(57)【要約】【課題】短パルス光の増幅をファイバー内で行う構成を維持しつつ一層の高出力化を図った短パルス光増幅器を提供すること。【解決手段】短パルス光増幅器１Ａでは、ファイバーグレーティング１４からの短パルス光をＥＤＦ２４ａに入射させることにより、非線形現象の発生が起こり難い条件で短パルス光の増幅を行い、さらに、各ＥＤＦ２４ａ〜２４ｅとして正常分散にあるものを使用することにより、短パルス光の増幅における非線形現象の発生を抑止するので、非線形効果の影響による増幅効果の頭打ちが起きず、しかも、５つのＥＤＦ２４ａ〜２４ｅが直列的に接続されるとともに、各ＥＤＦ２４ａ〜２４ｅの一端からシングルモードＬＤ２３ａ〜２３ｆでそれぞれポンプされており、各ＥＤＦ２４ａ〜２４ｅを通過する毎に短パルス光の増幅が行われるので、短パルス光の増幅効率を大きくすることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
短パルス光を供給する短パルス光発振器と、
前記短パルス光発振器から入射した短パルス光の時間幅を拡張するチャープ部と、
前記チャープ部から入射した短パルス光を正常分散にある増幅ファイバーで増幅するファイバー増幅部と、を有し、
前記ファイバー増幅部は、
前記増幅ファイバーの複数が直列的に接続されており、各増幅ファイバーの一端からそれぞれポンプする複数のレーザダイオードを備えたこと、を特徴とする短パルス光増幅器。
【請求項２】
請求項１に記載する短パルス光増幅器であって、
前記ファイバー増幅部の各増幅ファイバーが二重経路形態にあること、を特徴とする短パルス光増幅器。
【請求項３】
請求項１に記載する短パルス光増幅器であって、
前記ファイバー増幅部の最先端側に偏波コントローラを設けるとともに、前記偏波コントローラから前記短パルス光の伝搬方向に位置する各ファイバーを偏波保持ファイバーとしたこと、を特徴とする短パルス光増幅器。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載する短パルス光増幅器であって、
前記ファイバー増幅部の各増幅ファイバー及び各レーザダイオードがシングルモード用のものであること、を特徴とする短パルス光増幅器。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載する短パルス光増幅器であって、
前記ファイバー増幅部の最終端に位置する増幅ファイバーに異常分散のものを使用したこと、を特徴とする短パルス光増幅器。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載する短パルス光増幅器であって、
前記チャープ部が分散コントロールファイバーであること、を特徴とする短パルス光増幅器。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載する短パルス光増幅器であって、
前記チャープ部がファイバーグレーティングであること、を特徴とする短パルス光増幅器。
【請求項８】
請求項７に記載する短パルス光増幅器であって、
前記ファイバーグレーティングと同一で別個のものを使用することにより、前記ファイバー増幅部からの短パルス光を圧縮したこと、を特徴とする短パルス光増幅器。
【請求項９】
請求項１乃至請求項７のいずれか一つに記載する短パルス光増幅器であって、
前記ファイバー増幅部からの短パルス光を圧縮するための圧縮手段を備えたこと、を特徴とする短パルス光増幅器。
【請求項１０】
請求項９に記載する短パルス光増幅器であって、
前記圧縮手段として、異常分散のシングルモードファイバーを使用したこと、を特徴とする短パルス光増幅器。
【請求項１１】
請求項９に記載する短パルス光増幅器であって、
前記圧縮手段として、分散コントロールファイバーを使用したこと、を特徴とする短パルス光増幅器。
【請求項１２】
請求項９に記載する短パルス光増幅器であって、
前記圧縮手段として、回折格子対を使用したこと、を特徴とする短パルス光増幅器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、時間幅がフェムト秒台でピークパワーが高い短パルス光を増幅するための短パルス光増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フェムト秒台で高出力の短パルス光を生成するシステムは、短パルス光の発振と増幅をファイバー内で行うため、小型化が可能となり、さらに、安定性とビーム品質が良いことから、産業用途に適したものということができる（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２１３８２７号公報
【特許文献２】
米国特許第５３０３３１４号明細書
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、短パルス光の増幅がファイバー内で行われると、様々な非線形効果の影響で増幅効果の頭打ちが起こり、短パルス光の高出力化に限界が生じていた。
【０００５】
そこで、本発明は、上述した点を鑑みてなされたものであり、短パルス光の増幅をファイバー内で行う構成を維持しつつ一層の高出力化を図った短パルス光増幅器を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために成された請求項１に係る発明は、短パルス光増幅器であって、短パルス光を供給する短パルス光発振器と、前記短パルス光発振器から入射した短パルス光の時間幅を拡張するチャープ部と、前記チャープ部から入射した短パルス光を正常分散にある増幅ファイバーで増幅するファイバー増幅部と、を有し、前記ファイバー増幅部は、前記増幅ファイバーの複数が直列的に接続されており、各増幅ファイバーの一端からそれぞれポンプする複数のレーザダイオードを備えたこと、を特徴としている。
【０００７】
このような特徴を有する本発明の短パルス光増幅器では、短パルス光発振器からの短パルス光が、チャープ部に入射すると、チャープされ時間幅が拡張されるので、そのピークパワーが低くなる。従って、チャープ部からの短パルス光を、ファイバー増幅部に入射させれば、非線形現象の発生が起こり難い条件で、短パルス光の増幅を行うことができる。そして、ファイバー増幅部では、複数の増幅ファイバーが直列的に接続されており、各増幅ファイバーの一端からレーザーダイオードでそれぞれポンプされ、各増幅ファイバーを通過する毎に短パルス光の増幅が行われることから、短パルス光の増幅効率を大きくすることができる。さらに、各増幅ファイバーとして、正常分散にあるものを使用しているので、短パルス光が各増幅ファイバーを通過してもその時間幅が圧縮されず、短パルス光の増幅における非線形現象の発生を抑止することができる。
【０００８】
すなわち、本発明の短パルス光増幅器では、チャープ部で時間幅が拡張された短パルス光をファイバー増幅部に入射させることにより、非線形現象の発生が起こり難い条件で短パルス光の増幅を行い、さらに、ファイバー増幅部の各増幅ファイバーとして正常分散にあるものを使用することにより、短パルス光の増幅における非線形現象の発生を抑止するので、非線形効果の影響による増幅効果の頭打ちが起きず、しかも、ファイバー増幅部では、複数の増幅ファイバーが直列的に接続されるとともに、各増幅ファイバーの一端からレーザーダイオードでそれぞれポンプされており、各増幅ファイバーを通過する毎に短パルス光の増幅が行われて、短パルス光の増幅効率を大きくすることができるので、短パルス光の増幅をファイバー内で行う構成を維持しつつ一層の高出力化を図ることができる。
【０００９】
尚、本発明の短パルス光増幅器では、各増幅ファイバーとして、正常分散にあるものを使用しているが、短パルス光の増幅における非線形現象の発生を抑止することができるものであれば、異常分散にあるものを使用することも含む。
【００１０】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載する短パルス光増幅器であって、前記ファイバー増幅部の各増幅ファイバーが二重経路形態にあること、を特徴としている。
【００１１】
すなわち、本発明の短パルス光増幅器において、ファイバー増幅部の各増幅ファイバーが二重経路形態にあれば、ファイバー増幅部の増幅ファイバーを短パルス光が２回通過（ダブルパス）することができるので、ファイバー増幅部の各増幅ファイバーの総数を変えることなく、短パルス光の増幅効率をさらに大きくすることができる。
【００１２】
また、請求項３に係る発明は、請求項１に記載する短パルス光増幅器であって、前記ファイバー増幅部の最先端側に偏波コントローラを設けるとともに、前記偏波コントローラから前記短パルス光の伝搬方向に位置する各ファイバーを偏波保持ファイバーとしたこと、を特徴としている。
【００１３】
すなわち、本発明の短パルス光増幅器において、ファイバー増幅部の最先端側に偏波コントローラを設けるとともに、偏波コントローラから短パルス光の伝搬方向に位置する各ファイバーを偏波保持ファイバーとすれば、偏波コントローラでコントロールされた短パルス光の偏波面が偏波保持ファイバーで保持されるので、ファイバー増幅部を短パルス光が１回通過するだけでも、短パルス光の出力を安定させることができる。
【００１４】
また、請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載する短パルス光増幅器であって、前記ファイバー増幅部の各増幅ファイバー及び各レーザダイオードがシングルモード用のものであること、を特徴としている。
【００１５】
ここで、ポンプ光を注入するレーザダイオードについて、マルチモード用のものとシングルモード用のものとを比較すると、同一の増幅効率を得るには、マルチモード用のものがシングルモード用のものよりも多くの出力を必要とするが、この点、本発明の短パルス光増幅器において、ファイバー増幅部の各増幅ファイバー及び各レーザダイオードがシングルモード用のものであれば、比較的小さな出力のポンプ・レーザーダイオードでも高効率で増幅ができる。
【００１６】
また、請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載する短パルス光増幅器であって、前記ファイバー増幅部の最終端に位置する増幅ファイバーに異常分散のものを使用したこと、を特徴としている。
【００１７】
すなわち、本発明の短パルス光増幅器において、ファイバー増幅部の最終端に位置する増幅ファイバーに異常分散のものを使用すれば、ファイバー増幅部の最先端から最終端の前までに位置する各増幅ファイバーで短パルス光を大きく増幅させ、その後に、当該短パルス光を、ファイバー増幅部の最終端に位置する増幅ファイバーに通過させると、その増幅に加えて、異常分散領域に基づくソリトン圧縮により、その時間幅が圧縮されるので、高出力になった短パルス光の時間幅を短くすることができる。
【００１８】
また、請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載する短パルス光増幅器であって、前記チャープ部が分散コントロールファイバーであること、を特徴としている。
また、請求項７に係る発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載する短パルス光増幅器であって、前記チャープ部がファイバーグレーティングであること、を特徴としている。
【００１９】
すなわち、本発明の短パルス光増幅器において、チャープ部としては、例えば、分散コントロールファイバーやファイバーグレーティングがある。
【００２０】
また、請求項８に係る発明は、請求項７に記載する短パルス光増幅器であって、前記ファイバーグレーティングと同一で別個のものを使用することにより、前記ファイバー増幅部からの短パルス光を圧縮したこと、を特徴としている。
【００２１】
すなわち、本発明の短パルス光増幅器において、ファイバー増幅部からの短パルス光を圧縮するために、短パルス光発振器から入射した短パルス光をチャープするファイバーグレーティングと同一で別個のものを使用すれば、チャープ時における時間幅の拡張と圧縮における時間幅の圧縮とが相殺されるので、ファイバー増幅部で高出力になった短パルス光の時間幅を、短パルス光発振器で供給された際のものにもどすことができる。
【００２２】
また、請求項９に係る発明は、請求項１乃至請求項７のいずれか一つに記載する短パルス光増幅器であって、前記ファイバー増幅部からの短パルス光を圧縮するための圧縮手段を備えたこと、を特徴としている。
【００２３】
すなわち、本発明の短パルス光増幅器において、ファイバー増幅部からの短パルス光を圧縮するための圧縮手段を備えれば、ファイバー増幅部で高出力になった短パルス光の時間幅を、その用途に応じて、ファイバー増幅部とは別体の圧縮手段により短くすることができる。
【００２４】
また、請求項１０に係る発明は、請求項９に記載する短パルス光増幅器であって、前記圧縮手段として、異常分散のシングルモードファイバーを使用したこと、を特徴としている。
また、請求項１１に係る発明は、請求項９に記載する短パルス光増幅器であって、前記圧縮手段として、分散コントロールファイバーを使用したこと、を特徴としている。
また、請求項１２に係る発明は、請求項９に記載する短パルス光増幅器であって、前記圧縮手段として、回折格子対を使用したこと、を特徴としている。
【００２５】
