JPH03206428A - 光パルス列発生装置 - 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〉 本発明は、周波数の高い光パルス列を繰り返して発生す
る光パルス列発生装置に関する。

〈従来の技術〉 従来、この種の装置としては、光ファイバの変調不安定
性を利用したものが知られている（ｒ　Ａｐｐｌｉｅｄ
　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ　ｖｏ１．４９（５
），１９８６ｐ２３〜２３８　（Ｋ．　Ｔａｉ，　Ａ．
　Ｔｏｍｉ　ｔａ，　Ｊ．　Ｌ．　Ｊｅｗｅｌｌ．　ａ
．　｝｛ａｓｅｇａｗａ）」）。すなわち、この装置は
、第１の光源の出射光と、光ファイバの変調不安定性に
より生じた変調側波帯に対応した波長の光を出射する第
２の光源の出射光とを光ファイバに入射することにより
、第ｌの光源の出射光と第２の出射光との周波数差に等
しい周波数の光パルス列を繰り返して発生するものであ
った。ここで、変調不安定性とは、一般にば非線型シュ
レーディンガ一方程式をある条件下で解くことにより示
されるように、一定振幅の入力は小さい摂動に対して不
安定となるに対して示される性質であるが、実験的には
光ファイバに高周波数のレーザを入力して、そのパワー
を増大させることにより、側帯波が発生し、更に高次の
側帯波が生じる現象として知られている。

く発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記装置によれば周波数が１００ＧＨｚ
より低い光パルス列を繰り返して発生しようとする場合
、変調側波帯中の利得の小さい領域で光パルス列を発生
しなければならず、光消光比の光パルス列を周波数１０
０ＧＩ｛Ｚ以下で繰り返して発生するためは、第１の光
源の出射光と共に第２の光源の出射光のパワーを大きく
しなければならないという問題があった。また、出射光
．のパワーをそれぞれ大きくして、しかも出射光の周波
数差がｌ００ＧＨｚ以内である二つの光源を用意するこ
とは極めて困難であった。

本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、
出射光のパワーの大きな光源を二つを必要とすることな
く、一つだけでＩＯＯＧＨＺ以下の周波数の光パルス列
を光ファイバの光非線型効果である変調不安定性の用い
て繰り返して発生せしめる光パルス列発生装置を提供す
ることを目的とするものである。

〈課題を解決するための手段〉 斯かる目的を達成する本発明の構成は光ファイバの光非
線型効果である変調不安定性によって光パルス列を発生
させる装置において、持続波ないし疑似持続波を放射す
るレーザー光源と、二つの入射端と二つの出射端を有し
、二つの入射端にそれぞれ入射した光を二つの出射端に
それぞれ分離して出射する光結合分岐手段と、前記レー
ザー光源の波長において負の群速度分散を有する光ファ
イバと、前記レーザー光源の出射光を前記光結合分岐手
段の一方の入射端に入射させる手段と、前記光結合分岐
手段の一方の出射端からの出射光を前記光ファイバの一
端に入射させる手段と、前記光ファイバの他端からの出
射光を前記光結合分岐手段の他方の入射端に入射する手
段とを備え、前記光ファイバ中において前記レーザー光
源からの出射光が伝搬することにより生ずる誘導ブリュ
リアン散乱の第２ストークス光と前記レーザー光源の出
射光の周波数差に等しい周波数の光パルス列を発生せし
めて前記光結合分岐手段の他方の出射端から出力するこ
とを特徴とする。

