(57)【要約】【課題】パルスピックのタイミングの制御を容易にすることが可能な短パルス光源を提供する。【解決手段】短パルス光源は、ＤＦＢ−ＬＤ（光源）４と、ＲＦ信号源２と、周波数コム発生用光変調器５と、電気ＰＰＧ（パルスパターン発生器）３と、パルスピック用光変調器６と、分散補償器７と、クロック発生器１と、光ファイバ１００１〜１００３と、第１の伝線路１０１１〜１０１３と、第２の伝線路１０２１〜１０２２と、を備え、ＲＦ信号源２から周波数コム発生用光変調器５及び光ファイバ１００２を経由してパルスピック用光変調器６の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間と、電気ＰＰＧ３からパルスピック用光変調器６の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間とが略等しい。【選択図】図１
2013246214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の波長を有する光を出力する光源と、
任意の周波数を有する電気信号を出力するＲＦ信号源と、
光導波路及び前記ＲＦ信号源から入力された電気信号により電界を発生し、該光導波路を伝播する光の位相を制御する相互作用部電極を有し、該電気信号の周波数に応じた光周波数コムを発生して出力する周波数コム発生用光変調器と、
任意の電気パルス列を出力するパルスパターン発生器と、
光導波路及び前記パルスパターン発生器から入力された電気パルス列により電界を発生し、該光導波路を伝播する光の位相を制御する相互作用部電極を有し、該電気パルス列の強度に応じた強度変調光を出力するパルスピック用光変調器と、
入力された光の分散を補償することでパルス幅を圧縮して出力する分散補償器と、
前記ＲＦ信号源と前記パルスパターン発生器に任意の一定周波数を有するクロック信号を与えるためのクロック発生器と、
前記光源、前記周波数コム発生用光変調器、前記パルスピック用光変調器及び前記分散補償器をこの順で接続する光ファイバと、
前記クロック発生器、前記ＲＦ信号源、前記周波数コム発生用光変調器をこの順で接続する第１の伝線路と、前記クロック発生器、前記パルスパターン発生器、前記パルスピック用光変調器をこの順で接続する第２の伝線路と、
を備える短パルス光源であって、
前記ＲＦ信号源から前記周波数コム発生用光変調器及び前記光ファイバを経由して前記パルスピック用光変調器の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間と、前記パルスパターン発生器から前記パルスピック用光変調器の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間とが略等しい、ことを特徴とする短パルス光源。
【請求項２】
前記クロック発生器から前記ＲＦ信号源、前記周波数コム発生用光変調器、前記光ファイバを経由して前記パルスピック用光変調器の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間と、前記クロック発生器から前記パルスパターン発生器を経由して前記パルスピック用光変調器の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間とが略等しい、ことを特徴とする請求項１に記載の短パルス光源。
【請求項３】
特定の波長を有する光を出力する光源と、
任意の周波数を有する電気信号を出力するＲＦ信号源と、
光導波路及び前記ＲＦ信号源から入力された電気信号により電界を発生し、該光導波路を伝播する光の位相を制御する相互作用部電極を有し、該電気信号の周波数に応じた光周波数コムを発生して出力する周波数コム発生用光変調器と、
任意の電気パルス列を出力するパルスパターン発生器と、
光導波路及び前記パルスパターン発生器から入力された電気パルス列により電界を発生し、該光導波路を伝播する光の位相を制御する相互作用部電極を有し、該電気パルス列の強度に応じた強度変調光を出力するパルスピック用光変調器と、
入力された光の分散を補償することでパルス幅を圧縮して出力する分散補償器と、
前記ＲＦ信号源と前記パルスパターン発生器に任意の一定周波数を有するクロック信号を与えるためのクロック発生器と、
前記光源、前記周波数コム発生用光変調器、前記パルスピック用光変調器及び前記分散補償器をこの順で接続する光ファイバと、
前記クロック発生器、前記ＲＦ信号源、前記周波数コム発生用光変調器をこの順で接続する第１の伝線路と、前記クロック発生器、前記パルスパターン発生器、前記パルスピック用光変調器をこの順で接続する第２の伝線路と、
を備える短パルス光源であって、
前記ＲＦ信号源から前記周波数コム発生用光変調器及び前記光ファイバを経由して前記パルスピック用光変調器の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間と、前記パルスパターン発生器から前記パルスピック用光変調器の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間とが異なるとともに、
前記クロック発生器から前記ＲＦ信号源、前記周波数コム発生用光変調器、前記光ファイバを経由して前記パルスピック用光変調器の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間と、前記クロック発生器から前記パルスパターン発生器を経由して前記パルスピック用光変調器の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間とが略等しい、ことを特徴とする短パルス光源。
【請求項４】
特定の波長を有する光を出力する光源と、
任意の周波数を有する電気信号を出力するＲＦ信号源と、
光導波路及び前記ＲＦ信号源から入力された電気信号により電界を発生し、該光導波路を伝播する光の位相を制御する相互作用部電極を有し、該電気信号の周波数に応じた光周波数コムを発生して出力する周波数コム発生用光変調器と、
任意の電気パルス列を出力するパルスパターン発生器と、
光導波路及び前記パルスパターン発生器から入力された電気パルス列により電界を発生し、該光導波路を伝播する光の位相を制御する相互作用部電極を有し、該電気パルス列の強度に応じた強度変調光を出力するパルスピック用光変調器と、
入力された光の分散を補償することでパルス幅を圧縮して出力する分散補償器と、
前記ＲＦ信号源と前記パルスパターン発生器に任意の一定周波数を有するクロック信号を与えるためのクロック発生器と、
前記光源、前記パルスピック用光変調器、前記周波数コム発生用光変調器及び前記分散補償器をこの順で接続する光ファイバと、
前記クロック発生器、前記ＲＦ信号源、前記周波数コム発生用光変調器をこの順で接続する第１の伝線路と、前記クロック発生器、前記パルスパターン発生器、前記パルスピック用光変調器をこの順で接続する第２の伝線路と、
を備える短パルス光源であって、
前記パルスパターン発生器から前記パルスピック用光変調器及び前記光ファイバを経由して前記周波数コム発生用光変調器の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間と、前記ＲＦ信号源から前記周波数コム発生用光変調器の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間とが略等しい、ことを特徴とする短パルス光源。
【請求項５】
前記クロック発生器から前記パルスパターン発生器、前記パルスピック用光変調器及び前記光ファイバを経由して前記周波数コム発生用光変調器の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間と、前記クロック発生器から前記ＲＦ信号源を経由して前記周波数コム発生用光変調器の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間とが略等しい、ことを特徴とする請求項４に記載の短パルス光源。
【請求項６】
特定の波長を有する光を出力する光源と、
任意の周波数を有する電気信号を出力するＲＦ信号源と、
光導波路及び前記ＲＦ信号源から入力された電気信号により電界を発生し、該光導波路を伝播する光の位相を制御する相互作用部電極を有し、該電気信号の周波数に応じた光周波数コムを発生して出力する周波数コム発生用光変調器と、
