WO2013179492A1 - 光増幅器 - Google Patents

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WO2013179492A1
WO2013179492A1 PCT/JP2012/064320 JP2012064320W WO2013179492A1 WO 2013179492 A1 WO2013179492 A1 WO 2013179492A1 JP 2012064320 W JP2012064320 W JP 2012064320W WO 2013179492 A1 WO2013179492 A1 WO 2013179492A1
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optical
optical fiber
pulse
power
pumping light
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PCT/JP2012/064320
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English (en)
French (fr)
Inventor
富樫　孝宏
知幸 宮本
Original Assignee
パイオニア株式会社
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    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
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    • H01S3/094003—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre
    • H01S3/094011—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre with bidirectional pumping, i.e. with injection of the pump light from both two ends of the fibre

Definitions

  • the present invention relates to a technical field of an optical amplifier that amplifies an optical pulse output from a light source, for example.
  • an optical amplifier that amplifies an optical pulse output from a light source includes an input section of a single mode optical fiber coupled to the output of a light source, and an EDF (Elbium Doped Fiber: erbium) coupled to the output of the single mode fiber.
  • EDF Elbium Doped Fiber: erbium
  • a doped optical fiber A doped optical fiber
  • a light source with an optical pump output and an output section of a single-mode optical fiber fused to the output of the EDF.
  • the optical amplifier disclosed in Patent Document 1 is a method for amplifying an optical pulse having a pulse width on the order of femtoseconds. After the optical pulse is amplified, the optical pulse is expanded and then amplified and finally recompressed.
  • CPA Cold Pulse Amplification
  • the pulse width of the optical pulse during expansion and recompression is adjusted according to the length of the single mode optical fiber. Therefore, in order to change the pulse width of the optical pulse output from the optical amplifier, the single mode optical fiber is physically replaced with a single mode optical fiber having a length corresponding to the changed pulse width (in other words, Need to be replaced). On the other hand, it is difficult to physically replace the single mode optical fiber after the optical amplifier is once created. For this reason, the optical amplifier disclosed in Patent Document 1 has a technical problem that an optical pulse having a desired pulse width cannot be output relatively easily.
  • An object of the present invention is to provide an optical amplifier capable of relatively easily outputting an optical pulse having a desired pulse width.
  • an optical amplifier includes an optical fiber to which an optical pulse output from a light source is input, and an excitation light source that supplies excitation light for amplifying the optical pulse to the optical fiber.
  • the optical fiber includes: (i) a first optical fiber having positive dispersion; and (ii) a second optical fiber having negative dispersion connected in series to the first optical fiber,
  • the pumping light source supplies (i) at least the first pumping light for mainly adjusting the amplification factor of the optical pulse in the first optical fiber to the first optical fiber while adjusting the power of the first pumping light.
  • second pumping light for mainly adjusting the amplification factor of the optical pulse in the second optical fiber, and adjusting at least the second light while adjusting the power of the second pumping light.
  • the optical amplifier of this embodiment includes an optical fiber to which an optical pulse output from a light source is input, and a pumping light source that supplies pumping light for amplifying the optical pulse to the optical fiber.
  • the optical fiber includes (i) a first optical fiber having positive dispersion, and (ii) a second optical fiber having negative dispersion connected in series to the first optical fiber, (i) First pump for supplying first pump light for mainly adjusting an amplification factor of the optical pulse in the first optical fiber to at least the first optical fiber while adjusting power of the first pump light.
  • an optical pulse output from a light source (in other words, an optical signal or light itself) is input to an optical fiber.
  • Excitation light is supplied to the optical fiber from an excitation light source. Therefore, in the optical fiber, the optical pulse is excited by the excitation light. As a result, an amplified optical pulse is output from the optical fiber.
  • the optical fiber includes a first optical fiber and a second optical fiber.
  • the first optical fiber is an optical fiber having positive dispersion (in other words, the wavelength dispersion of an optical pulse propagating through the inside becomes positive).
  • the second optical fiber is an optical fiber having negative dispersion (in other words, the chromatic dispersion of the optical pulse propagating inside becomes negative).
  • the excitation light source includes a first excitation light source and a second excitation light source.
  • the first pumping light source supplies the first pumping light to the first optical fiber mainly for adjusting the amplification factor of the optical pulse in the first optical fiber.
  • the first excitation light source supplies the first excitation light to the first optical fiber while adjusting the power of the first excitation light.
  • the first excitation light source may supply the first excitation light to the second optical fiber. Further, the first excitation light may affect the optical amplification factor in the second optical fiber in addition to the amplification factor of the optical pulse in the first optical fiber.
  • the second excitation light source supplies second excitation light for mainly adjusting the amplification factor of the optical pulse in the second optical fiber to the second optical fiber.
  • the second excitation light source supplies the second excitation light to the first optical fiber while adjusting the power of the second excitation light.
  • the second excitation light source may supply the second excitation light to the first optical fiber. Further, the second excitation light may affect the optical amplification factor in the first optical fiber in addition to the optical pulse amplification factor in the second optical fiber.
  • the light propagating in the second optical fiber having negative dispersion is increased while the pulse width of the optical pulse propagating in the first optical fiber having positive dispersion is expanded.
  • the pulse width of the pulse is recompressed. That is, according to the optical amplifier of this embodiment, the power of the optical pulse is amplified after the pulse width of the optical pulse propagating in the first optical fiber is expanded. Thereafter, the pulse width of the optical pulse whose power is amplified is recompressed by propagating in the second optical fiber.
  • the optical amplifier of this embodiment can suitably amplify an optical pulse having a pulse width on the order of femtoseconds without being split.
  • the optical amplifier of the present embodiment at least the first pumping light source that supplies the first pumping light to the first optical fiber can appropriately adjust the power of the first pumping light.
  • at least the second excitation light source that supplies the second excitation light to the second optical fiber can appropriately adjust the power of the second excitation light.
  • the optical amplifier of this embodiment can dynamically adjust the pulse width of the optical pulse output from the optical fiber without requiring physical replacement of the optical fiber. That is, the optical amplifier of this embodiment can output an optical pulse having a desired pulse width relatively easily.
  • the optical amplifier of this embodiment can output the optical pulse which has desired power from an optical fiber by adjusting suitably each power of 1st excitation light and 2nd excitation light. Therefore, the optical amplifier according to the present embodiment can dynamically adjust the power of the optical pulse output from the optical fiber without requiring physical replacement of the optical fiber. In other words, the optical amplifier of this embodiment can dynamically adjust the amplification factor of the optical pulse in the optical fiber without requiring physical replacement of the optical fiber. That is, the optical amplifier of this embodiment can output an optical pulse having a desired power relatively easily.
  • the first is seen from the light source.
  • the optical fiber and the second optical fiber are preferably connected in series in this order.
  • the first pumping light source adjusts the power of the first pumping light so that the optical pulse output from the optical fiber has a desired pulse width
  • the second pumping light source adjusts the power of the second pumping light so that the light pulse output from the optical fiber has the desired pulse width
  • the optical amplifier can output an optical pulse having a desired pulse width from the optical fiber by suitably adjusting the respective powers of the first excitation light and the second excitation light.
