(57)【要約】      （修正有）【課題】テラヘルツ送信器またはテラヘルツ受信器へ送られる光信号を伝搬する光ファイバの延伸を防止するか、または光信号によりテラヘルツ受信器がテラヘルツ送信器と同期するように、光ファイバの延伸を可能にする。【解決手段】光ファイバの延伸に関係する効果を低減するシステムが、光信号を出力する光制御ユニットと、光源に光結合されたテラヘルツ受信器およびテラヘルツ送信器と、テラヘルツ受信器が光信号によりテラヘルツ送信器に同期するように、テラヘルツ送信器およびテラヘルツ受信器の両方に光信号を伝送する素子とを含んでいる。【選択図】図１
2014224821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバの延伸に関係する影響を低減するシステムにおいて、該システムには、
光源が含まれ、該光源が光信号を出力し、また
該光源に光結合されたテラヘルツ送信器が含まれ、該テラヘルツ送信器が、前記光信号により励起されると、サンプルにテラヘルツ放射を発するように構成されており、更に
前記光源に光結合されたテラヘルツ受信器が含まれ、該テラヘルツ受信器が、サンプルにより条件づけされたテラヘルツ放射を検出し、かつ電気信号を発生させるように構成され、該電気信号を、テラヘルツ受信器に電気接続されたデータ収集システムにより解釈および／またはスケールおよび／または数値化することができ、更に
テラヘルツ受信器が光信号によりテラヘルツ送信器と同期するように、テラヘルツ送信器およびテラヘルツ受信器の両方に光信号を伝送する素子が含まれ、
しかも、該光信号を伝送する素子は、テラヘルツ受信器が光信号によりテラヘルツ送信器と同期するように、テラヘルツ送信器およびテラヘルツ受信器に送られる光信号を伝搬する光ファイバを延伸可能である、光ファイバの延伸に関係する影響を低減するシステム。
【請求項２】
前記光信号を伝送する素子には、更に
第１コアおよび第２コアを有する光ファイバが含まれ、
前記光ファイバが光源に光結合された第１端部を有し、
光ファイバの前記第１コアがテラヘルツ送信器に光結合され、
光ファイバの前記第２コアがテラヘルツ受信器に光結合されている、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
更に、
前記光源と前記光ファイバとの間に光学式に配置された光合波器（マルチプレクサ）が含まれ、該光合波器が、光ファイバの第１コアと第２コアとを介して光信号を送るように構成されており、また
光ファイバと、テラヘルツ受信器およびテラヘルツ送信器との間に光学式に配置された光分波器（デマルチプレクサ）が含まれ、該光分波器が、第１コアからの光パルスをテラヘルツ受信器へ送り、第２コアからの光パルスをテラヘルツ送信器へ送るように構成されている、請求項２記載のシステム。
【請求項４】
前記光信号を伝送する素子には、更に
前記光源に光結合された光合波器と、
前記光合波器に光結合された光ファイバとが含まれ、
しかも、前記光合波器が、光信号に基づいて第１パルスを光ファイバに送るように構成され、また
前記光合波器が、光信号に基づいて第２パルスを光ファイバに送るように構成されており、
前記第１パルスと第２パルスとが、光ファイバを通過するさいには、互いに直交し、更に
前記光ファイバに光結合された光分波器が含まれており、該光分波器が、第１と第２のパルスを受け取り、かつ第１パルスをテラヘルツ送信器へ、第２パルスをテラヘルツ受信器へ送るように構成されている、請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記光源が、更に光パルスを出力するように構成されたレーザ源を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
更に、レーザ源と、テラヘルツ送信器およびテラヘルツ受信器の両方に光信号を伝送する素子との間に光学式に配置された補償器が含まれ、しかも、該補償器が、レーザ源から発せられる光パルスに逆符号の分散を付加することで、光パルスがテラヘルツ送信器およびテラヘルツ受信器の両方へ光信号を送る素子を通過するさい、光パルスの延伸を修正する、請求項５記載のシステム。
【請求項７】
