JPH087356B2 - 光ソリトン発生方法 - Google Patents
光ソリトン発生方法Info
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- JPH087356B2 JPH087356B2 JP27199886A JP27199886A JPH087356B2 JP H087356 B2 JPH087356 B2 JP H087356B2 JP 27199886 A JP27199886 A JP 27199886A JP 27199886 A JP27199886 A JP 27199886A JP H087356 B2 JPH087356 B2 JP H087356B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光ファイバ中のカー効果による自己位相変
調効果とファイバ中での異常分散がつり合うことによっ
て生ずる光ソリトンの発生方法に関し、特に半導体レー
ザの微弱な光パルスを、光ファイバ中での誘導ラマン散
乱により自己位相変調効果が発生するレベルにまでパル
ス強度を増幅し、異常分散とのつり合いによって波長可
変なソリトンパルスを発生させる方法に関するものであ
る。
調効果とファイバ中での異常分散がつり合うことによっ
て生ずる光ソリトンの発生方法に関し、特に半導体レー
ザの微弱な光パルスを、光ファイバ中での誘導ラマン散
乱により自己位相変調効果が発生するレベルにまでパル
ス強度を増幅し、異常分散とのつり合いによって波長可
変なソリトンパルスを発生させる方法に関するものであ
る。
［従来の技術］ 光ソリトンの存在の可能性が1973年Bell研究所のA.Ha
segawaおよびF.Tappert（Appl.Phys.Lett.,Vol.23,P.14
2“Transmission of stationary nonlinear optical pu
lses in dispersive dielectric fibers"）により指摘
されて以来、非線形波動の伝搬に関する研究が盛んにな
ってきている。中でもソリトンを実証したMollenauer等
の実験を期に飛躍的にその研究が進んでいる（L.F.Moll
enauer,R.H.Stolen,J.P.Gordon;Phys.Rev.Lett.,Vol.4
5,P.1095,1980“Experimental observation of picosec
ond pulse narrowing and solitons in optical fiber
s"）。
segawaおよびF.Tappert（Appl.Phys.Lett.,Vol.23,P.14
2“Transmission of stationary nonlinear optical pu
lses in dispersive dielectric fibers"）により指摘
されて以来、非線形波動の伝搬に関する研究が盛んにな
ってきている。中でもソリトンを実証したMollenauer等
の実験を期に飛躍的にその研究が進んでいる（L.F.Moll
enauer,R.H.Stolen,J.P.Gordon;Phys.Rev.Lett.,Vol.4
5,P.1095,1980“Experimental observation of picosec
ond pulse narrowing and solitons in optical fiber
s"）。
今までのソリトンの実験に例外なく用いられてきたＦ
センタ（色中心）レーザの構成図を第９図に示す。図に
おいて１はモード同期YAGレーザ、2,2′,2″はレーザ
境、３はＦセンタ結晶、４は結晶冷却用液体N2デュワ
ー、５は波長可変用複屈折フィルタである。Ｆセンタレ
ーザはYAGレーザ１により励起される同期レーザであ
り、レーザ鏡２″より透過して得られる出力はピーク出
力100W程度、幅8ps、1.48〜1.60μｍにて波長可変な特
性をもつ。しかし、レーザ結晶をいつも液体N2温度に冷
却しておかなければならないこと、パルスの繰り返しが
YAGレーザの周期に固定され可変ではないこと、結晶の
寿命が短いこと、パルス幅が高出力のままで可変できな
