JP2002287189A - 短波長多波長短パルス光生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １本の光ファイバで波長が異なる複数の第２
高調波を得ることができ、また、時間的に異なる波長の
パルス光を単一の光ファイバから得ることができる短波
長多波長短パルス光生成装置を提供する。 【解決手段】 短パルス光源（１）と、この短パルス光
源（１）からの光の特性を調整する光特性調整器（２）
と、この光特性調整器（２）からの入射パルスが入射さ
れる光ファイバ（４）と、この光ファイバ（４）からの
出力光を分岐する光分岐器（５）と、この光分岐器
（５）からの出力光を結合し、この出力光の波長を変換
する非線形光学素子（６）とを備え、複数の異なる波長
の短パルス光（７Ａ）を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、短波長多波長短パ
ルス光生成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、本発明者等は、既に、特開２００
０−１０５３９４において、光の強度を変化させるだけ
で、波長を変化させることのできる波長可変短パルス光
生成装置を開発した。

【０００３】この波長可変短パルス光生成装置では、光
ファイバを用いて励起光波長から波長が連続的にシフト
するパルス光を生成することができた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の波長可変短パルス光生成装置では、 １本の光ファイバで波長が異なる複数の第２高調波を
得ることはできなかった。

【０００５】時間的に異なる波長のパルス光を単一の
光ファイバから得ることができなかった。

【０００６】本発明は、上記問題点を除去し、１本の光
ファイバで波長が異なる複数の第２高調波を得ることが
でき、また、時間的に異なる波長のパルス光を単一の光
ファイバから得ることができる短波長多波長短パルス光
生成装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕短波長多波長短パルス光生成装置において、短パ
ルス光源と、この短パルス光源からの光の特性を調整す
る光特性調整器と、この光特性調整器からの入射パルス
が入射される光ファイバと、この光ファイバからの出力
光を分岐する光分岐器と、この光分岐器からの出力光を
結合し、この出力光の波長を変換する非線形光学素子と
を備え、複数の異なる波長の短パルス光を出力すること
を特徴とする。

【０００８】〔２〕上記〔１〕記載の短波長多波長短パ
ルス光生成装置において、前記光特性調整器が電気的に
光強度を調整するようにした光強度変調器であることを
特徴とする。

【０００９】〔３〕上記〔２〕記載の短波長多波長短パ
ルス光生成装置において、前記光強度変調器が時間的に
周期的な信号を発生する発振器に接続され、時間的に周
期的に異なる波長の短パルス光を発生するようにしたこ
とを特徴とする。

【００１０】〔４〕上記〔１〕記載の短波長多波長短パ
ルス光生成装置において、前記非線形光学素子がそれぞ
れ異なる波長で第２高調波を生成するよう調整すること
を特徴とする。

【００１１】〔５〕短波長多波長短パルス光生成装置に
おいて、短パルス光源と、この短パルス光源からの光の
特性を調整する光特性調整器と、この光特性調整器から
の入射パルスが入射される光ファイバと、この光ファイ
バからの出力光を分岐する光分岐器と、この光分岐器か
らの出力光を結合し、この出力光の波長を変換する非線
形光学素子と、この非線形光学素子の出力光を結合する
光結合器とを備え、複数の異なる波長の短パルス光を単
一の光路から出力することを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。

【００１３】図１は本発明の第１実施例を示す短波長多
波長短パルス光生成装置の構成図である。

【００１４】この図において、１は短パルス光源として
の超短パルスレーザー、２はその超短パルスレーザー１
からの出力光を受ける光特性調整器としての光強度変調
器、３はその光強度変調器２に接続されるコントロー
ラ、４は光強度変調器２に接続される負分散光ファイ
バ、５は負分散光ファイバ４に接続される光分岐器、６
は光分岐器５に接続される非線形結晶（非線形光学素
子）、７Ａは非線形結晶６の出力光であり、第２高調波
８Ａが重畳している。なお、この出力光７Ａは波長フィ
ルタ（図示なし）を通して、第２高調波８Ａを出力光と
して取り出すようにしてもよい。

【００１５】この図において、超短パルスレーザー１か
らの出力光１Ａは光強度変調器２により電気的に透過光
強度を変化させる。光強度変調器２の出力は負分散可変
光ファイバ４に入射され、負分散光ファイバ４の非線形
光学効果によって、波長可変超短パルス光（負分散光フ
ァイバ出力）４Ａが生成される。この負分散光ファイバ
４の出力光である波長超短パルス光４Ａは、光分岐器５
によって複数のパルス光に分岐され、非線形結晶６に入
射される。各非線形結晶６は、それぞれ異なる波長にお
いて第２高調波が効率よく生成されるよう調整されてい
る。よって、負分散光ファイバ４の波長可変超短パルス
光４Ａの波長を時間的に変化するよう調整すると、各非
線形結晶６において波長が結晶の特性と一致したときの
み出力光７Ａである第２高調波パルス光が生成される。

【００１６】図２は本発明の第１実施例による光強度変
調後の光ファイバの出力における光スペクトルの測定結
果を表している。

【００１７】ここでは、負分散光ファイバ４の出力の波
長可変超短パルス光４Ａの波長は、時間的に周期的に変
化する。また、生成される出力光７Ａのスペクトル波形
はｓｅｃｈ２型になっている。

【００１８】光ファイバ長が２２０ｍの時では、１．５
６〜１．７５μｍ以上の広帯域に渡ってソリトンパルス
が生成される。これまで、最大２．０３μｍまでの波長
シフトが観測されている。

