JPH10123578A - 安定化白色パルス光源 - Google Patents

安定化白色パルス光源

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JPH10123578A
JPH10123578A JP27823796A JP27823796A JPH10123578A JP H10123578 A JPH10123578 A JP H10123578A JP 27823796 A JP27823796 A JP 27823796A JP 27823796 A JP27823796 A JP 27823796A JP H10123578 A JPH10123578 A JP H10123578A
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JP
Japan
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pulse light
white
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light
light intensity
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JP27823796A
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English (en)
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Kunihiko Mori
邦彦 森
Hidehiko Takara
秀彦 高良
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 超広帯域で高い安定性を有する白色パルス光
を発生させる。 【解決手段】 導波路型光非線形媒質で発生する白色パ
ルス光のスペクトルと励起パルス光の光強度の関係をあ
らかじめ測定し、白色パルス光のスペクトル幅が最大に
なるように励起パルス光の光強度を制御する手段を備え
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、励起パルス光を導
波路型光非線形媒質に入射し、広帯域の白色パルス光を
発生させる白色パルス光源に関する。特に、安定したス
ペクトル幅の白色パルス光を発生させる安定化白色パル
ス光源に関する。
【0002】
【従来の技術】図10は、従来の白色パルス光源の構成
を示す。図において、白色パルス光源は、時間幅がピコ
秒〜フェムト秒の励起パルス光を発生させるパルス光源
1と、励起パルス光を入射して伝搬させ、3次の非線形
光学効果を誘起して白色パルス光を発生させる導波路型
光非線形媒質2とにより構成される。
【0003】パルス光源1としては、モード同期レーザ
(リング型、ファブリ・ペロー型)、利得スイッチレー
ザ、CW光源またはパルス光源に光強度変調器を後置し
たパルス光源、位相変調されたCW光が分散性媒質を伝
搬したときのPM−AM変換を利用したパルス光源、波
長フィルタを後置した白色パルス光源、その他が用いら
れる。また、それらに光増幅器またはパルス幅圧縮器を
付加したものでもよい。導波路型光非線形媒質2として
は、単一モード光ファイバ、偏光保持単一モード光ファ
イバ、半導体レーザ導波路、平面型光導波路、希土類添
加光導波路、その他が用いられる。
【0004】図11は、従来の白色パルス光源によって
発生させた白色パルス光および励起パルス光のスペクト
ルを示す。ここに示す例は、導波路型光非線形媒質2と
して単一モード光ファイバを用いたものである。白色パ
ルス光は、発生した波長範囲に渡って連続的で平坦な光
強度をもつスペクトルを有する。ただし、このような白
色パルス光の発生は3次の非線形光学効果に起因するの
で、そのスペクトル幅は励起パルス光のピーク強度に依
存する。
【0005】図12は、励起パルス光のピーク強度と白
色パルス光のスペクトル幅の関係を示す。なお、これは
導波路型光非線形媒質として単一モード光ファイバを用
いた場合のものである。ここに示すように、励起パルス
光のピーク強度には、効率的なスペクトル幅を得るため
の領域が存在し、それより小さくても大きくてもスペク
トル幅が小さくなる。このため、最大のスペクトル幅を
高い安定性で得るには、励起パルス光のピーク強度の値
を所定の範囲内に安定化する必要がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図10に示す
ように従来の白色パルス光源は、励起パルス光のピーク
強度を安定化する手段をもたないので、励起パルス光の
ピーク強度の時間的変動による白色パルス光のスペクト
ル幅の時間的変動が避けられなかった。このような白色
パルス光源は、光通信システムや光計測システムの光源
としてそのまま用いることはできなかった。
【0007】本発明は、超広帯域で高い安定性を有する
白色パルス光を発生させることができる安定化白色パル
ス光源を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の安定化白色パ
