また、2つのパルスレーザの発振周波数を制御するようにしたため、発生されるモード間隔を可変にすることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の各種の実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。
【0021】
<第1の実施の形態>
図1は本発明の第1の実施の形態にかかる光源を示す。同図に示す第一のパルスレーザ1は一定の繰り返し周波数の第一のパルス光を出力し、第二のパルスレーザ2も、第一のパルスレーザ1と同一の繰り返し周波数の第二のパルス光を出力する。このとき、パルスレーザ1の発振周波数とパルスレーザ2の発振周波数の差(発振周波数差)を、パルス光の繰り返し周波数を2以上の任意の正数で除(除算)した値に設定している。
【0022】
なお「パルスレーザの発振周波数」とは、レーザが自励発振するときの光周波数のことをいう。この発振周波数は、パルス光にとっては、搬送波(キャリア)の周波数と考えることができる。
【0023】
また、2つのレーザの発振周波数差を、パルス光の繰り返し周波数を2以上の任意の正数で除(除算)した値に設定することは、後述する他の実施の形態においても同様である。
【0024】
パルスレーザ1,2から出力されたパルス光(レーザ光)は、光合波器3にて合波され、合波されたパルス光を光増幅器4により増幅している。このように合波して増幅したパルス光は、非線形光学媒質5に入力される。
【0025】
非線形光学媒質5は、その非線形光学効果により、パルスレーザ1,2のモード間隔とは異なる、光周波数間隔が均等な多波長光を出力する。
【0026】
更に個々の部材を詳述すると、図1におけるパルスレーザ1,2とは、利得を励起する際に直接変調を施すことによりパルス光を発生することができるレーザ、あるいは連続光を外部変換器でパルス化するレーザ、あるいはモード同期レーザ、利得スイッチレーザ、Qスイッチレーザなどである。
【0027】
パルスレーザ1,2の光スペクトルは、中心の輝線スペクトルの周りに、周波数間隔δf=1/T[ヘルツ](T[秒]はパルス光の繰り返し周期)のモード、及び高調波成分である、δfの正数倍n×δf〔ヘルツ〕間隔のモードを持つ(nは正数)。ここで中心の輝線スペクトルにおける周波数が、パルスレーザの発振周波数である。
【0028】
図1における非線形光学媒質5とは、その屈折率が、2次以上の高次の電気感受率に強く支配される媒質であり、光ファイバや光半導体増幅器、有機色素などである。一般に強い強度の光波が非線形光学媒質に入射されると、自己位相変調、相互位相変調、あるいは四光波混合などのさまざまな非線形光学効果を発生する。
【0029】
なお、非線形光学媒質5としては、3次の非線形効果を発生するものを使用してもよい。
【0030】
周波数間隔δf[ヘルツ]のモードを持ち、かつ発振周波数がδf[ヘルツ]異なる2つのパルスレーザから出力されたパルス光を光カプラなどの光合波器3を用いて重ね合わせると、そのスペクトルは、元のパルスレーザとは異なる周波数間隔になる。この様子を図2に示す。パルスレーザ1のスペクトルは実線、パルスレーザ2のスペクトルは破線で示されている。ここでδν[ヘルツ]を発振周波数差という。
【0031】
上記のような2つのパルスレーザ1,2の重ね合わせ光をエルビウム添加光ファイバ増幅器などの光増幅器4で増幅し、非線形光学媒質5に入射させると、自己位相変調、あるいは相互位相変調といった非線形光学効果によりスペクトルの包絡線が広がり、かつ、四光波混合といった非線形光学効果により多数の周波数の異なる光が発生する。
【0032】
図2の例において、ポンプ光の光周波数をν[ヘルツ]、プローブ光の光周波数をν[ヘルツ](ただしν>ν)とすると、四光波混合によりν−(ν−ν)[ヘルツ]及びν+(ν−ν)[ヘルツ]のシグナル光が発生される。更に新しく発生されたν−(ν−ν)[ヘルツ]及びν+(ν−ν)[ヘルツ]の光はポンプ光やプローブ光となり、更に多くのモードを発生させる。
【0033】
ここで2つのパルスレーザ1,2の発振周波数差δν[ヘルツ]が、モード間隔δf[ヘルツ]の2以上の正数で割った値に等しくなるように、2つのパルスレーザの発振周波数を制御すると、元のパルスレーザのモード、及び四光波混合により発生するシグナル光はすべてδν[ヘルツ]間隔となり、多くの等間隔なモードを含む多波長光を発生することができる。
【0034】
例えば図2の例で、2つのパルスレーザ1,2の発振周波数差δνを、モード間隔δfの1/4にすると、
ν=ν+δf/4
となる。ν及びνの周波数の光をポンプ光及びプローブ光とすると、新たに発生されるシグナル光の周波数は、
ν−δf/4 及び ν+δf/2
となる。また、ν−δf及びν−δfをポンプ光及びプローブ光とすると、新たに発生されるシグナル光の周波数は、
ν−5δf/4 及び ν−δf/2
となる。
【0035】
以下、2つのパルスレーザ1,2のモードすべてについて同様に考えると、ポンプ光、プローブ光及びシグナル光は周波数軸上ですべてδf/4間隔、すなわちδν間隔で並び、等間隔のモードを含む多波長光が発生される。
【0036】
また、自己位相変調あるいは相互位相変調により、非線形光学媒質5へ入射されたスペクトルの包絡線は広がって出力されるため、得られる多波長光のチャネル数は入力のそれよりも多くなり、各チャネルの出力差も少なくなる。
【0037】
<第2の実施の形態>
図3は本発明の第2の実施の形態にかかる光源を示し、図4はその動作原理を説明する図である。
【0038】
第2の実施の形態では、図3に示すように、第二のパルスレーザ2から出力された合波前の第二のパルス光を、時間的に遅延させる光遅延回路6が配置されている。このため、第一のパルスレーザ1から出力された第一のパルス光と、第二のパルスレーザ2から出力されてから光遅延回路6にて時間的に遅延された第二のパルス光とが、光合波器3にて合波されるようになっている。なお、他の部分の構成は、図1に示す第1の実施の形態と同様である。
【0039】
光遅延回路6における時間的な遅延は、パルスレーザ2から発生されたパルス光の伝搬する媒質の屈折率を温度、あるいは電気光学効果などで変化させ、あるいは媒質の長さを物理的に変化させることにより得られる。
【0040】
一般に、2つの独立したパルスレーザ1,2から発振されるパルス光は、時間的に相関がないため、それぞれは同期がとれていない。そこで一方のパルスレーザ2から出たパルス光に時間的な遅延を与え、しかも光遅延回路6により遅延量を調節することにより、図4に示すように、双方のパルス光の尖塔を時間的に一致させることができる。
【0041】
その結果、非線形光学媒質5に入射するパルス光のピークパワーが大きくなることから、より大きな非線形光学効果が期待でき、結果として、出力光のスペクトル包絡線が広がり、各チャネルの光出力レベルの差が少ない多波長光が得られる。
【0042】
なお光遅延回路6の伝搬媒質の屈折率を変化させるには、伝搬する媒質が大気中であるなら、その光路中にガラスなどの誘電体を挿入することにより、伝搬路全体での屈折率が変化する。
媒質の長さを物理的に変化させるには、例えば伝搬する媒質が光ファイバであるならば、光ファイバを圧電素子などで引っ張ることにより変化する。
また光遅延回路6の各種の具体的な実施の形態は、後の第7(図9)〜第10(図12)の実施の形態において詳述する。
【0043】
<第3の実施の形態>
図5は本発明の第3の実施の形態にかかる光源を示す。図5に示すように、本実施の形態では、第二のパルスレーザ2から出力されるパルス光を、第一のパルスレーザ1から出力されるパルス光に同期させる機能を持つ同期回路7を備えている。なお、他の部分の構成は、図1に示す第1の実施の形態と同様である。
【0044】
同期回路7とは、検波器を用いて光信号を電気信号に変換し、電気回路によってパルス光どうしの同期を取り、パルスレーザ1,2のうち、一方のパルスレーザ、あるいは双方のパルスレーザに帰還する手段、あるいは光信号のまま信号処理し、一方のパルスレーザ、あるいは双方のパルスレーザに負帰還する手段である。
【0045】
図5に示す実施の形態では、第2のパルスレーザ2に帰還してパルスレーザ2から出力されるパルス光のタイミングを制御して、両パルスレーザ1,2から出力されるパルス光の同期をとるようにしている。
【0046】
2つの独立したパルスレーザ1,2から発振されるパルス光の一部を双方とも分岐し、パルス光のタイミングを同期回路7で同期させることにより、パルス光の尖塔が時間軸上で一致させることができる。その結果、非線形光学媒質5に入射するパルス光のピークパワーが大きくなることから、より大きな非線形光学効果が期待でき、結果として、出力光のスペクトル包絡線が広がり、各チャネルの光出力レベルの差が少ない多波長光が得られる。
【0047】
<第4の実施の形態>
図6は本発明の第4の実施の形態にかかる光源を示す。図6に示すように、本実施の形態では、第一のパルスレーザ1に、パルスレーザ1から出力されたパルス光の発振周波数を検出する検波器8aと、検波器8aにて検波した信号を基に第一のパルスレーザ1の発振周波数を制御する発振周波数制御回路9aを備えている。また、第二のパルスレーザ2に、パルスレーザ2から出力されたパルス光の発振周波数を検出する検波器8bと、検波器8bにて検波した信号を基に第二のパルスレーザ2の発振周波数を制御する発振周波数制御回路9bを備えている。なお、他の部分の構成は、図1に示す第1の実施の形態と同様である。
【0048】
このようにして第一,第二のパルスレーザ1,2の発振周波数を制御することにより、周波数間隔の可変な多波長光を出力することができる。つまり、「パルスレーザ1,2の発振周波数差を、パルス繰り返し周波数の2以上の整数で除(除算)した正数の値に設定する」という条件にあって、「正数」の値を変化させることができる。
【0049】
