高次モードファイバの利用により生成された連続スペクトル光の圧縮
【課題】高出力、低ノイズの単一の光源から出射される連続スペクトル光をスペクトルスライスし、発生した複数の異なる超短波長信号をｆｓレベルまで圧縮する全ファイバ構成パルス圧縮技術を提供する。
【解決手段】本願発明は、所定の波長範囲の少なくとも一部に所定の分散を示す高次モード（ＨＯＭ）ファイバを含み、連続スペクトル光信号源によって導入される分散を補償するようＨＯＭファイバの分散を選択する。連続スペクトル光を従来型の連続スペクトル光源に関連する基底モードからパルス圧縮を実行するために用いるＨＯＭファイバによりサポートされる高次モードに変換すべく入力モード変換器を用いる。連続スペクトル信号の帯域幅をモード変換器の効果的な変換範囲とＨＯＭファイバの所望の分散特性の両方に関わる帯域幅に限定すべくバンドパスフィルタを用いる。
【解決手段】本願発明は、所定の波長範囲の少なくとも一部に所定の分散を示す高次モード（ＨＯＭ）ファイバを含み、連続スペクトル光信号源によって導入される分散を補償するようＨＯＭファイバの分散を選択する。連続スペクトル光を従来型の連続スペクトル光源に関連する基底モードからパルス圧縮を実行するために用いるＨＯＭファイバによりサポートされる高次モードに変換すべく入力モード変換器を用いる。連続スペクトル信号の帯域幅をモード変換器の効果的な変換範囲とＨＯＭファイバの所望の分散特性の両方に関わる帯域幅に限定すべくバンドパスフィルタを用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は連続スペクトル光源（ｃｏｎｔｉｎｕｕｍ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｏｕｒｃｅ）から圧縮された出力パルスの生成、より詳しくは、蓄積されたスペクトル位相を除去し、出力を超短光パルス（例えば、フェムト秒（ｆｓ）、一般にサブピコ秒）に圧縮するためにファイバベースの連続スペクトル光源と連結された一つ以上の高次モード（ＨＯＭ）ファイバ部分の利用に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ分野の用途として、高出力、低ノイズの広帯域光源（連続スペクトル光源）に特に関心が持たれている。例えば、目下「スペクトルスライス」、つまり複数の異なる波長の信号（例えば、波長分割多重（ＷＤＭ）信号）を発生させるために単一の光源を使用するということに向けた努力がなされている。したがって、そのような使い方は多数のレーザを単一の光源に置き換える潜在的な可能性を有している。他の用途としては、これに限られるものではないが、周波数測定、デバイスの特性付け、特殊ファイバの分散測定、および回折格子の伝送特性の測定を含む。これらいろいろな診断ツールのすべては、複数の異なる信号波長を生成することができる連続スペクトル光源の可用性によって大きく強化される。
【０００３】
一般に、連続スペクトル光（ｃｏｎｔｉｎｕｕｍ）の生成は光ファイバ内、導波路あるいは他のマイクロストラクチャーへの比較的高出力のレーザパルスの射出を含み、その場合レーザパルス列はファイバ内の非線形相互作用により顕著なスペクトルの広がりを呈する。通常、ｋｍ長のファイバ中で持続時間がピコ秒（１０−１２秒）のオーダーの光パルスを用いて行われる今日の連続スペクトル光生成の努力は不運にも生成プロセスにおいてコヒーレンス性の劣化を示している。
【０００４】
分散勾配が低く、かつ有効断面積が小さい、これ以降「高非線形ファイバ」、あるいはＨＮＬＦとして参照される、比較的新しい形式のゲルマニウムがドープされたシリカファイバが最近開発されている。ＨＮＬＦの非線形係数はコアの小さなマイクロストラクチャーファイバで得られるものよりまだ小さいが、ＨＮＬＦの小さな有効断面積により、係数は標準の伝送ファイバのそれよりも数倍大きい。ＨＮＬＦおよびフェムト秒ファイバレーザを使う連続スペクトル光の生成はさまざまな情報源から報告されている。あるひとつの従来技術による構成は互いに融着接続された数多くの個別の部分から成るＨＮＬＦで形成されるＨＮＬＦベースの連続スペクトル光源を利用していて、それぞれは光源の波長において異なる分散値、および５から１５平方ミクロンの間の有効断面積を有する。他の形式のＨＮＬＦベースの連続スペクトル光源はＨＮＬＦの分散値を修正するために生成後に処理を行い、生成された連続スペクトル光（ｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｃｏｎｔｉｎｕｕｍ）のスペクトルの境界をさらに広げる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６，７７５，４４７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
スペクトルスライスのある特別な用途においては、所望の「超短」（例えば、ｆｓ、あるいはサブピコ秒）出力パルス幅を達成するために連続スペクトル光生成プロセスの間に蓄積されるスペクトルの位相が除去されねばならない。より詳しくは、ＨＮＬＦを経る信号伝播の間に生成される負の分散を無効にするために分散補償が必要とされる。過去においては、この分散補償は一対のプリズムのようなバルクの光構成部品を用いることによって達成されている。バルクの光学要素を必要とせず、「全ファイバ」による解法を備えることが好ましい。しかし、短波長（つまり、約１３００ｎｍ−１４００ｎｍにおけるＨＮＬＦのゼロ分散波長よりも短い波長）において、ＨＮＬＦを出る連続スペクトル光は負にチャープされていて、再圧縮のために正分散ファイバを必要とする。短波長においてファイバ中に正分散を達成することは難しく、通常、マイクロストラクチャーファイバ、あるいはフォトニックバンドギャップファイバを必要とする。しかし、これらのファイバは両方とも比較的小さい、５−１０μｍ２のオーダーの有効断面積Ａｅｆｆを有するので、結果として非線形性の悪影響を受ける。
【０００７】
したがって、連続スペクトル光源からスペクトル的にスライスされた要素をｆｓレベルにまで圧縮するための全ファイバ構成の技術に対する必要性がいまだにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
従来技術にいまだにある必要性が本発明によって対処され、それは連続スペクトル光源から圧縮された出力パルスの生成、より詳しくは蓄積されたスペクトル位相を除去し、出力を超短（例えば、ｆｓ）パルスに圧縮するために連続スペクトル光源と連結されたひとつ、あるいはそれ以上の高次モード（ＨＯＭ）ファイバ部分の利用に関する。
【０００９】
