(57)【要約】  この発明は、広帯域に亘って平坦性に優れた波長スペクトルを有する広帯域パルス光を安定的に供給するための構造を備えた光源装置に関する。当該光源装置には、種光源として、ピークから１０ｄＢ又は２０ｄＢ低下するまでの周波数帯域幅が５ＴＨｚ以上である優れた出力パルス特性を有する短パルス光源が適用されている。さらに、当該光源装置は、係る短パルス光源への組み合わせに適した光学特性を有する広帯域光生成ファイバを備えており、この広帯域光生成ファイバは、パルス光源からのパルス光を入力し、非線形光学現象を利用して広帯域パルス光を生成する。この構成により、パワー変動が６ｄＢ以下に抑えられた領域が１００ｎｍ以上に亘って存在する波長スペクトルを有する広帯域パルス光が得られる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピークから２０ｄＢ低下するまでの周波数帯域幅が５ＴＨｚ以上である出力パルス特性を有するパルス光源と、そして、
前記パルス光源からのパルス光を入力し、非線形光学現象を利用して広帯域パルス光を生成する広帯域光生成ファイバであって、パワー変動が６ｄＢ以下に抑えられた領域が１００ｎｍ以上に亘って存在する波長スペクトルを有する広帯域パルス光を出力する広帯域光生成ファイバとを備えた光源装置。
【請求項２】
請求項１記載の光源装置において、
前記パルス光源は、ピークから１０ｄＢ低下するまでの周波数帯域幅が５ＴＨｚ以上である出力パルス特性を有する。
【請求項３】
請求項１記載の光源装置は、さらに、
前記パルス光源の出力パルス特性を制御するための制御部を備える。
【請求項４】
請求項３記載の光源装置は、さらに、
前記広帯域光生成ファイバから出射された広帯域パルス光の一部を分離する分岐器を備え、
前記制御部は、前記広帯域光生成ファイバから出射された広帯域パルス光のパワーをモニタし、該モニタ結果に基づいて前記パルス光源の出力パルス特性を制御する。
【請求項５】
請求項１記載の光源装置は、さらに、
前記パルス光源と前記広帯域光生成ファイバとの間に配置され、該パルス光源のパルス出射端とレンズを介して光学的に接続された光入射端と、該広帯域光生成ファイバの光入射端に融着接続された光出射端を有する結合ファイバを備える。
【請求項６】
請求項５記載の光源装置において、
前記結合ファイバは、増幅用ファイバを含む。
【請求項７】
請求項１記載の光源装置において、
前記広帯域光生成ファイバは、その光入射端と前記パルス光源のパルス出射端とがレンズを介して光学的に接続されるよう配置されており、該広帯域光生成ファイバの光入射端を含む先端部分のコア径が拡大されている。
【請求項８】
請求項１記載の光源装置において、
前記広帯域光生成ファイバは、所定軸に沿って伸びたコア領域と、該コア領域の外周に設けられ、互いに異なる屈折率を有する１又はそれ以上の領域からなるクラッド領域とを備える。
【請求項９】
請求項８記載の光源装置において、
前記広帯域光生成ファイバは、波長１５５０ｎｍの諸特性として、
３×１０−２０ｍ２／Ｗ以上の非線形屈折率ｎ２と、３０μｍ２以下の実効断面積Ａｅｆｆと、７／Ｗ／ｋｍ以上の非線形定数γと、１０ｄＢ／ｍ以下の伝送損失と、１０ｐｓ・ｋｍ−１／２以下の偏波モード分散ＰＭＤと、６．２μｍ以下のモードフィールド径ＭＦＤと、直径２０ｍｍで曲げられたときに１０ｄＢ／ｍ以下の曲げ損失と、そして、直径４０ｍｍで曲げられたときに１ｄＢ／ｍ以下の曲げ損失を有するとともに、
前記広帯域光生成ファイバは、１ｋｍ以下のファイバ長と、ファイバ長２ｍにおいて１．７μｍ以下のカットオフ波長λｃと、１．５μｍ以下のケーブルカットオフ波長λｃｃを有する。
【請求項１０】
請求項１記載の光源装置において、
前記パルス光源は、ファイバレーザを含む。
【請求項１１】
請求項１記載の光源装置において、
前記パルス光源は、レーザキャビティ内に配置された過飽和吸収体を含む。
【請求項１２】
請求項１記載の光源装置において、
前記パルス光源は、電気光学変調器を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光ファイバにおける非線形光学現象を利用して広帯域光を発生する光源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光通信技術の発展に伴い、短パルス光であり、かつ、出力帯域の広い光源が期待されている。こうした光源に関する技術として、高ピークパワーのパルス光を種光として光非線形媒体中に入射させたときに発生する、広帯域パルス光であるＳＣ（Supercontinuum）光が注目されている。特に、特許文献１には、ＳＣ光を発生させるための光源装置が開示されている。【０００３】
ＳＣ光を得るための種光を出力する種光源（パルス光源）としては、主に、ピコ秒やフェムト秒の狭いパルス幅を有する短パルス光を出力する光源、ナノ秒程度の比較的広いパルス幅を有するパルス光を出力する光源、連続光を出力する光源（ＣＷ光源）、等が知られている。【０００４】
特に、非特許文献１には、光通信において重要な波長帯域である１５５０ｎｍ付近で発振するエルビウム添加ファイバ（ＥＤＦ：Erbium-Doped Fiber）を利用したモード同期ファイバレーザが開示されている。また、光ファイバを利用した光パルス生成器が特許文献２に開示されている。その他、種光源の例としては、特許文献３に安定したモード同期発振を可能にする半導体過飽和吸収体ミラーが適用された光源が開示され、非特許文献２にはモード同期半導体レーザが開示されている。また、モード同期技術としては、例えば非特許文献３、４に開示された技術も知られている。
【特許文献１】米国特許第5,960,146号
【特許文献２】米国特許第6,101,021号
【特許文献３】米国特許第6,944,201 B2号
【非特許文献１】M. E. Fermann, et al., “Environmentally stable Kerr-type mode-locked erbium fiber laser producing 360-fs pulses”, OPTICS LETTERS, Vol. 19, No. 1, pp.43-45, January 1, 1994
【非特許文献２】I. Ogura, et al., “Precise SDH frequency operation of monolithic modelocked laser diodes with frequency tuning function”, ELECTRONICS LETTERS, Vol. 35, No. 15, July 22, 1999
【非特許文献３】H. Yokoyama, et al., “Two-stage all-optical subharmonic clock recovery using modelocked semiconductor lasers”, ELECTRONICS LETTERS, Vol. 36, No. 18, August 31, 2000
【非特許文献４】Sze Y. Set, et al., “Laser Mode Locking Using a Saturable Absorber Incorporating Carbon Nanotubes”, Journal of Lightwave Technology, Vol. 22, No. 1, pp.51-56, January 2004
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明者は上述の従来技術を検討した結果、以下のような課題を発見した。【０００６】
すなわち、上記特許文献１の広帯域光源は、光入射端から光出射端に向かって波長分散が減少する分散減少ファイバ（ＤＤＦ：Dispersion Decreasing Fiber）を利用して広帯域パルス光であるＳＣ光を生成している。このＳＣ光の生成原理を図１を用いて説明する。図１は、ＳＣ光生成の原理を説明するための図である。特に、領域（ａ）は、ＤＤＦ１の概略構成を示し、領域（ｂ）は波長１５５０ｎｍにおけるＤＤＦ１の長手方向に沿った波長分散を示し、領域（ｃ）は光入射端（Ｚ＝０）及び該光入射端から距離Ｌ１だけ離れた位置（Ｚ＝Ｌ１）それぞれにおけるパルス光波形を示し、領域（ｄ）は光入射端（Ｚ＝０）、該光入射端から距離Ｌ１だけ離れた位置（Ｚ＝Ｌ１）、及び該光入射端から距離Ｌ２だけ離れた位置（Ｚ＝Ｌ２）それぞれにおけるパルス光の波長スペクトルを示す。【０００７】
上記特許文献１に記載された広帯域光源では、パルス光源から出射されたパルス光は、ＤＤＦ１の光入射端に入射される。この光入射端に入射されたパルス光（入力パルス光）は、ＤＤＦ１の正分散領域を距離Ｌ１だけ伝搬している間に、ソリトン断熱圧縮効果により、図１中の領域（ｃ）に示されたように、ＤＤＦ１の光入射端から距離Ｌ１だけ伝搬している間にパルス圧縮される（ソリトン圧縮レジーム）。【０００８】
さらに、上記発生パルス光は、ＤＤＦ１の光入射端から距離Ｌ１から距離Ｌ２までの間に、該発生パルス光に基づいて広帯域光（ＳＣ光）が発生し（ＳＣ生成レジーム）、この広帯域光がＤＤＦ１の光出射端から出射される。この広帯域光の波長スペクトル帯域幅は、図１中の領域（ｄ）に示されたように、入力パルス光の波長スペクトル帯域幅の２倍以上である。【０００９】
以上のように、特許文献１に記載された広帯域光源では、ＤＤＦ１の光入射端から距離Ｌ１までの間に入力パルス光が圧縮されたパルス光（発生パルス光）が生成され、さらに距離Ｌ１から距離Ｌ２間までの間に発生パルス光に基づいて広帯域光が生成される。したがって、ＤＤＦ１における波長シフト条件やＳＣ条件が適当に設計・制御されることにより、所望の波長帯域及び帯域幅を有する広帯域光が、エネルギの無駄を最小限に抑えつつ生成され得る。【００１０】
しかしながら、生成される広帯域光の波長スペクトルは、図２中の領域（ａ）に示されたように、スペクトル変動や強度変動により大きく変動する可能性がある。なお、図２に示されたスペクトルＳ１は、出力パルス光の波長スペクトル設計値を示し、スペクトルＳ２は、実際に出射されたパルス光の波長スペクトル測定値を示している。このように、出力パルス光にスペクトル変動や強度変動が生じるのは、パルス光源及び／又はＤＤＦ１に起因した要因が考えられる。【００１１】
パルス光源側の要因としては、出力パルス光の中心波長の変動、出力パルス光のタイミングジッタ、強度変動など、不安定な出力パルス特性が考えられる。また、ＤＤＦ１側の要因としては、ＤＤＦ１の光学特性の他、温度変化に起因した偏波変動なども考えられる。特に、パルス光源においてタイミングジッタが生じている場合、このタイミングジッタは、広帯域光生成後も残留し、場合によっては、増大する。そのため、高速信号伝送時に受信ペナルティが増加したり、高速信号処理のタイミングずれに起因して動作が不安定になったり、さらには、モード同期させた計測では、同期ズレ発生の要因になる。【００１２】
また、パルス光源においてパルス出力の波長変動が生じている場合、図２の領域（ｂ）に示されたように、得られる広帯域光の波長スペクトル幅に大きなバラツキが長じてしまう。なお、図２中の領域（ｂ）において、スペクトルＧ２１０は中心波長８００ｎｍのパルス光が入射されたときに得られる広帯域光の波長スペクトル、スペクトルＧ２２０は中心波長８２５ｎｍのパルス光が入射されたときに得られる広帯域光の波長スペクトル、スペクトルＧ２３０は中心波長８５０ｎｍのパルス光が入射されたときに得られる広帯域光の波長スペクトル、スペクトルＧ２４０は中心波長８７５ｎｍのパルス光が入射されたときに得られる広帯域光の波長スペクトルを、それぞれ示している。【００１３】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、優れた出力パルス特性を有する短パルス光源と、該短パルス光源に好適に組み合わせ可能な広帯域光生成ファイバとを組み合わせることにより、広帯域に亘って平坦性に優れた波長スペクトルを有する広帯域パルス光を安定的に供給する光源装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明に係る光源装置は、種光源としてのパルス光源と、該パルス光源からのパルス光を入力し、非線形光学現象を利用して広帯域パルス光を生成する広帯域光生成ファイバとを備え、当該光源装置は、パワー変動が６ｄＢ以下に抑えられた領域が１００ｎｍ以上に亘って存在する波長スペクトルを有する広帯域パルス光を出力する。換言すれば、当該光源装置から最終的に出射される広帯域パルス光の波長スペクトルは、１００ｎｍ以上の波長帯域に亘って６ｄＢ以下の平坦度を有する。特に、種光源であるパルス光源は、ピークから１０ｄＢ低下するまでの周波数帯域（以下、１０ｄＢ落ち周波数帯域という）の帯域幅が５ＴＨｚ以上である優れた出力パルス特性を有する短パルス光源であり、広帯域パルス光を生成する広帯域光生成ファイバは、このパルス光源との組み合わせに最適な光学特性を有する。なお、当該光源装置には、種光源として、ピークから２０ｄＢ低下するまでの周波数帯域（以下、２０ｄＢ落ち周波数帯域という）の帯域幅が５ＴＨｚ以上である優れた出力パルス特性を有する短パルス光源が適用されてもよい。【００１５】
ここで、広帯域光生成ファイバから出射される広帯域パルス光の波長スペクトルは、１００ｎｍ以上の波長帯域に亘って、６ｄＢ以下、３ｄＢ以下、２ｄＢ以下のいずれの平坦度を有していてもよい。また、パルス光源の出力パルス特性は、１０ｄＢ落ち周波数帯域又は２０ｄＢ落ち周波数帯域の周波数帯域幅として、５ＴＨｚ以上、１０ＴＨｚ以上、５０ＴＨｚ以上、１００ＴＨｚ以上のいずれを有してもよい。なお、１０ｄＢ落ち周波数帯域又は２０ｄＢ落ち周波数帯域の許容帯域幅と、出射される広帯域パルス光の波長スペクトル平坦度の許容範囲との関係は、上述のように列挙された数値を任意に組み合わせることにより決定される。【００１６】
この発明に係る光源装置は、パルス光源における出力パルス特性を制御するための制御部をさらに備えてもよい。この場合、制御部は、パルス光源から出射されるパルス光（種光）のチャープ制御、パルス強度制御の他、パルス波形処理を行うことが可能である。さらに、広帯域光生成ファイバから出射された広帯域パルス光の一部を分離する分岐器が該広帯域光生成ファイバの光出射端側に配置されることにより、制御部は、該広帯域光生成ファイバから出射された広帯域パルス光のパワーをモニタし、該モニタ結果に基づいてパルス光源の出力パルス特性（主にパルス強度）を制御することも可能である。【００１７】
