JPH01179910A - パルス多重光学系 - Google Patents

パルス多重光学系

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JPH01179910A
JPH01179910A JP414288A JP414288A JPH01179910A JP H01179910 A JPH01179910 A JP H01179910A JP 414288 A JP414288 A JP 414288A JP 414288 A JP414288 A JP 414288A JP H01179910 A JPH01179910 A JP H01179910A
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井元 拓
Takaharu Kameyama
亀山 隆治
Hiroyuki Kubomura
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    • G02OPTICS
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    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/28Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/2804Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
    • G02B6/2861Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using fibre optic delay lines and optical elements associated with them, e.g. for use in signal processing, e.g. filtering
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S3/0057Temporal shaping, e.g. pulse compression, frequency chirping

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はパルス多重光学系に関し、特にレーザ装置等が
周期的に出力した光パルスをより高い繰返し周波数の光
パルスに変換するパルス多重光学系に関する。
〔従来の技術〕
レーザ法重金属同位体分離を行う際、高出力レーザ装置
で発生した光パルスで重金属蒸気を照射する必要がある
。同位体分離を効率よく行うためには光パルスの繰返し
周波数を数MHz程度にする必要があるが、かかる用途
の高出力レーザ装置の光パルスの繰返し周波数は数kH
z程度である。そのため、高出力レーザ装置で発生した
光パルスを3桁程度高い繰返し周波数の光パルスに変換
する必要がある。
第3図はかかる光パルスの変換に用いられている従来の
パルス多重光学系の一例の動作原理を説明するための光
路図、第4図は同じくタイミング図である。第3図にお
いて、左右方向の光路は上下方向の光路に比較し拡大し
て図示しである。
第3図において、各ハーフミラ−間の直接の光路におけ
る伝搬時間は無視できるほど小さいものとする。繰返し
周期T0でハーフミラ−11に入射した光パルスは2等
分され、一方は直接ハーフミラ−14に入射し、他方は
反射鏡12.13で反射してからハーフミラ−14に入
射する。ハーフミラ−11から反射鏡12.13を介し
てハーフミラ−14までの光路の伝搬時間がTO/2に
なるように反射鏡12.13を配置すると、八−フミラ
ー14には、左から右に入射する光パルスに時間T0/
2連れて上から下に光パルス2が入射する。これら二つ
の光パルスはそれぞれハーフミラ−14で2等分される
。したがって、第4図に図示するように、ハーフミラ−
14から出力する光パルスはハーフミラ−11から出力
する光パルスに対し、繰返し周波数が2倍になり、ピー
クパワーが1/2になる。
ハーフミラ−14から反射鏡15.16を介してハーフ
ミラ−17までの光路の伝搬時間をハーフミラ−14か
ら出力する光パルスの繰返し周期T0/2の1/2、す
なわちT0/4にすれば、上記と同様にして、ハーフミ
ラ−17から出力する光パルスの繰返し周波数およびピ
ークパワーは、ハーフミラ−14から出力する光パルス
に対し2倍および1/2、ハーフミラ−11から出力す
る光パルスに対し4倍および1/4になる。
ハーフミラ−11からハーフミラ−14まで、ハーフミ
ラ−14からのハーフミラ−17まで、ハーフミラ−1
7からハーフミラ−20まで・・・・・・をそれぞれ1
段とし、これら各段における2枚の反射鏡を介する光路
の伝搬時間を順次TO/2゜T、/2”、To/2’・
・・・・・とすれば、m段目の最後のハーフミラ−から
出力する光パルスの繰返し周波数はハーフミラ−11に
人智した光パルスの繰返し周波数の2′″倍になる。
上記のようにして、例えば、繰返し周波数5kHzの光
パルスを繰返し周波数的5MHzの光パルスに変換する
には、上記の段数が10段(210=1024)になり
、ハーフミラ−11から反射鏡12.13を介しハーフ
ミラ−14までの光路長が15kmになり、必要なハー
フミラ−および反射鏡の枚数はそれぞれ11枚、20枚
になる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述した従来のパルス多重光学系は、光パルスの繰返し
周波数の変換比を大きくするには多数のハーフミラ−と
反射鏡とを必要とするので機械的構造が複雑になる欠点
があり、また、最初のハーフミラ−から2枚の反射鏡を
介し次のハーフミラ−までの光路長が入力する光パルス
の低い繰返し周波数できまり長いのできわめて大型にな
る欠点がある。
本発明の目的は、構造が簡単かつ小型であり、しかも繰
返し周波数の変換比を大きくできるパルス多重光学系を
提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明のパルス多重光学系は、第1の繰返し周期の直線