本発明によれば、ＨＯＭファイバが連続スペクトル光源の出力部に配されて、蓄積されたスペクトル位相の少なくとも一部を除去する（つまり、連続スペクトル光の生成の間に蓄積される位相の特性に依存して符号が正、あるいは負である分散補償を行なう）ために使用され、それによって所望のパルス圧縮を生じる。ＨＯＭファイバは、例えば所定の波長範囲にわたる正分散領域で、波長の関数として所定の分散特性（大きさ、および勾配）を示す。（長周期グレーティング（ＬＰＧ）などの）入力モード変換器がＨＯＭファイバの入力部に配され、伝播するモードを、連続スペクトル光出力部における基底モードＬＰ０１からＨＯＭファイバによりサポートされる（ＬＰ０２などの）高次モードに変換する。また、入力モード変換器は強いモード変換をもたらす所定の動作帯域幅を有する。信号経路に沿ってバンドパスフィルタが配され、ＨＯＭファイバの所望の分散特性、および強いモード変換ができる入力モード変換器領域の両方に関わる好ましい範囲を超える波長成分を除去することによって、分散補償され、圧縮された出力パルスをもたらす。ＨＯＭファイバの長さは、光位相、およびプリチャープの線形、および非線形光源の両方を補償するために必要とされる分散補償の量によって決定される。
【００１０】
本発明の実施例によれば、バンドパスフィルタは連続スペクトル光源の出力部に配され、入力モード変換器に帯域幅が限定された連続スペクトル信号を渡す。この場合、入力変換器、およびＨＯＭファイバの好ましい動作領域を超える連続スペクトル光出力のスペクトル領域はさらに信号経路に沿って伝播することを阻止される。
【００１１】
他の実施例において、バンドパスフィルタがＨＯＭファイバの出力部に配され、分散補償されなかった残りの波長成分を出力パルスの流れから除去するために使われて、分散補償され、圧縮された出力パルスだけをもたらす。
【００１２】
本発明のさらに別の実施例において、第二のモード変換器（例えば、ＬＰＧ）がＨＯＭファイバの出力部に配されて、必要であれば圧縮されたパルスのモードを再変換して基底のＬＰ０１に戻す。この場合においては、バンドパスフィルタは第二のモード変換器の使用可能な帯域幅も考慮に入れる。
【００１３】
本発明の他の更なる実施例が以下の一連の議論の間に、かつ付属する図面の参照によって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明によるＨＯＭファイバベースのパルス圧縮を含む実例的な連続スペクトル光源を図解する。
【図２】非線形光システムからの実例的な連続スペクトル光出力のグラフである。
【図３】ＨＯＭファイバの実例的な部分の分散特性のグラフであって、関心のある波長範囲に沿う正分散の領域を示す。
【図４】ＨＯＭファイバにサポートされるＬＰ０２モード光信号の像である。
【図５】本発明の他の実施例を示し、図１の実施例に出力モード変換器を導入している。
【図６】本発明のさらに別の実施例を示し、非線形光システムの出力部に直列に配される一対の（異なる帯域幅の）バンドパスフィルタを利用している。
【図７】バンドパスフィルタがＨＯＭファイバの出力部に配される本発明の実施例を示す。
【図８】図７の実施例の変形を示し、ＨＯＭファイバとバンドパスフィルタとの間に出力モード変換器を導入している。
【図９】本発明の特別な構成を示し、入力、および出力モード変換器として一対の長周期グレーティング（ＬＰＧ）を用いている。
【図１０】図５のシステムに沿った波長１５５０ｎｍにおけるフェムト秒パルスから生成される連続スペクトル光に得られる伝送スペクトルをプロットしたグラフである。
【図１１ａ】本発明のＨＯＭモジュール内の圧縮前の自己相関信号のプロットを含む図である。
【図１１ｂ】本発明のＨＯＭモジュール内の圧縮後の自己相関信号のプロットを含む図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は本発明により連続スペクトル光源の出力部においてパルス圧縮をもたらす実例的な構成を図解している。この特定の実施例において、実例的な連続スペクトル光源は、非線形光システム１２に結合されたフェムト秒（ｆｓ）エルビウムレーザパルス源１０を含む。実例的なレーザパルス源は、例えば、繰返し率３３ＭＨｚ、平均パワー７ｍＷ、半値全幅（ＦＷＨＭ）パルス幅１８８ｆｓで１５８０ｎｍの入力波長においてパルスを生成する。実例的な非線形光システムは高非線形ファイバ（ＨＮＬＦ）部分から成る。この図には示されていないが、システム１２に入射する信号のパワーを増強するために、レーザ１０と非線形光システム１２との間の信号経路にファイバ増幅器が含まれてもよい。
【００１６】
光システム１２の非線形特性は、伝播するパルスに程度が異なる色分散をもたらし、その結果、例えば、８５０ｎｍから２．７μｍ以上の波長範囲に広がる連続スペクトル光出力を生成することが知られている。図２はパルス源１０と非線形光システム１２との組合せによって生成される実例的な連続スペクトル光を図解している。この実例的な全ファイバ連続スペクトル光源の完全な説明が、この出願の譲受人に譲渡され、参照のためここに引用される、２００４年８月１０日にＪ．Ｗ．Ｎｉｃｈｏｌｓｏｎ他に交付された米国特許６，７７５，４４７に見出される。
【００１７】
上に述べたように、図２に示される連続スペクトル光はその後スペクトルに沿って異なる波長で複数の超短パルスに「スライス」される。これらの波長スライスは高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）などの用途における使用に適していて、単一のレーザ源から複数の異なる波長源を生成することが可能である。また、スライスされたパルスは元の発生パルスと一時的に同期するので、連続スペクトル光のスペクトルスライスは好都合でもある。しかし、超短パルス幅を達成するために、連続スペクトル光生成の間に非線形光システム１２に沿って蓄積されるスペクトルの位相（正または負の分散）が除去（あるいは少なくとも部分的に除去）されねばならない。ｐｓ／ｎｍ−ｋｍとして表される分散は入力、および出力信号の間に位相のずれとして測定されるものである。分散勾配、つまり、光信号の経路に沿う分散の変化の割合、は非線形光システム１２の出力部に存在する信号の特性に影響を与える他の要因である。分散、および分散勾配のいずれもが連続スペクトル光生成に使われる非線形光システムのある特定のパラメータによって特長付けられる。
【００１８】
本発明により、一片の高次モード（ＨＯＭ）ファイバ２０が生成された連続スペクトル光に分散を導入するために使われ、それは非線形光システム１２の出力部に存在する分散、少なくともその一部、を補償するために所望する度合いの分散（および関連する分散勾配）をもたらすように選択される長さＬのＨＯＭファイバ２０である。大多数で、かつ目下興味のある波長の場合、生成される連続スペクトル光は初期段階で正常（負）分散を示すので、ＨＯＭファイバ２０は異常（正）分散をもたらすように構成される。非線形光システム１２の出力部に存在する分散の勾配はしばしば無視されるパラメータであるが、信号がシステム１２を経て伝播するときの位相の展開に関する情報をもたらす。したがって、ＨＯＭファイバ２０の特性は入力としてそれに加えられる信号に存在する分散勾配に本質的に適合するように設計される。