任意の電気パルス列を出力するパルスパターン発生器と、
光導波路及び前記パルスパターン発生器から入力された電気パルス列により電界を発生し、該光導波路を伝播する光の位相を制御する相互作用部電極を有し、該電気パルス列の強度に応じた強度変調光を出力するパルスピック用光変調器と、
入力された光の分散を補償することでパルス幅を圧縮して出力する分散補償器と、
前記ＲＦ信号源と前記パルスパターン発生器に任意の一定周波数を有するクロック信号を与えるためのクロック発生器と、
前記光源、前記パルスピック用光変調器、前記周波数コム発生用光変調器及び前記分散補償器をこの順で接続する光ファイバと、
前記クロック発生器、前記ＲＦ信号源、前記周波数コム発生用光変調器をこの順で接続する第１の伝線路と、前記クロック発生器、前記パルスパターン発生器、前記パルスピック用光変調器をこの順で接続する第２の伝線路と、
を備える短パルス光源であって、
前記パルスパターン発生器から前記パルスピック用光変調器及び前記光ファイバを経由して前記周波数コム発生用光変調器の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間と、前記ＲＦ信号源から前記周波数コム発生用光変調器の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間とが異なるとともに、
前記クロック発生器から前記パルスパターン発生器、前記パルスピック用光変調器及び前記光ファイバを経由して前記周波数コム発生用光変調器の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間と、前記クロック発生器から前記ＲＦ信号源を経由して前記周波数コム発生用光変調器の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間とが略等しい、ことを特徴とする短パルス光源。
【請求項７】
前記分散補償器の後段に、モニタ用のフォトダイオードを備える、ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の短パルス光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、短パルス光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光パルスを発生させる技術として、光を変調して多数の高次周波数成分からなる光周波数コムを作り出す事により光をパルス化させ、更に分散補償器を用いて光パルスを狭窄化する方法が知られている。
例えば、特許文献１に係る「超平坦光周波数コム信号発生器」では、単一のマッハツェンダ型の光変調器の両アームを異なる電圧振幅のＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号で駆動して、平坦性の高い光周波数コムを発生させる（特許文献１参照。）。更に、例えば、分散補償器によって短パルス光を発生させることが可能である。
更に、非特許文献１のように、２電極マッハツェンダ変調器を用いて平坦光周波数コムを発生させ、更にパルスピック用変調器を用いる事で、任意パターンの光パルス列を生成することが検討されている（非特許文献１参照。）。
【０００３】
図５は、背景技術に係る短パルス光源の構成例を示す図である。
構成としてはＤＦＢ−ＬＤ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ＦｅｅｄＢａｃｋ−Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）２０２と、周波数コム発生用光変調器２０３と、分散補償器２０４と、偏波制御器２０５と、パルスピック用光変調器２０７とを備え、ＤＦＢ−ＬＤ２０２、周波数コム発生用光変調器２０３、分散補償器２０４、偏波制御器２０５、パルスピック用光変調器２０７の順で接続される。
また、周波数コム発生用光変調器２０３にＲＦ信号を供給するＲＦ信号源２０１と、パルスピック用光変調器２０７に電気パルスパターン（電気ＰＰ（Ｐｕｌｓｅ  Ｐａｔｔｅｒｎ））を供給する電気パルスパターン発生器（電気ＰＰＧ（Ｐｕｌｓｅ  Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ））２０６と、を備える。
【０００４】
また、背景技術に係る短パルス光源は、ＤＦＢ−ＬＤ２０２、周波数コム発生用光変調器２０３、分散補償器２０４、偏波制御器２０５、パルスピック用光変調器２０７を接続する光ファイバ２００１〜２００４と、ＲＦ信号源２０１と周波数コム発生用光変調器２０３とを接続する２本の伝線路２０１１、２０１２と、電気ＰＰＧ２０６とパルスピック用光変調器２０７を接続する１本の伝線路２０１３と、を備える。
尚、図５では、周波数コム発生用光変調器２０３とパルスピック用光変調器２０７とを同期させるためのクロック発生器については、図示を省略している。
【０００５】
ここで、ＤＦＢ−ＬＤ２０２から出力される光は直線偏光であり、その直線偏光を保ったまま、周波数コム発生用光変調器２０３に入力される。
周波数コム発生用光変調器２０３において、入力光はＲＦ信号源２０１からの電気入力信号により変調され、周波数領域的にはＲＦ信号源２０１からの電気入力信号の周波数に応じた一定周波数間隔で出力が平坦な周波数コムで且つ、時間領域的にはパルス化している光を出力する。
更に、分散補償器２０４において、上記周波数コム発生用光変調器２０３にて与えられた分散とは逆の分散を与える事で、パルス幅が数ｐｓにまで狭窄化された短パルス光を出力する。
偏波制御器２０５は、分散補償器２０４に一般に使用されているＳＭＦ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｍｏｄｅ  Ｆｉｂｅｒ）により乱れた光の偏光を直線偏光に直し、パルスピック用光変調器２０７に直線偏光を入力する。
【０００６】
尚、分散補償器２０４にＰＭＦ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ  Ｆｉｂｅｒ）を使用すれば光の偏光は乱れないが、一般に、本パルス光源における分散補償器２０４に用いられる光ファイバは数１００ｍ〜数ｋｍ必要であるため、高価なＰＭＦよりも安価なＳＭＦの方が一般的に用いられている。
パルスピック用光変調器２０７において、入力された短パルス光は電気ＰＰＧ２０６からの電気信号入力により任意の短パルス列を抜き出す（パルスピック）ことで、光パルスパターンを出力する。
【０００７】
背景技術の他の一例として、特許文献２に係る「光変調器」では、２つのマッハツェンダ型光変調器を備え、一方をクロック変調器とし、他方をデータ変調器とする構成が開示されている（特許文献２参照。）。但し、本構成ではクロック変調器への電気入力信号のパルス幅がそのまま光のパルス幅となるため、パルス幅が数ｐｓまで狭窄化された短パルス光を得る事は難しい。また、本構成においてはクロックの繰り返し周波数の変更や、クロックの繰り返し周波数の変更時のパルスタイミング制御についての検討はなされていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２４８６６０号公報
【特許文献２】再公表ＷＯ２００４／０６８２２１号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】須藤、細川、原、牟禮、原、及川、青木、「２電極マッハツェンダ変調器による光周波数コム発生、非線形パルス圧縮およびチャープパルス増幅を用いた１．５５μｍ全ファイバー超短パルス光源の検討」、ＯＰＪ２０１１  Ｇ２０８  ２８ａＧ４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、図５に示されるような従来の短パルス光源では、２つの光変調器２０３、２０７の同期を取ることが難しく、パルスピックのタイミングが問題となる。
例えば、短パルス光源の分散補償器２０４に、約１ｋｍの１．３μｍ用ＳＭＦを使用した場合、ＲＦ信号源２０１から発生する信号がパルスピック用光変調器２０７まで伝播するための信号伝播時間が長くなるため、電気ＰＰＧ２０６から発生する信号がパルスピック用光変調器２０７まで伝播するための信号伝播時間との差が大きくなり、繰り返し周波数を変化させるたびにパルスピックのタイミングが大きくずれる点が問題となる。これにより、パルスの繰り返し周波数を変更する際の制御が困難となっている。
