JPH01302126A - Light pulse measuring apparatus - Google Patents

Light pulse measuring apparatus

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JPH01302126A
JPH01302126A JP13398988A JP13398988A JPH01302126A JP H01302126 A JPH01302126 A JP H01302126A JP 13398988 A JP13398988 A JP 13398988A JP 13398988 A JP13398988 A JP 13398988A JP H01302126 A JPH01302126 A JP H01302126A
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waveform
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optical
omega
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Kazunori Naganuma
和則 長沼
Hajime Yamada
肇 山田
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J11/00Measuring the characteristics of individual optical pulses or of optical pulse trains

Abstract

PURPOSE:To obtain the direction of the time axis of the waveform of a light pulse to be measured, by measuring the autocorrelation waveforms of the light pulse to be measured with respec to both of a state wherein a medium whose wavelength dispersion characteristic is known is inserted in a light path and a state wherein said medium is not inserted. CONSTITUTION:The Fourier transform fE(omega) of the complex amplitude E(t) of the electric field of a light pulse L to be measured is measured according to the known method using a waveform memory device 17 ad a computer 18. The Fourier transform fE'(omega) of the electric field E'(t) of a light pulse when a medium 31 whose wavelength dispersion characteristic T(omega) is inserted in the light path of the light pulse L to be measured is also measured in the same way. By utilizing that there is the relation of phi'(omega)=phi(omega)+theta(omega) between phases phi(omega), phi'(omega) and theta(omega) of fE, fE', and T, the codes (positive or negative) of phi, phi' indifinite in a conventional measuring method, that is, the time axial directions of E, E' are determined. When the instantaneous frequency change (charp) of the light pulse is linear, the time axis directions of E, E' can be also determined from the change in the time width of the light pulse caused by the presence of the medium.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光学素子の発光特性、透過特性その他の光学
特性の測定に利用する。特に、パルス波形およびパルス
各部における光の波長、または波長と等価な周波数が、
現存の光検出器の応答時間程度ないしそれ以下の非常に
短い時間幅で高速に変化する短光パルスについて、その
強度波形および瞬間周波数の変化の積分に相当する位相
波形を詳細に測定する光、パルス測定装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention is utilized for measuring the light emission characteristics, transmission characteristics, and other optical characteristics of optical elements. In particular, the wavelength of light in the pulse waveform and each part of the pulse, or the frequency equivalent to the wavelength,
Light for detailed measurement of the intensity waveform and phase waveform corresponding to the integral of the instantaneous frequency change for short optical pulses that change rapidly over a very short time width that is comparable to or less than the response time of existing photodetectors; This invention relates to a pulse measuring device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

光通信、光測定、光信号処理その他の光パルスを利用す
る装置で使用される光学素子の特性、例えば発光素子や
光増幅素子における出力特性、先人出力素子の人出力特
性、フィルタの透過特性その他を測定するために、光パ
ルスの波形およびパルス各部における光の波長を詳細に
知ることが必要となる。しかし、測定精度を高めようと
すると、時間幅が非常に短い短光パルスが必要となり、
それを測定する装置が必要となる。
Characteristics of optical elements used in optical communication, optical measurement, optical signal processing, and other devices that utilize optical pulses, such as output characteristics of light emitting elements and optical amplification elements, output characteristics of predecessor output elements, and transmission characteristics of filters. In order to measure other things, it is necessary to know in detail the waveform of the optical pulse and the wavelength of the light at each part of the pulse. However, in order to improve measurement accuracy, short optical pulses with extremely short time widths are required.
A device is needed to measure it.

本出願人は、パルス波形およびパルス各部における光の
波長が現存の光検出器の応答時間程度ないしそれ以下の
非常に短い時間幅で高速に変化する短光パルスについて
、その強度波形および瞬間周波数の変化の積分に相当す
る位相波形を詳細に測定する方法について、既に特許出
願した(特願昭62−73547、以下「先願」という
)。この方法は、被測定光パルス光束を二つの光束に分
岐し、この二つの光束の光路に相対的な光路長差を与え
てこの二つの光束を合波し、この合波された光束を二次
高調波発生能を有する非線形結晶に共軸に入射活魚させ
て二次高調波光を発生させ、上記非線形結晶を通過した
二つの光束の合波光と二次高調波光との強度をそれぞれ
その強度に比例した電気信号に変換し、上記相対的な光
路長差の変化に対する合波光および二次高調波光の強度
変化を記録し、記録された測定値のフーリエ変換を行う
ことにより被測定光パルスの強度波形と位相波形とを演
算により求めるものである。
The present applicant has developed the following research into the intensity waveform and instantaneous frequency of short optical pulses in which the pulse waveform and the wavelength of light in each part of the pulse change rapidly over a very short time width that is comparable to or less than the response time of existing photodetectors. We have already filed a patent application (Japanese Patent Application No. 62-73547, hereinafter referred to as the "prior application") for a method for measuring in detail the phase waveform corresponding to the integral of change. This method splits the optical pulse beam to be measured into two beams, gives a relative optical path length difference to the optical paths of these two beams, combines these two beams, and divides the combined beam into two beams. A nonlinear crystal having the ability to generate harmonics is made to coaxially enter a live beam to generate second harmonic light, and the intensity of the combined light of the two light beams that passed through the nonlinear crystal and the second harmonic light is adjusted to that intensity. The intensity of the optical pulse to be measured is determined by converting it into a proportional electrical signal, recording the intensity change of the combined light and second harmonic light with respect to the change in the relative optical path length difference, and performing Fourier transform of the recorded measurement value. The waveform and phase waveform are calculated.

第5図はこの方法を実施する装置のブロック構成図であ
る。
FIG. 5 is a block diagram of an apparatus for carrying out this method.

ビーム・スプリッタ1、固定プリズム2および移動台4
に取り付けられた可動プリズム3は、マイケルソン干渉
計を構成する。被測定光パルスLは、ビーム・スプリッ
タ1より分岐され、固定プリズム2および可動プリズム
3により反射してビーム・スプリッタ1で合波され、レ
ンズ5を介して、二次高調波発生能を有する非線形結晶
7に共軸で入射する。ビーム・スプリッタ1により分岐
される二つの光束の光路長差は、可動プリズム3を移動
させることにより変化させることができる。
Beam splitter 1, fixed prism 2 and moving stage 4
The movable prism 3 attached to constitutes a Michelson interferometer. The optical pulse L to be measured is branched from a beam splitter 1, reflected by a fixed prism 2 and a movable prism 3, multiplexed by a beam splitter 1, and passed through a lens 5 to a nonlinear beam having the ability to generate second harmonics. The light is coaxially incident on the crystal 7. The difference in optical path length between the two beams split by the beam splitter 1 can be changed by moving the movable prism 3.

