(57)【要約】【課題】光パルスを圧縮するファイバの分散プロファイルを最適化し、高品質な圧縮パルスを発生可能にする。【解決手段】光パルス発生装置１００は、ビート光を発生するビート光発生部１と、光パルス圧縮装置２により構成され、光パルス圧縮装置２は、変換部３と圧縮部４により構成される。変換部３は、入力端から出力端に向けた長手方向に異常分散値が減少するＤＤＦ（分散減少ファイバ）により構成され、ビート光発生部１から入力されたビート光をアップチャープパルスに変換し、圧縮部４は、異常分散値が長手方向の位置に比例して減少するＤＤＦにより構成され、変換部３から入力されたアップチャープパルスの時間幅を圧縮し、光パルス列として出力する。【選択図】図１
2006171677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビート光を入力し、当該ビート光の時間幅を圧縮して光パルスを発生する光パルス圧縮装置において、
入力端から出力端の方向に異常分散値が減少し、前記ビート光をアップチャープパルスに変換する変換部と、
入力端から出力端の方向の位置に比例して異常分散値が減少し、前記アップチャープパルスの時間幅を圧縮する圧縮部と、
を備えることを特徴とする光パルス圧縮装置。
【請求項２】
前記圧縮部では、入力端における分散長の４倍〜６倍の距離で異常分散値が半減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。
【請求項３】
前記変換部及び／又は前記圧縮部は、分散減少ファイバであることを特徴とする請求項１又は２に記載の光パルス圧縮装置。
【請求項４】
前記変換部及び／又は前記圧縮部は、非線形ファイバと線形ファイバを交互に接続したコム状プロファイルファイバであることを特徴とする請求項１又は２に記載の光パルス圧縮装置。
【請求項５】
前記コム状プロファイルファイバは、入力端に配置される非線形ファイバの長手方向の長さが、その次に配置される非線形ファイバよりも短いことを特徴とする請求項４に記載の光パルス圧縮装置。
【請求項６】
ビート光を発生するビート光発生部と、請求項１〜５の何れか一項に記載の光パルス圧縮装置を備えることを特徴とする光パルス発生装置。
【請求項７】
ビート光を発生し、
入力端から出力端の方向に異常分散値が減少する変換器を用いて前記ビート光をアップチャープパルスに変換し、
入力端から出力端の方向の位置に比例して異常分散値が減少する圧縮器を用いて前記アップチャープパルスの時間幅を圧縮することを特徴とする光パルス圧縮方法。
【請求項８】
入力端における分散長の４倍〜６倍の距離で異常分散値が半減する圧縮器を用いて、前記アップチャープパルスの時間幅を圧縮することを特徴とする請求項７に記載の光パルス圧縮方法。
【請求項９】
前記変換器及び／又は前記圧縮器は、分散減少ファイバであることを特徴とする請求項７又は８に記載の光パルス圧縮方法。
【請求項１０】
前記変換器及び／又は前記圧縮器は、非線形ファイバと線形ファイバを交互に接続したコム状プロファイルファイバであることを特徴とする請求項７又は８に記載の光パルス圧縮方法。
【請求項１１】
前記コム状プロファイルファイバは、入力端に配置される非線形ファイバの長手方向の長さが、その次に配置される非線形ファイバよりも短いことを特徴とする請求項１０に記載の光パルス圧縮方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光パルスを圧縮する光パルス圧縮装置、光パルス圧縮装置を備える光パルス発生装置及び光パルス圧縮方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ファイバを用いた光パルス圧縮装置は広く用いられてきた。光ファイバの特徴として、その低損失性に起因する高効率な非線形媒質であること、かつ分散の制御性に優れることが挙げられており、これらの特徴を活用した様々な光パルス圧縮装置が提案されている。
【０００３】
これらの中でも、非特許文献１に示されるように、異常分散性を有し、その分散値の絶対値を長手方向に対して徐々に減少させる分散減少ファイバ（ＤＤＦ：Dispersion Decreasing Fiber）は、比較的高品質な光パルスを発生可能な手段として知られている。
【０００４】
また、特許文献１に示されるように、非線形性の高いファイバと分散性の高いファイバを適切な長さを以って交互に接続したコム状プロファイルファイバ（ＣＰＦ：Comb-like Profiled Fiber）も、ＤＤＦと同様に比較的高品質な光パルスを発生可能な手段として知られている。更に、特許文献２に示されるように、ＤＤＦは、超広帯域光の発生にも使用可能であることが知られている。
【特許文献１】特開２００４−１１７５９０号公報
【特許文献２】特開平１０−９０７３７号公報
【非特許文献１】S. V. Chernikov, E. M. Dianov, D. J. Richardson and D. N. Payne, “Soliton pulse compression in dispersion-decreasing fiber,” Opt. Lett., vol. 18, no. 7, pp. 476-478, 1993.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、ＤＤＦ及びＣＰＦによる光パルス圧縮装置は、比較器高品質な光パルスを発生可能であることが知られている。しかしながら、これらＤＤＦ及びＣＰＦは、入力パルス及び出力パルスのパラメータに合わせた分散値及び長さの設計が必要であるが、これらの分散値の長手分布が最適ではない場合、光パルスの品質が低下してしまうという問題があった。例えば、分散値の変動が急激である場合には、圧縮された光パルスに、ペデスタルと呼ばれる非圧縮成分が付随する。一方、分散値の変動が緩やかである場合には、より長いファイバが必要であるために、分散効果が累積し、タイミングジッタ等を増加させてしまう。
【０００６】
