JPH03154032A - 光パルスの発生法、発生装置および伝送方式 - Google Patents

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］ この発明は、大容量光通信に適用し得る光パルスの発生
法、発生装置および伝送方式に係り、詳しくは半導体レ
ーザから射出される光パルスを、トランスフオームリミ
ットで高出力の光パルスに変換する光パルスの発生法、
発生装置および伝送方式に関するものである。

［従来の技術］ 大容量かつ遠距離光通信を実現するには、超短、超高周
波（高繰り返し）、高出力であると共に、トランスフオ
ームリミット（後述）な光パルスを得ることが必要であ
る。

第９図に示すように、近年、超短光パルスの発生技術に
は大きな進展があった（参考文献：■中沢正隆、応用物
理総合報告第５６巻ＩＯ号、１２６５〜１２８８頁“光
フアイバ中の非線形光学”■レーザ研究、解説第１５巻
１１号、８６９−８８６頁“光パルスの圧縮とソリトン
レーザー”）。

これらの中で、特筆すべきことは、色素レーザによりフ
ェムト秒（ｌ　ｆｓ＝　Ｉ　Ｏ−”５ｅｃ）領域の光パ
ルスの発生が可能になった点である。

第１０図（ａ）および（ｂ）は、各々別異の色素レーザ
の構成を示す図である。これらの色素レーザは、いずれ
も、レーザ共振器を構成する複数のミラー１．１．・・
・と、レーザ媒質である色素２と、パルス幅を狭くする
ための、ａ飽和吸収色素３と、レーザ共振器内の分散を
補償し、光パルスの広がりを抑制するための複数のプリ
ズム４，４．・・・とから構成されているが、同図（ａ
）に示す色素レーザは、直線形構成の共振器からなって
おり、同図（ｂ）に示す色素レーザは、リング形構成の
共振器からなっている。そして、これらの色素レーザ（
同図（ａ）、（ｂ））によって、波長０．６μ−付近の
可視光で３０ｒｓ程度のパルス幅が実現されている。

上述の光パルス発生技術をさらに発展させたものとして
、１（Ｈｓ以下の超短光パルスを得ることができるフェ
ムト秒光パルス発生装置が開発されている。

第２図は、このフェムト秒光パルス発生装置の構成を示
し、この図において、符号５は第１Ｏ図（ａ）または（
ｂ）に示した色素レーザ、６は色素レーザから射出され
た光パルスを増幅するための色素増幅器、７は自己位相
変調効果を効率良く発生させるためのコア径の極めて小
さな光ファイバ、８．８は光ファイバ７の両端面に結合
した結合レンズ、９．９は光ファイバ７から射出した光
パルスを圧縮するためのパルス圧縮用回折格子である。

このような構成において、色素レーザ５から射出された
（パルス幅１００ｆｓの）光パルスハ、色素増幅器６に
より増幅され、光ファイバ７において自己位相変調し、
圧縮用回折格子９．９で圧縮されて、（パルス幅１０ｆ
ｓの）超短光パルスとなって出力される（参考文献：レ
ーザ研究、解説第１５巻１１号、８６９−８８６頁“光
パルスの圧縮とソリトンレーザー”）。

しかしながら、第１Ｏ図および第２図に示す構成におい
ては、超短光パルスが出力されるものの、パルスの繰り
返しく発振周波数）は１００ＭＨｚ程度と大変遅く、Ｇ
Ｈｚ帯の高繰り返しパルス列が得られないという欠点が
あった。

一方、ＧＨｚ帯の高い繰り返しパルス列を得ることがで
きる光パルス発生装置として、第１２図（ａ　）、（ｂ
　）、（ｃ　）に示す構成のものが知られている。

第１２図に示す３種類の発生装置は、いずれも、レーザ
の共振器長（数１００μｌ１１）が短い半導体レーザ（
たとえば、波長１．３μｍ帯もしくは１゜５μ−帯のＩ
ｎＧａＡｓＰ半導体レーザ）を用いて構成されるため、
高繰り返しく数ＧＨｚ）のパルス列を得ることが可能と
なっている。ただし、そのパルス幅は数１０ｐｓ〜数１
ｏｏｐｓと比較的広い。

