JPH05196974A - 短光パルス光源および光パルス幅制御装置 - Google Patents
短光パルス光源および光パルス幅制御装置Info
- Publication number
- JPH05196974A JPH05196974A JP865292A JP865292A JPH05196974A JP H05196974 A JPH05196974 A JP H05196974A JP 865292 A JP865292 A JP 865292A JP 865292 A JP865292 A JP 865292A JP H05196974 A JPH05196974 A JP H05196974A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pulse
- optical
- optical pulse
- light source
- frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ゲインスイッチＤＦＢ−ＬＤからＴＬパルス
を発生させる。 【構成】 短光パルス光源は、利得スイッチ動作する分
布帰還型半導体レーザと、レーザの中心波長で正常分散
を有する光ファイバと、分光素子と、周波数窓とを有す
る。
を発生させる。 【構成】 短光パルス光源は、利得スイッチ動作する分
布帰還型半導体レーザと、レーザの中心波長で正常分散
を有する光ファイバと、分光素子と、周波数窓とを有す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超高速光通信の短光パ
ルス光源に関するものである。
ルス光源に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、分布帰還型半導体レーザ（ＤＦＢ
−ＬＤ）のゲインスイッチ法を用いた光パルス光源（文
献１参照）は、図１に示すように、変調用高周波信号源
ＩRFとバイアス電源ＩB とＤＦＢ−ＬＤ（以降ＬＤと表
記）からなり、変調用高周波信号ＩRFとバイアス電流Ｉ
B はハイパスフィルタＨＰＦとローパスフィルタＬＰＦ
とを有するバイアス回路ＢＴを介して供給されている。
−ＬＤ）のゲインスイッチ法を用いた光パルス光源（文
献１参照）は、図１に示すように、変調用高周波信号源
ＩRFとバイアス電源ＩB とＤＦＢ−ＬＤ（以降ＬＤと表
記）からなり、変調用高周波信号ＩRFとバイアス電流Ｉ
B はハイパスフィルタＨＰＦとローパスフィルタＬＰＦ
とを有するバイアス回路ＢＴを介して供給されている。
【０００３】この手法により発生する光パルスは、ＬＤ
のαパラメータのためキャリア周波数が時間的に減少す
るダウンチャーピングを有している。ここでダウンチャ
ープとは光パルスのキャリア周波数が時間と共に減少す
る状態を言い、逆にキャリア周波数が時間と共に大きく
なる状態をアップチャープという。このため、光パルス
はトランスフォームリミット（ＴＬ）パルスに比べ時間
帯域幅積が大きくなっている。トランスフォームリミッ
トパルス（ＴＬパルス）は与えられた周波数スペクトル
強度分布のフーリエ変換が実時間波形である光パルスで
ある。通常チャーピングを有する光パルスは、スペクト
ル強度分布のフーリエ変換は、実時間波形とは異なる。
したがって、このパルスを超高速伝送に直接用いるに
は、伝送用光ファイバのもつ波長分散による波形劣化の
観点から不利である。そこで図１に示すようにＬＤ出力
光パルスを結合レンズＣＬ1 を介して正常分散光ファイ
バＮＤＦに結合させ、光パルスの線形チャープを光ファ
イバの常分散により補償し、パルス圧縮する方法が考案
されている。しかしながら、光ファイバの正常分散によ
るチャープ補償では、残留する非線形チャープまでは補
償できず、ＴＬパルスが得られないという欠点がある。
のαパラメータのためキャリア周波数が時間的に減少す
るダウンチャーピングを有している。ここでダウンチャ
ープとは光パルスのキャリア周波数が時間と共に減少す
る状態を言い、逆にキャリア周波数が時間と共に大きく
なる状態をアップチャープという。このため、光パルス
はトランスフォームリミット（ＴＬ）パルスに比べ時間
帯域幅積が大きくなっている。トランスフォームリミッ
トパルス（ＴＬパルス）は与えられた周波数スペクトル
強度分布のフーリエ変換が実時間波形である光パルスで
ある。通常チャーピングを有する光パルスは、スペクト
ル強度分布のフーリエ変換は、実時間波形とは異なる。
したがって、このパルスを超高速伝送に直接用いるに
は、伝送用光ファイバのもつ波長分散による波形劣化の
観点から不利である。そこで図１に示すようにＬＤ出力
光パルスを結合レンズＣＬ1 を介して正常分散光ファイ
バＮＤＦに結合させ、光パルスの線形チャープを光ファ