非線形結晶7を通過した光は、二次高調波光と、二次高
調波に変換されなかった光(以下「基本波光」という)
とを含む。これらの光は、レンズ6を介してビーム・ス
プリッタ24に入射し、二次高調波光と基本波光とにそ
れぞれ分離され、光学フィルタ8.30によりそれぞれ
の波長(周波数)成分が選択されて光検出器9.28に
入射する。光検出器9.28の検出出力はそれぞれ前置
増幅器10.29により増幅され、二次高調波光強度お
よび基本波光強度に比例した電圧として出力される。こ
の出力は波形記憶装置17に記憶される。
The light that has passed through the nonlinear crystal 7 is composed of second harmonic light and light that has not been converted into second harmonic (hereinafter referred to as "fundamental wave light").
including. These lights enter the beam splitter 24 through the lens 6, where they are separated into second-order harmonic light and fundamental wave light, and each wavelength (frequency) component is selected by an optical filter 8.30 and photodetected. 9.28. The detection outputs of the photodetectors 9.28 are respectively amplified by preamplifiers 10.29 and output as voltages proportional to the second harmonic light intensity and the fundamental wave light intensity. This output is stored in the waveform storage device 17.

適当な間隔の相対的光路長差に対して基本波光と二次高
調波光との強度を記録するには、波長が純粋で連続光を
発生する光源11、例えば連続発振He−Neレーザを
用いる。この光源11からの光を反射鏡12を介してマ
イケルソン干渉計に入射し、被測定光パルスLと同様に
、二分して相対的光路長差を付与した後に合波する。こ
のとき、二つに分岐された光路の一方に178波長板1
9を挿入しておき、合波された光束を偏光ビーム・スプ
リッタ20により分離して光検出器21.22に入射す
る。光検出器21.22は、相対的光路長差の変化とと
もに、干渉縞周期で正弦波的に変化する信号を受信する
To record the intensities of the fundamental wave light and the second harmonic light with respect to relative optical path length differences at appropriate intervals, a light source 11 that generates continuous light with a pure wavelength, such as a continuous wave He--Ne laser, is used. The light from the light source 11 enters the Michelson interferometer via the reflecting mirror 12, and similarly to the optical pulse L to be measured, it is divided into two parts, given a relative optical path length difference, and then combined. At this time, a 178 wavelength plate 1 is placed on one of the two optical paths.
9 is inserted, and the combined light beam is separated by a polarizing beam splitter 20 and incident on photodetectors 21 and 22. The photodetectors 21, 22 receive signals that vary sinusoidally with the interference fringe period as the relative optical path length difference changes.

そこで、その信号の位相が0、π/2、・・・となる毎
にトリガ信号発生回路23からトリガ信号を発生すると
、光源11の波長周期、または波長周期を整数で割った
値で相対的光路長差を較正できる。
Therefore, if a trigger signal is generated from the trigger signal generation circuit 23 every time the phase of the signal becomes 0, π/2, etc., the relative Optical path length difference can be calibrated.

前置増幅器10の出力電圧値は、 1 + 2 cz(r)+ 4Re CF+(r) e
xp(i (tlo r))十Re [’ 7(r) 
exp(2i (11o r) :1(1)に比例する
。ここで、G2(τ)は二次の強度自己相関波形、F2
(τ)は二次高調波光電場自己相関波形、τは遅延時間
差(相対的光路長差を高速で割った値)をそれぞれ表し
、ω。=2πC/λ。、Cは光速度、λ。は被測定光パ
ルスの中心角周波数である。また、lは虚数単位、Re
は複素数の実数部を表す。
The output voltage value of the preamplifier 10 is: 1 + 2 cz(r)+4Re CF+(r) e
xp (i (tlo r)) ten Re [' 7 (r)
exp(2i (11or) :1(1) where G2(τ) is the second-order intensity autocorrelation waveform, F2
(τ) represents the second harmonic optical electric field autocorrelation waveform, τ represents the delay time difference (the value obtained by dividing the relative optical path length difference by the high speed), and ω. =2πC/λ. , C is the speed of light, λ. is the center angular frequency of the optical pulse to be measured. Also, l is an imaginary unit, Re
represents the real part of a complex number.

また、前置増幅器29の出力電圧値は、1+Re(G+
(r)’exp(ia+of)   −−(2)に比例
する。G+(τ)は電場自己相関波形である。
Further, the output voltage value of the preamplifier 29 is 1+Re(G+
(r)'exp(ia+of)--proportional to (2). G+(τ) is an electric field autocorrelation waveform.

コンピュータ18は、波形記憶装置17に記憶された二
次の強度自己相関波形G2(τ)、二次高調波光電場自
己相関波形F2(τ)および電場自己相関波形G、(τ
)を用いてパルス波形を解析する。
The computer 18 stores the second-order intensity autocorrelation waveform G2(τ), the second-order harmonic optical electric field autocorrelation waveform F2(τ), and the electric field autocorrelation waveform G, (τ
) to analyze the pulse waveform.

ここで、これらの三つの自己相関波形のフーリエ変換に
ついて説明する。フーリエ変換をF、T、Dで表すと、 F、T、  Cc+(r) E = l E−+ 2−
− (3)F、T、[G2(r))=lI(co)l”
   −−−−(4)F、T、  (Fz(r) 〕=
 l uh) l 2−−−− (5)となる。ここで
、E■は光パルス電場の複素振幅E (t)のフーリエ
変換、■−は光パルス強度1 (t)のフーリエ変換、
U(へ)は二次高調波光電場の複素振幅u (t)のフ
ーリエ変換である。複素振幅E (t)、光パルス強度
1 (t)、複素振幅u (t)の間には、I (t)
= l E(t) l 2、u(t)= E(t)” 
 −−(6)の関係が成り立つ。E((IJ)、’ I
−およびU−は一般に複素数なので、絶対値と位相とを
用いてそれぞれ、 E(a+)= l EM l exp(iφ−)(7)
1(A= l Ih)lexp(i z(ti)) )
   −(8)u(u)= l u(n l e)jp
(iψ(u>)   ・(9)と表される。
Here, the Fourier transform of these three autocorrelation waveforms will be explained. Expressing the Fourier transform as F, T, and D, F, T, Cc+(r) E = l E-+ 2-
- (3) F, T, [G2(r))=lI(co)l”
−−−−(4) F, T, (Fz(r) 〕=
l uh) l 2--- (5). Here, E■ is the Fourier transform of the complex amplitude E (t) of the optical pulse electric field, ■- is the Fourier transform of the optical pulse intensity 1 (t),
U(to) is the Fourier transform of the complex amplitude u (t) of the second harmonic optical electric field. Between the complex amplitude E (t), the optical pulse intensity 1 (t), and the complex amplitude u (t), I (t)
= l E(t) l 2, u(t) = E(t)”
--The relationship (6) holds true. E((IJ),' I
Since − and U− are generally complex numbers, using the absolute value and phase, respectively, E(a+)= l EM l exp(iφ−) (7)
1(A= l Ih) lexp(i z(ti)) )
−(8) u(u)= l u(n l e)jp
It is expressed as (iψ(u>) ・(9).