【００１１】
図６〜図８を参照して、信号伝播時間の差が大きい場合の問題点を具体的に説明する。  ここでは、信号伝播時間に差がある２本の経路Ａ、経路Ｂをそれぞれ信号が伝播するモデルを考える。経路Ａ及び経路Ｂの信号伝播速度は一定且つ同じとする。また、それぞれの信号は単純なクロック信号で表してある。以下より、作用点における信号の時間波形を示すことで説明する。
【００１２】
経路Ａにおける信号伝播時間をＴA、経路Ｂにおける信号伝播時間をＴB０とした際、ＴA≠ＴB０の場合では、図６で示すとおり、信号のタイミングが揃わない事がある。よって、信号伝播時間の初期調整が必要となる。初期調整後の経路Ｂにおける信号伝播時間をＴB１とした場合、経路Ａと経路Ｂの信号伝播時間差はＴA−ＴB１＝ＴA-Bとする。
初期調整を加えた後に、信号の繰り返し周波数をｆからｆ＋Δｆに変化させた場合の時間波形を図７に示す。信号伝播時間の初期調整を行うことで、信号の繰り返し周波数ｆにおいて２つの信号のタイミングが揃っていたが、信号の繰り返し周波数を変化させると、再び２つの信号のタイミングがずれてしまう。
【００１３】
そこで、周波数変化を加える度に、図８のように追加のタイミング調整が必要となる。  この追加のタイミング調整量をΔＴとすると、ΔＴは式（１）で表すことが出来る。
【００１４】
【数１】
2013246214.tif 000003
【００１５】
式（１）より、周波数変化により必要となるタイミング調整量デルタＴは信号伝播時間差ＴA-Bに比例して大きくなる。
以上より、信号伝播時間差が生じる場合、（１）信号伝播時間の初期調整、及び、（２）信号の繰り返し周波数変化に応じたタイミング調整、の２つの調整が必要となる。特に短パルス光源の繰り返し周波数を連続的に掃引させる場合、（２）により、制御が難しくなるという問題がある。
例として、信号伝播の経路差が光ファイバで１ｍとなる、従来構成の短パルス光源のΔＴを示す。光速をｃ、光ファイバの屈折率をｎとすると、光ファイバによる伝播経路差がＬの光源のΔＴは式（２）で表す事が出来る。
【００１６】
【数２】
2013246214.tif 000004
【００１７】
式（２）より、繰り返し周波数を１０．０ＧＨｚから１０．１ＧＨｚに変化させた際のΔＴは４６ｐｓとなる。つまり、信号周期の約半分のタイミングずれが生じることになる。
先程述べた通り、短パルス光源の分散補償器２０４に、約１ｋｍの１．３μｍ用ＳＭＦが用いられるため、信号周期の数１００倍ものタイミングずれが生じる。よって、タイミング調整は非常に難しく、短パルス光源の自動制御を困難にしている。
【００１８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、パルスピックのタイミングの制御を容易にすることが可能な短パルス光源を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の短パルス光源は、特定の波長を有する光を出力する光源と、任意の周波数を有する電気信号を出力するＲＦ信号源と、光導波路及び前記ＲＦ信号源から入力された電気信号により電界を発生し、該光導波路を伝播する光の位相を制御する相互作用部電極を有し、該電気信号の周波数に応じた光周波数コムを発生して出力する周波数コム発生用光変調器と、任意の電気パルス列を出力するパルスパターン発生器と、光導波路及び前記パルスパターン発生器から入力された電気パルス列により電界を発生し、該光導波路を伝播する光の位相を制御する相互作用部電極を有し、該電気パルス列の強度に応じた強度変調光を出力するパルスピック用光変調器と、入力された光の分散を補償することでパルス幅を圧縮して出力する分散補償器と、前記ＲＦ信号源と前記パルスパターン発生器に任意の一定周波数を有するクロック信号を与えるためのクロック発生器と、前記光源、前記周波数コム発生用光変調器、前記パルスピック用光変調器及び前記分散補償器をこの順で接続する光ファイバと、前記クロック発生器、前記ＲＦ信号源、前記周波数コム発生用光変調器をこの順で接続する第１の伝線路と、前記クロック発生器、前記パルスパターン発生器、前記パルスピック用光変調器をこの順で接続する第２の伝線路と、を備える短パルス光源であって、前記ＲＦ信号源から前記周波数コム発生用光変調器及び前記光ファイバを経由して前記パルスピック用光変調器の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間と、前記パルスパターン発生器から前記パルスピック用光変調器の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間とが略等しい。
【００２０】
また、本発明の短パルス光源は、前記の短パルス光源において、前記クロック発生器から前記ＲＦ信号源、前記周波数コム発生用光変調器、前記光ファイバを経由して前記パルスピック用光変調器の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間と、前記クロック発生器から前記パルスパターン発生器を経由して前記パルスピック用光変調器の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間とが略等しい。
【００２１】
また、本発明の短パルス光源は、特定の波長を有する光を出力する光源と、任意の周波数を有する電気信号を出力するＲＦ信号源と、光導波路及び前記ＲＦ信号源から入力された電気信号により電界を発生し、該光導波路を伝播する光の位相を制御する相互作用部電極を有し、該電気信号の周波数に応じた光周波数コムを発生して出力する周波数コム発生用光変調器と、任意の電気パルス列を出力するパルスパターン発生器と、光導波路及び前記パルスパターン発生器から入力された電気パルス列により電界を発生し、該光導波路を伝播する光の位相を制御する相互作用部電極を有し、該電気パルス列の強度に応じた強度変調光を出力するパルスピック用光変調器と、入力された光の分散を補償することでパルス幅を圧縮して出力する分散補償器と、前記ＲＦ信号源と前記パルスパターン発生器に任意の一定周波数を有するクロック信号を与えるためのクロック発生器と、前記光源、前記周波数コム発生用光変調器、前記パルスピック用光変調器及び前記分散補償器をこの順で接続する光ファイバと、前記クロック発生器、前記ＲＦ信号源、前記周波数コム発生用光変調器をこの順で接続する第１の伝線路と、前記クロック発生器、前記パルスパターン発生器、前記パルスピック用光変調器をこの順で接続する第２の伝線路と、を備える短パルス光源であって、前記ＲＦ信号源から前記周波数コム発生用光変調器及び前記光ファイバを経由して前記パルスピック用光変調器の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間と、前記パルスパターン発生器から前記パルスピック用光変調器の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間とが異なるとともに、前記クロック発生器から前記ＲＦ信号源、前記周波数コム発生用光変調器、前記光ファイバを経由して前記パルスピック用光変調器の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間と、前記クロック発生器から前記パルスパターン発生器を経由して前記パルスピック用光変調器の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間とが略等しい。
【００２２】
