JP3897988B2 - 短波長多波長短パルス光生成装置 - Google Patents

Description

【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２０００−１０５３９４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）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】
（２）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負分散光ファイバと、この負分散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、それぞれ異なる波長において第２高調波を生成するように調整されている非線形光学素子とを備え、前記負分散光ファイバからの出力光の波長を時間的に変化するように調整し、前記非線形光学素子において波長が結晶の特性と一致したときのみ第２高調波を生成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〕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強度を調整する光強度調整器と、この光強度調整器からの入射パルスが入射される負分散光ファイバと、この負分散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、それぞれ異なる波長において第２高調波を生成するように調整されてい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、この光結合器に接続される単一の光出力ファイバと、を備え、前記光強度調整器の調整により、前記単一の光出力ファイバから時間的に異なる波長の第２高調波を出力することを特徴とする。
【００１０】
【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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
光ファイバ長が２２０ｍの時では、１．５６〜１．７５μｍ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。
【００１７】
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。
【００１８】
ここでは、自己相関波形は理想的なｓｅｃｈ２型に対応するものになっている。光ファイバ長が２２０ｍのとき、約３００ｆｓのパルス光が得られる。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
【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。
【００２６】
（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。
【００２７】
（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

Claims (3)

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負分散光ファイバと、
   （ｄ）該負分散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、それぞれ異なる波長において第２高調波を生成するように調整されている非線形光学素子とを備え、
   （ｆ）前記負分散光ファイバからの出力光の波長を時間的に変化するように調整し、前記非線形光学素子において波長が結晶の特性と一致したときのみ第２高調波を生成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. （ａ）短パルス光源と、
   （ｂ）該短パルス光源からの光の強度を調整する光強度調整器と、
   （ｃ）該光強度調整器からの入射パルスが入射される負分散光ファイバと、
   （ｄ）該負分散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、それぞれ異なる波長において第２高調波を生成するように調整されてい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、
   （ｇ）該光結合器に接続される単一の光出力ファイバと、
   を備え、
   （ｈ）前記光強度調整器の調整により、前記単一の光出力ファイバから時間的に異なる波長の第２高調波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。

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