なお、パルスレーザ1,2の発振周波数を制御する方法とは、レーザ内にある利得媒質の屈折率を変化させる、あるいはレーザ共振器の共振器長を変化させて発振周波数を制御する方法がある。
【0050】
一般にパルスレーザの利得媒質の屈折率は、利得媒質の温度を変化させる、あるいは半導体レーザの場合は励起のための注入電流の量を変化させることなどにより、変化する。
レーザ共振器の共振器長は、固体レーザや気体レーザなどでは共振器を構成する鏡を機械的に動かすことにより変化する。また、共振器内の屈折率を変化させることにより、実効的な共振器長を変化させることができる。
【0051】
上記のような手法により、2つのパルスレーザ1,2の発振周波数差δν[ヘルツ]を、モード間隔δf[ヘルツ]の2以上の正数で割った値に等しくなるように変化させれば、等間隔に発振し、かつ周波数間隔の可変なモードを含む多波長光を発生することができる。
【0052】
<第5の実施の形態>
図7は本発明の第5の実施の形態にかかる光源を示す。図7に示すように、本実施の形態では、第一,第二のパルスレーザとして、モード同期レーザ11,12を採用している。なお、他の部分の構成は、図1に示す第1の実施の形態と同様である。
【0053】
モード同期レーザ11,12とは、レーザ共振器内で発生する幾つかのモードの位相を同期させることにより、急峻なパルス光を発生させることができるレーザである。モードの位相を同期させるには、レーザ媒質に変調を与える強制モード同期法、光の強度により透過率が変化する可飽和吸収体をレーザ共振器に組み込んだ受動モード同期法、あるいは両方の効果を用いるハイブリッドモード同期法などがある。
【0054】
モード同期レーザ11,12は、比較的容易にフーリエ変換限界なパルス光を発生することができるため、よりスペクトル幅の広い光源となることから、より多チャネルの多波長光を発生することができる。
【0055】
<第6の実施の形態>
図8は本発明の第6の実施の形態にかかる光源を示す。図8に示すように、本実施の形態では、第一,第二のパルスレーザとして、利得スイッチレーザ13,14を採用している。なお、他の部分の構成は、図1に示す第1の実施の形態と同様である。
【0056】
利得スイッチレーザ13,14とは、レーザ媒質をデルタ関数的に急峻に励起すると、急峻なパルス光を発生させることができるレーザである。
【0057】
利得スイッチレーザ13,14は、比較的容易にフーリエ変換限界なパルス光を発生することができるため、よりスペクトル幅の広い光源となることから、より多チャネルの多波長光を発生することができる。
【0058】
<第7の実施の形態>
図9は、空間コリメートビームによる光ファイバ間結合を利用した光遅延回路20を示す。この光遅延回路20は、図3に示す光遅延回路6として採用することができる。
【0059】
空間コリメートビームによる光ファイバ間結合を利用した光遅延回路20とは、入射用及び出射用の2本の光ファイバ21,22と、入射用光ファイバ21からの出射光を平行光にするコリメートレンズ23と、平行光を出射用光ファイバ22に集光させるコリメートレンズ24からなり、入射用あるいは出射用のコリメート系のどちらか一方、あるいは両方を平行光の進行方向に可動な駆動系を持ち、該駆動系を動かすことにより光路長を変化させる遅延装置である。図9の例では、コリメートレンズ23を固定し、コリメートレンズ24を可動にしている。
【0060】
この光遅延回路20を、図3に示す光遅延回路6として採用して、遅延量を調節することにより、パルスレーザ1,2から出力される双方のパルス光の尖塔を時間的に一致させることができる。その結果、非線形光学媒質5に入射するパルス光のピークパワーが大きくなることから、より大きな非線形光学効果が期待でき、結果として、出力光のスペクトル包絡線が広がり、各チャネルの光出力レベルの差が少ない多波長光が得られる。
また、光遅延回路20を用いることにより、簡単な装置で大きな遅延量を得ることができ、繰り返し周期の長いパルスレーザへの適用も可能である。
【0061】
<第8の実施の形態>
図10は、光導波路の屈折率制御による光遅延回路30を示す。この光遅延回路30は、図3に示す光遅延回路6として採用することができる。
【0062】
光導波路の屈折率制御による光遅延回路30とは、入射ポート31、出射ポート32及び屈折率制御部33を持つ光導波路34からなる装置であり、屈折率制御部33に屈折率制御信号を与えることにより屈折率が変化し、遅延が生じる。
【0063】
この光遅延回路20を、図3に示す光遅延回路6として採用して、遅延量を調節することにより、パルスレーザ1,2から出力される双方のパルス光の尖塔を時間的に一致させることができる。その結果、非線形光学媒質5に入射するパルス光のピークパワーが大きくなることから、より大きな非線形光学効果が期待でき、結果として、出力光のスペクトル包絡線が広がり、各チャネルの光出力レベルの差が少ない多波長光が得られる。
また、光遅延回路30を用いることにより、遅延量を精密に制御することができる。
【0064】
<第9の実施の形態>
図11は、熱光学効果を用いた屈折率制御による光遅延回路40を示す。この光遅延回路40は、図3に示す光遅延回路6として採用することができる。
【0065】
熱光学効果を用いた屈折率制御による光遅延回路40とは、入射ポート41及び出射ポート42を持つ光導波路43と、光導波路43の温度を変えるヒータ44からなる装置であり、ヒータ44に制御電流を与えることにより光導波路43の温度が変化しその結果、屈折率が変化し、遅延が生じる。
【0066】
この光遅延回路40を、図3に示す光遅延回路6として採用して、遅延量を調節することにより、パルスレーザ1,2から出力される双方のパルス光の尖塔を時間的に一致させることができる。その結果、非線形光学媒質5に入射するパルス光のピークパワーが大きくなることから、より大きな非線形光学効果が期待でき、結果として、出力光のスペクトル包絡線が広がり、各チャネルの光出力レベルの差が少ない多波長光が得られる。
また、光遅延回路40を用いることにより、遅延量を精密に制御することができる。
【0067】
<第10の実施の形態>
図12は、電気光学効果を用いた屈折率制御による光遅延回路50を示す。この光遅延回路50は、図3に示す光遅延回路6として採用することができる。
【0068】
電気光学効果を用いた屈折率制御による光遅延回路50とは、入射ポート51及び出射ポート52を持つ光導波路53と、光導波路53に制御電流を流すための1組の電極54からなる装置であり、光導波路53に電流を流すことによりキャリア密度が変化して、その結果屈折率が変化し、遅延が生じる。
【0069】
この光遅延回路50を、図3に示す光遅延回路6として採用して、遅延量を調節することにより、パルスレーザ1,2から出力される双方のパルス光の尖塔を時間的に一致させることができる。その結果、非線形光学媒質5に入射するパルス光のピークパワーが大きくなることから、より大きな非線形光学効果が期待でき、結果として、出力光のスペクトル包絡線が広がり、各チャネルの光出力レベルの差が少ない多波長光が得られる。
また、光遅延回路50を用いることにより、遅延量を精密に制御することができる。
【0070】
<第11の実施の形態>
図13は、本発明の第11の実施の形態にかかる光源を示す。本実施の形態では、光位相同期ループを構成することにより、第一のパルスレーザ101から出力されるパルス光に、第二のパルスレーザ102から出力されるパルス光を同期させるようにしている。
【0071】
光位相同期ループを除く構成を先に説明すると、第一のパルスレーザ101は、発振器103から出力された発振信号と同期したパルス光を出力する。第二のパルスレーザ102は、発振器104から出力された発振信号と同期したパルス光を出力する。なお双方のパルス光は、後述する光位相同期ループの作用により同期される。
【0072】
パルスレーザ101から出力され、光分波器105にて分岐されたパルス光と、パルスレーザ102から出力され、光分波器106にて分岐されたパルス光は、光合波器107にて合波される。合波されたパルス光は光増幅器108により増幅され、増幅されたパルス光は、非線形光学媒質109に入力される。
【0073】
非線形光学媒質109は、その非線形効果により、パルスレーザ101,102のモード間隔とは異なる、光周波数間隔が均等な多波長光を出力する。
【0074】
光位相同期ループについて説明すると、発振器103は出力する発振信号の位相を固定しており、発振器104は出力する発振信号の位相を可変にできる。パルスレーザ101から出力され、光分波器105を透過して分波されたパルス光は、第一の受光素子110に入力される。第一の受光素子110は、入力されたパルス光からキャリアを除いたパルス信号を出力する。また、パルスレーザ102から出力され、光分波器106を透過して分波されたパルス光は、第二の受光素子111に入力される。第二の受光素子111は、入力されたパルス光からキャリアを除いたパルス信号を出力する。
【0075】
位相比較器112は、第一の受光素子110から出力されたパルス信号の位相と、第二の受光素子111から出力されたパルス信号との位相を比較し、両者の位相差を示す位相差信号を出力する。
【0076】
この位相差信号はループフィルタ113を通過してから発振器104に入力される。発振器104は、位相差信号に応じて、パルスレーザ102に送る発振信号の位相を変更し、発振器103の位相に追従しようとする。このため、発振器104から出力される発振信号の位相が、発振器103から出力される発振信号の位相に同期し、パルスレーザ102から出力されるパルス光の位相が、パルスレーザ101から出力されるパルス光の位相に同期する。
【0077】