【００１９】
ＨＯＭファイバは、ある波長範囲において高い、正分散（例えば、１０８０ｎｍにおける＋５５ｐｓ／ｎｍ−ｋｍの分散Ｄ）を示し、従来のパルス圧縮技術により得られるＡｅｆｆよりも数倍大きい有効断面積（Ａｅｆｆ）（一般に、ＨＯＭファイバのＡｅｆｆは従来技術に対する５−１０μｍ２に比較して、４０−５０μｍ２のオーダーである）を有するとして知られている。ある状況においては、連続スペクトル光は異常分散を示すので、ＨＯＭファイバ部分は超短パルスが生成されるように十分な量の負分散を導入するように構成されるということが理解されるべきである。
【００２０】
図３は、正分散の生成に関連する波長範囲（λ１−λ２）（つまり、約９００ｎｍから１２００ｎｍ）を示す陰をつけた部分Ａで、ＨＯＭファイバの実例的な部分によって示される分散を描いている。正分散の特定の領域はＨＯＭファイバの特性パラメータと関連しているので、正分散の波長範囲を生成される連続スペクトル光の波長範囲と互いに関連するように調整されてもよい。
【００２１】
図４は、実例的なＨＯＭファイバ内の高次モード信号（この場合、ＬＰ０２モード）として伝播する光信号の写真である。この実例的なファイバに対して、有効断面積（Ａｅｆｆ）は動作波長１０８０ｎｍについて約４４μｍ２であると測定された。本発明の目的に対して、ＨＯＭファイバのこれらの両方の特性（所望の波長範囲における正分散、および比較的大きな有効断面積）はパルス圧縮構成が達成され、連続スペクトル光源と共に使用されることを可能にする。
【００２２】
非線形光システム１２からの出力連続スペクトル光は基底ＬＰ０１モード信号として伝播されるので、伝播する基底ＬＰ０１モードをＨＯＭファイバ２０によってサポートされる高次モードに遷移させるためにモード変換器が本発明の構成に必要とされる。図１において、伝播する信号のエネルギーを基底モードからＨＯＭファイバ２０に関わる高次モード（例えば、ＬＰ０２モード）に移すために、入力モード変換器２４が非線形光システム１２の出力部とＨＯＭ２０の入力部との間に配される。入力モード変換器２４は図１で（λａ−λｂ）として示される、強いモード変換が起こる波長範囲をも示す。図１にはＨＯＭファイバ２０と入力モード変換器２４の組合せがＨＯＭモジュール２６を形成するとして示される。
【００２３】
図２の連続スペクトル光のスペクトルをＨＯＭファイバ２０の分散特性と比較すると、ＨＯＭファイバ２０が正分散をもたらす波長範囲（λ1−λ2）（図２において範囲Ｂとして示される波長範囲（λ１−λ２））は、生成される連続スペクトル光の波長範囲よりも小さい。さらに、入力モード変換器２４の中でＬＰ０２モードに結合されず、ＬＰ０１モードに留まっている光は伝播し続け、ＨＯＭファイバ２０を通過するにつれて（好ましくない）分散蓄積の増加を示す。もっとも強いモード変換が生じる波長範囲（λａ−λｂ）が図２において範囲Ｃとして示される。示される値は実例的な例であり、現実に、λａはλ１よりも小さく、かつ／あるいはλｂはλ２よりも大きい場合がある。
【００２４】
したがって、本発明により、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２２がパルス圧縮装置に含まれ、ＨＯＭファイバ２０の正分散特性に関わる波長範囲（λ１−λ２）、および入力モード変換器の動作帯域幅（λａ−λｂ）よりも大きくない帯域幅（λｉ−λｉｉ）を有するように選択される。この関係は以下のように表される。
λｉ≧λ１、λａ、および
λｉｉ≦λ２、λｂ
ＢＰＦ２２の実例的な通過帯域（λｉ−λｉｉ）が図２に陰をつけた部分Ｄとして示される。明らかに、より狭い帯域幅が使われてもよいが、しかしより狭い帯域幅は出力部により長い圧縮パルスを出す。バンドパスフィルタ２２は、グレーティングフィルタ、バルクの光デバイス、あるいはそれに類するものなど任意の適当な形式のフィルタを含む場合がある。
【００２５】
図１の特定の実施例においては、ＢＰＦ２２は非線形光システム１２と入力モード変換器２４との間に配される。したがって、ＢＰＦ２２は入力モード変換器２４への入力として加えられる連続スペクトル光の信号の波長範囲を制限し、ＨＯＭファイバ２０内へ連続して伝播する不要なＬＰ０１モードの光を排除する。また、ＢＰＦ２２の帯域幅はＨＯＭ２０内の正分散の波長領域に一致するように選択されるので、ＨＯＭ２０に加えられる信号はパルス圧縮が生じるときに分散補償される。
【００２６】
図５は、図１の構成を用いる本発明の他の実施例を示し、この場合、出力モード変換器２８がＨＯＭモジュール２６に含まれ、ＨＯＭファイバ２０の出力部に配される。第二のモード変換器が含まれることにより、圧縮された出力パルスの基底モード（ＬＰ０１）信号への再変換をもたらす。出力モード変換器２８は波長範囲（λａ２−λｂ２）にわたって強いモード変換を表すとして示され、それは入力モード変換器２４の波長範囲とは異なる場合がある。出力モード変換器が採用される状況においては、好ましい通過帯域範囲を選択するときに、このデバイスの特性も考慮に入れて、ＢＰＦ２２が構成されることが好ましい。
【００２７】
図６は、非線形光システム１２とＨＯＭファイバ２０との間に直列に配される一対のバンドパスフィルタを利用する本発明の特定の実施例を示す。特に、この実施例は、例えば１０５０−１５００ｎｍの通過帯域（λｉ１−λｉｉ１）を示す第一のバンドパスフィルタ、および例えば１０５０−１０８０ｎｍの通過帯域（λｉ２−λｉｉ２）を示す第二のより狭いバンドパスフィルタ３２を含むとして示される。バンドパスフィルタ３０、および３２は非線形光システム１２の出力部とモード変換器２４への入力部との間に直列に配される。したがって、入力モード変換器２４はバンドパスフィルタ３２のより狭い１０５０−１０８０ｎｍ帯域幅内で強いモード変換をもたらすように構成される。これら特定のフィルタの通過帯域の値、また、、（単一のフィルタ、あるいはより多数のフィルタの代わりに）一対のフィルタの使用は、単に実例的な例であり、さまざまな他のインライン型フィルタ構成がＨＯＭパルス圧縮モジュールに加えられる信号の帯域幅を適切に限定するために使われてよいということが理解されるべきである。
【００２８】