更に、前記レーザ光源と、テラヘルツ送信器およびテラヘルツ受信器の両方へ光信号を伝送する素子との間に光学的に配置された光学分割器が含まれ、しかも、該光学分割器が、光信号を分割し、かつテラヘルツ送信器およびテラヘルツ受信器の両方に光信号を伝送する素子に、分割された光信号を送る、請求項６記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テラヘルツ発生システムに関わり、より具体的には、ポンプ‐プローブ構成を有するテラヘルツ発生システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タイム‐ドメイン・テラヘルツ発生システムには、テラヘルツ発生装置と受信装置とが用いられているが、該装置は、持続時間サブ３００フェムト秒のレーザパルスにより励起され出力する。テラヘルツ装置は、電磁パルスの発生および／または検出を行う、またはフーリエ変換によるパルスシーケンスが、０．０２０〜＞１０テラヘルツのスペクトル・コンテンツを有している。最も普通には、これらのテラヘルツ電磁パルスは、０．０５０〜４テラヘルツの単一サイクルのサブピコ秒の過渡現象に近い。
【０００３】
ポンプ‐プローブ構成で使用される幾つかの共通のテラヘルツ送信器およびテラヘルツ受信器が存在する。これらの装置は、非線形電気光学結晶（例えばＺｎＴｅ，ＧａＰその他）および光伝導半導体デバイス（ＧａＡｓ，ＩｎＧａＡｓ、その他超高速半導体に基づく「オーストン・スイッチ」）を含んでいる。これらの間の主な違いは、ポンプ‐プローブ装置（例えば、ＧａＡｓは約８００ｎｍ、ＩｎＧａＡｓは１０００‐１６００ｎｍ）の光学ドライブの中心波長である。説明目的のために、光伝導デバイスを説明する。光伝導テラヘルツ送信器の場合、バイアス光伝導スイッチ・ギャップが、フェムト秒レーザ・パルスによって照射される。キャリヤが発生せしめられ、電流がバイアスギャップを横切って流れ、励起レーザ・パルスの時間的プロファイルにつれて急速に上昇し、キャリヤの再結合につれて急速に下降する。この時間的に変化する電流が、マクスウエル方程式によりテラヘルツ・パルスを発生させる。
【０００４】
発生したテラヘルツ・パルス電磁界は、高精度のタイムゲート法によって検出されるが、この方法は、通常、ポンプ‐プローブ法と呼ばれる。テラヘルツ送信器を駆動する第１レーザパルスが、ポンプである。テラヘルツ送信器第１レーザパルスに対してフェムト秒またはサブフェムト秒精度の精密な時間遅れでの第２レーザパルスが、特許文献１および特許文献２に記載のプローブである。これら両方の特許は、ここに引用することにより本明細書に取り入れられるものとする。プローブ・パルスは、無バイアス光導電スイッチを照射する。このスイッチは、サブピコ秒の持続時間の間電流を搬送できる。テラヘルツ受信器を駆動するフェムト秒レーザ・パルスが、発生したテラヘルツ・パルス電磁界の一部と時間が合致すれば、電流はスイッチを横切って流れる。この電流は、その特定時間でのテラヘルツ・パルス電磁界の符号および振幅に比例する。通常、ポンプとプローブ間のタイミングは規則的に（ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ）変化し、タイム‐ドメイン・テラヘルツ波形は、テラヘルツ受信器の電流対ポンプ／プローブ間の遅れの関数として記録される。
【０００５】
ポンプ‐プローブ装置で用いられるテラヘルツ送信器またはテラヘルツ受信器とは関係なしに、ポンプ・ビームおよびプローブ・ビームの光路長は、フェムト秒またはサブフェムト秒精度まで知らねばならず、かつまた安定的に維持されねばならない。光路長が安定しない場合、そのことで、短期間のジッタまたは長期間のドリフトが誘起されることがある。このタイミングエラーが生じると、多くの形式で測定テラヘルツ波形にひずみが生じよう。例えば、フーリエ変換およびタイムドメイン・テラヘルツ分光測定では、間違った周波数に出力が分配されよう。別の例では、ジッタおよびドリフトにより、紙等の材料を通過するテラヘルツ・パルスのフライト時間にひずみが生じ、その結果、テラヘルツ・ポストタイミングにより不正確な厚さ測定が生じる。
【０００６】
