JPH0758388A

JPH0758388A - 光パルス発生装置

Info

Publication number: JPH0758388A
Application number: JP5202216A
Authority: JP
Inventors: Masataka Nakazawa; 正隆中沢; Eiji Yoshida; 英二吉田; Yoshihisa Sakai; 義久界
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1993-08-16
Filing date: 1993-08-16
Publication date: 1995-03-03

Abstract

(57)【要約】【目的】ジッターの発生を抑えて、幅の短いパルスを
極めて安定に発生させる光パルス発生装置を提供するこ
と。【構成】アセチレンから発せられる光吸収線の周波数
と半導体レーザの発振周波数を比較し、この比較結果に
基づいて半導体レーザの発振周波数を安定化した半導体
レーザ光源１１，１２からの出射光を光結合器３で合波
する。さらに、この合波光を希土類添加光ファイバ増幅
器４で増幅した後、この合波光の周波数に対して負の群
速度分散を有する非線形光学効果発生用の光ファイバ５
に入射する。これにより、光ファイバ５において誘導４
光子混合により発生する多数の側帯波の周波数間隔が一
定に維持されると共に、これらの位相は整合されたもの
となるので、ジッターの発生を抑え、且つ高い繰り返し
周期で、幅の短い光パルスを極めて安定に発生させるこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、超高速光通信
における光源として用いられる安定な光パルス発生装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は、従来の光パルス発生装置を示す
構成図である。図２において、１，２は半導体レーザ、
３は光結合器、４は希土類添加光ファイバ増幅器、５は
負の群速度分散を有する非線形光学効果発生用光ファイ
バである。

【０００３】２台の半導体レーザ１，２からはそれぞれ
光周波数ω1 ，ω2 のレーザ光が出射され、これら２つ
のレーザ光は光結合器３によって合波される。さらに、
光結合器３から出射された合波光は希土類添加光ファイ
バ増幅器４で増幅された後、光ファイバ５に入射され
る。ここで、希土類添加光ファイバ増幅器４の代わりに
半導体レーザ増幅器を用いてもよい。

【０００４】このような構成系において光パルス列の発
生を引き起こす誘導４光子混合について説明する。誘導
４光子混合とは、周波数ω₁ と周波数ω₂ の２つの光子
（ω₁ ＞ω₂ ）を光ファイバ５中に入射することによ
り、 ω₃₊＝２ω₂ −ω₁ …(1) の関係を満足する周波数ω₃₊の光子が新たに発生する現
象であり、光ファイバ５中で生じる３次の非線形光学効
果の１つである。励起のための周波数ω₂ の光子が２個
と周波数ω₁ の光子が１個、周波数ω₃₊の光子１個が同
時に存在し、４つの光子の混合によってこの現象が起こ
るため、誘導４光子混合(Stimulated FourPhoton Mixin
g:SFPM ）と呼ばれている。この非線形光学効果を効率
よく発生させるためには、エネルギー保存則と運動量保
存則とを同時に満たすことが重要である。

【０００５】前記(1) 式はエネルギー保存則を示す。ま
た、運動量保存則は２Ｋ₂ −Ｋ₁ −Ｋ₃₊＝０ …(2) (2) 式のように与えられ、この条件を満たすことが効率
のよい誘導４光子混合を発生させるために大変重要であ
る。

【０００６】一方、周波数ω₁ の２つの光子と周波数ω
₂ の１つの光子との間の誘導４光子混合により、 ω_3-＝２ω₁ −ω₂ …(3) (3) 式の関係を満足する周波数ω_3-の光子が同様に新し
く発生する。新しく発生した周波数ω₃₊の光子と周波数
ω₂ の光子との間の誘導４光子混合により周波数ω
₄₊（＝２ω₃₊−ω₂ ）の光子が、また周波数ω_3-の光子
と周波数ω₁ の光子との間の誘導４光子混合により周波
数ω_4-（＝２ω_3-−ω₁ ）の光子が新たに発生する。こ
のように誘導４光子混合により、ｎを５以上の整数とす
ると、 ω_n+＝２ω_(n-1)+−ω_(n-2)+ …(4) (4) 式及び ω_n-＝２ω_(n-1)-−ω_(n-2)- …(5) (5) 式を満足する光子ω_n+、及びω_n-が次々に発生し、
新しい側帯波が作られる。