図７は本発明の他の実施例を示し、この場合、ＢＰＦ２２はＨＯＭファイバ２０の出力部に配される。なんら先にフィルタを通すことない場合、ＨＯＭファイバ２０の出力パルスは、正分散に関わる分散補償された圧縮パルス（つまり、波長範囲（λ１−λ２）内）、および、さらなる負分散を経験した、おそらく基底モード信号である剰余信号の両方を含む。この場合、ＢＰＦ２２は信号の剰余部分の更なる伝播を阻止する通過帯域を有し、分散補償され、圧縮されたパルスだけが装置を出て行けるように選択される。図５の実施例のように、さらに図７の実施例は、出力モード変換器２８の先に配されるＢＰＦ２２を有する出力モード変換器を含むように構成されてよい。図８は、出力モード変換器２８の先に位置するＢＰＦ２２を有する、入力モード変換器２４、および出力モード変換器２８の両方を利用する本発明の実例的なパルス圧縮構成を図解している。この場合、ＢＰＦ２２は、強いモード変換が生じる出力モード変換器２８の帯域幅（λａ２−λｂ２）も考慮に入れる帯域幅を示す。
【００２９】
図９は、図５に図解される本発明の実施例の特定な構成を示す。この構成において、入力、および出力モード変換器２４、２８は長周期グレーティング（ＬＰＧ）の形を取る。モード変換器としてＬＰＧを使用することは、ＬＰＧが光ファイバ部分に直接的に形成され、著しい信号損失をもたらすことなくＨＯＭファイバ１２の終端に溶融接続されるために本発明の好ましい実施例であると考えられる。
【００３０】
図１０は、図９の実施例について非線形光システム１２の出力部からＨＯＭモジュール２６の出力部へのパルス圧縮の生成をグラフ化している。プロットＩは非線形光システム１２の出力部におけるスペクトルを図解している。プロットＩＩはフィルタ３０および３２を使用することにより生成される狭いスペクトルである。最後に、プロットＩＩＩはＨＯＭモジュール２６の出力部におけるスペクトルを示す。
【００３１】
フィルタを通した連続スペクトル光の自己相関もＨＯＭモジュール２６の入力、および出力部において測定され、その結果が図１１に示される。詳しくは、図１１（ａ）はＨＯＭモジュール２６への入力部における自己相関を図解し、図１１（ｂ）はＨＯＭモジュール２６の出力部における自己相関を図解する。図１１（ａ）のプロットで、時間目盛はピコ秒（ｐｓ）で測定されるとして示され、自己相関は幅が数ピコ秒であると示される。それに対して、図１１（ｂ）の自己相関パルスの時間目盛はフェムト秒（ｆｓ）で測定され、幅が約９８ｆｓであるとして示されて、それは６６ｆｓパルスＦＷＨＭの値に一致する。これらの結果は分散値Ｄが＋５５ｐｓ／ｎｍ−ｋｍ、かつ有効断面積Ａｅｆｆが４４μｍ２であるＨＯＭファイバ２０と関連している。他の値の分散、および有効断面積が使われてもよいが、どのような場合でも本発明にしたがい形成されるＨＯＭモジュールはいろいろな形式の連続スペクトル光源に対してパルス圧縮を実行することが出来るということが理解されるべきである。
【００３２】
このように述べられた発明から、発明の実施例は多くのやり方で変えられてよい。そのような変更は本発明の精神、および範囲から逸脱するものであると見なされるべきではなく、当業者に明らかであるすべてのそのような修正は以下の請求の範囲内に含まれるものであると意図されるものである。
【符号の説明】
【００３３】
１０ フェムト秒（ｆｓ）エルビウムレーザパルス源
１２ 非線形光システム
２０ ＨＯＭファイバ
２２ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
２４ 入力モード変換器
２６ ＨＯＭモジュール
２８ 出力モード変換器
３０、３２ バンドパスフィルタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は連続スペクトル光源（ｃｏｎｔｉｎｕｕｍ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｏｕｒｃｅ）から圧縮された出力パルスの生成、より詳しくは、蓄積されたスペクトル位相を除去し、出力を超短光パルス（例えば、フェムト秒（ｆｓ）、一般にサブピコ秒）に圧縮するためにファイバベースの連続スペクトル光源と連結された一つ以上の高次モード（ＨＯＭ）ファイバ部分の利用に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ分野の用途として、高出力、低ノイズの広帯域光源（連続スペクトル光源）に特に関心が持たれている。例えば、目下「スペクトルスライス」、つまり複数の異なる波長の信号（例えば、波長分割多重（ＷＤＭ）信号）を発生させるために単一の光源を使用するということに向けた努力がなされている。したがって、そのような使い方は多数のレーザを単一の光源に置き換える潜在的な可能性を有している。他の用途としては、これに限られるものではないが、周波数測定、デバイスの特性付け、特殊ファイバの分散測定、および回折格子の伝送特性の測定を含む。これらいろいろな診断ツールのすべては、複数の異なる信号波長を生成することができる連続スペクトル光源の可用性によって大きく強化される。
【０００３】
一般に、連続スペクトル光（ｃｏｎｔｉｎｕｕｍ）の生成は光ファイバ内、導波路あるいは他のマイクロストラクチャーへの比較的高出力のレーザパルスの射出を含み、その場合レーザパルス列はファイバ内の非線形相互作用により顕著なスペクトルの広がりを呈する。通常、ｋｍ長のファイバ中で持続時間がピコ秒（１０−１２秒）のオーダーの光パルスを用いて行われる今日の連続スペクトル光生成の努力は不運にも生成プロセスにおいてコヒーレンス性の劣化を示している。
【０００４】
分散勾配が低く、かつ有効断面積が小さい、これ以降「高非線形ファイバ」、あるいはＨＮＬＦとして参照される、比較的新しい形式のゲルマニウムがドープされたシリカファイバが最近開発されている。ＨＮＬＦの非線形係数はコアの小さなマイクロストラクチャーファイバで得られるものよりまだ小さいが、ＨＮＬＦの小さな有効断面積により、係数は標準の伝送ファイバのそれよりも数倍大きい。ＨＮＬＦおよびフェムト秒ファイバレーザを使う連続スペクトル光の生成はさまざまな情報源から報告されている。あるひとつの従来技術による構成は互いに融着接続された数多くの個別の部分から成るＨＮＬＦで形成されるＨＮＬＦベースの連続スペクトル光源を利用していて、それぞれは光源の波長において異なる分散値、および５から１５平方ミクロンの間の有効断面積を有する。他の形式のＨＮＬＦベースの連続スペクトル光源はＨＮＬＦの分散値を修正するために生成後に処理を行い、生成された連続スペクトル光（ｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｃｏｎｔｉｎｕｕｍ）のスペクトルの境界をさらに広げる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６，７７５，４４７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