イバの常分散により補償し、パルス圧縮する方法が考案
されている。しかしながら、光ファイバの正常分散によ
るチャープ補償では、残留する非線形チャープまでは補
償できず、ＴＬパルスが得られないという欠点がある。
【０００４】ところで、さらに短い光パルスを得るに
は、非線形パルス圧縮法を用いて、光パルスを短光パル
ス化しなければならない。
は、非線形パルス圧縮法を用いて、光パルスを短光パル
ス化しなければならない。
【０００５】その一例として、図２に示すように自己位
相変調用の光ファイバＮＤＦと、自己位相変調により生
じたチャーピングを補償するためのグレーティングペア
Ｇ1，Ｇ2 から構成されているファイバ，グレーティン
グ圧縮がある。入射光パルスは、光ファイバ伝搬中に光
パルス自身の光強度によって自己位相変調を受けキャリ
ア周波数が時間的に増加するアップチャープ状態とな
る。この光パルスをレンズＣＬ2 を介してグレーティン
グペアＧ1 ，Ｇ2 に導く。グレーティングペアのもつ異
常分散により、自己位相変調によるアップチャープは補
償され、光パルスは圧縮されることになる（文献２参
照）。異常分散とは波長が短いほど群速度が早い状態を
言い、異常分散媒質中を光パルスが伝送すると光パルス
はダウンチャープ状態になり、時間波形が広がる。他の
圧縮法としては、高次の光ソリトンが光ファイバ伝搬中
に、周期的にパルス幅を変化させるという特性を利用
し、パルス圧縮する方法がある（文献３参照）。
相変調用の光ファイバＮＤＦと、自己位相変調により生
じたチャーピングを補償するためのグレーティングペア
Ｇ1，Ｇ2 から構成されているファイバ，グレーティン
グ圧縮がある。入射光パルスは、光ファイバ伝搬中に光
パルス自身の光強度によって自己位相変調を受けキャリ
ア周波数が時間的に増加するアップチャープ状態とな
る。この光パルスをレンズＣＬ2 を介してグレーティン
グペアＧ1 ，Ｇ2 に導く。グレーティングペアのもつ異
常分散により、自己位相変調によるアップチャープは補
償され、光パルスは圧縮されることになる（文献２参
照）。異常分散とは波長が短いほど群速度が早い状態を
言い、異常分散媒質中を光パルスが伝送すると光パルス
はダウンチャープ状態になり、時間波形が広がる。他の
圧縮法としては、高次の光ソリトンが光ファイバ伝搬中
に、周期的にパルス幅を変化させるという特性を利用
し、パルス圧縮する方法がある（文献３参照）。
【０００６】しかしながら、上記パルス圧縮法では、Ｔ
Ｌパルスを圧縮した場合でも、圧縮後に得られる光パル
スは必ずしもＴＬパルスではないという欠点があった。
Ｌパルスを圧縮した場合でも、圧縮後に得られる光パル
スは必ずしもＴＬパルスではないという欠点があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
ＬＤのゲインスイッチ法は、繰り返し周波数可変で、構
成が簡便ではあるが、一般に得られた光パルスはＴＬパ
ルスではない。
ＬＤのゲインスイッチ法は、繰り返し周波数可変で、構
成が簡便ではあるが、一般に得られた光パルスはＴＬパ
ルスではない。
【０００８】これに対し、ＬＤのモード同期法では一般
に、ＴＬパルスが得られているが、繰り返し周波数が固
定であり、特に受動モード同期法においては外部との同
期が取りにくいという欠点がある。
に、ＴＬパルスが得られているが、繰り返し周波数が固
定であり、特に受動モード同期法においては外部との同
期が取りにくいという欠点がある。
【０００９】そこで、本発明では、ＬＤのゲインスイッ
チ法の繰り返し周波数可変性，簡便性に着目し、ゲイン
スイッチＤＦＢ−ＬＤからＴＬパルスを発生させる方法
を提案すると共に、得られたＴＬパルスをＴＬ状態を維
持したまま、パルスの圧縮ができ、その圧縮率を制御す
ることができるパルス幅制御装置を有する短光パルス光
源を提案する。
チ法の繰り返し周波数可変性，簡便性に着目し、ゲイン
スイッチＤＦＢ−ＬＤからＴＬパルスを発生させる方法
を提案すると共に、得られたＴＬパルスをＴＬ状態を維
持したまま、パルスの圧縮ができ、その圧縮率を制御す
ることができるパルス幅制御装置を有する短光パルス光
源を提案する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明による短光パルス
光源は利得スイッチ動作する分布帰還型半導体レーザ
と、該レーザの中心波長で正常分散を有する光ファイバ
と、分光素子と、周波数窓とを有することを特徴とす
る。
光源は利得スイッチ動作する分布帰還型半導体レーザ
と、該レーザの中心波長で正常分散を有する光ファイバ
と、分光素子と、周波数窓とを有することを特徴とす
る。
【００１１】本発明による光パルス幅制御装置は波長分