本発明の課題は、光パルスを圧縮するファイバの分散プロファイル（分散分布）を最適化し、高品質な圧縮パルスを発生可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、ビート光を入力し、当該ビート光の時間幅を圧縮して光パルスを発生する光パルス圧縮装置において、入力端から出力端の方向に異常分散値が減少し、前記ビート光をアップチャープパルスに変換する変換部と、入力端から出力端の方向の位置に比例して異常分散値が減少し、前記アップチャープパルスの時間幅を圧縮する圧縮部と、を備えることを特徴としている。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光パルス圧縮装置において、前記圧縮部では、入力端における分散長の４倍〜６倍の距離で異常分散値が半減することを特徴としている。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の光パルス圧縮装置において、前記変換部及び／又は前記圧縮部は、分散減少ファイバであることを特徴としている。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の光パルス圧縮装置において、前記変換部及び／又は前記圧縮部は、非線形ファイバと線形ファイバを交互に接続したコム状プロファイルファイバであることを特徴としている。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の光パルス圧縮装置において、前記コム状プロファイルファイバは、入力端に配置される非線形ファイバの長手方向の長さが、その次に配置される非線形ファイバよりも短いことを特徴としている。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、ビート光を発生するビート光発生部と、請求項１〜５の何れか一項に記載の光パルス圧縮装置を備えることを特徴としている。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、ビート光を発生し、入力端から出力端の方向に異常分散値が減少する変換器を用いて前記ビート光をアップチャープパルスに変換し、入力端から出力端の方向の位置に比例して異常分散値が減少する圧縮器を用いて前記アップチャープパルスの時間幅を圧縮することを特徴としている。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の光パルス圧縮方法において、入力端における分散長の４倍〜６倍の距離で異常分散値が半減する圧縮器を用いて、前記アップチャープパルスの時間幅を圧縮することを特徴としている。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項７又は８に記載の光パルス圧縮方法において、前記変換器及び／又は前記圧縮器は、分散減少ファイバであることを特徴としている。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、請求項７又は８に記載の光パルス圧縮方法において、前記変換器及び／又は前記圧縮器は、非線形ファイバと線形ファイバを交互に接続したコム状プロファイルファイバであることを特徴としている。
【００１７】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の光パルス圧縮方法において、前記コム状プロファイルファイバは、入力端に配置される非線形ファイバの長手方向の長さが、その次に配置される非線形ファイバよりも短いことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ビート光をアップチャープパルスに変換し、このアップチャープパルスの時間幅を圧縮することにより、ペデスタル発生が抑制され、ジッタの少ない圧縮パルスを得ることができるため、圧縮される光パルスの品質を高めることができる。
【００１９】
また、ビート光を種光として用いることにより、超高周波信号を容易に作成することができ、超高周波信号を活用する光パルス発生が実現可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の第１〜第３の実施の形態を詳細に説明する。
【００２１】
（第１の実施形態）
図１〜図１２を参照して、本発明の第１の実施形態を説明する。
まず、第１の実施形態における構成について説明する。図１に、第１の実施形態に係る光パルス発生装置１００の構成を示す。光パルス発生装置１００は、図１に示すように、ビート光発生部１、光パルス圧縮装置２により構成される。光パルス圧縮装置２は、変換部（変換器）２及び圧縮部（圧縮器）４により構成される。
【００２２】
ビート光発生部１は、周波数の異なる２つのレーザ光を重ね合わせることによって、両レーザ光の差周波数で強度変化するビート光を生成し、生成されたビート光を光増幅器（図示略）により増幅させ、光パルス圧縮装置２の変換部３に出力する。ビート光の使用による利点は、100GHz以上の超高周波信号を容易に生成できる点である。例えば、２台の半導体レーザを用いてビート光を発生させる場合には、これらの半導体レーザへの注入電流及び温度を介してレーザ光の波長を適切に制御することによって周波数を自在に制御することができる。
【００２３】
変換部３は、入力端から出力端に向けた長手方向に異常分散値が減少するＤＤＦ（Dispersion Decreasing Fiber）により構成され、ビート光発生部１から入力されたビート光をアップチャープパルスに変換し、このアップチャープパルスを圧縮部４に出力する。
【００２４】
圧縮部４は、異常分散値が長手方向の位置（距離）ｚに比例して減少するＤＤＦ（図２参照）により構成され、変換部３から入力されたアップチャープパルスの時間幅を圧縮し、光パルス列として出力する。
【００２５】
以下、圧縮部４の分散プロファイルと、変換部３の分散プロファイルについて詳細に説明する。
【００２６】
<圧縮部の分散プロファイル>
まず、ＤＤＦ中のソリトン圧縮についての一般的な解釈を説明する。光パルスの光ファイバ伝搬に伴う波形変化は、式（１）の非線形シュレーディンガー方程式で良く記述できることが知られている。
【数１】
2006171677.tif 000003
式（１）において、Ａ(z,t)は光パルスの複素電界であり、β2及びγは、それぞれ、光ファイバの分散値、非線形定数である。
【００２７】
ここで、ＤＤＦの入力端（ｚ＝０）における光パルスの光電界Ａ(0,t)を、式（２）に示すようなソリトン波形と仮定する。
【数２】
2006171677.tif 000004
式（２）において、Ｐは光パルスのピークパワーであり、Ｔ0はパルス幅（パルスの時間幅）である。このとき、ソリトン次数Ｎは式（３）のように表される。
【数３】
2006171677.tif 000005
ソリトンは、ファイバ伝搬と共にＮ＝１を保つようにＴ0及びＰを変化させる性質を有する。｜β2｜が長手方向に減少する場合、ソリトンはパルス幅Ｔ0を｜β2｜に比例して減少させるとともに、ピークパワーＰをＴ0に反比例して高める。このようにして、ＤＤＦ中で光パルス圧縮が生ずる。