この発明に係る光源装置は、パルス光源と広帯域光生成ファイバとの間に配置された結合ファイバをさらに備えてもよい。この結合ファイバは、パルス光源のパルス出射端とレンズを介して光学的に接続された光入射端（結合損失は３ｄＢ以下、好ましくは１ｄＢ以下）と、広帯域光生成ファイバの光入射端に融着接続された光出射端を有する。結合条件が厳しい広帯域光生成の前（上流側）に結合ファイバが配置されることで、結合ロスが低減され、振動等の変動耐性の向上が可能になる。ファイバ結合ファイバの光出射端と広帯域光生成ファイバの光入射端が融着接続された構成により、結合ファイバと広帯域光生成ファイバとの接続損失が低減し、より効率的に種光を広帯域光生成ファイバに入射させることが可能になる。特に、広帯域光生成ファイバへ入射される種光のパワーを高くするためには、結合ファイバとして増幅用ファイバを適用することもできる。【００１８】
この発明に係る光源装置において、広帯域光生成ファイバは、所定軸に沿って伸びたコア領域と、該コア領域の外周に設けられたクラッド領域を備える。特に、クラッド領域は、単層であっても、互いに異なる屈折率を有する多層構造であってもよい。【００１９】
また、上述のような出力パルス特性を有するパルス光源に好適な広帯域光生成媒体として、広帯域光生成ファイバは、波長１５５０ｎｍの諸特性として、３×１０−２０ｍ２／Ｗ以上の非線形屈折率ｎ２と、３０μｍ２以下の実効断面積Ａｅｆｆと、７／Ｗ／ｋｍ以上の非線形定数γと、１０ｄＢ／ｍ以下の伝送損失と、１０ｐｓ・ｋｍ−１／２以下の偏波モード分散ＰＭＤと、６．２μｍ以下のモードフィールド径ＭＦＤと、直径２０ｍｍで曲げられたときに１０ｄＢ／ｍ以下の曲げ損失と、そして、直径４０ｍｍで曲げられたときに１ｄＢ／ｍ以下の曲げ損失を有するのが好ましい。さらに、広帯域光生成ファイバは、１ｋｍ以下のファイバ長と、ファイバ長２ｍにおいて１．７μｍ以下のカットオフ波長λｃと、１．５μｍ以下のケーブルカットオフ波長λｃｃを有するのが好ましい。【００２０】
なお、この発明に係る光源装置において、パルス光源は、ファイバレーザであってもよい。特に、当該パルス光源の出力端が光ファイバ部材の光出力端である場合、上述のような結合ファイバを介すことなく、広帯域光生成ファイバの光入射端を直接融着接続することが可能になる。これにより、広帯域光生成ファイバに入射されるパルス光のパワーの低減が大幅に改善される。【００２１】
ただし、広帯域光生成ファイバへ入射するパルス光のパワーをさらに高くしたい場合、ファイバレーザの一部が増幅用ファイバに構成されるのが好ましい。【００２２】
また、パルス光源は、レーザキャビティ内に配置された過飽和吸収体を含んでもよい。このような過飽和吸収体は、ナノ秒以下の高速応答特性を有するものが好ましく、例えば半導体過飽和吸収体、カーボンナノチューブが適している。さらには、上記特許文献３に記載された光源のように、半導体過飽和吸収体ミラーを用いてパルス光源が構成されてもよい。【００２３】
さらに、パルス光源は、外部からの電気信号によりパルス光源自体の制御を可能にするため、電気光学変調器を含んでもよい。この場合、電気光学変調器としては、高速応答性に優れたニオブ酸リチウムや、小型化、集積化が可能な半導体光アンプが適している。【００２４】
なお、この発明に係る各実施例は、以下の詳細な説明及び添付図面によりさらに十分に理解可能となる。これら実施例は単に例示のために示されるものであって、この発明を限定するものと考えるべきではない。【００２５】
また、この発明のさらなる応用範囲は、以下の詳細な説明から明らかになる。しかしながら、詳細な説明及び特定の事例はこの発明の好適な実施例を示すものではあるが、例示のためにのみ示されているものであって、この発明の思想及び範囲における様々な変形および改良はこの詳細な説明から当業者には自明であることは明らかである。
【発明の効果】
【００２６】
この発明によれば、広帯域に亘って平坦性に優れた波長スペクトルを有する広帯域パルス光を安定的に供給するための構造を備えた光源装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】は、ＳＣ光生成の原理を説明するための図である。
【図２】は、従来の光源装置における課題を説明するための図である。
【図３】は、この発明に係る光源装置の第１実施例の構成を示す図である。
【図４】は、この発明に係る光源装置への高非線形ファイバの第１適用例を説明するための図である。
【図５】は、この発明に係る光源装置への高非線形ファイバの第２適用例を説明するための図である。
【図６】は、この発明に係る光源装置におけるパルス光源のチャープ制御を説明するための図である。
【図７】は、チャープ制御されたパルス光の高非線形ファイバ中における変化を説明するための図である。
【図８】は、この発明に係る光源装置への高非線形ファイバの第３適用例を説明するための図である。
【図９】は、この発明に係る光源装置に適用可能な高非線形ファイバの構造を示す断面図及び屈折率プロファイルである。
【図１０】は、図９に示された高非線形ファイバの諸元をまとめた表である（その１）。
【図１１】は、第１実施例に係る光源装置から出射されたパルス光のスペクトルである。
【図１２】は、図９に示された高非線形ファイバの諸元をまとめた表である（その２）。
【図１３】は、この発明に係る光源装置から出射されるパルス光の諸元をまとめた表である。
【図１４】は、パルス光に関する用語を説明するための図である。
【図１５】は、この発明に係る光源装置の第２実施例の構成を示す図である。
【図１６】は、第２実施例に係る光源装置に適用可能な種々のパルス光源の構成を示す図である。
【図１７】は、第２実施例に係る光源装置における光学的結合状態を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２８】
１００、２００…光源装置、１１０、２１０、２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ…パルス光源、１３０、１３０ａ、１３０ｂ、２３０…高非線形ファイバ（広帯域光生成ファイバ、１２０、２２０…レンズ、２４１…結合ファイバ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、この発明に係る光源装置の各実施例を、図３〜図１７を用いて詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一部位、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。【００３０】
（第１実施例）
図３は、この発明に係る光源装置の第１実施例の構成を示す図である。【００３１】
この第１実施例に係る光源装置１００は、図３中の領域（ａ）に示されたように、パルス光源１１０と、エルビウム添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ：Erbium-Doped Fiber Amplifier）１２０と、広帯域光生成ファイバとしてコイルに巻かれた高非線形ファイバ（ＨＮＬＦ：Highly Non-linear Fiber）１３０と、高非線形ファイバ１３０の両端に配置されたバンドパスフィルタＢＰＦ１４１、１４２とを備える。なお、当該光源装置１００は、光ファイバ伝送路３００などの他の光学部品との接続を可能にするため、出力端にコネクタ１５０が配置されている。なお、パルス光源１１０の出力パルス特性を直接制御する場合には、当該光源装置１００は、図３中の領域（ｂ）に示されたように、制御部１６０をさらに備えてもよい。【００３２】
上述のような構造を有する光源装置１００から最終的に出射される広帯域パルス光の波長スペクトルは、１００ｎｍ以上の波長帯域に亘って６ｄＢ以下、３ｄＢ以下、２ｄＢ以下のいずれかの平坦度を有する。また、当該光源装置１００に適用されるパルス光源１１０は、１０ｄＢ落ち周波数帯域の帯域幅又は２０ｄＢ落ち周波数帯域の帯域幅が５ＴＨｚ以上、１０ＴＨｚ以上、５０ＴＨｚ以上、１００ＴＨｚ以上のいずれかとなる出力パルス特性を有する。なお、１０ｄＢ落ち周波数帯域又は２０ｄＢ落ち周波数帯域の許容帯域幅と、出射される広帯域パルス光の波長スペクトル平坦度の許容範囲との関係は、上述のように列挙された数値を任意に組み合わせることにより決定される。【００３３】
より具体的に、パルス光源１１０は、パルス幅１００ｐｓ以下のパルス光を種光として出力する。このパルス光のパルス幅は、１００ｐｓ以下、１０ｐｓ以下、１ｐｓ以下、１００ｆｓ以下の、いずれの許容レベルであってもよい。また、パルス光源１１０から出射されるパルス光の繰り返し周波数は、１ＭＨｚ以上１ＴＨｚ以下、１ＭＨｚ以上１００ＧＨｚ以下、１０ＭＨｚ以上１０ＧＨｚ以下、１０ＭＨｚ以上１ＧＨｚ以下の、いずれの許容レベルであってもよい。また、パルス光源１００から出射されるパルス光のピークパワーは、１Ｗ以上、１０Ｗ以上、１ｋＷ以上、１０ｋＷ以上、１ＭＷ以上のいずれの許容レベルであってもよい。パルス光源１１０から出射されるパルス光の平均出力パワーは、１０ｍＷ以上、１００ｍＷ以上、１Ｗ以上のいずれの許容レベルであってもよい。なお、パルス光源１１０から出射されたパルス光のパルス幅、繰り返し周波数、ピークパワー、平均パワーは、上述のように列挙かされた各パラメータのいずれかの許容レベルを任意に組み合わせることにより決定される。【００３４】
さらに、パルス光源１１０から出射されるパルス光は、ｓｅｃｈ２型及びＧａｕｓｓｉａｎ型のいずれの形状を有してもよい。また、パルス光源１１０から出射されるパルス光の時間帯域積は、１以下、０．６以下、０．４以下のいずれの許容レベルであってもよい。【００３５】
得られる広帯域パルス光の波長スペクトルを安定させるため、種光源であるパルス光源１００は、種光として出射されるパルス光のタイミングジッタを、１０ｐｓ以下、２００ｆｓ以下、さらには１００ｆｓ以下に抑えることが可能である。また、パルス光源１００は、種光として出射されるパルス光の強度変動を、３ｄＢ以下、１ｄＢ以下、０．５ｄＢ以下、さらには０．１ｄＢ以下に抑えることが可能である。パルス光源１００は、種光として出射されるパルス光中心周波数変動を、５ｎｍ以下、１ｎｍ以下、さらには０．１ｎｍ以下に抑えることが可能である。加えて、パルス光源１００は、種光として出射されるパルス光のパルス幅変動を、１０ｐｓ以下、１ｐｓ以下、５００ｆｓ以下、２００ｆｓ以下、さらには１００ｆｓ以下に抑えることが可能である。なお、これらパルス光のタイミングジッタ、強度変動、パルス幅変動の計測時間は、２秒間、６０秒間、１時間、２４時間、３０日間、さらには１年間のいずれかである。【００３６】
上述のような出力パルス特性を有するパルス光源１１０と組み合わせて当該光源装置１００を構成可能な高非線形ファイバ１３０は、波長１５５０ｎｍの諸特性として、３×１０−２０ｍ２／Ｗ以上の非線形屈折率ｎ２と、３０μｍ２以下の実効断面積Ａｅｆｆと、７／Ｗ／ｋｍ以上の非線形定数γと、１０ｄＢ／ｍ以下の伝送損失と、１０ｐｓ・ｋｍ−１／２以下の偏波モード分散ＰＭＤと、６．２μｍ以下のモードフィールド径ＭＦＤと、直径２０ｍｍで曲げられたときに１０ｄＢ／ｍ以下の曲げ損失と、そして、直径４０ｍｍで曲げられたときに１ｄＢ／ｍ以下の曲げ損失を有するのが好ましい。さらに、広帯域光生成ファイバは、１ｋｍ以下のファイバ長と、ファイバ長２ｍにおいて１．７μｍ以下のカットオフ波長λｃと、１．５μｍ以下のケーブルカットオフ波長λｃｃを有するのが好ましい。【００３７】
特に、非線形屈折率ｎ２は、３×１０−２０ｍ２／Ｗ以上、４．０×１０−２０ｍ２／Ｗ以上、５．０×１０−２０ｍ２／Ｗ以上のいずれの許容レベルであってもよい。なお、ここでｎ２は直線偏波の入力光に対しての値である。実効断面積Ａｅｆｆは、３０μｍ２以下、２０μｍ２以下、１０μｍ２以下のいずれの許容レベルであってもよい。非線形定数γは、７／Ｗ／ｋｍ以上、１０／Ｗ／ｋｍ以上、２０／Ｗ／ｋｍ以上のいずれの許容レベルであってもよい。伝送損失は、１０×１０３ｄＢ／ｋｍ（＝１０ｄＢ／ｍ）以下、１０ｄＢ／ｋｍ以下、１ｄＢ／ｋｍ以下、０．５ｄＢ／ｋｍ以下のいずれの許容レベルであってもよい。偏波モード分散ＰＭＤは、１０ｐｓ・ｋｍ−１／２以下、１ｐｓ・ｋｍ−１／２以下、０．５ｐｓ・ｋｍ−１／２以下、０．１ｐｓ・ｋｍ−１／２以下のいずれの許容レベルであってもよい。モードフィールド径ＭＦＤは、６．２μｍ以下、５μｍ以下、４μｍ以下のいずれの許容レベルであってもよい。直径２０ｍｍで曲げられたときの曲げ損失は、１０ｄＢ／ｍ以下、１ｄＢ／ｍ以下のいずれの許容レベルであってもよい。さらに、直径４０ｍｍで曲げられたときの曲げ損失は、１ｄＢ／ｍ以下であればよい。【００３８】
また、高非線形ファイバ１３０の長さは、１ｋｍ以下、１００ｍ以下、１０ｍ以下、さらには１ｍ以下のいずれであってもよい。また、ファイバ長２ｍにおけるカットオフ波長λｃは、１．７μｍ以下、１．５μｍ以下、１．３μｍ以下のいずれであってもよい。ケーブルカットオフ波長λｃｃは、１．５μｍ以下、１．３μｍ以下のいずれであってもよい。【００３９】
上述のファイバパラメータの組み合わせは、上述のように列挙されたそれぞれの許容レベルを任意に組み合わせることにより決定される。【００４０】
高非線形ファイバ１３０は、図３中の領域（ａ）に示されたように、コイルに巻かれている。このとき、コイル外径は出来る限り小さい方がよく、望ましくは直径１２０ｍｍ以下である。また、高非線形ファイバ１３０が曲げ損失に強い場合、直径６０ｍｍ以下にすることも可能である。コイル内径はコイルの高さとの関係で決まるが、直径６０ｍｍ以下、好ましくは３０ｍｍ以下である。これにより実用上十分な小型化が図れる。さらにコイル内径を直径２０ｍｍ以下まで小さくすることができれば、十分長く非線形ファイバを巻きつつコイル外径を６０ｍｍ以下にすることができ、現在の光通信で用いられている送受信器に組み込むなど、多くの応用分野への展開が期待できる。コイルの材料は、アルミや銅などの金属が安定かつ高信頼性を得る上で好ましいが、樹脂などであってもよい。また、高非線形ファイバ１３０は、コイルではなく、ゲルなどの樹脂中に沈めた形で固定されてもよい。なお、コイルは、胴やつば部など必要箇所に外部温度に対する処置が施されているのが望ましい。この場合、胴の部分は熱膨張係数が他の部分よりも小さい材質でコイルが構成されたり、コイル自体が熱伝導率の低い材料で構成される。これにより、温度変化による高非線形ファイバ１３０の伝送損失や偏波モード分散ＰＭＤ、波長分散の変動が効果的に回避され得る。【００４１】
図４は、この発明に係る光源装置への高非線形ファイバの第１適用例を説明するための図である。この図４の例では、波長１５５０ｎｍにおける波長分散が長手方向に沿って増加している分散増加ファイバＤＩＦ１３０ａ（Dispersion Increasing Fiber）が、広帯域光生成ファイバとして適用されており、ＤＩＦ１３０ａによる広帯域光生成は以下のように実現される。【００４２】
