特許 6114303 周波数ドリフトを含むパルスの光パラメトリック増幅のための方法およびその装置

(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】6114303

(24)【登録日】2017年3月24日

(45)【発行日】2017年4月12日

(54)【発明の名称】周波数ドリフトを含むパルスの光パラメトリック増幅のための方法およびその装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/39 20060101AFI20170403BHJP

【ＦＩ】

   G02F1/39

【請求項の数】9

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-546464(P2014-546464)

(86)(22)【出願日】2012年12月11日

(65)【公表番号】特表2015-505066(P2015-505066A)

(43)【公表日】2015年2月16日

(86)【国際出願番号】EP2012075123

(87)【国際公開番号】WO2013087645

(87)【国際公開日】20130620

【審査請求日】2015年12月1日

(31)【優先権主張番号】1161642

(32)【優先日】2011年12月14日

(33)【優先権主張国】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】502124444

【氏名又は名称】コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ

(73)【特許権者】

【識別番号】514140562

【氏名又は名称】ユニベルシテ リール １ シアンセ エ テクノロジ

(74)【代理人】

【識別番号】110001416

【氏名又は名称】特許業務法人 信栄特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ユゴノ，エマニュエル

(72)【発明者】

【氏名】ミュソ，アルノー

(72)【発明者】

【氏名】クドリンスキ，アレグザンドル

【審査官】 佐藤 宙子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−１３３８１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 McKinstrie,C.J. et al.，Parametric Amplifiers Driven by Two Pump Waves，IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS，２００２年 ５月，VOL.8,NO.3，538-547

【文献】 Caucheteur,C. et al.，Experimental demonstration of optical parametric chirped pulse amplification in optical fiber，OPTICS LETTERS，２０１０年 ６月 １日，Vol.35,No.11，1786-1788

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｆ １／００−１／１２５，１／２１−７／００

ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ

ＯＳＡ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の光周波数（ｆＰ１）を含む第１のポンプ信号（Ｐ１）を使用した、光パラメトリック・チャープパルス増幅のための方法であって、ストレッチャ（４）によって光パルスを時間的に引き伸ばすことにより供給されるチャープパルスを増幅するための媒質（１０）が、各チャープパルスと、前記第１のポンプ信号と、第２の光周波数（ｆＰ２）を含む第２のポンプ信号（Ｐ２）との間に四光波混合効果をもたらすために用いられ、前記第１および第２の光周波数（ｆＰ１、ｆＰ２）の合計の半分が、前記チャープパルスのスペクトル・サポートに関わることを特徴とする方法。

【請求項2】

第１の光周波数を含む第１のポンプ信号を供給するための第１のポンプ源（６）と、
光パルス源（２）と、
前記光パルスを時間的に引き伸ばすことによりチャープパルスを供給するためのストレッチャ（４）と、
前記チャープパルスを増幅するための媒質（１０）と、を備える、光パラメトリック・チャープパルス増幅のための装置であって、
第２の光周波数を含む第２のポンプ信号を供給するための第２のポンプ源（８）をさらに備え、前記媒質（１０）が、各チャープパルスと前記第１および第２のポンプ信号との間に四光波混合効果をもたらすのに適し、前記第１および第２の光周波数（ｆＰ１、ｆＰ２）の合計の半分が、前記チャープパルスのスペクトル・サポートに関わることを特徴とする、装置。

【請求項3】

前記第１および第２の光周波数（ｆＰ１、ｆＰ２）の合計の半分が、前記チャープパルスの前記スペクトル・サポートの中間点とほぼ一致している、請求項２に記載の装置。

【請求項4】

前記第１および第２のポンプ信号（Ｐ１、Ｐ２）の間のスペクトル間隔の半分が、前記チャープパルスの前記スペクトル・サポートの幅以下である、請求項２または３に記載の装置。

【請求項5】

四光波混合効果をもたらすのに適した前記媒質が、光ファイバ（１０）である、請求項２から４のいずれか一項に記載の装置。

【請求項6】

前記光ファイバがフォトニック結晶ファイバ（１０）である、請求項５に記載の装置。

【請求項7】

前記第１および第２のポンプ信号が連続的である、請求項２から６のいずれか一項に記載の装置。

【請求項8】

前記第１および第２のポンプ信号の少なくとも一方がパルス化される、請求項２から６のいずれか一項に記載の装置。

【請求項9】

前記第１および第２のポンプ信号のそれぞれがパルス化される、請求項８に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光パラメトリック・チャープパルス増幅のための方法およびその装置に関する。

【0002】

本発明は詳細には、ＦＯＰＣＰＡすなわちファイバ光パラメトリック・チャープパルス増幅器（Fibre Optical Parametric Chirped Pulse Amplifiers）の分野に関する。