したがって、E■が求まれば逆フーリエ変換によりE 
(t)が得られ、E (t)の絶対値により強度波形が
得られ、E (t)の位相により位相波形が得られる。
Therefore, if E■ is found, E
(t) is obtained, the intensity waveform is obtained by the absolute value of E (t), and the phase waveform is obtained by the phase of E (t).

E■の絶対1i!1E((13)lについては、(3)
式に示したように、G + (r)の測定値をフーリエ
変換することにより得られる。したがって、(7)式に
含まれる位相φ■を求める必要がある。
E ■'s absolute 1i! 1E ((13) For l, (3)
As shown in the formula, it is obtained by Fourier transforming the measured value of G + (r). Therefore, it is necessary to find the phase φ■ included in equation (7).

先願の方法では、Gr (’) 、G a (τ)およ
びF2(τ)の測定値からIE−1,1I−1および1
u■1を算出し、(6)式の関係を満たすように、それ
らの位相φに)、χ−およびψ−を繰り返し演算により
求めて被測定光パルスの強度波形および位相波形を求め
ていた。
In the method of the previous application, IE-1, 1I-1 and 1
The intensity waveform and phase waveform of the optical pulse to be measured were obtained by calculating u■1 and repeatedly calculating their phase φ), χ- and ψ- so as to satisfy the relationship of equation (6). .

また、従来から、二次の強度自己相関波形G2(τ)と
スペクトル1Eldl”とを測定する方法が広く知られ
ている。このような測定方法として、例えば、 (1)  特願昭63−24993、「光パルス測定方
法」(2)「ノーベル・メソッド・オブ・ウニイブフオ
ーム・エバリユエーション・オブ・アルトラショート・
オプティカル・パルスイズ」、アルトラファスト・フェ
ノミナ■(スブリンガ・ベーラグ、ニューヨーク198
4年)第93頁(”Novel Method of 
Waveform Evaluation ofLll
trashort 0ptical Pu1ses”、
 in UltrafastPhenomena IV
(Springer−Verlag、  New Yo
rk1984年)、 pp93) がある。(1)の方法は、マイケルソン干渉計による二
次の強度自己相関波形G2(τ)の測量と、分光器によ
るスペクトルlfJ+)l”および1u−1の測定とを
組み合わせた方法である。また、(2)の方法は、マイ
ケルソン干渉計によるG 2 (τ)の測定と、分光器
によるIE(u)l”の測定とを組み合わせた方法であ
る。
Furthermore, a method of measuring the second-order intensity autocorrelation waveform G2(τ) and the spectrum 1Eldl has been widely known. Examples of such a measuring method include (1) Japanese Patent Application No. 1983-24993. , ``Optical pulse measurement method'' (2) ``Nobel method of uniform evaluation of altrashort
"Optical Pulseize", Altrafast Phenomina (Sbringa Belag, New York 198
4th year) page 93 (“Novel Method of
Waveform Evaluation ofLll
trashort 0ptical Pulses”,
in Ultrafast Phenomena IV
(Springer-Verlag, New Yo
rk1984), pp93). Method (1) is a method that combines the measurement of the second-order intensity autocorrelation waveform G2(τ) using a Michelson interferometer and the measurement of the spectra lfJ+)l" and 1u-1 using a spectrometer. , (2) is a method that combines the measurement of G 2 (τ) using a Michelson interferometer and the measurement of IE(u)l'' using a spectrometer.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかし、従来の光パルス測定方法では、演算により得ら
れた強度波形および位相波形について、その時間軸方向
を決定することができない欠点があった。すなわち、得
られたパルス波形に対し時間反転を施したパルス波形を
もまた、全く等しい確からしさて真のパルス波形である
可能性がある。
However, the conventional optical pulse measurement method has a drawback that it is not possible to determine the time axis direction of the intensity waveform and phase waveform obtained by calculation. That is, a pulse waveform obtained by time-reversing the obtained pulse waveform may also be a true pulse waveform with exactly the same probability.

このため、二つのパルス波形のどちらが被測定光パルス
の波形であるかを決定することはできない。
Therefore, it is not possible to determine which of the two pulse waveforms is the waveform of the optical pulse to be measured.

先願方法の例で説明すると、すべてのωに対して、 州→−φに) χ−→−χ− ψ■→−ψ− の置き換えを行うと、その結果として、時間領域におけ
る光パルス電場の複素振幅E (t)、光パルス強度1
 (t)および二次、高調波光電場の複素振幅u (t
)は、 E (t)→E ” (−t) 1 (t)→ I (−t) u (t)→u ” (−t) に置き換えられる。ここで、記号0は複素共役な複素数
を表す。光パルス強度I (t)については、これが実
数であり、複素共役をとっても不変である。
To explain using the example of the prior application method, if we replace χ−→−χ− ψ■→−ψ− to state→−φ for all ω, as a result, the optical pulse electric field in the time domain complex amplitude E (t), optical pulse intensity 1
(t) and the complex amplitude of the second-order, harmonic optical electric field u (t
) is replaced by E (t)→E '' (-t) 1 (t) → I (-t) u (t) → u '' (-t). Here, the symbol 0 represents a complex conjugate number. Regarding the optical pulse intensity I (t), this is a real number and remains unchanged even when complex conjugate is taken.

これらの置き換えられた値もまた、(6)式の関係を常
に満足する。すなわち、(6)式でtを−tに置き換え
、さらに両辺の共役複素数をとると、1 (−t) =
 l E(−t) l ”u”(−t) = E”(−
t)2 となる。
These replaced values also always satisfy the relationship in equation (6). That is, if we replace t with -t in equation (6) and take the conjugate complex numbers on both sides, we get 1 (-t) =
l E(-t) l "u"(-t) = E"(-
t) becomes 2.

したがって、IE−1、l IvJlおよび1ullま
たはこれらと等価なG+(τ) 、G2(τ)右よびF
、(τ)の測定結果から被測定光パルスの波形を求めよ
うとすると、E (t)が一つの解として得られたとき
、これを時間反転したE”(−t)もまた解どなる。
Therefore, IE-1, l IvJl and 1ull or their equivalent G+(τ), G2(τ) right and F
, (τ), and when E(t) is obtained as one solution, E''(-t), which is time-reversed, is also a solution.