いこと等の欠点があった。このためソリトン研究はごく
一部のＦセンタレーザ保有グループによりその成果が発
表されてきた。
センタ（色中心）レーザの構成図を第９図に示す。図に
おいて１はモード同期YAGレーザ、2,2′,2″はレーザ
境、３はＦセンタ結晶、４は結晶冷却用液体N2デュワ
ー、５は波長可変用複屈折フィルタである。Ｆセンタレ
ーザはYAGレーザ１により励起される同期レーザであ
り、レーザ鏡２″より透過して得られる出力はピーク出
力100W程度、幅8ps、1.48〜1.60μｍにて波長可変な特
性をもつ。しかし、レーザ結晶をいつも液体N2温度に冷
却しておかなければならないこと、パルスの繰り返しが
YAGレーザの周期に固定され可変ではないこと、結晶の
寿命が短いこと、パルス幅が高出力のままで可変できな
いこと等の欠点があった。このためソリトン研究はごく
一部のＦセンタレーザ保有グループによりその成果が発
表されてきた。
第10図にＦセンタレーザによるソリトンの発生方法と
測定方法について示す。第９図に示したＦセンタレーザ
６からの光パルスは単一モード光ファイバ７に入射す
る。光パルスの波長はもともと1.30μｍより長い波長の
異常分散域に設定されているため、単一モード光ファイ
バ中の自己位相変調効果とつり合い、最終的に光ソリト
ンが発生する。光ファイバからのソリトンパルスを半透
過鏡８、位置可変用コーナーキューブ９、対物レンズ1
0、第２高調波発生用結晶11、光検出器12から成る自己
相関計に入射させ、位置可変用コーナーキューブ９を移
動させることにより自己相関をとる。ソリトンパルス幅
は、自己相関により得られた波形より求められる。この
ようにして得られたソリトンの波形を第11図に示す。第
11図（Ａ）は光ファイバ入力波形であり、そのピークパ
ワーを変化させた時の光ファイバ出力波形を第11図
（Ｂ）に示す。入力パワーが1.2W程度まではレーザ出力
波形と光ファイバ出力波形は変化がない。パワーを5Wに
まで増加するとパルス幅は狭くなり始めＮ＝１ソリトン
が形成されていく様子がわかる。さらに入力を11.4Wと
すると、高次ソリトンが励振されていくことがわかる。
測定方法について示す。第９図に示したＦセンタレーザ
６からの光パルスは単一モード光ファイバ７に入射す
る。光パルスの波長はもともと1.30μｍより長い波長の
異常分散域に設定されているため、単一モード光ファイ
バ中の自己位相変調効果とつり合い、最終的に光ソリト
ンが発生する。光ファイバからのソリトンパルスを半透
過鏡８、位置可変用コーナーキューブ９、対物レンズ1
0、第２高調波発生用結晶11、光検出器12から成る自己
相関計に入射させ、位置可変用コーナーキューブ９を移
動させることにより自己相関をとる。ソリトンパルス幅
は、自己相関により得られた波形より求められる。この
ようにして得られたソリトンの波形を第11図に示す。第
11図（Ａ）は光ファイバ入力波形であり、そのピークパ
ワーを変化させた時の光ファイバ出力波形を第11図
（Ｂ）に示す。入力パワーが1.2W程度まではレーザ出力
波形と光ファイバ出力波形は変化がない。パワーを5Wに
まで増加するとパルス幅は狭くなり始めＮ＝１ソリトン
が形成されていく様子がわかる。さらに入力を11.4Wと
すると、高次ソリトンが励振されていくことがわかる。
［発明が解決しようとする問題点］ 以上示したようにＦセンタレーザにより光ソリトンの
発生は充分可能であるものの、ソリトンの繰り返し、パ
ルス幅の可変性、波長可変性等のソリトンの制御性が悪
い。例えばソリトンの超短パルス性による1Gbit/sの通
信の可能性を追求する場合、現状のＦセンタレーザを用
いる限り0.1Gbit/sがその限界となっている。また、冷
却装置が不可欠であることはレーザの汎用性を欠くとと
もに、安定なパルス動作を維持することが難しかった。
加えて、このレーザにファイバ端面もしくは光学系から
の反射が帰還されるとその発振が停止する欠点があり、
わずかな反射もレーザ発振を不安定にする要因となって
いた。
発生は充分可能であるものの、ソリトンの繰り返し、パ
ルス幅の可変性、波長可変性等のソリトンの制御性が悪