  • the first pumping light source adjusts the power of the first pumping light so that the pulse width of the light pulse output from the optical fiber becomes a minimum value.
  • the second pumping light source adjusts the power of the second pumping light so that the pulse width of the light pulse output from the optical fiber becomes a minimum value.
  • the optical amplifier can output the optical pulse having the minimum pulse width from the optical fiber by suitably adjusting the respective powers of the first excitation light and the second excitation light. Therefore, the optical amplifier can amplify an optical pulse having a pulse width on the order of femtoseconds while maintaining the pulse width.
  • the first pumping light source adjusts the power of the first pumping light so that the optical pulse output from the optical fiber has a desired power
  • the second pumping light source adjusts the power of the second pumping light so that the optical pulse output from the optical fiber has the desired power
  • the optical amplifier can output an optical pulse having a desired power from the optical fiber by suitably adjusting the respective powers of the first pumping light and the second pumping light.
  • the optical fiber is a rare earth element-doped optical fiber.
  • the first optical fiber is a rare earth element-doped optical fiber having positive dispersion
  • the second optical fiber is a rare earth element-doped optical fiber having negative dispersion
  • the first optical fiber may be a rare earth element-doped optical fiber having positive dispersion
  • the second optical fiber may be any optical fiber having negative dispersion
  • the second optical fiber may be a rare earth element-doped optical fiber having negative dispersion
  • the first optical fiber may be any optical fiber having positive dispersion.
  • the optical fiber is an erbium-doped optical fiber.
  • the first optical fiber is an erbium-doped optical fiber (EDF: Elbium Doped Fiber) having positive dispersion
  • the second optical fiber is an erbium-doped optical fiber having negative dispersion
  • the first optical fiber may be an erbium-doped optical fiber having positive dispersion
  • the second optical fiber may be any optical fiber having negative dispersion
  • the second optical fiber may be an erbium-doped optical fiber having negative dispersion
  • the first optical fiber may be any optical fiber having positive dispersion.
  • the optical amplifier of the present embodiment includes an optical fiber including first and second optical fibers, and a pumping light source including first and second pumping light sources. Therefore, an optical pulse having a desired pulse width can be output relatively easily.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the optical amplifier 1 of the first embodiment.
  • the optical amplifier 1 of the first embodiment includes a pulse laser 111, a first excitation laser 112, a second excitation laser 113, a photocoupler 121, a photocoupler 122, and a single mode optical fiber.
  • the pulse laser 111 is a laser light source capable of outputting an optical pulse (in other words, an arbitrary optical signal or arbitrary light itself).
  • the optical pulse output from the pulse laser 111 is input to the photocoupler 121 via the single mode optical fiber 131.
  • the optical pulse input to the photocoupler 121 propagates through the single mode optical fiber 133, the positive dispersion rare earth doped optical fiber 134, the negative dispersion rare earth doped optical fiber 135, and the single mode optical fiber 136.
  • the "x" mark in FIG. 1 has shown the part fused-connected.
  • the pulse width of the optical pulse propagating in the positive dispersion rare earth doped optical fiber 134 is expanded, while the pulse width of the optical pulse propagating in the negative dispersion rare earth doped optical fiber 135 is recompressed. Therefore, in the optical amplifier 1 of the present embodiment, the power of the optical pulse is amplified after the pulse width of the optical pulse propagating in the positive dispersion rare earth doped optical fiber 134 is expanded. Thereafter, the pulse width of the optical pulse whose power is amplified is recompressed by propagating through the negative dispersion rare earth-doped optical fiber 135. Therefore, the optical amplifier 1 can suitably amplify an optical pulse having a pulse width on the order of femtoseconds without being split.
  • the optical amplifier 1 transmits an optical pulse suitably amplified by propagating through at least the positive dispersion rare earth doped optical fiber 134 and the negative dispersion rare earth doped optical fiber 135 via the photocoupler 122 and the single mode optical fiber 137. Can be output to the outside of the optical amplifier 1.
  • the first pumping light from the first pumping laser 112 is supplied to at least the positive dispersion rare earth doped fiber 134 via the single mode optical fiber 132 and the photocoupler 121.
  • the first excitation laser 112 adjusts the power of the first excitation light so that an optical pulse having a desired pulse width is output from the optical amplifier 1.
  • the first excitation laser 112 includes (i) the lengths of the positive dispersion rare earth doped fiber 134 and the negative dispersion rare earth doped fiber 135 (in addition, the single mode optical fiber 131, the single mode optical fiber 133, (Each length of the single mode optical fiber 136 and the single mode optical fiber 137) has an influence on the pulse width of the optical pulse output from the optical amplifier 1, and (ii) second pumping output from the second pumping laser 113. In consideration of both the influence of the optical power on the pulse width of the optical pulse output from the optical amplifier 1, the first optical pulse having the desired pulse width is output from the optical amplifier 1. Adjust the power of the excitation light.
  • the second pumping light is supplied from the second pumping laser 113 to at least the negative dispersion rare earth doped fiber 135 via the single mode optical fiber 138 and the photocoupler 122.
  • the second pumping laser 113 adjusts the power of the second pumping light so that an optical pulse having a desired pulse width is output from the optical amplifier 1.
  • the second pump laser 113 includes (i) the lengths of the positive dispersion rare earth doped fiber 134 and the negative dispersion rare earth doped fiber 135 (in addition, the single mode optical fiber 131, the single mode optical fiber 133, The length of each of the single mode optical fiber 136 and the single mode optical fiber 137) on the pulse width of the optical pulse output from the optical amplifier 1, and (ii) the first pumping output from the first pumping laser 112
  • the second optical pulse having the desired pulse width is output from the optical amplifier 1. Adjust the power of the excitation light.
  • the power of the first pumping light output from the first pumping laser 112 and the power of the second pumping light output from the second pumping laser 113 depend on the amplification factor of the optical pulse ( That is, it became clear that not only the amplification rate of the optical pulse by the optical amplifier 1 but also the pulse width output from the optical amplifier 1 is affected. For this reason, the optical amplifier 1 of the first embodiment can output an optical pulse having a desired pulse width by appropriately adjusting the respective powers of the first excitation light and the second excitation light.
  • the lengths of the positive dispersion rare earth doped fiber 134 and the negative dispersion rare earth doped fiber 135 (in addition, the single mode optical fiber 131, the single mode optical fiber 133, and the single mode optical fiber).
  • the pulse width of the optical pulse output from the optical amplifier 1 can be dynamically adjusted without changing the respective lengths of 136 and the single mode optical fiber 137. That is, the optical amplifier 1 according to the first embodiment includes a positive dispersion rare earth doped fiber 134 and a negative dispersion rare earth doped fiber 135 (further, a single mode optical fiber 131, a single mode optical fiber 133, a single mode optical fiber 136, and a single mode light).