【０００７】このように新しい側帯波が発生した様子を
図３に示す。２台の半導体レーザ１，２の周波数差（ω
₁ −ω₂ ）が一定であると、側帯波は周波数軸上に等間
隔で並ぶ。このとき側帯波間の位相が固定されると、パ
ルスレーザにおけるモード同期パルスの発生と同じ原理
により、繰り返しが周波数差（ω₁ −ω₂ ）で決まるパ
ルス列（時間軸上では１／（ω₁ −ω₂ ）の周期）が発
生する。発生するパルスの幅は、位相が固定されている
側帯波から構成されるスペクトルの半値全幅によって決
まり、その側帯波の数が多いほど短い幅のパルスが発生
する。

【０００８】負の分散領域では弱い入力強度の場合、上
記の誘導４光子混合の現象は位相整合をとりにくいた
め、効率よく側帯波を発生させることは困難である。し
かし、ここで入力強度を強くし、入力強度に依存した３
次の非線形光学効果である光カー効果を用いると、負の
分散領域でも完全な位相整合がとれて誘導４光子混合が
起こる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来のパルス光源では、種光を発する半導体レーザ
１，２の温度変動等により発振周波数が変動し、長時間
にわたって安定にパルス列を発生させることが困難であ
った。

【００１０】例えば、１００ＭＨｚの発振周波数の変動
があると、１０ＧＨｚのパルス発生においては少なくと
も１％（１００ＭＨｚ／１０ＧＨｚ＝０．０１）のジッ
ターが発生する。さらに従来の半導体レーザでは、レー
ザ光の位相ゆらぎが大きいため、合波光を増幅した後光
ファイバ５に入射したときに発生する高次の側帯波は、
入射の基本波ω1 及びω2 に比べると位相変化が大きく
なる。このため側帯波のゆらぎの効果を考慮するとさら
に大きな変動が発生することになる。

【００１１】従って、多数の側帯波が発生しても側帯波
間での位相は同期しておらず、高次の側帯波はパルス発
生に寄与しなくなり、パルス幅の太い振幅不安定なパル
スが発生していた。即ち、従来の技術では幅の短いパル
スを安定に発生させることが困難であった。

【００１２】本発明の目的とするところは、このような
問題点を解決し、ジッターの発生を抑え、幅の短いパル
スを極めて安定に発生させる光パルス発生装置を提供す
ることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、請求項１では、２台の種光源の出射光を
合波する光結合器と、該光結合器からの出射光を増幅す
る光増幅器と、該光増幅器の出力側に設けられた非線形
光学効果発生手段とを備えた光パルス発生装置におい
て、前記２台の種光源の周波数を、分子吸収線を周波数
基準として周波数安定化する周波数安定化手段を設けた
光パルス発生装置を提案する。

【００１４】また、請求項２では、２台の種光源の出射
光を合波する光結合器と、該光結合器からの出射光を増
幅する光増幅器と、該光増幅器の出力側に設けられた非
線形光学効果発生手段とを備えた光パルス発生装置にお
いて、前記２台の種光源のうちの一方の周波数を、分子
吸収線を周波数基準として周波数安定化する第１の周波
数安定化手段と、他方の種光源の周波数を、前記周波数
安定化された一方の種光源の発振光の一部を参照して所
定の周波数差で安定化する第２の周波数安定化手段とを
設けた光パルス発生装置を提案する。