〈作用〉 レーザー光源の出射光（以下、ポンプ光と称する）は光
結合分岐手段の一方の入射端に入射し、さらにその一部
は光ファイバの一端に入射する。光ファイバに入射した
ポンプ光は光ファイバを伝搬し、光ファイバの他端から
出射して光結合分岐手段の他方の入射端に入射する。光
結合分岐手段に再入射したポンプ光のさらに一部は光フ
ァイバに再入射する。このようにポンプ光の一部は光分
岐結合手段と光ファイバの間を循環して伝搬する。光フ
ァイバ中を伝搬するポンプ光の一部によって光ファイバ
内で・誘導ブリュリアン散乱（ＳＢＳ）の第１ストーク
ス光が発生し、この第１ストークス光はボンブ光と逆回
りで光分岐結合手段と光ファイバの間を循環して伝搬す
る。一方、誘導ブリュリアン散乱の第２ストークス光は
ポンプ光と同方向に循環して伝搬する。ポンプ光と誘導
ブリュリアン散乱の第２ストークス光の周波数差はボン
ブ光の波長及び光ファイバの材料組成、導波構造により
決まる１００ＧＨｚ以下のある値となる。また、ポンプ
光のパワーを大きくすることにより誘導一ブリュリアン
散乱の第２ストークス光のパワーも大きくなる。光結合
分岐手段と光ファイバの間を循環して同方向に伝搬する
ポンプ光と誘導ブリュリアン散乱の第２ストークス光の
混合により変調不安定性が引き起こされ、両光の周波数
差に等しい周波数の光パルス列が繰り返して光結合分岐
手段と光ファイバの間で発生する。発生した光パルス列
の一部は光結合分岐手段の他方の出射端から出力として
取り出される。

く実施例〉 以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。

第１図に本発明の一実施例を示す。同図に示すように、
レーザー装置１で発生され出射された波長λ，の出射光
（以下、ポンプ光という）は、光アイソレータ２を経て
対物レンズ３で集光されて光ファイバカプラー４の一方
の入射端４ａに入射する。レーザー装置ｌは波長λ，の
連続光を出射するものである。また、光アイソレータ２
はレーザー装置１への戻り光を遮断するものである。光
ファイバカブラー４は二つの入射端４ａ．４ｂとふたつ
の出射端４ｃ，４ｄを有し、入射端４ａ，４ｂより入射
した光を分岐比Ｘ：１−Ｘで分岐して、出射端４ｃ，４
ｄから出射するものである。本実施例では光結合分岐手
段の一例として光ファイバカブラー４を使用するが、本
発明はこれに限るものではない。

光ファイバカプラー４の入射端４ｂと出射端４ｄは光フ
ァイバ５の両端がそれぞれ融着接続さ・れている。光フ
ァイバ５は、その長さが２で、波長λ１において−Ｄの
負の群速度分散を持ち、かつ、偏光保持機能を有しない
ＳｉＯｚ−ＧｅＯ２系単一モード光ファイバである。入
射端４ａに入射したボンブ光の１００ｘ（％）は光ファ
イバカブラー４の出射端４ｄから光ファイバ５に入射し
て伝搬する一方、ポンプ光の１００（１−ｘ）（％）は
光ファイバカブラー４の出射端４ｃを出射して対物レン
ズ６で平行ビームとなった後、偏光子７によって伝搬を
遮断される。偏向子７はレーザー装置１の偏光方向に対
して透過偏光方向が９０°異なるものである。

光ファイバ５に入射したポンプ光は光ファイバカブラー
４の入力端４ｂに再入射し、その一部は皿に取捨端４ｄ
から光ファイバ５に再入射する。このように、光ファイ
バカブラー４と光ファイバ５との間でポンプ光は循環し
て伝搬し、光ファイバの音響フオノンが励起され誘導ブ
リュリアン散乱（ＳＢＳ）が光ファイノく中に発生する
。発生した誘導ブリュリアン散乱のうち、ポンプ光の波
長λ１から誘導ブリュリアン散乱の周波数変位Ａｆだけ
長波長側に波長のずれた第１ストークス光はポンプ光と
逆回りに光ファイバカプラー４と光ファイバ５との間で
循環して伝搬する。また、ポンプ光の波長λ１から周波
数２Ａｆだけ長波長側にずれた第２ストークス光はポン
プ光と同方向に光ファイバカプラー４と光ファイバ５と
の間で循環して伝搬する。

同方向に伝搬するポンプ光と第２ストークス光の混合に
よって変調不安定性が引き起こされ、ポンプ光と第２ス
トークス光の周波数差２Ａｆに等しい周波数の光パルス
列が光ファイバカブラー４と光ファイバ５で発生する。