  • the pulse width of the optical pulse output from the optical amplifier 1 can be dynamically adjusted without physically replacing the fiber 137). Therefore, the optical amplifier 1 of the first embodiment can output an optical pulse having a desired pulse width relatively easily.
  • the optical amplifier 1 may output an optical pulse having a minimum pulse width by appropriately adjusting the respective powers of the first excitation light and the second excitation light.
  • the first excitation laser 112 may adjust the power of the first excitation light so that an optical pulse having a desired power is output from the optical amplifier 1 in addition to or instead of the desired pulse width.
  • the first excitation laser 112 includes (i) the lengths of the positive dispersion rare earth doped fiber 134 and the negative dispersion rare earth doped fiber 135 (in addition, the single mode optical fiber 131, the single mode optical fiber 133, (Each length of the single mode optical fiber 136 and the single mode optical fiber 137) affects the power of the optical pulse output from the optical amplifier 1, and (ii) the second pumping light output from the second pumping laser 113.
  • the optical pulse of the first pumping light The power may be adjusted.
  • the second excitation laser 113 may adjust the power of the second excitation light so that an optical pulse having a desired power is output in addition to or instead of the desired pulse width.
  • the second pump laser 113 includes (i) the lengths of the positive dispersion rare earth doped fiber 134 and the negative dispersion rare earth doped fiber 135 (in addition, the single mode optical fiber 131, the single mode optical fiber 133, (Each length of the single mode optical fiber 136 and the single mode optical fiber 137) affects the power of the optical pulse output from the optical amplifier 1, and (ii) the first pumping light output from the first pumping laser 112.
  • the second excitation light is output so that an optical pulse having a desired power is output from the optical amplifier 1. The power may be adjusted.
  • the optical amplifier 1 of the first embodiment can output an optical pulse having a desired power by appropriately adjusting the respective powers of the first pumping light and the second pumping light.
  • the lengths of the positive dispersion rare earth doped fiber 134 and the negative dispersion rare earth doped fiber 135 (in addition, the single mode optical fiber 131, the single mode optical fiber 133, and the single mode optical fiber).
  • the power of the optical pulse output from the optical amplifier 1 can be dynamically adjusted without changing the respective lengths of 136 and the single mode optical fiber 137. That is, the optical amplifier 1 according to the first embodiment includes a positive dispersion rare earth doped fiber 134 and a negative dispersion rare earth doped fiber 135 (further, a single mode optical fiber 131, a single mode optical fiber 133, a single mode optical fiber 136, and a single mode light).
  • the power of the optical pulse output from the optical amplifier 1 can be dynamically adjusted without physically replacing the fiber 137). Therefore, the optical amplifier 1 of the first embodiment can output an optical pulse having a desired power relatively easily.
  • FIG. 2 is a table showing the state of the optical amplifier 1 when an experiment for measuring the pulse width of the optical pulse output from the optical amplifier 1 of the first embodiment is performed.
  • FIG. 3 is a table showing characteristics of the first excitation laser 112 when an experiment for measuring the pulse width of the optical pulse output from the optical amplifier 1 of the first embodiment is performed.
  • FIG. 4 is a table showing characteristics of the second excitation laser 113 when an experiment for measuring the pulse width of the optical pulse output from the optical amplifier 1 of the first embodiment is performed.
  • FIG. 5 is a table showing the results of an experiment for measuring the pulse width of the optical pulse output from the optical amplifier 1 of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a graph showing the waveform of an optical pulse when the pulse width is minimized.
  • the experiment for measuring the power and pulse width of the optical pulse output from the optical amplifier 1 of the first embodiment was performed in the state shown in FIGS.
  • the pulse laser 111 outputs an optical pulse having a center wavelength of 1550 nm, an average power of 5.5 mW, and a pulse width of 500 fs at a repetition frequency of 50 MHz.
  • the first excitation laser 112 output the first excitation light having a center wavelength of 975 nm.
  • the second excitation laser 113 output second excitation light having a center wavelength of 975 nm.
  • the positive dispersion rare earth-doped optical fiber 134 an erbium-doped fiber (model number: DHB1500) manufactured by FiberCore having a length of 1 m was used.
  • an erbium doped fiber made by Nufern having a length of 2.5 m was used.
  • a laser light source having the characteristics shown in FIG. 3 current-power characteristics: IP characteristics
  • a laser light source having the characteristics shown in FIG. 4 current-power characteristics: IP characteristics
  • the optical amplifier 1 In the optical amplifier 1 in such a state, while adjusting each of the power of the first excitation light and the power of the second excitation light so that the average power of the optical pulse output from the optical amplifier 1 is 80 mW, the optical amplifier The width of the light pulse output from 1 was measured.
  • the measurement results are shown in FIG. As shown in FIG. 5, when the current value of the first pumping light is 100 mA and the current value of the second pumping light is 995 mA, the width of the optical pulse output from the optical amplifier 1 is 107.3 fs. became. When the current value of the first pumping light was 300 mA and the current value of the second pumping light was 940 mA, the width of the optical pulse output from the optical amplifier 1 was 86.4 fs.
  • FIG. 6 shows a waveform obtained by measuring the optical pulse when the pulse width of the optical pulse becomes the minimum value with an autocorrelator (model number: FT103-MN) manufactured by FEMTOCHROME.
  • the optical amplifier 1 can adjust not only the pulse width of the optical pulse but also the power of the optical power by adjusting each of the power of the first pumping light and the power of the second pumping light. That's right.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the optical amplifier 2 of the second embodiment.
  • the optical amplifier 2 of the second embodiment is similar to the optical amplifier 1 of the first embodiment in that a pulse laser 111, a first pump laser 112, a second pump laser 113, and a photocoupler are used.
  • a fiber 136, a single mode optical fiber 137, and a single mode optical fiber 138 are provided.
  • the optical amplifier 2 of the second embodiment further includes a single mode optical fiber 231.
  • the single mode optical fiber 231 is disposed between the single mode optical fiber 138 and the output end of the optical amplifier 2.
  • the single mode optical fiber 231 is provided mainly for further compressing the pulse width of the optical pulse in the optical amplifier 2 and relatively increasing the transmission distance of the optical pulse in the optical amplifier 2.
  • an optical amplifier 2 of the second embodiment appropriately adjusts the respective powers of the first pumping light and the second pumping light so that the desired power and the desired power can be obtained.
  • An optical pulse having at least one of the following pulse widths can be output.
  • FIG. 8 is a table showing the state of the optical amplifier 2 when an experiment for measuring the pulse width of the optical pulse output from the optical amplifier 2 of the second embodiment is performed.
  • FIG. 9 is a table showing the results of an experiment for measuring the pulse width of an optical pulse output from the optical amplifier 2 of the second embodiment.
  • FIG. 10 is a graph showing the measurement result of the optical pulse waveform when the pulse width is minimized.
  • the experiment for measuring the power and pulse width of the optical pulse output from the optical amplifier 1 of the first embodiment was performed in the state shown in FIG.
  • a single-mode optical fiber (model number: SMF28) manufactured by Corning having a length of 2.75 m was used as the single-mode optical fiber 231.
