JPH09181380A - 光三角波発生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光パルス発生装置に用いて短光パルス信号を
得る光三角波発生器を得ることである。 【解決手段】 光パルスが入力端子２４に加えられ、光
アンプ２１で十分な強度に増幅される。次いで、光学素
子（光ファイバ）２２に入り、チャープ現象によりパル
ス幅、スペクトル幅を広げる。これをＢＰＦ２３に入れ
ることにより先頭部と後頭部が減衰して出力端子２５に
三角波の光パルス信号が得られる構成を特徴としてい
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、光信号の観測
および光デバイスの評価等に用いる光パルス発生装置の
駆動用信号として利用する光三角波発生器に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】光パルス発生装置に用いるリングレーザ
には、駆動用光信号として細いパルス信号を必要とす
る。これを図８により説明する。図８は、本発明者の提
案による光パルス発生装置のブロック図である。図にお
いて、７は強制モード同期法による第１のリングレーザ
で、次の各部からなる。すなわち、１は光変調器ドライ
ブ用電気信号を出力する電気信号ドライバ、２は電気信
号で第１のリングレーザ７の周回光信号の振幅を変調す
る光変調器で、ＬｉＮｂＯ₃ 等の材料で作成され、現状
では７０ＭＨｚ程度の変調ができる。３は前記第１のリ
ングレーザ７の発振に必要な利得を持つ光アンプ、４は
前記第１のリングレーザ７のリング長を調整し、発振に
適切な値にするための可変光遅延器、５は前記第１のリ
ングレーザ７の信号を出力用と第１のリングレーザ周回
用に分岐する光カプラ、６は前記第１のリングレーザ７
の発振スペクトルを細くするための可変波長フィルタで
ある。８は前記第１のリングレーザ７の出力を受け、そ
の後に接続されるデバイス等の反射の影響をなくすため
の光アイソレータ、９は前記第１のリングレーザ７のピ
ーク値が高い出力（アンプ利得にもよるが約＋４０ｄＢ
ｍａｘ）を後述の第２のリングレーザ１７の入力レベル
として適切な値にするための光アッテネータ（ＡＴ
Ｔ）、１０は前記第１のリングレーザ７の出力波長以外
のものをカットするバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）であ
る。光三角波発生器１８については後述する。

【０００３】１７は第２のリングレーザで、次の各部か
らなる。すなわち、１１は前記第２のリングレーザ１７
の周回光信号とＢＰＦ１０の出力を受け、合波する光カ
プラ、１２は前記第２のリングレーザ１７の発振に必要
な利得をもつ光アンプ、１３は前記第２のリングレーザ
１７のリング長を調整し、発振に適切な値にするための
可変光遅延器、１４は前記第２のリングレーザ１７の周
回光信号を出力用と第２のリングレーザ周回用に分岐す
る光カプラ、１５は前記第２のリングレーザ１７の発振
スペクトルを細くするための可変波長フィルタ、１６は
前記第２のリングレーザ１７を安定に発振させるために
偏波面をあわせるための偏波面コントローラである。１
８は光三角波発生器で、矩形波の光パルスを三角波の光
パルスに変換するものである。

【０００４】この動作は、第１のリングレーザ７に光変
調器ドライブ用電気信号を印加して、出力パルス幅の短
い光パルス信号を作り、さらにこれを第２のリングレー
ザ１７に光パルス信号のまま入力して、より出力パルス
幅の短い短光パルス信号を得るものである。従来は第１
のリングレーザ７しか用いていなかったため、２．５ｐ
ｓが限界であったが、第２のリングレーザ１７を通すこ
とによりさらに出力パルス幅の短い短光パルス信号を得
るものである。この場合、光三角波発生器１８を挿入す
るとさらに出力パルス幅が短くなる。これを図７により
説明する。

【０００５】リングレーザの出力パルス幅は駆動パルス
のピーク付近のパルス幅すなわち発振しきい値（リング
レーザによって決まる値で、パルスのピーク値で正規化
した時、おおよそ０．９になる）におけるパルス幅に関
連して決まる。