また、本発明の短パルス光源は、特定の波長を有する光を出力する光源と、任意の周波数を有する電気信号を出力するＲＦ信号源と、光導波路及び前記ＲＦ信号源から入力された電気信号により電界を発生し、該光導波路を伝播する光の位相を制御する相互作用部電極を有し、該電気信号の周波数に応じた光周波数コムを発生して出力する周波数コム発生用光変調器と、任意の電気パルス列を出力するパルスパターン発生器と、光導波路及び前記パルスパターン発生器から入力された電気パルス列により電界を発生し、該光導波路を伝播する光の位相を制御する相互作用部電極を有し、該電気パルス列の強度に応じた強度変調光を出力するパルスピック用光変調器と、入力された光の分散を補償することでパルス幅を圧縮して出力する分散補償器と、前記ＲＦ信号源と前記パルスパターン発生器に任意の一定周波数を有するクロック信号を与えるためのクロック発生器と、前記光源、前記パルスピック用光変調器、前記周波数コム発生用光変調器及び前記分散補償器をこの順で接続する光ファイバと、前記クロック発生器、前記ＲＦ信号源、前記周波数コム発生用光変調器をこの順で接続する第１の伝線路と、前記クロック発生器、前記パルスパターン発生器、前記パルスピック用光変調器をこの順で接続する第２の伝線路と、を備える短パルス光源であって、前記パルスパターン発生器から前記パルスピック用光変調器及び前記光ファイバを経由して前記周波数コム発生用光変調器の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間と、前記ＲＦ信号源から前記周波数コム発生用光変調器の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間とが略等しい。
【００２３】
また、本発明の短パルス光源は、前記の短パルス光源において、前記クロック発生器から前記パルスパターン発生器、前記パルスピック用光変調器及び前記光ファイバを経由して前記周波数コム発生用光変調器の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間と、前記クロック発生器から前記ＲＦ信号源を経由して前記周波数コム発生用光変調器の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間とが略等しい。
【００２４】
また、本発明の短パルス光源は、特定の波長を有する光を出力する光源と、任意の周波数を有する電気信号を出力するＲＦ信号源と、光導波路及び前記ＲＦ信号源から入力された電気信号により電界を発生し、該光導波路を伝播する光の位相を制御する相互作用部電極を有し、該電気信号の周波数に応じた光周波数コムを発生して出力する周波数コム発生用光変調器と、任意の電気パルス列を出力するパルスパターン発生器と、光導波路及び前記パルスパターン発生器から入力された電気パルス列により電界を発生し、該光導波路を伝播する光の位相を制御する相互作用部電極を有し、該電気パルス列の強度に応じた強度変調光を出力するパルスピック用光変調器と、入力された光の分散を補償することでパルス幅を圧縮して出力する分散補償器と、前記ＲＦ信号源と前記パルスパターン発生器に任意の一定周波数を有するクロック信号を与えるためのクロック発生器と、前記光源、前記パルスピック用光変調器、前記周波数コム発生用光変調器及び前記分散補償器をこの順で接続する光ファイバと、前記クロック発生器、前記ＲＦ信号源、前記周波数コム発生用光変調器をこの順で接続する第１の伝線路と、前記クロック発生器、前記パルスパターン発生器、前記パルスピック用光変調器をこの順で接続する第２の伝線路と、を備える短パルス光源であって、前記パルスパターン発生器から前記パルスピック用光変調器及び前記光ファイバを経由して前記周波数コム発生用光変調器の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間と、前記ＲＦ信号源から前記周波数コム発生用光変調器の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間とが異なるとともに、前記クロック発生器から前記パルスパターン発生器、前記パルスピック用光変調器及び前記光ファイバを経由して前記周波数コム発生用光変調器の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間と、前記クロック発生器から前記ＲＦ信号源を経由して前記周波数コム発生用光変調器の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間とが略等しい。
【００２５】
また、本発明の短パルス光源は、以上の短パルス光源において、前記分散補償器の後段に、モニタ用のフォトダイオードを備える。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、短パルス光源において、パルスピックのタイミングの制御を容易にすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態による短パルス光源の構成例を示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態による短パルス光源の構成例を示す図である。
【図３】本発明の第３実施形態による短パルス光源の構成例を示す図である。
【図４】（Ａ）はパルスピック用光変調器の構成例を示す図であり、（Ｂ）は光周波数コム発生用光変調器の構成例を示す図である。
【図５】背景技術に係る短パルス光源の構成例を示す図である。
【図６】信号伝播時間の差が大きい場合の問題点を具体的に説明するための図である。
【図７】信号伝播時間の差が大きい場合の問題点を具体的に説明するための図である。
【図８】信号伝播時間の差が大きい場合の問題点を具体的に説明するための図である。
【図９】信号伝播時間の差がゼロである場合の効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
【００２９】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態による短パルス光源の構成例を示す図である。
本実施形態による短パルス光源は、特定の波長を有する光を出力するＤＦＢ−ＬＤ４と、周波数コム発生用光変調器５と、パルスピック用光変調器６と、分散補償器７とを備え、ＤＦＢ−ＬＤ４、周波数コム発生用光変調器５、パルスピック用光変調器６、分散補償器の順で接続される。
また、本実施形態による短パルス光源は、周波数コム発生用光変調器５にＲＦ信号を供給するＲＦ信号源２と、パルスピック用光変調器６に電気パルスパターンを供給する電気パルスパターン発生器（電気ＰＰＧ）３と、ＲＦ信号源２及び電気ＰＰＧ３にクロック信号を供給するクロック発生器１と、を備える。
【００３０】
また、本実施形態による短パルス光源は、ＤＦＢ−ＬＤ４と周波数コム発生用光変調器５とを接続する１本の光ファイバ（第１の光ファイバ）１００１と、周波数コム発生用光変調器５とパルスピック用光変調器６とを接続する１本の光ファイバ（第２の光ファイバ）１００２と、パルスピック用光変調器６と分散補償器７とを接続する１本の光ファイバ（第３の光ファイバ）１００３と、クロック発生器１とＲＦ信号源２とを接続する１本の伝送路（第１−１の伝送路）１０１１と、ＲＦ信号源２と周波数コム発生用光変調器５とを接続する２本の伝送路（第１−２の伝送路、第１−３の伝送路）１０１２、１０１３と、クロック発生器１と電気ＰＰＧ３とを接続する１本の伝送路（第２−１の伝送路）１０２１と、電気ＰＰＧ３とパルスピック用光変調器６とを接続する１本の伝送路（第２−２の伝送路）１０２２と、を備える。
尚、本実施形態では、第１−１の伝送路１０１１と第２−１の伝送路１０２１とは、クロック発生器１の側における一部の伝送路が共通化されている。
また、本実施形態では、第１−１の伝送路１０１１、第１−２の伝送路１０１２及び第１−３の伝送路１０１３から第１の伝送路が構成され、また、第２−１の伝送路１０２１及び第２−２の伝送路１０２２から第２の伝送路が構成される。
【００３１】
本実施形態による短パルス光源では、ＲＦ信号源２から伝送路（第１−２の伝送路１０１２、第１−３の伝送路１０１３）、周波数コム発生用光変調器５及び第２の光ファイバ１００２を経由してパルスピック用光変調器６の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間（信号が伝播する時間）と、電気ＰＰＧ３から第２−２の伝送路１０２２を経由してパルスピック用光変調器６の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間とが略等しくなるように調整されて設定されている。