  • the pulse laser 111, the first pump laser 112, the second pump laser 113, the positive dispersion rare earth-doped optical fiber 134, and the negative dispersion rare earth doped optical fiber 135 are optical pulses output from the optical amplifier 1 of the first embodiment. This is the same as the state when the pulse width is measured (see FIG. 2). Further, the characteristics of the first excitation laser 112 and the characteristics of the second excitation laser 113 are also characteristics when the pulse width of the optical pulse output from the optical amplifier 1 of the first embodiment is measured (FIGS. 3 and 4). Reference).
  • the optical amplifier 2 in such a state, while adjusting each of the power of the first pumping light and the power of the second pumping light so that the average power of the optical pulse output from the optical amplifier 1 is 80 mW, the optical amplifier The width of the light pulse output from 2 was measured.
  • the measurement results are shown in FIG.
  • the width of the optical pulse output from the optical amplifier 2 is 152.0 fs. became.
  • the width of the optical pulse output from the optical amplifier 1 was 135.6 fs.
  • FIG. 10 shows a waveform obtained by measuring the optical pulse when the pulse width of the optical pulse becomes the minimum value with an autocorrelator (model number: FT103-MN) manufactured by FEMTOCHROME.
  • the present invention can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and an optical amplifier with such a change is also included in the technical concept of the present invention. It is.

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Abstract

光増幅器（１）は、光源（１１）から出力される光パルスが入力される光ファイバ（１３４、１３５）と、光パルスを増幅するための励起光を供給する励起光源（１１２）、１１３）とを備え、光ファイバは、(i)正分散を有する第１光ファイバ（１３４）と、(ii)負分散を有する第２光ファイバ（１３５）とを含み、励起光源は、(i)第１光ファイバにおける増幅率を主として調整するための第１励起光を、当該第１励起光のパワーを調整しながら少なくとも第１光ファイバに供給する第１励起光源（１１２）と、(ii)第２光ファイバにおける増幅率を主として調整するための第２励起光を、当該第２励起光のパワーを調整しながら少なくとも第２光ファイバに供給する第２励起光源（１１３）とを含む。

Description

光増幅器
　本発明は、例えば光源から出力される光パルスを増幅する光増幅器の技術分野に関する。
　例えば、特許文献１に開示されているように、光源から出力される光パルスを増幅する光増幅器が知られている。具体的には、特許文献１に開示された光増幅器は、光源の出力に結合されているシングルモード光ファイバの入力セクションと、シングルモードファイバの出力に結合されているＥＤＦ（Ｅｌｂｉｕｍ　Ｄｏｐｅｄ　Ｆｉｂｅｒ：エルビウム添加光ファイバ）と、光ポンプ出力の光源と、ＥＤＦの出力に融着接続されているシングルモード光ファイバの出力セクションとを備えている。特に、特許文献１の光増幅器は、パルス幅がフェムト秒のオーダーになる光パルスを増幅するための手法として、光パルスの増幅前に光パルスを伸長してから増幅し、最終的に再圧縮するＣＰＡ（Ｃｈｉｒｐｅｄ　Ｐｕｌｓｅ　Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ：チャープ・パルス増幅）法を採用している。
特許第３９３６７１９号公報
　しかしながら、特許文献１に開示された光増幅器では、シングルモード光ファイバの長さに応じて、伸長及び再圧縮時の光パルスのパルス幅が調整されている。このため、光増幅器から出力される光パルスのパルス幅を変更するためには、シングルモード光ファイバを、変更後のパルス幅に応じた長さを有するシングルモード光ファイバに物理的に置き換える（言い換えれば、交換する）必要が出てくる。一方で、光増幅器を一旦作成した後には、シングルモード光ファイバを物理的に交換することが困難である。このため、特許文献１に開示された光増幅器は、所望のパルス幅を有する光パルスを比較的容易に出力することができないという技術的な問題点を有している。
　本発明は、所望のパルス幅を有する光パルスを比較的容易に出力することが可能な光増幅器を提供することを課題とする。
　上記課題を解決するために、光増幅器は、光源から出力される光パルスが入力される光ファイバと、前記光ファイバに対して、前記光パルスを増幅するための励起光を供給する励起光源とを備えており、前記光ファイバは、(i)正分散を有する第１光ファイバと、(ii)当該第１光ファイバに直列に接続された負分散を有する第２光ファイバとを含み、前記励起光源は、(i)前記第１光ファイバにおける前記光パルスの増幅率を主として調整するための第１励起光を、当該第１励起光のパワーを調整しながら少なくとも前記第１光ファイバに供給する第１励起光源と、(ii)前記第２光ファイバにおける前記光パルスの増幅率を主として調整するための第２励起光を、当該第２励起光のパワーを調整しながら少なくとも前記第２光ファイバに供給する第２励起光源とを含む。