【0003】

この新世代増幅器は、サイズおよび安定性の観点からそのファイバ構成によってもたらされる利点により、いくつかの事例で、バルク・パラメトリック増幅器に置き換わる可能性がある。

【0004】

本発明は、ＦＯＰＣＰＡの（スペクトルの）利得帯域を２倍に延ばすことを可能にし、したがって非常に短い持続時間のパルスを増幅する。希土類をドープしたファイバよりも大きい利得帯域幅を得ることさえでき、このことにより、完全ファイバベースの装置を使用した超広帯域増幅の道が開かれるはずである。これは現在行われている、完全ファイバベースのシステムに向けたレーザシステムの開発に沿っている。

【0005】

本発明は特に、超短パルスの増幅、レーザ加工法、レーザと物質の相互作用実験および通信に適用される。

【背景技術】

【0006】

ＦＯＰＡすなわちファイバ光パラメトリック増幅器が数年前に光通信分野で大成功を収めた。実際に、その広い利得帯域は、波長分割多重信号の多チャネル同時増幅にとって主要な関心事になっている。

【0007】

そうした特徴はまた、ピークパワーを低減するために時間的に引き伸ばされた広いスペクトルのパルスを増幅するのに非常に有利であることが判明した。

【0008】

実際には、今日まで、このチャープパルスの増幅は基本的に、
−希土類をドープしたファイバのバルク材料における誘導放出、
−または、２次非線形結晶をベースとしたバルク増幅器、
により行われていた。

【0009】

これらの装置を用いると、再圧縮後に、非常に強力なパルスを得ることが可能になる。これらは最適なレーザ源になる。

【0010】

数多くの用途では、コンパクトな設計、安定性および容易なアライメントを絶えず追求していくと、ファイバレーザシステムが好ましい。ただしこのシステムの基本的な動作原理によると、ファイバ内部のポンプエネルギーの蓄積が必要であり、このときそのエネルギーは自然放出または誘導放出の形でもたらされる。このようにして、信号対雑音比を低下させるだけの長い時間、蛍光信号が放出される。

【0011】

優れたコントラストを必要とする用途の場合には、バルク光パラメトリック増幅器を使用することが可能であるが、こういった増幅器はアライメントが比較的複雑であり、依然として非常に大型である。

【0012】

したがって数年前、光パラメトリック増幅器とファイバ増幅器の利点を組み合わせるために、上述したＦＯＰＣＰＡと呼ばれる装置の製作が提案された。

【0013】

この理論的な研究が、以下の条件で行われた実験によって速やかに確認された。
まず、通信波長、ピコ秒信号で実験を行った。この目的は、単純化すること、ならびに、このような装置の実現可能性を実証することである。非特許文献１を参照されたい。
次いで、約１μｍ、フェムト秒パルスで実験を行った。非特許文献２を参照されたい。

【0014】

これらの実験的または理論的な証明は全て、同一のポンプ源からの光子が信号波とアイドラ波にもたらされる縮退設計を用いて行われた。

【0015】

なおこの点で、本発明では、２つのポンプ源を有する非縮退設計の使用を提案している。この提案では、被増幅波のスペクトル・サポートが上記２つのポンプ源の（光の）周波数の（算術）平均を含んでおり、そのことにより、上記増幅器の帯域幅すなわち利得帯域を広げることが可能になる。

【0016】

さらに、被増幅波がほぼ２つのポンプの中心に入射されると、すなわち、スペクトル・サポートの中間点が周波数の平均値とほぼ一致している場合、この帯域幅を倍増することさえ可能である。

【0017】

周知のファイバ・パラメトリック増幅器の動作原理が、図１および２に略図で示されている。これらの図では、ｘ軸に（光の）周波数ｆが示され、ｙ軸にパワースペクトル密度ｄが示されている（対数スケール）。

【0018】

１つのポンプ（（光の）周波数ｆＰを有する、ポンプ信号Ｐ）のみが存在する縮退の場合（図１）では、被増幅信号Ｓが、利得帯域Ｂ１−Ｂ２内の高周波数部（Ｂ２）または低周波数部（Ｂ１）に入射される。光ファイバＦの出力は、ファイバ伝播中に増幅された信号波Ｓａと、ポンプＰに対して信号Ｓａと対称的なアイドラ波Ｃを特徴として備える。

【0019】

２つのポンプ（ポンプ信号Ｐ１およびＰ２。ポンプ信号はそれぞれ（光の）周波数ｆＰ１およびｆＰ２を有し、ｆＰ１はｆＰ２より小さい）が存在する非縮退設計（図２）でも原理は類似している。