発生した光パルス列は光ファイバ５が偏光保持機能を有
していないことから、楕円偏光している。光パルス列の
一部は光ファイバカブラー４の出射端４Ｃから出射され
、対物レンズ６により平行ビームとなって偏光子７に入
射する。光パルス列は楕円偏光していることから偏光子
７に入射した光パルス列の一部は偏光子７を通過し、出
力として取り出される。

第２図に取り出された出力のスペクトルの一例を示す。

横軸が波長、縦軸が光強度である。

但し、ポンプ光の波長λ１を１．　３１９μｍ，分岐比
Ｘを０．５，光ファイバ５の長さＺを４．　８Ｋ［［ｌ
，群速度分散Ｄを２．　６ｐｓ／ｎｍ／Ｋｍ，周波数差
Ａｆを１２．５ＧＨｚ（　２　Ａ　ｆ　＝２５ＧＨｚ）
，　ポンプ光のパワーを３６０Ｗとして計測したもので
ある。第３図には第２図と同出力の２倍波（Ｓｅｃｏｎ
ｄ　Ｈｅｒｍｏｎｉｃ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　　以下
、ＳＨＧと称する）自己相関波形を示す図である。横軸
が時間、縦軸がＳＨＧ強度を示している。第２図及び第
３図から明らかなように、周波数２５ＧＨｚの光パルス
列が発生している。誘導ブリュリアン散乱の周波数変位
Ａｆは主に光ファイバ５の材料組成、導波構造に依存す
るため、光ファイバ５の種類を代えることにより、発生
する周波数を代えることができる。

例えば、本実施例で使用したＳｉＯｚ−Ｇｅ○２系光フ
ァイバに代えてＳｉＯｚＢｚ○，系、Ｓｉ○２−Ｆ系，
Ｓｉ○，一Ｐ２０５系等の材料組成からなる光ファイバ
を用いれると様々な周波数の光パルス列を得ることがで
きる。

く発明の効果〉 以上、説明したように本発明によれば二つのレーザー光
源が不要となり、一つのレーザー光源を用いるだけで数
１０ＧＨｚ程度の周波数を有する光パルス列を繰り返し
て発生することができ、また、発生する光パルス列の周
波数はポンプ光の波長及び光ファイバの種類により決ま
るので、これらを規格化することにより、標準光パルス
発生装置として使用することができる。更に、本装置に
より発生した光パルス列を使用することにより光束受光
器等の動作特性を明らかにすることも可能であり、この
光パルス列を光通信に適用することにより、極めて高速
の光通信が可能となる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかる光パルス発生装置の
構成図、第２図は本発明装置による出力のスペクトルの
一例を示すグラフ、第３図は本発明装置による出力のＳ
ＨＧ相関波形の一例を示すグラフである。 図面中、 １はレーザー装置、 ２は光アイソレー夕、 ３．６は対物レンズ、 ４は光ファイバカプラー ４ａ，４ｂは入射端、 ４ｃ，４ｄは出射端、 ５は光ファイバ ７は偏光子である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光ファイバの光非線型効果である変調不安定性によって
   光パルス列を発生させる装置において、持続波ないし疑
   似持続波を放射するレーザー光源と、二つの入射端と二
   つの出射端を有し、二つの入射端にそれぞれ入射した光
   を二つの出射端にそれぞれ分離して出射する光結合分岐
   手段と、前記レーザー光源の波長において負の群速度分
   散を有する光ファイバと、前記レーザー光源の出射光を
   前記光結合分岐手段の一方の入射端に入射させる手段と
   、前記光結合分岐手段の一方の出射端からの出射光を前
   記光ファイバの一端に入射させる手段と、前記光ファイ
   バの他端からの出射光を前記光結合分岐手段の他方の入
   射端に入射する手段とを備え、前記光ファイバ中におい
   て前記レーザー光源からの出射光が伝搬することにより
   生ずる誘導ブリュリアン散乱の第２ストークス光と前記
   レーザー光源の出射光の周波数差に等しい周波数の光パ
   ルス列を発生せしめて前記光結合分岐手段の他方の出射
   端から出力することを特徴とする光パルス列発生装置。