先行実施形態では、タイムドメイン・テラヘルツ装置は、完全に自由空間の環境内でポンプ・ビームとプローブ・ビームとを出射する。この自由空間環境の安定性は、光の伝搬の機械的な安定性に全面的に依存している。しかし、この依存性のゆえに、自由空間での伝搬は極めて限定的にしか実現されない。光学的なポンプおよびプローブを形成するフェムト秒レーザ並びに光学的な遅れ機構は、テラヘルツ送信器およびテラヘルツ受信器を保持する同じ機械的構造物に永久取り付けされねばならない。これらのテラヘルツ送信器およびテラヘルツ受信器を、相互に、またシステムの他の構成素子に対し、自由に配置できるようにするには、システムから取り外した後、全システムを新しい位置に再組み立てしなければならない。
【０００７】
自由配置可能なテラヘルツ送信器および受信器のモジュールは、光ファイバを介してポンプおよびプローブのフェムト秒光ドライブを送ることで構成できる。これらの光ファイバは、通常、単一モードであるか、または単一モードの偏波保持ファイバである。該光ファイバは、テラヘルツ送信器および受信器のモジュールを、器械構成中または器械使用中に一緒にまたは別個に移動可能にする（例えば、送信器および受信器を、ラスタ・スキャン画像化ガントリに取り付けることができ、これにより試験中の対象を定置できる。自由空間システムでは、通常、対象の移動が要求されるが、自由空間テラヘルツ・システムは定置のままである）。
該光ファイバは、ファイバ・ベンドとしてポンプおよびプローブの光ドライブを案内し、同じように、大抵ではないまでも、しばしば、時間のために、ポンプおよびプローブ両方の光路で一定光路長の維持が不十分となる。
【０００８】
ファイバの運動が、延伸または引張りではない単純な曲げ運動から成る限り、光路長は一定に維持される。運悪く、ポンプおよびプローブ処理中の光ファイバが、運動中に不注意で延伸されることがある。こうした延伸は、単純な引張りまたは曲げその他の運動で生じることがあるが、それによって光ファイバは、ファイバ・ジャケット、隔壁、その他の個所内で結合して、引張りや延伸を誘起する。
【０００９】
光ファイバを通るポンプおよび／またはプローブ・パルス群の移動時間は、光ファイバが延伸および／または引張りを受けると、増大する。このパルス群の遅れは、１つ以上の物理的効果、すなわち、主として、ファイバ・コアの長さ次元の増大および／またはパルス群の速度変化に誘発されたひずみの結果であり、このひずみは屈折率対周波数の第１導関数によって関連付けられる。数ピコ秒のこれらの意図しない遅れは、光ファイバの延伸または引張りの結果だが、ポンプおよびプローブ法により発生および／または検出されるタイムドメイン・テラヘルツ波形に重大なひずみを生じさせる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第６，３２０，１９１号明細書
【特許文献２】米国特許第６，８４９，８５２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
先行技術の欠点を克服する努力を通じて、光ファイバの延伸に関係する効果を低減するためのシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このシステムは、光信号を出力する光源である光制御ユニットと、両方が光制御ユニットに光結合されたテラヘルツ送信器およびテラヘルツ受信器と、該受信器が光信号により該送信器に同期するように、送信器と信号装置の両方に光信号を伝送する素子とを含んでいる。該伝送素子は、送信器および受信器に送られる光信号を伝搬する光ファイバの延伸を防止するか、または光信号をテラヘルツ送信器およびテラヘルツ受信器へ送る各光路の光路長が事実上等しく延伸されるような、テラヘルツ送信器およびテラヘルツ受信器への光パルス伝搬方法を提供する。
【００１３】
