JP2765551B2 - レーザ増幅装置とその使用方法および実時間光計測装置とその使用方法 - Google Patents

レーザ増幅装置とその使用方法および実時間光計測装置とその使用方法

Info

Publication number
JP2765551B2
JP2765551B2 JP1882096A JP1882096A JP2765551B2 JP 2765551 B2 JP2765551 B2 JP 2765551B2 JP 1882096 A JP1882096 A JP 1882096A JP 1882096 A JP1882096 A JP 1882096A JP 2765551 B2 JP2765551 B2 JP 2765551B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
light
real
gate element
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1882096A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH09211510A (ja
Inventor
弘之 横山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP1882096A priority Critical patent/JP2765551B2/ja
Publication of JPH09211510A publication Critical patent/JPH09211510A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2765551B2 publication Critical patent/JP2765551B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信、光情報処
理、光計測に有用な超高速繰り返しの超短光パルス列
を、増幅によって高出力化し、また実時間計測する装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、超高速の光通信、光情報処理の基
本技術として、数ps以下の時間幅と数GHzから百G
Hzを越える繰り返し周波数を有する光パルス列を発生
させる技術開発の要求が高まっている。高速光パルスを
発生させる光オシレータの1つとして、モード同期動作
する半導体レーザが挙げられる。
【0003】超高速光パルス列を発生するデバイスの評
価測定に関しては、通常、PINダイオードとサンプリ
ングオシロスコープを組み合わせて測定する方法やシン
クロスキャンストリークカメラにより測定する方法が用
いられる。PINダイオードとサンプリングオシロスコ
ープの組み合わせでは10ps程度の分解能でサンプリ
ング測定を行うことができ、シンクロスキャンストリー
クカメラでは数psの分解能でサンプリング測定を行う
ことができる。
【0004】しかし、上記のいずれの測定系において
も、トリガ周期が固定とされるので測定可能な光がトリ
ガ周期の整数倍の波長光に限定され、被評価デバイスは
マイクロ波、ミリ波の基準信号に同期したものに制限さ
れる。また、多数の光パルスの積算、平均化によるサン
プリング測定が行われるため、分解能が低下してしま
う。
【0005】第2高調波発生(SHG)や和周波発生
(SFG)による非線形相関法は、分解能や同期の間題
を回避できるが、半導体レーザの場合にはピークパワー
があまり大きくないため、1つの測定トレースを得るの
に比較的長時間を要する。
【0006】上記のSHG相関測定技術については、た
とえばチェン(Y.K.Chen)らによるジャーナル
オブカンタムエレクトロニクス IEEE J.Qua
ntum Electron.)誌の第28巻10号の
p.2176からp.2185にわたって掲載された論
文の中に述べられている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した多数の光パル
スの積算、平均化によるサンプリング測定の他の問題と
して、これらは真の意味での実時間測定ではないことが
挙げられる。したがって、平均化された計測情報は得ら
れるが、個々の光パルスの時間的な非対称性や、強度、
タイミングの揺らぎなどについての情報を得ることはで
きないという問題点がある。
【0008】真の実時間測定については今のところ単一
掃引ストリークカメラによる測定が唯一の手段である。
しかし、単一掃引ストリークカメラは1μmを超える波
長領域の光に対しては極めて低感度であり、直接観測す
ることはできない。単一掃引ストリークカメラでの測定
を可能にするためには、光パルスの非線形波長変換を行
う必要があるが、高効率に非線形波長変換を行うために
はなんらかの手段で光パルスを十分高出力に増幅する必
要がある。
【0009】近年、1.3μm帯域や1.5μm帯域で
の光ファイバ増幅器が注目されているが、これらの増幅
器を用いても通常は光パルスを非線形波長変換に十分な
パワーまで増幅することは困難である。したがって、や
はり実時間測定を行うことは困難であるという問題点が
ある。
【0010】本発明は、上述した従来の技術が有する問
題点に鑑みてなされたものであって、1μmを超える波
長領域の光を、容易に高出力に増幅する手段、ならびに
実時間計測する手段を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明によるレーザ増幅
装置は、入力されたレーザ光の通過状態を間欠的にスイ
ッチするための光ゲート素子と、前記光ゲート素子出力
を増幅する光ファイバレーザ増幅器と、を有することを
特徴とする。
【0012】上記のように構成されるレーザ増幅装置の
使用方法としては、前記光ゲート素子を1MHz以下の
繰返し周波数であり、かつ、100ns以下の時間幅で
間欠的にスイッチングすることが挙げられる。
【0013】本発明による実時間光計測装置は、入力さ
れたレーザ光の通過状態を間欠的にスイッチするための
光ゲート素子と、前記光ゲート素子出力を増幅する光フ
ァイバレーザ増幅器と、前記光ファイバレーザ増幅器出
力光を入力し、第2高調波を生成する非線形光学結晶
と、前記非線形光学結晶出力光を観測するストリークカ
メラと、前記光ゲート素子のスイッチングタイミングお
よびストリークカメラの動作タイミングを制御するタイ
ミング制御手段と、を有することを特徴とする。
【0014】この場合、前記非線形光学結晶出力とスト
リークカメラとの間に、第2高調波のみを通過させる変
換光透過フィルタを設けてもよい。
【0015】上記のように構成される実時間光計測装置
の使用方法としては、前記光ゲート素子を1MHz以下