この構成では、位相固定の発振器103により駆動しているパルスレーザ101のパルス光に、位相可変な発振器104により駆動しているパルスレーザ102のパルス光を同期させることができ、2つのパルスレーザ101,102から発生されるパルス光の尖塔が時間軸上で一致する。その結果、非線形光学媒質109に入射するパルス光のピークパワーが大きくなることから、より大きな非線形光学効果が期待でき、結果として、出力光のスペクトル包絡線が広がり、各チャネルの光出力レベルの差が少ない多波長光が得られる。
【0078】
<第12の実施の形態>
図14は、本発明の第12の実施の形態にかかる光源を示す。本実施の形態では、光位相同期ループを構成することにより、第一のパルスレーザ101から出力されるパルス光と、第二のパルスレーザ102から出力されるパルス光を同期させるようにしている。この第12の実施の形態は、図13に示す第11の実施の形態における光位相同期ループの構成を変更したものである。このため、第11の実施の形態と同一機能を果たす部分には同一符号を付し重複する説明は省略し、異なる部分について説明をする。
【0079】
第一のパルスレーザ101は、位相可変の第一の発振器201に同期したパルス光を出力し、第二のパルスレーザ102は、位相可変の第二の発振器104に同期したパルス光を出力する。
【0080】
光位相同期ループについて説明すると、パルスレーザ101から出力され、光分波器105を透過して分波されたパルス光は、第一の受光素子110に入力される。第一の受光素子110は、入力されたパルス光からキャリアを除いたパルス信号を出力する。また、パルスレーザ102から出力され、光分波器106を透過して分波されたパルス光は、第二の受光素子111に入力される。第二の受光素子111は、入力されたパルス光からキャリアを除いたパルス信号を出力する。
【0081】
第一の位相比較器202は、第一の受光素子110から出力されたパルス信号と、参照となる発振器203から出力された参照信号との位相を比較し、両者の位相差を示す第一の位相差信号を出力する。
【0082】
第一の位相差信号は第一のループフィルタ204を通過してから発振器201に入力される。発振器201は、位相差信号に応じて、パルスレーザ101に送る発振信号の位相を変更する。この位相の変更により、第一のパルスレーザ101から出力されるパルス光の位相は、参照となる発振器203の参照信号の位相と等しくなる。
【0083】
第二の位相比較器205は、第二の受光素子111から出力されたパルス信号と、参照となる発振器203から出力された参照信号との位相を比較し、両者の位相差を示す第二の位相差信号を出力する。
【0084】
第二の位相差信号は第二のループフィルタ206を通過してから発振器104に入力される。発振器104は、位相差信号に応じて、パルスレーザ102に送る発振信号の位相を変更する。この位相の変更により、第二のパルスレーザ102から出力されるパルス光の位相は、参照となる発振器203の参照信号の位相と等しくなる。
【0085】
結局、パルスレーザ101,102から出力されるパルス光の位相は、発振器203の参照信号の位相と同期し、両パルス光の位相が一致する。よって、2つのパルスレーザ101,102から発生されるパルス光の尖塔が時間軸上で一致する。その結果、非線形光学媒質109に入射するパルス光のピークパワーが大きくなることから、より大きな非線形光学効果が期待でき、結果として、出力光のスペクトル包絡線が広がり、各チャネルの光出力レベルの差が少ない多波長光が得られる。
【0086】
<第13の実施の形態>
図15は、本発明の第13の実施の形態にかかる光源を示す。本実施の形態では、第一の能動モード同期レーザ301と、第二の能動モード同期レーザ302は、同一の発振器306が発生する発振信号の周波数と同じ、またはその高調波周波数と同じ繰り返し周波数のパルス光を発生するように構成している。
【0087】
発振器306とは、能動モード同期レーザ301,302や、利得スイッチレーザ、あるいは半導体レーザの直接変調においてパルス光を発生させるために必要な電気装置である。
【0088】
このように2つの能動モード同期レーザ301,302が同一の発振器306を用いることにより、2つの能動モード同期レーザ301,302から発生されるパルス光の尖塔が時間軸上で一致する。その結果、光合波器303にて合波され光増幅器304にて増幅されてから、非線形光学媒質305に入射するパルス光のピークパワーが大きくなることから、より大きな非線形光学効果が期待でき、結果として、出力光のスペクトル包絡線が広がり、各チャネルの光出力レベルの差が少ない多波長光が得られる。
【0089】
なお、第一の能動モード同期レーザ301には直流電流源307から直流電流が供給され、第二の能動モード同期レーザ302には直流電流源308から直流電流が供給される。
このように直流電流を供給するのはレーザにバイアス電流を与えるためである。なお、他の実施の形態においても、図示はしていないが、レーザにバイアス電流を与えるために直流電流を供給している。
【0090】
<第14の実施の形態>
図16は本発明の第14の実施の形態にかかる光源を示す。図16に示すように第14の実施の形態では、素子温度制御によりパルスレーザ401,402の発振周波数を制御して、パルスレーザ401,402から出力されるパルス光の光周波数制御をしている。具体的には、ペルチェ素子などの温度素子403,404を制御し、パルスレーザ401,402の発振周波数を制御して出力されるパルス光を所望の周波数に設定している。
【0091】
特に半導体レーザの場合、レーザ素子の温度が変わるとレーザ媒質の屈折率が変化し、発振周波数が変わる。このため、光周波数を制御でき、これにより、モード間隔、あるいは中心周波数の可変なモードを含む多波長光が実現できる。
【0092】
なお、パルスレーザ401,402から出力されたパルス光は、光合波器405にて合波され、光増幅器406にて増幅されてから、非線形光学媒質407に入力される。
なお、合波される前に、パルスレーザ401,402からの光を一部取り出して発振周波数を検知し、温度制御をかける負帰還系を構成するようにしてもよい。
【0093】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の光発生方法及び光源によれば、等間隔な多波長光を、レーザの利得帯域に依らずにより多いチャネル数で得られる。
【0094】
また、2つのパルス光発生回路(パルスレーザ)から発生されるパルス光のどちらか、あるいは双方に時間的な遅延を与える構成を具備したことにより、各チャネルの光出力レベルの差がより少ない多波長光が得られる。
【0095】
また、2つのパルス光発生回路(パルスレーザ)の同期を取る機構を具備したことにより、各チャネルの光出力レベルの差がより少ない多波長光が得られる。
【0096】
また、2つのパルス光発生回路(パルスレーザ)の発振周波数を制御する機構を具備したことにより、各チャネル間隔を可変にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態にかかる光源を示す構成図。
【図2】パルスレーザのスペクトルの状態を示す特性図。
【図3】本発明の第2の実施の形態にかかる光源を示す構成図。
【図4】本発明の第2の実施の形態の動作原理を示す説明図。
【図5】本発明の第3の実施の形態にかかる光源を示す構成図。
【図6】本発明の第4の実施の形態にかかる光源を示す構成図。
【図7】本発明の第5の実施の形態にかかる光源を示す構成図。
【図8】本発明の第6の実施の形態にかかる光源を示す構成図。
【図9】本発明の第7の実施の形態にかかる光遅延回路を示す構成図。
【図10】本発明の第8の実施の形態にかかる光遅延回路を示す構成図。
【図11】本発明の第9の実施の形態にかかる光遅延回路を示す構成図。
【図12】本発明の第10の実施の形態にかかる光遅延回路を示す構成図。
【図13】本発明の第11の実施の形態にかかる光源を示す構成図。
【図14】本発明の第12の実施の形態にかかる光源を示す構成図。
【図15】本発明の第13の実施の形態にかかる光源を示す構成図。
【図16】本発明の第14の実施の形態にかかる光源を示す構成図。
【図17】従来の光源を示す構成図。
【符号の説明】
1,2 パルスレーザ
3 光合波器
4 光増幅器
5 非線形光学媒質
6 光遅延回路
7 同期回路
8a,8b 検波器
9a,9b 発振周波数制御回路
11,12 モード同期レーザ
13,14 利得スイッチレーザ
20,30,40,50 光遅延回路
101,102 パルスレーザ
103,104 発振器
105,106 光分波器
107 光合波器
108 光増幅器
109 非線形光学媒質
110,111 受光素子
112 位相比較器
113 ループフィルタ
201,203 発振器
202,205 位相比較器
204,206 ループフィルタ
301,302 能動モードレーザ
303 光合波器
304 光増幅器
305 非線形光学媒質
306 発振器
307,308 直流電流源
401,402 パルスレーザ
403,404 温度素子
405 光合波器
406 光増幅器
407 非線形光学媒質
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a light generation method and a light source that can be used for WDM communication.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in order to increase the transmission capacity of optical fiber communication, optical wavelength division multiplexing communication in which laser beams having different wavelengths are multiplexed and transmitted on one optical fiber has been studied.