偏波の第1の光パルスを入力しあらかじめ定めた値の第
1の制御電圧を印加したとき第1の偏光方向であり印加
しないときこの第1の偏光方向に直交する第2の偏光方
向である直線偏波の第2の光パルスを出力する第1の電
気光学素子と、前記第2の光パルスを入力し相互の振幅
比が第2の制御電圧に対応する第3の偏光方向の成分お
よび第3の偏光方向に直交する第4の偏光方向の成分か
らなる第3の光パルスを出力する第2の電気光学素子と
、前記第3の光パルスの前記第3の偏光方向の成分なP
成分とし前記第3の光パルスの進行方向に斜めに配置し
た第1の偏光板と、この第1の偏光板で反射した前記第
3の光パルスの前記第4の偏光方向の成分をあらかじめ
定めた時間遅延させ第4の光パルスとして出力する光遅
延素子と、前記第1の繰返し周期の整数倍の第2の繰返
し周期の直線偏波の第5の光パルスをその進行方向に斜
めに入力し通過させ前記第1の光パルスの一部として前
記第1の電気光学素子へ出力する第2の偏光板と、前記
第4の光パルスを前記第2の偏光板にS成分として入射
させ前記第1の光パルスの一部として前記第1の電気光
学素子へ反射させるように導く光学系と、前記第2の繰
返し周期のパルス状の前記第1の制御電圧および前記第
2の繰返し周期のあらかじめ定めた波形の前記第2の制
御電圧を発生する制御電圧発生器とを備えている。
〔実施例〕
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図である。
第1図に示す実施例は、ポッケルスセル(Pocket
scell)1.2と、偏光板3と、光遅延セル4と、
偏光板5と、平面鏡61.62と、制御信号C8I。
C82をポッケルスセル1,2へ出力する制御信号発生
器7とを備えて構成されている。これら各構成要素の相
互配置については後述する。
第2図は、第1図に示す実施例の動作を説明するための
波形図である。
高出力レーザ装置(図示せず)からの繰返し周期T2の
直接偏波の光パルスL1を、その信号方向に斜めに、P
成分として入力し通過させポッケルスlへ出力するよう
に偏光板5を配置する。
周知のようにポッケルスセルは、制御電圧を印加しなけ
れば特定の偏光方向で入力した直線偏光をそのまま出力
し、制御電圧を印加すると入力した直線偏光の偏光方向
の成分(以下平行成分という)のほか直交する偏光方向
の成分(以下直交成分という)も出力する。平行成分に
対する直交成分のパワー比は印加電圧と共に増大し、あ
る電圧値で無限大になり直交成分のみを出力するように
なる。
ポッケルスセル1,2に制御信号C8I、C82を入力
しないとき、偏光板5を通過した光パルスL1が、ポッ
ケルスセル1を通過し、更にポッケルスセル2を通過し
、偏光板3に斜めに、P成分として入射するようにポッ
ケルスセル1.2ならびに偏光板3を配置する。
偏光板5を通過した光パルスL1がポッケルスセルlに
到達するタイミングで、ポッケルスセルlが直交成分の
み出力する電圧値のパルス状の制御信号C3Iを制御信
号発生器7に発生させる。
その結果、ポッケルスセル1から出力する光パルスL1
は偏光板3にとってS成分のみになる。
制御信号発生器7から第2図で図示する波形の繰返し周
期T2の制御信号C82を発生させる。
その結果、ポッケルスセル2から出力する光パルスL1
は偏光板3にとってのP成分とS成分とを含むようにな
り、P成分は偏光板3を通気し光パルスL2として外部
へ取出され、一方、S成分は偏光板3で反射され、平面
鏡61で反射されて光遅延セル4に入力し、光遅延セル
4から出力し反射鏡62で反射されて偏光板5に入射す
る。
平面鏡62で反射された光パルスが偏光板5にS成分と
して入射しポッケルスセル1へ反射されるように平面鏡
61.62ならびに光遅延セル4を配置する。また、光
パルスL2の所要の繰返し周期をTI(T2/Tlは整
数nである)とすると、偏光板5から出力しポッケルス
セル1.ポ。
ケルスセル2.偏光板3.平面鏡61.光遅延セル4.
平面鏡62を介し再び偏光板5に戻る光路(以下巡回光
路という)における伝搬時間がT1になるように光遅延
セル4の遅延時間を設定する。
上記の各配置、各設定の結果、光パルスLlの一つのパ
ルスがポッケルスセル1,2を通り、その一部が偏光板
3で反射され、反射された成分は巡回光路の一部を通っ
て全てポッケルスセル1に戻る。このときポッケルスセ
ル1には制御信号C81が印加されていないのでポッケ
ルス2に入力する光パルスは偏光板3にとってS成分の
みであり、ポッケルスセル2でその一部が直交成分にな
り偏光板3を通過して光パルスL2になり、残りの平行
成分は再び偏光板3で反射される。以下同様のことを繰
返し、制御信号C820波形を第2図に図示するように
設定することにより、光パルスLlの一つのパルスを光
パルスL2のn個のパルスに、各パルスのビークパワー
を等しく、シかも、各構成要素の損失分以外に損失なく
変換できる。
光パルスL1の各パルスが入力するごとに制御信号C8
Iのパルスを発生させるので、制御信号C3Iの繰返し
周期もT2になる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、光パルスの繰返し周波数
の変換比に関係しない小数の構成要素でパルス多重光学
系を構成しており、必要とする光遅延素子の光路長が出
力する光パルスの高い繰返し周波数できまり短いので、
パルス多重光学系の構造を簡単かつ小型にできる効果が
あり、また、ただ一つの光遅延素子の光路長の変更のみ
で出力する光パルスの繰返し周期を変更でき、第1およ
び第2の制御電圧の繰返し周期の変更のみで入力する光
パルスの繰返し周期の変更に対応できる効果があり、更
に、光パルスの繰返し周波数の変換比を2mのみでなく
任意の整数に設定できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
第1図に示す実施例の動作を説明するための波形図、 第3図は従来のパルス多重光学系の一例の動作原理を説
明するための光路図、 第4図は同じくタイミング図である。 1.2・・・・・・ポッケルスセル、3,5・・・・・
・偏光板、4・・・・・・光遅延セル、7・・・・・・
制御信号発生器、61゜62・・・・・・平面鏡。 代理人 弁理士  内 原   音