通常、ＤＩＦ１３０ａの場合、超広帯域光は発生されないことが知られている。また、負分散ファイバ領域中ではスペクトルがリニアチャープ特性を示すことも知られている。ＤＩＦ１３０ａに適当な特性のパルス光が入射されることで、低雑音のリニアチャープパルスが後段の正分散ファイバ領域で圧縮され、パルス幅の狭い広帯域光が得られる。なお、このＤＩＦ１３０ａの場合も、後述のプリチャープや入力パルスの波形処理をパルス入射前に施すことにより、パルス波形の制御も可能になる。また、このようなＤＩＦ１３０ａは一連長（unitary）であっても互いに波長分散特性の異なる複数のファイバで構成されてもよい。【００４３】
図５は、この発明に係る光源装置への高非線形ファイバの第２適用例を説明するための図である。この図５中の領域（ａ）では、波長１５５０ｎｍにおける波長分散が長手方向に沿って増加及び減少を繰り返している分散マネージメントファイバ１３０ｂが、広帯域光生成ファイバとして適用されており、この分散マネージメントファイバ１３０ｂによる広帯域光生成は以下のように実現される。【００４４】
すなわち、所望の出力パワー、周波数帯域幅、スペクトル形状を有するパルス光を得ようとする場合、入力パルス条件を変えるのみならず、広帯域光生成ファイバの分散の長手方向制御も重要になる。この第２適用例では、まず、負分散ファイバ領域で入力パルス光の波長スペクトルを広げ、その後、正分散ファイバ領域をパルス光が伝搬することでパルス圧縮が起こり、さらに分散が減少しているファイバ領域でソリトン断熱圧縮に近い状態でパルス圧縮が促進する。そして、再び分散が負まで到達したファイバ領域で、さらに周波数帯域を広げた後、所望のパルス幅が得られるように正分散ファイバ領域でのパルス圧縮が行われている。この場合、ファイバ１３０ｂ中の伝送損失が高くても中間でパルス圧縮が行われる領域が該ファイバ１３０ｂ内に設けられているので、効率的に出力パルス光における波長スペクトルの拡大が実現される。【００４５】
なお、この第２適用例に示された分散マネージメントファイバ１３０ｂは、領域（ａ）に示されたように一連長（unitary）であってもよいが、領域（ｂ）に示されたように互いに波長分散特性の異なる複数のファイバで構成されてもよい。【００４６】
図６は、この発明に係る光源装置におけるパルス光源のチャープ制御を説明するための図である。このチャープ制御は、図３中の領域（ｂ）に示されたように、制御部１６０が行う。ここで、領域（ａ）は、パルス光源１１０から出射されるパルス光の波形を示す。また、パルス光源１１０から出射されるパルス光には、領域（ｂ）〜（ｇ）に示されたいずれのチャープが与えられてもよい。以下、チャープ制御されたパルス光が高非線形ファイバに入射された場合の該パルス光の変化を図７を用いて説明する。【００４７】
まず、チャープ制御されたパルス光が入射されると、高非線形ファイバ１３０内の自己位相変調（SPM: Self-Phase Modulation）によりチャープは低減していく（高非線形ファイバ１３０におけるＡ地点）。このとき、パルス波形は高非線形ファイバ１３０内である程度の距離を伝搬していく間維持される。その後、ＳＰＭがさらに増加し、正の波長分散との関係によりパルス圧縮が起こる（高非線形ファイバ１３０におけるＢ地点）。その結果、パルス光のピークパワーが高くなることにより広帯域パルス光が生成され、高非線形ファイバ１３０の光出射端から生成された広帯域パルス光が出射される。【００４８】
なお、図８は、この発明に係る光源装置への高非線形ファイバの第３適用例を説明するための図である。この第３適用例では、ＤＤＦ１が広帯域光生成ファイバとして適用されているが、このＤＤＦ１が適用された場合であっても、パルス光源１１０から出射されるパルス光のチャープを制御することにより所望の広帯域パルス光が安定的に得られることを説明するために例として示されている。【００４９】
このチャープ制御も、図３中の領域（ｂ）に示されたように、制御部１６０がパルス光源１１０に対して行われる。ＤＤＦ１の場合、所望の波長スペクトルを有する広帯域パルス光を得るためには、ＤＤＦ１に入射されるパルス光の条件が一意に決められてしまう問題がある。例えば、ファイバに応じて入力パルスのパワー条件も決められるため、該ファイバから出射される広帯域パルス光のパワーを自由に設定することが難しかった。しかしながら、入力パルスのチャープを制御することで、入力パルスのパワーに対する要求特性を緩和させることができ、ＤＤＦ１から出射される広帯域パルス光のパワー範囲を拡大することができる。また、ＤＤＦ１に入射されるパルス光の波形を制御することにより、ＤＤＦ１から出射される広帯域パルス光の特性を制御することも可能である。これは、任意にパルス波形を歪ませることも含まれる。なお、チャープ制御が行われていないパルス光が、種光としてＤＤＦ１に入射された場合、該ＤＤＦ１から出射される広帯域パルス光の波長スペクトルは、図８中の領域（ｂ）に示されたように、歪んでしまう（平坦度が著しく低下する）。【００５０】
図９は、この発明に係る光源装置に適用可能な高非線形ファイバ（パルス光源１１０に好適に組み合わせ可能な光学特性を有する高非線形ファイバ）の構造を示す断面図及び屈折率プロファイルである。【００５１】
広帯域光生成用ファイバはとして、高非線形ファイバ１３０は、領域（ａ）に示されたように、所定軸に沿って延びたコア領域１３１と、該コア領域１３１の外周に設けられたクラッド領域１３２を備える。領域（ｂ）は、領域(a)に示された断面構造を有する高非線形ファイバ１３０の屈折率プロファイルであり、この屈折率プロファイル９１０において、領域９１１は、コア領域１３１に相当する部分の屈折率を示し、領域９１２はクラッド領域１３２に相当する部分に屈折率を示す。【００５２】
また、クラッド領域１３２は、互いに屈折率の異なる複数領域から構成されてもよく、この場合、高非線形ファイバ１３０は、領域（ｃ）〜（ｅ）に示された屈折率プロファイル９２０〜９４０のいずれかを備えてもよい。なお、屈折率プロファイル９２０は、コア領域１３１と、二重クラッド構造を有するクラッド領域１３２により実現される。すなわち、屈折率プロファイル９２０は、コア領域１３１と、コア領域１３１の外周に設けられかつ該コア領域１３１よりも低い屈折率を有する第1クラッドと、第1クラッドの外周に設けられかつ該第1クラッドよりも高い屈折率を有する第２クラッドにより実現される。したがって、屈折率プロファイル９２０において、領域９２１はコア領域１３１に相当する部分の屈折率、領域９２２は第1クラッドに相当する部分の屈折率、そして、領域９２３は第２クラッドに相当する部分の屈折率を示す。【００５３】
同様に、屈折率プロファイル９３０は、コア領域１３１と、三重クラッド構造を有するクラッド領域１３２により実現される。すなわち、屈折率プロファイル９３０は、コア領域１３１と、コア領域１３１の外周に設けられかつ該コア領域１３１よりも低い屈折率を有する第1クラッドと、第1クラッドの外周に設けられかつ該第1クラッドよりも高い屈折率を有する第２クラッドと、第２クラッドの外周に設けられかつ該第２クラッドよりも低い屈折率を有する第３クラッドにより実現される。したがって、屈折率プロファイル９３０において、領域９３１はコア領域１３１に相当する部分の屈折率、領域９３２は第1クラッドに相当する部分の屈折率、領域９３３は第２クラッドに相当する部分の屈折率、そして、領域９３４は第３クラッドに相当する部分の屈折率を示す。【００５４】
また、屈折率プロファイル９４０は、コア領域１３１と、四重クラッド構造を有するクラッド領域１３２により実現される。すなわち、屈折率プロファイル９４０は、コア領域１３１と、コア領域１３１の外周に設けられかつ該コア領域１３１よりも低い屈折率を有する第1クラッドと、第1クラッドの外周に設けられかつ該第1クラッドよりも高い屈折率を有する第２クラッドと、第２クラッドの外周に設けられかつ該第２クラッドよりも低い屈折率を有する第３クラッドと、第３クラッドの外周に設けられかつ該第３クラッドよりも高い屈折率を有する第４クラッドにより実現される。したがって、屈折率プロファイル９４０において、領域９４１はコア領域１３１に相当する部分の屈折率、領域９４２は第1クラッドに相当する部分の屈折率、領域９４３は第２クラッドに相当する部分の屈折率、領域９４４は第３クラッドに相当する部分の屈折率、そして、領域９４５は第４クラッドに相当する部分の屈折率を示す。【００５５】
図１０は、図９に示された高非線形ファイバの諸元（その１）をまとめた表である。【００５６】
この図１０に示されたパラメータにおいて、伝送損失（ｄＢ／ｋｍ）は、少なくとも４つの許容レベルが認められ、非線形屈折率ｎ２（ｍ２／Ｗ）は、３つの許容レベルが認められている。さらに、実効断面積Ａｅｆｆ（μｍ２）は、３つの許容レベル、モードフィールド径ＭＦＤ（μｍ）は、３つの許容レベル、非線形定数γ（／Ｗ／ｋｍ）は３つの許容レベル、偏波モード分散ＰＭＤ（ｐｓ・ｋｍ−１／２）は４つの許容レベル、直径２０ｍｍでの曲げ損失（ｄＢ／ｍ）は２つの許容レベル、直径４０ｍｍでの曲げ損失（ｄＢ／ｍ）は１つの許容レベル、２ｍ長でのカットオフ波長λｃ（μｍ）は３つの許容レベル、ケーブルカットオフ波長λｃｃ（μｍ）は２つの許容レベル、そして、ファイバ長は４つの許容レベルがそれぞれ認められている。なお、これらパラメータの許容レベルは任意に選択可能であり、当該光源装置に適用可能な広帯域光生成用ファイバに適したファイバ特性としては、各パラメータについて任意に選択された許容レベルの組み合わせにより決定される。【００５７】
ここで、高非線形ファイバ１３０が、１０×１０３ｄＢ／ｋｍ（＝１０ｄＢ／ｍ）の伝送損失を有する光ファイバであれば、数ｋＷ以上のピークパワーを有するパルス光が入射される場合、ファイバ長が１ｍ程度であれば十分に非線形光学現象の発現が期待されるレベルである。入力パルス光のパワーが低い場合、ファイバ長を長くする必要があるが、１００ｍを超えると、伝送損失は１０ｄＢ／ｋｍ以下である必要がある。また、パルス幅の広いパルス光が入射される場合、非線形性の低いファイバでは１ｋｍ以上の長さが必要になることも多く、この場合、伝送損失は１ｄＢ／ｋｍ以下が好ましい。伝送損失が０．５ｄＢ／ｋｍ以下であれば、ファイバによる損失効果はほとんど考慮する必要がなくなるため、設計が容易になる。非線形性の観点からは、非線形屈折率ｎ２は３．０×１０−２０ｍ２／Ｗ以上、好ましくは４．０×１０−２０ｍ２／Ｗ以上、さらに好ましくは５．０×１０−２０ｍ２／Ｗ以上、実効断面積Ａｅｆｆは３０μｍ２以下、好ましくは２０μｍ２以下、さらに好ましくは１０μｍ２以下、非線形定数γは７／Ｗ／ｋｍ以上、好ましくは１０／Ｗ／ｋｍ以上、さらに好ましくは２０／Ｗ／ｋｍ以上である。このような条件は、平坦性に優れた広帯域の白色光を生成するために要求される。【００５８】
一方、高非線形ファイバ１３０をコイルに小さく巻くためには、モードフィールド径ＭＦＤが６．２μｍ以下、好ましくは５μｍ以下であれば、直径４０ｍｍでの曲げにも十分な耐性を有するようになり、さらにモードフィールド径ＭＦＤが４μｍ以下であれば、直径２０ｍｍでの曲げでも十分に使用可能になる。同じ理由により、直径２０ｍｍでの曲げ損失には、１０ｄＢ／ｍ以下であることが望まれるが、この許容レベルが満たされることにより、コイルの小型化だけでなく、当該高非線形ファイバ１３０自身の局所曲げによる損失増加の危険性も低減される。さらに、モードフィールド径ＭＦＤが１ｄＢ／ｍ以下であれば、曲げによる損失増加をほとんど考慮する必要がなくなるため、設計がより容易になる。【００５９】
２ｍのカットオフ波長λｃは、１．７μｍ以下であるのが好ましい。これにより、小型コイルに数１００ｍ以上ファイバが巻かれたときでも、１．５５μｍ波長帯において十分にシングルモード動作が確保され得る。また、２ｍカットオフ波長が１．５μｍ以下であれば、１．５５μｍ励起の場合における高次モードの発生及び伝搬を考慮する必要がなくなり、さらに１．３μｍ以下であれば、１３００ｎｍ以上の広帯域光の全波長成分についてシングルモード動作が保証される。また、ケーブルカットオフ波長λｃｃが１．５μｍ以下であれば、数１００ｍのファイバ使用時の高次モード励振が回避され、さらに１．３μｍ以下であれば、入力パルス光だけでなく出力パルス光のシングルモード動作も保証される。ファイバ長が１０００ｍ以下であれば、ファイバ特性の長手方向変動の影響が低減するため、製造負担が減しファイバ製造コストを低減することが可能になる。また、１００ｍ弱のファイバ長であれば、ファイバ特性が安定するため、ファイバ特性とパルス特性の調整が容易になる。さらにファイバ長が１０ｍ以下であれば、ファイバ特性の長手方向の変動はほとんど考慮する必要がなくなるため、さらに光源設計が容易になる。ファイバ長が１ｍ以下であれば、ラマンなどの他の非線形光学現象の影響を低減でき、選択的に非線形光学現象を活用した光源設計の難易度の緩和、雑音特性の改善、さらには外部環境の影響による変動要因の抑圧など、多くの利点がある。【００６０】
図１１は、第１実施例に係る光源装置から出射されたパルス光のスペクトルである。なお、用意された高非線形ファイバ１３０は、１ｋｍのファイバ長を有するとともに、波長１５５０ｎｍの光学特性として、２０／Ｗ／ｋｍの非線形定数γ、０．３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散を有する。また、この高非線形ファイバ１３０に入射されるパルス光のパルス幅は、３ｐｓであり、そのパルスエネルギーは１００ｐＪである。この場合、得られる広帯域パルス光（高非線形ファイバ１３０から出射された出力パルス光）の波長スペクトルは、図１１中の領域（ａ）に示されたように、２００ｎｍの波長帯域に亘って平坦度が４ｄＢ以下の領域が存在している。【００６１】
なお、この明細書において、波長スペクトルの平坦度は、一定の波長帯域において変動するパルス光強度の変動幅を意味し、図１１中の領域（ｂ）に示された広帯域パルス光の波長スペクトルの場合、入力パルス光の残留成分が重なってパルス強度が著しく変化する中心波長を含む波長帯域Ｗ１を除いた波長帯域Ｗ２ａ、Ｗ２ｂにおけるパルス光強度の変動幅を意味する。逆に、図１１中の領域（ｂ）に示された波長スペクトルにおいて、パルス光強度の変動幅（スペクトル平坦度）が所定値以下に抑えられている波長帯域の帯域幅は、（Ｗ２ａ＋Ｗ２ｂ）で与えられる。【００６２】