個々について説明すると、まず、第同図（ａ）に示す光
パルス発生装置は“外部変調器法”と呼ばれる方法を適
用した装置であり、ＩＯは半導体レーザ、１１は半導体
レーザｌＯの励起用直流電源、１２は半導体レーザ（装
置）１０の外部に付加された超高速光強度変調器、１３
はそのドライバである。ここで、超高速光強度変調器！
２は、ＬｉＮｂ０５（ニオブ酸リチウム）もしくは多層
量子井戸（Ｍ　Ｑ　Ｗ　［Ｍ　ｕｌｔ　ｉ　Ｑ　ｕａｎ
ｔｕＩｌｌＷ　ｅｌｌ］）構造の半導体のシュタルク効
果を利用した変調器であり、これにより５〜１ＯＧＨｚ
の繰り返しのパルス列を得ることができる。この装置に
よる出力光は、パルス幅とスペクトル幅との積がトラン
スフオームリミットで与えられるという特長を有するも
のの、パルス幅が広い（１００ｐｓ）のが欠点である。

次に、第同図（ｂ）に示す光パルス発生装置は“正弦波
直接変調法”と呼ばれる方法を適用した装置であり、同
図（ｂ）において、Ｉ４は正弦波電流を発生する正弦波
発生器、１５は上記正弦波電流を増幅するための電気増
幅器である。同図（ｂ）の構成においては、半導体レー
ザ！０を励振するための電流を直接正弦波変調するもの
であり、１ＯＧＨｚ程度のパルス列が得られる。また、
第同図（ｃ）に示す光パルス発生装置は、“パルス直接
変調法″と呼ばれる方法を適用したもので、コムジヱネ
レータ（Ｃｏｍｂ　Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）１６で発生す
るくし形パルスを半導体レーザ１０に人力することによ
り、直接変調するものである。同図（ｃ）の構成によっ
ても、同図（ｂ）の構成による場合と同様に１０ＧＨｚ
程度のパルス列が得られる。

同図（ｂ　）、（ｃ　）の装置によれば、容易に１０〜
５０ｐｓ程度の短パルスが高繰り返しで得られるものの
、スペクトル幅が広がってしまうため、トランスフオー
ムリミットな光パルスは得られない。

すなわち、スペクトル幅Δνとパルス幅Δτの積がΔν
・Δτ＝１〜３程度になってしまうため、長距離にわた
って光フアイバ中を伝搬させ・るとパルスが群速度分散
により広がって情報が伝えられないという大きな欠点が
ある。

［発明が解決しようとする課題］ 上記したように、従来の光パルス発生技術においては、
■超短光パルスは得られるものの高い繰り返しパルス列
は得られない、■トランスフオームリミットな光パルス
は得られるものの、パルス幅が広すぎる、■超短でかつ
高い繰り返しのパルス列が得られるものの、トランスフ
オームリミットなパルスが得られないなど、いずれかの
点で欠けていた。このことが、大容量かつ遠距離光通信
の信頼性を阻害する原因となっていた。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、超短、
高い繰り返し、高出力であると共に、完全にトランスフ
オームリミットな光パルスを得ることができる光パルス
の発生法、発生装置を提供することを目的としている。

さらに、超高速高密度遠距離通信に好適な光パルスの伝
送方式を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために、請求項１．記載の発明は、
半導体レーザから射出される変調光パルスを干渉させて
狭帯域の光パルスを得た後、該狭帯域の光パルスを増幅
して、０．３２≦Δν・Δτ≦０．５０（Δτはパルス
幅、Δνはスペクトルの幅）である光パルスを得ること
を特徴としている。

請求項２記載の発明は、半導体レーザから射出される変
調光パルスを干渉させて狭帯域の光パルスを得て、該狭
帯域の光パルスを時分割多重処理した後、増幅して、０
．３２≦Δν・Δτ≦０．５０（Δτはパルス幅、Δν
はスペクトルの幅）である先パルスを得ることを特徴と
している。

請求項３記載の発明は、半導体レーザと、該半導体レー
ザの出力光を変調させる変調器と、変調された前記出力
光を干渉させるファブリペロ−干渉計またはマツハツエ
ンダ干渉計と、前記干渉計からの射出光を光増幅する光
増幅器とからなることを特徴としている。

請求項４記載の発明は、半導体レーザと、該半導体レー
ザの出力光を干渉させるファブリペロ−干渉計またはマ
ツハツエンダ干渉計と、前記干渉計からの射出光を時分
割多重処理する複数個の３ｄＢ光カップラと、前記３ｄ
Ｂカップラから出射された出射光を光増幅する光増幅器
とからなることを特徴としている。