すなわち、本発明の短パルス光増幅器において、圧縮手段として、異常分散のシングルモードファイバーや、分散コントロールファイバー、回折格子対を使用すれば、ファイバー増幅部で高出力になった短パルス光を当該圧縮手段に入射させると、ソリトン圧縮効果や群速度分散等により、その時間幅が圧縮されるので、高出力になった短パルス光の時間幅を短くすることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照にして説明する。尚、本欄では、構成要素が同一のものについては、同じ符号を使用する。図１は、本実施の形態の短パルス光増幅器１Ａの概要を示したものである。図１に示すように、本実施の形態の短パルス光増幅器１Ａは、短パルス光発振器１１や、アイソレータ１２、４ポートサーキュレータ１３、ファイバーグレーティング１４、波長分割多重化カップラー（以下、「ＷＤＭ」という）２１ａ〜２１ｆ、アイソレータ２２ａ〜２２ｆ、発振波長が１．４８μｍのシングルモード用レーザダイオード（以下、「シングルモードＬＤ」という）２３ａ〜２３ｆ、正常分散で高出力用のシングルモードの増幅ファイバー（以下、「ＥＤＦ」という）２４ａ〜２４ｅ、ファラデーローターミラー（以下、「ＦＲＭ」という）１５などから構成されており、短パルス光発振器１１から供給された短パルス光を二重経路（ダブルパス）形態で増幅するものである。
【００２７】
この点、短パルス光発振器１１は、エルビウムファイバーレーザーであって、時間幅がフェムト秒台の短パルス光を出力するものである。そして、短パルス光発振器１１から出力された短パルス光は、アイソレータ１２及び４ポートサーキュレータ１３を介して、ファイバーグレーティング１４に入射される。
【００２８】
但し、ファイバーグレーティング１４は、短パルス光の反射する位置がその波長により異なるものであるので、ファイバーグレーティング１４において入射・反射・出力された短パルス光は、チャープされた状態となる。このとき、チャープされた短パルス光は、例えば、１００フェムト秒台から１００ピコ秒台に、時間幅が拡張しているので、短パルス光発振器１１から出力されたときと比べ、そのピークパワーが低くなる。
そして、チャープされた短パルス光は、シングルモードＬＤ２３ａが接続されたＷＤＭ２１ａを介して、ＥＤＦ２４ａを通過することにより、励起・増幅される。
【００２９】
尚、ＷＤＭ２１ａには、１．４８μｍポートと、１．５５μｍポート、コモンポートの３つのポートがあり、１．４８μｍポートに対しては、シングルモードＬＤ２３ａがアイソレータ２２ａを介して接続され、１．５５μｍポートに対しては、チャープされた短パルス光が入射し、コモンポートに対しては、ＥＤＦ２４ａの一端が接続される。
【００３０】
また、ＷＤＭ２１ｂにも、１．４８μｍポートと、１．５５μｍポート、コモンポートの３つのポートがあり、１．４８μｍポートに対しては、シングルモードＬＤ２３ｂがアイソレータ２２ｂを介して接続され、１．５５μｍポートに対しては、ＥＤＦ２４ａの他端が接続され、コモンポートに対しては、ＥＤＦ２４ｂの一端が接続される。
【００３１】
同様にして、ＷＤＭ２１ｃ，２１ｄ，２１ｅにも、１．４８μｍポートと、１．５５μｍポート、コモンポートの３つのポートがそれぞれあり、１．４８μｍポートに対しては、シングルモードＬＤ２３ｃ，２３ｄ，２３ｅがアイソレータ２２ｃ，２２ｄ，２２ｅを介してそれぞれ接続され、１．５５μｍポートに対しては、ＥＤＦ２４ｂ，２４ｃ，２４ｄの他端がそれぞれ接続され、コモンポートに対しては、ＥＤＦ２４ｃ，２４ｄ，２４ｅの一端がそれぞれ接続される。
【００３２】
また、ＷＤＭ２１ｆにも、１．４８μｍポートと、１．５５μｍポート、コモンポートの３つのポートがあるが、１．４８μｍポートに対しては、シングルモードＬＤ２３ｆがアイソレータ２２ｆを介して接続され、１．５５μｍポートに対しては、ＦＲＭ１５が接続され、コモンポートに対しては、ＥＤＦ２４ｅの他端が接続される。
【００３３】
これにより、本実施の形態の短パルス光増幅器１Ａでは、６つのシングルモードＬＤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆを直列的に使用することができるので、シングルモードＬＤを使用したコアポンプでも励起光量を大きくすることができる。さらに、ＥＤＦ２４ｅの他端側にＦＲＭ１５が接続されることによって、二重経路（ダブルパス）形態となり、短パルス光の偏向面をＦＲＭ１５で９０°ずらすことができるので、５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅを短パルス光が往復することにより、短パルス光をさらに大きく増幅させることができる。
【００３４】
従って、本実施の形態の短パルス光増幅器１Ａでは、図２に示すように、６つのＷＤＭ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆと、６つのアイソレータ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ、６つのシングルモードＬＤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆ、５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ、一つのＦＲＭ１５などから、ファイバー増幅部２を構成している。
【００３５】
尚、ファイバー増幅部２で増幅された短パルス光は、図１に示すように、４ポートサーキュレータ１３を介して、外部に出力される。
【００３６】
以上詳細に説明したように、本実施の形態の短パルス光増幅器１Ａでは、図１に示すように、短パルス光発振器１１からの短パルス光が、ファイバーグレーティング１４に入射すると、チャープされ時間幅が拡張されるので、そのピークパワーが低くなる。従って、ファイバーグレーティング１４からの短パルス光を、ファイバー増幅部２（図２参照）に入射させれば、非線形現象の発生が起こり難い条件で、短パルス光の増幅を行うことができる。そして、ファイバー増幅部２（図２参照）では、５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅが直列的に接続されており、各ＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅの一端からシングルモードＬＤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆでそれぞれポンプされ、各ＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅを通過する毎に短パルス光の増幅が行われることから、短パルス光の増幅効率を大きくすることができる。さらに、各ＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅとして、正常分散にあるものを使用しているので、短パルス光が各ＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅを通過してもその時間幅が圧縮されず、短パルス光の増幅における非線形現象の発生を抑止することができる。
【００３７】
すなわち、本実施の形態の短パルス光増幅器１Ａでは、ファイバーグレーティング１４で時間幅が拡張された短パルス光をファイバー増幅部２（図２参照）に入射させることにより、非線形現象の発生が起こり難い条件で短パルス光の増幅を行い、さらに、ファイバー増幅部２（図２参照）の各ＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅとして正常分散にあるものを使用することにより、短パルス光の増幅における非線形現象の発生を抑止するので、非線形効果の影響による増幅効果の頭打ちが起きず、しかも、ファイバー増幅部２（図２参照）では、５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅが直列的に接続されるとともに、各ＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅの一端からシングルモードＬＤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆでそれぞれポンプされており、各ＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅを通過する毎に短パルス光の増幅が行われて、短パルス光の増幅効率を大きくすることができるので、短パルス光の増幅をファイバー内で行う構成を維持しつつ一層の高出力化を図ることができる。
【００３８】
また、本実施の形態の短パルス光増幅器１Ａでは、ＷＤＭ２１ｆの１．５５μｍポートにＦＲＭ１５が接続されることによって、ファイバー増幅部２（図２参照）の５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅが二重経路形態となり、ファイバー増幅部２（図２参照）の５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅを短パルス光が２回通過（ダブルパス）することができるので、ファイバー増幅部２（図２参照）におけるＥＤＦの総数を、例えば、２倍にしなくとも、短パルス光の増幅効率をさらに大きくすることができる。
【００３９】
ここで、ポンプ光を注入するレーザダイオードについて、マルチモード用のものとシングルモード用のものとを比較すると、同一の増幅効率を得るには、マルチモード用のものがシングルモード用のものよりも多くの出力を必要とするが、この点、本実施の形態の短パルス光増幅器１Ａでは、ファイバー増幅部２（図２参照）の５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ及び、シングルモードＬＤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆがシングルモード用のものであり、比較的小さな出力のシングルモードＬＤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆでも高効率で増幅ができる。
【００４０】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、本実施の形態の短パルス光増幅器１Ａでは、ファイバー増幅部２（図２参照）の５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅに正常分散のものを使用していた。この点、ファイバー増幅部２（図２参照）の５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅが二重経路形態をとることにより、ファイバー増幅部２（図２参照）の最先端かつ最終端に位置することになるＥＤＦ２４ａについて、異常分散のものを使用すれば、短パルス光がＥＤＦ２４ａを最初（１回目）に通過する際は、短パルス光のピークパワーがまだ低いので、短パルス光の増幅は行われるけれども、短パルス光の時間幅が圧縮されることはない。さらに、ファイバー増幅部２（図２参照）のＥＤＦ２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅについて、２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ，２４ｄ，２４ｃ，２４ｂの順で短パルス光を通過させることによって大きく増幅させると、その後に、短パルス光がＥＤＦ２４ａを最後（２回目）に通過する際は、短パルス光のピークパワーが高くなっており、短パルス光の増幅に加えて、異常分散領域に基づくソリトン圧縮により、短パルス光の時間幅が圧縮されるので、高出力になった短パルス光の時間幅を短くすることができる。
【００４１】
また、本実施の形態の短パルス光増幅器１Ａでは、ファイバー増幅部２（図２参照）の５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ及び、シングルモードＬＤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆがシングルモード用のものであったが、この点、マルチモード用のものであっても、短パルス光の増幅をファイバー内で行う構成を維持しつつ一層の高出力化を図ることは可能である。
【００４２】
また、本実施の形態の短パルス光増幅器１Ａでは、図２に示すように、６つのＷＤＭ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆと、６つのアイソレータ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ、６つのシングルモードＬＤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆ、５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅなどから、ファイバー増幅部２を構成していたが、この点、短パルス光の増幅をファイバー内で行う構成を維持しつつ一層の高出力化を図る観点からすれば、それらの個数は限定されるものではない。
【００４３】
次に、本実施の形態の短パルス光増幅器１Ｂについて説明する。図４は、本実施の形態の短パルス光増幅器１Ｂの概要を示したものである。図４に示すように、本実施の形態の短パルス光増幅器１Ｂは、短パルス光発振器１１や、アイソレータ１２、４ポートサーキュレータ１３、ファイバーグレーティング１４、ファイバー増幅部２（５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅに正常分散のものを使用したもの）、３ポートサーキュレータ１７、ファイバーグレーティング１８などから構成されている。
【００４４】
この点、本実施の形態の短パルス光増幅器１Ｂでは、短パルス光発振器１１からの短パルス光がファイバー増幅部２（図２参照）で増幅されるまでは、本実施の形態の短パルス光増幅器１Ａと同様である。但し、ファイバー増幅部２（図２参照）で増幅された短パルス光は、４ポートサーキュレータ１３及び３ポートサーキュレータ１７を介して、ファイバーグレーティング１８に入射される。
【００４５】