光ファイバの延伸を防止する場合、光信号を伝送する素子は、第１端部と第２端部とを有するフレキシブルな管状構造物でよく、該フレキシブルな管状構造物は、内部スペースを画成する壁部を有している。管状構造物の第１端部は、光制御ユニットに結合される一方、第２端部は、テラヘルツ送信器および／またはテラヘルツ受信器に結合される。この実施例は、また光源に光結合された第１端部と、テラヘルツ送信器またはテラヘルツ受信器に光結合された第２端部とを有する少なくとも１光ファイバを含んでいる。光ファイバは、フレキシブルな管状構造物の内部スペースを通されている。光ファイバは、また管状構造物内を通されることにより、管状構造物に加わる張力で延伸することはなく、言い換えれば、光ファイバに対する張力が誘発されことはなく、また管状構造物に対する曲げは、光ファイバを単純に曲げるだけで、光ファイバに対する意図しない延伸または引張りを誘発することがない。このことは、フレキシブルな管状構造物より長い光ファイバを使用することで達せられる。加えて、光ファイバの長さが、管状構造物の延伸時の長さより長い場合には、管状構造物の如何なる延伸も光ファイバを延伸させることはない。
【００１４】
光ファイバを通る光路が事実上等しく延伸する場合、光信号を伝送する素子は、第１コアと第２コアとを有する光ファイバでよい。この光ファイバは、ポンプ‐プローブ装置光源に光結合された第１端部を有している。光ファイバの第１コアは、テラヘルツ送信器（ポンプ経路）に光結合され、光ファイバの第２コアは、テラヘルツ受信器（プローブ経路）に光結合される。この光ファイバが延伸または引張りを受けた場合、ファイバの２つのコアを通る光信号は等量に延伸され、単一光ファイバの１コアのみが延伸される場合に生じる効果は打ち消される。
【００１５】
また別の実施例では、光ファイバを通る光路が事実上均等に延伸する場合には、光信号を伝送する素子は、単一コアを有する単一光ファイバでよい。この単一光ファイバは、光源とテラヘルツ送信器およびテラヘルツ受信器とに光結合されている。この実施例では、該信装置および該受信器へ送られる信号は互いに直交する光ファイバへ送られる。これらの信号は、次いで分離され（ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ）、送信器および受信器へ送ることができる。光ファイバは、偏波保持でき、その場合、ポンプ／送信器光信号とプローブ／受信器光信号とが多重化され、打ち込みの後に直交偏光を分離することにより、多重信号を分離できる。別の可能性は、ポンプ／送信器光信号とプローブ／受信器光信号とが、事実上光中心周波数を有し、信号が、多重化され、かつ周波数帯域パスフィルタの使用により分離できる。単一の光ファイバのみが使用されているので、この光ファイバの何らかの延伸は両方の光信号を等量だけ延伸させ、１つだけ光信号が延伸される場合のどのような効果も帳消しにされる。
【００１６】
本発明のこのほかの目的、特徴、利点は、図面を参照して行われる以下の説明と、本明細書に添付され、本明細書の一部をなす特許請求の範囲とを概観することにより、当業者には容易に明らかになることだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】光ファイバの延伸に関係する効果を２つのフレキシブルな管状構造物を利用して低減するシステムの第１実施例を示す図。（実施例１）
【図２】図１のフレキシブルな管状構造物を図１のほぼ２−２線に沿って截断した詳細図。
【図３】光ファイバの延伸に関係する効果をフレキシブルな単一の管状構造物を有する光ファイバを用いて低減するシステムの第２実施例を示す図。（実施例２）
【図４】図３のフレキシブルな単一の管状構造物を図３のほぼ４−４線に沿って截断した詳細図。
【図５】２つのコアを有する光ファイバの延伸に関係する効果を低減するシステムの第３実施例を示す図。（実施例３）
【図６】図５の２つのコアを有する光ファイバを図５のほぼ６−６線に沿って截断した詳細図。
【図７】光ファイバの延伸に関係する効果を多重光信号を伝送するように構成された単一光ファイバを用いて低減するシステムの第４実施例を示す図。（実施例４）
【図８】図７の光ファイバを図７のほぼ８−８線に沿って截断した詳細図。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１８】