【００１５】

【作用】本発明の請求項１によれば、周波数安定化手段
によって、２台の種光源のそれぞれにおける周波数は、
分子吸収線を周波数基準として周波数安定化される。例
えば、所定の気体分子に固有の光周波数で発生する光吸
収線を周波数基準とし、該光吸収線の周波数と前記種光
源の発振周波数が比較され、該比較結果に基づいて前記
種光源の発振周波数が一定に保たれる。さらに、前記種
光源からの出射光は光結合器によって合波された後、光
増幅器により増幅されて非線形光学効果発生手段に入射
される。該非線形光学効果発生手段によって、例えば誘
導４光子混合が行われ光パルスが発生される。この際、
前記種光源の発振周波数が一定に維持されているので、
前記誘導４光子混合において発生する複数の側帯波の周
波数間隔は一定に維持されると共に、これらの位相は整
合されたものとなる。

【００１６】また、請求項２によれば、第１の周波数安
定化手段によって一方の種光源の周波数が、分子吸収線
を周波数基準として安定化される。例えば、所定の気体
分子に固有の光周波数で発生する光吸収線を周波数基準
とし、該光吸収線の周波数と前記一方の種光源の発振周
波数が比較され、該比較結果に基づいて前記一方の種光
源の発振周波数が一定に保たれる。さらに、第２の周波
数安定化手段によって、他方の種光源の周波数は、前記
一方の種光源の発振光の一部を参照して所定の周波数差
で安定化される。また、前記種光源からの出射光は光結
合器によって合波された後、光増幅器により増幅されて
非線形光学効果発生手段に入射され、該非線形光学効果
発生手段によって、例えば誘導４光子混合が行われ光パ
ルスが発生される。この際、前記種光源の発振周波数が
所定の周波数間隔をもって一定に維持されているので、
前記誘導４光子混合において発生する複数の側帯波の周
波数間隔は一定に維持されると共に、これらの位相は整
合されたものとなる。

【００１７】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説
明する。図１は、本発明の光パルス発生装置の第１の実
施例を示す構成図である。図において、前述した従来例
と同一構成部分は同一符号をもって表す。即ち、１１，
１２は絶対周波数が安定化された半導体レーザ光源、３
は光結合器、４は希土類添加光ファイバ増幅器、５は負
の群速度分散を有する光ファイバであり、本実施例と従
来例との相違点は、従来例における半導体レーザ１，２
に代えて絶対周波数が安定化された半導体レーザ光源１
１，１２を用いたことにある。

【００１８】このような構成系において、絶対周波数安
定化光源、即ち半導体レーザ光源１１，１２として、図
４及び図５に示すような安定化技術を用いた半導体レー
ザを用いている。

【００１９】図４は絶対周波数基準と半導体レーザの発
振周波数のゆらぎを、半導体レーザの直接変調方式を用
いて検出した例である。図中、２１は半導体レーザ、２
２は光カップラ、２３は絶対周波数基準として用いるた
めの光吸収線を有する分子等を封入したガスセル、２４
は発振器、２５は受光器、２６はロックインアンプ等の
誤差信号検出回路である。

【００２０】このような、構成系において、発振器２４
（変調周波数１００ＫＨｚ）により注入電流を微小量直
接変調（周波数変調）した半導体レーザ２１(InGaAsP系
DFBレーザ、発振波長１．５３μｍ）の出射光の一部
が、光カップラ２２を介してガスセル２３に入射され
る。ここで、ガスセル２３としては、例えば図６に示す
光吸収特性を有するアセチレンガス（¹²Ｃ₂ Ｈ₂ ）及び
同位体置換アセチレンガス（¹³Ｃ₂ Ｈ₂ ）を封入したガ
スセル等が用いられる。

【００２１】アセチレン等の気体分子は、その分子固有
の光周波数で、図６に示すような光吸収線を有してい
る。例えばアセチレンは１．５１μｍ〜１．５４μｍ
帯、同位体置換アセチレンは１．５２μｍ〜１．５５μ
ｍ帯にかけて数多くの吸収線を持っている。その吸収線
の内の任意の１本の周波数と半導体レーザ２１の発振周
波数を比較し、半導体レーザ２１の発振周波数を安定化
する。ここで用いたガスセル２３の長さは４ｃｍで、¹³
Ｃ₂ Ｈ₂ を１０Torrで封入したものであり、吸収線の線
幅は８００ＭＨｚであった。

