JP2012159546A - 光パルス圧縮装置および光パルス圧縮方法 - Google Patents
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Abstract
パルスの振幅と位相をフィードバック系により操作することで所望形状のパルス波形を形成するパルス圧縮技術を提供する。
【解決手段】
光パルス圧縮装置1は、周波数コム光発生装置11と、光パルスシンセサイザ12と、光増幅器13と、帯域拡大用光ファイバー141,分散補償用光ファイバー142とからなる光ファイバーモジュール14と、光ファイバーモジュール14からの光パルスPを入射して、光パルスPの波形を測定して、実測波形データDwavを生成する光パルス波形測定装置15と、光パルスPのスペクトルを測定して、実測スペクトルデータDspcを生成する光スペクトラムアナライザ16と、光パルスシンセサイザ12に振幅フィードバック制御信号SAと位相フィードバック制御信号SPを送出する光パルスシンセサイザ制御部とを備える。
【選択図】 図1
Description
図7に示される光周波数コム発生装置8(特許文献1の図6に対応する)は、レーザ81と、RF信号発生器821を備えた種コム発生部82と、光パルス生成部83と、RF信号発生器840を備えた位相変調器(パルス圧縮部)84と、光増幅器85と、光ファイバー86と、パルス波形測定器88を備えている。
また、図8に示される光周波数コム発生装置8′(特許文献1の図5に対応する)は、レーザ81と、RF信号発生器821を備えた種コム発生部82と、光パルス生成部83と、第1の光増幅器851と、第1の光ファイバー841と、第2の光増幅器85と、第2の光ファイバー86と、光スペクトラムアナライザ87を備えている。
光周波数コム発生装置8,8′では、測定結果を、光パルス生成部83にフィードバックすることで、GHzオーダのコム間隔周波数をもつ広帯域(たとえば、10〜100THz)の光周波数コムを低コストで生成し、かつ周波数間隔とスペクトル形状を可変にでき、絶対周波数確度を高くすることができる
(1)
周波数コム光FCを生成する周波数コム光発生装置と、
前記周波数コム光FCを入射し、コム光成分(コム光の周波数成分)ごとに位相変調および振幅変調して、当該位相変調および振幅変調したコム光成分からなる光パルスPを出射する光パルスシンセサイザと、
前記光パルスシンセサイザからの光パルスPを増幅する光増幅器と、
帯域拡大用光ファイバーと分散補償用光ファイバーとからなり(直列接続からなり)、前記光増幅器により増幅された光パルスPを入射し、当該光パルスPの周波数帯域を拡大するとともに、前記光パルスPの分散を補償する光ファイバーモジュールと、
を備え、前記光ファイバーモジュールからの光パルスPを信号光として出射する光パルス圧縮装置であって、
さらに、
前記光ファイバーモジュールからの光パルスPを入射して、当該光パルスPの波形を測定して、実測波形データDwavを生成する光パルス波形測定装置と、
前記光ファイバーモジュールからの光パルスPを入射して、当該光パルスPのスペクトルを測定して、実測スペクトルデータDspcを生成する光スペクトラムアナライザと、
光パルスPの目標波形データD* wavおよび目標スペクトルデータD* spcを記憶する目標データ記憶装置と、
前記目標波形データD* wavと前記光パルスPの実測波形データDwavとの差分、および前記目標スペクトルデータD* spcと前記実測スペクトルデータDspcとの差分を、繰り返し検出しつつ、前記光パルスシンセサイザにフィードバックするべき前記振幅フィードバック制御信号SAおよび位相フィードバック制御信号SPを生成し、前記差分がゼロになるように前記光パルスシンセサイザを制御する光パルスシンセサイザ制御部と、
を備えたことを特徴とする光パルス圧縮装置。
前記光パルスシンセサイザ制御部は、遺伝的アルゴリズムに基づき前記振幅フィードバック制御信号および位相フィードバック制御信号を生成することを特徴とする(1)に記載の光パルス圧縮装置。
1540〜1560nmの波長域において、帯域拡大用光ファイバーの特性が非線形定数10W/km以上かつ分散値1ps・nm-1・km-1以下であり、分散補償用光ファイバーの特性が、非線形定数2W/km以下かつ分散値10ps・nm-1・km-1以上であることを特長とする(1)または(2)に記載の光パルス圧縮装置。