【００１９】図３は本発明の第１実施例による光ファイ
バの出力において観測されたソリトンパルスの時間波形
の自己相関波形を表している。

【００２０】ここでは、自己相関波形は理想的なｓｅｃ
ｈ２型に対応するものになっている。光ファイバ長が２
２０ｍのとき、約３００ｆｓのパルス光が得られる。

【００２１】図４は本発明の第２実施例を示す短波長多
波長短パルス光生成装置の構成図である。

【００２２】この図において、１１は短パルス光源とし
ての超短パルスレーザー、１２はその超短パルスレーザ
ー１１からの出力光１１Ａを受ける光特性調整器として
の光強度変調器、１３はその光強度変調器１２に接続さ
れるコントローラ、１４は光強度変調器１２に接続され
る負分散光ファイバ、１４Ａは波長可変超短パルス光
（負分散光ファイバ出力）、１５は光分岐器、１６は非
線形結晶、１７は光結合器、１８は光ファイバ、１９は
波長フィルタ、２０は単一の光出力ファイバである。

【００２３】この実施例では、第１実施例の短波長多波
長短パルス光生成装置の構成に加え、各非線形結晶１６
の出力光１６Ａを光結合器１７で結合し、一つの光ファ
イバ１８から全ての出力光１７Ａが取れるようにする。
光ファイバ１８の出力側には波長フィルタ１９を設置す
る。このとき、光強度変調器１２の調整によって、時間
的に異なる波長のパルス出力光（第２高調波）１９Ａを
単一の光出力ファイバ２０の出力から得ることができ
る。

【００２４】図５は本発明の第２実施例における出力光
の光スペクトルの観測結果を表している。

【００２５】この図から明らかなように、非線形結晶は
波長８１２ｎｍ、８３３ｎｍ、８６３ｎｍにおいて第２
高調波を効率よく生成するように設計されている。ま
た、光ファイバ１８の出力において、３つの異なる波長
の超短パルス光１７Ａが生成されている。

【００２６】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。

【００２７】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。

【００２８】（Ａ）励起光源から出力されるパルス光を
光強度変調器において透過光強度を変化させた後、負分
散の光ファイバに入れ、その後光分岐器にて複数のパル
ス光に分岐し、非線形結晶に入射する。各非線形結晶の
出力は、それぞれ異なる波長において、第２高調波が効
率よく生成されるように調整されているので、波長が結
晶の特性と一致したときのみ第２高調波パルス光を生成
することができる。

【００２９】（Ｂ）上記（Ａ）の構成の後に、光結合器
を入れることにより一つの光ファイバから全ての出力を
取り出すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す短波長多波長短パル
ス光生成装置の構成図である。

【図２】本発明の第１実施例による光ファイバの光強度
変調後の光ファイバの出力における光スペクトルの測定
結果を示す図である。

【図３】本発明の第１実施例による光ファイバの出力に
おいて観測されたソリトンパルスの時間波形の自己相関
波形を示す図である。

【図４】本発明の第２実施例を示す短波長多波長短パル
ス光生成装置の構成図である。

【図５】本発明の第２実施例における出力光の光スペク
トルの観測結果を表す図である。

【符号の説明】

１，１１ 超短パルスレーザー（短パルス光源） １Ａ，１１Ａ 超短パルスレーザーからの出力光 ２，１２ 光強度変調器（光特性調整器） ３，１３ コントローラ ４，１４ 負分散光ファイバ ４Ａ，１４Ａ 負分散光ファイバ出力（波長可変超短
パルス光） ５，１５ 光分岐器 ６，１６ 非線形結晶（非線形光学素子） ７Ａ，１６Ａ 非線形結晶の出力光 ８Ａ，１９Ａ 第２高調波（パルス出力光） １７ 光結合器 １７Ａ 一つの光ファイバからの出力光 １８ 光ファイバ １９ 波長フィルタ １９Ａ パルス出力光（第２高調波） ２０ 単一の光出力ファイバ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2K002 AB12 AB32 BA02 DA10 GA10 HA13 HA20 HA25

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）短パルス光源と、（ｂ）該短パルス
   光源からの光の特性を調整する光特性調整器と、（ｃ）
   該光特性調整器からの入射パルスが入射される光ファイ
   バと、（ｄ）該光ファイバからの出力光を分岐する光分
   岐器と、（ｅ）該光分岐器からの出力光を結合し、該出
   力光の波長を変換する非線形光学素子とを備え、（ｆ）
   複数の異なる波長の短パルス光を出力することを特徴と
   する短波長多波長短パルス光生成装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の短波長多波長短パルス光
   生成装置において、前記光特性調整器が電気的に光強度
   を調整するようにした光強度変調器であることを特徴と
   する短波長多波長短パルス光生成装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の短波長多波長短パルス光
   生成装置において、前記光強度変調器が時間的に周期的
   な信号を発生する発振器に接続され、時間的に周期的に
   異なる波長の短パルス光を発生するようにしたことを特
   徴とする短波長多波長短パルス光生成装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の短波長多波長短パルス光
   生成装置において、前記非線形光学素子がそれぞれ異な
   る波長で第２高調波を生成するよう調整することを特徴
   とする短波長多波長短パルス光生成装置。
5. 【請求項５】（ａ）短パルス光源と、（ｂ）該短パルス
   光源からの光の特性を調整する光特性調整器と、（ｃ）
   該光特性調整器からの入射パルスが入射される光ファイ
   バと、（ｄ）該光ファイバからの出力光を分岐する光分
   岐器と、（ｅ）該光分岐器からの出力光を結合し、該出
   力光の波長を変換する非線形光学素子と、（ｆ）該非線
   形光学素子の出力光を結合する光結合器とを備え、
   （ｇ）複数の異なる波長の短パルス光を単一の光路から
   出力することを特徴とする短波長多波長短パルス光生成
   装置。