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 第1の繰返し周期の直線偏波の第1の光パルスを入力し
    あらかじめ定めた値の第1の制御電圧を印加したとき第
    1の偏光方向であり印加しないときこの第1の偏光方向
    に直交する第2の偏光方向である直線偏波の第2の光パ
    ルスを出力する第1の電気光学素子と、 前記第2の光パルスを入力し相互の振幅比が第2の制御
    電圧に対応する第3の偏光方向の成分およびこの第3の
    偏光方向に直交する第4の偏光方向の成分からなる第3
    の光パルスを出力する第2の電気光学素子と、 前記第3の光パルスの前記第3の偏光方向の成分をP成
    分とし前記第3の光パルスの進行方向に斜めに配置した
    第1の偏光板と、 この第1の偏光板で反射した前記第3の光パルスの前記
    第4の偏光方向の成分をあらかじめ定めた時間遅延させ
    第4の光パルスとして出力する光遅延素子と、 前記第1の繰返し周期の整数倍の第2の繰返し周期の直
    線偏波の第5の光パルスをその進行方向に斜めに入力し
    透過させ前記第1の光パルスの一部として前記第1の電
    気光学素子へ出力する第2の偏光板と、 前記第4の光パルスを前記第2の偏光板にS成分として
    入射させ前記第1の光パルスの一部として前記第1の電
    気光学素子へ反射させるように導く光学系と、 前記第2の繰返し周期のパルス状の前記第1の制御電圧
    および前記第2の繰返し周期のあらかじめ定めた波形の
    前記第2の制御電圧を発生する制御電圧発生器と を備えたことを特徴とするパルス多重光学系。
JP414288A 1988-01-11 1988-01-11 パルス多重光学系 Expired - Lifetime JP2591003B2 (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2686198A1 (fr) * 1992-01-14 1993-07-16 Thomson Csf Procede et dispositif de generation d'une emission impulsionnelle utilisant une source laser.
WO1995026517A1 (en) * 1992-11-10 1995-10-05 United States Department Of Energy Laser beam pulse formatting method
JP2006309187A (ja) * 2005-03-28 2006-11-09 Olympus Corp 光パルス多重化ユニット、それを用いた光パルス発生器、及び光パルス多重化方法
JP2008070536A (ja) * 2006-09-13 2008-03-27 Olympus Corp 光パルス多重化ユニット

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JP2008070536A (ja) * 2006-09-13 2008-03-27 Olympus Corp 光パルス多重化ユニット

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