第１実施例の光増幅器の構成を示すブロック図である。 第１実施例の光増幅器から出力される光パルスのパルス幅を測定する実験を行ったときの光増幅器１の状態を示す表である。 第１実施例の光増幅器から出力される光パルスのパルス幅を測定する実験を行ったときの第１励起レーザの特性を示す表である。 第１実施例の光増幅器から出力される光パルスのパルス幅を測定する実験を行ったときの第２励起レーザの特性を示す表である。 第１実施例の光増幅器から出力される光パルスのパルス幅を測定する実験の結果を示す表である。 パルス幅が最小となったときの光パルスの波形を示すグラフである。 第２実施例の光増幅器の構成を示すブロック図である。 第２実施例の光増幅器から出力される光パルスのパルス幅を測定する実験を行ったときの光増幅器１の状態を示す表である。 第１実施例の光増幅器から出力される光パルスのパルス幅を測定する実験の結果を示す表である。 パルス幅が最小となったときの光パルスの波形を示すグラフである。
　以下、光増幅器の実施形態について順に説明する。
　＜１＞
　本実施形態の光増幅器は、光源から出力される光パルスが入力される光ファイバと、前記光ファイバに対して、前記光パルスを増幅するための励起光を供給する励起光源とを備えており、前記光ファイバは、(i)正分散を有する第１光ファイバと、(ii)当該第１光ファイバに直列に接続された負分散を有する第２光ファイバとを含み、前記励起光源は、(i)前記第１光ファイバにおける前記光パルスの増幅率を主として調整するための第１励起光を、当該第１励起光のパワーを調整しながら少なくとも前記第１光ファイバに供給する第１励起光源と、(ii)前記第２光ファイバにおける前記光パルスの増幅率を主として調整するための第２励起光を、当該第２励起光のパワーを調整しながら少なくとも前記第２光ファイバに供給する第２励起光源とを含む。
　本実施形態の光増幅器によれば、光源から出力された光パルス（言い換えれば、光信号ないしは光そのもの）が、光ファイバに入力される。光ファイバには、励起光源から励起光が供給されている。従って、光ファイバ内では、励起光によって光パルスが励起される。その結果、光ファイバからは、増幅された光パルスが出力される。
　本実施形態では特に、光ファイバは、第１光ファイバと第２光ファイバとを含んでいる。
　第１光ファイバは、正分散を有する（言い換えれば、内部を伝搬する光パルスの波長分散が正となる）光ファイバである。
　一方で、第２光ファイバは、負分散を有する（言い換えれば、内部を伝搬する光パルスの波長分散が負となる）光ファイバである。
　加えて、本実施形態では、励起光源は、第１励起光源と第２励起光源とを含んでいる。
　第１励起光源は、第１光ファイバにおける光パルスの増幅率を主として調整するための第１励起光を第１光ファイバに供給する。このとき、第１励起光源は、第１励起光のパワーを調整しながら、当該第１励起光を第１光ファイバに供給する。尚、第１励起光源は、第１励起光を第２光ファイバに供給してもよい。また、第１励起光は、第１光ファイバにおける光パルスの増幅率に加えて、第２光ファイバにおける光増幅率に影響を与えてもよい。
　一方で、第２励起光源は、第２光ファイバにおける光パルスの増幅率を主として調整するための第２励起光を第２光ファイバに供給する。このとき、第２励起光源は、第２励起光のパワーを調整しながら、当該第２励起光を第１光ファイバに供給する。尚、第２励起光源は、第２励起光を第１光ファイバに供給してもよい。また、第２励起光は、第２光ファイバにおける光パルスの増幅率に加えて、第１光ファイバにおける光増幅率に影響を与えてもよい。
　このような本実施形態の光増幅器によれば、正分散を有する第１光ファイバ内を伝搬する光パルスのパルス幅が伸長される一方で、負分散を有する第２光ファイバ内を伝搬する光パルスのパルス幅が再圧縮される。つまり、本実施形態の光増幅器によれば、第１光ファイバ内を伝搬する光パルスのパルス幅が伸長された後に、光パルスのパワーが増幅される。その後、パワーが増幅された光パルスのパルス幅は、第２光ファイバ内を伝搬することで再圧縮される。このため、本実施形態の光増幅器は、パルス幅がフェムト秒のオーダーになる光パルスを、分裂させることなく好適に増幅することができる。
　加えて、本実施形態の光増幅器によれば、少なくとも第１光ファイバに第１励起光を供給する第１励起光源は、第１励起光のパワーを適宜調整することができる。加えて、少なくとも第２光ファイバに第２励起光を供給する第２励起光源は、第２励起光のパワーを適宜調整することができる。ここで、後に図面を用いて詳細に説明するように、第１励起光及び第２励起光の夫々のパワーは、光ファイバから出力されるパルス幅に影響を与えることが本願発明者等の研究によって明らかになった。このため、本実施形態の光増幅器は、第１励起光及び第２励起光の夫々のパワーを好適に調整することで、所望のパルス幅を有する光パルスを光ファイバから出力することができる。
　従って、本実施形態の光増幅器は、光ファイバの物理的な交換を必要とすることなく、光ファイバから出力される光パルスのパルス幅を動的に調整することができる。つまり、本実施形態の光増幅器は、所望のパルス幅を有する光パルスを比較的容易に出力することができる。
　尚、本実施形態の光増幅器は、第１励起光及び第２励起光の夫々のパワーを好適に調整することで、所望のパワーを有する光パルスを光ファイバから出力することができる。従って、本実施形態の光増幅器は、光ファイバの物理的な交換を必要とすることなく、光ファイバから出力される光パルスのパワーを動的に調整することができる。言い換えれば、本実施形態の光増幅器は、光ファイバの物理的な交換を必要とすることなく、光ファイバにおける光パルスの増幅率を動的に調整することができる。つまり、本実施形態の光増幅器は、所望のパワーを有する光パルスを比較的容易に出力することができる。
　尚、光パルスのパルス幅が伸長された後に光パルスのパワーが増幅され、その後、パワーが増幅された光パルスのパルス幅が再圧縮されるという観点から見れば、光源から見て、第１光ファイバ及び第２光ファイバは、この順に直列に接続されていることが好ましい。
　＜２＞
　本実施形態の光増幅器の他の態様では、前記第１励起光源は、前記光ファイバから出力される前記光パルスが所望のパルス幅を有するように、前記第１励起光のパワーを調整し、前記第２励起光源は、前記光ファイバから出力される前記光パルスが前記所望のパルス幅を有するように、前記第２励起光のパワーを調整する。
　この態様によれば、光増幅器は、第１励起光及び第２励起光の夫々のパワーを好適に調整することで、所望のパルス幅を有する光パルスを光ファイバから出力することができる。
　＜３＞
　本実施形態の光増幅器の他の態様では、前記第１励起光源は、前記光ファイバから出力される前記光パルスのパルス幅が最小値となるように、前記第１励起光のパワーを調整し、前記第２励起光源は、前記光ファイバから出力される前記光パルスのパルス幅が最小値となるように、前記第２励起光のパワーを調整する。
　この態様によれば、光増幅器は、第１励起光及び第２励起光の夫々のパワーを好適に調整することで、最小のパルス幅を有する光パルスを光ファイバから出力することができる。従って、光増幅器は、パルス幅がフェムト秒のオーダーになる光パルスを、そのパルス幅を維持したまま増幅することができる。
　＜４＞