【００２２】半導体レーザ２１の出射光の一部はガスセ
ル２３を通った後、受光器２５で光電変換される。その
出力信号は誤差信号検出回路２６によって発振器２４の
出力信号と比較される。これにより、半導体レーザ２１
の発振周波数とガスセル２３に封入されたガスが有する
光吸収線の中心周波数との誤差信号が検出される。この
誤差信号を半導体レーザ２１に帰還することにより、半
導体レーザ２１の発振周波数が安定化される。従来、半
導体レーザの温度安定化だけでは２００ＭＨｚ程度の周
波数ゆらぎがあったものが、前述した周波数安定化手段
によって１ＭＨｚ以下（従来に比べて２００倍）の安定
度が得られている。

【００２３】図４に示す半導体レーザ光源１１（１２）
の構成では、直接変調方式を用いたが、この場合、半導
体レーザ２１の出射光は微小量ではあるが周波数変調さ
れている。このため、安定化出力をパルス発生に利用す
るためには難点となっている。これを避けるためには、
図５に示すように外部変調器を用いる方法がある。

【００２４】図５に示す半導体レーザ光源１１（１２）
の構成では、ガスセル２３の直前に外部変調器２７を挿
入し、外部変調器２７に発振器２４からの信号を印加し
て、その出力を変調光とする方法である。外部変調器２
７としては、例えば、LiNbO₃等を用いた電気光学（Ｅ
Ｏ）変調器、或いは音響光学（ＡＯ）変調器等が用いら
れる。

【００２５】図４及び図５に示した半導体レーザ光源１
１，１２を用いた光パルス発生装置の構成を図１に示し
ている。図１においては、図６に示す２本の吸収線を用
いて安定化された光周波数ω₁ ，ω₂ のレーザ光を出射
する２台の半導体レーザ光源１１，１２を用い、これら
から出射されるレーザ光を光結合器３により合波し、こ
の合波光を希土類添加光ファイバ増幅器４で増幅した
後、光ファイバ５に入射する。ここで、希土類添加光フ
ァイバ増幅器４の代わりに半導体レーザ増幅器を用いて
もよい。

【００２６】この構成系では半導体レーザ光源１１，１
２の絶対周波数は安定化されているため、周波数差（ω
₁ −ω₂ ）は常に一定に保たれている。周波数ω₁ ，ω
₂ において負の群速度分散をもつ光ファイバ５に、増幅
した合波光を入射すると、前述した誘導４光子混合によ
り側帯波ω₃₊、ω_3-、ω₄₊、ω_4-、…、ω_n+、ω_n-が発
生する。この側帯波は周波数軸上に周波数差（ω₁ −ω
₂ ）に等しい間隔で並ぶことになる。

【００２７】ここで、負の分散領域での誘導４光子混合
とｃｗ光（連続光）からのパルス発生に重要な役割を果
たす光ソリトンパルスの形成について説明する。光ソリ
トンとは、光ファイバの波長分散によるパルス幅の広が
りと、自己位相変調効果によるパルス幅の圧縮とが釣り
合うことにより発生する安定なパルスであり、光ファイ
バ中を波形を変えることなく伝搬するという特徴をもっ
ている。光ソリトンパルスは、周波数上で表現すると負
の分散領域において自己位相変調効果によって位相整合
が起こり、パルス発生が生じていると考えてもよい。