散を信号光パルスの波長において異常分散に設定した分
布型光増幅器から構成され、該分布型光増幅器の増幅度
によりパルス幅を制御することを特徴とする。
散を信号光パルスの波長において異常分散に設定した分
布型光増幅器から構成され、該分布型光増幅器の増幅度
によりパルス幅を制御することを特徴とする。
【００１２】
【作用】本発明は、上記の目的を達成するために、図３
に示すように、ＬＤのゲインスイッチ法で得られた光パ
ルスをレンズＣＬ1 を介してグレーティングＧに照射
し、光パルスを周波数成分ごとに空間的に分解し、光パ
ルスの残留チャープ成分を周波数窓Ｓにより除去するス
ペクトルウインドウ法を用いてスペクトルフィルタリン
グ（文献４参照）を行い、さらに、図４に示すように、
｜αＺ0 ｜≪１の条件の下で、入射パルスを光ソリトン
条件（パルスエネルギーＥとパルス幅Δτの積が一定）
を保ったまま、異常分散をもつ分布型光増幅器で伝搬長
にわたってゆっくりと増幅することにより、光ソリトン
パルス、すなわち、異常分散と自己位相変調効果がつり
あって生じる安定なＴＬパルスがそのエネルギーの増加
分に応じてパルス幅が圧縮する光ソリトン断熱圧縮（文
献５参照）を応用したパルス幅制御法を用いている。光
ソリトン断熱圧縮，膨張に際し、パルス幅は Δτ＝Δτ0 ｅｘｐ（−αＺ） で変化する。ただし、Δτ，Δτ0 ，α，Ｚはそれぞれ
パルス幅［ｓ］，入射パルス幅［ｓ］，利得係数［ＮＰ
／ｍ］，伝搬距離［ｍ］であり、Ｚ0 はソリトン長
［ｍ］、すなわち、光パルスのパルス幅と中心波長、光
ファイバのパラメータ（分散値，実効コア断面積，屈折
率，非線形屈折率）で決定される光ソリトンの特性伝搬
距離である。ソリトン長が小さいほど非線形効果による
分散補償量が大きい。また分布型光増幅器の代りに、分
布型光減衰器を用いれば、パルスを膨張させることがで
きる。
に示すように、ＬＤのゲインスイッチ法で得られた光パ
ルスをレンズＣＬ1 を介してグレーティングＧに照射
し、光パルスを周波数成分ごとに空間的に分解し、光パ
ルスの残留チャープ成分を周波数窓Ｓにより除去するス
ペクトルウインドウ法を用いてスペクトルフィルタリン
グ（文献４参照）を行い、さらに、図４に示すように、
｜αＺ0 ｜≪１の条件の下で、入射パルスを光ソリトン
条件（パルスエネルギーＥとパルス幅Δτの積が一定）
を保ったまま、異常分散をもつ分布型光増幅器で伝搬長
にわたってゆっくりと増幅することにより、光ソリトン
パルス、すなわち、異常分散と自己位相変調効果がつり
あって生じる安定なＴＬパルスがそのエネルギーの増加
分に応じてパルス幅が圧縮する光ソリトン断熱圧縮（文
献５参照）を応用したパルス幅制御法を用いている。光
ソリトン断熱圧縮，膨張に際し、パルス幅は Δτ＝Δτ0 ｅｘｐ（−αＺ） で変化する。ただし、Δτ，Δτ0 ，α，Ｚはそれぞれ
パルス幅［ｓ］，入射パルス幅［ｓ］，利得係数［ＮＰ
／ｍ］，伝搬距離［ｍ］であり、Ｚ0 はソリトン長
［ｍ］、すなわち、光パルスのパルス幅と中心波長、光
ファイバのパラメータ（分散値，実効コア断面積，屈折
率，非線形屈折率）で決定される光ソリトンの特性伝搬
距離である。ソリトン長が小さいほど非線形効果による
分散補償量が大きい。また分布型光増幅器の代りに、分
布型光減衰器を用いれば、パルスを膨張させることがで
きる。
【００１３】したがって、本パルス圧縮／膨張法は、光
パルスの基底ソリトン状態すなわち、ＴＬ状態を保った
まま、増幅度または減衰度に比例して、所望のパルス幅
を得ることができる。
パルスの基底ソリトン状態すなわち、ＴＬ状態を保った
まま、増幅度または減衰度に比例して、所望のパルス幅
を得ることができる。
【００１４】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
【００１５】図５は本発明による短光パルス光源の一実
施例を示したものである。
施例を示したものである。
【００１６】バイアス回路ＢＴを介して高周波信号ＩRF
および、バイアス電流ＩB で励起されたゲインスイッチ
ＤＦＢ−ＬＤのチャープを有する光信号パルスは、結合
レンズＣＬ1 を介して正常分散シングルモードファイバ
ＮＤＦに結合し、チャープを補償、パルス圧縮が行われ
る。この圧縮で補償されなかった非線形な残留チャープ
は次段のステージで補償される。光パルスは周波数ごと
に空間的に分解されているので、スリットの位置と幅と
で通過する周波数と周波数を調整することができる。す
なわち、スリットＳは周波数窓を構成する。
および、バイアス電流ＩB で励起されたゲインスイッチ
ＤＦＢ−ＬＤのチャープを有する光信号パルスは、結合
レンズＣＬ1 を介して正常分散シングルモードファイバ
ＮＤＦに結合し、チャープを補償、パルス圧縮が行われ