い。例えばソリトンの超短パルス性による1Gbit/sの通
信の可能性を追求する場合、現状のＦセンタレーザを用
いる限り0.1Gbit/sがその限界となっている。また、冷
却装置が不可欠であることはレーザの汎用性を欠くとと
もに、安定なパルス動作を維持することが難しかった。
加えて、このレーザにファイバ端面もしくは光学系から
の反射が帰還されるとその発振が停止する欠点があり、
わずかな反射もレーザ発振を不安定にする要因となって
いた。
本発明は半導体レーザからの微弱な光パルスを誘導ラ
マン散乱により増幅し、異常分散によりパルスを圧縮す
ることにより今までの欠点を解決し、定常的に安定でか
つ幅の狭いソリトンパルス列を提供することを目的とす
る。また、半導体レーザ光の繰り返し周波数の可変性お
よび誘導ラマン散乱の広帯域性に着目し、任意の繰り返
し周期でかつ波長可変な光ソリトンパルス列を提供する
ことを目的とする。
マン散乱により増幅し、異常分散によりパルスを圧縮す
ることにより今までの欠点を解決し、定常的に安定でか
つ幅の狭いソリトンパルス列を提供することを目的とす
る。また、半導体レーザ光の繰り返し周波数の可変性お
よび誘導ラマン散乱の広帯域性に着目し、任意の繰り返
し周期でかつ波長可変な光ソリトンパルス列を提供する
ことを目的とする。
［問題点を解決するための手段］ このような目的を達成するために、本発明の光ソリト
ン発生方法の第１の態様は光ファイバ中の自己位相変調
効果と群速度分散とがつり合うことによって生ずる光ソ
リトンを発生させるにおいて、単一モード光ファイバの
零分散波長より長波長に設定された誘導ラマン散乱励起
用光源からの励起光と異常分散波長域で動作する半導体
レーザからの光パルスを前記単一モード光ファイバに同
時に入射し、前記光パルスを誘導ラマン散乱により直接
光増幅することにより波長可変な光ソリトンを発生させ
ることを特徴とする。
ン発生方法の第１の態様は光ファイバ中の自己位相変調
効果と群速度分散とがつり合うことによって生ずる光ソ
リトンを発生させるにおいて、単一モード光ファイバの
零分散波長より長波長に設定された誘導ラマン散乱励起
用光源からの励起光と異常分散波長域で動作する半導体
レーザからの光パルスを前記単一モード光ファイバに同
時に入射し、前記光パルスを誘導ラマン散乱により直接
光増幅することにより波長可変な光ソリトンを発生させ
ることを特徴とする。
また本発明の光ソリトン発生方法の第２の態様は光フ
ァイバ中の自己位相変調効果と群速度分散とがつり合う
ことによって生ずる光ソリトンを発生させる方法におい
て、連続波発振する２つの信号光を同時に光ファイバに
入射させ、誘導ラマン散乱と変調不安定性を用いて、２
つの信号光の周波数差と同じくり返しのソリトン列を作
ることを特徴とする。
ァイバ中の自己位相変調効果と群速度分散とがつり合う
ことによって生ずる光ソリトンを発生させる方法におい
て、連続波発振する２つの信号光を同時に光ファイバに
入射させ、誘導ラマン散乱と変調不安定性を用いて、２
つの信号光の周波数差と同じくり返しのソリトン列を作
ることを特徴とする。
［作 用］ 本発明においては光ソリトンを発生するために微弱な
光パルスを発生する半導体レーザと高利得な誘導ラマン
散乱を組み合わせる。
光パルスを発生する半導体レーザと高利得な誘導ラマン
散乱を組み合わせる。
本方法は従来不可能とされていたＦセンタレーザ以外
によるソリトン発生を、半導体レーザと誘導ラマン散乱
によって可能にし、加えて、半導体レーザのパルス幅は
任意に変化できるので、ソリトンの幅も可変できる。
によるソリトン発生を、半導体レーザと誘導ラマン散乱
によって可能にし、加えて、半導体レーザのパルス幅は
任意に変化できるので、ソリトンの幅も可変できる。
また、変調不安定性により正弦波的に振動をくり返す
信号光を光ソリトン列に変換できるとともに、２つの連
続波発振する信号光を誘導ラマン散乱と変調不安定性を
用いて数THzのくり返しを有するソリトンパルス列に変
換できる。
信号光を光ソリトン列に変換できるとともに、２つの連
続波発振する信号光を誘導ラマン散乱と変調不安定性を
用いて数THzのくり返しを有するソリトンパルス列に変
換できる。