ここで、ファイバーグレーティング１８は、ファイバーグレーティング１４と同じものを使用するが、ファイバーグレーティング１４とは反対側から短パルス光を入射させる。従って、ファイバーグレーティング１８において入射・反射・出力された短パルス光は、時間幅が縮小された後に、３ポートサーキュレータ１７を介して、外部に出力される。
【００４６】
以上詳細に説明したように、本実施の形態の短パルス光増幅器１Ｂでは、図４に示すように、ファイバー増幅部２（図２参照）からの短パルス光を圧縮するために、短パルス光発振器１１から入射した短パルス光をチャープするファイバーグレーティング１４と同一で別個のもの（ファイバーグレーティング１８）を使用しており、ファイバーグレーティング１４における時間幅の拡張とファイバーグレーティング１８における時間幅の圧縮とが相殺されるので、ファイバー増幅部２（図２参照）で高出力になった短パルス光の時間幅を、短パルス光発振器１１で供給された際のものにもどすことができる。
【００４７】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、本実施の形態の短パルス光増幅器１Ｂでは、図４に示すように、ファイバー増幅部２（図２参照）からの短パルス光を圧縮するための圧縮手段として、短パルス光発振器１１から入射した短パルス光をチャープするファイバーグレーティング１４と同一で別個のもの（ファイバーグレーティング１８）を使用していたが、この点、ファイバーグレーティング１４の反射率が１００％に近いものであれば、当該圧縮手段として、ファイバーグレーティング１４そのものを使用し、チャープ時とは反対側からファイバーグレーティング１４に短パルス光を入射させ、３ポートサーキュレータ１７を介して、圧縮した短パルス光を外部に出力させてもよい。
【００４８】
次に、本実施の形態の短パルス光増幅器１Ｃについて説明する。図５は、本実施の形態の短パルス光増幅器１Ｃの概要を示したものである。図５に示すように、本実施の形態の短パルス光増幅器１Ｃは、短パルス光発振器１１や、アイソレータ１２、４ポートサーキュレータ１３、ファイバーグレーティング１４、ファイバー増幅部２（５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅに正常分散のものを使用したもの）、異常分散のシングルモードファイバー（以下、「ＳＭＦ」という）１９などから構成されている。
【００４９】
この点、本実施の形態の短パルス光増幅器１Ｃでは、短パルス光発振器１１からの短パルス光がファイバー増幅部２（図２参照）で増幅されるまでは、本実施の形態の短パルス光増幅器１Ａと同様である。但し、ファイバー増幅部２（図２参照）で増幅された短パルス光は、４ポートサーキュレータ１３を介して、ＳＭＦ１９に入射される。このとき、ＳＭＦ１９では、短パルス光のピークパワーが高くなっていることから、異常分散領域に基づくソリトン圧縮により、短パルス光の時間幅が圧縮されるので、高出力になった短パルス光の時間幅を短くすることができる。
【００５０】
次に、本実施の形態の短パルス光増幅器１Ｄについて説明する。図６は、本実施の形態の短パルス光増幅器１Ｄの概要を示したものである。図６に示すように、本実施の形態の短パルス光増幅器１Ｄは、短パルス光発振器１１や、アイソレータ１２、レンズ２０、偏光ビームスプリッター（以下、「ＰＢＳ」という）３１、レンズ３２、異常分散のＳＭＦ３３、３ポートサーキュレータ３４、ファイバーグレーティング１４、ファイバー増幅部２（５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅに正常分散のものを使用したもの）などから構成されている。
【００５１】
この点、短パルス光発振器１１及び、アイソレータ１２、ファイバーグレーティング１４、ファイバー増幅部２は、本実施の形態の短パルス光増幅器１Ａと同様のものを使用している。そして、短パルス光発振器１１から出力された短パルス光は、アイソレータ１２及び、レンズ２０、ＰＢＳ３１、レンズ３２、ＳＭＦ３３、３ポートサーキュレータ３４を介して、ファイバーグレーティング１４に入射される。そして、ファイバーグレーティング１４でチャープされた短パルス光は、その時間幅が拡張され、さらに、３ポートサーキュレータ３４を介して、ファイバー増幅部２に入射される。その後、ファイバー増幅部２で増幅された短パルス光は、３ポートサーキュレータ３４及び、ＳＭＦ３３、レンズ３２、ＰＢＳ３１を介して、外部に出力される。このとき、ＳＭＦ３３では、短パルス光のピークパワーが高くなっていることから、異常分散領域に基づくソリトン圧縮により、短パルス光の時間幅が圧縮されるので、高出力になった短パルス光の時間幅を短くすることができる。
【００５２】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、本実施の形態の短パルス光増幅器１ＣのＳＭＦ１９や、本実施の形態の短パルス光増幅器１ＤのＳＭＦ３３に代えて、分散コントロールファイバーを使用しても、短パルス光の時間幅を圧縮させることが可能なので、ファイバー増幅部２（図２参照）で高出力になった短パルス光の時間幅を短くすることができる。
【００５３】
また、本実施の形態の短パルス光増幅器１Ａや、本実施の形態の短パルス光増幅器１Ｂ、本実施の形態の短パルス光増幅器１Ｃ、本実施の形態の短パルス光増幅器１Ｄにおいて、ファイバー増幅部２（図２参照）からの短パルス光を圧縮するための圧縮手段として、図３に示すような回折格子対１６を使用しても、ファイバー増幅部２（図２参照）で高出力になった短パルス光の時間幅を短くすることができる。
【００５４】
また、本実施の形態の短パルス光増幅器１Ｂのファイバーグレーティング１８や、本実施の形態の短パルス光増幅器１ＣのＳＭＦ１９、本実施の形態の短パルス光増幅器１ＤのＳＭＦ３３、分散コントロールファイバー（図示せず）、図３の回折格子対１６などは、ファイバー増幅部２（図２参照）からの短パルス光を圧縮するための圧縮手段であり、これらの実施の形態では、ファイバー増幅部２（図２参照）で高出力になった短パルス光の時間幅を、その用途に応じて、ファイバー増幅部２（図２参照）とは別体の当該圧縮手段により短くすることができる。
【００５５】
さらに、本発明の実施の形態を図面を参照にして説明する。図７は、本実施の形態の短パルス光増幅器３Ａの概要を示したものである。図７に示すように、本実施の形態の短パルス光増幅器３Ａは、短パルス光発振器１１や、アイソレータ１２、分散コントロールファイバー（以下、「ＤＣＦ」という）４１、３ポートサーキュレータ４２、ＷＤＭ２１ａ〜２１ｆ、アイソレータ２２ａ〜２２ｆ、シングルモードＬＤ２３ａ〜２３ｆ、ＥＤＦ２４ａ〜２４ｅ、ＦＲＭ１５などから構成されており、短パルス光発振器１１から供給された短パルス光を二重経路（ダブルパス）形態で増幅するものである。
【００５６】
この点、短パルス光発振器１１は、エルビウムファイバーレーザーであって、時間幅がフェムト秒台の短パルス光を出力するものである。そして、短パルス光発振器１１から出力された短パルス光は、アイソレータ１２を介して、ＤＣＦ４１に入射される。
【００５７】
その後、ＤＣＦ４１を通過した短パルス光は、チャープされた状態となる。このとき、チャープされた短パルス光は、例えば、１００フェムト秒台から１００ピコ秒台に、時間幅が拡張しているので、短パルス光発振器１１から出力されたときと比べ、そのピークパワーが低くなる。
そして、チャープされた短パルス光は、３ポートサーキュレータ４２及び、シングルモードＬＤ２３ａが接続されたＷＤＭ２１ａを介して、ＥＤＦ２４ａを通過することにより、励起・増幅される。
【００５８】
尚、ＷＤＭ２１ａには、１．４８μｍポートと、１．５５μｍポート、コモンポートの３つのポートがあり、１．４８μｍポートに対しては、シングルモードＬＤ２３ａがアイソレータ２２ａを介して接続され、１．５５μｍポートに対しては、チャープされた短パルス光が入射し、コモンポートに対しては、ＥＤＦ２４ａの一端が接続される。
【００５９】
また、ＷＤＭ２１ｂにも、１．４８μｍポートと、１．５５μｍポート、コモンポートの３つのポートがあり、１．４８μｍポートに対しては、シングルモードＬＤ２３ｂがアイソレータ２２ｂを介して接続され、１．５５μｍポートに対しては、ＥＤＦ２４ａの他端が接続され、コモンポートに対しては、ＥＤＦ２４ｂの一端が接続される。
【００６０】
同様にして、ＷＤＭ２１ｃ，２１ｄ，２１ｅにも、１．４８μｍポートと、１．５５μｍポート、コモンポートの３つのポートがそれぞれあり、１．４８μｍポートに対しては、シングルモードＬＤ２３ｃ，２３ｄ，２３ｅがアイソレータ２２ｃ，２２ｄ，２２ｅを介してそれぞれ接続され、１．５５μｍポートに対しては、ＥＤＦ２４ｂ，２４ｃ，２４ｄの他端がそれぞれ接続され、コモンポートに対しては、ＥＤＦ２４ｃ，２４ｄ，２４ｅの一端がそれぞれ接続される。
【００６１】
また、ＷＤＭ２１ｆにも、１．４８μｍポートと、１．５５μｍポート、コモンポートの３つのポートがあるが、１．４８μｍポートに対しては、シングルモードＬＤ２３ｆがアイソレータ２２ｆを介して接続され、１．５５μｍポートに対しては、ＦＲＭ１５が接続され、コモンポートに対しては、ＥＤＦ２４ｅの他端が接続される。
【００６２】
これにより、本実施の形態の短パルス光増幅器３Ａでは、６つのシングルモードＬＤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆを直列的に使用することができるので、シングルモードＬＤを使用したコアポンプでも励起光量を大きくすることができる。さらに、ＥＤＦ２４ｅの他端側にＦＲＭ１５が接続されることによって、二重経路（ダブルパス）形態となり、短パルス光の偏向面をＦＲＭ１５で９０°ずらすことができるので、５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅを短パルス光が往復することにより、短パルス光をさらに大きく増幅させることができる。
【００６３】
従って、本実施の形態の短パルス光増幅器３Ａでは、図２に示すように、６つのＷＤＭ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆと、６つのアイソレータ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ、６つのシングルモードＬＤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆ、５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ、一つのＦＲＭ１５などから、ファイバー増幅部２を構成している。
【００６４】
尚、ファイバー増幅部２で増幅された短パルス光は、図７に示すように、３ポートサーキュレータ４２を介して、外部に出力される。
【００６５】
以上詳細に説明したように、本実施の形態の短パルス光増幅器３Ａでは、図７に示すように、短パルス光発振器１１からの短パルス光が、ＤＣＦ４１に入射すると、チャープされ時間幅が拡張されるので、そのピークパワーが低くなる。従って、ＤＣＦ４１からの短パルス光を、ファイバー増幅部２（図２参照）に入射させれば、非線形現象の発生が起こり難い条件で、短パルス光の増幅を行うことができる。そして、ファイバー増幅部２（図２参照）では、５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅが直列的に接続されており、各ＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅの一端からシングルモードＬＤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆでそれぞれポンプされ、各ＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅを通過する毎に短パルス光の増幅が行われることから、短パルス光の増幅効率を大きくすることができる。さらに、各ＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅとして、正常分散にあるものを使用しているので、短パルス光が各ＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅを通過してもその時間幅が圧縮されず、短パルス光の増幅における非線形現象の発生を抑止することができる。
【００６６】
すなわち、本実施の形態の短パルス光増幅器３Ａでは、ＤＣＦ４１で時間幅が拡張された短パルス光をファイバー増幅部２（図２参照）に入射させることにより、非線形現象の発生が起こり難い条件で短パルス光の増幅を行い、さらに、ファイバー増幅部２（図２参照）の各ＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅとして正常分散にあるものを使用することにより、短パルス光の増幅における非線形現象の発生を抑止するので、非線形効果の影響による増幅効果の頭打ちが起きず、しかも、ファイバー増幅部２（図２参照）では、５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅが直列的に接続されるとともに、各ＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅの一端からシングルモードＬＤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆでそれぞれポンプされており、各ＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅを通過する毎に短パルス光の増幅が行われて、短パルス光の増幅効率を大きくすることができるので、短パルス光の増幅をファイバー内で行う構成を維持しつつ一層の高出力化を図ることができる。
【００６７】