る。この圧縮で補償されなかった非線形な残留チャープ
は次段のステージで補償される。光パルスは周波数ごと
に空間的に分解されているので、スリットの位置と幅と
で通過する周波数と周波数を調整することができる。す
なわち、スリットＳは周波数窓を構成する。
【００１７】圧縮された光パルスは結合レンズＣＬ2 を
介して、分光素子，グレーティングに照射され、空間的
に周波数ごとに分解される。その後光パルスを、スリッ
トＳに導き、スリット幅を調整することにより残留チャ
ープをカットすることでＴＬパルスが得られる。
介して、分光素子，グレーティングに照射され、空間的
に周波数ごとに分解される。その後光パルスを、スリッ
トＳに導き、スリット幅を調整することにより残留チャ
ープをカットすることでＴＬパルスが得られる。
【００１８】図６は本発明による短光パルス光源の別の
実施例を示したものであり、図５との違いは、スリット
Ｓの代りに透過板ＭＳＫを用いて各波長に対して透過率
差，光路差のある周波数窓ＭＳＫを構成し、光パルスの
強度波形の操作を可能としたものである。
実施例を示したものであり、図５との違いは、スリット
Ｓの代りに透過板ＭＳＫを用いて各波長に対して透過率
差，光路差のある周波数窓ＭＳＫを構成し、光パルスの
強度波形の操作を可能としたものである。
【００１９】また図５および図６に示した実施例におい
て、グレーティングの代りにプリズムを用いることもで
きる。
て、グレーティングの代りにプリズムを用いることもで
きる。
【００２０】図７は本発明による光パルス幅制御装置の
実施例の一つを示したものである。
実施例の一つを示したものである。
【００２１】まず入射ＴＬパルスをエルビウム添加光フ
ァイバ増幅器ＡＭＰとアッテネータＡＴＴに入射するこ
とにより、そのピークパワーを次段の分布型光ファイバ
増幅器の光ファイバパラメータで決まる基底ソリトン状
態のそれに一致するようにする。
ァイバ増幅器ＡＭＰとアッテネータＡＴＴに入射するこ
とにより、そのピークパワーを次段の分布型光ファイバ
増幅器の光ファイバパラメータで決まる基底ソリトン状
態のそれに一致するようにする。
【００２２】その後、光パルスは１．４８μｍ帯ＬＤで
励起され、励起光の誘導ラマン散乱によって光を増幅す
る、分布形ファイバラマン増幅器として働く異常分散を
もつ光ファイバＡＤＦに合波用ダイクロイックミラーＤ
Ｍを介して入射される。
励起され、励起光の誘導ラマン散乱によって光を増幅す
る、分布形ファイバラマン増幅器として働く異常分散を
もつ光ファイバＡＤＦに合波用ダイクロイックミラーＤ
Ｍを介して入射される。
【００２３】励起光源ＬＤの励起強度を調整することに
より分布形ファイバラマン増幅器の増幅度または減衰度
を制御でき、これにより光ソリトン断熱圧縮を実現し、
パルス幅の制御を行う。また光ファイバＡＤＦ出力側に
はアイソレータＩＳＯを接続し光ファイバ端面等からの
反射を防ぎ、増幅器のレーザ発振を防いでいる。さら
に、その後に波長フィルタＯＢＰＦを接続し残存励起光
およびＡＳＥ（増幅自然放出光）を除去している。
より分布形ファイバラマン増幅器の増幅度または減衰度
を制御でき、これにより光ソリトン断熱圧縮を実現し、
パルス幅の制御を行う。また光ファイバＡＤＦ出力側に
はアイソレータＩＳＯを接続し光ファイバ端面等からの
反射を防ぎ、増幅器のレーザ発振を防いでいる。さら
に、その後に波長フィルタＯＢＰＦを接続し残存励起光
およびＡＳＥ（増幅自然放出光）を除去している。
【００２４】図８は光パルス幅制御装置の別の実施例を
示したものである。図７との差は後方励起を実現し、Ａ
ＤＦ入力側にアイソレータＩＳＯを接続し残存励起光お
よびＡＳＥの入射側への戻りを除去したものである。
示したものである。図７との差は後方励起を実現し、Ａ
ＤＦ入力側にアイソレータＩＳＯを接続し残存励起光お
よびＡＳＥの入射側への戻りを除去したものである。
【００２５】図９は光パルス幅制御装置の、さらに他の
実施例を示したものである。図７との違いは、ＡＤＦの
両端にアイソレータＩＳＯ1 ，ＩＳＯ2 、合波器ＤＭ
1 ，ＤＭ2 、励起光源ＬＤ1 ，ＬＤ2 を配置し双方向励
起を実現したものである。
実施例を示したものである。図７との違いは、ＡＤＦの
両端にアイソレータＩＳＯ1 ，ＩＳＯ2 、合波器ＤＭ
1 ，ＤＭ2 、励起光源ＬＤ1 ，ＬＤ2 を配置し双方向励
起を実現したものである。
【００２６】また図７から図９の構成において、異常分
散光ファイバＡＤＦの代りに異常分散低濃度エルビウム
添加光ファイバを用い、励起光源波長を１．４８μｍま
たは０．９８μｍ帯ＬＤで励起することにより、分布型
エルビウムファイバ増幅器を構成し、光ソリトン断熱圧
縮を実現することもできる。また図７から図９において
ダイクロイックミラーＤＭの代りにＷＤＭカプラを用い