［実施例］ 以下に、図面を参照して、本発明の実施例を説明す
る。
る。
第１図は本発明の実施例の構成図である。図におい
て、７は単一モード光ファイバ、13は誘導ラマン散乱励
起用光源、14はダイクロイックミラー、15は信号光用半
導体レーザ光源である。
て、７は単一モード光ファイバ、13は誘導ラマン散乱励
起用光源、14はダイクロイックミラー、15は信号光用半
導体レーザ光源である。
これを動作するにはシリカ系単一モード光ファイバの
零分散波長1.30μｍより長波長側にある光源を誘導ラマ
ン散乱励起用光源13として用いる。波長1.32μｍ、1.34
μｍ、1.44μｍの発振線をもつYAGレーザ、Er3+レー
ザ、もしくはＦセンタレーザが光源として適している。
中でもYAGレーザは高出力であり、ラマン増幅による第
１ストークス波長はシフト量が460cm-1であることから
それぞれ、1.41μｍ、1.43μｍ、1.54μｍとなりいずれ
の波長でもソリトンが形成される。
零分散波長1.30μｍより長波長側にある光源を誘導ラマ
ン散乱励起用光源13として用いる。波長1.32μｍ、1.34
μｍ、1.44μｍの発振線をもつYAGレーザ、Er3+レー
ザ、もしくはＦセンタレーザが光源として適している。
中でもYAGレーザは高出力であり、ラマン増幅による第
１ストークス波長はシフト量が460cm-1であることから
それぞれ、1.41μｍ、1.43μｍ、1.54μｍとなりいずれ
の波長でもソリトンが形成される。
さて、この励起光は、半導体レーザからの信号光15と
ダイクロイクミラー14で重ね合わされ、単一モード光フ
ァイバ７に導かれる。ダイクロイックミラー14は波長選
択性のある鏡で励起光は全透過、信号光は全反射して効
率よくファイバに結合する。信号光波長はラマン利得が
最大となるストークス波長に設定しておく。単一モード
光ファイバ７をその２つの波が伝搬するにつれ、誘導ラ
マン散乱により励起光のエネルギーは信号光に移り増幅
される。増幅媒体として偏波保持ファイバを用いた時の
誘導ラマン増幅の特性は、M.Nakazawa,“Highly Effici
ent Raman Amplification in a Polarization−Preserv
ing Optical Fiber"（Appl.phys.Lett.,Vol.46 P.628−
630,1985）によれば第２図ないし第４図のようになる。
第２図に示すようにラマン利得は1Wの連続波もしくはパ
ルス励起入力に対して20dB以上の利得がある。従って信
号光入力が1mWの場合、ストークス光の出力は100mW以上
になる。また10W程度のパルス励起も容易に行えるた
め、1W以上のストークス出力を得ることも可能である。
ダイクロイクミラー14で重ね合わされ、単一モード光フ
ァイバ７に導かれる。ダイクロイックミラー14は波長選
択性のある鏡で励起光は全透過、信号光は全反射して効
率よくファイバに結合する。信号光波長はラマン利得が
最大となるストークス波長に設定しておく。単一モード
光ファイバ７をその２つの波が伝搬するにつれ、誘導ラ
マン散乱により励起光のエネルギーは信号光に移り増幅
される。増幅媒体として偏波保持ファイバを用いた時の
誘導ラマン増幅の特性は、M.Nakazawa,“Highly Effici
ent Raman Amplification in a Polarization−Preserv
ing Optical Fiber"（Appl.phys.Lett.,Vol.46 P.628−
630,1985）によれば第２図ないし第４図のようになる。
第２図に示すようにラマン利得は1Wの連続波もしくはパ
ルス励起入力に対して20dB以上の利得がある。従って信
号光入力が1mWの場合、ストークス光の出力は100mW以上
になる。また10W程度のパルス励起も容易に行えるた
め、1W以上のストークス出力を得ることも可能である。
光ファイバ中のソリトンは非線形シュレディンガ方程
式で与えられることがH.Hasegawa等により理論的に示さ
れており（H.Hasegawa and F.Tappert;前掲論文）前述
したように1980年Mollenauer等によって観測された。単