請求項５記載の発明は、請求項３または４記載の光パル
ス発生装置において、前記光増幅器は、ネオジウムファ
イバ、エルビウムファイバ、または半導体レーザ増幅器
であることを特徴としている。

請求項６記載の発明は、請求項３．４、または５記載の
光パルス発生装置を用いて、コード化された光パルスの
列を発生させ、該光パルスの列を長尺の単一モードファ
イバに、その一端から入射させ、前記単一モードファイ
バの他端から射出した前記光パルスの列を光検出器によ
り検出することにより光通信を行うことを特徴としてい
る。

請求項７記載の請求項３．４、または５記載の光パルス
発生装置の後に光変調器を挿入させ、それをコード化さ
れた電気パルス列で駆動することにより、コード化され
た光パルスの列を発生させ、該光パルスの列を長尺の単
一モードファイバに、その一端から入射させ、前記単一
モードファイバの他端から射出した前記光パルスの列を
光検出器により検出することにより光通信を行うことを
特徴としている。

［作用］ 上記構成において、半導体レーザの直接変調によって高
繰り返しのパルス列が発生する。

このパルス列を、ファブリペロ−干渉計またはマツハツ
エンダ干渉計により干渉させると、完全にトランスフオ
ームリミットなパルスが得られる。

このトランスフオームマットなパルスは、光増幅器によ
り、増幅される。

上記構成によれば、超短、高い繰り返し、高出力である
と共に、完全にトランスフオームリミットな光パルスを
得ることができる。

したがって、信頼性の極めて高い高密度遠距離光伝送が
可能となる。

［実施例］ 以下、図面を参照して、この発明の実施例について説明
する。

（第１実施例） 第１図は、この発明の第一実施例である光パルス発生装
置の構成を示す図である。この例の光パルス発生装置は
、第９図（ｂ）に示した光パルス発生装置に所定の構成
要件を付加したものである。

すなわち、第１図において、正弦波発振器１４、電気増
幅器１５、半導体レーザ１０からなる構成部分は、第１
２図（ｂ）に示した従来の構成と同一である。したがっ
て、これらの構成各部については、第１２図（ｂ）の各
部と同一の符号を付して説明を省略する。この例におい
て、新たに付加された構成要素は１７〜２２であり、１
７は２枚の高反射率の平行平面ガラスからなり、狭帯域
フィルタとして機能するファブリベロー干渉計、１８は
ファブリペロ−干渉計を制御する干渉計制御装置、１９
はファイバもしくは誘電体多層膜ミラーを用いた光カッ
プラ、２０はエルビウムファイバである。このエルビウ
ムファイバ２０は、コア領域に光増幅機能を有するエル
ビウムをドーピングしてなり、光増幅器として用いられ
る。また、２１は、光カップラ２０を介して、エルビウ
ムファイバ２０に注入される励起光を発生する励起用光
源である。２２は、上記エルビウムファイバ２０内での
増幅過程において発生する自然放出雑音や励起光の残り
を取り除くための光フィルタである。

なお、２３は上記光パルス発生装置から出力される光パ
ルスを検出するための光検出器である。

半導体レーザの出力特性 半導体レーザｌＯは、正弦波発振器１４．電気増幅器！
５を用いて利得スイッチするこ、とにより、動作し、第
２図に示すパルス列を出力する。第２（ａ）は波長のス
ペクトル波形、同図（ｂ）はパルスの時間波形を示す図
である。同図（ａ　）、（ｂ　）に示すように、周波数
のスペクトル幅Δλ＝１．５ｎｍ１パルスの時間幅Δτ
＝　２４　ｐｓが得られている。

半導体レーザ１０は、電子が注入されると屈折率が下が
るという特性を有している。このため半導体レーザ１０
の発振周波数は第３図に示すように、−変長波長側にチ
ャープしてもとに戻る。これを負またはダウンチャープ
と呼ぶ。