図１２は、図９に示された高非線形ファイバの諸元（その２）をまとめた表である。この図１２に示されたように、パルス光源１１０に好適に組み合わせられる高非線形ファイバにおいて、波長１３８０ｎｍにおける伝送損失は、４つの許容レベルが認められ、具体的には、１０×１０３ｄＢ／ｋｍ（１０ｄＢ／ｍ）以下、２０ｄＢ／ｋｍ以下、５ｄＢ／ｋｍ以下、２ｄＢ／ｋｍ以下のいずれかを満たしている。波長１３００ｎｍにおける伝送損失は、４つの許容レベルが認められ、具体的には、１０×１０３ｄＢ／ｋｍ（１０ｄＢ／ｍ）以下、２０ｄＢ／ｋｍ以下、５ｄＢ／ｋｍ以下、１．５ｄＢ／ｋｍ以下のいずれかを満たしている。波長１６５０ｎｍにおける伝送損失は、４つの許容レベルが認められ、具体的には、１０×１０３ｄＢ／ｋｍ（１０ｄＢ／ｍ）以下、２０ｄＢ／ｋｍ以下、５ｄＢ／ｋｍ以下、１．ｄＢ／ｋｍ以下のいずれかを満たしている。波長１７００ｎｍにおける非線形屈折率ｎ２は、３つの許容レベルが認められ、具体的には、２．５×１０−２０ｍ２／Ｗ以下、３．０×１０−２０ｍ２／Ｗ以下、４．０×１０−２０ｍ２／Ｗ以下のいずれかを満たしている。波長１７００ｎｍにおける実効断面積Ａｅｆｆは、３つの許容レベルが認められており、具体的には、４０μｍ２以下、３０μｍ２以下、２０μｍ２以下のいずれかを満たしている。さらに、波長１７００ｎｍにおけるモードフィールド径ＭＦＤは、３つの許容レベルが認められており、具体的には、６．２μｍ以下、５μｍ２以下、４μｍ２以下のいずれかを満たしている。波長１７００ｎｍにおける非線形定数γは、３つの許容レベルが認められており、具体的には、５／Ｗ／ｋｍ以上、７／Ｗ／ｋｍ以上、１４／Ｗ／ｋｍ以上、のいずれかを満たしている。トータル２次偏波モード分散ＰＭＤは、３つの許容レベルが認められており、具体的には、１０ｐｓ２以下、１ｐｓ２以下、０．１ｐｓ２以下、のいずれかを満たしている。波長１７００ｎｍにおいて直径２０ｍｍで曲げられたときの曲げ損失は、２つの許容レベルが認められており、具体的には、１０ｄＢ／ｍ以下、１ｄＢ／ｍ以下のいずれかを満たしている。なお、波長１７００ｎｍにおいて直径４０ｍｍで曲げられたときの曲げ損失は、１ｄＢ／ｍ以下の許容レベルのみ認められている。【００６３】
図１３は、この発明に係る光源装置から出射されるパルス光の諸元をまとめた表である。なお、種光源であるパルス光源１１０の出力パルス特性は、ピークから１０ｄＢ又は２０ｄＢ低下するまでの周波数帯域幅が、５ＴＨｚ以上、１０ＴＨｚ以上、５０ＴＨｚ以上、１００ＴＨｚ以上のいずれかである。【００６４】
また、得られる広帯域パルス光の波長スペクトルの平坦度は、６ｄＢ以下、３ｄＢ以下、２ｄＢ以下のいずれかである。広帯域パルス光の強度は、１ｍＷ以上、１０ｄＢｍＷ以上、５０ｍＷ以上のいずれかである。相対コヒーレント係数ｇ１２は、０．５以上、０．８以上、０．９以上のいずれかでよい。広帯域パルス光の波長スペクトル変動幅は、３００ｎｍ以下、１００ｎｍ以下、２０ｎｍ以下のいずれかである。さらに、広帯域パルス光の波長スペクトル強度変動は、１０ｄＢ以下、３ｄＢ以下、１ｄＢ以下のいずれかであればよい。また、上述のパラメータの取り得る数値が任意に組み合わせることが可能である。【００６５】
さらに、高非線形ファイバ１３０から出力される広帯域パルス光のスペクトル半値全幅変動は、１ＴＨｚ以下、１００ＧＨｚ以下、１０ＧＨｚ以下のいずれかであればよい。広帯域パルス光のサイドモード抑圧比は、２０ｄＢ以上、３０ｄＢ以上、４０ｄＢ以上のいずれかであればよい。また、広帯域パルス光のペデスタルパルス抑圧比は、１０ｄＢ以上、２０ｄＢ以上、３０ｄＢ以上のいずれかでよい。広帯域パルス光の偏波クロストークは、１０ｄＢ以上、２０ｄＢ以上、２５ｄＢ以上のいずれかであればよい。【００６６】
なお、図１４は、パルス光に関する用語を説明するための図である。この図１４において、領域（ａ）は、パルス幅（pulse duration）及びペデスタルパルス抑圧比（pedestal pulse suppression ratio）を示し、領域（ｂ）は、サイドモード抑圧比（side-mode suppression ratio）を示し、領域（ｃ）は、スペクトル幅（半値全幅ＦＷＨＭ）を示す。【００６７】
（第２実施例）
図１５は、この発明に係る光源装置の第２実施例の構成を示す図である。この第２実施例に係る光源装置２００は、出射される広帯域パルス光のパワーをフィードバック制御する構成を有する。【００６８】
すなわち、第２実施例に係る光源装置２００は、図１５中の領域（ａ）に示されたように、パルス光源２１０、レンズ２２０、結合ファイバ２４１、広帯域光生成ファイバとしての高非線形ファイバ（ＨＮＬＦ）２３０、バンドパスフィルタ２４２、分岐器２４５、制御部２６０を備える。なお、当該光源装置２００は、光ファイバ伝送路３００などの他の光学部品との接続を可能にするため、出力端に接続部分が斜めカットされたコネクタ２５０が配置されている。また、パルス光源２１０の出力パルス特性は、第１実施例におけるパルス光源１１０と同様であり、高非線形ファイバ２３０に要求される光学特性も、第１実施例における高非線形ファイバ１３０と同様である。【００６９】
パルス光源２１０と結合ファイバ２４１は、レンズ２２０を介して結合されており、その結合損失は３ｄＢ以下、好ましくは１ｄＢ以下である。このように、結合損失を３ｄＢ以下に抑えることで、当該光源装置２００の出力低下を回避することができる。換言すれば、低コスト励起光源を適用することで得られるレーザ最大出力は１００ｍＷ程度である一方、高非線形ファイバ２３０への入力パワーが５０ｍＷ以上でないと十分な広帯域パルス光を得ることができないからである。さらに、結合損失を１ｄＢ以下に抑えると、光増幅器なしに数１００ｎｍの波長帯域を有する広帯域パルス光が得られる。なお、意図的に高非線形ファイバ２３０への入力パルス光パワーを高めるためには、第１実施例と同様に、結合ファイバ２４１として増幅用ファイバが配置されてもよい。もちろん、光増幅器が結合ファイバ２４１と高非線形ファイバ２３０の間に挿入されてもよい。【００７０】
結合ファイバ２４１は、パルス光源２１０のレーザ出力と高非線形ファイバ２３０とを光学的に結合する。このように、結合ファイバ２４１を別途用意することにより低い結合損失化が期待できる。一方、結合ファイバ２４１と高非線形ファイバ２３０とは接続点Ｃにおいて融着されるのが好ましい。低損失で高非線形ファイバ２３０へ種光（パルス光）を導くことが可能になるからである。【００７１】
また、分岐器２４５で分岐された広帯域パルス光の一部は、その出力パワーが制御部２６０によりモニタされる。制御部２６０は、このモニタ結果に基づいて、パルス光源２１０の出力パルス特性を制御する。このように、出射される広帯域パルス光のモニタ情報を種光源であるパルス光源２１０にフィードバックすることで、パルス光源２１０の出力パルス特性を安定させることができる。すなわち、パルス光源２１０から出射される種光（パルス光）が有する雑音やジッタよりも小さい雑音特性を有する安定した光源装置が実現可能になる。さらに、分岐器２４５は、出射される広帯域光のうち、実使用条件で活用されない波長帯の光成分をフィルタリングし、そのパワーを制御部２６０でモニタすることも可能である。これにより、使用波長帯域の光成分はできるだけ高いパワーで使用可能になり、広帯域光の利用効率が向上する。【００７２】
なお、他の構成例として、図１５中の領域（ｂ）に示されたように、高非線形ファイバ２３０は、結合ファイバを排除した状態でパルス光源２１０にレンズ２２０を介して光学的に結合されてもよい。この場合、レンズ２２０を介して高非線形ファイバ２３０とパルス光源２１０とが直接結合されるため、結合ファイバ２４１が配置されたときに発生するパルス特性の変化を考慮する必要がなくなる。【００７３】
なお、高非線形ファイバ２３０とパルス光源２１０とがレンズ２２０を介して直接接続される場合、該高非線形ファイバ２３０の少なくとも一方の端部は、コア径が拡大されているのが好ましい。結合損失の低減が可能になるからである。また、上記特許文献２のようにパルス光源２１０がファイバ出力端を有する場合には、該パルス光源２１０の出力端と高非線形ファイバ２３０の光入射端は、結合損失の低減、高効率の広帯域光生成、接続部分での異常発生回避のため、融着接続されるのが好ましい。【００７４】
図１６は、第２実施例に係る光源装置に適用可能な種々のパルス光源の構成を示す図である。【００７５】
図１６中の領域（ａ）は、上記非特許文献１に記載されたモード同期ファイバレーザで構成されたパルス光源２１０ａの構成が示されている。このパルス光源２１０ａは、励起光源としてのＬＤ１５０１、ファラデー回転子ミラー１５０２、カプラ１５０３、増幅用ファイバとしてのエルビウム添加ファイバ１５０４（ＥＤＦ）、レンズ１５０５、ファラデー回転子１５０６、波長板１５０７、偏向器１５０８、ファラデー回転子１５０２との間で共振器を構成するハーフミラー１５０９とを備える。【００７６】
このようなパルス光源２１０ａは、簡単な構成で実現できるため、小型化可能であり、ファイバ系とは低損失で結合可能である。また、このパルス光源２１０ａでは、光ファイバＥＤＦ１５０４が増幅媒体になっているため、光増幅に寄与する光路長を長くすることが可能である。なお、図１６中の領域（ａ）に示されたパルス光源２１０ａでは、増幅用ファイバ１５０４としてＥＤＦが適用されているが、Ｙｂ添加ファイバが適用されてもよい。また、ＥＤＦが適用される場合であっても、増幅媒体であるＥＤＦの両端にミラーを配置することで、ＥＤＦリングレーザも実現可能である。ＥＤＦリングレーザは、レーザキャビティ長を制御するための制御部を備えるのが好ましい。なお、レーザキャビティ長の制御は、ピエゾ素子による制御やプリズムを用いた制御、可動式ミラーを用いて実現可能である。【００７７】
図１６中の領域（ｂ）に示されたパルス光源２１０ｂは、ナノ秒以下の高速応答特性を有する過飽和吸収体がレーザキャビティ内に配置された光源である。この場合、安定的にモード同期発振可能な光源が容易にかつ低コストで実現され得る。また、このパルス光源２１０ｂは、ナノ秒以下の応答特性を有することから、ナノ秒以下の短パルス光を生成することができる。【００７８】
具体的に、パルス光源２１０ｂは、半導体過飽和吸収体ミラー（ＳＥＳＡＭ：Semiconductor Saturable Absorber mirror）を用いた、上記特許文献３記載の光源に類似した構造を有する。この場合、安定的にモード同期発振が可能な構造を、容易にかつ低コストで実現することができる。パルス光源２１０ｂは、２つの励起光源としてＬＤ２５０１ａ、２５０１ｂを有する。ＬＤ２５０１ａから出射された励起光は、レンズ２５０２ａ、２５０２ｂ、ダイクロイックミラー２５０４ａを介して励起媒体２５０３に照射される。一方、ＬＤ２５０１ｂから出射された励起光は、レンズ２５０２ｄ、プリズム２５０５、レンズ２５０２ｃを通過してダイクロイックミラー２５０４ｂに到達し、このダイクロイックミラー２５０４ｂから励起媒体２５０３に照射される光と凹面鏡２５０６ａ、２５０６ｂを介して半導体過飽和吸収体ミラー２５０７に到達する光に分離される。励起媒体２５０３のＬＤ２５０１ａ側端面と半導体過飽和吸収体ミラー２５０７の反射面とでレーザキャビティが構成されており、最終的にダイクロイックミラー２５０４ａによって分離された光が種光として出射される。【００７９】
なお、レーザキャビティ内に配置される過飽和吸収体としては、大量生産が容易に実現可能であり、低コスト化が期待できる半導体過飽和吸収体が好ましい。また、原料費が安く、製造コストの低減を可能にするカーボンナノチューブも適用可能である。【００８０】
一方、外部からの電磁波などの雑音混在を回避させるためは、レーザキャビティ内が電気的にシールドされるのが好ましい。レーザキャビティ自体がハーメティックシールド又はそれに準ずる保護構造が設けられてもよい。外部からの水混入などによる長期信頼性の低下やレーザ発振特性へのダメージを回避するためである。さらに、レーザキャビティ内の振動を補償する構造が設けられることにより、パルス光源２１０ｂの長期間に亘る安定動作も可能である。制御部は、このようなレーザキャビティの一部又は全体を温度制御、湿度制御するのが好ましい（図１６中の領域（ｂ）参照）。パルス光源２１０ｂの長期間に亘る安定動作が可能になるからである。【００８１】
また、この第２実施例に係る光源装置２００では、出力端に配置されたコネクタは、接続部分が斜めカットされている。これは、接続部分の温度上昇、端面のダスト焼き付きなどの異常発生による当該光源装置２００のダメージを回避するためのである。【００８２】
次に、図１６中の領域（ｃ）に示されたパルス光源２１０ｃには、外部からの電気信号によりパルス光源２１０ｃ自体の制御が可能にするため、電気光学変調器が適用されている。すなわち、このパルス光源２１０ｃは、励起光を供給するＬＤ３５０１と、光学系を構成するレンズ３５０２ａ、３５０２ｂ、３５０２ｃと、レンズ３５０２ｂ、３５０２ｃの間に配置された電気光学変調器３５０３を備える。なお、電気光学変調器３５０３としては、ニオブ酸リチウムなどの電気光学結晶などが、電気光学効果が大きく、かつ効率がよい点で優れている。このような電気光学結晶が適用される場合、電気光学変調器は、反射膜３５０３ｃが設けられた基板３５０３ｂで電気光学結晶層３５０３ａを挟むことにより構成できる。ただし、電気光学変調器としては、小型化や集積化を考慮して、半導体光アンプが適用されてもよい。【００８３】
図１７は、第２実施例に係る光源装置における光学的結合状態を説明するための図である。【００８４】
この図１７中の領域（ａ）には、端面が光軸ＡＸに直交する平面に対して角度θだけ斜めにカットた結合ファイバ２４１が、レンズ２２０を介してパルス光源２１０と光学的に結合された状態を示す。なお、結合ファイバ２４１は、コア領域２４１ａと、該コア領域２４１ａの外周に設けられたクラッド領域２４１ｂを備える。通常、結合ファイバの光入射端で反射された光は、レーザキャビティ内に戻り、レーザ発振の不安定化を引き起こす要因となっていた。そこで、結合ファイバ２４１の光入射端面を斜めカットすることで、領域（ａ）に示された結合状態では、反射角度が変えられている。特に、数ｐｓ以下の短パルス光では、この戻り光が問題となるケースがあり、斜めカットの効果は大きい。また、斜めカットの角度は、５°以上であればよい。レーザ発振の不安定化が顕著になる角度だからである。さらに、斜めカットの角度は、ブリュースター角であるのが好ましい。レーザ発振の不安定化を最大限に回避可能だからである。【００８５】
一方、パルス光源２１０と光学的に結合される結合ファイバ２４１の光入射端面は、図１７中の領域（ｂ）に示されたように、レンズ２４１ｃであってもよい。この場合、外部結合系のレンズに要求される特性が緩和されたり、レンズの数を減らしたり、結合系構築作業などが緩和されたりという効果が期待できる。【００８６】
以上の本発明の説明から、本発明を様々に変形しうることは明らかである。そのような変形は、本発明の思想および範囲から逸脱するものとは認めることはできず、すべての当業者にとって自明である改良は、以下の請求の範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
この発明に係る光源装置は、光通信分野などの広帯域パルス光源への適用が可能である。
【図１】
2006106669.tif 000002
【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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【手続補正書】