光周波数コム発生装置が、単一周波数レーザと、マイクロ波発生器によりコム間隔の設定が可能な光コム発生器とからなることを特徴とする(1)から(3)の何れかに記載の光パルス圧縮装置。
(5)
光パルスシンセサイザに周波数コム光FCを入射し、コム光成分(コム光の周波数成分)ごとに位相変調および振幅変調して、当該位相変調および振幅変調したコム光成分からなる光パルスPを出射するステップと、
前記光パルスシンセサイザからの光パルスPを増幅するステップ、
前記光増幅器により増幅された光パルスPを、帯域拡大用光ファイバーおよび分散補償用光ファイバーからなる光ファイバーモジュールに導入することで、前記光パルスPの周波数帯域を拡大するとともに分散を補償し、
前記帯域を拡大し分散が補償された光パルスPを信号光として出射する光パルス圧縮方法であって、
さらに、
前記帯域が拡大し分散が補償された光パルスPを入射して、当該光パルスPの波形を測定し実測波形データDwavを生成するステップと、
前記帯域が拡大し分散が補償された光パルスPを入射して、当該光パルスPのスペクトルを測定し実測スペクトルデータDspcを生成するステップと、
光パルスPの目標波形データD* wavおよび目標スペクトルデータD* spcを予め記憶するステップと、
前記目標波形データD* wavと前記光パルスPの実測波形データDwavとの差分、および前記目標スペクトルデータD* spcと前記実測スペクトルデータDspcとの差分を、繰り返し検出しつつ、前記光パルスシンセサイザにフィードバックするべき前記振幅フィードバック制御信号SAおよび位相フィードバック制御信号SPを生成し、前記各差分がゼロになるように前記光パルスシンセサイザを制御するステップと、
を備えたことを特徴とする光パルス圧縮方法。
光パルスシンセサイザを制御するステップでは、遺伝的アルゴリズムに基づき前記振幅フィードバック制御信号および位相フィードバック制御信号を生成することを特徴とする(5)に記載の光パルス圧縮方法。
1540〜1560nmの波長域において、帯域拡大用光ファイバーの特性が非線形定数10W/km以上かつ分散値1ps・nm-1・km-1以下であり、分散補償用光ファイバーの特性が、非線形定数2W/km以下かつ分散値10ps・nm-1・km-1以上であることを特長とする(5)または(6)に記載の光パルス圧縮方法。
ペデスタル雑音の抑制(1桁以上小さくする)・制御が可能となる。
中心周波数可変の超短パルスが生成可能となる。
繰り返し間隔可変の超短パルスが生成可能となる。
パルス幅が可変となる。
8,8′ 光周波数コム発生装置
11 周波数コム光発生装置
12 光パルスシンセサイザ
13 光増幅器
14 光ファイバーモジュール
15 光パルス波形測定装置
16 光スペクトラムアナライザ
17 目標データ記憶装置
18 光パルスシンセサイザ制御部
81 レーザ
82 種コム発生部
83 光パルス生成部
84 位相変調器
85 光増幅器,第2の光増幅器
86 光ファイバー,第2の光ファイバー
87 光スペクトラムアナライザ
88 パルス波形測定器
111 単一周波数レーザ
112 光コム発生器
113 マイクロ波発生器
121 光回路
122 電流制御器
141 帯域拡大用光ファイバー
142 分散補償用光ファイバー
821,840 RF信号発生器
841 第1の光ファイバー
851 第1の光増幅器
1211 AWG
1212 振幅変調部
1213 位相変調部
1214 ミラー
Dspc 実測スペクトルデータ
Dwav 実測波形データ
D* spc 目標スペクトルデータ
D* wav 目標波形データ
FC 周波数コム光
G 光導波路群
P 光パルス
SA 振幅フィードバック制御信号
SP 位相フィードバック制御信号
Claims (7)
- 周波数コム光FCを生成する周波数コム光発生装置と、
前記周波数コム光FCを入射し、コム光成分(コム光の周波数成分)ごとに位相変調および振幅変調して、当該位相変調および振幅変調したコム光成分からなる光パルスPを出射する光パルスシンセサイザと、
前記光パルスシンセサイザからの光パルスPを増幅する光増幅器と、
帯域拡大用光ファイバーと分散補償用光ファイバーとからなり(直列接続からなり)、前記光増幅器により増幅された光パルスPを入射し、当該光パルスPの周波数帯域を拡大するとともに、前記光パルスPの分散を補償する光ファイバーモジュールと、