【００２８】
ＤＤＦの異常分散値をソリトンの伝播距離ｚに対して直線的に変化させることにより、ソリトンに作用する分散減少の割合を一定に保つことができる。以下にその詳細を示す。
【００２９】
ソリトンの伝搬距離ｚの基準が分散長ＬD(z)＝Ｔ02(z)/β2(z)であることを考慮すると、ソリトンに作用する分散減少の割合が一定であるという条件は式（４）で表される。
【数４】
2006171677.tif 000006
式（４）においてＳは、分散減少の割合を表す定数（スロープ）である。式（４）の微分方程式を解くことにより、式（５）に示すように、ＤＤＦの分散値β2(z)が得られる。
【数５】
2006171677.tif 000007
式（５）は、β2(0)＜０、Ｓ＞０である場合、図２に示すように、−β2(z)（又は|β2(z)|）が入力端から出力端に向けた長手方向に直線的に減少する分散プロファイルであることを示している。このようにして、直線プロファイルにおいて圧縮パルスに作用する分散減少の割合が一定に保たれることがわかる。
【００３０】
また、式（４）を満たす分散プロファイルを有するＤＤＦ中においては、以下に示すように自己相似圧縮パルスが存在する。自己相似圧縮パルスとは、式（４）の分散プロファイルを有するＤＤＦ中で自己相似性を保ったまま伝搬可能なパルスである。自己相似圧縮パルスを圧縮部４の入力パルスとして用いることによって、ペデスタル発生のない光パルス圧縮が可能となる。自己相似の関係は、数学的には式（６）のように表される。
【数６】
2006171677.tif 000008
ここで、Ａ(t)及びＡ’(t)は、それぞれ、圧縮前、圧縮後の複素光電界であり、Ｒは光パルスの圧縮率、φは圧縮に伴う位相変化である。
【００３１】
ＤＤＦ中を伝播する自己相似圧縮パルスは、平均化法を用いた数値計算により求めることが可能である。図３に、平均化法のフローチャートを示す。
【００３２】
まず、初期パルスがＡ(t)に設定される（ステップＳ１）。次いで、式（１）のシュレーディンガー方程式を解くことにより、ＤＤＦによる圧縮後のパルス波形Ａ1(t)が算出される（ステップＳ２）。
【００３３】
次いで、Ａ(t)とＡ1(t)の位相を合わせるために、Ａ1(t)exp[-i{argＡ1(0)}]が、新たにＡ1(t)に設定される（ステップＳ３）。そして、Ａ(t)＋Ｒ-1/2Ａ1(Ｒ-1t)が、新たにＡ(t)に設定される（ステップＳ４）。
【００３４】
次いで、Ａ(t)のエネルギーを一定に保つために、ステップＳ４で設定されたＡ(t)の振幅が調整される（ステップＳ５）。次いで、ステップＳ１に戻り、ステップＳ５で振幅が調整されたＡ(t)が初期パルスとして設定され（ステップＳ１）、ステップＳ２〜Ｓ５の処理が繰り返される。図３に示した処理は、ステップＳ３で設定されたＡ1(t)を圧縮後の複素光電界Ａ’(t)として、圧縮前の光電界Ａ(t)と、圧縮後の光電界Ａ’(t)の関係が、式（６）の関係を満たすまで繰り返される。
【００３５】
図４に、図３の平均化法で求めたＤＤＦ中の自己相似圧縮パルスの伝播の様子を示す。図４では、ここでの説明を一般化するため、伝播距離として規格化伝播距離ξ＝ｚ/ＬD(0)を用い、非線形定数をγ＝1/W/km、ｚ＝０における分散値をβ2(0)＝−１ps2/km、スロープをＳ＝1/10に設定し、パルスエネルギーを2pJに設定している。図４（ａ）は、規格化伝播距離、時間、強度の関係を表す波形を示しており、図４（ｂ）は、規格化伝播距離、周波数、スペクトルの関係を表す波形を示している。図４の場合、異常分散値は、式（５）より、−β2(ξ)＝1−Ｓξ＝1−ξ/10となる。従って、ξ＝５における異常分散値及びパルス幅Ｔ0は、ξ＝０におけるこれらの値の半分となる。
【００３６】
このようにして圧縮部４のＤＤＦにより圧縮された光パルスＡ’(t)は、入力パルスＡ(t)と式（６）に示すような自己相似の関係にある。従って、圧縮前の自己相似圧縮パルスが本来有するペデスタル量と比較して、圧縮後のペデスタル量が増大することはない。一方、ソリトン波形の入力パルスを圧縮部４のＤＤＦ中で伝播させてパルス圧縮を行う場合には、圧縮に伴って非ソリトン成分が残留するため、ペデスタル発生は避けられない。
【００３７】
式（５）における最適なＳの範囲を求めるため、様々なＳの値で得られる自己相似圧縮パルスを算出した結果を図５に示す。図５（ａ）は、時間、強度（実線）及び瞬時周波数（点線）の関係を表す波形を示し、図５（ｂ）は、対数軸における時間及び強度の関係を表す波形を示し、図５（ｃ）は、周波数とスペクトルの関係を表す波形を示す。
【００３８】
図５に示した算出結果より、以下の知見が得られる。
[1] 図５（ａ）の瞬時周波数（点線）より、自己相似圧縮パルスはアップチャープを有するパルスである。
[2] Ｓが小さくなるほど（即ち、分散減少の割合が小さくなるほど）、自己相似圧縮パルスはソリトン波形に近づく。
[3] Ｓ＜1/8の場合の自己相似圧縮パルスは、線形なアップチャープを有するソリトンパルスで良く近似でき、またスペクトル形状が滑らかである。なお、Ｓが小さいほどこれらの特徴が強いようであるが、Ｓ＜1/12の場合には判別できるほどの変化はない。
[4] 1/8＜Ｓ＜1/6の場合、図５（ｂ）から明らかなように、強度波形はペデスタルを有する。また、図５（ａ）及び（ｃ）より、それぞれ、チャープが線形でないことと、スペクトルに大きな歪みが存在することが見てとれる。従って、1/8＜Ｓ＜1/6における自己相似圧縮パルスを用いる場合、ペデスタル発生は避けられない。
[5] Ｓ＞1/6の場合、自己相似圧縮パルスは非常に不安定であるか、又は存在できない。
【００３９】
以上の点から、Ｓ＜1/8のＤＤＦ及び自己相似圧縮パルスを用いることにより、ペデスタル発生が抑制された高品質なパルス圧縮が可能であることがわかる。一方で、Ｓを小さくしすぎると、ＤＤＦの総分散量（即ち、｜β2(z)｜を長手方向に積分して得られる値）が増大する。このようなファイバを用いてパルス圧縮を行うと、パルスのタイミングジッタが増大することが知られている。このことは、下記の文献に示されている。
K. Tamura and M. Nakazawa, “Timing jitter of solitons compressed in dispersion-decreasing fibers,” Opt. Lett., vol. 23, no. 17, pp. 1360-1362, 1998.