一モード光ファイバでのＮ＝１ソリトン発生に必要なパ
ワーPN ＝ １はコア断面積をAeff、ストークスパルスの幅
をτｓ、群速度分散をＤ、非線形屈折率をn2、波長をλ
ｓとすると で与えられる（中沢正隆“ソリトンレーザー”固体物
理、第21巻,9 P.47,1986）。従って通常の単一モード
光ファイバの場合、|D|＝16ps/km・nm、τｓ＝7ps、λ
ｓ＝1.55μｍ、Aeff＝５〜10-7cm2とすると、PN ＝ １は PN ＝ １＝0.5〜1.0W となる。誘導ラマン散乱でのストークス出力は0.1〜1W
程度になるので、上記の計算から容易に光ソリトンが形
成されることがわかる。第３図はラマン波長帯域を示し
ており、130cm-1の幅であり、これに光速をかけると、
3.9THzの帯域となる。すなわち1psのパルスを増幅する
のに充分広い帯域であることがわかる。また第４図は信
号光レベルを示しており、雑音レベルとの差より24dB程
度のS/N比がとれることがわかり、低雑音ソリトン増幅
が可能であることを示している。
式で与えられることがH.Hasegawa等により理論的に示さ
れており（H.Hasegawa and F.Tappert;前掲論文）前述
したように1980年Mollenauer等によって観測された。単
一モード光ファイバでのＮ＝１ソリトン発生に必要なパ
ワーPN ＝ １はコア断面積をAeff、ストークスパルスの幅
をτｓ、群速度分散をＤ、非線形屈折率をn2、波長をλ
ｓとすると で与えられる（中沢正隆“ソリトンレーザー”固体物
理、第21巻,9 P.47,1986）。従って通常の単一モード
光ファイバの場合、|D|＝16ps/km・nm、τｓ＝7ps、λ
ｓ＝1.55μｍ、Aeff＝５〜10-7cm2とすると、PN ＝ １は PN ＝ １＝0.5〜1.0W となる。誘導ラマン散乱でのストークス出力は0.1〜1W
程度になるので、上記の計算から容易に光ソリトンが形
成されることがわかる。第３図はラマン波長帯域を示し
ており、130cm-1の幅であり、これに光速をかけると、
3.9THzの帯域となる。すなわち1psのパルスを増幅する
のに充分広い帯域であることがわかる。また第４図は信
号光レベルを示しており、雑音レベルとの差より24dB程
度のS/N比がとれることがわかり、低雑音ソリトン増幅
が可能であることを示している。
第５図に光ソリトンの発生をより容易にする方法を示
す。図において16は高利得ラマン増幅用単一モード光フ
ァイバで、例えばコアにGeO2を高濃度にドープした単一
モード光ファイバが用いられる。他の構成は第１図の実
施例と同じである。光ファイバ16は通常のシリカ系ファ
イバに比べて９倍程度のラマン利得が得られる。したが
ってストークスパワーを大きくし、容易にソリトンが形
成できる。
す。図において16は高利得ラマン増幅用単一モード光フ
ァイバで、例えばコアにGeO2を高濃度にドープした単一
モード光ファイバが用いられる。他の構成は第１図の実
施例と同じである。光ファイバ16は通常のシリカ系ファ
イバに比べて９倍程度のラマン利得が得られる。したが
ってストークスパワーを大きくし、容易にソリトンが形
成できる。
第６図は励起用光源13からの励起光と信号用光源15か
らの信号光を光ファイバカップラ17によって高利得ラマ
ン増幅用単一モード光ファイバ16に入射させ、光ソリト
ンを光ファイバカップラ17′から出射させるようにした
ものである。
らの信号光を光ファイバカップラ17によって高利得ラマ
ン増幅用単一モード光ファイバ16に入射させ、光ソリト
ンを光ファイバカップラ17′から出射させるようにした
ものである。
第５図および第６図に示したいずれの方法において
も、半導体レーザの繰り返しを変化させることにより任
意の繰り返しのソリトン列を発生できる。
も、半導体レーザの繰り返しを変化させることにより任
意の繰り返しのソリトン列を発生できる。
励起光入力を増加していくと、誘導ラマン散乱による
第１ストークス光の利得は大きくなるが、ある励起入力
パワー以上になると第２ストークス光が発生し、それ以
上第１ストークス光の利得がふえない。このためソリト