スペクトルスライスのある特別な用途においては、所望の「超短」（例えば、ｆｓ、あるいはサブピコ秒）出力パルス幅を達成するために連続スペクトル光生成プロセスの間に蓄積されるスペクトルの位相が除去されねばならない。より詳しくは、ＨＮＬＦを経る信号伝播の間に生成される負の分散を無効にするために分散補償が必要とされる。過去においては、この分散補償は一対のプリズムのようなバルクの光構成部品を用いることによって達成されている。バルクの光学要素を必要とせず、「全ファイバ」による解法を備えることが好ましい。しかし、短波長（つまり、約１３００ｎｍ−１４００ｎｍにおけるＨＮＬＦのゼロ分散波長よりも短い波長）において、ＨＮＬＦを出る連続スペクトル光は負にチャープされていて、再圧縮のために正分散ファイバを必要とする。短波長においてファイバ中に正分散を達成することは難しく、通常、マイクロストラクチャーファイバ、あるいはフォトニックバンドギャップファイバを必要とする。しかし、これらのファイバは両方とも比較的小さい、５−１０μｍ２のオーダーの有効断面積Ａｅｆｆを有するので、結果として非線形性の悪影響を受ける。
【０００７】
したがって、連続スペクトル光源からスペクトル的にスライスされた要素をｆｓレベルにまで圧縮するための全ファイバ構成の技術に対する必要性がいまだにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
従来技術にいまだにある必要性が本発明によって対処され、それは連続スペクトル光源から圧縮された出力パルスの生成、より詳しくは蓄積されたスペクトル位相を除去し、出力を超短（例えば、ｆｓ）パルスに圧縮するために連続スペクトル光源と連結されたひとつ、あるいはそれ以上の高次モード（ＨＯＭ）ファイバ部分の利用に関する。
【０００９】
本発明によれば、ＨＯＭファイバが連続スペクトル光源の出力部に配されて、蓄積されたスペクトル位相の少なくとも一部を除去する（つまり、連続スペクトル光の生成の間に蓄積される位相の特性に依存して符号が正、あるいは負である分散補償を行なう）ために使用され、それによって所望のパルス圧縮を生じる。ＨＯＭファイバは、例えば所定の波長範囲にわたる正分散領域で、波長の関数として所定の分散特性（大きさ、および勾配）を示す。（長周期グレーティング（ＬＰＧ）などの）入力モード変換器がＨＯＭファイバの入力部に配され、伝播するモードを、連続スペクトル光出力部における基底モードＬＰ０１からＨＯＭファイバによりサポートされる（ＬＰ０２などの）高次モードに変換する。また、入力モード変換器は強いモード変換をもたらす所定の動作帯域幅を有する。信号経路に沿ってバンドパスフィルタが配され、ＨＯＭファイバの所望の分散特性、および強いモード変換ができる入力モード変換器領域の両方に関わる好ましい範囲を超える波長成分を除去することによって、分散補償され、圧縮された出力パルスをもたらす。ＨＯＭファイバの長さは、光位相、およびプリチャープの線形、および非線形光源の両方を補償するために必要とされる分散補償の量によって決定される。
【００１０】
本発明の実施例によれば、バンドパスフィルタは連続スペクトル光源の出力部に配され、入力モード変換器に帯域幅が限定された連続スペクトル信号を渡す。この場合、入力変換器、およびＨＯＭファイバの好ましい動作領域を超える連続スペクトル光出力のスペクトル領域はさらに信号経路に沿って伝播することを阻止される。
【００１１】
他の実施例において、バンドパスフィルタがＨＯＭファイバの出力部に配され、分散補償されなかった残りの波長成分を出力パルスの流れから除去するために使われて、分散補償され、圧縮された出力パルスだけをもたらす。
【００１２】
本発明のさらに別の実施例において、第二のモード変換器（例えば、ＬＰＧ）がＨＯＭファイバの出力部に配されて、必要であれば圧縮されたパルスのモードを再変換して基底のＬＰ０１に戻す。この場合においては、バンドパスフィルタは第二のモード変換器の使用可能な帯域幅も考慮に入れる。
【００１３】
本発明の他の更なる実施例が以下の一連の議論の間に、かつ付属する図面の参照によって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明によるＨＯＭファイバベースのパルス圧縮を含む実例的な連続スペクトル光源を図解する。
【図２】非線形光システムからの実例的な連続スペクトル光出力のグラフである。
【図３】ＨＯＭファイバの実例的な部分の分散特性のグラフであって、関心のある波長範囲に沿う正分散の領域を示す。
【図４】ＨＯＭファイバにサポートされるＬＰ０２モード光信号の像である。
【図５】本発明の他の実施例を示し、図１の実施例に出力モード変換器を導入している。
【図６】本発明のさらに別の実施例を示し、非線形光システムの出力部に直列に配される一対の（異なる帯域幅の）バンドパスフィルタを利用している。
【図７】バンドパスフィルタがＨＯＭファイバの出力部に配される本発明の実施例を示す。
【図８】図７の実施例の変形を示し、ＨＯＭファイバとバンドパスフィルタとの間に出力モード変換器を導入している。
【図９】本発明の特別な構成を示し、入力、および出力モード変換器として一対の長周期グレーティング（ＬＰＧ）を用いている。
【図１０】図５のシステムに沿った波長１５５０ｎｍにおけるフェムト秒パルスから生成される連続スペクトル光に得られる伝送スペクトルをプロットしたグラフである。
【図１１ａ】本発明のＨＯＭモジュール内の圧縮前の自己相関信号のプロットを含む図である。
【図１１ｂ】本発明のＨＯＭモジュール内の圧縮後の自己相関信号のプロットを含む図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は本発明により連続スペクトル光源の出力部においてパルス圧縮をもたらす実例的な構成を図解している。この特定の実施例において、実例的な連続スペクトル光源は、非線形光システム１２に結合されたフェムト秒（ｆｓ）エルビウムレーザパルス源１０を含む。実例的なレーザパルス源は、例えば、繰返し率３３ＭＨｚ、平均パワー７ｍＷ、半値全幅（ＦＷＨＭ）パルス幅１８８ｆｓで１５８０ｎｍの入力波長においてパルスを生成する。実例的な非線形光システムは高非線形ファイバ（ＨＮＬＦ）部分から成る。この図には示されていないが、システム１２に入射する信号のパワーを増強するために、レーザ１０と非線形光システム１２との間の信号経路にファイバ増幅器が含まれてもよい。
【００１６】
光システム１２の非線形特性は、伝播するパルスに程度が異なる色分散をもたらし、その結果、例えば、８５０ｎｍから２．７μｍ以上の波長範囲に広がる連続スペクトル光出力を生成することが知られている。図２はパルス源１０と非線形光システム１２との組合せによって生成される実例的な連続スペクトル光を図解している。この実例的な全ファイバ連続スペクトル光源の完全な説明が、この出願の譲受人に譲渡され、参照のためここに引用される、２００４年８月１０日にＪ．Ｗ．Ｎｉｃｈｏｌｓｏｎ他に交付された米国特許６，７７５，４４７に見出される。