図１には、光ファイバの延伸に関係する効果を低減するシステム１０ａが示されている。その主要な構成素子として、システム１０ａは、光制御ユニット１２ａ、テラヘルツ送信器１４ａ、テラヘルツ受信器１５ａ、該送信器１４ａおよび該受信器１５ａの両方に光制御ユニット１２ａから出力する光信号を伝送する素子１６ａとを含んでいる。伝送素子１６ａは、受信器１４ａが光制御ユニット１２ａから発せられる光信号により送信器１４ａと同期するように、光信号を伝送する。加えて、伝送素子１６ａは、送信器１４ａおよび受信器１５ａへ送られる光信号の延伸を防止するか、または送信器１４ａに送られる光信号が受信器１５ａに送られる光信号と事実上等しくなるように、光制御ユニット１２ａからの光信号を延伸する。
【００１９】
一般に、光制御ユニット１２ａには、種々の異なる実施例が可能である。そのような１実施例では、光制御ユニット１２ａは、光パルスを出力するように構成されたレーザ源１８ａを含んでいる。通常、レーザ源１８ａは、フェムト秒の出力パルスを発生させる。レーザ源１８ａには、補償器２０ａが光結合されている。レーザ源１８ａから発せられる光パルスは補償器２０ａへ送られ、補償器は、光パルスに逆符号の分散を付加することにより、光パルスが光信号を伝送する素子１６ａを通過するさいの光パルスの延伸が修正される。補償器２０ａとレーザ源１８ａとは、光ファイバによって相互に光結合されるか、または自由空間形式で相互に光結合させることができる。
【００２０】
補償器２０ａから適量の逆符号分散が光パルスに与えられると、光パルスはスプリッタ２２ａへ送られる。スプリッタ２２ａは、光パルスを分割し、それらを第１光ファイバ２４ａと第２光ファイバ２６ａとに送る。この実施例では、第１光ファイバ２４ａは単一モードのファイバであり、その場合、スプリッタ２２ａにより分割されたパルスは、光ファイバ２４ａへ送られる。同じように、第２光ファイバ２６ａも、スプリッタ２２ａにより分割されたパルスを受け取る。
【００２１】
光ファイバ２４ａは、テラヘルツ送信器１４ａに結合されている。同じように、光ファイバ２６ａは、テラヘルツ受信器１５ａに光結合されている。テラヘルツ送信器１４ａが、これらの光パルスを光ファイバ２４ａから受け取ると、テラヘルツ受信器は、サンプル３０ａにテラヘルツ放射２８ａを出力する。テラヘルツ受信器１５ａは、光ファイバ２６ａから光パルスを受け取ると、テラヘルツ送信器１４ａから発せられる放射２８ａを受け取る。この理由から、テラヘルツ受信器１５ａが、光ファイバ２４ａおよび光ファイバ２６ａで伝搬される光パルスによりテラヘルツ送信器１４ａと同期するには、タイミングが極めて重要になる。光ファイバ２４ａ，２６ａの延伸が適切に補償または防止されない場合、このタイミングが妨害され、それによりテラヘルツ放射２８ａの、適切な時間間隔での送受信が妨げられることがある。この実施例では、光パルス伝送素子１６ａにより、光ファイバ２４ａ，２６ａのどのような延伸または引張りも除去される。
【００２２】
テラヘルツ受信器１５ａが放射３０ａを受け取ると、電気信号を発生させ、この電気信号がデータ収集システム１７ａによって解釈および／またはスケールおよび／または数値化される。データ収集システム１７ａは、通常、テラヘルツ受信器１５ａに電気接続されている。
光パルス伝送素子１６ａは、第１端部３６ａと第２端部３８ａとを有するフレキシブルな管状構造物３２ａを含んでいる。第１端部３６ａは光制御ユニット１２ａのハウジング１３ａに接続されている。フレキシブルな管状構造物３２ａは、内部に光ファイバ２４ａの一部を収容している。フレキシブルな管状構造物３２ａは、図１の２−２線にほぼ沿って截断した管状構造物３２ａのカットアウト部分を示す図２から最もよく分かるように、内部に配置された光ファイバ２４ａの長さより短い長さを有している。フレキシブルな管状構造物３２ａの第２端部３８ａは、テラヘルツ送信器１４ａのハウジング１９ａに接続されている。
【００２３】
フレキシブルな管状構造物３２ａ，３４ａは、通常、光ファイバ２４ａ，２６ａの外径より数倍大きい内径のフレキシブルなプラスチック製導管である。光ファイバ２４ａ，２６ａは、１つの線上にらせん状に巻き付けられ、該線は、フレキシブルな管状構造物３２ａ，３４ａを通してファイバ２４ａ，２６ａを引張るのに使用される。光ファイバの各端部を押すことにより、フレキシブルな管状構造物３２ａ，３４ａの内面に向かって螺旋が拡大する。管状構造物３２ａ，３４の内面は、該管状構造物が曲げられても、螺旋を維持し、曲がらない表面を有している。
【００２４】