　本実施形態の光増幅器の他の態様では、前記第１励起光源は、前記光ファイバから出力される前記光パルスが所望のパワーを有するように、前記第１励起光のパワーを調整し、前記第２励起光源は、前記光ファイバから出力される前記光パルスが前記所望のパワーを有するように、前記第２励起光のパワーを調整する。
　この態様によれば、光増幅器は、第１励起光及び第２励起光の夫々のパワーを好適に調整することで、所望のパワーを有する光パルスを光ファイバから出力することができる。
　＜５＞
　本実施形態の光増幅器の他の態様では、前記光ファイバは、希土類元素添加光ファイバである。
　この態様によれば、第１光ファイバは、正分散を有する希土類元素添加光ファイバであり、且つ、第２光ファイバは、負分散を有する希土類元素添加光ファイバである。或いは、第１光ファイバは、正分散を有する希土類元素添加光ファイバである一方で、第２光ファイバは、負分散を有する任意の光ファイバであってもよい。或いは、第２光ファイバは、負分散を有する希土類元素添加光ファイバである一方で、第１光ファイバは、正分散を有する任意の光ファイバであってもよい。その結果、光増幅器は、上述した各種効果を好適に享受することができる。
　＜６＞
　本実施形態の光増幅器の他の態様では、前記光ファイバは、エルビウム添加光ファイバである。
　この態様によれば、第１光ファイバは、正分散を有するエルビウム添加光ファイバ（ＥＤＦ：Ｅｌｂｉｕｍ　Ｄｏｐｅｄ　Ｆｉｂｅｒ）であり、且つ、第２光ファイバは、負分散を有するエルビウム添加光ファイバである。或いは、第１光ファイバは、正分散を有するエルビウム添加光ファイバである一方で、第２光ファイバは、負分散を有する任意の光ファイバであってもよい。或いは、第２光ファイバは、負分散を有するエルビウム添加光ファイバである一方で、第１光ファイバは、正分散を有する任意の光ファイバであってもよい。その結果、光増幅器は、上述した各種効果を好適に享受することができる。
　本実施形態のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施例から更に明らかにされる。
　以上説明したように、本実施形態の光増幅器は、第１及び第２光ファイバを含む光ファイバと、第１及び第２励起光源を含む励起光源とを備える。従って、所望のパルス幅を有する光パルスを比較的容易に出力することができる。
　以下、図面を参照しながら、実施例について説明する。
　（１）第１実施例
　はじめに、図１から図６を参照しながら、第１実施例の光増幅器１について説明する。
　（１－１）光増幅器の構成
　はじめに、図１を参照しながら、第１実施例の光増幅器１の構成について説明する。図１は、第１実施例の光増幅器１の構成を示すブロック図である。
　図１に示すように、第１実施例の光増幅器１は、パルスレーザ１１１と、第１励起レーザ１１２と、第２励起レーザ１１３と、フォトカプラ１２１と、フォトカプラ１２２と、シングルモード光ファイバ１３１と、シングルモード光ファイバ１３２と、シングルモード光ファイバ１３３と、正分散希土類添加光ファイバ１３４と、負分散希土類添加光ファイバ１３５と、シングルモード光ファイバ１３６と、シングルモード光ファイバ１３７と、シングルモード光ファイバ１３８とを備えている。
　パルスレーザ１１１は、光パルス（言い換えれば、任意の光信号ないしは任意の光そのもの）を出力可能なレーザ光源である。パルスレーザ１１１から出力される光パルスは、シングルモード光ファイバ１３１を介して、フォトカプラ１２１に入力される。
　フォトカプラ１２１に入力された光パルスは、シングルモード光ファイバ１３３、正分散希土類添加光ファイバ１３４、負分散希土類添加光ファイバ１３５及びシングルモード光ファイバ１３６内を伝搬する。尚、図１中の「×」印は、融着接続されている箇所を示している。
　このとき、正分散希土類添加光ファイバ１３４内を伝搬する光パルスのパルス幅が伸長される一方で、負分散希土類添加光ファイバ１３５内を伝搬する光パルスのパルス幅が再圧縮される。従って、本実施例の光増幅器１では、正分散希土類添加光ファイバ１３４内を伝搬する光パルスのパルス幅が伸長された後に、光パルスのパワーが増幅される。その後、パワーが増幅された光パルスのパルス幅は、負分散希土類添加光ファイバ１３５内を伝搬することで再圧縮される。このため、光増幅器１は、パルス幅がフェムト秒のオーダーになる光パルスを、分裂させることなく好適に増幅することができる。つまり、光増幅器１は、少なくとも正分散希土類添加光ファイバ１３４及び負分散希土類添加光ファイバ１３５内を伝搬することで好適に増幅された光パルスを、フォトカプラ１２２及びシングルモード光ファイバ１３７を介して、光増幅器１の外部に出力することができる。
　ここで、少なくとも正分散希土類添加ファイバ１３４には、シングルモード光ファイバ１３２及びフォトカプラ１２１を介して、第１励起レーザ１１２から第１励起光が供給されている。このとき、第１励起レーザ１１２は、所望のパルス幅を有する光パルスが光増幅器１から出力されるように、第１励起光のパワーを調整する。より具体的には、第１励起レーザ１１２は、(i)正分散希土類添加ファイバ１３４及び負分散希土類添加ファイバ１３５の夫々の長さ（更には、シングルモード光ファイバ１３１、シングルモード光ファイバ１３３、シングルモード光ファイバ１３６及びシングルモード光ファイバ１３７の夫々の長さ）が、光増幅器１から出力される光パルスのパルス幅に与える影響、並びに(ii)第２励起レーザ１１３が出力する第２励起光のパワーが、光増幅器１から出力される光パルスのパルス幅に与える影響の双方をも考慮した上で、所望のパルス幅を有する光パルスが光増幅器１から出力されるように、第１励起光のパワーを調整する。
　加えて、少なくとも負分散希土類添加ファイバ１３５には、シングルモード光ファイバ１３８及びフォトカプラ１２２を介して、第２励起レーザ１１３から第２励起光が供給されている。このとき、第２励起レーザ１１３は、所望のパルス幅を有する光パルスが光増幅器１から出力されるように、第２励起光のパワーを調整する。より具体的には、第２励起レーザ１１３は、(i)正分散希土類添加ファイバ１３４及び負分散希土類添加ファイバ１３５の夫々の長さ（更には、シングルモード光ファイバ１３１、シングルモード光ファイバ１３３、シングルモード光ファイバ１３６及びシングルモード光ファイバ１３７の夫々の長さ）が、光増幅器１から出力される光パルスのパルス幅に与える影響、並びに(ii)第１励起レーザ１１２が出力する第１励起光のパワーが、光増幅器１から出力される光パルスのパルス幅に与える影響の双方をも考慮した上で、所望のパルス幅を有する光パルスが光増幅器１から出力されるように、第２励起光のパワーを調整する。
　ここで、本願発明者等の研究によって、第１励起レーザ１１２から出力される第１励起光のパワー及び第２励起レーザ１１３から出力される第２励起光のパワーは、光パルスの増幅率（つまり、光増幅器１による光パルスの増幅率）のみならず、光増幅器１から出力されるパルス幅にも影響を与えることが明らかになった。このため、第１実施例の光増幅器１は、第１励起光及び第２励起光の夫々のパワーを適宜調整することで、所望のパルス幅を有する光パルスを出力することができる。