Conventionally, a plurality of distributed feedback (DFB) semiconductor lasers have been used as light sources for optical wavelength division multiplexing communication by controlling the oscillation wavelength by controlling the element temperature. However, if the number of multiplexed channels increases, the number of lasers must be increased by the same amount, which is considered to be a costly system.
[0003]
Therefore, in recent years, a multi-wavelength light source that uses laser light including many oscillation modes as a light source, cuts out the mode with an optical filter, and uses it as a channel has been studied. A pulsed light source using direct modulation or a gain switch method can generate many modes. Among them, a mode-locked laser can relatively easily generate a pulse of the Fourier transform limit, that is, Since it is possible to have a wide spectrum band, it is widely studied.
[0004]
A mode-locked laser is a laser that generates pulsed light by synchronizing the phase of a mode generated in a laser resonator, and its spectrum includes many modes at regular intervals on the frequency axis. By cutting out this mode with an optical filter or the like, it can be used as a single mode continuous light source.
[0005]
For example reference "Multiwavelength Light Source with Precise Frequency Spacing Using a Mode-Locked Semiconductor Laser and an Arrayed Waveguide Grating Filter (Hiroaki Sanjoh et al, IEEE Photonics Technology Letters, Vol.9, No.6, pp.818-820, 1997 In (2)), multi-wavelength light at 50 GHz intervals is generated using a mode-locked semiconductor laser.
[0006]
FIG. 17 shows an example shown in the above-mentioned reference. When a 25 GHz sine wave signal is input to the electro-absorption modulator 01a of the mode-locked semiconductor laser 01 and a DC current is input to the gain region 01b, the harmonic mode locking is performed. As a result, multi-wavelength light is generated at intervals of 50 GHz, and the multi-wavelength light is cut out by an arrayed waveguide diffraction grating filter (optical filter) 02 to obtain continuous light of 11 channels within an optical output difference of 17 dB.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The number of channels obtained from the multi-wavelength light was limited to the amplification gain band of the original mode-locked semiconductor laser 01, and the optical output level of each channel was greatly different from the center of the amplification gain of the laser except for the center.
Further, since the frequency interval of the channel obtained from the multi-wavelength light depends on the mode interval of the mode-locked semiconductor laser 01, the frequency interval is fixed, which makes a flexible configuration of the optical network system difficult.
[0008]
In view of the above prior art, the present invention uses two pulse light generation circuits having the same repetition frequency of pulse light but different oscillation frequencies, and generates a multi-wavelength light having a wide band and the same frequency interval using a nonlinear optical effect. It is an object to provide a light generation method and a light source.
[0009]
It is another object of the present invention to provide multi-wavelength light having a variable frequency interval by changing the oscillation frequencies of two pulse light generation circuits.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The configuration of the present invention that solves the above-mentioned problem includes an oscillation frequency of a first pulse light generation circuit that outputs a first pulse light, and a second pulse light having the same repetition frequency as the repetition frequency of the first pulse light. The oscillation frequency difference, which is the difference between the oscillation frequencies of the second pulsed light generation circuit that outputs
The combined light of the first pulsed light and the second pulsed light is made incident on a nonlinear optical medium to obtain multi-wavelength light having a uniform optical frequency interval.
[0011]
Further, the configuration of the present invention provides a time delay to at least one of the first pulse light and the second pulse light so that the spires of the first pulse light and the second pulse light coincide on the time axis. Give or
Synchronize the first pulse light generation circuit and the second pulse light generation circuit so that the spires of the first pulse light and the second pulse light coincide on the time axis,
The arbitrary positive number is variable.
[0012]
Further, the configuration of the present invention includes a first pulse light generation circuit that outputs a first pulse light, and a second pulse that outputs a second pulse light having the same repetition frequency as the repetition frequency of the first pulse light. An oscillation frequency difference, which is a difference between the oscillation frequency of the first pulsed light generation circuit and the oscillation frequency of the second pulsed light generation circuit, makes the repetition frequency equal to or more than two. Is set to a value divided by a number,
Further, it is characterized by having a non-linear optical medium to which a combined light of the first pulse light and the second pulse light is inputted.
[0013]
Further, the configuration of the present invention includes a first pulse light generation circuit that outputs a first pulse light, and a second pulse that outputs a second pulse light having the same repetition frequency as the repetition frequency of the first pulse light. An oscillation frequency difference, which is a difference between the oscillation frequency of the first pulsed light generation circuit and the oscillation frequency of the second pulsed light generation circuit, makes the repetition frequency equal to or more than two. Is set to a value divided by a number,
Further, a nonlinear optical medium to which a combined light of the first pulse light and the second pulse light is input,
Before the multiplexing, an optical delay circuit for providing a time delay to at least one of the first pulse light and the second pulse light is provided.
[0014]
Further, the configuration of the present invention includes a first pulse light generation circuit that outputs a first pulse light, and a second pulse that outputs a second pulse light having the same repetition frequency as the repetition frequency of the first pulse light. An oscillation frequency difference, which is a difference between the oscillation frequency of the first pulsed light generation circuit and the oscillation frequency of the second pulsed light generation circuit, makes the repetition frequency equal to or more than two. Is set to a value divided by a number,
Further, a nonlinear optical medium to which a combined light of the first pulse light and the second pulse light is input,
It has a synchronization circuit that controls at least one of the first pulse light generation circuit and the second pulse light generation circuit so that the first pulse light and the second pulse light spire coincide with each other. .
[0015]
Further, the configuration of the present invention includes a first pulse light generation circuit that outputs a first pulse light, and a second pulse that outputs a second pulse light having the same repetition frequency as the repetition frequency of the first pulse light. An oscillation frequency difference, which is a difference between the oscillation frequency of the first pulsed light generation circuit and the oscillation frequency of the second pulsed light generation circuit, makes the repetition frequency equal to or more than two. Is set to a value divided by a number,
Further, a nonlinear optical medium to which a combined light of the first pulse light and the second pulse light is input,
An oscillation frequency control circuit for making the oscillation frequency of the first pulse light generation circuit and the oscillation frequency of the second pulse light generation circuit variable is provided.
[0016]
[Action]
According to the present invention, the mode interval of the original pulse laser is different from that of the original pulse laser by using two pulse light generating circuits (pulse lasers) that generate pulse light at the same repetition frequency and a nonlinear optical medium having a nonlinear optical effect. More spaced multi-wavelength light can be obtained regardless of the amplification gain of the laser.
[0017]
In addition, since one or both of the pulse lights generated from the two pulse lasers are time-delayed, the peaks of the pulse lights coincide with each other on the time axis, and the peak of the pulse light incident on the nonlinear medium is obtained. Since the power is increased, a larger nonlinear optical effect can be expected. As a result, a multi-wavelength light with a small difference in the optical output level of each channel with a broadened spectral envelope of output light can be obtained.