の繰返し周波数であり、かつ、100ns以下の時間幅
で間欠的にスイッチングすることが挙げられる。
【0016】(作用)本発明は、光ファイバ増幅器への
被増幅光の入射を光ゲート素子により間欠的にすること
で、光ファイバ増幅器内のレーザ媒質の寿命に近い時間
分だけ蓄積されたエネルギーがゲート時間内の光パルス
増幅に費やされ、連続的入射による増幅の場合に比較し
て増幅後の光出力尖頭値を1桁以上大きくなる。
【0017】また、この手法により光信号をピークで数
十W以上のレベルまで増幅し、その光出力を高効率で第
2高調波に変換することで、単一掃引ストリークカメラ
が充分な感度を有する波長光に変換し、これによる測定
が可能となる。
【0018】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を参照して実施例を示す。図1は、本発明によるレー
ザ増幅装置およびこれを用いた実時間光計測装置の一実
施例の構成をを模式的に示す図である。
【0019】超高速光源1は1.5μm帯の波長の光を
出力する。超高速光源1の出力光は、第1レンズ2によ
ってコリメートされ、第1光アイソレータ3を通った後
に、第2レンズ4により光ゲート素子5に結合される。
光ゲート素子5はゲートパルス発生器21が出力するゲ
ートパルスによって駆動されるもので、該ゲートパルス
が出力されている時間だけ光を通す動作をする。
【0020】光ゲート素子5からの光出力は第3レンズ
6によりコリメートされ、第2光アイソレータ7を通っ
た後、第4レンズ8により光ファイバ増幅器9に結合さ
れる。光ファイバ増幅器9からの光出力は光ファイバ1
0によって、図面下方に示される計測系に導かれる。
【0021】光ファイバ10の光出力は第5レンズ11
によってコリメートされた後、第6レンズ12により非
線形結晶13に集光され、ここで第2高調波光が発生す
る。非線形結晶13からの光出力は第6レンズ14によ
ってコリメートされ、その後、変換光透過フィルタ15
を通過することによって第2高調波光のみが選択され、
第7レンズ16により単一掃引動作のストリークカメラ
41の受光部に入射する。
【0022】ストリークカメラ41のトリガとゲートパ
ルス発生器21のトリガは、タイミング制御器51によ
って適切なタイミングに設定される。
【0023】以上の構成の本実施例において、光ゲート
素子5として半導体レーザ増幅器を用いた。また、超高
速光源1には平均出力1mW、光パルス幅10ps、繰
り返し周波数10GHzのモード同期半導体レーザを使
用した。光ファイバ増幅器9にはエルビウム(Er)ド
ープ光ファイバを内蔵し、平均出力が約100mWのも
のを用いた。
【0024】10kHz程度までの繰り返し周波数で光
ゲート素子5を10ns程度のゲート時間幅で動作させ
ることにより、光ファイバ増幅器9からの光パルスの尖
頭値はおよそ100Wまで増幅され、非線形結晶13で
の第2高調波光への変換効率としては10-4程度が得ら
れる。変換光のピーク出力は約10mWで、ストリーク
カメラ41によって容易に観測することができる。
【0025】図2は比較例として従来より用いられてい
る光増幅系の構成を示す図であり、図1においては、超
高速光源1、第1レンズ2、第1光アイソレータ3、第
2レンズ4、光ゲート素子5、第3レンズ6、第2光ア
イソレータ7および光ファイバ増幅器9に相当するもの
である。
【0026】図2に示す光増幅系において、超高速光源
21からの光出力は集光光学系である第1レンズ22、
光アイソレータ23および第2レンズを介して光ファイ
バ増幅器29に入射され、連続的に増幅される。この構
成では、10GHzのモード同期半導体レーザのピーク
出力は増幅後に約1Wにしか達しない。また、変換効率
は約10-6であるために、変換光のピーク出力は約1μ
Wであり、ストリークカメラによる観測は不可能であ
る。
【0027】以上説明した本実施例においては、超高速
光源1にはモード同期半導体レーザを使用し、光ゲート
素子5には半導体レーザ増幅器を使用するとして説明し
たが、原理的な見地からこの組み合わせに限定されるこ
とはなく、利得スイッチ型の半導体レーザ等を超高速光
源1とし、光ゲート素子5には増幅作用のない光変調器
等を使用してもよいことは明らかである。
【0028】また、光ゲート素子のスイッチングについ
ては10KHzまでの繰返し周波数で10ns程度の時
間幅で動作させるものとして説明したが、1MHz以下
の繰返し周波数であり、かつ、100ns以下の時間幅
であれば充分な増幅作用を得ることができる。
【0029】さらに、光波長についてもErドープファ
イバの増幅帯域である1.55μm付近に限定されず、
例えば現状では、プラセオジム(Pr)ドープファイバ
が増幅作用を持つ1.3μm帯の波長でのレーザ増幅装
置および実時間光計測装置に本発明を適用してもよい。
【0030】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。
【0031】請求項1に記載のものにおいては、光ファ
イバ増幅器への被増幅光の入射を光ゲート素子により間
欠的にすることが可能となり、連続的入射による増幅の
場合に比較して増幅後の光出力尖頭値を1桁以上大きく
することができる効果がある。
【0032】請求項2に記載の方法においては、間欠的
入射による効果を確実に生じさせることができる効果が
ある。
【0033】請求項3に記載のものにおいては、請求項
1に記載の効果によって光信号を増幅し、その光出力を
高効率で第2高調波に変換することで、単一掃引ストリ
ークカメラが充分な感度を有する波長光に変換するため
に、単一掃引ストリークカメラの特性を用いた超短パル
スの実時間測定を行うことができる。
【0034】請求項4に記載のものにおいては、ストリ
ークカメラへの入射光に含まれる1次光が無くなり上記
効果に加えて迷光除去効果が向上する。
【0035】請求項5に記載の方法においては、上記効
果のうち、間欠的入射による効果を確実に生じさせるこ
とができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したレーザ増幅装置および実時間
光計測装置の一実施例の模式的構成を示す図である。
【図2】光増幅系の比較例の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 超高速光源 2 第1レンズ 3 第1光アイソレータ 4 第2レンズ 5 光ゲート素子 6 第3レンズ 7 第2光アイソレータ 8 第4レンズ 9 光ファイバ増幅器 10 光ファイバ 11 第5レンズ 12 第6レンズ 13 非線形結晶 14 第7レンズ 15 変換光透過フィルタ 16 第8レンズ 21 ゲートパルス発生器 41 ストリークカメラ 51 タイミング制御器