【００２８】本光パルス発生装置おいては、光ファイバ
５の群速度分散が負となる波長の２波を導波することに
より、光ソリトンの効果を使って誘導４光子混合を効率
よく発生させ、より短い幅の光パルスを得ることができ
る。例えば、Ｎ＝１の標準ソリトンを作るのに必要なピ
ーク強度Ｐ_N=1 は次の(6) 式で与えられる。Ｐ_N=1 ＝0.776 ・（λ³ ／π² ｃｎ₂ ）・（｜Ｄ｜／τ² ）・πｗ² …(6) ここでＤは光ファイバの波長λにおける群速度分散、ｃ
は光速、τはパルス幅、ｗは光ファイバのスポットサイ
ズの大きさである。

【００２９】前述した合波光が入射する光ファイバ５と
して群速度分散値が零である光ファイバを用いると、誘
導４光子混合は起こりやすくなる。しかし、各々の側帯
波の位相は相互位相変調及び自己位相変調の和として与
えられるため、振幅が異なる各々の側帯波間の位相が固
定されず、完全なパルス発生には至らない。これは零分
散ファイバ（Ｄ＝０）では前記(6) 式よりＰ_N=1 ＝０と
なり、光ソリトンが形成されないためである。しかし、
負分散の領域の波長を用いると、光強度に依存した非線
形性のため完全な位相整合が成立し、安定なパルス列が
作れる。例えば、半導体レーザ光源１１，１２の周波数
差（ω₁ −ω₂ ）が４０ＧＨｚである場合、分散値が−
３〜−７ｐｓ／ｋｍ／ｎｍの光ファイバ５を用いると、
光ソリトンが形成されやすくなる。

【００３０】図７に示す波形図は、周波数差（ω₁ −ω
₂ ）が４０ＧＨｚの合波光を希土類添加光ファイバ増幅
器４で増幅した後、分散値−７ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ、長さ
３ｋｍの光ファイバを図１中の光ファイバ５に用いて入
射した場合のパルス波形の様子を示すものである。この
状態では繰り返しが４０ＧＨｚであるパルス列が形成さ
れつつあるものの、直流成分（雑音的な微弱連続光）が
残っており、パルス幅は８ｐｓと広くなっている。

【００３１】さらに前記の光ファイバの後に、分散値−
２ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ、長さ４ｋｍの光ファイバを接続
し、さらにまたこの後に分散値−１ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ、
長さ３ｋｍの光ファイバを接続した光ファイバを図１中
の光ファイバ５として用い、これに希土類添加光ファイ
バ増幅器４で増幅した周波数差が４０ＧＨｚの合波光を
入射すると、繰り返しが４０ＧＨｚで、かつ直流成分
（雑音的な微弱連続光）がほとんどないパルス列が発生
する。その様子を図８に示す。

【００３２】これにより発生するパルスは、パルス幅が
３．１ｐｓと短くなっている。これは光ソリトンが光フ
ァイバ５中を伝搬していくときに分散値が小さくなる
と、パルス幅を短くすることによってエネルギーを一定
に保つためである。ソリトンのエネルギーＥ（＝Ｐ_N=1
τ）は前記(6) 式より｜Ｄ｜／τに比例するので、同じ
エネルギーなら｜Ｄ｜を小さくするとパルス幅τは必然
的に狭くなる。このように分散値がＤ1 ＞Ｄ2 ＞…＞Ｄ
n を満たすｎ本の光ファイバを縦続接続して成る光ファ
イバ５に、希土類添加光ファイバ増幅器４で増幅した周
波数差が（ω₁ −ω₂ ）である合波光を入射すると、光
ソリトンが形成され、繰り返しが周波数差（ω₁ −ω
₂ ）で決まるパルス列が発生する。このことは周波数領
域で考えると、側帯波間の位相が固定されることに対応
する。