[0018]
In addition, since the two pulse lasers are synchronized, the spires of the pulsed light coincide with each other on the time axis, and the peak power of the pulsed light incident on the nonlinear medium increases, so a larger nonlinear optical effect is expected. As a result, the spectral envelope of the output light is broadened, and multi-wavelength light with a smaller difference in the optical output level of each channel is obtained.
[0019]
In addition, since the oscillation frequencies of the two pulse lasers are controlled, the mode interval generated can be made variable.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0021]
<First embodiment>
FIG. 1 shows a light source according to a first embodiment of the present invention. The first pulse laser 1 shown in FIG. 1 outputs a first pulse light having a constant repetition frequency, and the second pulse laser 2 also has a second pulse light having the same repetition frequency as the first pulse laser 1. Is output. At this time, the difference between the oscillation frequency of the pulse laser 1 and the oscillation frequency of the pulse laser 2 (oscillation frequency difference) is set to a value obtained by dividing (dividing) the repetition frequency of the pulsed light by any positive number of 2 or more. .
[0022]
The “oscillation frequency of the pulse laser” means an optical frequency at which the laser self-oscillates. This oscillation frequency can be considered as the frequency of a carrier wave for the pulsed light.
[0023]
Setting the oscillation frequency difference between the two lasers to a value obtained by dividing (dividing) the repetition frequency of the pulsed light by an arbitrary positive number of 2 or more is the same in other embodiments described later.
[0024]
The pulse light (laser light) output from the pulse lasers 1 and 2 is multiplexed by the optical multiplexer 3, and the multiplexed pulse light is amplified by the optical amplifier 4. The multiplexed and amplified pulse light is input to the nonlinear optical medium 5.
[0025]
The nonlinear optical medium 5 outputs multi-wavelength light having a uniform optical frequency interval different from the mode interval of the pulse lasers 1 and 2 due to the nonlinear optical effect.
[0026]
More specifically, the pulsed lasers 1 and 2 in FIG. 1 are lasers that can generate pulsed light by directly modulating when exciting a gain, or continuous light is converted by an external converter. A pulsed laser, a mode-locked laser, a gain switch laser, a Q switch laser, or the like is used.
[0027]
The optical spectra of the pulse lasers 1 and 2 are modes with frequency intervals δf = 1 / T [Hertz] (where T [sec] is the repetition period of the pulse light) and harmonic components around the central emission line spectrum. It has a mode of n × δf [Hz] intervals, which is a positive multiple of δf (n is a positive number). Here, the frequency in the center bright line spectrum is the oscillation frequency of the pulse laser.
[0028]
The non-linear optical medium 5 in FIG. 1 is a medium whose refractive index is strongly controlled by the second- or higher-order electric susceptibility, such as an optical fiber, an optical semiconductor amplifier, and an organic dye. In general, when a light wave of high intensity is incident on a nonlinear optical medium, various nonlinear optical effects such as self-phase modulation, cross-phase modulation, and four-wave mixing are generated.
[0029]
The nonlinear optical medium 5 may generate a third-order nonlinear effect.
[0030]
When pulse light output from two pulse lasers having a mode of a frequency interval δf [Hertz] and oscillating frequencies different from δf [Hertz] are superimposed using an optical multiplexer 3 such as an optical coupler, the spectrum becomes The frequency interval is different from that of the original pulse laser. This is shown in FIG. The spectrum of the pulse laser 1 is shown by a solid line, and the spectrum of the pulse laser 2 is shown by a broken line. Here, δν [Hertz] is called an oscillation frequency difference.
[0031]
When the superposed light of the two pulse lasers 1 and 2 as described above is amplified by an optical amplifier 4 such as an erbium-doped optical fiber amplifier and made incident on a nonlinear optical medium 5, nonlinear optical such as self-phase modulation or cross-phase modulation is obtained. The effect broadens the envelope of the spectrum, and generates a large number of lights having different frequencies due to a nonlinear optical effect such as four-wave mixing.
[0032]
In the example of FIG. 2, the optical frequency of the pump light is ν 1 [Hertz], the optical frequency of the probe light is ν 2 [Hertz] (However, ν 2 > Ν 1 ), Ν by four-wave mixing 1 − (Ν 2 −ν 1 ) [Hertz] and ν 2 + (Ν 2 −ν 1 ) [Hertz] signal light is generated. Further newly generated ν 1 − (Ν 2 −ν 1 ) [Hertz] and ν 2 + (Ν 2 −ν 1 ) [Hertz] light becomes pump light or probe light, and generates more modes.
[0033]
Here, the oscillation frequencies of the two pulse lasers are controlled so that the oscillation frequency difference δν [Hertz] of the two pulse lasers 1 and 2 is equal to a value obtained by dividing the mode interval δf [Hertz] by a positive number of 2 or more. Then, the mode of the original pulse laser and the signal light generated by the four-wave mixing are all at intervals of δν [hertz], and multi-wavelength light including many equally-spaced modes can be generated.
[0034]
For example, in the example of FIG. 2, when the oscillation frequency difference δν between the two pulse lasers 1 and 2 is set to 1 / of the mode interval δf,
ν 2 = V 1 + Δf / 4
It becomes. ν 1 And ν 2 If the light of the frequency is pump light and probe light, the frequency of the newly generated signal light is
ν 1 −δf / 4 and ν 1 + Δf / 2
It becomes. Also, ν 1 −δf and ν 2 If −δf is the pump light and the probe light, the frequency of the newly generated signal light is
ν 1 −5δf / 4 and ν 1 -Δf / 2
It becomes.
[0035]
Hereinafter, when the same is considered for all the modes of the two pulse lasers 1 and 2, the pump light, the probe light, and the signal light are all arranged on the frequency axis at intervals of δf / 4, that is, at intervals of δν. Wavelength light is generated.
[0036]
In addition, since the envelope of the spectrum incident on the nonlinear optical medium 5 is expanded and output by the self-phase modulation or the cross-phase modulation, the number of channels of the obtained multi-wavelength light is larger than that of the input, and Also reduces the output difference.
[0037]
<Second embodiment>
FIG. 3 shows a light source according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram for explaining the operation principle.
[0038]
In the second embodiment, as shown in FIG. 3, an optical delay circuit 6 for temporally delaying the second pulse light before multiplexing output from the second pulse laser 2 is provided. . Therefore, the first pulsed light output from the first pulsed laser 1 and the second pulsed light output from the second pulsed laser 2 and temporally delayed by the optical delay circuit 6 are compared with each other. , And are multiplexed by the optical multiplexer 3. The configuration of other parts is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
[0039]
The time delay in the optical delay circuit 6 changes the refractive index of the medium through which the pulse light generated from the pulse laser 2 propagates by temperature, electro-optic effect, or the like, or physically changes the length of the medium. It can be obtained by:
[0040]
Generally, pulsed light emitted from two independent pulsed lasers 1 and 2 are not synchronized because they have no temporal correlation. Therefore, by giving a time delay to the pulse light emitted from one of the pulse lasers 2 and adjusting the amount of delay by the optical delay circuit 6, as shown in FIG. Can be matched.
[0041]
As a result, the peak power of the pulse light incident on the nonlinear optical medium 5 is increased, so that a larger nonlinear optical effect can be expected. As a result, the spectral envelope of the output light is broadened, and the difference between the optical output levels of the respective channels is increased. And multi-wavelength light with a small amount of light.
[0042]
In order to change the refractive index of the propagation medium of the optical delay circuit 6, if the medium to be propagated is in the atmosphere, a dielectric such as glass is inserted into the optical path to reduce the refractive index of the entire propagation path. Change.
To physically change the length of the medium, for example, if the propagating medium is an optical fiber, the length is changed by pulling the optical fiber with a piezoelectric element or the like.
Various specific embodiments of the optical delay circuit 6 will be described in detail later in seventh (FIG. 9) to tenth (FIG. 12) embodiments.
[0043]
<Third embodiment>
FIG. 5 shows a light source according to a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, in the present embodiment, a synchronization circuit 7 having a function of synchronizing pulse light output from the second pulse laser 2 with pulse light output from the first pulse laser 1 is provided. ing. The configuration of other parts is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
[0044]
The synchronizing circuit 7 converts an optical signal into an electric signal using a detector, synchronizes the pulsed light with the electric circuit, and supplies one of the pulse lasers 1 and 2 or both pulsed lasers. It is a means for feeding back, or a means for performing signal processing on an optical signal as it is, and negatively feeding back to one pulse laser or both pulse lasers.
[0045]
In the embodiment shown in FIG. 5, the timing of the pulse light output from the pulse laser 2 is controlled by feeding back to the second pulse laser 2 to synchronize the pulse light output from both pulse lasers 1 and 2. I take it.