【００１７】
上に述べたように、図２に示される連続スペクトル光はその後スペクトルに沿って異なる波長で複数の超短パルスに「スライス」される。これらの波長スライスは高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）などの用途における使用に適していて、単一のレーザ源から複数の異なる波長源を生成することが可能である。また、スライスされたパルスは元の発生パルスと一時的に同期するので、連続スペクトル光のスペクトルスライスは好都合でもある。しかし、超短パルス幅を達成するために、連続スペクトル光生成の間に非線形光システム１２に沿って蓄積されるスペクトルの位相（正または負の分散）が除去（あるいは少なくとも部分的に除去）されねばならない。ｐｓ／ｎｍ−ｋｍとして表される分散は入力、および出力信号の間に位相のずれとして測定されるものである。分散勾配、つまり、光信号の経路に沿う分散の変化の割合、は非線形光システム１２の出力部に存在する信号の特性に影響を与える他の要因である。分散、および分散勾配のいずれもが連続スペクトル光生成に使われる非線形光システムのある特定のパラメータによって特長付けられる。
【００１８】
本発明により、一片の高次モード（ＨＯＭ）ファイバ２０が生成された連続スペクトル光に分散を導入するために使われ、それは非線形光システム１２の出力部に存在する分散、少なくともその一部、を補償するために所望する度合いの分散（および関連する分散勾配）をもたらすように選択される長さＬのＨＯＭファイバ２０である。大多数で、かつ目下興味のある波長の場合、生成される連続スペクトル光は初期段階で正常（負）分散を示すので、ＨＯＭファイバ２０は異常（正）分散をもたらすように構成される。非線形光システム１２の出力部に存在する分散の勾配はしばしば無視されるパラメータであるが、信号がシステム１２を経て伝播するときの位相の展開に関する情報をもたらす。したがって、ＨＯＭファイバ２０の特性は入力としてそれに加えられる信号に存在する分散勾配に本質的に適合するように設計される。
【００１９】
ＨＯＭファイバは、ある波長範囲において高い、正分散（例えば、１０８０ｎｍにおける＋５５ｐｓ／ｎｍ−ｋｍの分散Ｄ）を示し、従来のパルス圧縮技術により得られるＡｅｆｆよりも数倍大きい有効断面積（Ａｅｆｆ）（一般に、ＨＯＭファイバのＡｅｆｆは従来技術に対する５−１０μｍ２に比較して、４０−５０μｍ２のオーダーである）を有するとして知られている。ある状況においては、連続スペクトル光は異常分散を示すので、ＨＯＭファイバ部分は超短パルスが生成されるように十分な量の負分散を導入するように構成されるということが理解されるべきである。
【００２０】
図３は、正分散の生成に関連する波長範囲（λ１−λ２）（つまり、約９００ｎｍから１２００ｎｍ）を示す陰をつけた部分Ａで、ＨＯＭファイバの実例的な部分によって示される分散を描いている。正分散の特定の領域はＨＯＭファイバの特性パラメータと関連しているので、正分散の波長範囲を生成される連続スペクトル光の波長範囲と互いに関連するように調整されてもよい。
【００２１】
図４は、実例的なＨＯＭファイバ内の高次モード信号（この場合、ＬＰ０２モード）として伝播する光信号の写真である。この実例的なファイバに対して、有効断面積（Ａｅｆｆ）は動作波長１０８０ｎｍについて約４４μｍ２であると測定された。本発明の目的に対して、ＨＯＭファイバのこれらの両方の特性（所望の波長範囲における正分散、および比較的大きな有効断面積）はパルス圧縮構成が達成され、連続スペクトル光源と共に使用されることを可能にする。
【００２２】
非線形光システム１２からの出力連続スペクトル光は基底ＬＰ０１モード信号として伝播されるので、伝播する基底ＬＰ０１モードをＨＯＭファイバ２０によってサポートされる高次モードに遷移させるためにモード変換器が本発明の構成に必要とされる。図１において、伝播する信号のエネルギーを基底モードからＨＯＭファイバ２０に関わる高次モード（例えば、ＬＰ０２モード）に移すために、入力モード変換器２４が非線形光システム１２の出力部とＨＯＭ２０の入力部との間に配される。入力モード変換器２４は図１で（λａ−λｂ）として示される、強いモード変換が起こる波長範囲をも示す。図１にはＨＯＭファイバ２０と入力モード変換器２４の組合せがＨＯＭモジュール２６を形成するとして示される。
【００２３】
図２の連続スペクトル光のスペクトルをＨＯＭファイバ２０の分散特性と比較すると、ＨＯＭファイバ２０が正分散をもたらす波長範囲（λ1−λ2）（図２において範囲Ｂとして示される波長範囲（λ１−λ２））は、生成される連続スペクトル光の波長範囲よりも小さい。さらに、入力モード変換器２４の中でＬＰ０２モードに結合されず、ＬＰ０１モードに留まっている光は伝播し続け、ＨＯＭファイバ２０を通過するにつれて（好ましくない）分散蓄積の増加を示す。もっとも強いモード変換が生じる波長範囲（λａ−λｂ）が図２において範囲Ｃとして示される。示される値は実例的な例であり、現実に、λａはλ１よりも小さく、かつ／あるいはλｂはλ２よりも大きい場合がある。
【００２４】
したがって、本発明により、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２２がパルス圧縮装置に含まれ、ＨＯＭファイバ２０の正分散特性に関わる波長範囲（λ１−λ２）、および入力モード変換器の動作帯域幅（λａ−λｂ）よりも大きくない帯域幅（λｉ−λｉｉ）を有するように選択される。この関係は以下のように表される。
λｉ≧λ１、λａ、および
λｉｉ≦λ２、λｂ
ＢＰＦ２２の実例的な通過帯域（λｉ−λｉｉ）が図２に陰をつけた部分Ｄとして示される。明らかに、より狭い帯域幅が使われてもよいが、しかしより狭い帯域幅は出力部により長い圧縮パルスを出す。バンドパスフィルタ２２は、グレーティングフィルタ、バルクの光デバイス、あるいはそれに類するものなど任意の適当な形式のフィルタを含む場合がある。
【００２５】
図１の特定の実施例においては、ＢＰＦ２２は非線形光システム１２と入力モード変換器２４との間に配される。したがって、ＢＰＦ２２は入力モード変換器２４への入力として加えられる連続スペクトル光の信号の波長範囲を制限し、ＨＯＭファイバ２０内へ連続して伝播する不要なＬＰ０１モードの光を排除する。また、ＢＰＦ２２の帯域幅はＨＯＭ２０内の正分散の波長領域に一致するように選択されるので、ＨＯＭ２０に加えられる信号はパルス圧縮が生じるときに分散補償される。
【００２６】
図５は、図１の構成を用いる本発明の他の実施例を示し、この場合、出力モード変換器２８がＨＯＭモジュール２６に含まれ、ＨＯＭファイバ２０の出力部に配される。第二のモード変換器が含まれることにより、圧縮された出力パルスの基底モード（ＬＰ０１）信号への再変換をもたらす。出力モード変換器２８は波長範囲（λａ２−λｂ２）にわたって強いモード変換を表すとして示され、それは入力モード変換器２４の波長範囲とは異なる場合がある。出力モード変換器が採用される状況においては、好ましい通過帯域範囲を選択するときに、このデバイスの特性も考慮に入れて、ＢＰＦ２２が構成されることが好ましい。