フレキシブルな管状構造物３２ａは、該構造物３２ａの内部空間内に配置された光ファイバ２４ａの非延伸部分以上に延伸しないように作られている。フレキシブルな管状構造物３２ａの第１端部と第２端部３８ａとの間に位置する光ファイバ２４ａ部分は、管状構造物３２ａより長いので、管状構造物がどれだけ延伸しても、光ファイバ２４ａを延伸させることはない。光ファイバ２４ａを管状構造物３２ａより長くすることによって、光ファイバ２４ａの、管状構造物３２ａ内に配置された部分が延伸することはなく、これにより、光ファイバのどのような延伸も防止でき、かつテラヘルツ送信器１４ａとテラヘルツ受信器１５ａとの同期の中断が防止できる。同じように、光ファイバ２６ａを内包するフレキシブルな管状構造物３４ａも、図２および先行パラグラフに図示および説明したフレキシブルな管状構造物３２ａと等しい形式で構成されている。
【実施例２】
【００２５】
図３には、システムの別の実施例１０ｂが示されている。この実施例では、各数字符号に「ｂ」の文字が付されている以外は、同じ部材には同じ数字符号が付されている。
この実施例の場合、光パルス伝送素子１６ｂは単一のフレキシブルな管状構造物４４ｂを含んでいる。該管状構造物４４ｂのより詳細な図が、図３の４−４線に沿って截断した断面図で図４に示されている。フレキシブルな管状構造物４４ｂは、第１端部３６ｂと第２端部３８ｂとを有している。第１端部は、光制御ユニット１２ｂのハウジング１３ｂに接続され、第２端部３８ｂは、テラヘルツ送信器１４ｂとテラヘルツ受信器１５ｂとを収容するハウジング２３ｂに接続されている。フレキシブルな管状構造物４４ｂの内部空間には、光ファイバ２４ｂ、２６ｂが配置されている。
【００２６】
フレキシブルな管状構造物４４ｂ内に収容された光ファイバ２４ｂ、２６ｂの長さは、管状構造物４４ｂより長い。管状構造物４４ｂが延伸または引張されても、光ファイバ２４ｂ、２６ｂは延伸または引張されることはない。そうすることで、光ファイバ２４ｂ、２６ｂのいかなる延伸も防止される。
【実施例３】
【００２７】
図５には、システムの別の実施例１０ｃが示されている。この実施例では、各数字符号に「ｃ」の文字が付されている以外は、同じ部材には同じ数字符号が付されている。先行する実施例同様、レーザ源１８ｃは、補償器２０ｃへ光パルスを送る。補償器２０ｃは、次いで、これらの補償されたパルスを、システム１０ｃ内に生じることがある分散を補償するために、スプリッタ２２ｃへ送る。スプリッタ２２ｃは、光信号を光ファイバ２４ｃ、２６ｃに沿った２つの光路へ分割する。
しかし、光パルス伝送素子１６ｃは、光ファイバ２４ｃ、２６ｃから光信号を受信する２重コアファイバ光合波器（マルチプレクサ）５２ｃを含んでいる。光合波器５２ｃは、光ファイバ２４ｃ、２６ｃからの光信号を多重化し、それらを２重コア光ファイバ５４ｃへ送る。２重ファイバ光合波器５２ｃは、２つの独立した自由空間光ビームからの出力、または２つの独立的なファイバ光（一方はポンプ／送信器、他方はプローブ／受信器いずれかの）を受け取り、それらを同一の光ファイバ内の２つのコアへ接続する。この接続は、画像化光ビーム結合器または溶融先細ファイバ光ビーム結合器により行われる。
【００２８】
図６には、図５のほぼ６−６線に沿って截断した２重コア光ファイバ５４ｃの詳細図が示されている。２重コア光ファイバ５４ｃは、光ファイバ２４ｃ、２６ｃ各々から発せられる光信号を伝搬するための第１コア６２ｃと第２コア６４ｃとを含んでいる。２重コア６２ｃ、６４ｃは、クラッド６６ｃで囲まれている。クラッド６４ｃはバッファ６８ｃに囲まれている。単一モードファイバに似て、２重コアファイバも、内部の全反射特性を利用しコア６２ｃ、６４ｃを介して光信号を伝送する。２つのコアは、両者間で光が接続しないように、十分に分離される。
【００２９】
図５に戻ると、２重コア光ファイバ５４ｃに沿って伝送される光信号は、光分波器５６ｃが受信し、光分波器は、これらの光信号を、各々光ファイバ５６ｃと６０ｃとを介してテラヘルツ送信器１４ｃとテラヘルツ受信器１５ｃとへ伝送する。２重コアの該光分波器は、光合波器の動作を逆に行うが、その場合、２つのコアが独立的な自由空間経路に画像化されるか、または溶融先細ファイバ光ビーム分割器を使用して２つの独立的なファイバ経路が再造出される。２重コア光ファイバ５４ｃが延伸されるか引張られるかした場合、２コア６２ｃ、６４ｃを伝送されているどの光信号も、同じ量だけ延伸され、単一光ファイバの１つだけのコアが延伸される場合に生じるどのような効果も解消される。