て信号パルスと励起光を合波することもできる。
散光ファイバＡＤＦの代りに異常分散低濃度エルビウム
添加光ファイバを用い、励起光源波長を１．４８μｍま
たは０．９８μｍ帯ＬＤで励起することにより、分布型
エルビウムファイバ増幅器を構成し、光ソリトン断熱圧
縮を実現することもできる。また図７から図９において
ダイクロイックミラーＤＭの代りにＷＤＭカプラを用い
て信号パルスと励起光を合波することもできる。
【００２７】図１０は光パルス幅制御装置の他の実施例
を示したものである。
を示したものである。
【００２８】図１０は図９に示した実施例を縦列に多段
に接続したものである。このように、図７から図９の分
布型ファイバ増幅器（光ソリトン断熱圧縮系）を縦列に
多段に接続することでパルス幅の可変範囲を拡大するこ
とができる。
に接続したものである。このように、図７から図９の分
布型ファイバ増幅器（光ソリトン断熱圧縮系）を縦列に
多段に接続することでパルス幅の可変範囲を拡大するこ
とができる。
【００２９】図１１は本発明による短光パルス光源のさ
らに他の実施例を示したものである。
らに他の実施例を示したものである。
【００３０】図１１は図５に示した短光パルス光源と図
９に示した光パルス幅制御装置を組み合わせたものであ
る。このように図５または図６に示した短光パルス光源
の実施例と図７から図９に示した光パルス幅制御装置の
実施例のいずれかを組み合わせることにより光パルスの
ＴＬ状態を維持したままパルス幅制御可能な、短光パル
ス光源を構成することができる。
９に示した光パルス幅制御装置を組み合わせたものであ
る。このように図５または図６に示した短光パルス光源
の実施例と図７から図９に示した光パルス幅制御装置の
実施例のいずれかを組み合わせることにより光パルスの
ＴＬ状態を維持したままパルス幅制御可能な、短光パル
ス光源を構成することができる。
【００３１】光ソリトン断熱圧縮を実現するにあたり、
１ソリトン長あたりの増幅度をパラメータとしてビーム
伝搬法（ＢＰＭ）により計算機シミュレーションを行っ
た。初期波形としては、ＧＳ−ＤＦＢ−ＬＤの光パルス
がガウス波形であることを考慮しガウス形光パルス，理
想的なｓｅｃｈ2 形光パルスの２種類を用いた。図１２
および図１３はそれぞれガウス形光パルスおよびｓｅｃ
ｈ2 形光パルス入射時の（ａ）パルス幅および（ｂ）時
間帯域幅積（ΔτΔν）のソリトン長に対する関係を増
幅度をパラメータにして示している。図１３は図１１に
おけるスリットを透過板に置き換えた例に相当する。ま
たガウス波形入射の場合は、ソリトン長は等価的に同じ
幅をもつｓｅｃｈ2 形光パルスを入力としたときのもの
とし、伝搬ファイバの損失を補償したときに出力パルス
が入力パルスと同じパルス幅に収束するように、入力ピ
ークパワーを基本ソリトンの１．１倍に選びシミュレー
ションを行った。
１ソリトン長あたりの増幅度をパラメータとしてビーム
伝搬法（ＢＰＭ）により計算機シミュレーションを行っ
た。初期波形としては、ＧＳ−ＤＦＢ−ＬＤの光パルス
がガウス波形であることを考慮しガウス形光パルス，理
想的なｓｅｃｈ2 形光パルスの２種類を用いた。図１２
および図１３はそれぞれガウス形光パルスおよびｓｅｃ
ｈ2 形光パルス入射時の（ａ）パルス幅および（ｂ）時
間帯域幅積（ΔτΔν）のソリトン長に対する関係を増
幅度をパラメータにして示している。図１３は図１１に
おけるスリットを透過板に置き換えた例に相当する。ま
たガウス波形入射の場合は、ソリトン長は等価的に同じ
幅をもつｓｅｃｈ2 形光パルスを入力としたときのもの
とし、伝搬ファイバの損失を補償したときに出力パルス
が入力パルスと同じパルス幅に収束するように、入力ピ
ークパワーを基本ソリトンの１．１倍に選びシミュレー
ションを行った。
【００３２】また、図１２（ａ）から入力波形がガウス
形の場合も、増幅度に対してほぼ比例してパルス幅が減
少し、ｓｅｃｈ2 形の場合と同程度の圧縮率が期待でき
ることが分かる。しかし、ｓｅｃｈ2 形光パルスを入射
した場合に比べ、図１２（ｂ）に示すように時間帯域幅
積が大きく変動することになる。これはガウス形光パル
スが光ソリトンパルスへ収束する効果と、光ソリトン断
熱圧縮が同時に起きるためであると考えられる。また増
幅度を大きくすると光ソリトンパルスへの収束（ΔτΔ
ν＝０．３１５）が遅い傾向にある。１ソリトン長あた
りの増幅度を０．５ｄＢ以下にすれば、時間帯域幅積は
０．２〜０．４の間に収束している。
形の場合も、増幅度に対してほぼ比例してパルス幅が減
少し、ｓｅｃｈ2 形の場合と同程度の圧縮率が期待でき
ることが分かる。しかし、ｓｅｃｈ2 形光パルスを入射
した場合に比べ、図１２（ｂ）に示すように時間帯域幅