また、本実施の形態の短パルス光増幅器３Ａでは、ＷＤＭ２１ｆの１．５５μｍポートにＦＲＭ１５が接続されることによって、ファイバー増幅部２（図２参照）の５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅが二重経路形態となり、ファイバー増幅部２（図２参照）の５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅを短パルス光が２回通過（ダブルパス）することができるので、ファイバー増幅部２（図２参照）におけるＥＤＦの総数を、例えば、２倍にしなくとも、短パルス光の増幅効率をさらに大きくすることができる。
【００６８】
ここで、ポンプ光を注入するレーザダイオードについて、マルチモード用のものとシングルモード用のものとを比較すると、同一の増幅効率を得るには、マルチモード用のものがシングルモード用のものよりも多くの出力を必要とするが、この点、本実施の形態の短パルス光増幅器３Ａでは、ファイバー増幅部２（図２参照）の５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ及び、シングルモードＬＤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆがシングルモード用のものであり、比較的小さな出力のシングルモードＬＤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆでも高効率で増幅ができる。
【００６９】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、本実施の形態の短パルス光増幅器３Ａでは、ファイバー増幅部２（図２参照）の５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅに正常分散のものを使用していた。この点、ファイバー増幅部２（図２参照）の５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅが二重経路形態をとることにより、ファイバー増幅部２（図２参照）の最先端かつ最終端に位置することになるＥＤＦ２４ａについて、異常分散のものを使用すれば、短パルス光がＥＤＦ２４ａを最初（１回目）に通過する際は、短パルス光のピークパワーがまだ低いので、短パルス光の増幅は行われるけれども、短パルス光の時間幅が圧縮されることはない。さらに、ファイバー増幅部２（図２参照）のＥＤＦ２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅについて、２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ，２４ｄ，２４ｃ，２４ｂの順で短パルス光を通過させることによって大きく増幅させると、その後に、短パルス光がＥＤＦ２４ａを最後（２回目）に通過する際は、短パルス光のピークパワーが高くなっており、短パルス光の増幅に加えて、異常分散領域に基づくソリトン圧縮により、短パルス光の時間幅が圧縮されるので、高出力になった短パルス光の時間幅を短くすることができる。
【００７０】
また、本実施の形態の短パルス光増幅器３Ａでは、ファイバー増幅部２（図２参照）の５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ及び、シングルモードＬＤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆがシングルモード用のものであったが、この点、マルチモード用のものであっても、短パルス光の増幅をファイバー内で行う構成を維持しつつ一層の高出力化を図ることは可能である。
【００７１】
また、本実施の形態の短パルス光増幅器３Ａでは、図２に示すように、６つのＷＤＭ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆと、６つのアイソレータ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ、６つのシングルモードＬＤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆ、５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅなどから、ファイバー増幅部２を構成していたが、この点、短パルス光の増幅をファイバー内で行う構成を維持しつつ一層の高出力化を図る観点からすれば、それらの個数は限定されるものではない。
【００７２】
また、図８の短パルス光増幅器４Ａに示すように、短パルス光発振器１１や、アイソレータ１２、ＤＣＦ４１、偏波コントローラ４３、偏波分離カプラ４４、ＷＤＭ２１ａ〜２１ｆ、アイソレータ２２ａ〜２２ｆ、シングルモードＬＤ２３ａ〜２３ｆ、ＥＤＦ２４ａ〜２４ｅ、ＦＲＭ１５などから構成しても、図７の短パルス光増幅器３Ａと同様な効果を得ることができる。すなわち、図８の短パルス光増幅器４Ａでは、ＤＣＦ４１を通過した短パルス光は、チャープされた状態となる。このとき、チャープされた短パルス光は、例えば、１００フェムト秒台から１００ピコ秒台に、時間幅が拡張しているので、短パルス光発振器１１から出力されたときと比べ、そのピークパワーが低くなる。そして、チャープされた短パルス光は、偏波コントローラ４３及び、偏波分離カプラ４４、シングルモードＬＤ２３ａが接続されたＷＤＭ２１ａを介して、ＥＤＦ２４ａ（ファイバー増幅部２（図２参照））に入射する。その後、ファイバー増幅部２（図２参照）で増幅された短パルス光は、図８に示すように、偏波分離カプラ４４を介して、外部に出力される。
尚、図８の短パルス光増幅器４Ａにおいて、短パルス光発振器１１から偏波分離カプラ４４までのファイバーを偏波保持用のものとすれば、偏波コントローラ４３を省略することができる。
【００７３】
また、図９の短パルス光増幅器５Ａに示すように、短パルス光発振器１１や、アイソレータ１２、４ポートサーキュレータ１３、ＤＣＦ４１、ＦＲＭ４５、ＷＤＭ２１ａ〜２１ｆ、アイソレータ２２ａ〜２２ｆ、シングルモードＬＤ２３ａ〜２３ｆ、ＥＤＦ２４ａ〜２４ｅ、ＦＲＭ１５などから構成しても、図７の短パルス光増幅器３Ａと同様な効果を得ることができる。すなわち、図９の短パルス光増幅器５Ａでは、４ポートサーキュレータ１３を介してＤＣＦ４１を通過した短パルス光は、チャープされた状態となる。さらに、ＤＣＦ４１の先端にはＦＲＭ４５が接続されており、二重経路（ダブルパス）形態となっているので、短パルス光の偏向面をＦＲＭ４５で９０°ずらした後、再びＤＣＦ４１を通過した短パルス光は、より一層チャープされた状態となる。このとき、チャープされた短パルス光は、例えば、１００フェムト秒台から１００ピコ秒台に、時間幅が拡張しているので、短パルス光発振器１１から出力されたときと比べ、そのピークパワーが低くなる。そして、チャープされた短パルス光は、４ポートサーキュレータ１３及び、シングルモードＬＤ２３ａが接続されたＷＤＭ２１ａを介して、ＥＤＦ２４ａ（ファイバー増幅部２（図２参照））に入射する。その後、ファイバー増幅部２（図２参照）で増幅された短パルス光は、図９に示すように、４ポートサーキュレータ１３を介して、外部に出力される。
【００７４】
また、図１０の短パルス光増幅器６Ａに示すように、短パルス光発振器１１や、アイソレータ１２、偏波コントローラ４３、偏波分離カプラ４６、ＤＣＦ４１、ＦＲＭ４５、偏波分離カプラ４７、ＷＤＭ２１ａ〜２１ｆ、アイソレータ２２ａ〜２２ｆ、シングルモードＬＤ２３ａ〜２３ｆ、ＥＤＦ２４ａ〜２４ｅ、ＦＲＭ１５などから構成しても、図７の短パルス光増幅器３Ａと同様な効果を得ることができる。すなわち、図１０の短パルス光増幅器６Ａでは、偏波分離カプラ４６を介してＤＣＦ４１を通過した短パルス光は、チャープされた状態となる。さらに、ＤＣＦ４１の先端にはＦＲＭ４５が接続されており、二重経路（ダブルパス）形態となっているので、短パルス光の偏向面をＦＲＭ４５で９０°ずらした後、再びＤＣＦ４１を通過した短パルス光は、より一層チャープされた状態となる。このとき、チャープされた短パルス光は、例えば、１００フェムト秒台から１００ピコ秒台に、時間幅が拡張しているので、短パルス光発振器１１から出力されたときと比べ、そのピークパワーが低くなる。そして、チャープされた短パルス光は、偏波分離カプラ４６及び、偏波分離カプラ４７、シングルモードＬＤ２３ａが接続されたＷＤＭ２１ａを介して、ＥＤＦ２４ａ（ファイバー増幅部２（図２参照））に入射する。その後、ファイバー増幅部２（図２参照）で増幅された短パルス光は、図１０に示すように、偏波分離カプラ４７を介して、外部に出力される。
【００７５】
次に、本実施の形態の短パルス光増幅器３Ｂについて説明する。図１１は、本実施の形態の短パルス光増幅器３Ｂの概要を示したものである。図１１に示すように、本実施の形態の短パルス光増幅器３Ｂは、短パルス光発振器１１や、アイソレータ１２、ＤＣＦ４１、３ポートサーキュレータ４２、ファイバー増幅部２（５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅに正常分散のものを使用したもの）、ＳＭＦ１９などから構成されている。
【００７６】
この点、本実施の形態の短パルス光増幅器３Ｂでは、短パルス光発振器１１からの短パルス光がファイバー増幅部２（図２参照）で増幅されるまでは、本実施の形態の短パルス光増幅器３Ａと同様である。但し、ファイバー増幅部２（図２参照）で増幅された短パルス光は、３ポートサーキュレータ４２を介して、ＳＭＦ１９に入射される。このとき、ＳＭＦ１９では、短パルス光のピークパワーが高くなっていることから、異常分散領域に基づくソリトン圧縮により、短パルス光の時間幅が圧縮されるので、高出力になった短パルス光の時間幅を短くすることができる。
【００７７】
次に、本実施の形態の短パルス光増幅器４Ｂについて説明する。図１２は、本実施の形態の短パルス光増幅器４Ｂの概要を示したものである。図１２に示すように、本実施の形態の短パルス光増幅器４Ｂは、短パルス光発振器１１や、アイソレータ１２、ＤＣＦ４１、偏波コントローラ４３、偏波分離カプラ４４、ファイバー増幅部２（５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅに正常分散のものを使用したもの）、ＳＭＦ１９などから構成されている。
【００７８】
この点、本実施の形態の短パルス光増幅器４Ｂでは、短パルス光発振器１１からの短パルス光がファイバー増幅部２（図２参照）で増幅されるまでは、本実施の形態の短パルス光増幅器４Ａと同様である。但し、ファイバー増幅部２（図２参照）で増幅された短パルス光は、偏波分離カプラ４４を介して、ＳＭＦ１９に入射される。このとき、ＳＭＦ１９では、短パルス光のピークパワーが高くなっていることから、異常分散領域に基づくソリトン圧縮により、短パルス光の時間幅が圧縮されるので、高出力になった短パルス光の時間幅を短くすることができる。
尚、本実施の形態の短パルス光増幅器４Ｂでも、短パルス光発振器１１から偏波分離カプラ４４までのファイバーを偏波保持用のものとすれば、偏波コントローラ４３を省略することができる。
【００７９】
次に、本実施の形態の短パルス光増幅器５Ｂについて説明する。図１３は、本実施の形態の短パルス光増幅器５Ｂの概要を示したものである。図１３に示すように、本実施の形態の短パルス光増幅器５Ｂは、短パルス光発振器１１や、アイソレータ１２、４ポートサーキュレータ１３、ＤＣＦ４１、ＦＲＭ４５、ファイバー増幅部２（５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅに正常分散のものを使用したもの）、ＳＭＦ１９などから構成されている。
【００８０】
この点、本実施の形態の短パルス光増幅器５Ｂでは、短パルス光発振器１１からの短パルス光がファイバー増幅部２（図２参照）で増幅されるまでは、本実施の形態の短パルス光増幅器５Ａと同様である。但し、ファイバー増幅部２（図２参照）で増幅された短パルス光は、４ポートサーキュレータ１３を介して、ＳＭＦ１９に入射される。このとき、ＳＭＦ１９では、短パルス光のピークパワーが高くなっていることから、異常分散領域に基づくソリトン圧縮により、短パルス光の時間幅が圧縮されるので、高出力になった短パルス光の時間幅を短くすることができる。
【００８１】
次に、本実施の形態の短パルス光増幅器６Ｂについて説明する。図１４は、本実施の形態の短パルス光増幅器６Ｂの概要を示したものである。図１４に示すように、本実施の形態の短パルス光増幅器６Ｂは、短パルス光発振器１１や、アイソレータ１２、偏波コントローラ４３、偏波分離カプラ４６、ＤＣＦ４１、ＦＲＭ４５、偏波分離カプラ４７、ファイバー増幅部２（５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅに正常分散のものを使用したもの）、ＳＭＦ１９などから構成されている。
【００８２】
この点、本実施の形態の短パルス光増幅器６Ｂでは、短パルス光発振器１１からの短パルス光がファイバー増幅部２（図２参照）で増幅されるまでは、本実施の形態の短パルス光増幅器６Ａと同様である。但し、ファイバー増幅部２（図２参照）で増幅された短パルス光は、偏波分離カプラ４７を介して、ＳＭＦ１９に入射される。このとき、ＳＭＦ１９では、短パルス光のピークパワーが高くなっていることから、異常分散領域に基づくソリトン圧縮により、短パルス光の時間幅が圧縮されるので、高出力になった短パルス光の時間幅を短くすることができる。
【００８３】
次に、本実施の形態の短パルス光増幅器５Ｃについて説明する。図１５は、本実施の形態の短パルス光増幅器５Ｃの概要を示したものである。図１５に示すように、本実施の形態の短パルス光増幅器５Ｃは、短パルス光発振器１１や、アイソレータ１２、レンズ２０、ＰＢＳ３１、レンズ３２、異常分散のＳＭＦ３３、３ポートサーキュレータ３４、ＤＣＦ４１、ＦＲＭ４５、ファイバー増幅部２（５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅに正常分散のものを使用したもの）などから構成されている。