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力されたレーザ光の通過状態を間欠的
    にスイッチするための光ゲート素子と、 前記光ゲート素子出力を増幅する光ファイバレーザ増幅
    器と、を有することを特徴とするレーザ増幅装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のレーザ増幅装置の使用方
    法であって、 前記光ゲート素子を1MHz以下の繰返し周波数であ
    り、かつ、100ns以下の時間幅で間欠的にスイッチ
    ングすることを特徴とするレーザ増幅装置の使用方法。
  3. 【請求項3】 入力されたレーザ光の通過状態を間欠的
    にスイッチするための光ゲート素子と、 前記光ゲート素子出力を増幅する光ファイバレーザ増幅
    器と、 前記光ファイバレーザ増幅器出力光を入力し、第2高調
    波を生成する非線形光学結晶と、 前記非線形光学結晶出力光を観測するストリークカメラ
    と、 前記光ゲート素子のスイッチングタイミングおよびスト
    リークカメラの動作タイミングを制御するタイミング制
    御手段と、を有することを特徴とする実時間光計測装
    置。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の実時間光計測装置におい
    て、 前記非線形光学結晶出力とストリークカメラとの間に設
    けられ、第2高調波のみを通過させる変換光透過フィル
    タを有することを特徴とする実時間光計測装置。
  5. 【請求項5】 請求項3または請求項4記載の実時間光
    計測装置の使用方法であって、 前記光ゲート素子を1MHz以下の繰返し周波数であ
    り、かつ、100ns以下の時間幅で間欠的にスイッチ
    ングすることを特徴とする実時間光計測装置の使用方
    法。
JP1882096A 1996-02-05 1996-02-05 レーザ増幅装置とその使用方法および実時間光計測装置とその使用方法 Expired - Lifetime JP2765551B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1882096A JP2765551B2 (ja) 1996-02-05 1996-02-05 レーザ増幅装置とその使用方法および実時間光計測装置とその使用方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1882096A JP2765551B2 (ja) 1996-02-05 1996-02-05 レーザ増幅装置とその使用方法および実時間光計測装置とその使用方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09211510A JPH09211510A (ja) 1997-08-15
JP2765551B2 true JP2765551B2 (ja) 1998-06-18

