特許 5736178 電気短パルス発生装置およびそれを用いた光パルス発生装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5736178

(24)【登録日】2015年4月24日

(45)【発行日】2015年6月17日

(54)【発明の名称】電気短パルス発生装置およびそれを用いた光パルス発生装置

(51)【国際特許分類】

   H03K 12/00 20060101AFI20150528BHJP

   H01S 5/062 20060101ALI20150528BHJP

   H03K 5/00 20060101ALI20150528BHJP

   H03K 5/14 20140101ALI20150528BHJP

【ＦＩ】

   H03K12/00

   H01S5/062

   H03K5/00 G

   H03K5/14

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2011-9941(P2011-9941)

(22)【出願日】2011年1月20日

(65)【公開番号】特開2012-151746(P2012-151746A)

(43)【公開日】2012年8月9日

【審査請求日】2013年11月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000572

【氏名又は名称】アンリツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100072604

【弁理士】

【氏名又は名称】有我 軍一郎

(72)【発明者】

【氏名】大谷 昭仁

(72)【発明者】

【氏名】下田平 寛

【審査官】 白井 孝治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−２１１４９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２６４４５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２８９３０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０３Ｋ １２／００

Ｈ０３Ｋ ３／００〜 ３／８６

Ｈ０３Ｋ ５／００〜 ５／２６

Ｈ０１Ｓ ５／０６〜 ５／０６８７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バイアス電圧が重畳された正弦波信号を発生させる発振手段（１１、１２、１７、１８）と、
前記正弦波信号の周波数を分周して、該正弦波信号の１周期分の時間幅に等しいパルス幅を有する第１のパルス信号を生成する分周手段（１３、１７）と、
前記第１のパルス信号を所定の遅延量だけ遅延させる遅延手段（１４、１７）と、
前記遅延手段により遅延された第１のパルス信号に応じて、前記発振手段から発生された前記正弦波信号を透過あるいは遮断することにより、前記正弦波信号の波形の一部を含み前記正弦波信号の周波数よりも低い繰返し周波数で繰り返される第２のパルス信号を生成するゲート手段（１５）と、
前記第２のパルス信号が入力され、入力された該第２のパルス信号のパルス幅を圧縮した第３のパルス信号を出力する非線形伝送線路（１６）と、を備える電気短パルス発生装置。

【請求項2】

前記遅延手段が、前記遅延された第１のパルス信号の立ち上がりのタイミングと、前記正弦波信号のピーク点とを同期させる前記遅延量を設定することを特徴とする請求項１に記載の電気短パルス発生装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の電気短パルス発生装置（１０）と、前記電気短パルス発生装置から出力された前記第３のパルス信号により駆動されて光パルスを発生させるレーザ光源（２３）と、を備える光パルス発生装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気短パルス発生装置およびそれを用いた光パルス発生装置に係り、特に、非線形伝送線路を備えた電気短パルス発生装置およびそれを用いた光パルス発生装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、電気短パルス発生装置として、ステップリカバリダイオード（ＳＲＤ：Step Recovery Diode）を用いたものが知られている。ＳＲＤには、例えば正弦波が印加されるようになっている。ＳＲＤは、印加された正弦波が逆バイアス状態のときに電荷を蓄積し、順バイアス状態になった瞬間に放電して、正弦波の周波数と同じ繰返し周波数の電気短パルスを発生させるように動作する。

【0003】

しかしながら、単にパルス幅が狭いだけではなく、ジッタの少ない電気短パルスが求められる計測機器においては、上記の電気短パルス発生装置が出力する電気短パルスはその要求に十分に応えられるものではなかった。

【0004】

そこで、非線形伝送線路（ＮＬＴＬ：Non-Linear Transmission Line）を備えたコムジェネレータが提案された（例えば、特許文献１参照）。ＮＬＴＬは、コプレーナ線路等の伝送線路に、半導体微細加工技術により複数個の非線形素子を所定の間隔で装加した構造を有している。ＮＬＴＬは、伝送線路に並列に配置される非線形素子の容量変化を利用することにより、入力された正弦波の立ち上がり時間を徐々に短縮して、急峻な立ち上がり特性を有するとともに、ジッタの少ないパルス信号を出力することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許第７６１２６２９号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、例えば２００ＭＨｚよりも低い周波数の正弦波をＮＬＴＬに入力すると、［発明を実施するための形態］でシミュレーション結果を示すように、その出力信号のパルス幅は入力の正弦波と同程度になり、入力された正弦波がほぼそのままの波形で出力される。このため、特許文献１に開示されたようなコムジェネレータは、特に１０〜５０ＭＨｚのような低い繰返し周波数の電気短パルスを発生させることができず、この周波数域を計測範囲に含む計測機器に適用することができないという課題を有していた。