【００８４】
この点、短パルス光発振器１１及び、アイソレータ１２、ＤＣＦ４１、ＦＲＭ４５、ファイバー増幅部２は、本実施の形態の短パルス光増幅器５Ａと同様のものを使用している。そして、短パルス光発振器１１から出力された短パルス光は、アイソレータ１２及び、レンズ２０、ＰＢＳ３１、レンズ３２、ＳＭＦ３３、３ポートサーキュレータ３４を介して、ＤＣＦ４１に入射される。そして、ＤＣＦ４１でチャープされた短パルス光は、その時間幅が拡張され、また、ＤＣＦ４１の先端にはＦＲＭ４５が接続されており、二重経路（ダブルパス）形態となっているので、短パルス光の偏向面をＦＲＭ４５で９０°ずらした後、再びＤＣＦ４１を通過し、より一層時間幅が拡張された状態となり、さらに、３ポートサーキュレータ３４を介して、ファイバー増幅部２に入射される。その後、ファイバー増幅部２で増幅された短パルス光は、３ポートサーキュレータ３４及び、ＳＭＦ３３、レンズ３２、ＰＢＳ３１を介して、外部に出力される。このとき、ＳＭＦ３３では、短パルス光のピークパワーが高くなっていることから、異常分散領域に基づくソリトン圧縮により、短パルス光の時間幅が圧縮されるので、高出力になった短パルス光の時間幅を短くすることができる。
【００８５】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、本実施の形態の短パルス光増幅器３ＢのＳＭＦ１９や、本実施の形態の短パルス光増幅器４ＢのＳＭＦ１９、本実施の形態の短パルス光増幅器５ＢのＳＭＦ１９、本実施の形態の短パルス光増幅器６ＢのＳＭＦ１９、本実施の形態の短パルス光増幅器５ＣのＳＭＦ３３に代えて、ＤＣＦを使用しても、短パルス光の時間幅を圧縮させることが可能なので、ファイバー増幅部２（図２参照）で高出力になった短パルス光の時間幅を短くすることができる。
【００８６】
また、本実施の形態の短パルス光増幅器３Ａや、本実施の形態の短パルス光増幅器４Ａ、本実施の形態の短パルス光増幅器５Ａ、本実施の形態の短パルス光増幅器６Ａ、本実施の形態の短パルス光増幅器３Ｂ、本実施の形態の短パルス光増幅器４Ｂ、本実施の形態の短パルス光増幅器５Ｂ、本実施の形態の短パルス光増幅器６Ｂ、本実施の形態の短パルス光増幅器５Ｃにおいて、ファイバー増幅部２（図２参照）からの短パルス光を圧縮するための圧縮手段として、図３に示すような回折格子対１６を使用しても、ファイバー増幅部２（図２参照）で高出力になった短パルス光の時間幅を短くすることができる。
【００８７】
また、本実施の形態の短パルス光増幅器３ＢのＳＭＦ１９や、本実施の形態の短パルス光増幅器４ＢのＳＭＦ１９、本実施の形態の短パルス光増幅器５ＢのＳＭＦ１９、本実施の形態の短パルス光増幅器６ＢのＳＭＦ１９、本実施の形態の短パルス光増幅器５ＣのＳＭＦ３３、ＤＣＦ（図示せず）、図３の回折格子対１６などは、ファイバー増幅部２（図２参照）からの短パルス光を圧縮するための圧縮手段であり、これらの実施の形態では、ファイバー増幅部２（図２参照）で高出力になった短パルス光の時間幅を、その用途に応じて、ファイバー増幅部２（図２参照）とは別体の当該圧縮手段により短くすることができる。
【００８８】
次に、本発明の実施の形態を図面を参照にして説明する。図１６は、本実施の形態の短パルス光増幅器１１１Ａの概要を示したものである。図１６に示すように、本実施の形態の短パルス光増幅器１１１Ａは、短パルス光発振器１１や、アイソレータ１２、３ポートサーキュレータ２１３、偏波コントローラ１０１、ファイバーグレーティング１４、ＷＤＭ２１ａ〜２１ｆ、アイソレータ２２ａ〜２２ｆ、シングルモードＬＤ２３ａ〜２３ｆ、ＥＤＦ２４ａ〜２４ｅなどから構成されており、偏波コントローラ１０１から出力に至るまでの各ファイバー（ＥＤＦ２４ａ〜２４ｅも含む）が偏波保持ファイバーであるものである。
【００８９】
この点、短パルス光発振器１１は、エルビウムファイバーレーザーであって、時間幅がフェムト秒台の短パルス光を出力するものである。そして、短パルス光発振器１１から出力された短パルス光は、アイソレータ１２及び３ポートサーキュレータ２１３を介して、ファイバーグレーティング１４に入射される。
【００９０】
但し、ファイバーグレーティング１４は、短パルス光の反射する位置がその波長により異なるものであるので、ファイバーグレーティング１４において入射・反射・出力された短パルス光は、チャープされた状態となる。このとき、チャープされた短パルス光は、例えば、１００フェムト秒台から１００ピコ秒台に、時間幅が拡張しているので、短パルス光発振器１１から出力されたときと比べ、そのピークパワーが低くなる。
そして、チャープされた短パルス光は、偏波コントローラ１０１及び、シングルモードＬＤ２３ａが接続されたＷＤＭ２１ａを介して、ＥＤＦ２４ａを通過することにより、励起・増幅される。
【００９１】
尚、ＷＤＭ２１ａには、１．４８μｍポートと、１．５５μｍポート、コモンポートの３つのポートがあり、１．４８μｍポートに対しては、シングルモードＬＤ２３ａがアイソレータ２２ａを介して接続され、１．５５μｍポートに対しては、チャープされた短パルス光が入射し、コモンポートに対しては、ＥＤＦ２４ａの一端が接続される。
【００９２】
また、ＷＤＭ２１ｂにも、１．４８μｍポートと、１．５５μｍポート、コモンポートの３つのポートがあり、１．４８μｍポートに対しては、シングルモードＬＤ２３ｂがアイソレータ２２ｂを介して接続され、１．５５μｍポートに対しては、ＥＤＦ２４ａの他端が接続され、コモンポートに対しては、ＥＤＦ２４ｂの一端が接続される。
【００９３】
同様にして、ＷＤＭ２１ｃ，２１ｄ，２１ｅにも、１．４８μｍポートと、１．５５μｍポート、コモンポートの３つのポートがそれぞれあり、１．４８μｍポートに対しては、シングルモードＬＤ２３ｃ，２３ｄ，２３ｅがアイソレータ２２ｃ，２２ｄ，２２ｅを介してそれぞれ接続され、１．５５μｍポートに対しては、ＥＤＦ２４ｂ，２４ｃ，２４ｄの他端がそれぞれ接続され、コモンポートに対しては、ＥＤＦ２４ｃ，２４ｄ，２４ｅの一端がそれぞれ接続される。
【００９４】
また、ＷＤＭ２１ｆにも、１．４８μｍポートと、１．５５μｍポート、コモンポートの３つのポートがあるが、１．４８μｍポートに対しては、シングルモードＬＤ２３ｆがアイソレータ２２ｆを介して接続され、１．５５μｍポートから出力され、コモンポートに対しては、ＥＤＦ２４ｅの他端が接続される。
【００９５】
これにより、本実施の形態の短パルス光増幅器１１１Ａでは、６つのシングルモードＬＤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆを直列的に使用することができるので、シングルモードＬＤを使用したコアポンプでも励起光量を大きくすることができる。さらに、５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅを短パルス光が通過することにより、短パルス光をさらに大きく増幅させることができる。
【００９６】
従って、本実施の形態の短パルス光増幅器１１１Ａでは、図１７に示すように、６つのＷＤＭ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆと、６つのアイソレータ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ、６つのシングルモードＬＤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆ、５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅなどから、ファイバー増幅部１２０を構成している。
【００９７】
尚、ファイバー増幅部１２０で増幅された短パルス光は、図１６に示すように、ＷＤＭ２１ｆの１．５５μｍポートから、外部に出力される。
【００９８】
以上詳細に説明したように、本実施の形態の短パルス光増幅器１１１Ａでは、図１６に示すように、短パルス光発振器１１からの短パルス光が、ファイバーグレーティング１４に入射すると、チャープされ時間幅が拡張されるので、そのピークパワーが低くなる。従って、ファイバーグレーティング１４からの短パルス光を、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）に入射させれば、非線形現象の発生が起こり難い条件で、短パルス光の増幅を行うことができる。そして、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）では、５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅが直列的に接続されており、各ＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅの一端からシングルモードＬＤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆでそれぞれポンプされ、各ＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅを通過する毎に短パルス光の増幅が行われることから、短パルス光の増幅効率を大きくすることができる。さらに、各ＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅとして、正常分散にあるものを使用しているので、短パルス光が各ＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅを通過してもその時間幅が圧縮されず、短パルス光の増幅における非線形現象の発生を抑止することができる。
【００９９】
すなわち、本実施の形態の短パルス光増幅器１１１Ａでは、ファイバーグレーティング１４で時間幅が拡張された短パルス光をファイバー増幅部１２０（図１７参照）に入射させることにより、非線形現象の発生が起こり難い条件で短パルス光の増幅を行い、さらに、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）の各ＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅとして正常分散にあるものを使用することにより、短パルス光の増幅における非線形現象の発生を抑止するので、非線形効果の影響による増幅効果の頭打ちが起きず、しかも、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）では、５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅが直列的に接続されるとともに、各ＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅの一端からシングルモードＬＤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆでそれぞれポンプされており、各ＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅを通過する毎に短パルス光の増幅が行われて、短パルス光の増幅効率を大きくすることができるので、短パルス光の増幅をファイバー内で行う構成を維持しつつ一層の高出力化を図ることができる。
【０１００】
また、本実施の形態の短パルス光増幅器１１１Ａでは、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）の入射側に偏波コントローラ１０１を設けるとともに、偏波コントローラ１０１から短パルス光の伝搬方向に位置する各ファイバー（５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅを含む）を偏波保持ファイバーとしており、偏波コントローラ１０１でコントロールされた短パルス光の偏波面が各偏波保持ファイバーで保持されるので、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）を短パルス光が１回通過するだけでも、短パルス光の出力を安定させることができる。
【０１０１】
ここで、ポンプ光を注入するレーザダイオードについて、マルチモード用のものとシングルモード用のものとを比較すると、同一の増幅効率を得るには、マルチモード用のものがシングルモード用のものよりも多くの出力を必要とするが、この点、本実施の形態の短パルス光増幅器１１１Ａでは、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）の５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ及び、シングルモードＬＤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆがシングルモード用のものであり、比較的小さな出力のシングルモードＬＤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆでも高効率で増幅ができる。
【０１０２】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、本実施の形態の短パルス光増幅器１１１Ａでは、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）の５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅに正常分散のものを使用していた。この点、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）の５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅのうち最終端に位置することになるＥＤＦ２４ｅについて、異常分散のものを使用すれば、短パルス光がＥＤＦ２４ｅを通過する際は、短パルス光のピークパワーが高くなっており、短パルス光の増幅に加えて、異常分散領域に基づくソリトン圧縮により、短パルス光の時間幅が圧縮されるので、高出力になった短パルス光の時間幅を短くすることができる。