【００４０】
以上の理由から、圧縮部４を構成するＤＤＦの設計における最適条件は、1/12＜Ｓ＜1/8であるといえる。式（５）より、圧縮部４におけるＤＤＦの異常分散値が、入力端（ｚ＝０）の分散長ＬD(0)の１/２Ｓ倍の距離で半減することを考慮すると、この最適条件は、入力端の分散長の４倍から６倍の距離を以って異常分散値が半減することを意味する。
【００４１】
なお、図５に示す数値計算は、特定の非線形定数γ、分散値β2(0)、パルスエネルギーに基づいて行ったものであるが、上記の結果はスケーリングによって他のパラメータの場合にも適用可能である。また、Ｓが無次元量であることに注意すれば、上記のＳに関する議論はスケーリングによらない一般的な議論である。
【００４２】
次に、圧縮部４のＤＤＦによるパルス圧縮においてアップチャープパルスの使用が有効な理由について、図６及び図７を参照して説明する。
【００４３】
図６（ａ）に、自己相似圧縮パルスを用いた場合の時間−強度波形、周波数−スペクトル波形を示し、図６（ｂ）に、ソリトンパルスを用いた場合の時間−強度波形、周波数−スペクトル波形を示す。図６に示すように、ＤＤＦの入力パルスとしてチャープの無い（即ち、瞬時周波数が一定の）ソリトンパルスを用いる場合、ＤＤＦから出力されるパルスにペデスタルが発生する。以下、ペデスタルが発生する原因を定性的に説明する。
【００４４】
光ファイバ中でのパルス形状の変化は分散効果によってもたらされる。パルス波形が圧縮されるためには、入力された光パルスがアップチャープを有し、そのアップチャープが異常分散で補償される必要がある。
【００４５】
一方、入力パルスとしてチャープの無い光パルスを用いる場合、図７の曲線ａに示すように、ＤＤＦの入力端においては圧縮が生じない。光パルスの入力後、光パルスが伝播するにつれてカー効果による過剰なアップチャープが生じ、そのアップチャープが異常分散で補償されることによってパルス圧縮が生じる。即ち、異常分散値の減少に対してパルス圧縮の遅れが生じる。このときの過剰なカー効果が、ペデスタル発生の原因となる。従って、入力パルスに予めアップチャープを付加することによって、図７の曲線ｂ（異常分散値に比例してパルス幅が減少する直線）に示すように、ＤＤＦの入力端からパルス圧縮を生じさせることができる。
【００４６】
入力パルスが過剰なアップチャープを有する場合、図７の曲線ｃに示すように、ＤＤＦの入力端において過剰なパルス圧縮が生じる。即ち、異常分散値の減少に対してパルス圧縮の進みが生じ、この場合もペデスタルが発生する。
【００４７】
以上のように、入力パルスのアップチャープの値には最適値がある。このアップチャープの最適値は、図３に示した平均化法によって求められる自己相似圧縮パルスにより得られる。
【００４８】
なお、上述の[3]で示したように、Ｓ＜1/8の場合の自己相似圧縮パルスは、式（７）に示すようなリニアチャープソリトン波形で良くフィッティングできる。
【数７】
2006171677.tif 000009
ここで、Ａ０、Ｔ０、Ｃは、それぞれ、ピーク振幅、時間幅、チャープパラメータを表す。自己相似圧縮パルスは、ＳとＣがほぼ等しい値を取るという性質を有する。従って、Ｓ＜1/8の圧縮部４に入力するパルスとして、Ｓと等しいＣを有するリニアチャープソリトンパルスを使用することもできる。
【００４９】
<変換部の分散プロファイル>
本発明のように、ビート光を種光として用い、光パルス圧縮装置により短パルスを発生する場合には、ビート光を圧縮部４のＤＤＦへの入力光として用いることはできない。これは、ビート光の強度時間波形は正弦波であり、自己相似圧縮パルスの強度時間波形と大きく異なることによる。このため、ビート光を圧縮部４のＤＤＦに入力すると、非圧縮成分が残留し、ペデスタルが発生する。従って、ビート光を種光とする光パルス圧縮装置２においては、変換部３により、ビート光発生部１から入力されたビート光を自己相似圧縮パルスに一旦変換する必要がある。
【００５０】
なお、ビート光をアップチャープパルスに変換する変換部の有用性については、特許文献１に記載されているが、本発明の変換部では、特許文献１よりも高精度のＤＤＦの設計を提供する。
【００５１】
第１の実施形態では、ビート光を自己相似圧縮パルスに変換する変換部３を構成するＤＤＦの分散プロファイルを見出すため、逆方向伝搬のアプローチをとることにする。図８に、このアプローチの模式図を示す。変換部３の最適化されたＤＤＦは、図８（ａ）に示すように、ビート光を自己相似圧縮パルス列に変換するが、本アプローチでは、図８（ｂ）に示すように、自己相似圧縮パルス列をビート光に変換する分散プロファイルを探す。
【００５２】
以下、変換部３のＤＤＦの分散プロファイルを最適化する手順を説明する。
まず、変換部３のＤＤＦの分散プロファイルを式（８）のように、伝播距離ｚ’のｎ次の多項式で表す。
【数８】
2006171677.tif 000010
式（８）では、図８（ｂ）に示すように、伝播距離ｚ’をＤＤＦの出力端から入力端の方向に定義している。
【００５３】
次に、式（８）の分散プロファイルを有するＤＤＦ中を、逆方向（出力端から入力端の方向）に伝播する光パルスＡ(z’,t)を、自己相似圧縮パルスを入力パルスＡ(0,t)として、式（１）の非線形シュレーディンガー方程式により求め、ビート光との誤差の発展を求める。ここでの誤差とは、逆方向に伝播している光パルスとビート光との、複素電界の差の絶対値の２乗を時間積分し、この積分値を光パルスのエネルギーで規格化することによって求められる値である。
【００５４】
逆方向伝播している光パルスとビート光との誤差は、ある伝搬距離において極小値をとる。式（８）の分散プロファイルのｍ次の係数ａmのみを微小に変化させ、逆方向伝播する光パルスとビート光との誤差の極小値を求める。このプロセスを０からｎまでの各次数に対して行うことによって、ビート光との誤差が小さくなるようにａmを変化させることにより、最適な分散プロファイルを求めることができる。
【００５５】
図９に、逆方向伝搬法を用いて最適化された分散プロファイルと、逆方向伝播する光パルスとビート光との誤差の発展を示す。但し、入力パルスは、Ｓ＝1/10の直線プロファイルを有するＤＤＦにおいて平均化法により求めた自己相似圧縮パルスであり、この自己相似圧縮パルスを１６ｐｓ間隔で互いに逆位相に配置させたものを、逆方向伝搬における入力パルスとしている。この場合、図９に示すように、最適な分散プロファイルにおいては、伝播距離ｚ’＝ｚ0’＝11.9kmにおいて、逆方向伝播する光パルスとビート光との誤差が最小（〜2×10-5）となり、この伝播距離で、自己相似圧縮パルスのエネルギーの99.998％がビート光に変換される。図１０に、最適化された分散プロファイルにおける光パルス強度波形の発展の様子を示す。図１０より、自己相似圧縮パルスが逆方向に伝播するにつれ、ビート光に変換されていくことがわかる。