【００３３】このとき半導体レーザ光源１１，１２の絶
対周波数は各々独立に安定化されているため、周波数及
び周波数差は常に一定に保たれている。従って、周波数
変調によってパルスが劣化することなく、長時間にわた
って安定にパルス列を発生させることができる。さら
に、周波数を安定化した半導体レーザ２１の周波数ゆら
ぎは１ＭＨｚ以下であり、通常の半導体レーザの周波数
ゆらぎと比べると２桁以上小さくなっている。このため
周波数を安定化した半導体レーザ光源１１，１２の合波
光を増幅して光ファイバ５に入射したときに発生する高
次の側帯波は、位相ゆらぎが通常の半導体レーザを用い
たときより２桁以上小さくなる。これにより、多数の側
帯波が発生したとき、高次の側帯波も位相関係が固定さ
れているためパルス発生に寄与し、ジッターの発生を抑
えると共に、パルス幅が短くてかつ安定な光パルスを発
生することができる。

【００３４】次に、本発明の第２の実施例を説明する。
前述した図１の構成では、２台の半導体レーザ光源１
１，１２を独立に安定化する方法を用いたが、相対的な
安定性を向上させるためオフセットロックの方法を用い
た第２の実施例の構成を図９に示す。図９において、前
述した第１の実施例と同一構成部分は同一符号をもって
表しその説明を省略する。図中、１１は吸収線を用いて
周波数安定化した半導体レーザ光源である。半導体レー
ザ光源１１から出射されたレーザ光と、もう１台の半導
体レーザ４１から出射されたレーザ光とを光結合器３で
合波し、この合波光を受光器４２で光電変換して、その
ビート信号を検出する。

【００３５】このビート信号は半導体レーザ光源１１と
半導体レーザ４１のそれぞれの発振周波数の差周波数成
分に相当しており、これを発振器４３の発振信号と位相
比較器４４を用いて比較し、その誤差信号を半導体レー
ザ４１に帰還することにより、半導体レーザ４１の発振
周波数を安定化するものである。この技術を用いれば発
振器４３の発振周波数を可変することにより、周波数安
定化光源の差周波数、即ち半導体レーザ光源１１と半導
体レーザ４１の差周波数を例えば１ＧＨｚ〜４０ＧＨｚ
まで安定して可変することができる。同様にこの構成系
においても、繰り返しが半導体レーザ光源１１と半導体
レーザ４１の周波数差で決まるパルス幅の短い光パルス
列を安定に発生することができる。

【００３６】次に、本発明の第３の実施例を説明する。
図１０は、第３の実施例を示す構成図で、前述した第１
及び第２の実施例と同一構成部分は同一符号をもって表
しその説明を省略する。第３の実施例は、周波数安定化
させるためのサブ標準としてファブリペロエタロンやリ
ング共振器等の共振器を用いている。

【００３７】図１０において、５１は半導体レーザ、５
２はサブ標準として用いる共振器、５３は波長フィル
タ、５４，５７は受光器、５５は発振器、５６，５８は
ロックインアンプ等の位相比較器である。周波数安定化
された半導体レーザ光源１１からの出射光は、光結合器
３を介して共振器５２に入射される。共振器５２の共振
ピークの内の１本と半導体レーザ光源１１の出射光の光
周波数が比較される。共振器５２を透過したレーザ光は
波長フィルタ５３で分岐され、受光器５４で光電変換さ
れる。このとき、共振器５２の共振ピークは発振器５５
で変調されており、位相比較器５６で、その共振ピーク
と半導体レーザ光源１１の発振周波数を比較し、その誤
差信号をサブ標準である共振器５２に帰還する。これに
よって、絶対周波数が安定化されたサブ標準が得られ
る。

【００３８】このサブ標準を用いてもう１台の半導体レ
ーザ５１を安定化する。半導体レーザ５１の出射光の一
部は光結合器３を介して共振器５２に入射される。先ほ
どとは別の共振ピークと半導体レーザ５１の発振周波数
を比較する。共振器５２を透過した半導体レーザ５１の
出射光は波長フィルタ５３を介して分波され、受光器５
７で光電変換される。このとき、共振器５２の共振ピー
クは発振器５５で変調されており、位相比較器５８で、
その共振ピークと半導体レーザ５１の発振周波数を比較
し、その誤差信号を半導体レーザ５１に帰還して半導体
レーザ５１の発振周波数を安定化するものである。