【実施例４】
【００３０】
図７には、システムの別の実施例１０ｄが示されている。この実施例では、各数字符号に「ｄ」の文字が付されている以外は、同じ部材には同じ数字符号が付されている。この実施例の場合、分割器２２ｄが発する光信号は、光ファイバ２４ｄ、２６ｄへ送られる。光ファイバ２４ｄ、２６ｄは、単一コアファイバ光合波器７０ｄと光結合されている。単一コアファイバ光合波器７０ｄは、光ファイバ２４ｄ、２６ｄの信号を光ファイバ７１ｄへ送る。ポンプ／送信器とプローブ／受信器との光信号を単一光ファイバコアに結合するには、偏光多重化または周波数多重化のどちらかを使用できる。偏光多重化の場合、偏波保持ファイバが使用される。光合波器は、自由空間ビーム結合器または偏光ビーム結合器から成り、該結合器が、ポンプ／送信器とプローブ／受信器との光信号を、同じ偏波保持ファイバの直交偏光へ打ち込む。周波数多重化の場合、ポンプ／送信器とプローブ／受信器との光信号は、十分に異なる光中心周波数を有している結果、光信号を同じ光路またはファイバに結合するのにダイクロイック・ビーム結合器を使用できる。
【００３１】
図８に示すように、光ファイバ７１ｄは、概して、コア７４ｄと、クラッド７６ｄと、バッファ７８ｄとを有する単一モード光ファイバである。偏波合波器が用いられる場合、光ファイバは、また偏波保持せねばならず、かつまた応力付与部品（図示せず）を有しており、これらの部品がファイバ内に複屈折を誘起し、これにより高速偏光軸と緩速直交偏光軸とが可能になる。光信号が、内部全反射を介して光ファイバ７１ｄのコア７４ｄを伝送されることは、よく理解されよう。しかし、この実施例の場合、光合波器７０ｄは、光ファイバ２４ｄ、２６ｄの一方から１つの光信号を、１つの純直交偏光状態で、または他の信号の純偏光状態に対して１つのユニークな周波数帯域で、または光ファイバ２４ｄまたは２６ｄからのユニークな周波数帯域で、光ファイバ７１ｄの単一コア７４ｄへ伝送する。
【００３２】
図７に戻ると、光ファイバ７１ｄで送られた直交信号は、光分波器７２ｄが受け取り、これら２つの信号を分割し、一方の信号を光ファイバ５８ｄへ送り、他方の信号を光ファイバ６０ｄへ送る。偏光多重化の場合、偏光ビーム分割光カプラまたはファイバ光カプラを用いて、プローブ／受信器の光信号からポンプ／送信器の光信号が分離される。周波数多重化の場合は、ダイクロイック・ビーム分割器または周波数帯域パスフィルタを用いて、プローブ／受信器の光信号からポンプ／送信器の光信号が分離される。次いで、これらの光信号は、テラヘルツ受信器１５ｄとテラヘルツ送信器１４ｄとに送られる。
【００３３】
したがって、これらの光信号は、同一の光ファイバ７１ｄで伝送されるので、光ファイバ７１ｄの何らかの延伸は、光ファイバ７１ｄに沿って送られる信号に等しい影響を与える。このため、両方の信号が延伸されることで、両方の信号が、光ファイバの動きとは無関係に、所期のポンプおよびプローブのタイミングにより決定される同じ相対時間に、テラヘルツ受信器およびテラヘルツ送信器により受信されるため、延伸により生じるひずみは互いに補償される。これらの信号が、所期のポンプおよびプローブのタイミングにより決定される同じ相対時間にテラヘルツ送信器およびテラヘルツ受信器により受信される限り、光ファイバ７１ｄのどのような延伸も補償され、したがって何らかの関連エラーも生じない。
【００３４】
以上に開示した内容は、説明目的のものであり、限定的意味のものと見なされてはならず、特許請求の範囲の記載は、すべての変更態様および拡大その他の、本発明の真の精神および範囲に含まれる実施例をも含むものである。したがって、法律によって許容される最大限度まで、本発明の範囲は、特許請求の範囲およびその等価手段の可能な最も広い解釈によって決定されねばならず、既述の詳細な説明によって限定され制限されるものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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