ンの振幅の上限が限定されるが、これは次のような方法
により解決できる。単一モード光ファイバのコア部に
重水素を封入し、そのラマン散乱を用いると、波長1.06
μｍの光に対して第１ストーク光が1.56μｍとなる。２
次ストークス光は２μｍ近傍となるが、この波長ではシ
リカ系光ファイバは損失が非常に大きいため成長しな
い。P2O5をコア材料としたファイバを用い、波長1.32
もしくは1.34μｍ励起で第１ストークス波長を1.5〜1.6
μｍに設定し、と同様に２次ストークス光を抑制す
る。ファイバを小径に巻くことによって生ずる光損失
が２次ストークスにおいて極端に大きくなることを用い
る、等がある。
第１ストークス光の利得は大きくなるが、ある励起入力
パワー以上になると第２ストークス光が発生し、それ以
上第１ストークス光の利得がふえない。このためソリト
ンの振幅の上限が限定されるが、これは次のような方法
により解決できる。単一モード光ファイバのコア部に
重水素を封入し、そのラマン散乱を用いると、波長1.06
μｍの光に対して第１ストーク光が1.56μｍとなる。２
次ストークス光は２μｍ近傍となるが、この波長ではシ
リカ系光ファイバは損失が非常に大きいため成長しな
い。P2O5をコア材料としたファイバを用い、波長1.32
もしくは1.34μｍ励起で第１ストークス波長を1.5〜1.6
μｍに設定し、と同様に２次ストークス光を抑制す
る。ファイバを小径に巻くことによって生ずる光損失
が２次ストークスにおいて極端に大きくなることを用い
る、等がある。
第７図および第８図にそれぞれ本発明の他の実施例を
示す。ともに２個の信号光用半導体レーザ光源15,15′
を有しているが、それ以外の構成は第７図の例は第５図
に示した例と、第８図の例は第６図に示した例と同様で
ある。ここで２個の信号光用半導体レーザ光源からの信
号光を入力し、誘導ラマン散乱と変調不安定性（A.Hase
gawa,Generation of a train of soliton pulses by in
duced modulational instability in optical fibers"O
pt.Lett.,Vol.9,P.288 1984）とを用いて二つの信号光
源の発振周波数差と等しい繰り返しのソリトンパルス列
が得られる。従って発振周波数差を数THzとすれば数THz
の超高速の繰り返しのソリトンパルス列が得られる。変
調不安定性とはわずかに変調のかかった正弦波状の連続
波がファイバの分散と自己位相変調効果により最終的に
ソリトンになる現象である。ファイバ入射端で微弱であ
った光源15と15′からの信号のビート成分がラマン増幅
され、さらに変調不安定性により、その正弦波がソリト
ン化していく。従って、ビート周波数を変化させること
により、任意の繰り返しのパルス列が出力できることに
なる。
示す。ともに２個の信号光用半導体レーザ光源15,15′
を有しているが、それ以外の構成は第７図の例は第５図
に示した例と、第８図の例は第６図に示した例と同様で
ある。ここで２個の信号光用半導体レーザ光源からの信
号光を入力し、誘導ラマン散乱と変調不安定性（A.Hase
gawa,Generation of a train of soliton pulses by in
duced modulational instability in optical fibers"O
pt.Lett.,Vol.9,P.288 1984）とを用いて二つの信号光
源の発振周波数差と等しい繰り返しのソリトンパルス列
が得られる。従って発振周波数差を数THzとすれば数THz
の超高速の繰り返しのソリトンパルス列が得られる。変
調不安定性とはわずかに変調のかかった正弦波状の連続
波がファイバの分散と自己位相変調効果により最終的に
ソリトンになる現象である。ファイバ入射端で微弱であ
った光源15と15′からの信号のビート成分がラマン増幅
され、さらに変調不安定性により、その正弦波がソリト
ン化していく。従って、ビート周波数を変化させること
により、任意の繰り返しのパルス列が出力できることに
なる。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明により初めて任意のくり