　特に、第１実施例の光増幅器１は、正分散希土類添加ファイバ１３４及び負分散希土類添加ファイバ１３５の夫々の長さ（更には、シングルモード光ファイバ１３１、シングルモード光ファイバ１３３、シングルモード光ファイバ１３６及びシングルモード光ファイバ１３７の夫々の長さ）を変えることなく、光増幅器１から出力される光パルスのパルス幅を動的に調整することができる。つまり、第１実施例の光増幅器１は、正分散希土類添加ファイバ１３４及び負分散希土類添加ファイバ１３５（更には、シングルモード光ファイバ１３１、シングルモード光ファイバ１３３、シングルモード光ファイバ１３６及びシングルモード光ファイバ１３７）を物理的に交換することなく、光増幅器１から出力される光パルスのパルス幅を動的に調整することができる。従って、第１実施例の光増幅器１は、所望のパルス幅を有する光パルスを比較的容易に出力することができる。
　尚、光パルスのパワーのピーク値を相対的に大きくしたいという要請がある場合には、光パルスのパルス幅はできるだけ小さくなっていることが好ましい。従って、光増幅器１は、第１励起光及び第２励起光の夫々のパワーを適宜調整することで、最小のパルス幅を有する光パルスを出力してもよい。
　或いは、第１励起レーザ１１２は、所望のパルス幅に加えて又は代えて、所望のパワーを有する光パルスが光増幅器１から出力されるように、第１励起光のパワーを調整してもよい。より具体的には、第１励起レーザ１１２は、(i)正分散希土類添加ファイバ１３４及び負分散希土類添加ファイバ１３５の夫々の長さ（更には、シングルモード光ファイバ１３１、シングルモード光ファイバ１３３、シングルモード光ファイバ１３６及びシングルモード光ファイバ１３７の夫々の長さ）が、光増幅器１から出力される光パルスのパワーに与える影響、並びに(ii)第２励起レーザ１１３が出力する第２励起光のパワーが、光増幅器１から出力される光パルスのパワーに与える影響の双方をも考慮した上で、所望のパワーを有する光パルスが光増幅器１から出力されるように、第１励起光のパワーを調整してもよい。
　加えて、第２励起レーザ１１３は、所望のパルス幅に加えて又は代えて、所望のパワーを有する光パルスが出力されるように、第２励起光のパワーを調整してもよい。より具体的には、第２励起レーザ１１３は、(i)正分散希土類添加ファイバ１３４及び負分散希土類添加ファイバ１３５の夫々の長さ（更には、シングルモード光ファイバ１３１、シングルモード光ファイバ１３３、シングルモード光ファイバ１３６及びシングルモード光ファイバ１３７の夫々の長さ）が、光増幅器１から出力される光パルスのパワーに与える影響、並びに(ii)第１励起レーザ１１２が出力する第１励起光のパワーが、光増幅器１から出力される光パルスのパワーに与える影響の双方をも考慮した上で、所望のパワーを有する光パルスが光増幅器１から出力されるように、第２励起光のパワーを調整してもよい。
　この場合、第１実施例の光増幅器１は、第１励起光及び第２励起光の夫々のパワーを適宜調整することで、所望のパワーを有する光パルスを出力することができる。
　特に、第１実施例の光増幅器１は、正分散希土類添加ファイバ１３４及び負分散希土類添加ファイバ１３５の夫々の長さ（更には、シングルモード光ファイバ１３１、シングルモード光ファイバ１３３、シングルモード光ファイバ１３６及びシングルモード光ファイバ１３７の夫々の長さ）を変えることなく、光増幅器１から出力される光パルスのパワーを動的に調整することができる。つまり、第１実施例の光増幅器１は、正分散希土類添加ファイバ１３４及び負分散希土類添加ファイバ１３５（更には、シングルモード光ファイバ１３１、シングルモード光ファイバ１３３、シングルモード光ファイバ１３６及びシングルモード光ファイバ１３７）を物理的に交換することなく、光増幅器１から出力される光パルスのパワーを動的に調整することができる。従って、第１実施例の光増幅器１は、所望のパワーを有する光パルスを比較的容易に出力することができる。
　（１－２）実験結果
　続いて、図２から図６を参照して、第１実施例の光増幅器１から出力される光パルスのパルス幅を測定する実験の結果について説明する。図２は、第１実施例の光増幅器１から出力される光パルスのパルス幅を測定する実験を行ったときの光増幅器１の状態を示す表である。図３は、第１実施例の光増幅器１から出力される光パルスのパルス幅を測定する実験を行ったときの第１励起レーザ１１２の特性を示す表である。図４は、第１実施例の光増幅器１から出力される光パルスのパルス幅を測定する実験を行ったときの第２励起レーザ１１３の特性を示す表である。図５は、第１実施例の光増幅器１から出力される光パルスのパルス幅を測定する実験の結果を示す表である。図６は、パルス幅が最小となったときの光パルスの波形を示すグラフである。
　第１実施例の光増幅器１から出力される光パルスのパワー及びパルス幅を測定する実験は、図２から図４に示す状態で行われた。
　具体的には、図２に示すように、パルスレーザ１１１は、中心波長が１５５０ｎｍであり、平均パワーが５．５ｍＷであり且つパルス幅が５００ｆｓとなる光パルスを、５０ＭＨｚの繰り返し周波数で出力した。また、第１励起レーザ１１２は、中心波長が９７５ｎｍとなる第１励起光を出力した。また、第２励起レーザ１１３は、中心波長が９７５ｎｍとなる第２励起光を出力した。また、正分散希土類添加光ファイバ１３４として、１ｍの長さを有するＦｉｂｅｒＣｏｒｅ製のエルビウムドープファイバ（型番：ＤＨＢ１５００）が用いられた。また、負分散希土類添加光ファイバ１３５として、２．５ｍの長さを有するＮｕｆｅｒｎ製のエルビウムドープファイバ（型番：ＰＭ－ＥＳＦ－７／１２５）が用いられた。また、第１励起レーザ１１２として、図３に示す特性（電流－パワー特性：Ｉ－Ｐ特性）を有するレーザ光源が用いられた。また、第２励起レーザ１１３として、図４に示す特性（電流－パワー特性：Ｉ－Ｐ特性）を有するレーザ光源が用いられた。
　このような状態の光増幅器１において、光増幅器１から出力される光パルスの平均パワーが８０ｍＷとなるように第１励起光のパワー及び第２励起光のパワーの夫々を調整しながら、光増幅器１から出力される光パルスの幅が測定された。測定結果は、図５に示されている。図５に示すように、第１励起光の電流値が１００ｍＡであり且つ第２励起光の電流値が９９５ｍＡである場合には、光増幅器１から出力される光パルスの幅が１０７．３ｆｓとなった。第１励起光の電流値が３００ｍＡであり且つ第２励起光の電流値が９４０ｍＡである場合には、光増幅器１から出力される光パルスの幅が８６．４ｆｓとなった。第１励起光の電流値が５００ｍＡであり且つ第２励起光の電流値が９００ｍＡである場合には、光増幅器１から出力される光パルスの幅が７９．０ｆｓとなった。第１励起光の電流値が７００ｍＡであり且つ第２励起光の電流値が８６８ｍＡである場合には、光増幅器１から出力される光パルスの幅が９５．４ｆｓとなった。この実験結果によれば、第１励起光の電流値が５００ｍＡであり且つ第２励起光の電流値が９００ｍＡである場合に、光増幅器１から出力される光パルスのパルス幅が最小値となった。尚、光パルスのパルス幅が最小値となった場合の光パルスをＦＥＭＴＯＣＨＲＯＭＥ社製のオートコリレータ（型番：ＦＴ１０３－ＭＮ）で測定した波形が、図６に示されている。
　尚、図５は、光増幅器１から出力される光パルスの平均パワーが一定値（つまり、８０ｍＷ）となるように第１励起光のパワー及び第２励起光のパワーの夫々を調整した場合の実験結果を示している。しかしながら、光増幅器１は、第１励起光のパワー及び第２励起光のパワーの夫々を調整することで、光パルスのパルス幅のみならず、光パワーのパワーをも調整することができることは上述した通りである。