【0007】

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、ジッタが少なく、従来よりも繰返し周波数が低い電気短パルスを発生させることが可能な電気短パルス発生装置およびそれを用いた光パルス発生装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明の請求項１の電気短パルス発生装置は、バイアス電圧が重畳された正弦波信号を発生させる発振手段と、前記正弦波信号の周波数を分周して、該正弦波信号の１周期分の時間幅に等しいパルス幅を有する第１のパルス信号を生成する分周手段と、前記第１のパルス信号を所定の遅延量だけ遅延させる遅延手段と、前記遅延手段により遅延された第１のパルス信号に応じて、前記発振手段から発生された前記正弦波信号を透過あるいは遮断することにより、前記正弦波信号の波形の一部を含み前記正弦波信号の周波数よりも低い繰返し周波数で繰り返される第２のパルス信号を生成するゲート手段と、前記第２のパルス信号が入力され、入力された該第２のパルス信号のパルス幅を圧縮した第３のパルス信号を出力する非線形伝送線路と、を備える構成を有している。

【0009】

この構成により、局所的に正弦波信号の周波数を維持したまま、繰返し周波数を低減したパルス信号をＮＬＴＬに入力させることにより、ジッタが少なく、従来よりも繰返し周波数が低い電気短パルスを発生させることができる。

【0010】

また、本発明の請求項２の電気短パルス発生装置は、前記遅延手段が、前記遅延された第１のパルス信号の立ち上がりのタイミングと、前記正弦波信号のピーク点とを同期させる前記遅延量を設定する構成を有している。
この構成により、再現性の高い電気短パルスを発生させることができる。

【0011】

また、本発明の請求項３の光パルス発生装置は、前記電気短パルス発生装置と、前記電気短パルス発生装置から出力された前記第３のパルス信号により駆動されて光パルスを発生させるレーザ光源と、を備える構成を有している。

【0012】

この構成により、電気短パルス発生装置から出力された狭いパルス幅の出力パルス信号でレーザ光源を駆動することにより、さらに狭いパルス幅の光パルスを出力することができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明は、局所的に正弦波信号の周波数を維持したまま、繰返し周波数を低減したパルス信号をＮＬＴＬに入力させることにより、ジッタが少なく、従来よりも繰返し周波数が低い電気短パルスを発生させることが可能な電気短パルス発生装置およびそれを用いた光パルス発生装置を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１の実施形態に係る電気短パルス発生装置の構成を示すブロック図

【図2】正弦波信号、パルス信号、遅延パルス信号、入力パルス信号のタイミングチャート

【図3】ＮＬＴＬの概略構成を示す模式図およびＮＬＴＬの等価回路図

【図4】入力パルス信号の電圧波形を示すグラフ

【図5】入力パルス信号および出力パルス信号の電圧波形を示すグラフ

【図6】出力パルス信号の電圧波形の時間軸を拡大したグラフ

【図7】遅延量が異なる３種類の遅延パルス信号により生成された入力パルス信号の電圧波形を示すグラフ

【図8】正弦波信号、遅延パルス信号のタイミングチャート

【図9】３種類の遅延パルス信号および入力パルス信号に対応した出力パルス信号の電圧波形を示すグラフ

【図10】比較例のシミュレーション結果を示すグラフ

【図11】第２の実施形態に係る光パルス発生装置の構成を示すブロック図

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明に係る電気短パルス発生装置およびそれを用いた光パルス発生装置の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本明細書においてパルス幅とは、パルス波形の半値全幅（ＦＷＨＭ：Full Width at Half Maximum）を指すものとする。

【0016】

（第１の実施形態）
図１は本実施形態に係る電気短パルス発生装置１０の構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る電気短パルス発生装置１０は、正弦波Ｓｗを発生させる正弦波発振回路１１と、正弦波発振回路１１から出力された正弦波Ｓｗにバイアス電圧Ｖｂを重畳して出力するバイアスＴ回路１２と、バイアスＴ回路１２から出力された正弦波信号Ｓ（以下、バイアス電圧Ｖｂが重畳された正弦波Ｓｗを正弦波信号と記す）の周波数ｆを分周比Ｒで分周して、正弦波信号Ｓの１周期Ｔの時間幅に等しいパルス幅を有するパルス信号Ｐ（第１のパルス信号）を生成する周波数分周器１３と、を備える。