[0046]
A part of the pulse light oscillated from the two independent pulse lasers 1 and 2 is both branched, and the timing of the pulse light is synchronized by the synchronizing circuit 7, so that the spires of the pulse light coincide on the time axis. Can be. As a result, the peak power of the pulse light incident on the nonlinear optical medium 5 is increased, so that a larger nonlinear optical effect can be expected. As a result, the spectral envelope of the output light is broadened, and the difference between the optical output levels of the respective channels is increased. And multi-wavelength light with a small amount of light.
[0047]
<Fourth embodiment>
FIG. 6 shows a light source according to a fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, in the present embodiment, the first pulse laser 1 is provided with a detector 8a for detecting the oscillation frequency of the pulsed light output from the pulse laser 1, and a signal detected by the detector 8a. An oscillation frequency control circuit 9a for controlling the oscillation frequency of the first pulse laser 1 is provided on the basis thereof. Further, the second pulse laser 2 has a detector 8b for detecting the oscillation frequency of the pulsed light output from the pulse laser 2, and the oscillation frequency of the second pulse laser 2 based on the signal detected by the detector 8b. Is provided with an oscillation frequency control circuit 9b for controlling the oscillation frequency. The configuration of other parts is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
[0048]
By controlling the oscillation frequencies of the first and second pulse lasers 1 and 2 in this way, multi-wavelength light with variable frequency intervals can be output. In other words, under the condition that “the oscillation frequency difference between the pulse lasers 1 and 2 is set to a positive value obtained by dividing (division) by an integer of 2 or more of the pulse repetition frequency”, the value of the “positive number” is changed. Can be done.
[0049]
The method of controlling the oscillation frequency of the pulse lasers 1 and 2 includes a method of changing the refractive index of a gain medium in the laser or a method of controlling the oscillation frequency by changing the resonator length of the laser resonator. .
[0050]
Generally, the refractive index of the gain medium of a pulse laser changes by changing the temperature of the gain medium, or in the case of a semiconductor laser, by changing the amount of injection current for excitation.
The resonator length of a laser resonator changes in a solid-state laser, a gas laser, or the like by mechanically moving a mirror that forms the resonator. Also, by changing the refractive index in the resonator, the effective resonator length can be changed.
[0051]
By changing the oscillation frequency difference δν [Hertz] of the two pulse lasers 1 and 2 by the above method so as to be equal to a value obtained by dividing the mode interval δf [Hertz] by a positive number of 2 or more, Multi-wavelength light that oscillates at equal intervals and includes modes with variable frequency intervals can be generated.
[0052]
<Fifth embodiment>
FIG. 7 shows a light source according to a fifth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, in the present embodiment, mode-locked lasers 11 and 12 are employed as the first and second pulse lasers. The configuration of other parts is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
[0053]
The mode-locked lasers 11 and 12 are lasers capable of generating steep pulsed light by synchronizing the phases of several modes generated in the laser resonator. To lock the phase of the mode, the forced mode-locking method that modulates the laser medium, the passive mode-locking method that incorporates a saturable absorber whose transmittance changes according to the light intensity into the laser resonator, or both effects can be used. There is a hybrid mode synchronization method used.
[0054]
The mode-locked lasers 11 and 12 can generate pulse light having a Fourier transform limit relatively easily, and can be used as a light source having a wider spectrum width, so that multi-channel multi-wavelength light can be generated. .
[0055]
<Sixth Embodiment>
FIG. 8 shows a light source according to a sixth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, in this embodiment, gain switch lasers 13 and 14 are employed as the first and second pulse lasers. The configuration of other parts is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
[0056]
The gain switch lasers 13 and 14 are lasers capable of generating steep pulsed light when the laser medium is steeply excited in a delta function.
[0057]
Since the gain switch lasers 13 and 14 can generate pulse light having a Fourier transform limit relatively easily, they become light sources having a wider spectrum width, and thus can generate multi-channel multi-wavelength light. .
[0058]
<Seventh embodiment>
FIG. 9 shows an optical delay circuit 20 using coupling between optical fibers using a spatial collimated beam. This optical delay circuit 20 can be employed as the optical delay circuit 6 shown in FIG.
[0059]
An optical delay circuit 20 utilizing the coupling between optical fibers by a spatial collimated beam includes two optical fibers 21 and 22 for input and output, and a collimator lens for converting the output light from the input optical fiber 21 into parallel light. 23, a collimating lens 24 for converging the parallel light to the output optical fiber 22, and having a drive system capable of moving one or both of the incident or output collimating system in the traveling direction of the parallel light, This is a delay device that changes the optical path length by moving the drive system. In the example of FIG. 9, the collimator lens 23 is fixed and the collimator lens 24 is movable.
[0060]
The optical delay circuit 20 is employed as the optical delay circuit 6 shown in FIG. 3 to adjust the amount of delay so that the spires of both pulse lights output from the pulse lasers 1 and 2 are made to coincide with each other in time. Can be. As a result, the peak power of the pulse light incident on the nonlinear optical medium 5 is increased, so that a larger nonlinear optical effect can be expected. As a result, the spectral envelope of the output light is broadened, and the difference between the optical output levels of the respective channels is increased. And multi-wavelength light with a small amount of light.
Further, by using the optical delay circuit 20, a large delay amount can be obtained with a simple device, and application to a pulse laser having a long repetition period is also possible.
[0061]
<Eighth Embodiment>
FIG. 10 shows an optical delay circuit 30 by controlling the refractive index of an optical waveguide. This optical delay circuit 30 can be employed as the optical delay circuit 6 shown in FIG.
[0062]
The optical delay circuit 30 based on the control of the refractive index of the optical waveguide is a device including an optical waveguide 34 having an input port 31, an output port 32, and a refractive index control unit 33, and provides a refractive index control signal to the refractive index control unit 33. This changes the refractive index and causes a delay.
[0063]
The optical delay circuit 20 is employed as the optical delay circuit 6 shown in FIG. 3 to adjust the amount of delay so that the spires of both pulse lights output from the pulse lasers 1 and 2 are made to coincide with each other in time. Can be. As a result, the peak power of the pulse light incident on the nonlinear optical medium 5 is increased, so that a larger nonlinear optical effect can be expected. As a result, the spectral envelope of the output light is broadened, and the difference between the optical output levels of the respective channels is increased. And multi-wavelength light with a small amount of light.
In addition, by using the optical delay circuit 30, the delay amount can be precisely controlled.
[0064]
<Ninth embodiment>
FIG. 11 shows an optical delay circuit 40 based on refractive index control using the thermo-optic effect. This optical delay circuit 40 can be employed as the optical delay circuit 6 shown in FIG.
[0065]
The optical delay circuit 40 based on the refractive index control using the thermo-optic effect is a device including an optical waveguide 43 having an input port 41 and an output port 42, and a heater 44 for changing the temperature of the optical waveguide 43. By applying a current, the temperature of the optical waveguide 43 changes, and as a result, the refractive index changes and a delay occurs.
[0066]
The optical delay circuit 40 is adopted as the optical delay circuit 6 shown in FIG. 3, and by adjusting the amount of delay, the spires of both pulsed lights output from the pulse lasers 1 and 2 are made to coincide with each other in time. Can be. As a result, the peak power of the pulse light incident on the nonlinear optical medium 5 is increased, so that a larger nonlinear optical effect can be expected. As a result, the spectral envelope of the output light is broadened, and the difference between the optical output levels of the respective channels is increased. And multi-wavelength light with a small amount of light.
Further, by using the optical delay circuit 40, the delay amount can be precisely controlled.
[0067]
<Tenth embodiment>
FIG. 12 shows an optical delay circuit 50 by refractive index control using the electro-optic effect. This optical delay circuit 50 can be employed as the optical delay circuit 6 shown in FIG.
[0068]
The optical delay circuit 50 based on the refractive index control using the electro-optic effect is a device including an optical waveguide 53 having an input port 51 and an output port 52, and a set of electrodes 54 for flowing a control current through the optical waveguide 53. In addition, when a current flows through the optical waveguide 53, the carrier density changes, and as a result, the refractive index changes, and delay occurs.
[0069]
The optical delay circuit 50 is adopted as the optical delay circuit 6 shown in FIG. 3, and by adjusting the amount of delay, the spires of both pulsed lights output from the pulse lasers 1 and 2 are made to coincide with each other in time. Can be. As a result, the peak power of the pulse light incident on the nonlinear optical medium 5 is increased, so that a larger nonlinear optical effect can be expected. As a result, the spectral envelope of the output light is broadened, and the difference between the optical output levels of the respective channels is increased. And multi-wavelength light with a small amount of light.
Further, by using the optical delay circuit 50, the delay amount can be precisely controlled.
[0070]
<Eleventh embodiment>
FIG. 13 shows a light source according to an eleventh embodiment of the present invention. In the present embodiment, the pulse light output from the second pulse laser 102 is synchronized with the pulse light output from the first pulse laser 101 by forming an optical phase locked loop.