【提出日】平成19年7月6日(2007.7.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  ピークから２０ｄＢ低下するまでの周波数帯域幅が５ＴＨｚ以上である出力パルス特性を有するパルス光源と、そして、
前記パルス光源からのパルス光を入力し、非線形光学現象を利用して広帯域パルス光を生成する広帯域光生成ファイバであって、パワー変動が６ｄＢ以下に抑えられた領域が１００ｎｍ以上に亘って存在する波長スペクトルを有する広帯域パルス光を出力する広帯域光生成ファイバとを備えた光源装置。
【請求項２】  前記パルス光源は、ピークから１０ｄＢ低下するまでの周波数帯域幅が５ＴＨｚ以上である出力パルス特性を有することを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項３】  前記パルス光源の出力パルス特性を制御するための制御部をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項４】  前記広帯域光生成ファイバから出射された広帯域パルス光の一部を分離する分岐器をさらに備え、
前記制御部は、前記広帯域光生成ファイバから出射された広帯域パルス光のパワーをモニタし、該モニタ結果に基づいて前記パルス光源の出力パルス特性を制御することを特徴とする請求項３記載の光源装置。
【請求項５】  前記パルス光源と前記広帯域光生成ファイバとの間に配置され、該パルス光源のパルス出射端とレンズを介して光学的に接続された光入射端と、該広帯域光生成ファイバの光入射端に融着接続された光出射端を有する結合ファイバをさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項６】  前記結合ファイバは、増幅用ファイバを含むことを特徴とする請求項５記載の光源装置。
【請求項７】  前記広帯域光生成ファイバは、その光入射端と前記パルス光源のパルス出射端とがレンズを介して光学的に接続されるよう配置されており、該広帯域光生成ファイバの光入射端を含む先端部分のコア径が拡大されていることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項８】  前記広帯域光生成ファイバは、所定軸に沿って伸びたコア領域と、該コア領域の外周に設けられ、互いに異なる屈折率を有する１又はそれ以上の領域からなるクラッド領域とを備えたことを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項９】  前記広帯域光生成ファイバは、波長１５５０ｎｍの諸特性として、
３×１０−２０ｍ２／Ｗ以上の非線形屈折率ｎ２と、３０μｍ２以下の実効断面積Ａｅｆｆと、７／Ｗ／ｋｍ以上の非線形定数γと、１０ｄＢ／ｍ以下の伝送損失と、１０ｐｓ・ｋｍ−１／２以下の偏波モード分散ＰＭＤと、６．２μｍ以下のモードフィールド径ＭＦＤと、直径２０ｍｍで曲げられたときに１０ｄＢ／ｍ以下の曲げ損失と、そして、直径４０ｍｍで曲げられたときに１ｄＢ／ｍ以下の曲げ損失を有するとともに、
前記広帯域光生成ファイバは、１ｋｍ以下のファイバ長と、ファイバ長２ｍにおいて１．７μｍ以下のカットオフ波長λｃと、１．５μｍ以下のケーブルカットオフ波長λｃｃを有することを特徴とする請求項８記載の光源装置。
【請求項１０】  前記パルス光源は、ファイバレーザを含むことを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項１１】  前記パルス光源は、レーザキャビティ内に配置された過飽和吸収体を含むことを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項１２】  前記パルス光源は、電気光学変調器を含むことを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光ファイバにおける非線形光学現象を利用して広帯域光を発生する光源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光通信技術の発展に伴い、短パルス光であり、かつ、出力帯域の広い光源が期待されている。こうした光源に関する技術として、高ピークパワーのパルス光を種光として光非線形媒体中に入射させたときに発生する、広帯域パルス光であるＳＣ（Supercontinuum）光が注目されている。特に、特許文献１には、ＳＣ光を発生させるための光源装置が開示されている。
【０００３】
ＳＣ光を得るための種光を出力する種光源（パルス光源）としては、主に、ピコ秒やフェムト秒の狭いパルス幅を有する短パルス光を出力する光源、ナノ秒程度の比較的広いパルス幅を有するパルス光を出力する光源、連続光を出力する光源（ＣＷ光源）、等が知られている。
【０００４】
特に、非特許文献１には、光通信において重要な波長帯域である１５５０ｎｍ付近で発振するエルビウム添加ファイバ（ＥＤＦ：Erbium-Doped Fiber）を利用したモード同期ファイバレーザが開示されている。また、光ファイバを利用した光パルス生成器が特許文献２に開示されている。その他、種光源の例としては、特許文献３に安定したモード同期発振を可能にする半導体過飽和吸収体ミラーが適用された光源が開示され、非特許文献２にはモード同期半導体レーザが開示されている。また、モード同期技術としては、例えば非特許文献３、４に開示された技術も知られている。
【特許文献１】米国特許第5,960,146号
【特許文献２】米国特許第6,101,021号
【特許文献３】米国特許第6,944,201 B2号
【非特許文献１】M. E. Fermann, et al., “Environmentally stable Kerr-type mode-locked erbium fiber laser producing 360-fs pulses”, OPTICS LETTERS, Vol. 19, No. 1, pp.43-45, January 1, 1994
【非特許文献２】I. Ogura, et al., “Precise SDH frequency operation of monolithic modelocked laser diodes with frequency tuning function”, ELECTRONICS LETTERS, Vol. 35, No. 15, July 22, 1999
【非特許文献３】H. Yokoyama, et al., “Two-stage all-optical subharmonic clock recovery using modelockedsemiconductor lasers”, ELECTRONICS LETTERS, Vol. 36, No. 18, August 31, 2000
【非特許文献４】Sze Y. Set, et al., “Laser Mode Locking Using a Saturable Absorber Incorporating Carbon Nanotubes”, Journal of Lightwave Technology, Vol. 22, No. 1, pp.51-56, January 2004
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明者は上述の従来技術を検討した結果、以下のような課題を発見した。
【０００６】
すなわち、上記特許文献１の広帯域光源は、光入射端から光出射端に向かって波長分散が減少する分散減少ファイバ（ＤＤＦ：Dispersion Decreasing Fiber）を利用して広帯域パルス光であるＳＣ光を生成している。このＳＣ光の生成原理を図１を用いて説明する。図１は、ＳＣ光生成の原理を説明するための図である。特に、領域（ａ）は、ＤＤＦ１の概略構成を示し、領域（ｂ）は波長１５５０ｎｍにおけるＤＤＦ１の長手方向に沿った波長分散を示し、領域（ｃ）は光入射端（Ｚ＝０）及び該光入射端から距離Ｌ１だけ離れた位置（Ｚ＝Ｌ１）それぞれにおけるパルス光波形を示し、領域（ｄ）は光入射端（Ｚ＝０）、該光入射端から距離Ｌ１だけ離れた位置（Ｚ＝Ｌ１）、及び該光入射端から距離Ｌ２だけ離れた位置（Ｚ＝Ｌ２）それぞれにおけるパルス光の波長スペクトルを示す。
【０００７】
上記特許文献１に記載された広帯域光源では、パルス光源から出射されたパルス光は、ＤＤＦ１の光入射端に入射される。この光入射端に入射されたパルス光（入力パルス光）は、ＤＤＦ１の正分散領域を距離Ｌ１だけ伝搬している間に、ソリトン断熱圧縮効果により、図１中の領域（ｃ）に示されたように、ＤＤＦ１の光入射端から距離Ｌ１だけ伝搬している間にパルス圧縮される（ソリトン圧縮レジーム）。
【０００８】
さらに、上記発生パルス光は、ＤＤＦ１の光入射端から距離Ｌ１から距離Ｌ２までの間に、該発生パルス光に基づいて広帯域光（ＳＣ光）が発生し（ＳＣ生成レジーム）、この広帯域光がＤＤＦ１の光出射端から出射される。この広帯域光の波長スペクトル帯域幅は、図１中の領域（ｄ）に示されたように、入力パルス光の波長スペクトル帯域幅の２倍以上である。
【０００９】
以上のように、特許文献１に記載された広帯域光源では、ＤＤＦ１の光入射端から距離Ｌ１までの間に入力パルス光が圧縮されたパルス光（発生パルス光）が生成され、さらに距離Ｌ１から距離Ｌ２間までの間に発生パルス光に基づいて広帯域光が生成される。したがって、ＤＤＦ１における波長シフト条件やＳＣ条件が適当に設計・制御されることにより、所望の波長帯域及び帯域幅を有する広帯域光が、エネルギの無駄を最小限に抑えつつ生成され得る。
【００１０】
しかしながら、生成される広帯域光の波長スペクトルは、図２中の領域（ａ）に示されたように、スペクトル変動や強度変動により大きく変動する可能性がある。なお、図２に示されたスペクトルＳ１は、出力パルス光の波長スペクトル設計値を示し、スペクトルＳ２は、実際に出射されたパルス光の波長スペクトル測定値を示している。このように、出力パルス光にスペクトル変動や強度変動が生じるのは、パルス光源及び／又はＤＤＦ１に起因した要因が考えられる。
【００１１】
パルス光源側の要因としては、出力パルス光の中心波長の変動、出力パルス光のタイミングジッタ、強度変動など、不安定な出力パルス特性が考えられる。また、ＤＤＦ１側の要因としては、ＤＤＦ１の光学特性の他、温度変化に起因した偏波変動なども考えられる。特に、パルス光源においてタイミングジッタが生じている場合、このタイミングジッタは、広帯域光生成後も残留し、場合によっては、増大する。そのため、高速信号伝送時に受信ペナルティが増加したり、高速信号処理のタイミングずれに起因して動作が不安定になったり、さらには、モード同期させた計測では、同期ズレ発生の要因になる。
【００１２】
また、パルス光源においてパルス出力の波長変動が生じている場合、図２の領域（ｂ）に示されたように、得られる広帯域光の波長スペクトル幅に大きなバラツキが長じてしまう。なお、図２中の領域（ｂ）において、スペクトルＧ２１０は中心波長８００ｎｍのパルス光が入射されたときに得られる広帯域光の波長スペクトル、スペクトルＧ２２０は中心波長８２５ｎｍのパルス光が入射されたときに得られる広帯域光の波長スペクトル、スペクトルＧ２３０は中心波長８５０ｎｍのパルス光が入射されたときに得られる広帯域光の波長スペクトル、スペクトルＧ２４０は中心波長８７５ｎｍのパルス光が入射されたときに得られる広帯域光の波長スペクトルを、それぞれ示している。
【００１３】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、優れた出力パルス特性を有する短パルス光源と、該短パルス光源に好適に組み合わせ可能な広帯域光生成ファイバとを組み合わせることにより、広帯域に亘って平坦性に優れた波長スペクトルを有する広帯域パルス光を安定的に供給する光源装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明に係る光源装置は、種光源としてのパルス光源と、該パルス光源からのパルス光を入力し、非線形光学現象を利用して広帯域パルス光を生成する広帯域光生成ファイバとを備え、当該光源装置は、パワー変動が６ｄＢ以下に抑えられた領域が１００ｎｍ以上に亘って存在する波長スペクトルを有する広帯域パルス光を出力する。換言すれば、当該光源装置から最終的に出射される広帯域パルス光の波長スペクトルは、１００ｎｍ以上の波長帯域に亘って６ｄＢ以下の平坦度を有する。特に、種光源であるパルス光源は、ピークから１０ｄＢ低下するまでの周波数帯域（以下、１０ｄＢ落ち周波数帯域という）の帯域幅が５ＴＨｚ以上である優れた出力パルス特性を有する短パルス光源であり、広帯域パルス光を生成する広帯域光生成ファイバは、このパルス光源との組み合わせに最適な光学特性を有する。なお、当該光源装置には、種光源として、ピークから２０ｄＢ低下するまでの周波数帯域（以下、２０ｄＢ落ち周波数帯域という）の帯域幅が５ＴＨｚ以上である優れた出力パルス特性を有する短パルス光源が適用されてもよい。
【００１５】
ここで、広帯域光生成ファイバから出射される広帯域パルス光の波長スペクトルは、１００ｎｍ以上の波長帯域に亘って、６ｄＢ以下、３ｄＢ以下、２ｄＢ以下のいずれの平坦度を有していてもよい。また、パルス光源の出力パルス特性は、１０ｄＢ落ち周波数帯域又は２０ｄＢ落ち周波数帯域の周波数帯域幅として、５ＴＨｚ以上、１０ＴＨｚ以上、５０ＴＨｚ以上、１００ＴＨｚ以上のいずれを有してもよい。なお、１０ｄＢ落ち周波数帯域又は２０ｄＢ落ち周波数帯域の許容帯域幅と、出射される広帯域パルス光の波長スペクトル平坦度の許容範囲との関係は、上述のように列挙された数値を任意に組み合わせることにより決定される。
【００１６】
この発明に係る光源装置は、パルス光源における出力パルス特性を制御するための制御部をさらに備えてもよい。この場合、制御部は、パルス光源から出射されるパルス光（種光）のチャープ制御、パルス強度制御の他、パルス波形処理を行うことが可能である。さらに、広帯域光生成ファイバから出射された広帯域パルス光の一部を分離する分岐器が該広帯域光生成ファイバの光出射端側に配置されることにより、制御部は、該広帯域光生成ファイバから出射された広帯域パルス光のパワーをモニタし、該モニタ結果に基づいてパルス光源の出力パルス特性（主にパルス強度）を制御することも可能である。
【００１７】