を備え、前記光ファイバーモジュールからの光パルスPを信号光として出射する光パルス圧縮装置であって、
さらに、
前記光ファイバーモジュールからの光パルスPを入射して、当該光パルスPの波形を測定して、実測波形データDwavを生成する光パルス波形測定装置と、
前記光ファイバーモジュールからの光パルスPを入射して、当該光パルスPのスペクトルを測定して、実測スペクトルデータDspcを生成する光スペクトラムアナライザと、
光パルスPの目標波形データD* wavおよび目標スペクトルデータD* spcを記憶する目標データ記憶装置と、
前記目標波形データD* wavと前記光パルスPの実測波形データDwavとの差分、および前記目標スペクトルデータD* spcと前記実測スペクトルデータDspcとの差分を、繰り返し検出しつつ、前記光パルスシンセサイザにフィードバックするべき前記振幅フィードバック制御信号SAおよび位相フィードバック制御信号SPを生成し、前記差分がゼロになるように前記光パルスシンセサイザを制御する光パルスシンセサイザ制御部と、
を備えたことを特徴とする光パルス圧縮装置。 - 前記光パルスシンセサイザ制御部は、遺伝的アルゴリズムに基づき前記振幅フィードバック制御信号および位相フィードバック制御信号を生成することを特徴とする請求項1に記載の光パルス圧縮装置。
- 1540〜1560nmの波長域において、帯域拡大用光ファイバーの特性が非線形定数10W/km以上かつ分散値1ps・nm-1・km-1以下であり、分散補償用光ファイバーの特性が、非線形定数2W/km以下かつ分散値10ps・nm-1・km-1以上であることを特長とする請求項1または2に記載の光パルス圧縮装置。
- 光周波数コム発生装置が、単一周波数レーザと、マイクロ波発生器によりコム間隔の設定が可能な光コム発生器とからなることを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の光パルス圧縮装置。
- 光パルスシンセサイザに周波数コム光FCを入射し、コム光成分(コム光の周波数成分)ごとに位相変調および振幅変調して、当該位相変調および振幅変調したコム光成分からなる光パルスPを出射するステップと、
前記光パルスシンセサイザからの光パルスPを増幅するステップ、
前記光増幅器により増幅された光パルスPを、帯域拡大用光ファイバーおよび分散補償用光ファイバーからなる光ファイバーモジュールに導入することで、前記光パルスPの周波数帯域を拡大するとともに分散を補償し、
前記帯域を拡大し分散が補償された光パルスPを信号光として出射する光パルス圧縮方法であって、
さらに、
前記帯域が拡大し分散が補償された光パルスPを入射して、当該光パルスPの波形を測定し実測波形データDwavを生成するステップと、
前記帯域が拡大し分散が補償された光パルスPを入射して、当該光パルスPのスペクトルを測定し実測スペクトルデータDspcを生成するステップと、
光パルスPの目標波形データD* wavおよび目標スペクトルデータD* spcを予め記憶するステップと、
前記目標波形データD* wavと前記光パルスPの実測波形データDwavとの差分、および前記目標スペクトルデータD* spcと前記実測スペクトルデータDspcとの差分を、繰り返し検出しつつ、前記光パルスシンセサイザにフィードバックするべき前記振幅フィードバック制御信号SAおよび位相フィードバック制御信号SPを生成し、前記各差分がゼロになるように前記光パルスシンセサイザを制御するステップと、
を備えたことを特徴とする光パルス圧縮方法。 - 光パルスシンセサイザを制御するステップでは、遺伝的アルゴリズムに基づき前記振幅フィードバック制御信号および位相フィードバック制御信号を生成することを特徴とする請求項5に記載の光パルス圧縮方法。
- 1540〜1560nmの波長域において、帯域拡大用光ファイバーの特性が非線形定数10W/km以上かつ分散値1ps・nm-1・km-1以下であり、分散補償用光ファイバーの特性が、非線形定数2W/km以下かつ分散値10ps・nm-1・km-1以上であることを特長とする請求項5または6に記載の光パルス圧縮方法。
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