【０００６】このように、矩形波の光パルスで駆動する
よりも、三角波の光パルスで駆動する方が、図７からも
明らかなように正規化した発振しきい値０．９において
パルス幅が矩形波に比べて１／１０になり、リングレー
ザ出力もパルス幅が√１／１０になる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、矩形波
の光パルスによる駆動でリングレーザを発振させてもパ
ルス幅を細くするには駆動パルス幅による限界があっ
た。リングレーザの出力パルス幅は、駆動パルスを矩形
波から三角波にすることでさらに短い出力パルス幅を得
ることができるが、従来、光三角波パルスを発生する手
段は見当らなかった。

【０００８】本発明の目的は短い出力パルス幅を得るた
めに矩形波の光パルス信号を三角波に変換する光三角波
発生器を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光三角波発
生器は、非線形性によりチャープ現象をおこす光学素子
と、バンドパスフィルタを用いることにより光三角波発
生を行うことを主要な特徴とする。ピーク付近のパルス
幅が従来の矩形波による短光パルスより短いことが従来
との違いである。

【００１０】

【作用】本発明においては、非線形性をもつ物質に高強
度の光パルス信号を入力すると非線形光学効果によるチ
ャープ現象を生ずる。例えば、光ファイバでは時間とと
もに波長が短い方に変化する。これをバンドパスフィル
タにかけると中心波長以外の部分が減衰する。このこと
により光パルス信号がバンドパスフィルタの中心波長を
ピークとした三角波状になる。

【００１１】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を示すブロック図
である。図１において、２１は光アンプで、入力される
光パルスの強度が十分なときは不要である。２２は非線
形性によりダウンチャープまたはアップチャープをおこ
す光学素子で、例えば、単一モードの光ファイバが用い
られる。２３は光のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）で、
中心波長を光学素子２２によるチャープ範囲内に持ち、
光学素子２２からの光出力を受けて三角波の光パルス信
号を出力する。２４は入力端子、２５は出力端子であ
る。

【００１２】その動作原理を図２，図３により説明す
る。

【００１３】光学素子２２に単一モード光ファイバを用
い、光カ一効果による自己位相変調によりチャーピング
を発生させる。パルス前半は光周波数はダウンシフトを
受け、逆にパルス後半はアップシフトし、結局アップチ
ャープしてパルス幅、スペクトル幅を広げる。これを図
２に示す。次いでＢＰＦ２３に通すことでスペクトルが
広がった部分すなわち光パルス信号の先頭部および後頭
部を減衰させる。これにより三角波が得られる。これを
図３に示す。以上をまとめると図４のようになる。

【００１４】ＢＰＦ２３には方向性結合器，プリズム等
が使用できる。図５は、ＢＰＦ２３に用いる方向性結合
器を、図６に同じくプリズムの場合を示す。また、上記
実施例では、光学素子２２としてアプチャープを越す光
ファイバを用いたが、ダウンチャープを越すものとして
は、使用波長において逆の分散維持をもつ逆分散光ファ
イバが使用できる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は非線形性
によりダウンチャープまたはアップチャープをおこす光
学素子と、中心波長を前記光学素子によるチャープ範囲
内に持ち、この光学素子の光出力を受けて三角波の光パ
ルス信号を出力するバンドパスフィルタとからなるの
で、三角波の光パルス信号を発生することができ、光パ
ルス発生装置に用いて従来得られなかった出力パルス幅
の短い短光パルス信号が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】図１の実施例の動作を説明するための波形図で
ある。

【図３】図１の実施例の動作を説明するための波形図で
ある。

【図４】図１の実施例の動作を説明するための波形図で
ある。

【図５】図１の実施例に用いるＢＰＦとしての方向性結
合器の図である。

【図６】図１の実施例に用いるＢＰＦとしてのプリズム
の図である。

【図７】図８の実施例の動作を説明するための波形図で
ある。

【図８】本発明の適用対象である光パルス発生装置のブ
ロック図である。

【符号の説明】

２１ 光アンプ ２２ 光学素子 ２３ ＢＰＦ ２４ 入力端子 ２５ 出力端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非線形性によりダウンチャープまたはア
   ップチャープをおこす光学素子（２２）と、中心波長を
   前記光学素子によるチャープ範囲内に持ち、この光学素
   子の光出力を受けて三角波の光パルス信号を出力するバ
   ンドパスフィルタ（２３）とからなることを特徴とする
   光三角波発生器。