これらの値は、周波数空間での位相の符号が異なる。These values have different signs of phase in frequency space.

この問題点は、−次的な測定量G、(γ) 、G2(r
)、およびF2(τ)が、いずれも遅延時間τについて
対称であることに起因する。
The problem is that -order measured quantities G, (γ), G2(r
), and F2(τ) are all symmetrical with respect to the delay time τ.

また、IE−1、ll−1および1ullがそれぞれC
+(τ) 、Gz(r)およびF2(τ)のフーリエ変
換であることから、これらの量の組み合わせ、またはそ
れらの一部を用いて光パルスの波形を求める場合、すな
わち従来のほとんどの光パルス測定方法でも、上述の問
題点が発生する。
Also, IE-1, ll-1 and 1ull are each C
Since it is a Fourier transform of The above-mentioned problems also occur in the pulse measurement method.

この問題点を解決する方法として、従来から二つの方法
が考えられている。
Conventionally, two methods have been considered to solve this problem.

その第一の方法は、三次以上の強度自己相関波形を測定
する方法である。三次以上の強度自己相関波形は、光パ
ルスが非対称な場合に、遅延時間差τについて非対称と
なる性質がある。非対称性が相関波形に直接反映するの
で、容易に光パルスの波形を時間軸の方向を含めて決定
できる。三次以上の強度相関波形を測定するには、三次
以上の光非線形効果を利用する必要がある。しかし、こ
のような光非線形効果は、二次の光非線形効果による二
次高調波発生に比較して一般にかなり小さく、その信号
ははるかに微弱である。そのため、この方法は、被測定
光パルスの光強度が特に高い場合(瞬間強度でIIV程
度またはそれ以上)しか利用できない。
The first method is to measure third-order or higher-order intensity autocorrelation waveforms. A third-order or higher-order intensity autocorrelation waveform has a property of being asymmetric with respect to the delay time difference τ when the optical pulse is asymmetric. Since the asymmetry is directly reflected in the correlation waveform, the waveform of the optical pulse including the direction of the time axis can be easily determined. To measure third-order or higher-order intensity correlation waveforms, it is necessary to utilize third-order or higher-order optical nonlinear effects. However, such optical nonlinear effects are generally much smaller than second harmonic generation due to second order optical nonlinear effects, and their signals are much weaker. Therefore, this method can only be used when the optical intensity of the optical pulse to be measured is particularly high (instantaneous intensity of about IIV or higher).

第二の方法は、時間幅が被測定光パルスに比較して十分
に狭く、しかも被測定光パルスと時間的に同期している
光パルス、すなわちゲートパルスを使用する方法である
。この方法では、ゲートパルスと被測定光パルスとの間
の強度相互相関波形を測定する。これはサンプリングと
呼ばれ、電気パルスのサンプリング測定と同様にして、
被測定光パルスの波形を時間軸の方向を含めて決定でき
る。しかし、ゲートパルスを利用できるのは被測定パル
スの時間幅がloPS以上の場合であり、それ以下の時
間幅では測定が困難となる。
The second method is to use a light pulse whose time width is sufficiently narrow compared to the light pulse to be measured and which is temporally synchronized with the light pulse to be measured, that is, a gate pulse. In this method, the intensity cross-correlation waveform between the gate pulse and the optical pulse to be measured is measured. This is called sampling, and is similar to the sampling measurement of electrical pulses.
The waveform of the optical pulse to be measured can be determined, including the direction of the time axis. However, the gate pulse can be used only when the time width of the pulse to be measured is equal to or greater than loPS, and measurement becomes difficult when the time width is less than loPS.

本発明は、以上の問題点を解決し、光パルスの波形を時
間軸の方向を含めて測定する光パルス測定装置を提供す
ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above problems and provide an optical pulse measuring device that measures the waveform of an optical pulse including the direction of the time axis.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の光パルス測定装置は、被測定光パルスの入射光
路に波長分散特性が既知の媒質を挿入した状態と、この
媒質を挿入していない状態とについて、それぞれ自己相
関波形を測定する手段と、二つの自己相関波形から被測
定光パルスの波形の時間軸の方向を求める手段とを備え
たことを特徴とする。
The optical pulse measuring device of the present invention includes a means for measuring an autocorrelation waveform in a state in which a medium with known wavelength dispersion characteristics is inserted into the incident optical path of the optical pulse to be measured, and in a state in which this medium is not inserted. , means for determining the direction of the time axis of the waveform of the optical pulse to be measured from the two autocorrelation waveforms.

〔作 用〕[For production]

被測定光パルスの入射光路に媒質を挿入すると、その媒
質の群速度分散の正負により、測定されるパルス波形の
時間幅が変化する。そこで、その変化からパルス波形の
時間軸を決定できる。また、媒質の波長分散特性によっ
て生じるフーリエ変換の位相成分の変化に基づいて、パ
ルス波形の時間軸を決定することもできる。
When a medium is inserted into the incident optical path of the optical pulse to be measured, the time width of the pulse waveform to be measured changes depending on the sign of the group velocity dispersion of the medium. Therefore, the time axis of the pulse waveform can be determined from this change. Furthermore, the time axis of the pulse waveform can also be determined based on changes in the phase component of Fourier transform caused by the wavelength dispersion characteristics of the medium.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明実施例光パルス測定装置のブロック構成
図である。
FIG. 1 is a block diagram of an optical pulse measuring device according to an embodiment of the present invention.

この装置は、波長分散特性が既知の分散媒質31と、こ
の分散媒質31を被測定光パルスLの入射光路に選択的
に挿入する切替器32と、分散媒質31を挿入した状態
および挿入していない状態のそれぞれについて被測定光
パルスLの波形を測定する光パルス測定器33とを備え
る。
This device includes a dispersion medium 31 with known wavelength dispersion characteristics, a switch 32 for selectively inserting the dispersion medium 31 into the incident optical path of the optical pulse L to be measured, and a state in which the dispersion medium 31 is inserted and a state in which the dispersion medium 31 is not inserted. and an optical pulse measuring device 33 that measures the waveform of the optical pulse L to be measured for each state in which the optical pulse is not present.