積が大きく変動することになる。これはガウス形光パル
スが光ソリトンパルスへ収束する効果と、光ソリトン断
熱圧縮が同時に起きるためであると考えられる。また増
幅度を大きくすると光ソリトンパルスへの収束（ΔτΔ
ν＝０．３１５）が遅い傾向にある。１ソリトン長あた
りの増幅度を０．５ｄＢ以下にすれば、時間帯域幅積は
０．２〜０．４の間に収束している。
【００３３】図１３（ａ）から、増幅度に比例してパル
ス幅が減少するのが良く分かる。しかし、図１３（ｂ）
より１ソリトン長当り増幅度を１ｄＢに上げると時間帯
域幅積の変動が大きくなり、ΔτΔν＝０．３１５のＴ
Ｌ状態が崩れ始めることが分かる。１ソリトン長当りの
増幅度を０．５ｄＢ以下にすればｓｅｃｈ2 形ＴＬパル
スの状態を崩さずに圧縮することができる。このときα
Ｚ0 ≦０．１１５である。
ス幅が減少するのが良く分かる。しかし、図１３（ｂ）
より１ソリトン長当り増幅度を１ｄＢに上げると時間帯
域幅積の変動が大きくなり、ΔτΔν＝０．３１５のＴ
Ｌ状態が崩れ始めることが分かる。１ソリトン長当りの
増幅度を０．５ｄＢ以下にすればｓｅｃｈ2 形ＴＬパル
スの状態を崩さずに圧縮することができる。このときα
Ｚ0 ≦０．１１５である。
【００３４】図１４は本発明による短光パルス光源の別
の実施例を示したものである。
の実施例を示したものである。
【００３５】図１１との違いは図５に示した短光パルス
光源の実施例と、図９に示した光パルス幅制御装置の実
施例の代りに光ソリトン断熱圧縮系を多段に構成し、こ
れと組み合わせた点であり、これによりパルス幅の可変
範囲が広い、短光パルス光源を構成することができる。
また、図５または図６に示した短光パルス光源の実施例
のいずれかと図１０に示したパルス幅制御装置あるいは
図７から図９の実施例のいずれかを多段に接続した例を
組み合わせることもできる。
光源の実施例と、図９に示した光パルス幅制御装置の実
施例の代りに光ソリトン断熱圧縮系を多段に構成し、こ
れと組み合わせた点であり、これによりパルス幅の可変
範囲が広い、短光パルス光源を構成することができる。
また、図５または図６に示した短光パルス光源の実施例
のいずれかと図１０に示したパルス幅制御装置あるいは
図７から図９の実施例のいずれかを多段に接続した例を
組み合わせることもできる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
繰り返し周波数可変で、構成が簡便なゲインスイッチＤ
ＦＢ−ＬＤからＴＬパルスを得ることができ、かつ分布
型光増幅器の利得によってそのパルス幅を制御でき、Ｔ
Ｌ状態を保ったままパルス圧縮ができるため、簡易に所
望のパルス幅のＴＬパルスが得られる利点がある。これ
により光ファイバの波長分散によるパルス劣化を最小に
でき、超高速伝送実現に効果がある。また光ソリトン伝
送においても、本手法により得られる光パルス形状がｓ
ｅｃｈ2 形であるため、理想的な光ソリトン伝送が実現
可能である。
繰り返し周波数可変で、構成が簡便なゲインスイッチＤ
ＦＢ−ＬＤからＴＬパルスを得ることができ、かつ分布
型光増幅器の利得によってそのパルス幅を制御でき、Ｔ
Ｌ状態を保ったままパルス圧縮ができるため、簡易に所
望のパルス幅のＴＬパルスが得られる利点がある。これ
により光ファイバの波長分散によるパルス劣化を最小に
でき、超高速伝送実現に効果がある。また光ソリトン伝
送においても、本手法により得られる光パルス形状がｓ
ｅｃｈ2 形であるため、理想的な光ソリトン伝送が実現
可能である。
【図１】ゲインスイッチＤＦＢ−ＬＤと常分散光ファイ
バの組み合わせによるＬＤ光源の構成を示す図である。
バの組み合わせによるＬＤ光源の構成を示す図である。
【図２】従来のパルス圧縮装置の構成を示す図である。
【図３】スペクトルウィンドウの構成を示す図である。
【図４】光ソリトン断熱圧縮，膨張現象を示す概念図で
ある。
ある。
【図５】本発明の短光パルス光源の実施例の構成を示す
図である。
図である。
【図６】本発明の短光パルス光源の別の実施例の構成を
示す図である。
示す図である。
【図７】本発明のパルス幅制御装置の実施例の構成を示
す図である。
す図である。
【図８】本発明のパルス幅制御装置の別の実施例の構成
を示す図である。
を示す図である。
【図９】本発明のパルス幅制御装置の別の実施例の構成
を示す図である。
を示す図である。
【図１０】本発明のパルス幅制御装置のさらに他の実施
例の構成を示す図である。
例の構成を示す図である。
【図１１】本発明の短光パルス光源の実施例の構成を示
す図である。
す図である。
【図１２】ガウス型パルス入射時の（ａ）ソリトン長と
パルス幅、（ｂ）ソリトン長と時間帯域幅積の関係を示
す図である。
パルス幅、（ｂ）ソリトン長と時間帯域幅積の関係を示