この発明に係る光源装置は、パルス光源と広帯域光生成ファイバとの間に配置された結合ファイバをさらに備えてもよい。この結合ファイバは、パルス光源のパルス出射端とレンズを介して光学的に接続された光入射端（結合損失は３ｄＢ以下、好ましくは１ｄＢ以下）と、広帯域光生成ファイバの光入射端に融着接続された光出射端を有する。結合条件が厳しい広帯域光生成の前（上流側）に結合ファイバが配置されることで、結合ロスが低減され、振動等の変動耐性の向上が可能になる。ファイバ結合ファイバの光出射端と広帯域光生成ファイバの光入射端が融着接続された構成により、結合ファイバと広帯域光生成ファイバとの接続損失が低減し、より効率的に種光を広帯域光生成ファイバに入射させることが可能になる。特に、広帯域光生成ファイバへ入射される種光のパワーを高くするためには、結合ファイバとして増幅用ファイバを適用することもできる。
【００１８】
この発明に係る光源装置において、広帯域光生成ファイバは、所定軸に沿って伸びたコア領域と、該コア領域の外周に設けられたクラッド領域を備える。特に、クラッド領域は、単層であっても、互いに異なる屈折率を有する多層構造であってもよい。
【００１９】
また、上述のような出力パルス特性を有するパルス光源に好適な広帯域光生成媒体として、広帯域光生成ファイバは、波長１５５０ｎｍの諸特性として、３×１０−２０ｍ２／Ｗ以上の非線形屈折率ｎ２と、３０μｍ２以下の実効断面積Ａｅｆｆと、７／Ｗ／ｋｍ以上の非線形定数γと、１０ｄＢ／ｍ以下の伝送損失と、１０ｐｓ・ｋｍ−１／２以下の偏波モード分散ＰＭＤと、６．２μｍ以下のモードフィールド径ＭＦＤと、直径２０ｍｍで曲げられたときに１０ｄＢ／ｍ以下の曲げ損失と、そして、直径４０ｍｍで曲げられたときに１ｄＢ／ｍ以下の曲げ損失を有するのが好ましい。さらに、広帯域光生成ファイバは、１ｋｍ以下のファイバ長と、ファイバ長２ｍにおいて１．７μｍ以下のカットオフ波長λｃと、１．５μｍ以下のケーブルカットオフ波長λｃｃを有するのが好ましい。
【００２０】
なお、この発明に係る光源装置において、パルス光源は、ファイバレーザであってもよい。特に、当該パルス光源の出力端が光ファイバ部材の光出力端である場合、上述のような結合ファイバを介すことなく、広帯域光生成ファイバの光入射端を直接融着接続することが可能になる。これにより、広帯域光生成ファイバに入射されるパルス光のパワーの低減が大幅に改善される。
【００２１】
ただし、広帯域光生成ファイバへ入射するパルス光のパワーをさらに高くしたい場合、ファイバレーザの一部が増幅用ファイバに構成されるのが好ましい。
【００２２】
また、パルス光源は、レーザキャビティ内に配置された過飽和吸収体を含んでもよい。このような過飽和吸収体は、ナノ秒以下の高速応答特性を有するものが好ましく、例えば半導体過飽和吸収体、カーボンナノチューブが適している。さらには、上記特許文献３に記載された光源のように、半導体過飽和吸収体ミラーを用いてパルス光源が構成されてもよい。
【００２３】
さらに、パルス光源は、外部からの電気信号によりパルス光源自体の制御を可能にするため、電気光学変調器を含んでもよい。この場合、電気光学変調器としては、高速応答性に優れたニオブ酸リチウムや、小型化、集積化が可能な半導体光アンプが適している。
【００２４】
なお、この発明に係る各実施例は、以下の詳細な説明及び添付図面によりさらに十分に理解可能となる。これら実施例は単に例示のために示されるものであって、この発明を限定するものと考えるべきではない。
【００２５】
また、この発明のさらなる応用範囲は、以下の詳細な説明から明らかになる。しかしながら、詳細な説明及び特定の事例はこの発明の好適な実施例を示すものではあるが、例示のためにのみ示されているものであって、この発明の思想及び範囲における様々な変形および改良はこの詳細な説明から当業者には自明であることは明らかである。
【発明の効果】
【００２６】
この発明によれば、広帯域に亘って平坦性に優れた波長スペクトルを有する広帯域パルス光を安定的に供給するための構造を備えた光源装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、この発明に係る光源装置の各実施例を、図３〜図１７を用いて詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一部位、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００２８】
（第１実施例）
図３は、この発明に係る光源装置の第１実施例の構成を示す図である。
【００２９】
この第１実施例に係る光源装置１００は、図３中の領域（ａ）に示されたように、パルス光源１１０と、エルビウム添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ：Erbium-Doped Fiber Amplifier）１２０と、広帯域光生成ファイバとしてコイルに巻かれた高非線形ファイバ（ＨＮＬＦ：Highly Non-linear Fiber）１３０と、高非線形ファイバ１３０の両端に配置されたバンドパスフィルタＢＰＦ１４１、１４２とを備える。なお、当該光源装置１００は、光ファイバ伝送路３００などの他の光学部品との接続を可能にするため、出力端にコネクタ１５０が配置されている。なお、パルス光源１１０の出力パルス特性を直接制御する場合には、当該光源装置１００は、図３中の領域（ｂ）に示されたように、制御部１６０をさらに備えてもよい。
【００３０】
上述のような構造を有する光源装置１００から最終的に出射される広帯域パルス光の波長スペクトルは、１００ｎｍ以上の波長帯域に亘って６ｄＢ以下、３ｄＢ以下、２ｄＢ以下のいずれかの平坦度を有する。また、当該光源装置１００に適用されるパルス光源１１０は、１０ｄＢ落ち周波数帯域の帯域幅又は２０ｄＢ落ち周波数帯域の帯域幅が５ＴＨｚ以上、１０ＴＨｚ以上、５０ＴＨｚ以上、１００ＴＨｚ以上のいずれかとなる出力パルス特性を有する。なお、１０ｄＢ落ち周波数帯域又は２０ｄＢ落ち周波数帯域の許容帯域幅と、出射される広帯域パルス光の波長スペクトル平坦度の許容範囲との関係は、上述のように列挙された数値を任意に組み合わせることにより決定される。
【００３１】
より具体的に、パルス光源１１０は、パルス幅１００ｐｓ以下のパルス光を種光として出力する。このパルス光のパルス幅は、１００ｐｓ以下、１０ｐｓ以下、１ｐｓ以下、１００ｆｓ以下の、いずれの許容レベルであってもよい。また、パルス光源１１０から出射されるパルス光の繰り返し周波数は、１ＭＨｚ以上１ＴＨｚ以下、１ＭＨｚ以上１００ＧＨｚ以下、１０ＭＨｚ以上１０ＧＨｚ以下、１０ＭＨｚ以上１ＧＨｚ以下の、いずれの許容レベルであってもよい。また、パルス光源１１０から出射されるパルス光のピークパワーは、１Ｗ以上、１０Ｗ以上、１ｋＷ以上、１０ｋＷ以上、１ＭＷ以上のいずれの許容レベルであってもよい。パルス光源１１０から出射されるパルス光の平均出力パワーは、１０ｍＷ以上、１００ｍＷ以上、１Ｗ以上のいずれの許容レベルであってもよい。なお、パルス光源１１０から出射されたパルス光のパルス幅、繰り返し周波数、ピークパワー、平均パワーは、上述のように列挙かされた各パラメータのいずれかの許容レベルを任意に組み合わせることにより決定される。
【００３２】
さらに、パルス光源１１０から出射されるパルス光は、ｓｅｃｈ２型及びＧａｕｓｓｉａｎ型のいずれの形状を有してもよい。また、パルス光源１１０から出射されるパルス光の時間帯域積は、１以下、０．６以下、０．４以下のいずれの許容レベルであってもよい。
【００３３】
得られる広帯域パルス光の波長スペクトルを安定させるため、種光源であるパルス光源１１０は、種光として出射されるパルス光のタイミングジッタを、１０ｐｓ以下、２００ｆｓ以下、さらには１００ｆｓ以下に抑えることが可能である。また、パルス光源１１０は、種光として出射されるパルス光の強度変動を、３ｄＢ以下、１ｄＢ以下、０．５ｄＢ以下、さらには０．１ｄＢ以下に抑えることが可能である。パルス光源１１０は、種光として出射されるパルス光中心周波数変動を、５ｎｍ以下、１ｎｍ以下、さらには０．１ｎｍ以下に抑えることが可能である。加えて、パルス光源１１０は、種光として出射されるパルス光のパルス幅変動を、１０ｐｓ以下、１ｐｓ以下、５００ｆｓ以下、２００ｆｓ以下、さらには１００ｆｓ以下に抑えることが可能である。なお、これらパルス光のタイミングジッタ、強度変動、パルス幅変動の計測時間は、２秒間、６０秒間、１時間、２４時間、３０日間、さらには１年間のいずれかである。
【００３４】
上述のような出力パルス特性を有するパルス光源１１０と組み合わせて当該光源装置１００を構成可能な高非線形ファイバ１３０は、波長１５５０ｎｍの諸特性として、３×１０−２０ｍ２／Ｗ以上の非線形屈折率ｎ２と、３０μｍ２以下の実効断面積Ａｅｆｆと、７／Ｗ／ｋｍ以上の非線形定数γと、１０ｄＢ／ｍ以下の伝送損失と、１０ｐｓ・ｋｍ−１／２以下の偏波モード分散ＰＭＤと、６．２μｍ以下のモードフィールド径ＭＦＤと、直径２０ｍｍで曲げられたときに１０ｄＢ／ｍ以下の曲げ損失と、そして、直径４０ｍｍで曲げられたときに１ｄＢ／ｍ以下の曲げ損失を有するのが好ましい。さらに、広帯域光生成ファイバは、１ｋｍ以下のファイバ長と、ファイバ長２ｍにおいて１．７μｍ以下のカットオフ波長λｃと、１．５μｍ以下のケーブルカットオフ波長λｃｃを有するのが好ましい。
【００３５】
特に、非線形屈折率ｎ２は、３×１０−２０ｍ２／Ｗ以上、４．０×１０−２０ｍ２／Ｗ以上、５．０×１０−２０ｍ２／Ｗ以上のいずれの許容レベルであってもよい。なお、ここでｎ２は直線偏波の入力光に対しての値である。実効断面積Ａｅｆｆは、３０μｍ２以下、２０μｍ２以下、１０μｍ２以下のいずれの許容レベルであってもよい。非線形定数γは、７／Ｗ／ｋｍ以上、１０／Ｗ／ｋｍ以上、２０／Ｗ／ｋｍ以上のいずれの許容レベルであってもよい。伝送損失は、１０×１０３ｄＢ／ｋｍ（＝１０ｄＢ／ｍ）以下、１０ｄＢ／ｋｍ以下、１ｄＢ／ｋｍ以下、０．５ｄＢ／ｋｍ以下のいずれの許容レベルであってもよい。偏波モード分散ＰＭＤは、１０ｐｓ・ｋｍ−１／２以下、１ｐｓ・ｋｍ−１／２以下、０．５ｐｓ・ｋｍ−１／２以下、０．１ｐｓ・ｋｍ−１／２以下のいずれの許容レベルであってもよい。モードフィールド径ＭＦＤは、６．２μｍ以下、５μｍ以下、４μｍ以下のいずれの許容レベルであってもよい。直径２０ｍｍで曲げられたときの曲げ損失は、１０ｄＢ／ｍ以下、１ｄＢ／ｍ以下のいずれの許容レベルであってもよい。さらに、直径４０ｍｍで曲げられたときの曲げ損失は、１ｄＢ／ｍ以下であればよい。
【００３６】
また、高非線形ファイバ１３０の長さは、１ｋｍ以下、１００ｍ以下、１０ｍ以下、さらには１ｍ以下のいずれであってもよい。また、ファイバ長２ｍにおけるカットオフ波長λｃは、１．７μｍ以下、１．５μｍ以下、１．３μｍ以下のいずれであってもよい。ケーブルカットオフ波長λｃｃは、１．５μｍ以下、１．３μｍ以下のいずれであってもよい。
【００３７】
上述のファイバパラメータの組み合わせは、上述のように列挙されたそれぞれの許容レベルを任意に組み合わせることにより決定される。
【００３８】
高非線形ファイバ１３０は、図３中の領域（ａ）に示されたように、コイルに巻かれている。このとき、コイル外径は出来る限り小さい方がよく、望ましくは直径１２０ｍｍ以下である。また、高非線形ファイバ１３０が曲げ損失に強い場合、直径６０ｍｍ以下にすることも可能である。コイル内径はコイルの高さとの関係で決まるが、直径６０ｍｍ以下、好ましくは３０ｍｍ以下である。これにより実用上十分な小型化が図れる。さらにコイル内径を直径２０ｍｍ以下まで小さくすることができれば、十分長く非線形ファイバを巻きつつコイル外径を６０ｍｍ以下にすることができ、現在の光通信で用いられている送受信器に組み込むなど、多くの応用分野への展開が期待できる。コイルの材料は、アルミや銅などの金属が安定かつ高信頼性を得る上で好ましいが、樹脂などであってもよい。また、高非線形ファイバ１３０は、コイルではなく、ゲルなどの樹脂中に沈めた形で固定されてもよい。なお、コイルは、胴やつば部など必要箇所に外部温度に対する処置が施されているのが望ましい。この場合、胴の部分は熱膨張係数が他の部分よりも小さい材質でコイルが構成されたり、コイル自体が熱伝導率の低い材料で構成される。これにより、温度変化による高非線形ファイバ１３０の伝送損失や偏波モード分散ＰＭＤ、波長分散の変動が効果的に回避され得る。
【００３９】
図４は、この発明に係る光源装置への高非線形ファイバの第１適用例を説明するための図である。この図４の例では、波長１５５０ｎｍにおける波長分散が長手方向に沿って増加している分散増加ファイバＤＩＦ１３０ａ（Dispersion Increasing Fiber）が、広帯域光生成ファイバとして適用されており、ＤＩＦ１３０ａによる広帯域光生成は以下のように実現される。
【００４０】
通常、ＤＩＦ１３０ａの場合、超広帯域光は発生されないことが知られている。また、負分散ファイバ領域中ではスペクトルがリニアチャープ特性を示すことも知られている。ＤＩＦ１３０ａに適当な特性のパルス光が入射されることで、低雑音のリニアチャープパルスが後段の正分散ファイバ領域で圧縮され、パルス幅の狭い広帯域光が得られる。なお、このＤＩＦ１３０ａの場合も、後述のプリチャープや入力パルスの波形処理をパルス入射前に施すことにより、パルス波形の制御も可能になる。また、このようなＤＩＦ１３０ａは一連長（unitary）であっても互いに波長分散特性の異なる複数のファイバで構成されてもよい。
【００４１】
図５は、この発明に係る光源装置への高非線形ファイバの第２適用例を説明するための図である。この図５中の領域（ａ）では、波長１５５０ｎｍにおける波長分散が長手方向に沿って増加及び減少を繰り返している分散マネージメントファイバ１３０ｂが、広帯域光生成ファイバとして適用されており、この分散マネージメントファイバ１３０ｂによる広帯域光生成は以下のように実現される。
【００４２】
すなわち、所望の出力パワー、周波数帯域幅、スペクトル形状を有するパルス光を得ようとする場合、入力パルス条件を変えるのみならず、広帯域光生成ファイバの分散の長手方向制御も重要になる。この第２適用例では、まず、負分散ファイバ領域で入力パルス光の波長スペクトルを広げ、その後、正分散ファイバ領域をパルス光が伝搬することでパルス圧縮が起こり、さらに分散が減少しているファイバ領域でソリトン断熱圧縮に近い状態でパルス圧縮が促進する。そして、再び分散が負まで到達したファイバ領域で、さらに周波数帯域を広げた後、所望のパルス幅が得られるように正分散ファイバ領域でのパルス圧縮が行われている。この場合、ファイバ１３０ｂ中の伝送損失が高くても中間でパルス圧縮が行われる領域が該ファイバ１３０ｂ内に設けられているので、効率的に出力パルス光における波長スペクトルの拡大が実現される。
【００４３】
なお、この第２適用例に示された分散マネージメントファイバ１３０ｂは、領域（ａ）に示されたように一連長（unitary）であってもよいが、領域（ｂ）に示されたように互いに波長分散特性の異なる複数のファイバで構成されてもよい。
【００４４】