【０１０３】
また、本実施の形態の短パルス光増幅器１１１Ａでは、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）の５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ及び、シングルモードＬＤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆがシングルモード用のものであったが、この点、マルチモード用のものであっても、短パルス光の増幅をファイバー内で行う構成を維持しつつ一層の高出力化を図ることは可能である。
【０１０４】
また、本実施の形態の短パルス光増幅器１１１Ａでは、ＷＤＭ２１ｆの１．５５μｍポートにＦＲＭ１５（図１等参照）が接続されておらず、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）の５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅが二重経路形態となっていないが、この点、ＷＤＭ２１ｆの１．５５μｍポートから短パルス光を出力させても、短パルス光の増幅をファイバー内で行う構成を維持しつつ一層の高出力化を図ることが可能である。
【０１０５】
また、本実施の形態の短パルス光増幅器１１１Ａでは、図１７に示すように、６つのＷＤＭ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆと、６つのアイソレータ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ、６つのシングルモードＬＤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆ、５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅなどから、ファイバー増幅部１２０を構成していたが、この点、短パルス光の増幅をファイバー内で行う構成を維持しつつ一層の高出力化を図る観点からすれば、それらの個数は限定されるものではない。
【０１０６】
次に、本実施の形態の短パルス光増幅器１１１Ｂについて説明する。図１８は、本実施の形態の短パルス光増幅器１１１Ｂの概要を示したものである。図１８に示すように、本実施の形態の短パルス光増幅器１１１Ｂは、短パルス光発振器１１や、アイソレータ１２、３ポートサーキュレータ２１３、ファイバーグレーティング１４、偏波コントローラ１０１、ファイバー増幅部１２０（５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅに正常分散のものを使用したもの）、３ポートサーキュレータ１７、ファイバーグレーティング１８などから構成されており、偏波コントローラ１０１から出力に至るまでの各ファイバー（ＥＤＦ２４ａ〜２４ｅも含む）が偏波保持ファイバーであるものである。
【０１０７】
この点、本実施の形態の短パルス光増幅器１１１Ｂでは、短パルス光発振器１１からの短パルス光がファイバー増幅部１２０（図１７参照）で増幅されるまでは、本実施の形態の短パルス光増幅器１１１Ａと同様である。但し、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）で増幅された短パルス光は、３ポートサーキュレータ１７を介して、ファイバーグレーティング１８に入射される。
【０１０８】
ここで、ファイバーグレーティング１８は、ファイバーグレーティング１４と同じものを使用するが、ファイバーグレーティング１４とは反対側から短パルス光を入射させる。従って、ファイバーグレーティング１８において入射・反射・出力された短パルス光は、時間幅が縮小された後に、３ポートサーキュレータ１７を介して、外部に出力される。
【０１０９】
以上詳細に説明したように、本実施の形態の短パルス光増幅器１１１Ｂでは、図１８に示すように、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）からの短パルス光を圧縮するために、短パルス光発振器１１から入射した短パルス光をチャープするファイバーグレーティング１４と同一で別個のもの（ファイバーグレーティング１８）を使用しており、ファイバーグレーティング１４における時間幅の拡張とファイバーグレーティング１８における時間幅の圧縮とが相殺されるので、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）で高出力になった短パルス光の時間幅を、短パルス光発振器１１で供給された際のものにもどすことができる。
【０１１０】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、本実施の形態の短パルス光増幅器１１１Ｂでは、図１８に示すように、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）からの短パルス光を圧縮するための圧縮手段として、短パルス光発振器１１から入射した短パルス光をチャープするファイバーグレーティング１４と同一で別個のもの（ファイバーグレーティング１８）を使用していたが、この点、ファイバーグレーティング１４の反射率が１００％に近いものであれば、当該圧縮手段として、ファイバーグレーティング１４そのものを使用し、チャープ時とは反対側からファイバーグレーティング１４に短パルス光を入射させ、３ポートサーキュレータ１７を介して、圧縮した短パルス光を外部に出力させてもよい。
【０１１１】
次に、本実施の形態の短パルス光増幅器１１１Ｃについて説明する。図１９は、本実施の形態の短パルス光増幅器１１１Ｃの概要を示したものである。図１９に示すように、本実施の形態の短パルス光増幅器１１１Ｃは、短パルス光発振器１１や、アイソレータ１２、３ポートサーキュレータ２１３、ファイバーグレーティング１４、偏波コントローラ１０１、ファイバー増幅部１２０（５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅに正常分散のものを使用したもの）、異常分散のシングルモードファイバー（以下、「ＳＭＦ」という）１１９などから構成されおり、偏波コントローラ１０１から出力に至るまでの各ファイバー（ＥＤＦ２４ａ〜２４ｅも含む）が偏波保持ファイバーであるものである。
【０１１２】
この点、本実施の形態の短パルス光増幅器１１１Ｃでは、短パルス光発振器１１からの短パルス光がファイバー増幅部１２０（図１７参照）で増幅されるまでは、本実施の形態の短パルス光増幅器１１１Ａと同様である。但し、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）で増幅された短パルス光は、ＷＤＭ２１ｆ（図１７参照）の１．５５μｍポートからＳＭＦ１１９に入射される。このとき、ＳＭＦ１１９では、短パルス光のピークパワーが高くなっていることから、異常分散領域に基づくソリトン圧縮により、短パルス光の時間幅が圧縮されるので、高出力になった短パルス光の時間幅を短くすることができる。
【０１１３】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、本実施の形態の短パルス光増幅器１１１ＣのＳＭＦ１１９に代えて、偏波保持用の分散コントロールファイバーを使用しても、短パルス光の時間幅を圧縮させることが可能なので、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）で高出力になった短パルス光の時間幅を短くすることができる。
【０１１４】
また、本実施の形態の短パルス光増幅器１１１Ａや、本実施の形態の短パルス光増幅器１１１Ｂ、本実施の形態の短パルス光増幅器１１１Ｃにおいて、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）からの短パルス光を圧縮するための圧縮手段として、図３に示すような回折格子対１６を使用しても、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）で高出力になった短パルス光の時間幅を短くすることができる。
【０１１５】
また、本実施の形態の短パルス光増幅器１１１Ｂのファイバーグレーティング１８や、本実施の形態の短パルス光増幅器１１１ＣのＳＭＦ１１９、分散コントロールファイバー（図示せず）、図３の回折格子対１６などは、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）からの短パルス光を圧縮するための圧縮手段であり、これらの実施の形態では、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）で高出力になった短パルス光の時間幅を、その用途に応じて、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）とは別体の当該圧縮手段により短くすることができる。
【０１１６】
さらに、本発明の実施の形態を図面を参照にして説明する。図２０は、本実施の形態の短パルス光増幅器１１３Ａの概要を示したものである。図２０に示すように、本実施の形態の短パルス光増幅器１１３Ａは、短パルス光発振器１１や、アイソレータ１２、ＤＣＦ４１、３ポートサーキュレータ４２、ＷＤＭ２１ａ〜２１ｆ、アイソレータ２２ａ〜２２ｆ、シングルモードＬＤ２３ａ〜２３ｆ、ＥＤＦ２４ａ〜２４ｅなどから構成されている。そして、位置Ｐ１又は位置Ｐ２のいずれかにおいて、偏波コントローラ（図示せず）を設けており、当該偏波コントローラ（図示せず）から出力に至るまでの各ファイバー（ＥＤＦ２４ａ〜２４ｅ、位置Ｐ１に当該偏波コントローラ（図示せず）が設けられた場合には、ＤＣＦ４１も含む）が偏波保持ファイバーであるものである。
【０１１７】
この点、短パルス光発振器１１は、エルビウムファイバーレーザーであって、時間幅がフェムト秒台の短パルス光を出力するものである。そして、短パルス光発振器１１から出力された短パルス光は、（位置Ｐ１に偏波コントローラが設けれた場合には当該偏波コントローラ及び）アイソレータ１２を介して、ＤＣＦ４１に入射される。
【０１１８】
その後、ＤＣＦ４１を通過した短パルス光は、チャープされた状態となる。このとき、チャープされた短パルス光は、例えば、１００フェムト秒台から１００ピコ秒台に、時間幅が拡張しているので、短パルス光発振器１１から出力されたときと比べ、そのピークパワーが低くなる。
そして、チャープされた短パルス光は、（位置Ｐ２に偏波コントローラが設けれた場合には当該偏波コントローラ及び）シングルモードＬＤ２３ａが接続されたＷＤＭ２１ａを介して、ＥＤＦ２４ａを通過することにより、励起・増幅される。
【０１１９】
尚、ＷＤＭ２１ａには、１．４８μｍポートと、１．５５μｍポート、コモンポートの３つのポートがあり、１．４８μｍポートに対しては、シングルモードＬＤ２３ａがアイソレータ２２ａを介して接続され、１．５５μｍポートに対しては、チャープされた短パルス光が入射し、コモンポートに対しては、ＥＤＦ２４ａの一端が接続される。
【０１２０】
また、ＷＤＭ２１ｂにも、１．４８μｍポートと、１．５５μｍポート、コモンポートの３つのポートがあり、１．４８μｍポートに対しては、シングルモードＬＤ２３ｂがアイソレータ２２ｂを介して接続され、１．５５μｍポートに対しては、ＥＤＦ２４ａの他端が接続され、コモンポートに対しては、ＥＤＦ２４ｂの一端が接続される。
【０１２１】
同様にして、ＷＤＭ２１ｃ，２１ｄ，２１ｅにも、１．４８μｍポートと、１．５５μｍポート、コモンポートの３つのポートがそれぞれあり、１．４８μｍポートに対しては、シングルモードＬＤ２３ｃ，２３ｄ，２３ｅがアイソレータ２２ｃ，２２ｄ，２２ｅを介してそれぞれ接続され、１．５５μｍポートに対しては、ＥＤＦ２４ｂ，２４ｃ，２４ｄの他端がそれぞれ接続され、コモンポートに対しては、ＥＤＦ２４ｃ，２４ｄ，２４ｅの一端がそれぞれ接続される。
【０１２２】
また、ＷＤＭ２１ｆにも、１．４８μｍポートと、１．５５μｍポート、コモンポートの３つのポートがあるが、１．４８μｍポートに対しては、シングルモードＬＤ２３ｆがアイソレータ２２ｆを介して接続され、１．５５μｍポートから出力され、コモンポートに対しては、ＥＤＦ２４ｅの他端が接続される。
【０１２３】
これにより、本実施の形態の短パルス光増幅器１１３Ａでは、６つのシングルモードＬＤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆを直列的に使用することができるので、シングルモードＬＤを使用したコアポンプでも励起光量を大きくすることができる。さらに、５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅを短パルス光が通過することにより、短パルス光をさらに大きく増幅させることができる。
【０１２４】
従って、本実施の形態の短パルス光増幅器１１３Ａでは、図１７に示すように、６つのＷＤＭ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆと、６つのアイソレータ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ、６つのシングルモードＬＤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆ、５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅなどから、ファイバー増幅部１２０を構成している。