す図である。
【図１３】ｓｅｃｈ2 型パルス入射時の（ａ）ソリトン
長とパルス幅、（ｂ）ソリトン長と時間帯域幅積の関係
を示す図である。
長とパルス幅、（ｂ）ソリトン長と時間帯域幅積の関係
を示す図である。
【図１４】本発明の短光パルス光源の別の実施例の構成
を示す図である。
を示す図である。
ＩRE 高周波信号 ＩB バイアス電流 ＢＴ 高周波信号、バイアス結合用デバイス ＨＰＦ ハイパスフィルタ ＬＰＦ ローパスフィルタ ＣＬ，ＣＬ1 ，ＣＬ2 ，ＣＬ3 結合レンズ ＤＳＦ 分散シフト光ファイバ ＮＤＦ 常分散光ファイバ Ｇ，Ｇ1 ，Ｇ2 グレーティング Ｍ ミラー Ｓ スリット ＭＳＫ 透過板（光マスク） ＡＭＰ，ＡＭＰ1 ，ＡＭＰ2 ，ＡＭＰ3 光増幅器 ＯＢＰＦ，ＯＢＰＦ1 ，ＯＢＰＦ2 ，ＯＢＰＦ3 光波
長フィルタ ＡＴＴ，ＡＴＴ1 ，ＡＴＴ2 ，ＡＴＴ3 光アッテネー
タ ＩＳＯ，ＩＳＯ1 ，ＩＳＯ2 ，ＩＳＯ3 ，ＩＳＯ4 ，Ｉ
ＳＯ5 ，ＩＳＯ6 光アイソレータ ＤＭ，ＤＭ1 ，ＤＭ2 ，ＤＭ3 ，ＤＭ4 ，ＤＭ5 ，ＤＭ
6 ダイクロイックミラー ＬＤ，ＬＤ1 ，ＬＤ2 ，ＬＤ3 ，ＬＤ4 ，ＬＤ5 ，ＬＤ
6 励起用半導体レーザ ＡＤＦ，ＡＤＦ1 ，ＡＤＦ2 ，ＡＤＦ3 異常分散光フ
ァイバ ＩＮＰＵＴ 入力部 ＯＵＴＰＵＴ 出力部 α 利得係数 Ｚ0 ソリトン長、 Ｚ 伝搬長 Δτ パルス幅、 Δτ0 入射パルス幅 Ｅ エネルギー Ｅ0 入射パルスエネルギー Ｐ ピークパワー Ｐ0 入射パルスピークパワー
長フィルタ ＡＴＴ，ＡＴＴ1 ，ＡＴＴ2 ，ＡＴＴ3 光アッテネー
タ ＩＳＯ，ＩＳＯ1 ，ＩＳＯ2 ，ＩＳＯ3 ，ＩＳＯ4 ，Ｉ
ＳＯ5 ，ＩＳＯ6 光アイソレータ ＤＭ，ＤＭ1 ，ＤＭ2 ，ＤＭ3 ，ＤＭ4 ，ＤＭ5 ，ＤＭ
6 ダイクロイックミラー ＬＤ，ＬＤ1 ，ＬＤ2 ，ＬＤ3 ，ＬＤ4 ，ＬＤ5 ，ＬＤ
6 励起用半導体レーザ ＡＤＦ，ＡＤＦ1 ，ＡＤＦ2 ，ＡＤＦ3 異常分散光フ
ァイバ ＩＮＰＵＴ 入力部 ＯＵＴＰＵＴ 出力部 α 利得係数 Ｚ0 ソリトン長、 Ｚ 伝搬長 Δτ パルス幅、 Δτ0 入射パルス幅 Ｅ エネルギー Ｅ0 入射パルスエネルギー Ｐ ピークパワー Ｐ0 入射パルスピークパワー
Claims (5)
- 【請求項１】 利得スイッチ動作する分布帰還型半導体
レーザと、該レーザの中心波長で正常分散を有する光フ
ァイバと、分光素子と、周波数窓とを有することを特徴
とする短光パルス光源。 - 【請求項２】 波長分散を信号光パルスの波長において
異常分散に設定した分布型光増幅器から構成され、該分
布型光増幅器の増幅度によりパルス幅を制御することを
特徴とする光パルス幅制御装置。 - 【請求項３】 前記分布型光増幅器が多段に接続されて
いることを特徴とする請求項２に記載の光パルス幅制御
装置。 - 【請求項４】 請求項１に記載の光源に請求項２に記載
の制御装置が結合されてなる短光パルス光源。 - 【請求項５】 請求項１に記載の光源に請求項３に記載
の制御装置が結合されてなる短光パルス光源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP865292A JPH05196974A (ja) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | 短光パルス光源および光パルス幅制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP865292A JPH05196974A (ja) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | 短光パルス光源および光パルス幅制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05196974A true JPH05196974A (ja) | 1993-08-06 |
Family
ID=11698869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP865292A Pending JPH05196974A (ja) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | 短光パルス光源および光パルス幅制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05196974A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003502700A (ja) * | 1999-06-15 | 2003-01-21 | コミツサリア タ レネルジー アトミーク | 疑似単色の光学パルスをプログラミング可能な時間プロファイル整形するための方法及び装置 |