図６は、この発明に係る光源装置におけるパルス光源のチャープ制御を説明するための図である。このチャープ制御は、図３中の領域（ｂ）に示されたように、制御部１６０が行う。ここで、領域（ａ）は、パルス光源１１０から出射されるパルス光の波形を示す。また、パルス光源１１０から出射されるパルス光には、領域（ｂ）〜（ｇ）に示されたいずれのチャープが与えられてもよい。以下、チャープ制御されたパルス光が高非線形ファイバに入射された場合の該パルス光の変化を図７を用いて説明する。
【００４５】
まず、チャープ制御されたパルス光が入射されると、高非線形ファイバ１３０内の自己位相変調（SPM: Self-Phase Modulation）によりチャープは低減していく（高非線形ファイバ１３０におけるＡ地点）。このとき、パルス波形は高非線形ファイバ１３０内である程度の距離を伝搬していく間維持される。その後、ＳＰＭがさらに増加し、正の波長分散との関係によりパルス圧縮が起こる（高非線形ファイバ１３０におけるＢ地点）。その結果、パルス光のピークパワーが高くなることにより広帯域パルス光が生成され、高非線形ファイバ１３０の光出射端から生成された広帯域パルス光が出射される。
【００４６】
なお、図８は、この発明に係る光源装置への高非線形ファイバの第３適用例を説明するための図である。この第３適用例では、ＤＤＦ１が広帯域光生成ファイバとして適用されているが、このＤＤＦ１が適用された場合であっても、パルス光源１１０から出射されるパルス光のチャープを制御することにより所望の広帯域パルス光が安定的に得られることを説明するために例として示されている。
【００４７】
このチャープ制御も、図３中の領域（ｂ）に示されたように、制御部１６０がパルス光源１１０に対して行われる。ＤＤＦ１の場合、所望の波長スペクトルを有する広帯域パルス光を得るためには、ＤＤＦ１に入射されるパルス光の条件が一意に決められてしまう問題がある。例えば、ファイバに応じて入力パルスのパワー条件も決められるため、該ファイバから出射される広帯域パルス光のパワーを自由に設定することが難しかった。しかしながら、入力パルスのチャープを制御することで、入力パルスのパワーに対する要求特性を緩和させることができ、ＤＤＦ１から出射される広帯域パルス光のパワー範囲を拡大することができる。また、ＤＤＦ１に入射されるパルス光の波形を制御することにより、ＤＤＦ１から出射される広帯域パルス光の特性を制御することも可能である。これは、任意にパルス波形を歪ませることも含まれる。なお、チャープ制御が行われていないパルス光が、種光としてＤＤＦ１に入射された場合、該ＤＤＦ１から出射される広帯域パルス光の波長スペクトルは、図８中の領域（ｂ）に示されたように、歪んでしまう（平坦度が著しく低下する）。
【００４８】
図９は、この発明に係る光源装置に適用可能な高非線形ファイバ（パルス光源１１０に好適に組み合わせ可能な光学特性を有する高非線形ファイバ）の構造を示す断面図及び屈折率プロファイルである。
【００４９】
広帯域光生成用ファイバはとして、高非線形ファイバ１３０は、領域（ａ）に示されたように、所定軸に沿って延びたコア領域１３１と、該コア領域１３１の外周に設けられたクラッド領域１３２を備える。領域（ｂ）は、領域(a)に示された断面構造を有する高非線形ファイバ１３０の屈折率プロファイルであり、この屈折率プロファイル９１０において、領域９１１は、コア領域１３１に相当する部分の屈折率を示し、領域９１２はクラッド領域１３２に相当する部分に屈折率を示す。
【００５０】
また、クラッド領域１３２は、互いに屈折率の異なる複数領域から構成されてもよく、この場合、高非線形ファイバ１３０は、領域（ｃ）〜（ｅ）に示された屈折率プロファイル９２０〜９４０のいずれかを備えてもよい。なお、屈折率プロファイル９２０は、コア領域１３１と、二重クラッド構造を有するクラッド領域１３２により実現される。すなわち、屈折率プロファイル９２０は、コア領域１３１と、コア領域１３１の外周に設けられかつ該コア領域１３１よりも低い屈折率を有する第1クラッドと、第1クラッドの外周に設けられかつ該第1クラッドよりも高い屈折率を有する第２クラッドにより実現される。したがって、屈折率プロファイル９２０において、領域９２１はコア領域１３１に相当する部分の屈折率、領域９２２は第1クラッドに相当する部分の屈折率、そして、領域９２３は第２クラッドに相当する部分の屈折率を示す。
【００５１】
同様に、屈折率プロファイル９３０は、コア領域１３１と、三重クラッド構造を有するクラッド領域１３２により実現される。すなわち、屈折率プロファイル９３０は、コア領域１３１と、コア領域１３１の外周に設けられかつ該コア領域１３１よりも低い屈折率を有する第1クラッドと、第1クラッドの外周に設けられかつ該第1クラッドよりも高い屈折率を有する第２クラッドと、第２クラッドの外周に設けられかつ該第２クラッドよりも低い屈折率を有する第３クラッドにより実現される。したがって、屈折率プロファイル９３０において、領域９３１はコア領域１３１に相当する部分の屈折率、領域９３２は第1クラッドに相当する部分の屈折率、領域９３３は第２クラッドに相当する部分の屈折率、そして、領域９３４は第３クラッドに相当する部分の屈折率を示す。
【００５２】
また、屈折率プロファイル９４０は、コア領域１３１と、四重クラッド構造を有するクラッド領域１３２により実現される。すなわち、屈折率プロファイル９４０は、コア領域１３１と、コア領域１３１の外周に設けられかつ該コア領域１３１よりも低い屈折率を有する第1クラッドと、第1クラッドの外周に設けられかつ該第1クラッドよりも高い屈折率を有する第２クラッドと、第２クラッドの外周に設けられかつ該第２クラッドよりも低い屈折率を有する第３クラッドと、第３クラッドの外周に設けられかつ該第３クラッドよりも高い屈折率を有する第４クラッドにより実現される。したがって、屈折率プロファイル９４０において、領域９４１はコア領域１３１に相当する部分の屈折率、領域９４２は第1クラッドに相当する部分の屈折率、領域９４３は第２クラッドに相当する部分の屈折率、領域９４４は第３クラッドに相当する部分の屈折率、そして、領域９４５は第４クラッドに相当する部分の屈折率を示す。
【００５３】
図１０は、図９に示された高非線形ファイバの諸元（その１）をまとめた表である。
【００５４】
この図１０に示されたパラメータにおいて、伝送損失（ｄＢ／ｋｍ）は、少なくとも４つの許容レベルが認められ、非線形屈折率ｎ２（ｍ２／Ｗ）は、３つの許容レベルが認められている。さらに、実効断面積Ａｅｆｆ（μｍ２）は、３つの許容レベル、モードフィールド径ＭＦＤ（μｍ）は、３つの許容レベル、非線形定数γ（／Ｗ／ｋｍ）は３つの許容レベル、偏波モード分散ＰＭＤ（ｐｓ・ｋｍ−１／２）は４つの許容レベル、直径２０ｍｍでの曲げ損失（ｄＢ／ｍ）は２つの許容レベル、直径４０ｍｍでの曲げ損失（ｄＢ／ｍ）は１つの許容レベル、２ｍ長でのカットオフ波長λｃ（μｍ）は３つの許容レベル、ケーブルカットオフ波長λｃｃ（μｍ）は２つの許容レベル、そして、ファイバ長は４つの許容レベルがそれぞれ認められている。なお、これらパラメータの許容レベルは任意に選択可能であり、当該光源装置に適用可能な広帯域光生成用ファイバに適したファイバ特性としては、各パラメータについて任意に選択された許容レベルの組み合わせにより決定される。
【００５５】
ここで、高非線形ファイバ１３０が、１０×１０３ｄＢ／ｋｍ（＝１０ｄＢ／ｍ）の伝送損失を有する光ファイバであれば、数ｋＷ以上のピークパワーを有するパルス光が入射される場合、ファイバ長が１ｍ程度であれば十分に非線形光学現象の発現が期待されるレベルである。入力パルス光のパワーが低い場合、ファイバ長を長くする必要があるが、１００ｍを超えると、伝送損失は１０ｄＢ／ｋｍ以下である必要がある。また、パルス幅の広いパルス光が入射される場合、非線形性の低いファイバでは１ｋｍ以上の長さが必要になることも多く、この場合、伝送損失は１ｄＢ／ｋｍ以下が好ましい。伝送損失が０．５ｄＢ／ｋｍ以下であれば、ファイバによる損失効果はほとんど考慮する必要がなくなるため、設計が容易になる。非線形性の観点からは、非線形屈折率ｎ２は３．０×１０−２０ｍ２／Ｗ以上、好ましくは４．０×１０−２０ｍ２／Ｗ以上、さらに好ましくは５．０×１０−２０ｍ２／Ｗ以上、実効断面積Ａｅｆｆは３０μｍ２以下、好ましくは２０μｍ２以下、さらに好ましくは１０μｍ２以下、非線形定数γは７／Ｗ／ｋｍ以上、好ましくは１０／Ｗ／ｋｍ以上、さらに好ましくは２０／Ｗ／ｋｍ以上である。このような条件は、平坦性に優れた広帯域の白色光を生成するために要求される。
【００５６】
一方、高非線形ファイバ１３０をコイルに小さく巻くためには、モードフィールド径ＭＦＤが６．２μｍ以下、好ましくは５μｍ以下であれば、直径４０ｍｍでの曲げにも十分な耐性を有するようになり、さらにモードフィールド径ＭＦＤが４μｍ以下であれば、直径２０ｍｍでの曲げでも十分に使用可能になる。同じ理由により、直径２０ｍｍでの曲げ損失には、１０ｄＢ／ｍ以下であることが望まれるが、この許容レベルが満たされることにより、コイルの小型化だけでなく、当該高非線形ファイバ１３０自身の局所曲げによる損失増加の危険性も低減される。さらに、曲げ損失が１ｄＢ／ｍ以下であれば、曲げによる損失増加をほとんど考慮する必要がなくなるため、設計がより容易になる。
【００５７】
２ｍのカットオフ波長λｃは、１．７μｍ以下であるのが好ましい。これにより、小型コイルに数１００ｍ以上ファイバが巻かれたときでも、１．５５μｍ波長帯において十分にシングルモード動作が確保され得る。また、２ｍカットオフ波長が１．５μｍ以下であれば、１．５５μｍ励起の場合における高次モードの発生及び伝搬を考慮する必要がなくなり、さらに１．３μｍ以下であれば、１３００ｎｍ以上の広帯域光の全波長成分についてシングルモード動作が保証される。また、ケーブルカットオフ波長λｃｃが１．５μｍ以下であれば、数１００ｍのファイバ使用時の高次モード励振が回避され、さらに１．３μｍ以下であれば、入力パルス光だけでなく出力パルス光のシングルモード動作も保証される。ファイバ長が１０００ｍ以下であれば、ファイバ特性の長手方向変動の影響が低減するため、製造負担が減しファイバ製造コストを低減することが可能になる。また、１００ｍ弱のファイバ長であれば、ファイバ特性が安定するため、ファイバ特性とパルス特性の調整が容易になる。さらにファイバ長が１０ｍ以下であれば、ファイバ特性の長手方向の変動はほとんど考慮する必要がなくなるため、さらに光源設計が容易になる。ファイバ長が１ｍ以下であれば、ラマンなどの他の非線形光学現象の影響を低減でき、選択的に非線形光学現象を活用した光源設計の難易度の緩和、雑音特性の改善、さらには外部環境の影響による変動要因の抑圧など、多くの利点がある。
【００５８】
図１１は、第１実施例に係る光源装置から出射されたパルス光のスペクトルである。なお、用意された高非線形ファイバ１３０は、１ｋｍのファイバ長を有するとともに、波長１５５０ｎｍの光学特性として、２０／Ｗ／ｋｍの非線形定数γ、０．３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散を有する。また、この高非線形ファイバ１３０に入射されるパルス光のパルス幅は、３ｐｓであり、そのパルスエネルギーは１００ｐＪである。この場合、得られる広帯域パルス光（高非線形ファイバ１３０から出射された出力パルス光）の波長スペクトルは、図１１中の領域（ａ）に示されたように、２００ｎｍの波長帯域に亘って平坦度が４ｄＢ以下の領域が存在している。
【００５９】
なお、この明細書において、波長スペクトルの平坦度は、一定の波長帯域において変動するパルス光強度の変動幅を意味し、図１１中の領域（ｂ）に示された広帯域パルス光の波長スペクトルの場合、入力パルス光の残留成分が重なってパルス強度が著しく変化する中心波長を含む波長帯域Ｗ１を除いた波長帯域Ｗ２ａ、Ｗ２ｂにおけるパルス光強度の変動幅を意味する。逆に、図１１中の領域（ｂ）に示された波長スペクトルにおいて、パルス光強度の変動幅（スペクトル平坦度）が所定値以下に抑えられている波長帯域の帯域幅は、（Ｗ２ａ＋Ｗ２ｂ）で与えられる。
【００６０】
図１２は、図９に示された高非線形ファイバの諸元（その２）をまとめた表である。この図１２に示されたように、パルス光源１１０に好適に組み合わせられる高非線形ファイバにおいて、波長１３８０ｎｍにおける伝送損失は、４つの許容レベルが認められ、具体的には、１０×１０３ｄＢ／ｋｍ（１０ｄＢ／ｍ）以下、２０ｄＢ／ｋｍ以下、５ｄＢ／ｋｍ以下、２ｄＢ／ｋｍ以下のいずれかを満たしている。波長１３００ｎｍにおける伝送損失は、４つの許容レベルが認められ、具体的には、１０×１０３ｄＢ／ｋｍ（１０ｄＢ／ｍ）以下、２０ｄＢ／ｋｍ以下、５ｄＢ／ｋｍ以下、１．５ｄＢ／ｋｍ以下のいずれかを満たしている。波長１６５０ｎｍにおける伝送損失は、４つの許容レベルが認められ、具体的には、１０×１０３ｄＢ／ｋｍ（１０ｄＢ／ｍ）以下、２０ｄＢ／ｋｍ以下、５ｄＢ／ｋｍ以下、１．５ｄＢ／ｋｍ以下のいずれかを満たしている。波長１７００ｎｍにおける非線形屈折率ｎ２は、３つの許容レベルが認められ、具体的には、２．５×１０−２０ｍ２／Ｗ以下、３．０×１０−２０ｍ２／Ｗ以下、４．０×１０−２０ｍ２／Ｗ以下のいずれかを満たしている。波長１７００ｎｍにおける実効断面積Ａｅｆｆは、３つの許容レベルが認められており、具体的には、４０μｍ２以下、３０μｍ２以下、２０μｍ２以下のいずれかを満たしている。さらに、波長１７００ｎｍにおけるモードフィールド径ＭＦＤは、３つの許容レベルが認められており、具体的には、６．２μｍ以下、５μｍ以下、４μｍ以下のいずれかを満たしている。波長１７００ｎｍにおける非線形定数γは、３つの許容レベルが認められており、具体的には、５／Ｗ／ｋｍ以上、７／Ｗ／ｋｍ以上、１４／Ｗ／ｋｍ以上、のいずれかを満たしている。トータル２次偏波モード分散ＰＭＤは、３つの許容レベルが認められており、具体的には、１０ｐｓ２以下、１ｐｓ２以下、０．１ｐｓ２以下、のいずれかを満たしている。波長１７００ｎｍにおいて直径２０ｍｍで曲げられたときの曲げ損失は、２つの許容レベルが認められており、具体的には、１０ｄＢ／ｍ以下、１ｄＢ／ｍ以下のいずれかを満たしている。なお、波長１７００ｎｍにおいて直径４０ｍｍで曲げられたときの曲げ損失は、１ｄＢ／ｍ以下の許容レベルのみ認められている。
【００６１】
図１３は、この発明に係る光源装置から出射されるパルス光の諸元をまとめた表である。なお、種光源であるパルス光源１１０の出力パルス特性は、ピークから１０ｄＢ又は２０ｄＢ低下するまでの周波数帯域幅が、５ＴＨｚ以上、１０ＴＨｚ以上、５０ＴＨｚ以上、１００ＴＨｚ以上のいずれかである。
【００６２】