具体的には、ＲＦ信号源２からＲＦ信号が出力されてから、該ＲＦ信号に応じた光信号が周波数コム発生用光変調器５で発生させられて、該光信号がパルスピック用光変調器６の相互作用部電極の相互作用開始点に到達するまでの信号伝播時間と、電気ＰＰＧ３から電気パルスパターンの信号が出力されてから、該電気パルスパターンの信号がパルスピック用光変調器６の相互作用部電極の相互作用開始点に到達するまでの信号伝播時間とが略等しくなるように調整されて設定されている。
【００３２】
更に、本実施形態による短パルス光源では、クロック発生器１から第１−１の伝送路１０１１、ＲＦ信号源２、伝送路（第１−２の伝送路１０１２、第１−３の伝送路１０１３）、周波数コム発生用光変調器５及び第２の光ファイバ１００２を経由してパルスピック用光変調器６の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間と、クロック発生器１から第２−１の伝送路１０２１、電気ＰＰＧ３及び第２−２の伝送路１０２２を経由してパルスピック用光変調器６の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間とが略等しくなるように調整されて設定されている。
【００３３】
本実施形態のように、２本の経路の信号伝播時間の差を略ゼロにすると、図６〜図８を参照して説明した信号伝播時間の差が大きい場合の問題点を解消することが出来る。
２本の経路Ａ、経路Ｂをそれぞれ信号が伝播するモデルを考えると、図９のように２本の経路Ａ、経路Ｂの信号伝播時間の差がゼロである場合には、信号の繰り返し周波数がｆからｆ＋Δｆに変化しても、相互作用の開始する時間において２つの信号のタイミングがずれない。このため、特に短パルス光源の繰り返し周波数を連続的に掃引させる場合、制御が難しくならない。
【００３４】
尚、２つの経路の信号伝播時間を略等しくすると、例えば、周波数コム発生用光変調器５からの出力光とパルスピック用光変調器６からの出力光との積が略最大となるため、パルスピック用光変調器６からは必要なパルス光のパワー損失を最小限に抑え、且つ不要なパルス光が効率良く間引かれた光パルス列が出力される。
尚、本願で用いる、「略等しい」とは、「等しい」場合と「等しくはないが実用上支障がない程度に異なる」場合も含む。
【００３５】
また、本実施形態では、周波数コム発生用光変調器５及びパルスピック用光変調器６は、それぞれ、マッハツェンダ型光変調器を用いて構成されている。
また、本実施形態では、周波数コム発生用光変調器５とパルスピック用光変調器６を、直接、タンデムで接続している。
【００３６】
次に、本実施形態による短パルス光源の動作について説明する。
クロック発生器１は、ＲＦ信号源２と電気ＰＰＧ３に任意の一定周波数を有するクロック信号を与える。具体的には、クロック発生器１は、クロック信号を発生して、該クロック信号を第１−１の伝送路１０１１を経由してＲＦ信号源２に出力するとともに、該クロック信号を第１−２の伝送路１０２１を経由して電気ＰＰＧ３に出力する
ここで、本実施形態では、ＲＦ信号源２と電気ＰＰＧ３に共通なクロック発生器１を備えている。
【００３７】
ＤＦＢ−ＬＤ４は、特定の波長を有する光を出力する。この光の信号は、第１の光ファイバ１００１を経由して周波数コム発生用光変調器５に入力される。
ＲＦ信号源２は、任意の周波数を有する電気信号を出力する。この電気信号は、第１−２の伝送路１０１２を経由して周波数コム発生用光変調器５に入力されるとともに、第１−３の伝送路１０１２を経由して周波数コム発生用光変調器５に入力される。
【００３８】
ここで、周波数コム発生用光変調器５は、電気光学効果を有する基板上に光導波路及び一対の相互作用部電極を有している。そして、周波数コム発生用光変調器５では、第１の光ファイバ１００１からの光信号は光導波路に入力され、第１−２の伝送路１０１２からの電気信号は一方の相互作用部電極に入力され、第１−３の伝送路１０１３からの電気信号は他方の相互作用部電極に入力される。
また、ＲＦ信号源２から２本の伝送路（第１−２の伝送路１０１２及び第１−３の伝送路１０１３）を経由して周波数コム発生用光変調器５に入力される２つの電気信号は、位相が同じで振幅が互いに異なる電気信号とされる。
尚、ＲＦ信号源２から第１−２の伝線路１０１２を経由して周波数コム発生用光変調器５までの経路と、ＲＦ信号源２から第１−３の伝線路１０１３を経由して周波数コム発生用光変調器５までの経路とのそれぞれには、通常、増幅器、位相シフタ、可変減衰器が設けられるが、必要に応じて除いてもよい。
【００３９】
周波数コム発生用光変調器５は、ＲＦ信号源２から入力された電気信号により周波数コム発生用光変調器５の基板内部に電界を発生し、光導波路を伝播する光の位相を制御することにより該電気信号の周波数に応じた光周波数コムを発生して出力する。この光周波数コムは、第２の光ファイバ１００２を経由してパルスピック用光変調器６に入力される。
【００４０】
具体的には、周波数コム発生用光変調器５は、入力される光信号を２つに分岐して、それぞれの分岐光の信号をＲＦ信号源２からのそれぞれの電気信号で変調し、これら２つの変調光信号を再び合波して出力する所謂マッハツェンダ型の光導波路が形成されている。
また、周波数コム発生用光変調器５から出力される光パルスは、ＲＦ信号源２から出力される電気信号の周波数と同じ繰り返し周波数で出力されるため、ＲＦ信号源２から出力する電気信号の周波数を変えることで周波数コム発生用光変調器５から出力される光パルスの繰り返し周波数を制御することが出来る。
ＲＦ信号源２から出力される電気信号の周波数は、例えば、ＲＦ信号源２からの出力周波数がクロック発生器１から出力されるクロック信号の周波数の逓倍となっている場合は、クロック発生器１から出力されるクロック信号の周波数を変更することで周波数コム発生用光変調器５から出力される光パルスの繰り返し周波数を制御することも可能である。
尚、本実施形態では、周波数コム発生用光変調器５とパルスピック用光変調器６とを直接接続する構成としたが、周波数コム発生用光変調器５とパルスピック用光変調器６との間に他の光デバイスを設けることも可能である。但し、光デバイスが偏光に影響を与える場合には、偏波制御器が必要となる。
【００４１】
尚、本実施形態では、周波数コム発生用光変調器５の前段の光ファイバ（第１の光ファイバ１００１）及び後段の光ファイバ（第２の光ファイバ１００２）は周波数コム発生用光変調器５やパルスピック用光変調器６に直線偏光を入力するように、それぞれ、ＰＭＦを使用する。
【００４２】
電気ＰＰＧ３は、任意の電気パルスパターン（本実施形態では、電気パルス列）を出力する。この電気パルスパターンは、第２−２の伝送路１０２２を経由してパルスピック用光変調器６に入力される。
ここで、パルスピック用光変調器６は、電気光学効果を有する基板上に光導波路及び相互作用部電極を有している。そして、パルスピック用光変調器６では、第２の光ファイバ１００２からの光周波数コムは光導波路に入力され、第２−２の伝送路１０２２からの電気パルスパターンは相互作用部電極に入力される。
【００４３】
パルスピック用光変調器６は、電気ＰＰＧ３から入力された電気パルスパターンによりパルスピック用光変調器６の基板内部に電界を発生し、光導波路を伝播する光の位相を制御する相互作用部電極を有し、該電気パルスパターンの強度に応じた強度変調光を出力する。
また、パルスピックを行うための電気パルスパターンとしては、例えば、オン（ハイレベル）とオフ（ローレベル）を所定の周期で繰り返す信号や、オンとオフを任意に繰り返した信号を用いることが出来る。
これにより、パルスピック用光変調器６に入力された周波数コム発生用光変調器５からの光パルス列を周期的もしくは任意に間引くことが出来る。間引かれた光パルス列は、第３の光ファイバ１００３を経由して分散補償器７に入力される。
【００４４】
分散補償器７は、その直前までに与えられた分散とは逆の分散を与える事で、第３の光ファイバ１００３を経由して入力される光（強度変調光）の分散を補償し、パルス幅が数ｐｓにまで狭窄化された短パルス光を出力する。
【００４５】
以上のように、本実施形態による短パルス光源によると、ＲＦ信号源２の繰り返し周波数の変更が行われる場合でも、必要なパルス光のパワー損失を最小限に抑え、且つ不要なパルス光が効率良く間引かれた光パルス列を出力することが出来る。