ルス光源は、導波路型光非線形媒質で発生する白色パル
ス光のスペクトルと励起パルス光の光強度の関係をあら
かじめ測定し、白色パルス光のスペクトル幅が最大にな
るように励起パルス光の光強度を制御する手段を備え
る。本構成では、導波路型光非線形媒質に入射する励起
パルス光の光強度を白色パルス光のスペクトル幅が最大
になる値に安定化することにより、超広帯域で高い安定
性を有する白色パルス光を発生させるようになってい
る。
【0009】請求項2の安定化白色パルス光源は、導波
路型光非線形媒質で発生する白色パルス光のスペクトル
をモニタする手段と、白色パルス光のスペクトル幅が最
大になるように励起パルス光の光強度を制御する手段と
を備える。本構成では、導波路型光非線形媒質で発生す
る白色パルス光をモニタし、そのスペクトル幅が最大に
なるように励起パルス光の光強度を制御することによ
り、超広帯域で高い安定性を有する白色パルス光を発生
させるようになっている。
【0010】さらに、出力される白色パルス光のチャー
プを補償する手段(請求項3)、またはそのスペクトル
の波長依存性を等化する手段(請求項4)を備えてもよ
い。これにより、広帯域にわたりチャープが小さく、ま
たスペクトルが平坦な白色パルス光を発生させることが
できる。
【0011】
【発明の実施の形態】
(請求項1の安定化白色パルス光源の第1の実施形態)
図1は、請求項1の安定化白色パルス光源の第1の実施
形態を示す。図において、光強度制御機能を有するパル
ス光源3から出力された励起パルス光は、導波路型光非
線形媒質2に入力される。光強度制御手段4は、パルス
光源3の光強度制御機能を介して励起パルス光の光強度
を所定の値に安定化する。ここで、光強度の所定値は、
導波路型光非線形媒質2で発生する白色パルス光のスペ
クトルと励起パルス光の光強度の関係をあらかじめ測定
し、その測定結果から得られる白色パルス光のスペクト
ル幅を最大にする値である。以下に示す第2の実施形態
および第3の実施形態においても同様である。
【0012】励起パルス光の光強度制御は、例えばパル
ス光源3の温度を所定値で一定になるように制御した
り、パルス光源3のレーザ媒質の励起状態を所定値で一
定になるように制御する方法をとることができる。後者
のレーザ媒質の励起状態の制御は、半導体レーザ等の電
流注入レーザ媒質を用いる場合は注入電流を制御する方
法、希土類添加ファイバ等の光励起型レーザ媒質を用い
る場合は励起光強度を制御する方法により実現できる。
このような構成により、導波路型光非線形媒質2に入射
される励起パルス光の光強度は、白色パルス光のスペク
トル幅を最大にする値に制御され、導波路型光非線形媒
質2から超広帯域で高い安定性を有する白色パルス光を
発生させることができる。
【0013】(請求項1の安定化白色パルス光源の第2
の実施形態)図2は、請求項1の安定化白色パルス光源
の第2の実施形態を示す。図において、光強度制御機能
を有するパルス光源3から出力された励起パルス光は、
光カプラ6を介して導波路型光非線形媒質2および光強
度検出手段7にそれぞれ入力される。光強度検出手段7
で検出された励起パルス光の光強度は、光強度制御手段
5に制御情報としてフィードバックされる。光強度制御
手段5は、励起パルス光の光強度が所定値で安定化する
ようにパルス光源3を制御する。
【0014】光強度制御手段5によりパルス光源3の励
起パルス光の光強度を制御する構成は、第1の実施形態
における光強度制御手段4による場合と同様である。こ
のような構成により、導波路型光非線形媒質2に入射さ
れる励起パルス光の光強度は、白色パルス光のスペクト
ル幅を最大にする値に制御され、導波路型光非線形媒質
2から超広帯域で高い安定性を有する白色パルス光を発
生させることができる。
【0015】(請求項1の安定化白色パルス光源の第3
の実施形態)図3は、請求項1の安定化白色パルス光源
の第3の実施形態を示す。図において、従来構成と同様
のパルス光源1から出力された励起パルス光は、光カプ
ラ6および光強度可変手段8を介して導波路型光非線形
媒質2に入力される。光カプラ6で分岐された励起パル
ス光は光強度検出手段7に入射され、検出された光強度
が光強度可変手段8に制御情報として入力される。光強
度可変手段8は、励起パルス光の光強度が所定値になる
ように制御する。
【0016】光強度可変手段8には、可変光増幅器また
は可変光減衰器を用いる。なお、図3(1) はフィードフ
ォワード制御構成のものであるが、図3(2) に示すよう
に光強度可変手段8の出力光をモニタしてフィードバッ
ク制御する構成としてもよい。このような構成により、
導波路型光非線形媒質2に入射される励起パルス光の光
強度は、白色パルス光のスペクトル幅を最大にする値に
制御され、導波路型光非線形媒質2から超広帯域で高い
安定性を有する白色パルス光を発生させることができ
る。
【0017】(請求項2の安定化白色パルス光源の第1
の実施形態)図4は、請求項2の安定化白色パルス光源
の第1の実施形態を示す。図において、光強度制御機能
を有するパルス光源3から出力された励起パルス光は、
導波路型光非線形媒質2に入力される。導波路型光非線
形媒質2から出力された白色パルス光は、光カプラ9で