【0017】

また、電気短パルス発生装置１０は、周波数分周器１３から出力されたパルス信号Ｐを遅延量（遅延時間）Δｔだけ遅延させる遅延量調節回路１４と、遅延量調節回路１４により遅延量Δｔだけ遅延されたパルス信号（以下、遅延パルス信号Ｐｄと記す）に応じて、バイアスＴ回路１２から出力された正弦波信号Ｓを透過あるいは遮断することにより、入力パルス信号Ｐｉ（第２のパルス信号）を生成する同軸スイッチ１５と、入力パルス信号Ｐｉが入力され、入力された入力パルス信号Ｐｉのパルス幅を圧縮した出力パルス信号Ｐｏ（第３のパルス信号）を出力する非線形伝送線路（ＮＬＴＬ）１６と、を備える。

【0018】

さらに、電気短パルス発生装置１０は、正弦波発振回路１１と、遅延量調節回路１４との同期を取るための制御信号を出力する制御部１７と、バイアスＴ回路１２にバイアス電圧Ｖｂを供給する直流電圧源１８と、を備える。

【0019】

制御部１７は、正弦波Ｓｗおよび正弦波信号Ｓの周期Ｔ、振幅および位相を制御する制御信号を正弦波発振回路１１へ、正弦波信号Ｓのバイアス電圧Ｖｂを制御する制御信号を直流電圧源１８へ、分周比Ｒを制御する制御信号を周波数分周器１３へ、遅延量Δｔを制御する制御信号を遅延量調節回路１４へそれぞれ出力するようになっている。

【0020】

なお、図１に示した電気短パルス発生装置１０の構成においては、正弦波発振回路１１、バイアスＴ回路１２、直流電圧源１８および制御部１７は発振手段を構成し、周波数分周器１３および制御部１７は分周手段を構成し、遅延量調節回路１４および制御部１７は遅延手段を構成し、同軸スイッチ１５はゲート手段を構成している。

【0021】

周波数分周器１３は、周期的なパルス信号が入力された場合、その周波数の１／Ｎの周波数のパルス信号を出力するものであり、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）等で構成されるものである。

【0022】

同軸スイッチ１５は、例えば、複数の入力ポートを有するＲＦオン／オフスイッチからなり、遅延量調節回路１４から出力された遅延パルス信号Ｐｄによりスイッチングされる。即ち、同軸スイッチ１５は、その入力ポートに入力される遅延パルス信号Ｐｄがオフとなるタイミングでは、入力された正弦波信号Ｓを遮断して零ボルト（０Ｖ）の電圧をＮＬＴＬ１６側に出力し、一方、遅延パルス信号Ｐｄがオンとなるタイミングでは、入力された正弦波信号Ｓをその周期Ｔの時間幅で透過させてＮＬＴＬ１６側に出力するようになっている。

【0023】

なお、同軸スイッチ１５は、遅延パルス信号Ｐｄ用の入力ポート以外の入力ポートに直流電圧を入力させる構成であってもよい。この場合は、例えば、バイアスＴ回路１２を省略し、正弦波発振回路１１からの正弦波Ｓｗを周波数分周器１３に直接出力させるとともに、直流電圧源１８から直接バイアス電圧Ｖｂを同軸スイッチ１５に入力させる構成が可能である。

【0024】

また、ゲート手段として、同軸スイッチ１５の代わりにアッテネータを用いてもよい。この場合、アッテネータは、遅延パルス信号Ｐｄがオフとなるタイミングで正弦波信号Ｓを吸収し、遅延パルス信号Ｐｄがオンとなるタイミングで正弦波信号Ｓを透過させるように機能する。

【0025】

図２は、正弦波信号Ｓ、パルス信号Ｐ、遅延パルス信号Ｐｄ、入力パルス信号Ｐｉのタイミングチャートである。バイアスＴ回路１２から出力された正弦波信号Ｓは、不図示の分波器で分波されて周波数分周器１３および同軸スイッチ１５に入力される。周波数分周器１３は、入力された正弦波信号Ｓの周期をカウントし、例えば１０周期ごとに１つのパルスを有するパルス信号Ｐを出力する。なお、パルス信号Ｐおよび遅延パルス信号Ｐｄの各パルスは矩形状であるものとする。