[0071]
The configuration excluding the optical phase locked loop will be described first. The first pulse laser 101 outputs pulse light synchronized with the oscillation signal output from the oscillator 103. The second pulse laser 102 outputs a pulse light synchronized with the oscillation signal output from the oscillator 104. The two pulse lights are synchronized by the operation of an optical phase locked loop described later.
[0072]
The pulse light output from the pulse laser 101 and branched by the optical demultiplexer 105 and the pulse light output from the pulse laser 102 and branched by the optical demultiplexer 106 are combined by the optical multiplexer 107. Is done. The multiplexed pulse light is amplified by the optical amplifier 108, and the amplified pulse light is input to the nonlinear optical medium 109.
[0073]
The nonlinear optical medium 109 outputs multi-wavelength light having a different optical frequency interval and a uniform optical frequency interval due to the nonlinear effect of the nonlinear optical medium 109.
[0074]
Describing the optical phase locked loop, the oscillator 103 fixes the phase of the output oscillation signal, and the oscillator 104 can change the phase of the output oscillation signal. The pulse light output from the pulse laser 101 and transmitted through the optical demultiplexer 105 and demultiplexed is input to the first light receiving element 110. The first light receiving element 110 outputs a pulse signal obtained by removing carriers from the input pulse light. The pulse light output from the pulse laser 102 and transmitted through the optical demultiplexer 106 and demultiplexed is input to the second light receiving element 111. The second light receiving element 111 outputs a pulse signal obtained by removing carriers from the input pulse light.
[0075]
The phase comparator 112 compares the phase of the pulse signal output from the first light receiving element 110 with the phase of the pulse signal output from the second light receiving element 111, and outputs a phase difference signal indicating the phase difference between the two. Is output.
[0076]
This phase difference signal is input to the oscillator 104 after passing through the loop filter 113. The oscillator 104 changes the phase of the oscillation signal sent to the pulse laser 102 according to the phase difference signal, and tries to follow the phase of the oscillator 103. Therefore, the phase of the oscillation signal output from the oscillator 104 is synchronized with the phase of the oscillation signal output from the oscillator 103, and the phase of the pulse light output from the pulse laser 102 is changed to the pulse output from the pulse laser 101. Synchronizes with the phase of light.
[0077]
In this configuration, the pulse light of the pulse laser 102 driven by the oscillator 104 with variable phase can be synchronized with the pulse light of the pulse laser 101 driven by the oscillator 103 with fixed phase. , 102 coincide with each other on the time axis. As a result, the peak power of the pulse light incident on the nonlinear optical medium 109 increases, so that a larger nonlinear optical effect can be expected. As a result, the spectral envelope of the output light broadens, and the difference between the optical output levels of the respective channels increases. And multi-wavelength light with a small amount of light.
[0078]
<Twelfth embodiment>
FIG. 14 shows a light source according to a twelfth embodiment of the present invention. In this embodiment, the pulse light output from the first pulse laser 101 and the pulse light output from the second pulse laser 102 are synchronized by forming an optical phase locked loop. The twelfth embodiment is a modification of the configuration of the optical phase locked loop in the eleventh embodiment shown in FIG. For this reason, the parts performing the same functions as in the eleventh embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and different parts will be described.
[0079]
The first pulse laser 101 outputs pulse light synchronized with the first phase-variable oscillator 201, and the second pulse laser 102 outputs pulse light synchronized with the second phase-variable oscillator 104.
[0080]
The optical phase locked loop will be described. The pulse light output from the pulse laser 101 and transmitted through the optical splitter 105 and split is input to the first light receiving element 110. The first light receiving element 110 outputs a pulse signal obtained by removing carriers from the input pulse light. The pulse light output from the pulse laser 102 and transmitted through the optical demultiplexer 106 and demultiplexed is input to the second light receiving element 111. The second light receiving element 111 outputs a pulse signal obtained by removing carriers from the input pulse light.
[0081]
The first phase comparator 202 compares the phase of the pulse signal output from the first light receiving element 110 with the phase of the reference signal output from the reference oscillator 203, and indicates a first phase difference indicating the phase difference between the two. Outputs the phase difference signal.
[0082]
The first phase difference signal is input to the oscillator 201 after passing through the first loop filter 204. The oscillator 201 changes the phase of the oscillation signal sent to the pulse laser 101 according to the phase difference signal. Due to this change in the phase, the phase of the pulse light output from the first pulse laser 101 becomes equal to the phase of the reference signal of the oscillator 203 serving as a reference.
[0083]
The second phase comparator 205 compares the phase of the pulse signal output from the second light receiving element 111 with the phase of the reference signal output from the reference oscillator 203, and indicates a second phase difference between the two. Outputs the phase difference signal.
[0084]
The second phase difference signal is input to the oscillator 104 after passing through the second loop filter 206. The oscillator 104 changes the phase of the oscillation signal sent to the pulse laser 102 according to the phase difference signal. Due to this phase change, the phase of the pulse light output from the second pulse laser 102 becomes equal to the phase of the reference signal of the oscillator 203 serving as a reference.
[0085]
Eventually, the phases of the pulse lights output from the pulse lasers 101 and 102 are synchronized with the phase of the reference signal of the oscillator 203, and the phases of both pulse lights match. Therefore, the spires of the pulse lights generated from the two pulse lasers 101 and 102 coincide on the time axis. As a result, the peak power of the pulse light incident on the nonlinear optical medium 109 increases, so that a larger nonlinear optical effect can be expected. As a result, the spectral envelope of the output light broadens, and the difference between the optical output levels of the respective channels increases. And multi-wavelength light with a small amount of light.
[0086]
<Thirteenth embodiment>
FIG. 15 shows a light source according to a thirteenth embodiment of the present invention. In the present embodiment, the first active mode-locked laser 301 and the second active mode-locked laser 302 have the same repetition frequency as the frequency of the oscillation signal generated by the same oscillator 306 or the same repetition frequency as its harmonic frequency. It is configured to generate pulsed light.
[0087]
The oscillator 306 is an electrical device necessary for generating pulse light in direct modulation of the active mode-locked lasers 301 and 302, the gain switch laser, or the semiconductor laser.
[0088]
As described above, since the two active mode-locked lasers 301 and 302 use the same oscillator 306, the spires of the pulse light generated from the two active mode-locked lasers 301 and 302 match on the time axis. As a result, since the peak power of the pulse light incident on the nonlinear optical medium 305 after being multiplexed by the optical multiplexer 303 and amplified by the optical amplifier 304 is increased, a larger nonlinear optical effect can be expected. As a result, a multi-wavelength light is obtained in which the spectrum envelope of the output light is widened and the difference in the optical output level of each channel is small.
[0089]
Note that a DC current is supplied from the DC current source 307 to the first active mode-locked laser 301, and a DC current is supplied from the DC current source 308 to the second active mode-locked laser 302.
The direct current is supplied in this way to supply a bias current to the laser. Although not shown, a DC current is supplied to the laser in order to apply a bias current to the laser.
[0090]
<Fourteenth embodiment>
FIG. 16 shows a light source according to a fourteenth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 16, in the fourteenth embodiment, the oscillation frequency of the pulse lasers 401 and 402 is controlled by controlling the element temperature, and the optical frequency of the pulse light output from the pulse lasers 401 and 402 is controlled. . Specifically, the temperature elements 403 and 404 such as Peltier elements are controlled to control the oscillation frequency of the pulse lasers 401 and 402, and the pulse light output is set to a desired frequency.
[0091]
Particularly in the case of a semiconductor laser, when the temperature of the laser element changes, the refractive index of the laser medium changes, and the oscillation frequency changes. For this reason, the optical frequency can be controlled, thereby realizing multi-wavelength light including a mode in which the mode interval or the center frequency is variable.
[0092]
Note that the pulse lights output from the pulse lasers 401 and 402 are multiplexed by the optical multiplexer 405, amplified by the optical amplifier 406, and input to the nonlinear optical medium 407.
Note that a part of the light from the pulse lasers 401 and 402 may be taken out before the multiplexing to detect the oscillation frequency and form a negative feedback system for controlling the temperature.
[0093]
【The invention's effect】
As described above, according to the light generation method and the light source of the present invention, multi-wavelength light at equal intervals can be obtained with a larger number of channels regardless of the gain band of the laser.
[0094]
In addition, by providing a configuration for providing a time delay to one or both of the pulse lights generated from the two pulse light generation circuits (pulse lasers), the difference in the optical output level of each channel is reduced. Wavelength light is obtained.
[0095]
Further, by providing a mechanism for synchronizing the two pulse light generation circuits (pulse lasers), multi-wavelength light having a smaller difference in light output level of each channel can be obtained.