【0020】

この場合、利得帯域Ｂは２つのポンプの間に存在する。Ｐ１とＰ２から等距離の軸Ｍ（（ｆＰ１＋ｆＰ２）／２と等しい（光の）周波数ｆＭに対応）は、Ｂの対称軸を成す。

【0021】

被増幅信号Ｓは、ｆＭと一方のポンプの周波数すなわち図２の例のｆＰ１との間にあるスペクトル帯域の片半分に入射される。また、アイドラ波Ｃは、ｆＭと図２の例のｆＰ２との間にある、スペクトル帯域のもう片半分に生成される。

【0022】

上述の設計の主な課題は、一般に、潜在的な利得帯域の片半分しか使用できないということである。実際、もう片半分は、信号の伝播中に生成されるアイドラ波のために確保される。

【0023】

さらに、両側（信号とアイドラ波）からの波の入射は、いわゆる「位相感応」（ノイズを含まない増幅が潜在的に可能な）設計において可能である。ただし、これには、関連する各波の位相の非常に微妙な制御が必要になり、この制御を安定した形で実行することは不可能である。

【0024】

複数の単色波を入射することによって利得帯域幅全体を同時に使用することも可能である。ここで、スペクトルのずれは生成されたアイドラ波が重ならないように調整される。特許文献１を参照されたい。

【0025】

ただし、この設計は準単色波に限定される。さらに、スペクトルのギャップは「空き」のままにしておかなければならず、そのこと自体により実際に使用できるスペクトル帯域が制限される。

【0026】

したがってファイバまたはポンプ・パワーに関連する技術的な制限を考慮すると、特に、１μｍ付近で１０ｎｍを越えて広がるスペクトルを有するパルスを増幅することは比較的困難である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0027】

【特許文献1】欧州特許出願第１６２６３０８号、２００６年２月１５日公開、エー．デュレキュー（A. Durecu）、シー．シモノー（C. Simonneau）、エー．ムッソ（A. Mussot）、ティー．シルヴェストル（T. Sylvestre）、イー．ランツ（E. Lantz）、エイチ．メイロット（H. Maillotte）、「ファイバ光パラメトリック増幅器およびファイバ光パラメトリック増幅器を用いた光信号増幅方法（Fiber optical parametric amplifier and method for amplification of optical signals with a fiber optical parametric amplifier）」

【非特許文献】

【0028】

【非特許文献1】シー．クーシェター（C. Caucheteur）、ディー．ビゴード（D. Bigourd）、イー．ユゴノ（E. Hugonnot）、ピー．シュリフトガイザー（P. Szriftgiser）、エー．カドリンスキー（A. Kudlinski）、エム．ゴンザレス エラエス（M. Gonzalez Herraez）、エー．ムッソ（A. Mussot）、「光ファイバにおける光パラメトリック・チャープパルス増幅の実験的証明（Experimental demonstration of optical parametric chirped pulse amplification in optical fiber）」、光学論文集（Optics Letters）、２０１０年、第３５巻、第１１号、ｐ．１７８６−１７８８

【非特許文献2】ディー．ビゴード（D. Bigourd）、エル．ラゴ（L. Lago）、エー．ムッソ（A. Mussot）、エー．カドリンスキー（A. Kudlinski）、ジェイ．エフ．グレイセ（J. F. Gleyze）、イー．ユゴノ（E. Hugonnot）、「１μｍにおけるフェムト秒パルスの高利得光パラメトリック・チャープパルス増幅（High - gain optical parametric chirped−pulse amplification of femtosecond pulses at 1μm）」、光学論文集（Optics Letters）、２０１０年、第３５巻、第２０号、ｐ．３４８０−３４８２

【非特許文献3】ディー．ビゴード（D. Bigourd）、エル．ラゴ（L. Lago）、エー．カドリンスキー（A. Kudlinski）、イー．ユゴノ（E. Hugonnot）、エー．ムッソ（A. Mussot）、「ファイバ光パラメトリック・チャープパルス増幅器の動力学（Dynamics of fiber optical parametric chirped pulse amplifiers）」、米国光学学会誌Ｂ（Journal of the Optical Society of America B）、２０１１年、第２８巻、第１１号、ｐ．２８４８−２８５４。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0029】

本発明の目的は、上記の課題を改善することである。

【課題を解決するための手段】

【0030】

具体的には、本発明は、第１の光周波数を含む第１のポンプ信号を使用した、光パラメトリック・チャープパルス増幅のための方法であって、各チャープパルスと、上記第１のポンプ信号と、第２の光周波数を含む第２のポンプ信号との間に四光波混合効果が用いられ、上記第１および第２の光周波数の合計の半分が、上記チャープパルスのスペクトル・サポートに関わることを特徴とする方法に関する。