トランスフオームリミットなパルス トランスフオームリミットなパルスとは、パルスのフー
リエ変換によって得られる幅だけのスペクトルを有する
パルスのことであり、余分なスペクトルを含まないパル
スのことである。トランスフオームリミットなパルスを
数値的に表現すれば、パルス幅Δτとその周波数スペク
トル幅Δνとの積がΔν・Δτ＝０．３２〜０．４４の
範囲にあるパルスであるということができるが、この明
細書においては、実用的見地から、Δν・Δτ＝０．３
２〜０・５０の範囲にあるパルスをトランスフオームリ
ミットなパルスという。かかるトランスフオームリミッ
トなパルスは、遠距離伝送後でも、波形が広がらず（く
ずれず）、したがって情報を正確に伝送することができ
る。ところで、一般に半導体レーザでは波形がガウス形
であり、スペクトル幅Δνとパルス幅Δτの間には の関係がある。

ここで、λは中心波長、Δλは中心波長のスペクトル幅
、Ｃは光の速さである。

そこで、第２図に示すパルスのΔν・Δτ積を計算する
と、 ＝４．６　　　　　　　　　　　　　　（２）となり、
第（１）式の結果と比べると約１０倍の大きさ（Δν・
Δτ）をもっていることがわかる。

したがって、直接変調によって得られるパルスはトラン
スフオームリミットからは程遠い。これが半導体レーザ
ｌＯの直接変調のもつ本質的な欠点であった。

ファブリペロ−干渉計によるトランスフオームリミット
化 この実施例では、半導体レーザｌＯのチャープ特性（第
３図）に着目し、ファブリペロ−干渉計１７を用いてス
ペクトルをトランスフオームリミット化する。実験では
、ファブリペロ−干渉計Ｉ７の透過帯域を０．２２ｒ＋
ｍに設定して、挿入したとこる約１７ｐｓのパルスにフ
ァブリペロ−出力として変換できた。この出力のΔν・
Δτ積を見積ると ＝　０．４７　　　　　　　　　　　　　　（３）この
値は第（１）式の値に非常に近＜、トランスフオームリ
ミットなパルスが得られていると示している。もともと
チャープパルスであるから０．２２ｎｍの幅でも原理的
には僅かなチャープがある。このチャープを完全に補償
するにはファブリペロ−干渉計１７と光カップラ１９の
間に負のチャープ補償用の正常分散をもつファイバを挿
入すれば良い。たとえば０．２ｎｍの帯域で２ｐｓのチ
ャープが存在すると１０　ｐｓ／　ｎｍであるが、これ
は零分散波長を１．６〜１．８μｍ帯にシフトしたファ
イバの分散量が５０　ｐｓ／　ｋｍ／　ｒｕｎであるこ
とから、上記補償用ファイバを２００１１１の長さにし
て良い。

このようにしてファブリペロ−干渉計１７を挿入すると
透過出力は約５〜１０ｄＢ低下してしまう。これは１つ
にはスペクトル幅を制限することによる損失、２つ目は
、ファブリペロ干渉計の透過損失のためである。実験に
おいてはファブリペロ−干渉計１７のフリースベクトル
レンジが約６ｎ１こなるように設定した。すなわち、フ
リースベクトルレンジをΔλ、とすると、Ｌ＝２００μ
ｍのとき ＝６ｎｓ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　（４）である。したがって、分布帰還型レーザ（Ｄｉ
ｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　Ｆｅｅｄｂａｃｋ　Ｌａ５ｅｒ　
（Ｄ　Ｆ　Ｂ　））の場合は、単一スペクトル発振（チ
ャープは含む）であり、その幅は広くとも２ｎｍ程度で
あるから、６ｎｍのフォルター間隔があれば充分である
。すなわち、他のフィルター成分が入ってこない。ファ
ブリペロ−干渉計１７の帯域に関してはファブリベロー
干渉計１７を構成する鏡の反射率を適当に設定すること
によりフィネスを調整し、０，１〜ｌｎｍ程度の帯域に
設定すれば良い。

エルビウムファイバおよびその励起用光源エルビウムフ
ァイバ２０については、「光学（第１８巻第６号、２９
１〜２９６頁“光ファイバによる光増幅”、中沢正隆）
」に詳述されている。

エルビウムファイバ２０の励起用光源２１としては、０
．５μｍ帯、０．６μｍ帯、０．８μｍ帯、０゜９８μ
ｍ帯、１．４８μｍ帯などがある。第４図において、出
力波長ｌ、４８μｍのＩｎＧａＡｓＰ半導体レーザを励
起用光源２１とした場合の、長さ１００ｍのエルビウム
ファイバ２０の利得特性を示す。この図に示すように、
数１０ｍＷの低い励起人力で容易に２０ｄＢ以上の利得
が得られる。このためファプリーペロ干渉計１７の挿入
損失を完全に補償することができる。したがって、ファ
プリーペロ干渉計１７の出力をエルビウムファイバ２０
を用いて光増幅することにより、高出力でかつトランス
フオームリミットな高繰り返しパルスを、半導体レーザ
ＩＱの直接変調によって得ることができる。