分岐されて光スペクトル検出手段10に入力され、検出
されたスペクトル幅を示す情報が光強度制御手段5にフ
ィードバックされる。光強度制御手段5は、白色パルス
光のスペクトル幅が最大になるようにパルス光源3から
出力される励起パルス光の光強度を制御する。光強度制
御手段5によりパルス光源3の励起パルス光の光強度を
制御する構成は、図2に示した実施形態と同様である。
【0018】光スペクトル検出手段10は、光スペクト
ラムアナライザ等の分光手段を用いる。あるいは、波長
フィルタと光強度検出手段を用い、白色パルス光のスペ
クトル幅に対応する各波長成分の光強度を検出し、光強
度制御手段5にフィードバックするようにしてもよい。
次に示す第2の実施形態の構成においても同様である。
このような構成により、導波路型光非線形媒質2に入射
される励起パルス光の光強度は、白色パルス光のスペク
トル幅を最大にする値に制御され、導波路型光非線形媒
質2から超広帯域で高い安定性を有する白色パルス光を
発生させることができる。
【0019】(請求項2の安定化白色パルス光源の第2
の実施形態)図5は、請求項2の安定化白色パルス光源
の第2の実施形態を示す。図において、従来構成と同様
のパルス光源1から出力された励起パルス光は、光強度
可変手段8を介して導波路型光非線形媒質2に入力され
る。導波路型光非線形媒質2から出力された白色パルス
光は、光カプラ9で分岐されて光スペクトル検出手段1
0に入力され、検出されたスペクトル幅を示す情報が光
強度可変手段8にフィードバックされる。光強度可変手
段8は、白色パルス光のスペクトル幅が最大になるよう
にパルス光源3から出力される励起パルス光の光強度を
制御する。光強度可変手段8により励起パルス光の光強
度を制御する構成は、図3に示した実施形態と同様であ
る。このような構成により、導波路型光非線形媒質2に
入射される励起パルス光の光強度は、白色パルス光のス
ペクトル幅を最大にする値に制御され、導波路型光非線
形媒質2から超広帯域で高い安定性を有する白色パルス
光を発生させることができる。
【0020】(請求項1と請求項2の各実施形態の組み
合わせ)図1〜3に示した請求項1の安定化白色パルス
光源の各実施形態と、図4,5に示した請求項2の安定
化白色パルス光源の各実施形態は、それぞれ組み合わせ
ることが可能である。全体で6通りの組み合わせが可能
である。例えば、図1の実施形態と図4の実施形態を組
み合わせた場合には、パルス光源3は光強度制御手段4
および光強度制御手段5の双方によって励起パルス光の
光強度が制御されることになる。
【0021】また、図2の実施形態と図4の実施形態を
組み合わせた場合には、光強度制御手段5をそれぞれ別
個に設けてパルス光源3を制御してもよいし、光強度検
出手段7の出力と光スペクトル検出手段10の出力を加
算して1つの光強度制御手段5にフィードバックするよ
うにしてもよい。また、図3の実施形態と図5の実施形
態を組み合わせた場合には、光強度可変手段8をそれぞ
れ別個に設けて励起パルス光の光強度を制御してもよい
し、光強度検出手段7の出力と光スペクトル検出手段1
0の出力を加算して1つの光強度可変手段8をフィード
バックするようにしてもよい。
【0022】(請求項3の安定化白色パルス光源の第1
の実施形態)図6は、請求項3の安定化白色パルス光源
の第1の実施形態を示す。図において、安定化白色パル
ス光源11は、図1〜5に示す各実施形態の構成、図1
〜3に示す各実施形態と図4,5に示す各実施形態の組
み合わせによる構成のいずれかである。このような安定
化白色パルス光源11から出力される白色パルス光は、
導波路型光非線形媒質2の波長分散によってチャープ
(光の瞬時周波数(光の位相の時間微分)の時間変化)
を受ける。安定化白色パルス光源11の後段に接続され
るチャープ補償手段12は、白色パルス光のチャープを
相殺する群遅延特性を有し、白色パルス光のチャープを
補償する。チャープ補償手段12には、光ファイバ(単
一モード光ファイバ、偏波保持ファイバ)、または平面
型光導波路素子、または導波路型回折格子を用いる。
【0023】(請求項3の安定化白色パルス光源の第2
の実施形態)図7は、請求項3の安定化白色パルス光源
の第2の実施形態を示す。図において、安定化白色パル
ス光源13は、図4,5に示す各実施形態の構成、図1
〜3に示す各実施形態と図4,5に示す各実施形態の組
み合わせによる構成のいずれかにおいて、導波路型光非
線形媒質2と光カプラ9との間にチャープ補償手段12
を挿入した構成である。チャープ補償手段12から出力
される白色パルス光は、その一部が光カプラ9で分岐さ
れて安定化白色パルス光源13の光スペクトル検出手段
10に入力される。このような構成により、モニタされ
た白色パルス光のチャープが0に近づくように励起パル
ス光の光強度が制御され、チャープが補償された白色パ
ルス光が得られる。
【0024】(請求項4の安定化白色パルス光源の第1
の実施形態)図8は、請求項4の安定化白色パルス光源
の第1の実施形態を示す。図において、安定化白色パル
ス光源11は、図1〜5に示す各実施形態の構成、図1
〜3に示す各実施形態と図4,5に示す各実施形態の組
み合わせによる構成のいずれかである。このような安定
化白色パルス光源11から出力される白色パルス光のス