【００５６】
このように、逆方向伝搬法を用いて最適化された分散プロファイルでは、自己相似圧縮パルスがビート光に変換される。従って、この最適化された分散プロファイルを順方向に用いることによって、ビート光を自己相似圧縮パルスに変換することが可能となる。
【００５７】
逆方向伝播法を用いて最適化された分散プロファイルは、スケーリングによって様々な繰り返し周波数、エネルギーの光パルスに対しても適用可能である。一例として、図１１に、繰り返し周波数160 GHzのビート光を自己相似圧縮パルスに変換するための分散プロファイルを示す。図１１では、変換部３のＤＤＦの非線形定数γを20 /W/km、ビート光の強度を250 mWに設定した場合を示している。また、図１１では、変換部３のＤＤＦで変換された自己相似圧縮パルスを更に圧縮する圧縮部４のＤＤＦの分散プロファイル（線形プロファイル）も示している。
【００５８】
図１１に示した構成では、変換部３の出力端における分散値及び分散値の勾配と、圧縮部４の入力端における分散値及び分散値の勾配がそれぞれ等しくなっている。この理由は以下のように説明できる。変換部３ではビート光をソリトンに変換しつつ、同時にパルスの圧縮も行っている。従って、変換部３の出力端から圧縮部４の入力端にかけて、分散値や分散値の勾配が不連続であると、図７のａ、ｃに示されるような圧縮の遅れや進みが生じ、ペデスタルが発生する。従って、図１１の構成では、変換部３の出力端における分散値及び分散値の勾配と、圧縮部４の入力端における分散値及び分散値の勾配がそれぞれ等しくなっている。このようにすることにより、変換部３での圧縮と圧縮部４での圧縮が連続的に生じ、ペデスタルの発生を抑制できる。
【００５９】
図１２（ａ）に、図１１に示した変換部３及び圧縮部４の分散プロファイルを用いて得られる圧縮パルスの強度波形を示す。図１２（ａ）に示すように、主パルスの周辺にサテライトパルスが付随するが、その強度は主パルスと比較して５０ｄｂ程度抑圧されており、ペデスタル発生がほとんど無いことがわかる。比較のため、変換部３を使用せずに圧縮部４のみで得られる圧縮パルスの強度波形を図１２（ｂ）に示す。圧縮部４に入力されるビート光が自己相似圧縮パルスと異なるために分散波が発生し、圧縮パルスの周辺にペデスタルとして残留する。結果として、ピーク・ペデスタル比は２８ｄｂ程度しか実現できない。
【００６０】
以上のように、第１の実施形態の光パルス発生装置１００によれば、異常分散値が長手方向に減少するＤＤＦを用いてビート光を自己相似圧縮パルスに変換し、この自己相似圧縮パルスの時間幅を、異常分散値がＤＤＦの長手方向の位置に比例して減少するＤＤＦにより圧縮することにより、ペデスタル発生が抑制され、ジッタの少ない圧縮パルスを得ることができるため、圧縮される光パルスの品質を高めることができる。
【００６１】
また、ビート光を種光として用いることにより、超高周波信号を容易に作成することができ、超高周波信号を活用する光パルス発生が実現可能となる。
【００６２】
（第２の実施形態）
次に、図１３及び図１４を参照して、本発明の第２の実施形態を説明する。
第２の実施形態では、第１の実施形態の変換部３及び圧縮部４を構成するＤＤＦの代わりに、非線形ファイバと線形ファイバを交互に接続したＣＰＦ（Comb-like Profiled Fiber）を用いるものであり、第１の実施形態で示したＤＤＦに近い特性が得られるようにＣＰＦを設計するものである。
【００６３】
なお、第２の実施形態及び後述する第３の実施形態においては、非線形ファイバ及び線形ファイバを以下のように定義する。下記では、非線形定数をγ、分散値をβ2としている。
非線形ファイバ：γ＞5 /W/km （典型値：γ〜15 /W/km）、
-3＜β2＜3 ps2/km（典型値：β2 〜-1ps2/km）；
線形ファイバ：γ＜5 /W/km （典型値：γ〜1 /W/km）、
β2＜-3 ps2/km （典型値：β2〜-22 ps2/km）.
【００６４】
まず、第２の実施形態における構成について説明する。図１３に、第２の実施形態に係る光パルス発生装置２００の構成を示す。なお、図１３の光パルス発生装置２００において、第１の実施形態において図１に示した光パルス発生装置１００と同一の構成要素には同一の符号を付し、その機能説明を省略する。
【００６５】
光パルス発生装置２００は、図１３に示すように、ビート光発生部１、光パルス圧縮装置５により構成される。光パルス圧縮装置５は、変換部（変換器）６及び圧縮部（圧縮器）７により構成される。
【００６６】
変換部６は、非線形ファイバと線形ファイバを長手方向に交互に配置したＣＰＦにより構成され、ビート光発生部１から入力されたビート光をアップチャープパルスに変換し、このアップチャープパルスを圧縮部７に出力する。変換部６のＣＰＦは、第１の実施形態における光パルス発生装置１００の変換部３のＤＤＦに類似した分散特性を有するように設計される。
【００６７】
圧縮部７は、変換部６と同様に、非線形ファイバと線形ファイバを長手方向に交互に配置したＣＰＦにより構成され、変換部６から入力されたアップチャープパルスの時間幅を圧縮し、光パルス列として出力する。圧縮部７のＣＰＦは、第１の実施形態における光パルス発生装置１００の圧縮部４のＤＤＦに類似した分散特性を有するように設計される。
【００６８】
以下、変換部６及び圧縮部７を構成するＣＰＦの設計法について説明する。
まず、第１の実施形態の光パルス発生装置１００において設計されたＤＤＦの分散値をβ2(z)、非線形定数をγ、ＤＤＦの長手方向の長さをＬ、光パルスの圧縮率をＲとする。次に、このＤＤＦをＮ個のセクションに分割し、ｍ番目のセクションの長さをＬmとする。各セクションのファイバ長Ｌmの決定方法は後述する。
【００６９】
まず、ＤＤＦの各セクションの長さＬmが設定されていると仮定して、各セクションに対応するＣＰＦの非線形ファイバと線形ファイバの長さを決定する方法について説明する。第２の実施形態におけるＣＰＦは、図１４に示すように非線形ファイバと線形ファイバのペア（対）を複数接続した構成を有する。以下では、ＣＰＦのｍ番目の非線形ファイバ及び線形ファイバの長さを、それぞれ、ＬNL,m、ＬL,mとする。また、ＣＰＦのｍ番目の非線形ファイバの非線形定数、分散値を、それぞれ、γNL、β2,NLとし、ＣＰＦのｍ番目の線形ファイバの非線形定数、分散値を、それぞれ、γL、β2,Lとする。