【0026】

パルス信号Ｐは遅延量調節回路１４に入力される。遅延量調節回路１４は、制御部１７からの制御信号に従い、パルス信号Ｐを遅延量Δｔだけ遅延させて、正弦波信号Ｓと同期を取った遅延パルス信号Ｐｄを出力する。

【0027】

遅延パルス信号Ｐｄは同軸スイッチ１５に入力される。同軸スイッチ１５は、遅延パルス信号Ｐｄがオンとなるタイミングで、バイアスＴ回路１２から出力された正弦波信号Ｓをその周期Ｔの時間幅で切り取ることにより、入力パルス信号Ｐｉを生成する。即ち、入力パルス信号Ｐｉは、局所的に正弦波信号Ｓの周波数ｆを維持したまま、繰返し周波数ｆ_Ｒが低減されたパルス信号であると言える。

【0028】

図３（ａ）は、ＮＬＴＬ１６の概略構成を示す模式図である。ＮＬＴＬ１６は、伝送線路１６ａと、伝送線路１６ａに並列接続される１組の逆バイアスダイオード１６ｂと、からなる単位回路を直列に接続してなるものである。また、図３（ｂ）はＮＬＴＬ１６の等価回路図である。

【0029】

伝送線路１６ａとしては、例えば、ストリップ線路、マイクロストリップ線路、コプレーナ線路等が用いられる。逆バイアスダイオード１６ｂとしては、例えば、ショットキーダイオードが用いられる。また、逆バイアスダイオード１６ｂの代わりに、共鳴トンネルダイオードを用いてもよい。

【0030】

本発明者は、図３（ｂ）に示した等価回路をモデルとしてＮＬＴＬ１６のシミュレーションを行った。ここで、図３（ｂ）に示した等価回路は、逆バイアスダイオード１６ｂへの印加電圧Ｖ_ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）に依存するＮ個の容量Ｃ_ｎ（Ｖ_ｎ）、インダクタンスＬ_ｎ、信号入力側のインダクタンスＬ_Ｄ、信号出力側の負荷抵抗Ｒ_Ｌからなる。各インダクタンスＬ_ｎには電流Ｉ_ｎが流れるものとする。ＮＬＴＬ１６の非線形性は［数１］に示す容量Ｃ_ｎ（Ｖ_ｎ）の電圧依存性を介して導入される。ここで、Ｃ_０，ｎは零電圧（Ｖ_ｎ＝０）時の逆バイアスダイオード１６ｂの容量、Ｖ_０は逆バイアスダイオード１６ｂの障壁電圧である。

【数1】

【0031】

各単位回路におけるインダクタンスＬ_ｎ、容量Ｃ_ｎ（Ｖ_ｎ）、電流Ｉ_ｎおよび印加電圧Ｖ_ｎの関係は［数２］、［数３］で表わされる。

【数2】

【数3】

【0032】

図３に示したＮＬＴＬ１６に、電圧Ｖ_Ｄ（ｔ）の入力パルス信号Ｐｉを入力した場合に、負荷抵抗Ｒ_Ｌから出力される出力パルス信号Ｐｏの電圧Ｖ_Ｌ（ｔ）＝Ｒ_ＬＩ_Ｎ（ｔ）は、［数２］、［数３］から導かれる［数４］をRunge-Kutta法により数値積分することにより算出できる。

【数4】

【0033】

上述のように構成されたＮＬＴＬ１６において、単位回路ごとの遮断周波数Ｆ_ｎを信号入力側から等比数列的に増加させることで効率の良いパルス圧縮を実現できることが従来から知られている。ここで、遮断周波数Ｆ_ｎは容量Ｃ_ｎ（Ｖ_ｎ）とインダクタンスＬ_ｎで［数５］のように決定される。

【数5】

【0034】

遮断周波数Ｆ_ｎを等比数列的に増加させる一手段として、伝送線路１６ａの線路導体の幅を狭めて容量Ｃ_０，ｎを減少させ、容量Ｃ_０，ｎの装加間隔を短縮してインダクタンスＬ_ｎを減少させる方法がある。［表１］にシミュレーション条件をまとめる。