また、得られる広帯域パルス光の波長スペクトルの平坦度は、６ｄＢ以下、３ｄＢ以下、２ｄＢ以下のいずれかである。広帯域パルス光の強度は、１ｍＷ以上、１０ｍＷ以上、５０ｍＷ以上のいずれかである。相対コヒーレント係数ｇ１２は、０．５以上、０．８以上、０．９以上のいずれかでよい。広帯域パルス光の波長スペクトル変動幅は、３００ｎｍ以下、１００ｎｍ以下、２０ｎｍ以下のいずれかである。さらに、広帯域パルス光の波長スペクトル強度変動は、１０ｄＢ以下、３ｄＢ以下、１ｄＢ以下のいずれかであればよい。また、上述のパラメータの取り得る数値が任意に組み合わせることが可能である。
【００６３】
さらに、高非線形ファイバ１３０から出力される広帯域パルス光のスペクトル半値全幅変動は、１ＴＨｚ以下、１００ＧＨｚ以下、１０ＧＨｚ以下のいずれかであればよい。広帯域パルス光のサイドモード抑圧比は、２０ｄＢ以上、３０ｄＢ以上、４０ｄＢ以上のいずれかであればよい。また、広帯域パルス光のペデスタルパルス抑圧比は、１０ｄＢ以上、２０ｄＢ以上、３０ｄＢ以上のいずれかでよい。広帯域パルス光の偏波クロストークは、１０ｄＢ以上、２０ｄＢ以上、２５ｄＢ以上のいずれかであればよい。
【００６４】
なお、図１４は、パルス光に関する用語を説明するための図である。この図１４において、領域（ａ）は、パルス幅（pulse duration）及びペデスタルパルス抑圧比（pedestal pulse suppression ratio）を示し、領域（ｂ）は、サイドモード抑圧比（side-mode suppression ratio）を示し、領域（ｃ）は、スペクトル幅（半値全幅ＦＷＨＭ）を示す。
【００６５】
（第２実施例）
図１５は、この発明に係る光源装置の第２実施例の構成を示す図である。この第２実施例に係る光源装置２００は、出射される広帯域パルス光のパワーをフィードバック制御する構成を有する。
【００６６】
すなわち、第２実施例に係る光源装置２００は、図１５中の領域（ａ）に示されたように、パルス光源２１０、レンズ２２０、結合ファイバ２４１、広帯域光生成ファイバとしての高非線形ファイバ（ＨＮＬＦ）２３０、バンドパスフィルタ２４２、分岐器２４５、制御部２６０を備える。なお、当該光源装置２００は、光ファイバ伝送路３００などの他の光学部品との接続を可能にするため、出力端に接続部分が斜めカットされたコネクタ２５０が配置されている。また、パルス光源２１０の出力パルス特性は、第１実施例におけるパルス光源１１０と同様であり、高非線形ファイバ２３０に要求される光学特性も、第１実施例における高非線形ファイバ１３０と同様である。
【００６７】
パルス光源２１０と結合ファイバ２４１は、レンズ２２０を介して結合されており、その結合損失は３ｄＢ以下、好ましくは１ｄＢ以下である。このように、結合損失を３ｄＢ以下に抑えることで、当該光源装置２００の出力低下を回避することができる。換言すれば、低コスト励起光源を適用することで得られるレーザ最大出力は１００ｍＷ程度である一方、高非線形ファイバ２３０への入力パワーが５０ｍＷ以上でないと十分な広帯域パルス光を得ることができないからである。さらに、結合損失を１ｄＢ以下に抑えると、光増幅器なしに数１００ｎｍの波長帯域を有する広帯域パルス光が得られる。なお、意図的に高非線形ファイバ２３０への入力パルス光パワーを高めるためには、第１実施例と同様に、結合ファイバ２４１として増幅用ファイバが配置されてもよい。もちろん、光増幅器が結合ファイバ２４１と高非線形ファイバ２３０の間に挿入されてもよい。
【００６８】
結合ファイバ２４１は、パルス光源２１０のレーザ出力と高非線形ファイバ２３０とを光学的に結合する。このように、結合ファイバ２４１を別途用意することにより低い結合損失化が期待できる。一方、結合ファイバ２４１と高非線形ファイバ２３０とは接続点Ｃにおいて融着されるのが好ましい。低損失で高非線形ファイバ２３０へ種光（パルス光）を導くことが可能になるからである。
【００６９】
また、分岐器２４５で分岐された広帯域パルス光の一部は、その出力パワーが制御部２６０によりモニタされる。制御部２６０は、このモニタ結果に基づいて、パルス光源２１０の出力パルス特性を制御する。このように、出射される広帯域パルス光のモニタ情報を種光源であるパルス光源２１０にフィードバックすることで、パルス光源２１０の出力パルス特性を安定させることができる。すなわち、パルス光源２１０から出射される種光（パルス光）が有する雑音やジッタよりも小さい雑音特性を有する安定した光源装置が実現可能になる。さらに、分岐器２４５は、出射される広帯域光のうち、実使用条件で活用されない波長帯の光成分をフィルタリングし、そのパワーを制御部２６０でモニタすることも可能である。これにより、使用波長帯域の光成分はできるだけ高いパワーで使用可能になり、広帯域光の利用効率が向上する。
【００７０】
なお、他の構成例として、図１５中の領域（ｂ）に示されたように、高非線形ファイバ２３０は、結合ファイバを排除した状態でパルス光源２１０にレンズ２２０を介して光学的に結合されてもよい。この場合、レンズ２２０を介して高非線形ファイバ２３０とパルス光源２１０とが直接結合されるため、結合ファイバ２４１が配置されたときに発生するパルス特性の変化を考慮する必要がなくなる。
【００７１】
なお、高非線形ファイバ２３０とパルス光源２１０とがレンズ２２０を介して直接接続される場合、該高非線形ファイバ２３０の少なくとも一方の端部は、コア径が拡大されているのが好ましい。結合損失の低減が可能になるからである。また、上記特許文献２のようにパルス光源２１０がファイバ出力端を有する場合には、該パルス光源２１０の出力端と高非線形ファイバ２３０の光入射端は、結合損失の低減、高効率の広帯域光生成、接続部分での異常発生回避のため、融着接続されるのが好ましい。
【００７２】
図１６は、第２実施例に係る光源装置に適用可能な種々のパルス光源の構成を示す図である。
【００７３】
図１６中の領域（ａ）は、上記非特許文献１に記載されたモード同期ファイバレーザで構成されたパルス光源２１０ａの構成が示されている。このパルス光源２１０ａは、励起光源としてのＬＤ１５０１、ファラデー回転子ミラー１５０２、カプラ１５０３、増幅用ファイバとしてのエルビウム添加ファイバ１５０４（ＥＤＦ）、レンズ１５０５、ファラデー回転子１５０６、波長板１５０７、偏向器１５０８、ファラデー回転子１５０２との間で共振器を構成するハーフミラー１５０９とを備える。
【００７４】
このようなパルス光源２１０ａは、簡単な構成で実現できるため、小型化可能であり、ファイバ系とは低損失で結合可能である。また、このパルス光源２１０ａでは、光ファイバＥＤＦ１５０４が増幅媒体になっているため、光増幅に寄与する光路長を長くすることが可能である。なお、図１６中の領域（ａ）に示されたパルス光源２１０ａでは、増幅用ファイバ１５０４としてＥＤＦが適用されているが、Ｙｂ添加ファイバが適用されてもよい。また、ＥＤＦが適用される場合であっても、増幅媒体であるＥＤＦの両端にミラーを配置することで、ＥＤＦリングレーザも実現可能である。ＥＤＦリングレーザは、レーザキャビティ長を制御するための制御部を備えるのが好ましい。なお、レーザキャビティ長の制御は、ピエゾ素子による制御やプリズムを用いた制御、可動式ミラーを用いて実現可能である。
【００７５】
図１６中の領域（ｂ）に示されたパルス光源２１０ｂは、ナノ秒以下の高速応答特性を有する過飽和吸収体がレーザキャビティ内に配置された光源である。この場合、安定的にモード同期発振可能な光源が容易にかつ低コストで実現され得る。また、このパルス光源２１０ｂは、ナノ秒以下の応答特性を有することから、ナノ秒以下の短パルス光を生成することができる。
【００７６】
具体的に、パルス光源２１０ｂは、半導体過飽和吸収体ミラー（ＳＥＳＡＭ：Semiconductor Saturable Absorber mirror）を用いた、上記特許文献３記載の光源に類似した構造を有する。この場合、安定的にモード同期発振が可能な構造を、容易にかつ低コストで実現することができる。パルス光源２１０ｂは、２つの励起光源としてＬＤ２５０１ａ、２５０１ｂを有する。ＬＤ２５０１ａから出射された励起光は、レンズ２５０２ａ、２５０２ｂ、ダイクロイックミラー２５０４ａを介して励起媒体２５０３に照射される。一方、ＬＤ２５０１ｂから出射された励起光は、レンズ２５０２ｄ、プリズム２５０５、レンズ２５０２ｃを通過してダイクロイックミラー２５０４ｂに到達し、このダイクロイックミラー２５０４ｂから励起媒体２５０３に照射される光と凹面鏡２５０６ａ、２５０６ｂを介して半導体過飽和吸収体ミラー２５０７に到達する光に分離される。励起媒体２５０３のＬＤ２５０１ａ側端面と半導体過飽和吸収体ミラー２５０７の反射面とでレーザキャビティが構成されており、最終的にダイクロイックミラー２５０４ａによって分離された光が種光として出射される。
【００７７】
なお、レーザキャビティ内に配置される過飽和吸収体としては、大量生産が容易に実現可能であり、低コスト化が期待できる半導体過飽和吸収体が好ましい。また、原料費が安く、製造コストの低減を可能にするカーボンナノチューブも適用可能である。
【００７８】
一方、外部からの電磁波などの雑音混在を回避させるためは、レーザキャビティ内が電気的にシールドされるのが好ましい。レーザキャビティ自体がハーメティックシールド又はそれに準ずる保護構造が設けられてもよい。外部からの水混入などによる長期信頼性の低下やレーザ発振特性へのダメージを回避するためである。さらに、レーザキャビティ内の振動を補償する構造が設けられることにより、パルス光源２１０ｂの長期間に亘る安定動作も可能である。制御部は、このようなレーザキャビティの一部又は全体を温度制御、湿度制御するのが好ましい（図１６中の領域（ｂ）参照）。パルス光源２１０ｂの長期間に亘る安定動作が可能になるからである。
【００７９】
また、この第２実施例に係る光源装置２００では、出力端に配置されたコネクタは、接続部分が斜めカットされている。これは、接続部分の温度上昇、端面のダスト焼き付きなどの異常発生による当該光源装置２００のダメージを回避するためのである。
【００８０】
次に、図１６中の領域（ｃ）に示されたパルス光源２１０ｃには、外部からの電気信号によりパルス光源２１０ｃ自体の制御が可能にするため、電気光学変調器が適用されている。すなわち、このパルス光源２１０ｃは、励起光を供給するＬＤ３５０１と、光学系を構成するレンズ３５０２ａ、３５０２ｂ、３５０２ｃと、レンズ３５０２ｂ、３５０２ｃの間に配置された電気光学変調器３５０３を備える。なお、電気光学変調器３５０３としては、ニオブ酸リチウムなどの電気光学結晶などが、電気光学効果が大きく、かつ効率がよい点で優れている。このような電気光学結晶が適用される場合、電気光学変調器は、反射膜３５０３ｃが設けられた基板３５０３ｂで電気光学結晶層３５０３ａを挟むことにより構成できる。ただし、電気光学変調器としては、小型化や集積化を考慮して、半導体光アンプが適用されてもよい。
【００８１】
図１７は、第２実施例に係る光源装置における光学的結合状態を説明するための図である。
【００８２】
この図１７中の領域（ａ）には、端面が光軸ＡＸに直交する平面に対して角度θだけ斜めにカットた結合ファイバ２４１が、レンズ２２０を介してパルス光源２１０と光学的に結合された状態を示す。なお、結合ファイバ２４１は、コア領域２４１ａと、該コア領域２４１ａの外周に設けられたクラッド領域２４１ｂを備える。通常、結合ファイバの光入射端で反射された光は、レーザキャビティ内に戻り、レーザ発振の不安定化を引き起こす要因となっていた。そこで、結合ファイバ２４１の光入射端面を斜めカットすることで、領域（ａ）に示された結合状態では、反射角度が変えられている。特に、数ｐｓ以下の短パルス光では、この戻り光が問題となるケースがあり、斜めカットの効果は大きい。また、斜めカットの角度は、５°以上であればよい。レーザ発振の不安定化が顕著になる角度だからである。さらに、斜めカットの角度は、ブリュースター角であるのが好ましい。レーザ発振の不安定化を最大限に回避可能だからである。
【００８３】
一方、パルス光源２１０と光学的に結合される結合ファイバ２４１の光入射端面は、図１７中の領域（ｂ）に示されたように、レンズ２４１ｃであってもよい。この場合、外部結合系のレンズに要求される特性が緩和されたり、レンズの数を減らしたり、結合系構築作業などが緩和されたりという効果が期待できる。
【００８４】
以上の本発明の説明から、本発明を様々に変形しうることは明らかである。そのような変形は、本発明の思想および範囲から逸脱するものとは認めることはできず、すべての当業者にとって自明である改良は、以下の請求の範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
この発明に係る光源装置は、光通信分野などの広帯域パルス光源への適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】ＳＣ光生成の原理を説明するための図である。
【図２】従来の光源装置における課題を説明するための図である。
【図３】この発明に係る光源装置の第１実施例の構成を示す図である。
【図４】この発明に係る光源装置への高非線形ファイバの第１適用例を説明するための図である。
【図５】この発明に係る光源装置への高非線形ファイバの第２適用例を説明するための図である。
【図６】この発明に係る光源装置におけるパルス光源のチャープ制御を説明するための図である。
【図７】チャープ制御されたパルス光の高非線形ファイバ中における変化を説明するための図である。
【図８】この発明に係る光源装置への高非線形ファイバの第３適用例を説明するための図である。
【図９】この発明に係る光源装置に適用可能な高非線形ファイバの構造を示す断面図及び屈折率プロファイルである。
【図１０】図９に示された高非線形ファイバの諸元をまとめた表である（その１）。
【図１１】第１実施例に係る光源装置から出射されたパルス光のスペクトルである。
【図１２】図９に示された高非線形ファイバの諸元をまとめた表である（その２）。
【図１３】この発明に係る光源装置から出射されるパルス光の諸元をまとめた表である。
【図１４】パルス光に関する用語を説明するための図である。
【図１５】この発明に係る光源装置の第２実施例の構成を示す図である。
【図１６】第２実施例に係る光源装置に適用可能な種々のパルス光源の構成を示す図である。
【図１７】第２実施例に係る光源装置における光学的結合状態を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８７】
１００、２００…光源装置、１１０、２１０、２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ…パルス光源、１３０、１３０ａ、１３０ｂ、２３０…高非線形ファイバ（広帯域光生成ファイバ）、１２０、２２０…レンズ、２４１…結合ファイバ。
【国際調査報告】
2006106669.tif 000019
2006106669.tif 000020
2006106669.tif 000021
2006106669.tif 000022