この実施例では、光パルス測定器33として、前述の先
願の明細書および図面に示された装置を用いる。すなわ
ち光パルス測定器33は、光パルスの自己相関波形を測
定する測定手段として、ビーム・スプリッタ1、固定プ
リズム2、可動プリズム3、移動台4、レンズ5.6、
非線形結晶7、ビーム・スプリッタ24、光学フィルタ
8.30、光検出器9.28、前置増幅器10.29、
光源11、反射鏡12、波形記憶装置17.178波長
板19、偏光ビーム・スプリッタ20、光検出器21.
22およびトリガ信号発生器23と、この測定手段の出
力により被測定光パルスの強度波形および位相波形を演
算により求める演算手段、すなわちコンピュータ18と
を備える。
In this embodiment, the device shown in the specification and drawings of the aforementioned prior application is used as the optical pulse measuring device 33. That is, the optical pulse measuring device 33 includes a beam splitter 1, a fixed prism 2, a movable prism 3, a movable stage 4, a lens 5.6,
nonlinear crystal 7, beam splitter 24, optical filter 8.30, photodetector 9.28, preamplifier 10.29,
Light source 11, reflector 12, waveform storage device 17, wavelength plate 19, polarizing beam splitter 20, photodetector 21.
22 and a trigger signal generator 23, and a calculation means, that is, a computer 18, for calculating the intensity waveform and phase waveform of the optical pulse to be measured from the output of the measurement means.

光パルス測定器33はまた、コンピュータ18の制御に
より、被測定光パルスの入射光路に分散媒質31を挿入
した状態と、この分散媒質31を挿入していない状態と
について、それぞれ自己相関波形を測定する手段とを含
む。コンピュータ18はまた、二つの自己相関波形から
被測定光パルスの波形の時間軸の方向を求める手段を含
む。
The optical pulse measuring device 33 also measures autocorrelation waveforms under the control of the computer 18 in a state in which the dispersion medium 31 is inserted into the incident optical path of the optical pulse to be measured and in a state in which the dispersion medium 31 is not inserted. and means to do so. The computer 18 also includes means for determining the direction of the time axis of the waveform of the optical pulse to be measured from the two autocorrelation waveforms.

測定時には、まず、切替器32により分散媒質31を被
測定光パルスLの光路上から抜いておき、この状態で、
光パルス測定器33により第一の測定を行う。続いて、
切替器32により分散媒質31を被測定光パルスLの光
路上に挿入し、この状態で光パルス測定器33により第
二の測定を行う。
At the time of measurement, first, the dispersion medium 31 is removed from the optical path of the optical pulse L to be measured by the switch 32, and in this state,
A first measurement is performed using the optical pulse measuring device 33. continue,
The dispersion medium 31 is inserted onto the optical path of the optical pulse L to be measured by the switch 32, and in this state, a second measurement is performed by the optical pulse measuring device 33.

この二つの測定により、それぞれ、光パルスの強度波形
および位相波形が得られる。これらの波形は、その時間
軸方向が確定していない。そこで、分散媒質31の分散
特性から、パルス波形の時間軸を決定する。
These two measurements yield the intensity waveform and phase waveform of the optical pulse, respectively. The time axis direction of these waveforms is not determined. Therefore, the time axis of the pulse waveform is determined from the dispersion characteristics of the dispersion medium 31.

ここで、分散媒質31が光路上に挿入されていない状態
における光パルス電場E (t)のフーリエ変換を E(n  = l IJ)lexp(i φ−)と表し
、分散媒質31を挿入したときの光パルス電場E’(t
)のフーリエ変換を E’ M = l E’ (nlexp(iφ′■)と
表す。それぞれのパルスを光パルス測定器33で従来例
方法により測定し、求められた電場のフーリエ変換の位
相をそれぞれφl■、φ2−とする。
Here, the Fourier transform of the optical pulse electric field E (t) in a state where the dispersion medium 31 is not inserted on the optical path is expressed as E (n = l IJ) lexp (i φ-), and when the dispersion medium 31 is inserted The optical pulse electric field E'(t
The Fourier transform of Let φl■, φ2-.

前述したように、ここまでの測定では、フーリエ変換の
位相の符号の反転について不定性が残る。
As described above, in the measurements up to this point, there remains uncertainty regarding the sign reversal of the phase of the Fourier transform.

さらに、トリビアルな不定性、すなわちパルス全体とし
ての位相およびパルスの時間移動に関する不定性がある
。これらの不定性により、原理的に、フーリエ変換の位
相のωに関して0次および1次の項を決定することがで
きない。このため、真の位相φ−1φ′■は、それぞれ
、 φ−=±φl■+pω+q   ・ αQφ′■=±φ
2−+p′ω+q′  ・ αυで表される。復号は任
意であり、pSp′、qおよびq′は任意の実数である
。この段階では前記のトリビアルな不定性を除いてもな
お4通りの不定性があり、これが(L1式、60式中の
復号の任意性として表される。
Additionally, there are trivial indeterminacies, ie, indeterminacies regarding the overall phase of the pulse and the time movement of the pulse. Due to these indeterminacies, it is not possible in principle to determine the zeroth and first order terms with respect to ω of the phase of the Fourier transform. Therefore, the true phase φ−1φ′■ is φ−=±φl■+pω+q ・ αQφ′■=±φ
It is expressed as 2−+p′ω+q′・αυ. Decoding is arbitrary, and pSp', q and q' are arbitrary real numbers. At this stage, even after excluding the trivial uncertainty mentioned above, there are still four types of uncertainties, which are expressed as the arbitrariness of decoding in (L1 equation and 60 equation).

さて、分散媒質31の透過特性をT−とする。これは一
般に複素数であり、絶対値と位相とを用いて、 Th) = l T(A l ey;p(iθ−)・−
(12)と表すことができる。この分散媒質31の分散
特性は既知なので、IT−1、θ−もまた既知の量であ
る。ところで、E■、E′−は、それぞれ分散媒質31
を光路上に挿入する前後におけるパルス電場のフーリエ
変換なので、 E’ U = Tit)E■        ・α■の
関係がある。この関係を絶対値部分と位相部分とに分け
て書き下すと、 l E’ Ml = l TMI  I E(u)l 
   ・ α0φ′(ホ) = φ−+ θ−QSI が得られる。ここで、043式の関係は、前述の不定性
を取り除くことには寄与しない。この一方で、09式の
関係により、前述の4通りの不定性を取り除くことがで
きる。これが本発明の原理である。
Now, assume that the transmission characteristic of the dispersion medium 31 is T-. This is generally a complex number, and using the absolute value and phase, Th) = l T(A ley; p(iθ-)・-
It can be expressed as (12). Since the dispersion characteristics of this dispersion medium 31 are known, IT-1 and θ- are also known quantities. By the way, E■ and E'- are the dispersion medium 31, respectively.
Since this is the Fourier transform of the pulsed electric field before and after inserting into the optical path, there is a relationship of E' U = Tit) E■ · α■. If we divide this relationship into the absolute value part and the phase part and write it down, we get: l E' Ml = l TMI I E(u)l
・α0φ′(e) = φ−+ θ−QSI is obtained. Here, the relationship of equation 043 does not contribute to eliminating the above-mentioned uncertainty. On the other hand, the above-mentioned four types of indeterminacy can be removed by the relationship of Equation 09. This is the principle of the invention.