実験結果 さて、このようにして得られたトランスフオームリミッ
トなパルスを長さ２２ｋｍの単一モードファイバ２４（
第５図）内を通過させ、光検出器２３で測定した。また
、比較のために、第５図に示すように、半導体レーザ１
０からの直接パルスを単一モードファイバ２４内を通過
（従来法）させて同様の測定を行った。これらの結果を
第６図に示す。すなわち、従来法によれば、半導体レー
ザｌＯの出力は同図（ａ）に示すように、２４ｐｓのパ
ルス出力であるが、２２ｋｆｆｌのファイバを通過後、
同図（ｂ）に示すように、もはやパルスではなくなる。

すなわちトランスフオームリミットではないためにパル
ス拡がりが発生している。これに比べて、この例の光パ
ルス発生装置および方法によれば、ファブリペロ−干渉
計１７の出力は２２に＋＋＋通過後でも入力の時とほと
んど変わらないパルスである（同図（Ｃ））。

このようにこの例の構成によれば、トランスフオームリ
ミットなパルスを得ることができる。しかも、フアブリ
ペロー干渉計１７による挿入損失（５〜１ＯｄＢ）、エ
ルビウムファイバ２０の光増幅作用により、補償あるい
は半導体レーザ！０の出力以上に最終的に上げることが
できる。

（第２実施例） 第７図はこの発明の第２実施例である光パルス発生装置
の構成を示す図である。

この第２実施例においては、２本の分岐ファイバに、光
出力のパワーを等分する３ｄＢ光カップラ２５，２５．
・・・を複数個（Ｎ個）用いた点が上記第１実施例と異
なるところである。

すなわち、第２実施例は、光パルスをもとの半導体レー
ザ１０の繰り返しの２ト１倍に時間軸上で多重化する方
法および装置に関する。

Ｎ個の３ｄＢ光カップラ２５，２５．・・・は、第７図
に示すように、ファブリペロ−干渉計１７と光カップラ
１９との間に挿入するのが適当である。

また時間遅延を発生させパルスの多重化を図るために、
接続した３ｄＢ光カップラ２５，２５．・・・の２つの
うでの長さの片方を変化させている。３ｄＢ光カップラ
２５，２５．・・・のうでの長さの差は、半導体レーザ
ｌＯの繰返し周期をＴとすると時間遅延がＴ／　２　’
、（ｉ　＝　１．２　、・・・、Ｎ−１）となる組合わ
せに設定する。たとえば５０ｐｓの時間遅延を与えるた
めには長さとしては１ｃｍのずれを与えればよい。この
ようにして容易にパルスの多重化が可能となる。Ｎ個の
３ｄＢカップラ２５，２５．・・・を通すことによりパ
ルスのピーク強度は１／２９に低下するが、これは光増
幅器を用いることによって補償することが可能である。

（第３実施例） 第８図は、この発明の第３実施例である光パルス発生装
置の構成、およびこの装置を適用した伝送方式を説明す
るための図である。

この例の光パルス発生装置が第１実施例のそれと異なる
ところは、第■実施例の正弦波発生器１４に代えてパル
スパターン発生器２６を用いた点である。パルスパター
ン発生器２６により構成したのは、実際の信号をのせて
伝送させるためである。従来のＧ　ｂ／　Ｓ帯光パルス
通信においては半導体レーザのチャーブにより光パルス
は光フアイバ中を長距離にわたって伝搬することができ
なかった。第８図（ａ）を説明すると、情報をのせたパ
ルス列は広帯域電気増幅器１５によって増幅され、半導
体レーザ１０の出力光を直接変調する。パルス変調され
た出力光は、ファブリペロ−干渉計１７〜光フイルタ２
２を通過して、トランスフオームリミットな信号パルス
として伝搬用の長尺ファイバ２７に導かれる。伝搬用光
ファイバ２７はその零分散波長をレーザパルスの発振波
長に一致さけておく。このようにしておくと１０Ｇｂ／
ｓ程度のパルス列でも２００に＋＋＋伝搬できる。すな
わち、１８ＰＳのパルス幅のｌ　ＯＧ　ｂ／ｓのパルス
列はスペクトル幅が約０．２ｍｍ（トランスフオームリ
ミット）であるから、ｌ　ｐｓ／　ｋｍ／　ａ＋＋ｎの
分散シフトファイバ中を２００　ｋｍ伝搬しても４０Ｐ
ＳＬか広がらない。ｌ　ＯＧ　ｂ／ｓのパルスの繰り返
しは１００ＰＳであるから完全に情報が伝搬できること
になる。