【００３９】この構成系では共振器５２の共振器長を変
えることにより、共振ピーク間隔を例えば２．５ＧＨｚ
〜１０ＧＨｚに設定でき、繰り返し周波数は共振ピーク
間隔を最小単位として、任意の繰り返し周波数を実現で
きる利点がある。同様にこの構成系においても、繰り返
しが半導体レーザ光源１１と半導体レーザ５１の周波数
差で決まるパルス幅が短い光パルス列を安定に発生させ
ることができる。

【００４０】以上、本発明を実施例に基づき具体的に説
明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能
であることは言うまでもない。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
よれば、２台の種光源のそれぞれにおける周波数は、分
子吸収線を周波数基準として周波数安定化され、それぞ
れの発振周波数が一定に維持されるため、非線形光学効
果発生手段において例えば誘導４光子混合によって発生
する複数の側帯波の周波数間隔が一定に維持されると共
に、これらの位相は整合されたものとなるので、ジッタ
ーの発生を抑え、且つ高い繰り返し周期で、幅の短い光
パルスを極めて安定に発生させることができる。

【００４２】また、請求項２によれば、第１の周波数安
定化手段によって一方の種光源の周波数が、分子吸収線
を周波数基準として安定化されると共に、第２の周波数
安定化手段によって、他方の種光源の周波数が前記一方
の種光源の発振光の一部を参照して所定の周波数差で安
定化され、それぞれの発振周波数が所定の周波数差をも
って一定に維持されるため、非線形光学効果発生手段に
おいて例えば誘導４光子混合によって発生する複数の側
帯波の周波数間隔が一定に維持されると共に、これらの
位相は整合されたものとなるので、ジッターの発生を抑
え、且つ高い繰り返し周期で、幅の短い光パルスを極め
て安定に発生させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光パルス発生装置の第１の実施例を示
す構成図

【図２】従来の光パルス発生装置を示す構成図

【図３】側帯波の発生を示した図

【図４】本発明の光パルス発生装置に用いられる安定化
光源の実施例を示す構成図

【図５】本発明の光パルス発生装置に用いられる安定化
光源の実施例を示す構成図

【図６】アセチレン及び同位体置換アセチレンの光吸収
特性図

【図７】パルス列の発生を示した図

【図８】パルス列の発生を示した図

【図９】本発明の光パルス発生装置の第２の実施例を示
す構成図

【図１０】本発明の光パルス発生装置の第３の実施例を
示す構成図

【符号の説明】

１，２，２１，４１，５１…半導体レーザ、３…光結合
器、４…希土類添加光ファイバ増幅器、５…光ファイバ
（非線形光学効果発生用光ファイバ）、１１、１２…半
導体レーザ光源、２２…光カップラ、２３…ガスセル、
２４，４３，５５…発振器、２５，４２，５４，５７…
受光器、２６…誤差信号検出回路、４４、５６、５８…
位相比較器、２７…外部変調器、５２…共振器、５３…
波長フィルタ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２台の種光源の出射光を合波する光結合
器と、該光結合器からの出射光を増幅する光増幅器と、
該光増幅器の出力側に設けられた非線形光学効果発生手
段とを備えた光パルス発生装置において、前記２台の種光源の周波数を、分子吸収線を周波数基準
として周波数安定化する周波数安定化手段を設けたこと
を特徴とする光パルス発生装置。
【請求項２】２台の種光源の出射光を合波する光結合
器と、該光結合器からの出射光を増幅する光増幅器と、
該光増幅器の出力側に設けられた非線形光学効果発生手
段とを備えた光パルス発生装置において、前記２台の種光源のうちの一方の周波数を、分子吸収線
を周波数基準として周波数安定化する第１の周波数安定
化手段と、他方の種光源の周波数を、前記周波数安定化された一方
の種光源の発振光の一部を参照して所定の周波数差で安
定化する第２の周波数安定化手段とを設けたことを特徴
とする光パルス発生装置。