【００２７】
図６は、非線形光システム１２とＨＯＭファイバ２０との間に直列に配される一対のバンドパスフィルタを利用する本発明の特定の実施例を示す。特に、この実施例は、例えば１０５０−１５００ｎｍの通過帯域（λｉ１−λｉｉ１）を示す第一のバンドパスフィルタ、および例えば１０５０−１０８０ｎｍの通過帯域（λｉ２−λｉｉ２）を示す第二のより狭いバンドパスフィルタ３２を含むとして示される。バンドパスフィルタ３０、および３２は非線形光システム１２の出力部とモード変換器２４への入力部との間に直列に配される。したがって、入力モード変換器２４はバンドパスフィルタ３２のより狭い１０５０−１０８０ｎｍ帯域幅内で強いモード変換をもたらすように構成される。これら特定のフィルタの通過帯域の値、また、、（単一のフィルタ、あるいはより多数のフィルタの代わりに）一対のフィルタの使用は、単に実例的な例であり、さまざまな他のインライン型フィルタ構成がＨＯＭパルス圧縮モジュールに加えられる信号の帯域幅を適切に限定するために使われてよいということが理解されるべきである。
【００２８】
図７は本発明の他の実施例を示し、この場合、ＢＰＦ２２はＨＯＭファイバ２０の出力部に配される。なんら先にフィルタを通すことない場合、ＨＯＭファイバ２０の出力パルスは、正分散に関わる分散補償された圧縮パルス（つまり、波長範囲（λ１−λ２）内）、および、さらなる負分散を経験した、おそらく基底モード信号である剰余信号の両方を含む。この場合、ＢＰＦ２２は信号の剰余部分の更なる伝播を阻止する通過帯域を有し、分散補償され、圧縮されたパルスだけが装置を出て行けるように選択される。図５の実施例のように、さらに図７の実施例は、出力モード変換器２８の先に配されるＢＰＦ２２を有する出力モード変換器を含むように構成されてよい。図８は、出力モード変換器２８の先に位置するＢＰＦ２２を有する、入力モード変換器２４、および出力モード変換器２８の両方を利用する本発明の実例的なパルス圧縮構成を図解している。この場合、ＢＰＦ２２は、強いモード変換が生じる出力モード変換器２８の帯域幅（λａ２−λｂ２）も考慮に入れる帯域幅を示す。
【００２９】
図９は、図５に図解される本発明の実施例の特定な構成を示す。この構成において、入力、および出力モード変換器２４、２８は長周期グレーティング（ＬＰＧ）の形を取る。モード変換器としてＬＰＧを使用することは、ＬＰＧが光ファイバ部分に直接的に形成され、著しい信号損失をもたらすことなくＨＯＭファイバ１２の終端に溶融接続されるために本発明の好ましい実施例であると考えられる。
【００３０】
図１０は、図９の実施例について非線形光システム１２の出力部からＨＯＭモジュール２６の出力部へのパルス圧縮の生成をグラフ化している。プロットＩは非線形光システム１２の出力部におけるスペクトルを図解している。プロットＩＩはフィルタ３０および３２を使用することにより生成される狭いスペクトルである。最後に、プロットＩＩＩはＨＯＭモジュール２６の出力部におけるスペクトルを示す。
【００３１】
フィルタを通した連続スペクトル光の自己相関もＨＯＭモジュール２６の入力、および出力部において測定され、その結果が図１１に示される。詳しくは、図１１（ａ）はＨＯＭモジュール２６への入力部における自己相関を図解し、図１１（ｂ）はＨＯＭモジュール２６の出力部における自己相関を図解する。図１１（ａ）のプロットで、時間目盛はピコ秒（ｐｓ）で測定されるとして示され、自己相関は幅が数ピコ秒であると示される。それに対して、図１１（ｂ）の自己相関パルスの時間目盛はフェムト秒（ｆｓ）で測定され、幅が約９８ｆｓであるとして示されて、それは６６ｆｓパルスＦＷＨＭの値に一致する。これらの結果は分散値Ｄが＋５５ｐｓ／ｎｍ−ｋｍ、かつ有効断面積Ａｅｆｆが４４μｍ２であるＨＯＭファイバ２０と関連している。他の値の分散、および有効断面積が使われてもよいが、どのような場合でも本発明にしたがい形成されるＨＯＭモジュールはいろいろな形式の連続スペクトル光源に対してパルス圧縮を実行することが出来るということが理解されるべきである。
【００３２】
このように述べられた発明から、発明の実施例は多くのやり方で変えられてよい。そのような変更は本発明の精神、および範囲から逸脱するものであると見なされるべきではなく、当業者に明らかであるすべてのそのような修正は以下の請求の範囲内に含まれるものであると意図されるものである。
【符号の説明】
【００３３】
１０ フェムト秒（ｆｓ）エルビウムレーザパルス源
１２ 非線形光システム
２０ ＨＯＭファイバ
２２ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
２４ 入力モード変換器
２６ ＨＯＭモジュール
２８ 出力モード変換器
３０、３２ バンドパスフィルタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続スペクトル光信号のパルス圧縮を提供するシステムであって、
連続スペクトル光信号の少なくとも規定の帯域幅（λ１−λ２）にわたって予め定められた分散特性を示す高次モード（ＨＯＭ）ファイバの部分を含み、前記予め定められた分散特性が、前記連続スペクトル光信号の中に存在する蓄積されたスペクトル位相の少なくとも一部を補償するように選択され、前記ＨＯＭファイバの部分はその出力部において圧縮された光パルスを生成し、さらに、
前記連続スペクトル光信号の基底モードを規定の変換器帯域幅（λａ−λｂ）にわたって高次モード光信号に変換する、前記ＨＯＭファイバの部分への入力部に配置された入力モード変換器と、
分散補償され圧縮された光出力パルスを提供するために、前記連続スペクトル光信号を受信し且つ前記連続スペクトル光信号を帯域幅の範囲（λｉ−λｉｉ）に限定するバンドパスフィルタとを含み、前記λｉ及びλｉｉは、λｉ≧λ１、λａ及びλｉｉ≦λ２、λｂである、システム。
【請求項２】
前記バンドパスフィルタは複数のバンドパスフィルタをさらに含み、前記複数のバンドバスフィルタが、直列に配置され、その各々が異なる帯域幅を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