【００７０】
第２の実施形態では、ＤＤＦのｍ番目のセクションと、対応するＣＰＦの非線形ファイバ及び線形ファイバとの関係が、式（９）及び式（１０）を満たすように、ＬNL,m及びＬL,mを決定する。
【数９】
2006171677.tif 000011
【数１０】
2006171677.tif 000012
式（９）において、ｚmは、ＤＤＦのｍ番目のセクションの開始位置であり、式（１１）のように定義される。
【数１１】
2006171677.tif 000013
【００７１】
式（９）は、ＣＰＦの非線形ファイバと線形ファイバにおける分散効果の総和が、対応するＤＤＦのセクションの分散効果に一致する条件を表す。また、式（１０）は、ＣＰＦの非線形ファイバと線形ファイバにおける非線形効果の総和が、対応するＤＤＦのセクションの非線形効果に一致する条件を表す。式（９）及び式（１０）を全てのセクション（m=1,…,N）について連立させると、２Ｎ個の連立一次方程式となり、各セクションに対応するＬNL,m及びＬL,mを容易に算出することができる。
【００７２】
次に、ＤＤＦの各セクションの長さＬmの決定方法について説明する。
まず、ＤＤＦを分割する際、各セクションにおける光パルスへの作用を均等にするように、各セクションにおいて、パルス幅とセクションの長さの関係が同一である方が好ましい。その理由は以下のように考えられる。
【００７３】
ＤＤＦのあるセクションの長さが短い場合には、そのセクションに対応するＣＰＦの非線形効果及び線形効果は小さいため、伝播する光パルスには両効果の平均が作用する。その結果として、ＣＰＦとＤＤＦは略同一の特性を示し、高品質なパルス圧縮が可能となる。一方、ＤＤＦのあるセクションのみを長くしてしまうと、そのセクションに対応するＣＰＦの非線形効果及び線形効果が増大してしまい、非線形効果及び線形効果がそれぞれ独立して光パルスに作用するため、ＣＰＦとＤＤＦが異なる特性を示してしまう。その結果として圧縮後の光パルスの品質が低下する。従って、光パルスの伝搬距離の基準となるファイバ長が分散長であることを考慮すれば、各セクションの長さＬmは、パルス圧縮に伴って短くする方がよい。
【００７４】
更に、第１の実施形態に従って設計されるＤＤＦにおいては、光パルスの圧縮過程全体において、光パルスの自己相似性が保たれるため、ＤＤＦの各セクションも自己相似的に分割することができる。従って、各セクションの長さは式（１２）のように、光パルスの圧縮率Ｒを用いて等比数列で表される。
【数１２】
2006171677.tif 000014
【００７５】
更に、ＤＤＦの各セクションの長さＬmの和がＤＤＦの全長Ｌに等しいという条件を用いると、各セクションの長さＬmは、式（１３）のように表される。
【数１３】
2006171677.tif 000015
【００７６】
上述の説明では、光損失の影響を考慮せずにＣＰＦの設計を行う場合を示した。しかしながら、実際のＣＰＦの設計に際しては、光損失の影響を考慮する必要がある。即ち、ファイバ中の伝搬損失及び異種ファイバの接続損失のために、ＣＰＦの各セクションにおける光強度は異なってしまう。光損失の影響を補償するためには、式（１０）を下記の式（１４）のように変更すればよい。
【数１４】
2006171677.tif 000016
式（１４）において、ＰNL,mはＣＰＦのｍ番目の非線形ファイバを伝播する光の強度、ＰL,mはＣＰＦのｍ番目の線形ファイバを伝播する光の強度であり、ＰmはＤＤＦのｍ番目のセクションを伝播する光の強度である。式（９）及び式（１４）を満たすようにＣＰＦを設計することにより、光損失の影響を排除することができる。
【００７７】
以上のように、第２の実施形態の光パルス発生装置２００によれば、第１の実施形態の光パルス発生装置１００を構成するＤＤＦと同様の性質を有するＣＰＦを設計するため、ＣＰＦにおいても、高品質な圧縮パルスを得ることができる。
【００７８】
（第３の実施形態）
次に、図１５〜図１７を参照して、本発明の第３の実施形態を説明する。
【００７９】
上述の第２の実施形態においては、ＣＰＦを構成する非線形ファイバと線形ファイバのペア数を増大させるにつれて、ＣＰＦの特性はＤＤＦの特性に近付く。一方で、非線形ファイバと線形ファイバのペア数が少なくなるにつれて、非線形ファイバにおける非線形効果及び線形ファイバにおける線形効果は増加せざるを得ない。その結果として、ＣＰＦ中では、非線形効果及び線形効果が、各々独立して光パルスに作用するため、ＣＰＦの特性はＤＤＦの特性と異なるものとなり、光パルスの品質が低下してしまう。即ち、非線形ファイバと線形ファイバのペア数と、光パルスの品質の間にトレードオフの関係がある。第３の実施形態では、第２の実施形態で示したＣＰＦにおける線形ファイバと線形ファイバのペア数を維持したまま、発生するペデスタル量を低減することが可能なＣＰＦを設計する。
【００８０】
第３の実施形態では、入力端（１番目(m=1)のセクションの開始位置）に配置される非線形ファイバの長さを、その次（m=2）に配置される非線形ファイバの長さよりも短くするようにＣＰＦを設計する。このようにすると、実質的に１番目のセクションは、非線形ファイバの長さを短くした分だけ、次のセクションに配置される非線形ファイバを含むのと等価になる。
【００８１】
このようにして設計されたＣＰＦは、各セクション内で見た場合、図１５（ａ）に示すように、同一セクション内で、最初に配置されている非線形ファイバの一部（図中のα）が線形ファイバの後ろ（図中のα’）に配置されることによって、同一セクション内で、線形ファイバの両側に非線形ファイバが配置されることになる。この場合、図１５（ａ）に示すように、長手方向の分散プロファイルが、同一セクション内で対称性の良い形状を有するため、以後、これを対称型ＣＰＦと呼ぶことにする。また、第２の実施形態におけるＣＰＦは、各セクション内で見た場合、図１５（ｂ）に示すように、非線形ファイバに続いて線形ファイバが配置され、長手方向の分散プロファイルは、同一セクション内で非対称な形状となるため、以後、これを非対称型ＣＰＦと呼ぶことにする。
【００８２】