【表1】

【0035】

［表１］に示す条件下で、［数６］に示す電圧Ｖ_Ｄ（ｔ）の入力パルス信号ＰｉをＮＬＴＬ１６に入力する。既に述べたように、ｆは正弦波信号Ｓの周波数、Ｒは周波数ｆの分周比である。また、周期Ｔ＝１／ｆである。

【数6】

【0036】

例えば、周波数ｆが５００ＭＨｚ（Ｔ＝２ｎｓ）で、分周比Ｒが１０の場合には、［数６］で示される電圧Ｖ_Ｄ（ｔ）は、図４のグラフ中の実線で示すようなものとなる。即ち、入力パルス信号Ｐｉは、５００ＭＨｚの周波数ｆを１／１０の５０ＭＨｚに低減した繰返し周波数ｆ_Ｒを有し、バイアス電圧Ｖｂが−３Ｖ、振幅が３Ｖの信号である。

【0037】

図５に入力パルス信号Ｐｉの電圧Ｖ_Ｄ（ｔ）および出力パルス信号Ｐｏの電圧Ｖ_Ｌ（ｔ）の波形をそれぞれ破線と実線で示す。また、図６に出力パルス信号Ｐｏの電圧Ｖ_Ｌ（ｔ）の波形の時間軸の拡大図を示す。出力パルス信号Ｐｏのパルス幅（ＦＷＨＭ）は６７ｐｓとなり、入力電圧Ｖ_Ｄ（ｔ）の約７％（６７／１０００）まで圧縮されていることが分かる。

【0038】

本シミュレーション結果は、分周比Ｒ（＝１０）で周波数ｆ（＝５００ＭＨｚ）を低減した繰返し周波数ｆ_Ｒ（＝５０ＭＨｚ）の入力パルス信号Ｐｉにより、［表１］に示す諸元を有するＮＬＴＬ１６において高効率のパルス圧縮を実現可能であることを示している。

【0039】

以下、正弦波信号Ｓと遅延パルス信号Ｐｄとの同期の取り方について考察する。図７は、遅延量Δｔが異なる３種類の遅延パルス信号Ｐｄにより生成された入力パルス信号Ｐｉの波形を示すグラフである。図８は正弦波信号Ｓと遅延パルス信号Ｐｄのタイミングチャートであり、図８（ａ）は図７の破線ａ、図８（ｂ）は図７の点線ｂ、図８（ｃ）は図７の実線ｃの入力パルス信号Ｐｉに対応している。

【0040】

また、図９は上記の３種類の遅延パルス信号Ｐｄおよび入力パルス信号Ｐｉに対応した出力パルス信号Ｐｏの波形を示すグラフである。［表２］に正弦波信号Ｓの波形を表わす式、出力パルス信号Ｐｏのパルス幅（ｐｓ）および波高（Ｖ）をまとめる。

【表2】

【0041】

実線ｃの出力パルス信号Ｐｏのパルス幅は、破線ａの出力パルス信号Ｐｏのパルス幅の約２／３程度となる。また、入力パルス信号Ｐｉの上昇時間ｔ_ｒ（図７）が破線ａの１／２である点線ｂの入力パルス信号Ｐｉに関しては、さらなるパルス幅の短縮と波高の増大が認められる。

【0042】

即ち、遅延量Δｔを制御して正弦波信号Ｓと遅延パルス信号Ｐｄとの同期の取り方を変化させることにより、出力パルス信号Ｐｏのパルス幅が可変となることが分かる。

【0043】

しかしながら、破線ａおよび点線ｂの入力パルス信号Ｐｉを生成するように正弦波信号Ｓと遅延パルス信号Ｐｄとの同期を取る場合には、両者が所望の同期点から僅かにでも外れると（両者に小さな非同期が生じると）出力パルス信号Ｐｏの波形の再現性が損なわれやすいという問題があることを本発明者は確認している。このことを考慮に入れると、安定性の高い出力パルス信号Ｐｏを得るためには、遅延パルス信号Ｐｄの立ち上がりのタイミングと、正弦波信号Ｓのピーク点（図７の０Ｖの点）とを同期させた実線ｃの入力パルス信号Ｐｉを生成するように遅延量Δｔを設定することが好ましい。

【0044】

ここで、本発明の比較例として、従来のコムジェネレータのように正弦波信号Ｓを直接ＮＬＴＬ１６に入力させた場合のシミュレーション結果を示す。このシミュレーションでは、正弦波信号Ｓの周波数ｆが、ＮＬＴＬ１６の信号入力側の遮断周波数Ｆ_１（＝１ＧＨｚ）よりも低いとした。正弦波信号Ｓ（入力信号）とＮＬＴＬ１６からの出力信号のパルス幅の変化は［表３］に示すようになった。また、出力信号の波形は図１０に示すようになった。