【０１２５】
尚、ファイバー増幅部２で増幅された短パルス光は、図２０に示すように、ＷＤＭ２１ｆの１．５５μｍポートから、外部に出力される。
【０１２６】
以上詳細に説明したように、本実施の形態の短パルス光増幅器１１３Ａでは、図２０に示すように、短パルス光発振器１１からの短パルス光が、ＤＣＦ４１に入射すると、チャープされ時間幅が拡張されるので、そのピークパワーが低くなる。従って、ＤＣＦ４１からの短パルス光を、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）に入射させれば、非線形現象の発生が起こり難い条件で、短パルス光の増幅を行うことができる。そして、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）では、５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅが直列的に接続されており、各ＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅの一端からシングルモードＬＤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆでそれぞれポンプされ、各ＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅを通過する毎に短パルス光の増幅が行われることから、短パルス光の増幅効率を大きくすることができる。
さらに、各ＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅとして、正常分散にあるものを使用しているので、短パルス光が各ＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅを通過してもその時間幅が圧縮されず、短パルス光の増幅における非線形現象の発生を抑止することができる。
【０１２７】
すなわち、本実施の形態の短パルス光増幅器１１３Ａでは、ＤＣＦ４１で時間幅が拡張された短パルス光をファイバー増幅部１２０（図１７参照）に入射させることにより、非線形現象の発生が起こり難い条件で短パルス光の増幅を行い、さらに、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）の各ＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅとして正常分散にあるものを使用することにより、短パルス光の増幅における非線形現象の発生を抑止するので、非線形効果の影響による増幅効果の頭打ちが起きず、しかも、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）では、５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅが直列的に接続されるとともに、各ＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅの一端からシングルモードＬＤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆでそれぞれポンプされており、各ＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅを通過する毎に短パルス光の増幅が行われて、短パルス光の増幅効率を大きくすることができるので、短パルス光の増幅をファイバー内で行う構成を維持しつつ一層の高出力化を図ることができる。
【０１２８】
また、本実施の形態の短パルス光増幅器１１３Ａでは、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）の入射側にあたる、位置Ｐ１又は位置Ｐ２のいずれかにおいて、偏波コントローラ（図示せず）を設けるとともに、当該偏波コントローラから短パルス光の伝搬方向に位置する各ファイバー（５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅを含む）を偏波保持ファイバーとしており、当該偏波コントローラ（図示せず）でコントロールされた短パルス光の偏波面が各偏波保持ファイバーで保持されるので、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）を短パルス光が１回通過するだけでも、短パルス光の出力を安定させることができる。
尚、位置Ｐ２に偏波コントローラ（図示せず）を設ける場合は、短パルス光発振器１１から当該偏波コントローラ（図示せず）までの各ファイバーは、ＤＣＦ４１も含めて、偏波保持ファイバーでなくてよいが、位置Ｐ１に偏波コントローラ（図示せず）を設けた場合の方が出力はより安定する。
【０１２９】
ここで、ポンプ光を注入するレーザダイオードについて、マルチモード用のものとシングルモード用のものとを比較すると、同一の増幅効率を得るには、マルチモード用のものがシングルモード用のものよりも多くの出力を必要とするが、この点、本実施の形態の短パルス光増幅器１１３Ａでは、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）の５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ及び、シングルモードＬＤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆがシングルモード用のものであり、比較的小さな出力のシングルモードＬＤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆでも高効率で増幅ができる。
【０１３０】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、本実施の形態の短パルス光増幅器１１３Ａでは、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）の５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅに正常分散のものを使用していた。この点、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）の５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅのうち最終端に位置することになるＥＤＦ２４ｅについて、異常分散のものを使用すれば、短パルス光がＥＤＦ２４ｅを通過する際は、短パルス光のピークパワーが高くなっており、短パルス光の増幅に加えて、異常分散領域に基づくソリトン圧縮により、短パルス光の時間幅が圧縮されるので、高出力になった短パルス光の時間幅を短くすることができる。
【０１３１】
また、本実施の形態の短パルス光増幅器１１３Ａでは、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）の５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ及び、シングルモードＬＤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆがシングルモード用のものであったが、この点、マルチモード用のものであっても、短パルス光の増幅をファイバー内で行う構成を維持しつつ一層の高出力化を図ることは可能である。
【０１３２】
また、本実施の形態の短パルス光増幅器１１３Ａでは、ＷＤＭ２１ｆの１．５５μｍポートにＦＲＭ１５（図１等参照）が接続されておらず、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）の５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅが二重経路形態となっていないが、この点、ＷＤＭ２１ｆの１．５５μｍポートから短パルス光を出力させても、短パルス光の増幅をファイバー内で行う構成を維持しつつ一層の高出力化を図ることが可能である。
【０１３３】
また、本実施の形態の短パルス光増幅器１１３Ａでは、図１７に示すように、６つのＷＤＭ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆと、６つのアイソレータ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ、６つのシングルモードＬＤ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆ、５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅなどから、ファイバー増幅部１２０を構成していたが、この点、短パルス光の増幅をファイバー内で行う構成を維持しつつ一層の高出力化を図る観点からすれば、それらの個数は限定されるものではない。
【０１３４】
また、図２１の短パルス光増幅器１１５Ａに示すように、短パルス光発振器１１や、アイソレータ１２、３ポートサーキュレータ２１３、ＤＣＦ４１、ＦＲＭ４５、偏波コントローラ１０１、ＷＤＭ２１ａ〜２１ｆ、アイソレータ２２ａ〜２２ｆ、シングルモードＬＤ２３ａ〜２３ｆ、ＥＤＦ２４ａ〜２４ｅなどから構成し、偏波コントローラ１０１から出力に至るまでの各ファイバー（ＥＤＦ２４ａ〜２４ｅも含む）を偏波保持ファイバーとしても、図２０の短パルス光増幅器１１３Ａと同様な効果を得ることができる。すなわち、図２１の短パルス光増幅器１１５Ａでは、３ポートサーキュレータ２１３を介してＤＣＦ４１を通過した短パルス光は、チャープされた状態となる。さらに、ＤＣＦ４１の先端にはＦＲＭ４５が接続されており、二重経路（ダブルパス）形態となっているので、短パルス光の偏向面をＦＲＭ４５で９０°ずらした後、再びＤＣＦ４１を通過した短パルス光は、より一層チャープされた状態となる。このとき、チャープされた短パルス光は、例えば、１００フェムト秒台から１００ピコ秒台に、時間幅が拡張しているので、短パルス光発振器１１から出力されたときと比べ、そのピークパワーが低くなる。そして、チャープされた短パルス光は、３ポートサーキュレータ２１３及び、偏波コントローラ１０１、シングルモードＬＤ２３ａが接続されたＷＤＭ２１ａを介して、ＥＤＦ２４ａ（ファイバー増幅部１２０（図１７参照））に入射する。その後、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）で増幅された短パルス光は、図２１に示すように、ＷＤＭ２１ｆの１．５５μｍポートから、外部に出力される。
【０１３５】
また、図２２の短パルス光増幅器１１６Ａに示すように、短パルス光発振器１１や、アイソレータ１２、偏波コントローラ４３、偏波分離カプラ４６、ＤＣＦ４１、ＦＲＭ４５、ＷＤＭ２１ａ〜２１ｆ、アイソレータ２２ａ〜２２ｆ、シングルモードＬＤ２３ａ〜２３ｆ、ＥＤＦ２４ａ〜２４ｅなどから構成し、偏波コントローラ４３から出力に至るまでの各ファイバー（ＤＣＦ４１やＥＤＦ２４ａ〜２４ｅも含む）を偏波保持ファイバーとしても、図２０の短パルス光増幅器１１３Ａと同様な効果を得ることができる。すなわち、図２２の短パルス光増幅器１１６Ａでは、偏波コントローラ４３及び偏波分離カプラ４６を介してＤＣＦ４１を通過した短パルス光は、チャープされた状態となる。さらに、ＤＣＦ４１の先端にはＦＲＭ４５が接続されており、二重経路（ダブルパス）形態となっているので、短パルス光の偏向面をＦＲＭ４５で９０°ずらした後、再びＤＣＦ４１を通過した短パルス光は、より一層チャープされた状態となる。このとき、チャープされた短パルス光は、例えば、１００フェムト秒台から１００ピコ秒台に、時間幅が拡張しているので、短パルス光発振器１１から出力されたときと比べ、そのピークパワーが低くなる。そして、チャープされた短パルス光は、偏波分離カプラ４６及び、シングルモードＬＤ２３ａが接続されたＷＤＭ２１ａを介して、ＥＤＦ２４ａ（ファイバー増幅部１２０（図１７参照））に入射する。その後、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）で増幅された短パルス光は、図２２に示すように、ＷＤＭ２１ｆの１．５５μｍポートから、外部に出力される。
【０１３６】
次に、本実施の形態の短パルス光増幅器１１３Ｂについて説明する。図２３は、本実施の形態の短パルス光増幅器１１３Ｂの概要を示したものである。図２３に示すように、本実施の形態の短パルス光増幅器１１３Ｂは、短パルス光発振器１１や、アイソレータ１２、ＤＣＦ４１、ファイバー増幅部２（５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅに正常分散のものを使用したもの）、ＳＭＦ１１９などから構成されている。そして、位置Ｐ１又は位置Ｐ２のいずれかにおいて、偏波コントローラ（図示せず）を設けており、当該偏波コントローラ（図示せず）から出力に至るまでの各ファイバー（ＥＤＦ２４ａ〜２４ｅ、位置Ｐ１に当該偏波コントローラ（図示せず）が設けられた場合には、ＤＣＦ４１も含む）が偏波保持ファイバーであるものである。
【０１３７】
この点、本実施の形態の短パルス光増幅器１１３Ｂでは、短パルス光発振器１１からの短パルス光がファイバー増幅部１２０（図１７参照）で増幅されるまでは、本実施の形態の短パルス光増幅器１１３Ａと同様である。但し、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）で増幅された短パルス光は、ＷＤＭ２１ｆ（図１７参照）の１．５５μｍポートからＳＭＦ１１９に入射される。このとき、ＳＭＦ１１９では、短パルス光のピークパワーが高くなっていることから、異常分散領域に基づくソリトン圧縮により、短パルス光の時間幅が圧縮されるので、高出力になった短パルス光の時間幅を短くすることができる。