返し周期を有するソリトンパルス列を容易に作る出すこ
とができるとともに、ソリトンの幅および波長も誘導ラ
マン散乱の帯域内で自由に変化することができる利点が
ある。また、変調不安定性により正弦波的に振動をくり
返す信号光を光ソリトン列に変換できるとともに、２つ
の連続波発振する信号光を誘導ラマン散乱と変調不安定
性を用いて数THzのくり返しを有するソリトンパルス列
に変換できる利点がある。
返し周期を有するソリトンパルス列を容易に作る出すこ
とができるとともに、ソリトンの幅および波長も誘導ラ
マン散乱の帯域内で自由に変化することができる利点が
ある。また、変調不安定性により正弦波的に振動をくり
返す信号光を光ソリトン列に変換できるとともに、２つ
の連続波発振する信号光を誘導ラマン散乱と変調不安定
性を用いて数THzのくり返しを有するソリトンパルス列
に変換できる利点がある。
第１図は本発明の実施例の構成図、 第２図は励起入力とラマン利得との関係を示す特性図、 第３図はラマン波長帯域と利得との関係を示す特性図、 第４図は励起入力と信号光および雑音レベルとの関係を
示す特性図、 第５図および第６図はそれぞれ本発明の他の実施例の構
成図、 第７図および第８図はそれぞれ本発明のさらに他の実施
例の構成図、 第９図はＦセンタレーザの構成図、 第10図は従来の光ソリトンの発生および測定方法の構成
図、 第11図（Ａ），（Ｂ）はそれぞれＦセンタレーザの出力
波形図およびソリトンの波形図である。 １……モード同期YAGレーザ光源、 2,2′,2″……Ｆセンタレーザ共振器用レーザ鏡、 ３……Ｆセンタレーザ結晶、 ４……冷却用デユワー、 ５……複屈折フィルター、 ６……Ｆセンタレーザ、 ７……単一モード光ファイバ、 ８……半透過鏡、 ９……コーナーキューブ、 10……対物レンズ、 11……第２高調波発生用結晶、 12……光検出器、 13……誘導ラマン散乱励起用光源、 14……ダイクロイックミラー、 15,15′……信号光用半導体レーザ光源、 16……高利得ラマン増幅用単一モード光ファイバ、 17……光ファイバカップラー。
示す特性図、 第５図および第６図はそれぞれ本発明の他の実施例の構
成図、 第７図および第８図はそれぞれ本発明のさらに他の実施
例の構成図、 第９図はＦセンタレーザの構成図、 第10図は従来の光ソリトンの発生および測定方法の構成
図、 第11図（Ａ），（Ｂ）はそれぞれＦセンタレーザの出力
波形図およびソリトンの波形図である。 １……モード同期YAGレーザ光源、 2,2′,2″……Ｆセンタレーザ共振器用レーザ鏡、 ３……Ｆセンタレーザ結晶、 ４……冷却用デユワー、 ５……複屈折フィルター、 ６……Ｆセンタレーザ、 ７……単一モード光ファイバ、 ８……半透過鏡、 ９……コーナーキューブ、 10……対物レンズ、 11……第２高調波発生用結晶、 12……光検出器、 13……誘導ラマン散乱励起用光源、 14……ダイクロイックミラー、 15,15′……信号光用半導体レーザ光源、 16……高利得ラマン増幅用単一モード光ファイバ、 17……光ファイバカップラー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 隆 茨城県那珂郡東海村大字白方字白根162番 地 日本電信電話株式会社茨城電気通信研 究所内 (72)発明者 木村 康郎 茨城県那珂郡東海村大字白方字白根162番 地 日本電信電話株式会社茨城電気通信研 究所内 (56)参考文献 特開 昭60−186085（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−65828（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】光ファイバ中の自己位相変調効果と群速度
分散とがつり合うことによって生ずる光ソリトンを発生
させる方法において、単一モード光ファイバの零分散波
長より長波長に設定された誘導ラマン散乱励起用光源か
らの励起光と異常分散波長域で動作する半導体レーザか
らの光パルスを前記単一モード光ファイバに同時に入射
し、前記光パルスを誘導ラマン散乱により直接光増幅す