高次モードの圧縮された光パルスを基底モードの出力光信号に再変換する、前記ＨＯＭファイバの部分の出力部に結合された出力モード変換器をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記入力モード変換器が長周期グレーティング（ＬＰＧ）を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記バンドパスフィルタが前記入力モード変換器の入力部の前に配置される、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記バンドパスフィルタが前記ＨＯＭファイバの部分の出力部に配置される、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記ＨＯＭファイバがＬＰ０２モード信号をサポートする、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記ＨＯＭファイバが高次モードをサポートし、前記入力モード変換器は基底モードと高次モードとの間の変換を提供する、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
光信号を圧縮する方法であって、
ａ）連続スペクトル光信号を基底モードで生成するステップと、
ｂ）前記連続スペクトル光信号を動作波長範囲（λａ−λｂ）で高次モード信号に変換するステップと、
ｃ）ステップｂ）の変換された信号を、規定の帯域幅（λ１−λ２）に沿って存在する蓄積されたスペクトル位相を補償するよう選択された分散と長さとを有する高次モード（ＨＯＭ）ファイバの部分に射出するステップと、
ｄ）第一の規定された波長λｉよりも小さく、かつ第二の規定された波長λｉｉよりも大きい波長を除去するために前記光信号をフィルタリングするステップとを含み、前記λｉ及びλｉｉは、λｉ≧λ１、λａ及びλｉｉ≦λ２、λｂであり、さらに、
ｅ）前記ＨＯＭファイバの部分の出力部に圧縮された光パルスを生成するステップとを含む、方法。
【請求項１０】
前記ステップａ）が、
ｉ）入力光パルス列を生成するために第一の波長で動作する入力光パルス源を提供するステップと、
ｉｉ）入力光パルス列を高非線形ファイバ（ＨＮＬＦ）の部分に結合し、基底モードで連続スペクトル光信号を生成するステップとを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１】
連続スペクトル光信号のパルス圧縮を提供するシステムであって、
連続スペクトル光信号の少なくとも規定の帯域幅（λ１−λ２）にわたって予め定められた分散特性を示す高次モード（ＨＯＭ）ファイバの部分を含み、前記予め定められた分散特性が、前記連続スペクトル光信号の中に存在する蓄積されたスペクトル位相の少なくとも一部を補償するように選択され、前記ＨＯＭファイバの部分はその出力部において圧縮された光パルスを生成し、さらに、
前記連続スペクトル光信号の基底モードを規定の変換器帯域幅（λａ−λｂ）にわたって高次モード光信号に変換する、前記ＨＯＭファイバの部分への入力部に配置された入力モード変換器と、
分散補償され圧縮された光出力パルスを提供するために、前記連続スペクトル光信号を受信し且つ前記連続スペクトル光信号を帯域幅の範囲（λｉ−λｉｉ）に限定するバンドパスフィルタとを含み、前記λｉ及びλｉｉは、λｉ≧λ１、λａ及びλｉｉ≦λ２、λｂである、システム。
【請求項２】
前記バンドパスフィルタは複数のバンドパスフィルタをさらに含み、前記複数のバンドバスフィルタが、直列に配置され、その各々が異なる帯域幅を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
高次モードの圧縮された光パルスを基底モードの出力光信号に再変換する、前記ＨＯＭファイバの部分の出力部に結合された出力モード変換器をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記入力モード変換器が長周期グレーティング（ＬＰＧ）を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記バンドパスフィルタが前記入力モード変換器の入力部の前に配置される、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記バンドパスフィルタが前記ＨＯＭファイバの部分の出力部に配置される、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記ＨＯＭファイバがＬＰ０２モード信号をサポートする、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記ＨＯＭファイバが高次モードをサポートし、前記入力モード変換器は基底モードと高次モードとの間の変換を提供する、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
光信号を圧縮する方法であって、
ａ）連続スペクトル光信号を基底モードで生成するステップと、
ｂ）前記連続スペクトル光信号を動作波長範囲（λａ−λｂ）で高次モード信号に変換するステップと、
ｃ）ステップｂ）の変換された信号を、規定の帯域幅（λ１−λ２）に沿って存在する蓄積されたスペクトル位相を補償するよう選択された分散と長さとを有する高次モード（ＨＯＭ）ファイバの部分に射出するステップと、
ｄ）第一の規定された波長λｉよりも小さく、かつ第二の規定された波長λｉｉよりも大きい波長を除去するために前記光信号をフィルタリングするステップとを含み、前記λｉ及びλｉｉは、λｉ≧λ１、λａ及びλｉｉ≦λ２、λｂであり、さらに、
ｅ）前記ＨＯＭファイバの部分の出力部に圧縮された光パルスを生成するステップとを含む、方法。
【請求項１０】
前記ステップａ）が、
ｉ）入力光パルス列を生成するために第一の波長で動作する入力光パルス源を提供するステップと、
ｉｉ）入力光パルス列を高非線形ファイバ（ＨＮＬＦ）の部分に結合し、基底モードで連続スペクトル光信号を生成するステップとを含む、請求項９に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１ａ】
【図１１ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１ａ】
【図１１ｂ】
【公開番号】特開２０１１−５３６８８（Ｐ２０１１−５３６８８Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９３１０７（Ｐ２０１０−１９３１０７）
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（５０９０９４０３４）オーエフエス ファイテル，エルエルシー (44)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（５０９０９４０３４）オーエフエス ファイテル，エルエルシー (44)
【Ｆターム（参考）】
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