この方式はたとえ３０〜１００ＧＨｚ程の超高繰り返し
になっても、半導体レーザｌＯの直接変調がその周波数
帯において可能な限り、トランスフオームリミットなパ
ルスが実現できるため、大変有効な方法と言える。

また、この方法では完全にトランスフオームリミットな
パルスが直接変調によって得られるため、従来用いられ
てきた、ＬｉＮｂＯ３やＭＱＷの半導体などによる光強
度変調器は必要ではなくなる。

もしも、パルスコード化した信号で直接変調した場合に
、トランスフオームリミットなパルスからずれる場合に
は、パルスパターン発生器２６の代わりに、第１図に示
した正弦波発生器１４を用いて、まず、トランスフオー
ムリミットなパルス列を発生させ、ファブリペロ−干渉
計１７と光カップラ１９との間に上記の光強度変調器１
２を挿入し、パルスパターン発生器２６で駆動すれば、
信号伝送が可能となる。この様子を第８図（ｂ）に示す
。

なお、上述の実施例においては、狭帯域フィルタとして
ファブリベロー干渉計１７を用いた場合について述べた
が、これに代えて、たとえばマツハツエンダ干渉計を用
いるようにしても上記と同様の効果を得ることができる
。

また、上述の実施例においては、光増幅器としてエルビ
ウムファイバ２０を用いた場合について述べたが、これ
に限定するものではなく、たとえば、ネオジウムをドー
ピングしたネオジウムファイバや半導体レーザ増幅器な
どを用いても同様の効果を得ることができる。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、従来不可能とされてきた半導
体レーザからトランスフオームリミットな高出力パルス
の発生をファブリペロ−干渉計なとの狭帯域フィルター
とエルビウム光フアイバ増１幅器を用いることによって
実現できるため、光の強度変調を用いる通信に幅広く用
いることができる利点がある。すなわち、従来高速の光
通信には不可欠であったＬ　ｒ　Ｎ　ｂｏ　３、もしく
はＭＱＷの半導体による高速光変調器が不必要になり、
単に半導体レーザを高速に直接変調すれば良い。

このため光伝送システムが非常に簡便なものとなる利点
がある。

もしも、パルスコードで直接変調した場合、パルス波形
が乱れるならば、高速光変調器を挿入すれば良い。たと
え、従来通り光変調器を用いても、パルスがトランスフ
オームリミットであるため、光伝送の大容量化および長
距離化を達成することができる。

