JPH03294815A - 極短光パルス供給装置 - 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、１ピコ秒程度以下の短い時間幅を有する光パ
ルスの分光学的利用・応用における極短光パルス供給装
置に関するものである。

「従来の技術」 従来の典型的な光パルス供給装置の例を第４図に示す。

この第４図では光ファイバーを用いた光伝送路２と、こ
れに光を入射、及び出射するための伝送路結合光学系３
・４とが設置されている。

第４図においてパルスか左側より入射すると、伝送路結
合光学系３により焦点を結び光ファイバー（光伝送路）
２に入射する。光ファイバーを伝搬したパルスは再び伝
送路結合光学系４により平行光となって外部に取り出さ
れる。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、極短光パルス供給においては光伝送Ｉｉ！ｇ
２に於ける特性により、これを伝搬するパルスはその周
波数成分に応じた遅延即ち群速度分散を生じるため、伝
搬に従って波形が変形する。群速度分散の大きさは伝搬
するパルスの中心周波数に応じて変化し、一般的な光フ
ァイバーを用いた伝送路においては波長１３〜１．５μ
ｍにおいて殆ど零となる。しかしこれより大きく波長の
外れた０、４〜０．７μｍの可視域では、光ファイバー
を構成する材質の本質的特性によって２次の分散が大き
な正の値をとることか避けられず、無歪伝送は１３〜１
５μｍ帯に限られていた。群速度分散はパルス幅が短く
なり周波数帯域が広くなる程その効果が大きくなるので
、可視域において発生し得るパルス幅が０．１ｐｓ以下
であるような極短光パルスに対しては特に影響か大きく
なリ、その供給・伝送に対し大きな制限をあたえていた
。

本発明の目的は上記の問題点を解決して、極短パルスを
供給してもその波長に拘らず波形歪のないパルス供給装
置を提供する事にある。

「課題を解決するための手段」 本発明においては上記目的を達成するため、光伝送路に
、該光伝送路に固有の分散特性とは逆の分散特性を有す
る分散補正光学系を連設したことを特徴とする。

「作用」 本発明の極短光パルス供給装置において、／ｆルスが分
散補正光学系に入射すると、これの分散量の設定に従っ
て入射パルスの各周波数成分はその周波数に応じた遅延
を生じ、位相シフト即ち分散が与えられる。分散補正光
学系において与える分散は伝送路の持つ分散特性を補正
する、即ち逆の特性を持つよう設定しておく。分散補正
光学系を光伝送路の前段に設ける場合で説明すると、分
散補正光学系により分散を与えられたパルスは、光伝送
路中を伝搬する間に伝送路の分散の影響を受けるが、こ
れによるパルス波形の変形は分散補正光学系によって予
め与えられたものと逆の効果を持っているので、光伝送
路を出射した時点で両者の分散の影響は相殺し、パルス
波形は分散補正光学系に入射したときの状態に復する。

分散補正光学系を伝送路の後段に設置した場合は、パル
スは光伝送路を伝搬して分散の影響を受けた後に分散補
正光学系に入射し、これの持つ分散が光伝送路の持つ分
散の影響を相殺する。

このように本構成においては分散補正光学系を伝送路の
前段もしくは後段または両方に設置し、光源が発生する
パルスに対し光伝送路が持ってしするものとは逆の特性
の分散を与えることによって、伝送中のパルスの変形を
パルスの波長に拘らず補償することが出来る。

「実施例」 以下、本発明の実施例を第１図ないし第３図に基づいて
説明する。

第１図は本発明の一実施例の構成図である。この極短光
パルス供給装置には、例えばグレーティング干渉系５ａ
を用いた分散補正光学系５、光伝送路１、該光伝送路１
に光を入射及び出射するための伝送路結合光学系３・４
が備えられ、分散補正光学系５か光伝送路１の前段に設
置されている。

分散補正系５には２次またはそれに加えて３次の分散を
設置するための分散量設定機構７が設けられている。

第２図は他の実施例を示している。この極短光パルス供
給装置には、プリズム対を用いた分散補正光学系６が設
置されており、プリズム６ａには挿入量を調整するため
のプリズム挿入量移動機構８が設けられて、これによっ
て分散補正光学系６の２次の分散を任意に変える事が出
来る。

このように分散補正光学系５としては各種の構造のもの
を適用することができる。

その作用を第２図により説明する。該第２図においてパ
ルスが分散補正光学系６に入射すると、プリズム６ａの
光路に対する挿入量に応じて、入射パルスの各周波数成
分はその周波数に応じた遅延を生じて分散が与えられる
。分散補正光学系６において与える分散は次に続く光伝
送路１の持つ分散特性を補正する、即ち逆の特性を持つ
よう設定しておく。分散を与えられたパルスは、伝送路
結合光学系３により焦点を結び光伝送路１に入射する。

入射したパルスは光伝送路１中を伝搬する間に該光伝送
路１固有の分散の影響を受ける。これによるパルス波形
の変形は分散補正光学系６によって予め与えられたもの
と逆の効果を持っているので、光伝送路１を出射した時
点で両者の分散の影響は相殺し、パルス波形は分散補正
光学系６に入射したときの状態に復する。

例として１０ｍの単一モード光ファイバー中に波長０．
　６μｍのパルスを伝搬させる場合を考えると、光ファ
イバーの２次の分散は０．６ｐＳ’程度となるので、高
分散テルライトガラスをプリズム材質として用いれば、
プリズム間隔を２．８ｍ程度とすることによりこれを補
正する事が出来る。この様子を第４図に示す。この間隔
は、同一プリズム対中に複数の光路を設定するか、ある
いはプリズム対を複数用いる事によって補正回数を増や
す事により、その回数分の１に小さくする事も出来る。

光伝送路１を伝搬したパルスは再び伝送路結合光学系４
により平行光となって外部に取り出される。

以上の作用は、従来例に示した分散補正光学系を持たな
いパルス供給装置では期待する事が出来ない。また本実
施例においては分散補正光学系をファイバー入射側に光
源と一体化して前置する事により、パルスを利用する出
射側での利便性が向上している。もちろん、本発明にお
いては、光伝送路の後段に分散補正光学系を設置する、
または前段、後段の両方に設置して、これら２組の分散
補正光学系の両方で補正する、等の実施態様を除外する
ものではない。

「発明の効果」 以上説明したように本発明では光伝送路に分散補正光学
系を連設して、先任送路固有の分散特性とは逆の分散特
性を付与しているので、光伝送路による分散の影響を相
殺して、伝送する波長に拘わらず伝送路の分散による波
形歪の発生を防止し、極短光パルスの供給において重要
な特性であるパルス幅、パルス波形を保存したまま供給
する事が可能となるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る極短光パルス供給装置の一実施例
の構成図、第２図は他の実施例の構成図、第３図は他の
実施例におけるプリズム間隔量と補正分散量との関係を
示すグラフ、第４図は光パルス供給装置の従来例の構成
図である。 １・・・光伝送路、２・・・光フアイバー伝送路、３・
４・・・伝送路結合光学系、５・・・分散補正光学系、
６・・・分散補正光学系、７・・分散量設定機構、８・
・・プリズム挿入量設定ａ楕。 第１図 ０ 第２図 第３図 第４図 プリズムによる分散補正量 プリズム間隔！［ｍｌ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　光伝送路に、該光伝送路に固有の分散特性とは逆の分
   散特性を有する分散補正光学系を連設したことを特徴と
   する極短光パルス供給装置。