| JP2003504679A (ja) * | 1999-07-08 | 2003-02-04 | アルカテル | レーリー散乱によって生じるラマン増幅の制限を越えるためのアイソレータの使用 |
-
1992
- 1992-01-21 JP JP865292A patent/JPH05196974A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003502700A (ja) * | 1999-06-15 | 2003-01-21 | コミツサリア タ レネルジー アトミーク | 疑似単色の光学パルスをプログラミング可能な時間プロファイル整形するための方法及び装置 |
| JP4689118B2 (ja) * | 1999-06-15 | 2011-05-25 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 疑似単色の光学パルスをプログラミング可能な時間プロファイル整形するための方法及び装置 |
| JP2003504679A (ja) * | 1999-07-08 | 2003-02-04 | アルカテル | レーリー散乱によって生じるラマン増幅の制限を越えるためのアイソレータの使用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10014645B2 (en) | Inexpensive variable rep-rate source for high-energy, ultrafast lasers | |
| US6990270B2 (en) | Fiber amplifier for generating femtosecond pulses in single mode fiber | |
| US5400350A (en) | Method and apparatus for generating high energy ultrashort pulses | |
| JP5611584B2 (ja) | チューナブルパルスレーザ源用の方法およびシステム | |
| US6870663B2 (en) | Wavelength tunable light source and pulse light source | |
| US20080089366A1 (en) | High energy short pulse fiber laser achieved by combining pulse shaping, polarization shaping and spectral shaping | |
| JPH06224505A (ja) | 光ファイバー増幅装置 | |
| US6937626B2 (en) | Multiple wavelength pulsed source | |
| JP4041079B2 (ja) | スイープされた波長の広帯域ラマンポンプ源 | |
| US11509108B2 (en) | Tm-doped fiber amplifier utilizing wavelength conditioning for broadband performance | |
| JPH05196974A (ja) | 短光パルス光源および光パルス幅制御装置 | |
| JP3464373B2 (ja) | パルス光発生装置 | |
| JPH08116118A (ja) | 光ファイバ増幅器および光ファイバ伝送装置 | |
| Boggio et al. | Demonstration of 26 dB on-off gain of a two-pump fiber optical parametric amplifier | |
| JPH11195829A (ja) | 広帯域光出力装置 | |
| Hashimoto et al. | Tunable erbium-doped fiber ring laser using acousto-optic tunable filter | |
| Chen et al. | Tunable short-pulse generation | |
| JP2002353539A (ja) | ファイバレーザ装置及びファイバレーザシステム | |
| Chai et al. | 1.36 Tbit/s spectral slicing source based on a Cr4+: YAG femtosecond laser | |
| JP2004037948A (ja) | 多波長光源および光通信システム |