ペクトルは波長依存性を有する。安定化白色パルス光源
11の後段に接続されるスペクトル等化手段14は、白
色パルス光の波長λに対するスペクトルをP(λ)と表す
とき、Cを定数としてC/P(λ)で表される透過特性を
有し、平坦なスペクトルを有する白色パルス光を出力す
る。スペクトル透過手段14には、波長フィルタ、また
は平面型光導波路素子、または導波路型回折格子を用い
る。
【0025】(請求項4の安定化白色パルス光源の第2
の実施形態)図9は、請求項4の安定化白色パルス光源
の第2の実施形態を示す。図において、安定化白色パル
ス光源15は、図4,5に示す各実施形態の構成、図1
〜3に示す各実施形態と図4,5に示す各実施形態の組
み合わせによる構成のいずれかにおいて、導波路型光非
線形媒質2と光カプラ9との間にスペクトル等化手段1
4を挿入した構成である。スペクトル等化手段14から
出力される白色パルス光は、その一部が光カプラ9で分
岐されて安定化白色パルス光源15の光スペクトル検出
手段10に入力される。このような構成により、平坦な
スペクトルを有する白色パルス光が得られる。
【0026】なお、チャープ補償12とスペクトル等化
手段14の双方を備えるようにしてもよい。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の安定化白
色パルス光源は、導波路型光非線形媒質に入射する励起
パルス光の光強度を白色パルス光のスペクトル幅を最大
にする値に制御するので、導波路型光非線形媒質から超
広帯域で高い安定性を有する白色パルス光を発生させる
ことができる。
【0028】さらに、安定化白色パルス光源の後段に、
チャープ補償手段またはスペクトル等化手段を配置する
ことにより、広帯域にわたりチャープが小さく、またス
ペクトルが平坦な白色パルス光を発生させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1の安定化白色パルス光源の第1の実施
形態を示すブロック図。
【図2】請求項1の安定化白色パルス光源の第2の実施
形態を示すブロック図。
【図3】請求項1の安定化白色パルス光源の第3の実施
形態を示すブロック図。
【図4】請求項2の安定化白色パルス光源の第1の実施
形態を示すブロック図。
【図5】請求項2の安定化白色パルス光源の第2の実施
形態を示すブロック図。
【図6】請求項3の安定化白色パルス光源の第1の実施
形態を示すブロック図。
【図7】請求項3の安定化白色パルス光源の第2の実施
形態を示すブロック図。
【図8】請求項4の安定化白色パルス光源の第1の実施
形態を示すブロック図。
【図9】請求項4の安定化白色パルス光源の第2の実施
形態を示すブロック図。
【図10】従来の白色パルス光源の構成を示すブロック
図。
【図11】励起パルス光と白色パルス光のスペクトルを
示す図。
【図12】励起パルス光のピーク強度と白色パルス光の
スペクトル幅の関係を示す図。
【符号の説明】
1 パルス光源 2 導波路型光非線形媒質 3 パルス光源(光強度制御機能付き) 4,5 光強度制御手段 6,9 光カプラ 7 光強度検出手段 8 光強度可変手段 10 光スペクトル検出手段 11,13,15 安定化白色パルス光源 12 チャープ補償手段 14 スペクトル等化手段

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 励起パルス光を発生させるパルス光源
    と、前記励起パルス光を入射して白色パルス光を発生さ
    せる導波路型光非線形媒質とを備えた白色パルス光源に
    おいて、 前記導波路型光非線形媒質で発生する白色パルス光のス
    ペクトルと前記励起パルス光の光強度の関係をあらかじ
    め測定し、前記白色パルス光のスペクトル幅が最大にな
    るように前記励起パルス光の光強度を制御する手段を備
    えたことを特徴とする安定化白色パルス光源。
  2. 【請求項2】 励起パルス光を発生させるパルス光源
    と、前記励起パルス光を入射して白色パルス光を発生さ
    せる導波路型光非線形媒質とを備えた白色パルス光源に
    おいて、 前記導波路型光非線形媒質で発生する白色パルス光のス
    ペクトルをモニタする手段と、 前記白色パルス光のスペクトル幅が最大になるように前
    記励起パルス光の光強度を制御する手段とを備えたこと
    を特徴とする安定化白色パルス光源。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の安定化
    白色パルス光源において、 出力される白色パルス光のチャープを補償する手段を備
    えたことを特徴とする安定化白色パルス光源。
  4. 【請求項4】 請求項1または請求項2に記載の安定化
    白色パルス光源において、 出力される白色パルス光のスペクトルの波長依存性を等
    化する手段を備えたことを特徴とする安定化白色パルス
    光源。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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