次に、第３の実施形態に係る対称型ＣＰＦによる効果を説明する。あるセクション内での光パルスへの作用を考えると、非対称型ＣＰＦでは、必ず非線形効果が線形効果よりも先に光パルスに作用する。このため、非線形効果と線形効果のバランスが崩れてしまう。一方、対称型ＣＰＦでは、あるセクション内で、非線形効果が線形効果よりも先に光パルスに作用するが、先に作用する非線形ファイバ長は短くなっているため、続けて線形効果が作用した後、更に非線形効果が作用する構成となる。このため、同一セクション内で光パルスに作用する非線形効果と線形効果のバランスを、非対称型ＣＰＦよりも高めることが可能である。
【００８３】
対称型ＣＰＦは、例えば、第２の実施形態に従って設計されるペア数（セクションの数）ＮのＣＰＦにおいて、入力端の非線形ファイバの長さＬNL,1を、２番目に配置される非線形ファイバの長さＬNL,2の半分にすることにより得ることができる。
【００８４】
図１６に、変換部６においてペア数Ｎ＝50のＣＰＦを使用し、繰り返し周波数が160 GHzビート光を、パルス幅が１００ｆｓのパルス列に圧縮する場合のシミュレーション結果を示す。図１６（ａ）は、対称型ＣＰＦを使用した場合の圧縮パルスの強度波形を示し、図１６（ｂ）は、非対称型ＣＰＦを使用した場合の圧縮パルスの強度波形を示す。図１６により、対称型ＣＰＦを用いると、非対称型ＣＰＦを用いる場合より、光パルスの周辺のペデスタルが減少することがわかる。
【００８５】
図１７に、様々なペア数Ｎの値に対して、対称型ＣＰＦを用いた場合と非対称型ＣＰＦを用いた場合のピーク・ペデスタル比（ペデスタル／ピーク）を調べた結果を示す。図１７により、ペア数が同一の対称型ＣＰＦと非対称型ＣＰＦを比べると、対称型ＣＰＦを用いた場合の方が、ペデスタルが約６ｄｂ減少することがわかる。
【００８６】
また、ペデスタル量が同一であるとき、非対称型ＣＰＦより対称型ＣＰＦを用いたときの方が、ＣＰＦのペア数Ｎが少ない。対称型ＣＰＦを用いた場合のペア数の低減率をｒとすると、ペア数Ｎの非対称型ＣＰＦと、ペア数ｒＮの対称型ＣＰＦのペデスタル量が等しいことから、図１７より、22.5−35log10(Ｎ)＝16.5−35log10(ｒＮ)が成り立つ。この条件を満たす低減率ｒの値は約0.67となる。従って、対称型ＣＰＦを用いた場合、非対称型ＣＰＦを用いた場合よりも、ＣＰＦのペア数は2/3に低減できる。
【００８７】
なお、第２の実施形態及び第３の実施形態の光パルス圧縮装置５を構成するＣＰＦに入力されるビート光は、しばしば、ビート光発生部１内の光増幅器中の増幅過程において、非線形効果及び線形効果を受けている。これらの効果を考慮せずにＣＰＦを設計すると、ＣＰＦ中の圧縮過程が影響を受け、ペデスタル等が増加する場合がある。この影響を排除するためには、ビート光発生部１内の光増幅器をＣＰＦの１番目（入力端）の非線形ファイバとみなしてＣＰＦを設計すればよい。
【００８８】
以上のように、第３の実施形態によれば、第２の実施形態の光パルス圧縮装置５を構成するＣＰＦの入力端（m=1）の非線形ファイバの長さを、その次（m=2）に配置される非線形ファイバの長さよりも短く（例えば、半分の長さ）設計することにより、ペデスタルの発生が一層低減され、より高品質な圧縮パルスを得ることができる。
【００８９】
（第４の実施形態）
次に、図１８〜図２０を参照して、本発明の第４の実施形態を説明する。
第４の実施形態では、第１〜第３の実施形態に基づいて設計されるＣＰＦを使用して行う光パルス発生実験について説明する。
【００９０】
図１８に、第４の実施形態のパルス発生装置におけるビート光発生部１０及び変換部１１の構成を示す。ビート光発生部１０は、２台のＤＦＢ−ＬＤ（分布帰還型レーザダイオード）１２、１３と、偏波保持カプラ１４と、ＥＤＦＡ（エルビウム添加ファイバ増幅器）１５により構成される。
【００９１】
ビート光発生部１０では、ＤＦＢ−ＬＤ１２及び１３からが出力される連続光を、偏波保持カプラ１４によって合波し、合成された光をＥＤＦＡ１５によって増幅してビート光を発生する。ビート光の繰返し周波数、中心波長、平均パワーは、それぞれ、１６０ＧＨｚ、１５５５ｎｍ、５００ｍＷである。
【００９２】
変換部１１は、高非線形性ファイバ（ＨＮＬＦ）とシングルモードファイバ（ＳＭＦ）を交互に配置したＣＰＦにより構成され、ビート光発生部１０から入力されたビート光をアップチャープパルスに変換する。第４実施形態で適用されるＣＰＦは、４０ペアのＨＮＬＦとＳＭＦから構成される。
【００９３】
図１９に、第４の実施形態におけるＣＰＦの分散プロファイル（上段）と非線形プロファイル（下段）を示す。このＣＰＦのＨＮＬＦの非線形定数γは１４．２／Ｗ／ｋｍであり、分散β2の平均値は０．３２ｐｓ２／ｋｍである。第４の実施形態におけるＣＰＦの設計に際しては、第１の実施形態で得られた分散プロファイル（図１１参照）を、第２及び第３の実施形態の指針に基づいてＣＰＦによって模擬するように各ファイバの長さが決定される。このＣＰＦの総長、光損失は、それぞれ６８４ｍ、４．１ｄＢである。
【００９４】
図２０に、第４の実施形態におけるＣＰＦの出力パルスの測定結果を示す。図２０（ａ）により、強度自己相関波形は、半値全幅３２４ｆｓのｓｅｃｈ２パルスを仮定するフィッティング曲線に合致する。ピーク・ペデスタル比の測定値は測定系により制限され、２１ｄＢである。図２０（ｂ）より、スペクトルは帯域幅１．０ＴＨｚのｓｅｃｈ２曲線に良く一致し、スペクトルの歪が発生しないことが判る。なお、時間帯域幅積は０．３２である。
【００９５】
以上の第４の実施形態によれば、第１〜第３の実施形態の指針に基づいて設計されるＣＰＦを使用することによって、極めて純度の高い光ソリトン列を得ることができる。
【００９６】
（第５の実施形態）
次に、図２１〜図２４を参照して、本発明の第５の実施形態を説明する。
第５の実施形態では、第１〜第３の実施形態に基づいて設計されるＣＰＦを使用して行うテラヘルツ繰り返し光パルス発生実験について説明する。
【００９７】
図２１に、第５の実施形態のパルス発生装置におけるビート光発生部２０及び変換部２１の構成を示す。ビート光発生部２０は、２台のＤＦＢ−ＬＤ（分布帰還型レーザダイオード）２２、２３と、２台のＯＢＰＦ（Optical Band Pass Filter）２４、２５と、偏波保持カプラ２６と、ＥＤＦＡ（エルビウム添加ファイバ増幅器）２７により構成される。
【００９８】
ビート光発生部２０では、ＤＦＢ−ＬＤ２２及び２３によってそれぞれ出力される連続光から、ＯＢＰＦ２４、２５によって特定の波長の光を抽出し、抽出された２つの光を偏波保持カプラ２６によって合波し、合成された光をＥＤＦＡ２７によって増幅してビート光を発生する。ビート光の繰返し周波数、中心波長、平均パワーは、それぞれ、１．０ＴＨｚ、１５５０ｎｍ、１．２５Ｗである。