Family

ID=11982209

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1882096A Expired - Lifetime JP2765551B2 (ja) 1996-02-05 1996-02-05 レーザ増幅装置とその使用方法および実時間光計測装置とその使用方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2765551B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2141180A1 (en) 2008-06-30 2010-01-06 Fujifilm Corporation Antibody recognizing canine CRP and human CRP

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002031597A (ja) * 2000-05-09 2002-01-31 Fuji Photo Film Co Ltd 光断層画像化装置
JP2008242306A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 光パルスレーザー装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2141180A1 (en) 2008-06-30 2010-01-06 Fujifilm Corporation Antibody recognizing canine CRP and human CRP

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09211510A (ja) 1997-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. 300 Gbit/s eye-diagram measurement by optical sampling using fiber based parametric amplification
US11143558B2 (en) Method and system for measuring transient time width of ultrashort pulse
CN105607296B (zh) 一种基于电光调制器的光脉冲整形装置及整形方法
Jungerman et al. 1-THz bandwidth C-and L-band optical sampling with a bit rate agile timebase
KR100368793B1 (ko) 전광 nor 논리소자 구현장치 및 그 방법
CA2781319C (en) Fiber laser oscillators and systems using an optimized phase varying function
JP2765551B2 (ja) レーザ増幅装置とその使用方法および実時間光計測装置とその使用方法
Thomsen et al. Ultra-sensitive all-optical sampling at 1.5 μm using waveguide two-photon absorption
US20220035172A1 (en) Laser source apparatus with multiple plate continuum and measurement system therewith
JP2016102811A (ja) パルスレーザ装置
Jinno et al. Optical sampling using nondegenerate four-wave mixing in a semiconductor laser amplifier
CN114459593B (zh) 一种提高光纤振动***探测距离的方法
JP3196881B2 (ja) 光サンプリング光波形測定法
Le Quang et al. Time-resolved measurement of dynamic frequency chirp due to electrostriction mechanism in optical fibers
JP2763586B2 (ja) 光ファイバ障害点探索方法および装置
JPS6086438A (ja) 光フアイバの試験方法および装置
JP2001281102A (ja) 光ファイバの特性測定装置及び特性測定方法
JPH11326065A (ja) 光信号波形測定方法
CN114279579B (zh) 光学放大高动态范围纳秒窗口信噪比测量装置
CN113654639B (zh) 一种主动移频差分脉冲调制的相位敏感光时域反射仪
RU2690706C2 (ru) Станция для одновременного тестирования набора лазерных волоконных усилителей
JPH08184502A (ja) 光波形測定装置
JPH07159247A (ja) 光波形測定装置
Fittinghoff et al. Low power limits in ultrashort pulse measurement using Frequency-Resolved Optical Gating
Maguire et al. Highly-efficient optical sampling based on two-photon absorption in a semiconductor micro-cavity device