また、ＲＦ信号源２の繰り返し周波数が変更された場合、基本的には伝播時間の調整は不要であるが、もし若干の調整が必要な場合でもＲＦ信号源２に位相調整器等を接続し、それにより位相を調整するだけでパルスの繰り返し周波数の変更時においても間引かれた光パルス列を容易に得ることが出来る。
【００４６】
また、本実施形態による短パルス光源では、パルスピック用光変調器６を分散補償器７の前段に配置している。これにより、パルスピック用光変調器６を分散補償器７の後段に配置する場合と比べて、電気ＰＰＧ３からパルスピック用光変調器６の相互作用部電極の相互作用開始点に到達するまでの信号伝播時間を短くすることが出来るため、必要最低限の信号伝播時間で調整することができ、信号の伝送損失も抑えることが出来る。
また、分散補償器７には高価なＰＭＦではなく安価なＳＭＦを利用することが出来ると同時に偏波制御器も不要となる。
このため、図５に示される従来の短パルス光源と比べて、構成部材（例えば、偏波制御器）を削減することができ、光源の安定化及び小型化に寄与することが可能となる。
【００４７】
また、本実施形態では、ＲＦ信号源２から伝送路（第１−２の伝送路１０１２、第１−３の伝送路１０１３）、周波数コム発生用光変調器５及び第２の光ファイバ１００２を経由してパルスピック用光変調器６の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間（信号が伝播する時間）と、電気ＰＰＧ３から第２−２の伝送路１０２２を経由してパルスピック用光変調器６の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間とが略等しい場合について説明したが、信号伝播時間が異なる場合でも、クロック発生器１から第１−１の伝送路１０１１、ＲＦ信号源２、伝送路（第１−２の伝送路１０１２、第１−３の伝送路１０１３）、周波数コム発生用光変調器５及び第２の光ファイバ１００２を経由してパルスピック用光変調器６の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間と、クロック発生器１から第２−１の伝送路１０２１、電気ＰＰＧ３及び第２−２の伝送路１０２２を経由してパルスピック用光変調器６の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間とが略等しくなるように調整されていれば、ＲＦ信号源２の繰り返し周波数が変更されても、必要なパルス光のパワー損失を最小限に抑え、且つ不要なパルス光が効率良く間引かれた光パルス列を出力することが出来る。
【００４８】
また、本実施形態のようにＲＦ信号源２から伝送路（第１−２の伝送路１０１２、第１−３の伝送路１０１３）、周波数コム発生用光変調器５及び第２の光ファイバ１００２を経由してパルスピック用光変調器６の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間（信号が伝播する時間）と、電気ＰＰＧ３から第２−２の伝送路１０２２を経由してパルスピック用光変調器６の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間とが略等しくなるように調整されている場合、ＲＦ信号源２や電気ＰＰＧ３にクロック信号を入力するための配線長を略同じ程度に調整すればよいため設計を簡略化することが出来る。
【００４９】
［第２実施形態］
図２は、本発明の第２実施形態による短パルス光源の構成例を示す図である。
ここで、本実施形態による短パルス光源は、第１実施形態による図１に示される短パルス光源と比べて、概略的には、周波数コム発生用光変調器とパルスピック用光変調器との配置の順序を入れ替えた点に関して異なっている。このため、図２では、この配置の順序が入れ替えられた部分及びその周辺のみについて図１に示される符号とは異なる符号を付し、他の部分については図１に示される符号と同じ符号を付してある。
以下では、主に、第１実施形態による短パルス光源とは異なる点について説明し、同様な点については説明を省略又は簡易化する。
【００５０】
本実施形態による短パルス光源は、ＤＦＢ−ＬＤ４と、パルスピック用光変調器１１と、周波数コム発生用光変調器１２と、分散補償器７とを備え、ＤＦＢ−ＬＤ４、パルスピック用光変調器１１、周波数コム発生用光変調器１２、分散補償器７の順に接続される。
また、本実施形態による短パルス光源は、周波数コム発生用光変調器１２にＲＦ信号を供給するＲＦ信号源２と、パルスピック用光変調器１１に電気パルスパターンを供給する電気パルスパターン発生器（電気ＰＰＧ）３と、ＲＦ信号源２及び電気ＰＰＧ３にクロック信号を供給するクロック発生器１と、を備える。
【００５１】
また、本実施形態による短パルス光源は、ＤＦＢ−ＬＤ４とパルスピック用光変調器１１とを接続する１本の光ファイバ（第１の光ファイバ）１０５１と、パルスピック用光変調器１１と周波数コム発生用光変調器１２とを接続する１本の光ファイバ（第２の光ファイバ）１０５２と、周波数コム発生用光変調器１２と分散補償器７とを接続する１本の光ファイバ（第３の光ファイバ）１０５３と、クロック発生器１とＲＦ信号源２とを接続する１本の伝送路（第１−１の伝送路）１０１１と、ＲＦ信号源２と周波数コム発生用光変調器１２とを接続する２本の伝送路（第１−２の伝送路、第１−３の伝送路）１０１２、１０１３と、クロック発生器１と電気ＰＰＧ３とを接続する１本の伝送路（第２−１の伝送路）１０２１と、電気ＰＰＧ３とパルスピック用光変調器１１とを接続する１本の伝送路（第２−２の伝送路）１０２２と、を備える。
ここで、第１の光ファイバ１０５１及び第２の光ファイバ１０５２にはＰＭＦを使用している。
尚、本実施形態では、第１−１の伝送路１０１１と第２−１の伝送路１０２１とは、クロック発生器１の側における一部の伝送路が共通化されている。
また、本実施形態では、第１−１の伝送路１０１１、第１−２の伝送路１０１２及び第１−３の伝送路１０１３から第１の伝送路が構成され、また、第２−１の伝送路１０２１及び第２−２の伝送路１０２２から第２の伝送路が構成される。
【００５２】
本実施形態による短パルス光源では、電気ＰＰＧ３から第２−２の伝送路１０２２、パルスピック用光変調器１１及び第２の光ファイバ１０５２を経由して周波数コム発生用光変調器１２の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間と、ＲＦ信号源２から伝送路（第１−２の伝送路１０１２、第１−３の伝送路１０１３）を経由して周波数コム発生用光変調器１２の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間とが略等しくなるように調整されている。
具体的には、電気ＰＰＧ３から電気パルスパターンの信号が出力されてから、該電気パルスパターンの信号に応じた光信号がパルスピック用光変調器１１から出力され、該光信号が周波数コム発生用光変調器１２の相互作用部電極の相互作用開始点に到達するまでの信号伝播時間と、ＲＦ信号源２からＲＦ信号が出力されてから、該ＲＦ信号が周波数コム発生用光変調器１２の相互作用部電極の相互作用開始点に到達するまでの信号伝播時間とが略等しくなるように調整されて設定されている。
【００５３】
更に、本実施形態による短パルス光源では、クロック発生器１から第２−１の伝線路１０２１、電気ＰＰＧ３、第２−２の伝送路１０２２、パルスピック用光変調器１１及び第２の光ファイバ１０５２を経由して周波数コム発生用光変調器１２の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間と、クロック発生器１から第１−１の伝送路１０１１、ＲＦ信号源２、伝送路（第１−２の伝送路１０１２、第１−３の伝送路１０１３）を経由して周波数コム発生用光変調器１２の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間とが略等しくなるように調整されて設定されている。
【００５４】
本実施形態による短パルス光源の動作について説明する。
ＤＦＢ−ＬＤ４は、特定の波長を有する光を出力する。出力された光は第１の光ファイバ１０５１を経由してパルスピック用光変調器１１に入力される。
【００５５】
ここで、パルスピック用光変調器１１は、光導波路及び相互作用部電極を有している。そして、パルスピック用光変調器１１では、第１の光ファイバ１０５１からの光が光導波路に入力され、第２−２の伝送路１０２２からの電気パルスパターンは相互作用部電極に入力される。