また、伝送信頼性の向上を図ることができる。

また、この発明が採用する直接変調方式は光ソリトン伝
送にも応用できる可能性があると共に、０．８μｍ帯、
１．３μｍ帯、および１．５μｍおよびのＧａＡｓやＩ
ｎＧａＡｓＰなどの半導体材料の緩和時間、光増幅特性
、光検出器の特性などの評価に用いることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例である光パルス発生装置
の構成を示す図、第２図は同実施例の半導体レーザの出
力パルスのスペクトル波形および時間波形を示す図、第
３図は同半導体レーザのチャ−プ特性を示す図、第４図
はエルビウムファイバの光増幅特性を示す図、第５図は
光パルス発生装置を適用した光伝送実験の構成を示す図
、第６図は従来法とこの発明の実施例との比較実験の結
果を示す図、第７図はこの発明の第２実施例である光パ
ルス発生装置の構成を示す図、第８図はパルスパターン
発生器を用いて実際に光伝送を行なった第３の実施例の
構成を示す図、第９図は光パルスの発生の歴史を示す図
、第１０図は色素レーザの構成を示す図１、第１１図は
フェムト秒パルス発生装置の構成を示す図、第１２図は
半導体レーザを用いた先パルス発生装置の構成およびそ
の出力波形を示す図である。 ！、１．・・・・・・・・・レーザ共振器構成用ミラー
　２・・・・・レーザ媒質色素、３・・・・・・過飽和
吸収色素、４゜４、・・・・・・・・・プリズム、５・
・・・・・色素レーザ、６・・・パルス増幅用の色素増
幅器、７・・・・・・結合レンズ、８・・・・・・自己
位相変調効果発生用の光ファイバ、９・・・・・・パル
ス圧縮用の回折格子、１０・・・・・・半導体レーザ、
１１・・・・・・半導体レーザの励起用直流電源、！２
・・・・・・超高速光強度光変調器、１３・・・・・・
光変調器用ドライバ、１４・・・・・・正弦波発生器、
Ｉ５・・・・・・電気信号増幅器、１６・・・・・・コ
ムジェネレータ、１７・・・・・・ファブリペロ−干渉
計、１８・・・・・・ファブリペロ干渉計制御装置、１
９・・・・・・光カップラ、２０・・・・エルビウムフ
ァイバ、２１・・・・・・エルビウムファイバ励起用光
源、２２・・・・・・光フィルタ、２３・・・・・・光
検出器、２４・・・・・・長さ２２ｋｎの単一モードフ
ァイバ、２５・・・・・・３ｄｂ光カップラ、２６・・
・・・・パルスパターン発生器、２７・・・・・・分散
シフト形の長尺単一モードファイバ。 第４　図　エルビウムフフイハの尤珈幅１うｌｂ’Ｉａ
及斗が甥頃多パワーｆｍＷ） 第７　間第２晃殆イ列の７紡 第８図第３大井づ列の講戒 第５図促来；ｔ１−よ５尤信逍笑散 ら 第６　図ｑ芝り汰と不完明の疋駿秀古果の比申久（０）
午鴫傅し一ワ゛１０の出力へ°ルス　　（ｂ）予餐出ご
淑ｎへ°ルス放形（慣し釆ｊｌ）（ｃ）７吏出２淑たパ
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Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体レーザから射出される変調光パルスを干渉
   させて狭帯域の光パルスを得た後、該狭帯域の光パルス
   を増幅して、 ０．３２≦Δν・Δτ≦０．５０（Δτはパルス幅、Δ
   νはスペクトルの幅）である光パルスを得ることを特徴
   とする光パルス発生法。
2. （２）半導体レーザから射出される変調光パルスを干渉
   させて狭帯域の光パルスを得て、該狭帯域の光パルスを
   時分割多重処理した後、増幅して、０．３２≦Δν・Δ
   τ≦０．５０（Δτはパルス幅、Δνはスペクトルの幅
   ）である光パルスを得ることを特徴とする光パルス発生
   法。
3. （３）半導体レーザと、該半導体レーザの出力光を変調
   させる変調器と、変調された前記出力光を干渉させるフ
   ァブリペロー干渉計またはマッハツェンダ干渉計と、前
   記干渉計からの射出光を光増幅する光増幅器とからなる
   ことを特徴とする光パルス発生装置。
4. （４）半導体レーザと、該半導体レーザの出力光を干渉
   させるファブリペロー干渉計またはマッハツェンダ干渉
   計と、前記干渉計からの射出光を時分割多重処理する複
   数個の３ｄＢ光カップラと、前記３ｄＢカップラから出
   射された出射光を光増幅する光増幅器とからなることを
   特徴とする光パルス発生装置。
5. （５）請求項３または４記載の光パルス発生装置におい
   て、前記光増幅器は、ネオジウムファイバ、エルビウム
   ファイバ、または半導体レーザ増幅器であることを特徴
   とする光パルス発生装置。
6. （６）請求項３、４、または５記載の光パルス発生装置
   を用いて、コード化された光パルスの列を発生させ、該
   光パルスの列を長尺の単一モードファイバに、その一端
   から入射させ、前記単一モードファイバの他端から射出
   した前記光パルスの列を光検出器により検出することに
   より光通信を行うことを特徴とする光パルスの伝送方法
   。
7. （７）請求項３、４、または５記載の光パルス発生装置
   の後に光変調器を挿入させ、それをコード化された電気
   パルス列で駆動することにより、コード化された光パル
   スの列を発生させ、該光パルスの列を長尺の単一モード
   ファイバに、その一端から入射させ、前記単一モードフ
   ァイバの他端から射出した前記光パルスの列を光検出器
   により検出することにより光通信を行うことを特徴とす
   る光パルスの伝送方法。