【表3】

【0045】

［表３］および図１０に示すように、入力信号のパルス幅に対して、出力信号のパルス幅は、いずれの周波数ｆについても圧縮されず、出力信号がほぼ正弦波であることが分かる。また、周波数ｆが低いほど、出力信号のパルス幅が入力信号のパルス幅から増大（４〜９％）することが認められる。

【0046】

特に、［表２］に示した繰返し周波数ｆ_Ｒが５０ＭＨｚの出力パルス信号Ｐｏのパルス幅と比較して、［表３］に示した繰返し周波数ｆが５０ＭＨｚの出力信号のパルス幅は、１００倍程度も広いことが分かる。

【0047】

上記のシミュレーション結果から、正弦波をＮＬＴＬの入力信号とした場合には、５０ＭＨｚのような低い周波数において１００ｐｓ以下のパルス幅の出力パルス信号を生成することができないことが確認できる。

【0048】

さらに、上記のシミュレーション結果から推測すると、本実施形態に係る電気短パルス発生装置１０においても、１００ｐｓ以下の狭いパルス幅の出力パルス信号Ｐｏを得るためには、正弦波信号Ｓの周波数ｆについても２００ＭＨｚ以下とすることは好ましくないと考えられる。

【0049】

以上説明したように、本実施形態に係る電気短パルス発生装置は、本質的にジッタの少ない正弦波信号を局所的にその周波数を維持したまま、繰返し周波数を低減してＮＬＴＬに入力させることにより、ジッタが少なく、従来よりも繰返し周波数が低い電気短パルスを発生させることができる。

【0050】

（第２の実施形態）
第１の実施形態に係る電気短パルス発生装置を備えた光パルス発生装置の実施形態について図１１を用いて説明する。図１１は本実施形態に係る光パルス発生装置の構成を示すブロック図である。

【0051】

即ち、本実施形態に係る光パルス発生装置２０は、出力パルス信号Ｐｏを出力する電気短パルス発生装置１０と、電気短パルス発生装置１０から出力された出力パルス信号Ｐｏ（電圧信号）をパルス電流信号Ｉｐに変換する電圧電流変換器２１と、電圧電流変換器２１から出力されたパルス電流信号Ｉｐにバイアス電流Ｉｂを重畳して出力するバイアスＴ回路２２と、バイアスＴ回路２２から出力された入力パルス電流信号Ｉｉ（以下、バイアス電流Ｉｂが重畳されたパルス電流信号Ｉｐを入力パルス電流信号と記す）により駆動されて光パルスＬｐを発生させるレーザ光源２３と、バイアスＴ回路２２にバイアス電流Ｉｂを供給する直流電流源２４と、を備える。

【0052】

レーザ光源２３は、例えば、単一の縦モードで発振する分布帰還型（ＤＦＢ：Distributed-FeedBack）レーザであり、入力パルス電流信号Ｉｉを用いた直接変調によって、入力パルス電流信号Ｉｉよりも狭いパルス幅の光パルスＬｐを発生させるようになっている。

【0053】

光パルスＬｐの繰返し周波数は、入力パルス電流信号Ｉｉの繰返し周波数を変化させることにより制御可能である。即ち、電気短パルス発生装置１０における正弦波信号Ｓの周波数ｆ、および、周波数ｆの分周比Ｒを変えることにより、光パルスＬｐの繰返し周波数を制御することができる。

【0054】

以上説明したように、本実施形態に係る光パルス発生装置は、電気短パルス発生装置１０から出力された狭いパルス幅の出力パルス信号でレーザ光源を駆動することにより、さらに狭いパルス幅の光パルスを出力することができる。

【符号の説明】

【0055】

１０ 電気短パルス発生装置
１１ 正弦波発振回路
１２、２２ バイアスＴ回路
１３ 周波数分周器
１４ 遅延量調節回路
１５ 同軸スイッチ
１６ ＮＬＴＬ（非線形伝送線路）
１６ａ 伝送線路
１６ｂ 逆バイアスダイオード
１７ 制御部
１８ 直流電圧源
２０ 光パルス発生装置
２１ 電圧電流変換器
２３ レーザ光源
２４ 直流電流源

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】