パルスピック用光変調器１１は、電気ＰＰＧ３から入力された電気パルスパターンによりパルスピック用光変調器１１の基板内部に電界を発生し、光導波路を伝播する光の位相を制御する相互作用部電極を有し、該電気パルスパターンの強度に応じた強度変調光を出力する。この強度変調光の信号は、第２の光ファイバ１０５２を経由して周波数コム発生用光変調器１２に入力される。
【００５６】
ここで、周波数コム発生用光変調器１２は、電気光学効果を有する基板上に光導波路及び一対の相互作用部電極を有している。そして、周波数コム発生用光変調器１２では、第２の光ファイバ１０５２からの光信号は光導波路に入力され、第１−２の伝送路１０１２からの電気信号は一方の相互作用部電極に入力され、第１−３の伝送路１０１３からの電気信号は他方の相互作用部電極に入力される。
周波数コム発生用光変調器１２は、ＲＦ信号源２から入力された電気信号により周波数コム発生用光変調器１２の基板内部に電界を発生し、光導波路を伝播する光の位相を制御する相互作用部電極（一対の相互作用部電極）を有し、該電気信号の周波数に応じた光周波数コムを発生して出力する。この光周波数コムは、第３の光ファイバ１０５３を経由して分散補償器７に入力される。  分散補償器７は、その直前までに与えられた分散とは逆の分散を与える事で、第３の光ファイバ１０５３を経由して入力される光の分散を補償し、パルス幅が数ｐｓにまで狭窄化された短パルス光を出力する。
【００５７】
以上のように、本実施形態による短パルス光源においても、第１実施形態による短パルス光源と同様な短パルスの光源として動作する。具体的には、ＤＦＢ−ＬＤ４からの出力光に対して、パルスピック用光変調器１１で抜き出したいパルス列を定めてから、周波数コム発生用光変調器１２で変調を与えるという処理の順序でも、パルス幅が数ｐｓにまで狭窄化された短パルス光からなる任意の光パルスパターン列を生成することが出来るなど第１実施形態と同様の効果を得ることが出来る。
【００５８】
更に、本実施形態による短パルス光源では、電気ＰＰＧ３から第２−２の伝送路１０２２、パルスピック用光変調器１１及び第２の光ファイバ１０５２を経由して周波数コム発生用光変調器１２までの経路において光ファイバ（第２の光ファイバ１０５２）を通るため、一般に伝搬損失が少ない光ファイバ（第２の光ファイバ１０５２）の部分で信号伝播時間を調整することが可能である。具体的には、ＲＦ信号源２から周波数コム発生用光変調器１２までの経路には例えば、増幅器、位相シフタ、可変減衰器などの様々な素子を設けることが一般的であり信号伝播時間が長くなりがちである。このＲＦ信号源２から周波数コム発生用光変調器１２までの信号伝播時間に合わせるように電気ＰＰＧ３側の経路について第２−２の伝送路１０２２の長さを長くすると電気的な損失が大きくなるため第２−２の伝送路１０２２の長さを抑えつつ、伝搬損失が少ない光ファイバ（第２の光ファイバ１０５２）の長さを長くして調整する。これにより伝搬損失が少ない調整が可能となる。
【００５９】
このような調整方法は、第１実施形態のようにパルスピック用光変調器６が周波数コム発生用光変調器５の次に接続される場合は用いることができない。これは、ＲＦ信号源２から周波数コム発生用光変調器５までの信号伝播時間は、電気ＰＰＧ３からパルスピック用光変調器６までの信号伝播時間よりも十分に長いため、光ファイバの長さを限りなく短くしても調整することができないためである。このため、図１の構成では必然的に電気ＰＰＧ３からパルスピック用光変調器６までの信号伝播時間を長くして調整することとなる。
【００６０】
また、本実施形態も第１実施形態と同様に、電気ＰＰＧ３から第２−２の伝送路１０２２、パルスピック用光変調器１１及び第２の光ファイバ１０５２を経由して周波数コム発生用光変調器１２の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間と、ＲＦ信号源２から伝送路（第１−２の伝送路１０１２、第１−３の伝送路１０１３）を経由して周波数コム発生用光変調器１２の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間とが異なる場合でも、クロック発生器１から第２−１の伝線路１０２１、電気ＰＰＧ３、第２−２の伝送路１０２２、パルスピック用光変調器１１及び第２の光ファイバ１０５２を経由して周波数コム発生用光変調器１２の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間と、クロック発生器１から第１−１の伝送路１０１１、ＲＦ信号源２、伝送路（第１−２の伝送路１０１２、第１−３の伝送路１０１３）を経由して周波数コム発生用光変調器１２の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間とが略等しくなるように調整されていれば、ＲＦ信号源２の繰り返し周波数が変更されても、必要なパルス光のパワー損失を最小限に抑え、且つ不要なパルス光が効率良く間引かれた光パルス列を出力することが出来る。
【００６１】
また、電気ＰＰＧ３から第２−２の伝送路１０２２、パルスピック用光変調器１１及び第２の光ファイバ１０５２を経由して周波数コム発生用光変調器１２の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間と、ＲＦ信号源２から伝送路（第１−２の伝送路１０１２、第１−３の伝送路１０１３）を経由して周波数コム発生用光変調器１２の相互作用部電極の相互作用開始点までの信号伝播時間とが略等しくなるように調整されている場合、ＲＦ信号源２や電気ＰＰＧ３にクロック信号を入力するための配線長を略同じ程度に調整すればよいため設計を簡略化することが出来る。
【００６２】
［第３実施形態］
図３は、本発明の第３実施形態による短パルス光源の構成例を示す図である。
ここで、本実施形態による短パルス光源は、第１実施形態又は第２実施形態に示される短パルス光源と比べて、モニタ用のフォトダイオード（ＰＤ）を備える点に関して異なっている。このため、図３では、ＰＤ以外については簡略化して示してあり、図１及び図２と共通するものについては同じ符号を付してある。
以下では、主に、第１実施形態又は第２実施形態による短パルス光源とは異なる点について説明し、同様な点については説明を省略又は簡易化する。
【００６３】
本実施形態による短パルス光源は、分散補償器７の前段又は後段のうちのいずれかにＰＤ（ＰＤ３１、又は、ＰＤ３２）を備えており、それ以外は第１実施形態又は第２実施形態に示される短パルス光源と同じ構成を有する。
図３には、ＰＤと、ＤＦＢ−ＬＤ４と、周波数コム発生用光変調器及びパルスピック用光変調器の組み合わせからなる接続された変調器２１（第１実施形態と第２実施形態の２種類の接続順序を含む）と、分散補償器７のみを示してあるが、それ以外は第１実施形態又は第２実施形態に示される構成と同様な構成を有している。
【００６４】
構成としては、接続された変調器２１と分散補償器７との間の光ファイバを分岐して、分岐した光信号の強度をＰＤ３１により検出する構成や、分散補償器７の出力側に接続された光ファイバを分岐して、分岐した光信号の強度をＰＤ３２により検出する構成とすることが出来る。
【００６５】
本実施形態においては、ＰＤ（ＰＤ３１、又は、ＰＤ３２）により検出される光信号の強度が最大となるときが、パルスピックのタイミングが最も合っている状態となる。このため、ＰＤ（ＰＤ３１、又は、ＰＤ３２）により検出されるレベルが最大となるように、ＲＦ信号源と周波数コム発生用光変調器との間に位相シフタを設けて、該位相シフタによる位相のシフト量を変化させたり、電気ＰＰＧとパルスピック用光変調器との間に位相シフタを設けて、該位相シフタによる位相のシフト量を変化させることでパルスピックのタイミングの調整を行うことが可能となる。
尚、図３では、このような位相シフタの図示は省略している。
【００６６】
以上のように、本実施形態による短パルス光源によると、分散補償器７の入力光又は出力光の一部を分岐してモニタし、その結果に基づいて、パルスピックのタイミングの調整にフィードバックしているため、パルスピックのタイミングの制御を簡単な構成で容易に実現することが出来る。