[0096]
In addition, by providing a mechanism for controlling the oscillation frequency of the two pulse light generation circuits (pulse lasers), the channel interval can be made variable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a light source according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a spectrum state of a pulse laser.
FIG. 3 is a configuration diagram showing a light source according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the operation principle of the second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram showing a light source according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a configuration diagram showing a light source according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a configuration diagram showing a light source according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a configuration diagram showing a light source according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a configuration diagram showing an optical delay circuit according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a configuration diagram showing an optical delay circuit according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a configuration diagram showing an optical delay circuit according to a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a configuration diagram showing an optical delay circuit according to a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a configuration diagram showing a light source according to an eleventh embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a configuration diagram showing a light source according to a twelfth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a configuration diagram showing a light source according to a thirteenth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a configuration diagram showing a light source according to a fourteenth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a configuration diagram showing a conventional light source.
[Explanation of symbols]
1,2 pulse laser
3 Optical multiplexer
4 Optical amplifier
5 Nonlinear optical medium
6. Optical delay circuit
7 Synchronous circuit
8a, 8b detector
9a, 9b oscillation frequency control circuit
11,12 mode-locked laser
13,14 Gain-switched laser
20, 30, 40, 50 optical delay circuit
101,102 pulse laser
103,104 oscillator
105,106 Optical demultiplexer
107 Optical multiplexer
108 Optical Amplifier
109 Nonlinear Optical Medium
110,111 light receiving element
112 phase comparator
113 Loop filter
201, 203 oscillator
202,205 Phase comparator
204,206 Loop filter
301, 302 Active mode laser
303 optical multiplexer
304 optical amplifier
305 Nonlinear optical medium
306 oscillator
307,308 DC current source
401, 402 pulse laser
403,404 Temperature element
405 optical multiplexer
406 optical amplifier
407 Nonlinear optical medium

Claims (8)

第一のパルス光を出力する第一のパルス光発生回路の発振周波数と、第一のパルス光の繰り返し周波数と同一の繰り返し周波数の第二のパルス光を出力する第二のパルス光発生回路の発振周波数の差である発振周波数差を、前記繰り返し周波数を2以上の任意の正数で除した値に設定しており、
第一のパルス光と第二のパルス光の合波光を非線形光学媒質に入射させて、光周波数間隔の均等な多波長光を得ることを特徴とする光発生方法。
The oscillation frequency of the first pulsed light generation circuit that outputs the first pulsed light, and the second pulsed light generation circuit that outputs the second pulsed light having the same repetition frequency as the repetition frequency of the first pulsed light An oscillation frequency difference, which is a difference between oscillation frequencies, is set to a value obtained by dividing the repetition frequency by an arbitrary positive number of 2 or more,
A light generation method comprising: combining a first pulsed light and a second pulsed light into a nonlinear optical medium to obtain multi-wavelength light having a uniform optical frequency interval.
請求項1の光発生方法において、
第一のパルス光と第二のパルス光の尖塔が時間軸上で一致するように、第一のパルス光と第二のパルス光の少なくとも一方に時間的な遅延を与えることを特徴とする光発生方法。
The light generation method according to claim 1,
Light that provides a temporal delay to at least one of the first pulsed light and the second pulsed light so that the spires of the first pulsed light and the second pulsed light coincide on the time axis. How it occurs.
請求項1の光発生方法において、
第一のパルス光と第二のパルス光の尖塔が時間軸上で一致するように、第一のパルス光発生回路と第二のパルス光発生回路の同期を取ることを特徴とする光発生方法。
The light generation method according to claim 1,
A light generating method for synchronizing the first pulsed light generating circuit and the second pulsed light generating circuit so that the spires of the first pulsed light and the second pulsed light coincide on the time axis. .
前記任意の正数を可変することを特徴とする請求項1の光発生方法。2. The light generation method according to claim 1, wherein said arbitrary positive number is variable. 第一のパルス光を出力する第一のパルス光発生回路と、第一のパルス光の繰り返し周波数と同一の繰り返し周波数の第二のパルス光を出力する第二のパルス光発生回路とを有し、しかも、第一のパルス光発生回路の発振周波数と第二のパルス光発生回路の発振周波数の差である発振周波数差が、前記繰り返し周波数を2以上の任意の正数で除した値に設定されており、
更に、第一のパルス光と第二のパルス光の合波光が入力される非線形光学媒質を有することを特徴とする光源。
A first pulsed light generation circuit that outputs the first pulsed light, and a second pulsed light generation circuit that outputs a second pulsed light having the same repetition frequency as the repetition frequency of the first pulsed light In addition, the oscillation frequency difference, which is the difference between the oscillation frequency of the first pulse light generation circuit and the oscillation frequency of the second pulse light generation circuit, is set to a value obtained by dividing the repetition frequency by any positive number of 2 or more. Has been
Further, the light source has a nonlinear optical medium to which a combined light of the first pulse light and the second pulse light is input.
第一のパルス光を出力する第一のパルス光発生回路と、第一のパルス光の繰り返し周波数と同一の繰り返し周波数の第二のパルス光を出力する第二のパルス光発生回路とを有し、しかも、第一のパルス光発生回路の発振周波数と第二のパルス光発生回路の発振周波数の差である発振周波数差が、前記繰り返し周波数を2以上の任意の正数で除した値に設定されており、
更に、第一のパルス光と第二のパルス光の合波光が入力される非線形光学媒質と、
合波前において、第一のパルス光と第二のパルス光の少なくとも一方に時間的な遅延を与える光遅延回路とを有することを特徴とする光源。
A first pulsed light generation circuit that outputs the first pulsed light, and a second pulsed light generation circuit that outputs a second pulsed light having the same repetition frequency as the repetition frequency of the first pulsed light In addition, the oscillation frequency difference, which is the difference between the oscillation frequency of the first pulse light generation circuit and the oscillation frequency of the second pulse light generation circuit, is set to a value obtained by dividing the repetition frequency by any positive number of 2 or more. Has been
Further, a nonlinear optical medium to which a combined light of the first pulse light and the second pulse light is input,
A light source comprising: an optical delay circuit that provides a time delay to at least one of the first pulse light and the second pulse light before multiplexing.
第一のパルス光を出力する第一のパルス光発生回路と、第一のパルス光の繰り返し周波数と同一の繰り返し周波数の第二のパルス光を出力する第二のパルス光発生回路とを有し、しかも、第一のパルス光発生回路の発振周波数と第二のパルス光発生回路の発振周波数の差である発振周波数差が、前記繰り返し周波数を2以上の任意の正数で除した値に設定されており、
更に、第一のパルス光と第二のパルス光の合波光が入力される非線形光学媒質と、
第一のパルス光と第二のパルス光の尖塔を一致させるように、第一のパルス光発生回路と第二のパルス光発生回路の少なくとも一方を制御する同期回路とを有することを特徴とする光源。
A first pulsed light generation circuit that outputs the first pulsed light, and a second pulsed light generation circuit that outputs a second pulsed light having the same repetition frequency as the repetition frequency of the first pulsed light In addition, the oscillation frequency difference, which is the difference between the oscillation frequency of the first pulse light generation circuit and the oscillation frequency of the second pulse light generation circuit, is set to a value obtained by dividing the repetition frequency by any positive number of 2 or more. Has been
Further, a nonlinear optical medium to which a combined light of the first pulse light and the second pulse light is input,
It has a synchronization circuit that controls at least one of the first pulse light generation circuit and the second pulse light generation circuit so that the first pulse light and the second pulse light spire coincide with each other. light source.
第一のパルス光を出力する第一のパルス光発生回路と、第一のパルス光の繰り返し周波数と同一の繰り返し周波数の第二のパルス光を出力する第二のパルス光発生回路とを有し、しかも、第一のパルス光発生回路の発振周波数と第二のパルス光発生回路の発振周波数の差である発振周波数差が、前記繰り返し周波数を2以上の任意の正数で除した値に設定されており、
更に、第一のパルス光と第二のパルス光の合波光が入力される非線形光学媒質と、
第一のパルス光発生回路の発振周波数と第二のパルス光発生回路の発振周波数を可変にする発振周波数制御回路とを有することを特徴とする光源。
A first pulsed light generation circuit that outputs the first pulsed light, and a second pulsed light generation circuit that outputs a second pulsed light having the same repetition frequency as the repetition frequency of the first pulsed light In addition, the oscillation frequency difference, which is the difference between the oscillation frequency of the first pulse light generation circuit and the oscillation frequency of the second pulse light generation circuit, is set to a value obtained by dividing the repetition frequency by any positive number of 2 or more. Has been
Further, a nonlinear optical medium to which a combined light of the first pulse light and the second pulse light is input,
A light source comprising: an oscillation frequency control circuit that varies an oscillation frequency of a first pulse light generation circuit and an oscillation frequency of a second pulse light generation circuit.
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