αつ式に基づいて前述の不定性を取り除く手順について
説明する。09式中のφ−1φ′−には、00式および
09式に示すように、トリビアルな任意性による任意係
数p、p’ 、qおよびq′が含まれている。これらを
除くために、α0.Ql)および09式をn (n≧2
)回微分した後に、適当な光周波数ω=ω重を代入する
。これにより、 (d”φ/dad”)(act) =±(d”φ+/d
 al”) (03υαQ′ (d″φ’ /dω0)(ω1)=±(d”φa/dω
″)(ωi)αυ′ (d″φ’/d(1)”)(町)=(d″φ/dal″
)(町)+ (d”θ/dω7)(ω1) αω′ が得られる。ここで、 α、  =(dhφ/dω′″)(ω1)α、’ =(
d”φ’ /dω′′)(ωi)β、 = (d”θ/
dω″)(ωi)と書くと、Q!it’ 式は、 β。=−α、+α7′(n≧2)     QS)とな
る。これが真の位相の微分に対して成り立つべき関係で
あり、時間軸の方向を決定するための方程式となる。
A procedure for removing the above-mentioned indeterminacy based on α expressions will be explained. φ-1φ'- in Equation 09 includes arbitrary coefficients p, p', q, and q' due to trivial arbitrariness, as shown in Equations 00 and 09. In order to remove these, α0. Ql) and formula 09 as n (n≧2
) times, then substitute an appropriate optical frequency ω=ω weight. As a result, (d”φ/dad”)(act) =±(d”φ+/d
al”) (03υαQ′ (d″φ’ /dω0)(ω1)=±(d”φa/dω
″) (ωi) αυ′ (d″φ’/d(1)”) (town) = (d″φ/dal″
) (town) + (d”θ/dω7) (ω1) αω′ is obtained. Here, α, = (dhφ/dω′″) (ω1) α,' = (
d”φ' /dω′′)(ωi)β, = (d”θ/
dω'') (ωi), the Q!it' formula becomes β.=-α, +α7'(n≧2) QS). This is the relationship that should hold for the differential of the true phase, This is the equation for determining the direction of the time axis.

00式の解が一意に定まることを説明する。ここで、 αr−= l (d”φ+/da”)(a’t)  1
α2−” l (d”φZ/dω0)(ω1)1と書く
と、002式および0υ式により、α7=±αIRsα
、/ =±αh となる。これをα0式に代入すると、 β、=±αIn±α27(復号任意、n≧2)となる。
It will be explained that the solution to Equation 00 is uniquely determined. Here, αr−= l (d”φ+/da”)(a’t) 1
If we write α2−”l (d”φZ/dω0)(ω1)1, α7=±αIRsα by the 002 formula and 0υ formula.
, / = ±αh. Substituting this into the α0 equation yields β,=±αIn±α27 (decoding arbitrary, n≧2).

復号が任意であることから、この式は、β7=±1αI
n±α、、、l(復号任意、n≧2)・ 面 と等価である。
Since the decoding is arbitrary, this formula becomes β7=±1αI
It is equivalent to the surface n±α, , l (arbitrary decoding, n≧2).

β≠0である限り、α力式を満たす復号の組み合わせは
一意に定まる。なぜなら、βゎの正負により最初の復号
を決定でき、その値の大小により第二の符号が決定でき
る。n≧2なるすべてのnについてβ7=0となると、
復号の組み合わせを決定できなくなるが、その場合に対
応するのは真空の場合、すなわち分散媒質31を用いな
い場合である。したがって、分散媒質31として任意の
物質を使用し、時間反転についての不定性を完全に取り
除くことができる。
As long as β≠0, a combination of decoding that satisfies the α force equation is uniquely determined. This is because the first decoding can be determined by the sign of βゎ, and the second code can be determined by the magnitude of the value. When β7=0 for all n≧2,
Although it becomes impossible to determine the decoding combination, this case corresponds to a vacuum case, that is, a case where the dispersion medium 31 is not used. Therefore, any substance can be used as the dispersion medium 31, and uncertainty regarding time reversal can be completely removed.

実用的には、分散媒質31としてβ2≠00ものを用い
、n=2とした00式から復号を決定するだけで十分で
ある。より高次の項を用いてクロスチエツクを行うこと
もできる。β2は媒質の群速度分散に比例する。したが
って、分散媒質31として零分散波長付近の光ファイバ
を使用する場合には、β2が小さいので、n;3以降に
ついての式を用いる。
Practically speaking, it is sufficient to use β2≠00 as the dispersion medium 31 and to determine the decoding from the 00 equation with n=2. Cross-checking can also be performed using higher order terms. β2 is proportional to the group velocity dispersion of the medium. Therefore, when using an optical fiber near the zero dispersion wavelength as the dispersion medium 31, β2 is small, so the equation for n; 3 or later is used.

特別の場合として、光パルスが線形の瞬間周波数変化(
チャー、ピング)を示す場合には、上述のフーリエ変換
を含む手順を用いなくても、分散媒質31を通過した場
合と通過しない場合とのパルスの時間幅の変化から時間
軸の方向を決定できる。
As a special case, the light pulse has a linear instantaneous frequency change (
char, ping), the direction of the time axis can be determined from the change in the time width of the pulse when it passes through the dispersion medium 31 and when it does not pass through the dispersion medium 31, without using the procedure including the Fourier transform described above. .

これについて以下に説明、する。This will be explained below.

光パルスの瞬間周波数f (t)は、光パルス電場の複
素振幅E (t)の位相を時間微分して−1を乗じ、さ
らにこれを2πで割ることにより得られる。この瞬間周
波数f (t)は、瞬間波長λ(1)との間に、λ(t
)= c/ f (t)   (cは真空中の光速度)
の関係がある。
The instantaneous frequency f (t) of the optical pulse is obtained by time-differentiating the phase of the complex amplitude E (t) of the optical pulse electric field, multiplying by −1, and further dividing this by 2π. This instantaneous frequency f (t) is between the instantaneous wavelength λ(1) and λ(t
) = c/ f (t) (c is the speed of light in vacuum)
There is a relationship between

ここで、光パルスの瞬間周波数が時間とともに直線的に
増加するとき、「パルスが正にリニアチャーブしている
」という。また、直線的に減少するとき、「負にリニア
チャーブしている」という。
Here, when the instantaneous frequency of an optical pulse increases linearly with time, it is said that the pulse is truly linearly chirped. Also, when it decreases linearly, it is said to be "negatively linear chirping."

リニアチャーブの正負が判定できれば、時間軸の方向を
決定できる。
If the sign of the linear chart can be determined, the direction of the time axis can be determined.