　（２）第２実施例
　はじめに、図７から図１０を参照しながら、第２実施例の光増幅器２について説明する。尚、第１実施例の光増幅器１と同一の構成については、同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
　（２－１）光増幅器の構成
　はじめに、図７を参照しながら、第２実施例の光増幅器２の構成について説明する。図７は、第２実施例の光増幅器２の構成を示すブロック図である。
　図７に示すように、第２実施例の光増幅器２は、第１実施例の光増幅器１と同様に、パルスレーザ１１１と、第１励起レーザ１１２と、第２励起レーザ１１３と、フォトカプラ１２１と、フォトカプラ１２２と、シングルモード光ファイバ１３１と、シングルモード光ファイバ１３２と、シングルモード光ファイバ１３３と、正分散希土類添加光ファイバ１３４と、負分散希土類添加光ファイバ１３５と、シングルモード光ファイバ１３６と、シングルモード光ファイバ１３７と、シングルモード光ファイバ１３８とを備えている。
　第２実施例の光増幅器２は更に、シングルモード光ファイバ２３１を備えている。シングルモード光ファイバ２３１は、シングルモード光ファイバ１３８と光増幅器２の出力端との間に配置されている。シングルモード光ファイバ２３１は、主として、光増幅器２における光パルスのパルス幅を更に圧縮すると共に、光増幅器２における光パルスの伝送距離を相対的に長くするために設けられている。
　このような第２実施例の光増幅器２は、第１実施例の光増幅器１と同様に、第１励起光及び第２励起光の夫々のパワーを適宜調整することで、所望のパワー及び所望のパルス幅の少なくとも一方を有する光パルスを出力することができる。
　（１－２）実験結果
　続いて、図８から図１０を参照して、第２実施例の光増幅器２から出力される光パルスのパルス幅を測定する実験の結果について説明する。図８は、第２実施例の光増幅器２から出力される光パルスのパルス幅を測定する実験を行ったときの光増幅器２の状態を示す表である。図９は、第２実施例の光増幅器２から出力される光パルスのパルス幅を測定する実験の結果を示す表である。図１０は、パルス幅が最小となったときの光パルスの波形の測定結果を示すグラフである。
　第１実施例の光増幅器１から出力される光パルスのパワー及びパルス幅を測定する実験は、図８に示す状態で行われた。
　具体的には、図８に示すように、シングルモード光ファイバ２３１として、２．７５ｍの長さを有するＣｏｒｎｉｎｇ製のシングルモード光ファイバ（型番：ＳＭＦ２８）が用いられた。尚、パルスレーザ１１１、第１励起レーザ１１２、第２励起レーザ１１３、正分散希土類添加光ファイバ１３４及び負分散希土類添加光ファイバ１３５は、第１実施例の光増幅器１から出力される光パルスのパルス幅が測定されたときの状態（図２参照）と同一である。また、第１励起レーザ１１２の特性及び第２励起レーザ１１３の特性もまた、第１実施例の光増幅器１から出力される光パルスのパルス幅が測定されたときの特性（図３及び図４参照）と同一である。
　このような状態の光増幅器２において、光増幅器１から出力される光パルスの平均パワーが８０ｍＷとなるように第１励起光のパワー及び第２励起光のパワーの夫々を調整しながら、光増幅器２から出力される光パルスの幅が測定された。測定結果は、図９に示されている。図９に示すように、第１励起光の電流値が０ｍＡであり且つ第２励起光の電流値が８４０ｍＡである場合には、光増幅器２から出力される光パルスの幅が１５２．０ｆｓとなった。第１励起光の電流値が３００ｍＡであり且つ第２励起光の電流値が７６５ｍＡである場合には、光増幅器１から出力される光パルスの幅が１３５．６ｆｓとなった。第１励起光の電流値が７００ｍＡであり且つ第２励起光の電流値が７０５ｍＡである場合には、光増幅器２から出力される光パルスの幅が１２３．７ｆｓとなった。この実験結果によれば、第１励起光の電流値が７００ｍＡであり且つ第２励起光の電流値が７０５ｍＡである場合に、光増幅器２から出力される光パルスのパルス幅が最小値となった。尚、光パルスのパルス幅が最小値となった場合の光パルスをＦＥＭＴＯＣＨＲＯＭＥ社製のオートコリレータ（型番：ＦＴ１０３－ＭＮ）で測定した波形が、図１０に示されている。
　尚、本発明は、請求の範囲及び明細書全体から読み取るこのできる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う光増幅器もまた本発明の技術思想に含まれる。
　１、２　光増幅器
　１１１　パルスレーザ
　１１２　第１励起レーザ
　１１３　第２励起レーザ
　１２１、１２２　フォトカプラ
　１３１　シングルモード光ファイバ
　１３２　シングルモード光ファイバ
　１３３　シングルモード光ファイバ
　１３４　正分散希土類添加光ファイバ
　１３５　負分散希土類添加光ファイバ
　１３６　シングルモード光ファイバ
　１３７　シングルモード光ファイバ
　１３８　シングルモード光ファイバ
　２３１　シングルモード光ファイバ

Claims (6)

  1. 　光源から出力される光パルスが入力される光ファイバと、
    　前記光ファイバに対して、前記光パルスを増幅するための励起光を供給する励起光源と
    　を備えており、
    　前記光ファイバは、(i)正分散を有する第１光ファイバと、(ii)当該第１光ファイバに直列に接続された負分散を有する第２光ファイバとを含み、
    　前記励起光源は、(i)前記第１光ファイバにおける前記光パルスの増幅率を主として調整するための第１励起光を、当該第１励起光のパワーを調整しながら少なくとも前記第１光ファイバに供給する第１励起光源と、(ii)前記第２光ファイバにおける前記光パルスの増幅率を主として調整するための第２励起光を、当該第２励起光のパワーを調整しながら少なくとも前記第２光ファイバに供給する第２励起光源とを含む
    　ことを特徴とする光増幅器。
  2. 　前記第１励起光源は、前記光ファイバから出力される前記光パルスが所望のパルス幅を有するように、前記第１励起光のパワーを調整し、
    　前記第２励起光源は、前記光ファイバから出力される前記光パルスが前記所望のパルス幅を有するように、前記第２励起光のパワーを調整することを特徴とする請求項１に記載の光増幅器。
  3. 　前記第１励起光源は、前記光ファイバから出力される前記光パルスのパルス幅が最小値となるように、前記第１励起光のパワーを調整し、
    　前記第２励起光源は、前記光ファイバから出力される前記光パルスのパルス幅が最小値となるように、前記第２励起光のパワーを調整することを特徴とする請求項１に記載の光増幅器。
  4. 　前記第１励起光源は、前記光ファイバから出力される前記光パルスが所望のパワーを有するように、前記第１励起光のパワーを調整し、
    　前記第２励起光源は、前記光ファイバから出力される前記光パルスが前記所望のパワーを有するように、前記第２励起光のパワーを調整することを特徴とする請求項１に記載の光増幅器。
  5. 　前記光ファイバは、希土類元素添加光ファイバであることを特徴とする請求項１に記載の光増幅器。
  6. 　前記光ファイバは、エルビウム添加光ファイバであることを特徴とする請求項１に記載の光増幅器。
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