【００９９】
変換部２１は、ＨＮＬＦとＳＭＦを交互に配置したＣＰＦにより構成され、ビート光発生部２０から入力されたビート光をアップチャープパルスに変換する。図２２に、ＨＮＬＦ及びＳＭＦのファイバ数とファイバ長との関係を示す。図２２において、ＬHNLFはＨＮＬＦのファイバ長を示し、ＬSMFはＳＭＦのファイバ長を示す。第５実施形態で適用されるＣＰＦは、１５ペアのＨＮＬＦとＳＭＦから構成される。ＨＮＬＦの非線形定数は１４／Ｗ／ｋｍであり、また分散の平均値は０．５４ｐｓ２／ｋｍである。各ファイバの長さの決定方法は、第４の実施形態と同様である。このＣＰＦの総長、光損失は、それぞれ、１１５ｍ、１．９ｄＢである。
【０１００】
図２３及び図２４に、第５の実施形態におけるＣＰＦの出力パルスの測定結果を示す。図２３（ａ）は、スキャン範囲５ｐｓの強度自己相関波形を示し、図２３（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、当該強度自己相関波形の一波形の中心部分の拡大図と、その対数プロット図を示す。図２３に示す強度自己相関波形は、半値全幅９７ｆｓのｓｅｃｈ２パルスを仮定するフィッティング曲線によく一致する。図２４の上段は、繰り返し周波数１．０ＴＨｚのビート光のスペクトルを示し、図２４の下段は、ＣＰＦの出力パルスのスペクトルを示す。図２４の下段に示すように、ＣＰＦの出力パルスのスペクトルは１００ｎｍ以上に亘って広がり、その半値全幅は３．５ＴＨｚである。時間帯域幅積は０．３４である。
【０１０１】
以上の第５の実施形態によれば、第１〜第３の実施形態で示したＣＰＦの設計指針は、テラヘルツ繰り返し超短光ソリトン列の発生にも適用可能であり、極めて純度の高い光ソリトン列を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光パルス発生装置の構成を示すブロック図。
【図２】図１の圧縮部（ＤＤＦ）の分散プロファイルを示す図。
【図３】平均化法を用いて自己相似圧縮パルスを算出する処理を示すフローチャート。
【図４】自己相似圧縮パルスのＤＤＦにおける伝播の数値計算結果を示す図。
【図５】様々なＳ（分散の長手方向におけるスロープ）に対する自己相似圧縮パルスを示す図。
【図６】自己相似圧縮パルスの時間−強度波形及び周波数−スペクトル波形（ａ）と、ソリトンパルスの時間−強度波形及び周波数−スペクトル波形（ｂ）を示す図。
【図７】光パルスの伝播距離と、異常分散値及びパルス幅の関係を示す図。
【図８】図１の変換部（ＤＤＦ）における順方向伝播（ａ）及び逆方向伝播（ｂ）を示す図。
【図９】逆方向伝播法によって最適化された分散プロファイル及び自己相似圧縮パルスとビート光との誤差の発展を示す図。
【図１０】逆方向伝播（自己相似圧縮パルス→ビート光）の様子を示す図。
【図１１】第１の実施形態の変換部及び圧縮部の分散プロファイルを示す図。
【図１２】第１の実施形態の変換部を用いて得られるパルスの強度（ａ）と、距離に対して線形に分散値が減少する分散プロファイルを有するＤＤＦを用いて得られるパルスの強度（ｂ）を示す図。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る光パルス発生装置の構成を示すブロック図。
【図１４】第１の実施形態のＤＤＦと、第２の実施形態のＣＰＦの模式図。
【図１５】対称型ＣＰＦの異常分散値（ａ）と非対称型ＣＰＦの異常分散値（ｂ）を示す図。
【図１６】対称型ＣＰＦを用いた場合の圧縮パルス（ａ）と、非対称型ＣＰＦを用いた場合の圧縮パルス（ｂ）を示す図。
【図１７】ＣＰＦにより圧縮されたパルスのピーク・ペデスタル比のペア数依存性を示す図。
【図１８】第４の実施形態のパルス発生装置におけるビート光発生部及び変換部の構成を示す図。
【図１９】第４の実施形態におけるＣＰＦの分散プロファイル（上段）と非線形プロファイル（下段）を示す図。
【図２０】第４の実施形態におけるＣＰＦの出力パルスの測定結果を示す図。
【図２１】第５の実施形態のパルス発生装置におけるビート光発生部及び変換部の構成を示す図。
【図２２】第５の実施形態における高非線形性ファイバ（ＨＮＬＦ）及びシングルモードファイバ（ＳＭＦ）のファイバ数とファイバ長との関係を示す図。
【図２３】第５の実施形態におけるＣＰＦの出力パルスの測定結果を示す図。
【図２４】第５の実施形態におけるＣＰＦの出力パルスの測定結果を示す図。
【符号の説明】
【０１０３】
１，１０，２０  ビート光発生部
２，５  光パルス圧縮装置
３  変換部（ＤＤＦ）
４  圧縮部（ＤＤＦ）
６，１１，２１  変換部（ＣＰＦ）
７  圧縮部（ＣＰＦ）
１００，２００  光パルス発生装置
【図１】
2006171677.tif 000017
【図２】
2006171677.tif 000018
【図３】
2006171677.tif 000019
【図４】
2006171677.tif 000020
【図５】
2006171677.tif 000021
【図６】
2006171677.tif 000022
【図７】
2006171677.tif 000023
【図８】
2006171677.tif 000024
【図９】
2006171677.tif 000025
【図１０】
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【図１１】
2006171677.tif 000027
【図１２】
2006171677.tif 000028
【図１３】
2006171677.tif 000029
【図１４】
2006171677.tif 000030
【図１５】
2006171677.tif 000031
【図１６】
2006171677.tif 000032
【図１７】
2006171677.tif 000033
【図１８】
2006171677.tif 000034
【図１９】
2006171677.tif 000035
【図２０】
2006171677.tif 000036
【図２１】
2006171677.tif 000037
【図２２】
2006171677.tif 000038
【図２３】
2006171677.tif 000039
【図２４】
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