このために、分散媒質31による群速度分散を利用する
。正の群速度分散を示す媒質中を光が伝搬するとき、周
波数の高い(波長の短い)光は、周波数の低い)光に比
べて伝搬速度が小さい。負の群速度分散を示す媒質中で
は、逆に、周波数の高い光の伝搬速度が大きい。そこで
、もし、分散媒質31として群速度分散が正の物質を用
い、この分散媒質310入射パルスが負にリニアチャニ
ブしていると、分散媒質31を伝搬するうちに、パルス
後端の周波数の低い部分が前端の周波数の高い部分に追
いつき、その結果、パルスの時間幅が短(なる。これに
対して、入射パルスが正にリニアチャーブしていると、
分散媒質31を通過したときのパルス幅が増大する。
For this purpose, group velocity dispersion by the dispersion medium 31 is utilized. When light propagates through a medium exhibiting positive group velocity dispersion, light with a higher frequency (shorter wavelength) has a lower propagation speed than light with a lower frequency. Conversely, in a medium exhibiting negative group velocity dispersion, the propagation velocity of high-frequency light is high. Therefore, if a material with positive group velocity dispersion is used as the dispersion medium 31 and the pulse incident on the dispersion medium 310 is negatively linearly channeled, while propagating through the dispersion medium 31, the low frequency part at the rear end of the pulse catches up with the high-frequency part at the front end, and as a result, the time width of the pulse becomes short.On the other hand, if the incident pulse is exactly linear chirped,
The pulse width when passing through the dispersion medium 31 increases.

このようにして、分散媒質31の群速度分散の正負と、
この分散媒質31を通過したときのパルスの時間幅の変
化とから、パルス波形の時間軸を決定できる。この方法
は直感的で簡便であるが、パルスのチャーブが実質的に
線形である場合には有効である。
In this way, the sign of the group velocity dispersion of the dispersion medium 31,
The time axis of the pulse waveform can be determined from the change in the time width of the pulse when it passes through the dispersion medium 31. This method is intuitive and simple, but is effective when the pulse chirp is substantially linear.

第2図は分散媒質31を光路上に挿入しない場合の測定
結果を示す。実線は強度波形を示し、破線は位相波形を
示す。この測定では、被測定光パルスLとして、モード
同期色素レーザの発生する波長600nmの光パルスを
用いた。
FIG. 2 shows the measurement results when the dispersion medium 31 is not inserted on the optical path. The solid line shows the intensity waveform, and the dashed line shows the phase waveform. In this measurement, a light pulse with a wavelength of 600 nm generated by a mode-locked dye laser was used as the light pulse L to be measured.

この測定では、互いに時間軸の方向が反転した第2図(
a)および第2図(b)の二つのパルス波形が得られる
。しかし、この段階では両者のうちのどちらが真のパル
ス波形であるかを決定できない。
In this measurement, the directions of the time axes are reversed as shown in Figure 2 (
Two pulse waveforms are obtained: a) and FIG. 2(b). However, at this stage it is not possible to determine which of the two is the true pulse waveform.

第3図は、同じ光パルスを用い、光路上に分散媒質31
を挿入した場合の測定結果を示す。第2図と同様に、実
線が強度波形を示し、破線が位相波形を示す。分散媒質
31としては、厚さ5QmmのBK7ガラスを用いた。
Figure 3 shows the same optical pulse using a dispersion medium 31 on the optical path.
The measurement results are shown when inserting . Similar to FIG. 2, the solid line indicates the intensity waveform, and the broken line indicates the phase waveform. As the dispersion medium 31, BK7 glass with a thickness of 5 Qmm was used.

この測定でも同様に、時間軸の方向が反転した第3図(
a)および第3図ら)の二つのパルス波形が得られ、ど
ちらが真のパルス波形であるかは確定しない。
Similarly, in this measurement, the direction of the time axis is reversed as shown in Figure 3 (
Two pulse waveforms a) and FIGS. 3, et al.) are obtained, and it is not determined which one is the true pulse waveform.

そこで、前述の手順により、第2図および第3図に示し
たそれぞれのパルス波形の時間軸の方向を判定した。第
2図(a)のパルス波形をフーリエ変換し、変換後の位
相の2回微分を計算すると、α2 = 0.00728
  [:ps2〕であった。同様に、第2図ら)のパル
ス波形に対しては、 α2=−0,00728(ps” ) であった。第3図(a)のパルス波形では、αa’ =
  O’、0106  Cps” 〕であり、第3図ら
)のパルス波形では、α2’ = 0.0106  〔
pS’ 〕であった。また、BK7ガラスの屈折率デー
タから、波長600nmにおける群速度分散は、n” 
= 6.55 x 10−’  Cps2/mm)であ
り、厚さdが5Qmmなので、この分散媒質31の群速
度分散が、 β2 = n” x d = 0.00328 (ps
’ )と容易に計算される。ここで、00式を満たすα
2およびα2′は、それぞれ、 α、  = 0,00728  [:ps2〕α2’ 
= 0.0106   (ps2)である。したがって
、第2図(a)に示したパスル波形と、第3図(ハ)に
示したパルス波形とが、それぞれ真のパルス波形である
ことがわかる。
Accordingly, the direction of the time axis of each pulse waveform shown in FIGS. 2 and 3 was determined by the above-described procedure. When the pulse waveform in Figure 2 (a) is Fourier transformed and the second differential of the phase after the transformation is calculated, α2 = 0.00728.
It was [:ps2]. Similarly, for the pulse waveform in Figure 2, etc.), α2 = -0,00728 (ps"). For the pulse waveform in Figure 3(a), αa' =
O', 0106 Cps"], and in the pulse waveform of Fig. 3, etc.), α2' = 0.0106 [
pS']. Also, from the refractive index data of BK7 glass, the group velocity dispersion at a wavelength of 600 nm is n”
= 6.55 x 10-' Cps2/mm), and the thickness d is 5Qmm, so the group velocity dispersion of this dispersion medium 31 is β2 = n'' x d = 0.00328 (ps
') is easily calculated. Here, α that satisfies formula 00
2 and α2′ are respectively α, = 0,00728 [:ps2]α2′
= 0.0106 (ps2). Therefore, it can be seen that the pulse waveform shown in FIG. 2(a) and the pulse waveform shown in FIG. 3(c) are true pulse waveforms.

第4図はこれらのパルス波形を示す。第4図(a)は、
BK7ガラスを通過しないときの波形を示し、第4図ら
)は通過したときの波形を示す。第2図および第3図と
同様に、実線が強度波形を示し、破線が位相波形を示す
FIG. 4 shows these pulse waveforms. Figure 4(a) shows
The waveforms are shown when the light does not pass through BK7 glass, and the waveforms when the light passes through the BK7 glass are shown in FIGS. Similar to FIGS. 2 and 3, the solid line indicates the intensity waveform, and the broken line indicates the phase waveform.