ることにより波長可変な光ソリトンを発生させることを
特徴とする光ソリトン発生方法。 - 【請求項２】光ファイバ中の自己位相変調効果と群速度
分散とがつり合うことによって生ずる光ソリトンを発生
させる方法において、単一モード光ファイバの零分散波
長より長波長に設定された誘導ラマン散乱励起用光源か
らの励起光と異常分散波長域で連続発振する２つの半導
体レーザからの信号光を前記単一モード光ファイバに同
時に入射し、誘導ラマン散乱と変調不安定性を用いて、
前記２つの信号光の周波数差と同じくり返しのソリトン
列を作ることを特徴とする光ソリトン発生方法。 - 【請求項３】前記周波数差が数THzであることを特徴と
する特許請求の範囲第２項記載の光ソリトン発生方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27199886A JPH087356B2 (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | 光ソリトン発生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27199886A JPH087356B2 (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | 光ソリトン発生方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63125919A JPS63125919A (ja) | 1988-05-30 |
| JPH087356B2 true JPH087356B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=17507723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27199886A Expired - Fee Related JPH087356B2 (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | 光ソリトン発生方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH087356B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4941726A (en) * | 1988-08-31 | 1990-07-17 | The Unites States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Tapered fiber amplifier |
| GB8909362D0 (en) * | 1989-04-25 | 1989-06-14 | British Telecomm | High gain semiconductor laser amplifier package |
| CA2304593A1 (en) | 1997-10-17 | 1999-04-29 | Andrew J. Stentz | Soliton pulse generator |
| JP2002006348A (ja) * | 2000-06-21 | 2002-01-09 | Mitsubishi Electric Corp | 光増幅器 |
| JP2002031823A (ja) * | 2000-07-14 | 2002-01-31 | Japan Atom Energy Res Inst | 高出力短パルスレーザー光の発生システム |
-
1986
- 1986-11-17 JP JP27199886A patent/JPH087356B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63125919A (ja) | 1988-05-30 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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