【００６７】
またパルスピックのタイミングの検出精度及び調整精度については分散補償器７の後段にＰＤ３２を設ける構成の方が、分散補償器７の前段にＰＤ３１を設ける構成よりも高精度にパルスピックのタイミングのズレを検出し制御することが出来る。これは分散補償器７を通過した光の方がより狭窄化されるとともにパルスのピーク値が高まるため、より高感度にピークレベルの検出ができ検出精度が向上するためである。
尚、ＰＤは分散補償器７の前段と後段の両方に設ける構成としてもよい。
また、光信号の時間的な平均のレベルをＰＤ３１、３２により検出する構成としてもよい。
【００６８】
［パルスピック用光変調器の構成例及び光周波数コム発生用光変調器の構成例］
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）を参照して、パルスピック用光変調器の構成例及び光周波数コム発生用光変調器の構成例を示す。尚、これらの構成は、必ずしも、この構成例に限定されず、同様の機能を有するものであれば他の構成であってもよい。
図４（Ａ）は、パルスピック用光変調器１０１の構成例を示す図である。
この例に係るパルスピック用光変調器１０１は、マッハツェンダ型光変調器１１１と、位相調整器１１２と、バイアス電圧供給部１１３と、を備える。
マッハツェンダ型光変調器１１１は、入力光導波路１１１１と、そこから２つに分岐する２つの分岐光導波路１１１２Ａ、１１１２Ｂと、これらを合波する出力光導波路１１１３と、を備え、また、変調電極（少なくとも一部が相互作用部電極）１１１４と、バイアス電極１１１５と、を備える。
【００６９】
パルスピック用光変調器１０１では、光（第１実施形態に係る図１では周波数コム発生用光変調器５からの光、第２実施形態に係る図２ではＤＦＢ−ＬＤ４からの光）がマッハツェンダ型光変調器１１１の入力光導波路１１１１に入力された後、２つに分岐されて、２つの分岐光導波路１１１２Ａ、１１１２Ｂを経由した後、１つに合波されて、出力光導波路１１１３から出力される。
また、パルスピック用光変調器１０１では、電気ＰＰＧ３からの電気パルスパターンの信号が、位相調整器１１２を通過して、マッハツェンダ型光変調器１１１の変調電極１１１４に供給（入力）される。
また、パルスピック用光変調器１０１では、バイアス電圧供給部１１３からのバイアス電圧がバイアス電極１１１５の接続部に供給（入力）され動作点が最適化される。
【００７０】
図４（Ａ）に示すパルスピック用光変調器１０１においては、信号が供給される変調電極１１１４は、信号により発生した電界と光導波路を伝播する光とが相互作用し光導波路を伝播する光の位相を制御する相互作用部電極を少なくとも有する。
ここで、上記相互作用が始まる相互作用部電極上の点と光導波路上の点を合わせて相互作用開始点と呼ぶ。図４（Ａ）では、相互作用が始まる一方の分岐光導波路１１１２Ａ上の点１２０１Ａ、相互作用が始まる他方の分岐光導波路１１１２Ｂ上の点１２０１Ｂ、及び相互作用が始まる相互作用部電極（変調電極１１１４）上の点１２０１Ｃを示してあり、これらの点を合わせたものが相互作用開始点である。
【００７１】
図４（Ｂ）は、光周波数コム発生用光変調器１５１の構成例を示す図である。
この例に係る光周波数コム発生用光変調器１５１は、マッハツェンダ型光変調器１６１と、増幅器１６２Ａ、１６２Ｂと、位相シフタ１６３Ａ、１６３Ｂと、可変減衰器１６４Ａ、１６４Ｂと、バイアス電圧供給部１６５と、を備える。
この例では、増幅器１６２Ａ、１６２Ｂと、位相シフタ１６３Ａ、１６３Ｂと、可変減衰器１６４Ａ、１６４Ｂは信号が分岐した後の２つの分岐路の両方に配置されるが、必要に応じて何れかを除く構成としてもよい。
【００７２】
マッハツェンダ型光変調器１６１は、入力光導波路１６１１と、そこから２つに分岐する２つの分岐光導波路１６１２Ａ、１６１２Ｂと、これらを合波する出力光導波路１６１３と、を備え、また、各分岐光導波路１６１２Ａ、１６１２Ｂに対応する変調電極（少なくとも一部が相互作用部電極）１６１４Ａ、１６１４Ｂと、バイアス電極１６１５と、を備える。
【００７３】
光周波数コム発生用光変調器１５１では、光（第１実施形態に係る図１ではＤＦＢ−ＬＤ４からの光、第２実施形態に係る図２ではパルスピック用光変調器１１からの光）がマッハツェンダ型光変調器１６１の入力光導波路１６１１に入力された後、２つに分岐されて、２つの分岐光導波路１６１２Ａ、１６１２Ｂを経由した後、１つに合波されて、出力光導波路１６１３から出力される。
また、光周波数コム発生用光変調器１５１では、ＲＦ信号源２からのＲＦ信号が、２つに分岐されて、一方の分岐信号が増幅器１６２Ａ、位相調整器１６３Ａ及び可変減衰器１６４Ａを通過してマッハツェンダ型光変調器１６１の一方の変調電極１６１４Ａの接続部に供給（入力）され、他方の分岐信号が増幅器１６２Ｂ、位相調整器１６３Ｂ及び可変減衰器１６４Ｂを通過してマッハツェンダ型光変調器１６１の他方の変調電極１６１４Ｂに供給（入力）される。
また、光周波数コム発生用光変調器１５１では、バイアス電圧供給部１６５からのバイアス電圧がバイアス電極１６１５の接続部に供給（入力）され動作点が最適化される。
【００７４】
この例に係る光周波数コム発生用光変調器１５１では、信号が供給される変調電極１６１４Ａ、１６１４Ｂは、信号により発生した電界と光導波路を伝播する光とが相互作用し光導波路を伝播する光の位相を制御する相互作用部電極を少なくとも有する。
ここで、上記相互作用が始まる２つの相互作用部電極上の点と光導波路上の点を合わせて相互作用開始点と呼ぶ。図４（Ｂ）では、相互作用が始まる一方の分岐光導波路１６１２Ａ上の点１７０１Ａ、相互作用が始まる他方の分岐光導波路１６１２Ｂ上の点１７０１Ｂ、相互作用が始まる一方の相互作用部電極（一方の変調電極１６１４Ａ）上の点１７０２Ａ、及び相互作用が始まる他方の相互作用部電極（他方の変調電極１６１４Ｂ）上の点１７０２Ｂを示してあり、これらの点を合わせたものが相互作用開始点である。
【００７５】
尚、この例では、信号（第１実施形態に係る図１及び第２実施形態に係る図２ではＲＦ信号源２からのＲＦ信号）が２つに分岐されるものについて、信号が２つに分岐される分岐点から一方の分岐信号が相互作用開始点に到達するまでの信号伝播時間と、信号が２つに分岐される分岐点から他方の分岐信号がもう一方の相互作用開始点に到達するまでの信号伝播時間とが略等しくなるように調整されて設定されている。
【００７６】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【００７７】
例えば、本構成の短パルス光源において、後段にソリトン圧縮などを用いた光パルス圧縮器を接続する事で、任意パターンの超短パルス光（パルス幅がｆｓオーダ）列を得る事が可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１…クロック発生器、２、２０１…ＲＦ信号源、３、２０６…電気ＰＰＧ、４、２０２…ＤＦＢ−ＬＤ、５、１２、１５１、２０３…周波数コム発生用光変調器、６、１１、１０１、２０７…パルスピック用光変調器、７、２０４…分散補償器、２１…周波数コム発生用光変調器とパルスピック用光変調器との組み合わせ（変調器）、３１、３２…ＰＤ、１１１、１６１…マッハツェンダ型光変調器、１１２、１６３Ａ、１６３Ｂ、…位相調整器、１１３、１６５…バイアス電圧供給部、１６２Ａ、１６２Ｂ…増幅器、２０５…偏波制御器、１６４Ａ、１６４Ｂ…可変減衰器、１００１〜１００３、１０５１〜１０５３、２００１〜２００４…光ファイバ、１０１１〜１０１３、１０２１〜１０２２、２０１１〜２０１２…伝送路、１１１１、１６１１…入力光導波路、１１１２Ａ、１１１２Ｂ、１６１２Ａ、１６１２Ｂ…分岐光導波路、１１１３、１６１３…出力光導波路、１１１４、１６１４Ａ、１６１４Ｂ…変調電極、１１１５、１６１５…バイアス電極、１２０１Ａ、１２０１Ｂ、１２０１Ｃ、１７０１Ａ、１７０１Ｂ、１７０２Ａ、１７０２Ｂ…点
【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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【図９】
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