以上の実施例では、分散媒質31としてBK7ガラスを
用いた例を示したが、適当な大きさの群速度分散、また
はこれより高次の分散を示す媒質、例えば光ファイバ、
セルに入れた液体その他を用いても本発明を同様にでき
る。また、ファブリペローエタロン、回折格子その他の
人工的に分散特性を設定できる素子を使用しても本発明
を同様に実施できる。さらに、光パルスを透過させるの
ではなく、表面で反射させる媒質、例えば誘電体蒸着膜
、ジールトゥルノワ干渉計を用いても本発明を同様に実
施できる。
In the above embodiment, an example was shown in which BK7 glass was used as the dispersion medium 31, but a medium exhibiting group velocity dispersion of an appropriate size or higher-order dispersion, such as an optical fiber,
The present invention can also be carried out using liquids or other liquids contained in cells. Further, the present invention can be similarly implemented using a Fabry-Perot etalon, a diffraction grating, or other elements whose dispersion characteristics can be set artificially. Furthermore, the present invention can be implemented in the same way by using a medium whose surface reflects the light pulse instead of transmitting it, such as a dielectric evaporated film or a Ziel-Tournoy interferometer.

また、光パルス測定器33として、従来からの各種の測
定方法を組み合わせても本発明を同様に実施できる。
Furthermore, the present invention can be implemented in the same manner by combining various conventional measurement methods as the optical pulse measuring device 33.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明の光パルス測定装置は、従
来の測定方法では不可能であった短光パルスの時間軸の
方向を決定できる。これにより、(1)光パルスを用い
た超高速時間分解測定に利用して、パルス自体の厳密な
評価が可能となり、測定の精度を大幅に向上でき、 (2)光パルスによる信号伝送に利用して、伝送容量の
制限要因であるパルスの強度波形および位相波形を精密
に測定でき、パルスの最適制御や、各種の非線形効果を
利用する伝送方式における実験的評価の高精度化に利用
できる 効果がある。
As explained above, the optical pulse measurement device of the present invention can determine the direction of the time axis of a short optical pulse, which was impossible with conventional measurement methods. As a result, (1) it can be used for ultra-high-speed time-resolved measurements using optical pulses, making it possible to rigorously evaluate the pulses themselves, greatly improving measurement accuracy, and (2) using them for signal transmission using optical pulses. This enables precise measurement of pulse intensity and phase waveforms, which are the limiting factors for transmission capacity, and can be used to optimize pulse control and improve the accuracy of experimental evaluations of transmission methods that utilize various nonlinear effects. There is.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明実施例光パルス測定装置のブロック構成
図。 第2図は光路上に分散媒質を挿入しない場合の光パルス
の強度波形および位相波形の測定結果を示す図。 第3図は光路上に分散媒質を挿入した場合の光パルスの
強度波形および位相波形の測定結果を示す図。 第4図は真の強度波形および位相波形を示す図。 第5図は従来例光パルス測定装置のブロック構成図。 1124・・・ビーム・スプリッタ、2・・・固定プリ
ズム、3・・・可動プリズム、4・・・移動台、5.6
・・・レンズ、7・・・非線形結晶、8.30・・・光
学フィルタ、9.28・・・光検出器、10.29・・
・前置増幅器、11・・・光源、12・・・反射鏡、1
7・・・波形記憶装置、18・・・コンピユータ、19
・・・178波長板、20・・・偏光ビーム・スプリッ
タ、21.22・・・光検出器、23・・・トリガ信号
発生器、31・・・分散媒質、32・・・切替器、33
・・・光パルス測定器。 特許出願人 日本電儒電話株式会社 代理人 弁理士 井 出 直 孝 4−     −      、      、   
   、     −w芙茄例 M 1 回 晴間(fsec) (a) ;ji!r)2 待周(fsec) 圓 (x 10 yc、 rad) 晴間(fsec) CG) π 3 (xloyt、rad) 時間(fsee) (b) 口 時間(fsec) (a) 箆 4 時間(fsec) 図
FIG. 1 is a block diagram of an optical pulse measuring device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing measurement results of the intensity waveform and phase waveform of a light pulse when no dispersion medium is inserted on the optical path. FIG. 3 is a diagram showing measurement results of the intensity waveform and phase waveform of a light pulse when a dispersion medium is inserted on the optical path. FIG. 4 is a diagram showing true intensity waveforms and phase waveforms. FIG. 5 is a block diagram of a conventional optical pulse measuring device. 1124...Beam splitter, 2...Fixed prism, 3...Movable prism, 4...Moving table, 5.6
... Lens, 7... Nonlinear crystal, 8.30... Optical filter, 9.28... Photodetector, 10.29...
・Preamplifier, 11... Light source, 12... Reflector, 1
7... Waveform storage device, 18... Computer, 19
...178 Wave plate, 20... Polarizing beam splitter, 21.22... Photodetector, 23... Trigger signal generator, 31... Dispersion medium, 32... Switch, 33
...Light pulse measuring device. Patent applicant: Nippon Denchu Telephone Co., Ltd. Representative: Patent attorney Nao Takashi Ide 4- - , ,
, -w 芙茄例M 1 sunny day (fsec) (a) ;ji! r) 2 waiting time (fsec) circle (x 10 yc, rad) clear space (fsec) CG) π 3 (xloyt, rad) time (fsee) (b) mouth time (fsec) (a) 箆 4 time (fsec) figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、被測定光パルスの自己相関波形を測定する測定手段
と、 この測定手段の出力により被測定光パルスの波形を演算
により求める演算手段と を備えた光パルス測定装置において、 上記測定手段は、被測定光パルスの入射光路に波長分散
特性が既知の媒質を挿入した状態と、この媒質を挿入し
ていない状態とについて、それぞれ自己相関波形を測定
する手段を含み、 上記演算手段は、二つの自己相関波形から被測定光パル
スの波形の時間軸の方向を求める手段を含む ことを特徴とする光パルス測定装置。
[Scope of Claims] 1. An optical pulse measuring device comprising a measuring means for measuring an autocorrelation waveform of an optical pulse to be measured, and a calculating means for calculating the waveform of the optical pulse to be measured from the output of the measuring means. , the measuring means includes means for measuring the autocorrelation waveforms with respect to a state in which a medium with known wavelength dispersion characteristics is inserted into the incident optical path of the optical pulse to be measured and a state in which this medium is not inserted, respectively, An optical pulse measurement device characterized in that the calculation means includes means for determining the direction of the time axis of the waveform of the optical pulse to be measured from the two autocorrelation waveforms.
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