【０１３８】
次に、本実施の形態の短パルス光増幅器１１４Ｂについて説明する。図２４は、本実施の形態の短パルス光増幅器１１４Ｂの概要を示したものである。図２４に示すように、本実施の形態の短パルス光増幅器１１４Ｂは、短パルス光発振器１１や、アイソレータ１２、ＤＣＦ４１、偏波コントローラ４３、ファイバー増幅部１２０（５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅに正常分散のものを使用したもの）、ＳＭＦ１１９などから構成されており、偏波コントローラ４３から出力に至るまでの各ファイバー（ＥＤＦ２４ａ〜２４ｅも含む）を偏波保持ファイバーとしている。
【０１３９】
この点、本実施の形態の短パルス光増幅器１１４Ｂでは、本実施の形態の短パルス光増幅器１１３Ｂで位置Ｐ２に偏波コントローラ（図示せず）を設けた場合と同様である。従って、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）で増幅された短パルス光は、ＷＤＭ２１ｆ（図１７参照）の１．５５μｍポートからＳＭＦ１１９に入射される。このとき、ＳＭＦ１１９では、短パルス光のピークパワーが高くなっていることから、異常分散領域に基づくソリトン圧縮により、短パルス光の時間幅が圧縮されるので、高出力になった短パルス光の時間幅を短くすることができる。
【０１４０】
次に、本実施の形態の短パルス光増幅器１１５Ｂについて説明する。図２５は、本実施の形態の短パルス光増幅器１１５Ｂの概要を示したものである。図２５に示すように、本実施の形態の短パルス光増幅器１１５Ｂは、短パルス光発振器１１や、アイソレータ１２、３ポートサーキュレータ２１３、ＤＣＦ４１、ＦＲＭ４５、偏波コントローラ１０１、ファイバー増幅部２（５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅに正常分散のものを使用したもの）、ＳＭＦ１１９などから構成されており、偏波コントローラ１０１から出力に至るまでの各ファイバー（ＥＤＦ２４ａ〜２４ｅも含む）を偏波保持ファイバーとしている。
【０１４１】
この点、本実施の形態の短パルス光増幅器１１５Ｂでは、短パルス光発振器１１からの短パルス光がファイバー増幅部１２０（図１７参照）で増幅されるまでは、本実施の形態の短パルス光増幅器１１５Ａと同様である。但し、ファイバー増幅部１２０（図７参照）で増幅された短パルス光は、ＷＤＭ２１ｆ（図１７参照）の１．５５μｍポートからＳＭＦ１１９に入射される。このとき、ＳＭＦ１１９では、短パルス光のピークパワーが高くなっていることから、異常分散領域に基づくソリトン圧縮により、短パルス光の時間幅が圧縮されるので、高出力になった短パルス光の時間幅を短くすることができる。
【０１４２】
次に、本実施の形態の短パルス光増幅器１１６Ｂについて説明する。図２６は、本実施の形態の短パルス光増幅器１１６Ｂの概要を示したものである。図２６に示すように、本実施の形態の短パルス光増幅器１１６Ｂは、短パルス光発振器１１や、アイソレータ１２、偏波コントローラ４３、偏波分離カプラ４６、ＤＣＦ４１、ＦＲＭ４５、ファイバー増幅部１２０（５つのＥＤＦ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅに正常分散のものを使用したもの）、ＳＭＦ１１９などから構成されており、偏波コントローラ４３から出力に至るまでの各ファイバー（ＤＣＦ４１やＥＤＦ２４ａ〜２４ｅも含む）を偏波保持ファイバーとしている。
【０１４３】
この点、本実施の形態の短パルス光増幅器１１６Ｂでは、短パルス光発振器１１からの短パルス光がファイバー増幅部１２０（図１７参照）で増幅されるまでは、本実施の形態の短パルス光増幅器１１６Ａと同様である。但し、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）で増幅された短パルス光は、ＷＤＭ２１ｆ（図１７参照）の１．５５μｍポートからＳＭＦ１１９に入射される。このとき、ＳＭＦ１１９では、短パルス光のピークパワーが高くなっていることから、異常分散領域に基づくソリトン圧縮により、短パルス光の時間幅が圧縮されるので、高出力になった短パルス光の時間幅を短くすることができる。
【０１４４】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、本実施の形態の短パルス光増幅器１１３ＢのＳＭＦ１１９や、本実施の形態の短パルス光増幅器１１４ＢのＳＭＦ１１９、本実施の形態の短パルス光増幅器１１５ＢのＳＭＦ１１９、本実施の形態の短パルス光増幅器１１６ＢのＳＭＦ１１９に代えて、偏波保持用のＤＣＦを使用しても、短パルス光の時間幅を圧縮させることが可能なので、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）で高出力になった短パルス光の時間幅を短くすることができる。
【０１４５】
また、本実施の形態の短パルス光増幅器１１３Ａや、本実施の形態の短パルス光増幅器１１５Ａ、本実施の形態の短パルス光増幅器１１６Ａ、本実施の形態の短パルス光増幅器１１３Ｂ、本実施の形態の短パルス光増幅器１１４Ｂ、本実施の形態の短パルス光増幅器１１５Ｂ、本実施の形態の短パルス光増幅器１１６Ｂにおいて、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）からの短パルス光を圧縮するための圧縮手段として、図３に示すような回折格子対１６を使用しても、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）で高出力になった短パルス光の時間幅を短くすることができる。
【０１４６】
また、本実施の形態の短パルス光増幅器１１３ＢのＳＭＦ１１９や、本実施の形態の短パルス光増幅器１１４ＢのＳＭＦ１１９、本実施の形態の短パルス光増幅器１１５ＢのＳＭＦ１１９、本実施の形態の短パルス光増幅器１１６ＢのＳＭＦ１１９、ＤＣＦ（図示せず）、図３の回折格子対１６などは、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）からの短パルス光を圧縮するための圧縮手段であり、これらの実施の形態では、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）で高出力になった短パルス光の時間幅を、その用途に応じて、ファイバー増幅部１２０（図１７参照）とは別体の当該圧縮手段により短くすることができる。
【０１４７】
【発明の効果】
本発明の短パルス光増幅器では、チャープ部で時間幅が拡張された短パルス光をファイバー増幅部に入射させることにより、非線形現象の発生が起こり難い条件で短パルス光の増幅を行い、さらに、ファイバー増幅部の各増幅ファイバーとして正常分散にあるものを使用することにより、短パルス光の増幅における非線形現象の発生を抑止するので、非線形効果の影響による増幅効果の頭打ちが起きず、しかも、ファイバー増幅部では、複数の増幅ファイバーが直列的に接続されるとともに、各増幅ファイバーの一端からレーザーダイオードでそれぞれポンプされており、各増幅ファイバーを通過する毎に短パルス光の増幅が行われて、短パルス光の増幅効率を大きくすることができるので、短パルス光の増幅をファイバー内で行う構成を維持しつつ一層の高出力化を図ることができる。
【０１４８】
また、本発明の短パルス光増幅器において、ファイバー増幅部の各増幅ファイバーが二重経路形態にあれば、ファイバー増幅部の増幅ファイバーを短パルス光が２回通過（ダブルパス）することができるので、ファイバー増幅部の各増幅ファイバーの総数を変えることなく、短パルス光の増幅効率をさらに大きくすることができる。
【０１４９】
また、本発明の短パルス光増幅器において、ファイバー増幅部の最先端側に偏波コントローラを設けるとともに、偏波コントローラから短パルス光の伝搬方向に位置する各ファイバーを偏波保持ファイバーとすれば、偏波コントローラでコントロールされた短パルス光の偏波面が偏波保持ファイバーで保持されるので、ファイバー増幅部を短パルス光が１回通過するだけでも、短パルス光の出力を安定させることができる。
【０１５０】
また、ポンプ光を注入するレーザダイオードについて、マルチモード用のものとシングルモード用のものとを比較すると、同一の増幅効率を得るには、マルチモード用のものがシングルモード用のものよりも多くの出力を必要とするが、この点、本発明の短パルス光増幅器において、ファイバー増幅部の各増幅ファイバー及び各レーザダイオードがシングルモード用のものであれば、比較的小さな出力のポンプ・レーザーダイオードでも高効率で増幅ができる。
【０１５１】
また、本発明の短パルス光増幅器において、ファイバー増幅部の最終端に位置する増幅ファイバーに異常分散のものを使用すれば、ファイバー増幅部の最先端から最終端の前までに位置する各増幅ファイバーで短パルス光を大きく増幅させ、その後に、当該短パルス光を、ファイバー増幅部の最終端に位置する増幅ファイバーに通過させると、その増幅に加えて、異常分散領域に基づくソリトン圧縮により、その時間幅が圧縮されるので、高出力になった短パルス光の時間幅を短くすることができる。
【０１５２】
また、本発明の短パルス光増幅器において、ファイバー増幅部からの短パルス光を圧縮するために、短パルス光発振器から入射した短パルス光をチャープするファイバーグレーティングと同一で別個のものを使用すれば、チャープ時における時間幅の拡張と圧縮における時間幅の圧縮とが相殺されるので、ファイバー増幅部で高出力になった短パルス光の時間幅を、短パルス光発振器で供給された際のものにもどすことができる。
【０１５３】
また、本発明の短パルス光増幅器において、ファイバー増幅部からの短パルス光を圧縮するための圧縮手段を備えれば、ファイバー増幅部で高出力になった短パルス光の時間幅を、その用途に応じて、ファイバー増幅部とは別体の圧縮手段により短くすることができる。
【０１５４】
また、本発明の短パルス光増幅器において、圧縮手段として、異常分散のシングルモードファイバーや、分散コントロールファイバー、回折格子対を使用すれば、ファイバー増幅部で高出力になった短パルス光を当該圧縮手段に入射させると、ソリトン圧縮効果や群速度分散等により、その時間幅が圧縮されるので、高出力になった短パルス光の時間幅を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の短パルス光増幅器の概要を示した図である。
【図２】本発明の一実施における短パルス光増幅器において、ファイバー増幅部の概要を示した図である。
【図３】本発明の一実施における短パルス光増幅器において、圧縮手段としての回折格子対の概要を示した図である。
【図４】本発明の一実施の形態の短パルス光増幅器の概要を示した図である。
【図５】本発明の一実施の形態の短パルス光増幅器の概要を示した図である。
【図６】本発明の一実施の形態の短パルス光増幅器の概要を示した図である。
【図７】本発明の一実施の形態の短パルス光増幅器の概要を示した図である。
【図８】本発明の一実施の形態の短パルス光増幅器の概要を示した図である。
【図９】本発明の一実施の形態の短パルス光増幅器の概要を示した図である。
【図１０】本発明の一実施の形態の短パルス光増幅器の概要を示した図である。
【図１１】本発明の一実施の形態の短パルス光増幅器の概要を示した図である。
【図１２】本発明の一実施の形態の短パルス光増幅器の概要を示した図である。
【図１３】本発明の一実施の形態の短パルス光増幅器の概要を示した図である。
【図１４】本発明の一実施の形態の短パルス光増幅器の概要を示した図である。
【図１５】本発明の一実施の形態の短パルス光増幅器の概要を示した図である。
【図１６】本発明の一実施の形態の短パルス光増幅器の概要を示した図である。
【図１７】本発明の一実施における短パルス光増幅器において、ファイバー増幅部の概要を示した図である。
【図１８】本発明の一実施の形態の短パルス光増幅器の概要を示した図である。
【図１９】本発明の一実施の形態の短パルス光増幅器の概要を示した図である。
【図２０】本発明の一実施の形態の短パルス光増幅器の概要を示した図である。
【図２１】本発明の一実施の形態の短パルス光増幅器の概要を示した図である。
【図２２】本発明の一実施の形態の短パルス光増幅器の概要を示した図である。
【図２３】本発明の一実施の形態の短パルス光増幅器の概要を示した図である。
【図２４】本発明の一実施の形態の短パルス光増幅器の概要を示した図である。
【図２５】本発明の一実施の形態の短パルス光増幅器の概要を示した図である。
【図２６】本発明の一実施の形態の短パルス光増幅器の概要を示した図である。
【符号の説明】
１Ａ〜１Ｄ  短パルス光増幅器
３Ａ，３Ｂ  短パルス光増幅器
４Ａ，４Ｂ  短パルス光増幅器
５Ａ〜５Ｃ  短パルス光増幅器
６Ａ，６Ｂ  短パルス光増幅器
２  ファイバー増幅部
１１  短パルス光発振器
１４，１８  ファイバーグレーティング
１６  回折格子対
１９，３３  ＳＭＦ
２３ａ〜２３ｆ  シングルモードＬＤ
２４ａ〜２４ｅ  ＥＤＦ
４１    ＤＣＦ
４３  偏波コントローラ
１０１  偏波コントローラ
１１１Ａ〜１１１Ｃ  短パルス光増幅器
１１３Ａ，１１３Ｂ  短パルス光増幅器
１１４Ｂ  短パルス光増幅器
１１５Ａ，１１５Ｂ  短パルス光増幅器
１１６Ａ，１１６Ｂ  短パルス光増幅器
１２０  ファイバー増幅部
【図１】
2004296642.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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