【0031】

本発明はまた、
第１の光周波数を含む第１のポンプ信号を供給するための第１のポンプ源と、
光パルス源と、
上記光パルスを時間的に引き伸ばすことによりチャープパルスを供給するためのストレッチャと、
上記チャープパルスを増幅するための媒質と、を備える、光パラメトリック・チャープパルス増幅のための装置であって、
第２の光周波数を含む第２のポンプ信号を供給するための第２のポンプ源をさらに備え、上記媒質が、各チャープパルスと上記第１および第２のポンプ信号との間に四光波混合効果をもたらすのに適し、上記第１および第２の光周波数の合計の半分が、上記チャープパルスのスペクトル・サポートに関わることを特徴とする、装置に関する。

【0032】

本発明による装置の好ましい一実施形態によると、上記第１および第２の光周波数の上記の合計の半分が、上記チャープパルスのスペクトル・サポートの中間点とほぼ一致している。

【0033】

好ましくは、上記第１および第２のポンプ信号の間のスペクトル間隔の半分が、上記チャープパルスのスペクトル・サポートの幅以下である。

【0034】

本発明では、四光波混合効果をもたらすのに適した上記媒質が、光ファイバであると好ましい。さらに、上記光ファイバがフォトニック結晶ファイバであると好ましい。

【0035】

本発明の第１の特定の実施形態によると、上記第１および第２のポンプ信号が連続的である。

【0036】

第２の特定の実施形態によると、上記第１および第２のポンプ信号の少なくとも一方がパルス化される。

【0037】

特に、上記第１および第２のポンプ信号はそれぞれパルス化されうる。

【0038】

本発明は、以下に単なる示唆で網羅的ではない形で示す実施形態の例の説明を、添付の図を参照して読めば、より明確に理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0039】

【図1】単一のポンプ源を備える周知の光パラメトリック増幅器の動作原理を示す概略図である。この図についてはすでに説明済みである。

【図2】２つのポンプ源を備える周知の光パラメトリック増幅器の動作原理を示す概略図である。この図についてはすでに説明済みである。

【図3】本発明に係る装置の特定の実施形態の動作原理を示す概略図である。

【図4】本発明の例に係るデジタル・シミュレーションを示す概略図である（入力および出力のスペクトル）。

【図5】本発明の例に係るデジタル・シミュレーションを示す概略図である（利得曲線の推移）。

【図6】本発明の例に係るデジタル・シミュレーションを示す概略図である（引き伸ばし前および引き伸ばし／増幅／再圧縮後の入力信号）。

【図7】本発明に係る装置の特定の実施形態の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0040】

図３は、２つのポンプ源および光ファイバが使用された、本発明に係る、光パラメトリック・チャープパルス増幅のための装置の例の動作原理を示す概略図である。

【0041】

図３では、（光の）周波数ｆがｘ軸に示され、パワースペクトル密度ｄがｙ軸に示されている（対数スケール）。

【0042】

Ｐ１は第１のポンプ信号、Ｐ２は第２のポンプ信号、ｆＰ１はＰ１の（光の）周波数、ｆＰ２はＰ２の（光の）周波数、Ｂは利得帯域、ＭはＰ１とＰ２から等距離の軸、ｆＭはＭに対応する（光の）周波数、Ｓは被増幅信号、Ｆは光ファイバ、Ｓａはファイバ伝播中に増幅された信号、Ｃはアイドラ波を示す。

【0043】

この例では、入力信号Ｓ（周波数ドリフトを含む信号）は、２つのポンプの中心に位置する。より具体的には、Ｓのスペクトルにより対称軸としてのＭが生じ、このスペクトルのキャリアが区間［ｆＰ１；ｆＰ２］に含まれる。

【0044】

このように、このキャリアの中点が（ｆＰ１＋ｆＰ２）／２と一致する。したがって信号Ｓは利得帯域Ｂの両側と重なる。この両部分は通常、それぞれ信号とアイドラ波のために確保されている。したがってこの場合、利得帯域が２倍に増える。

【0045】

増幅された信号Ｓａとアイドラ波Ｃの両方が、中間点としてｆＭを有する周波数範囲を占めることも分かっている。

【0046】

このように、アイドラ波は増幅中、上記信号に重なる。ただし、再圧縮中（増幅後）、増幅された信号は圧縮されるがアイドラ波は圧縮されない。逆に、そのアイドラ波は、その周波数ドリフトが増幅された信号のものと逆であるため、さらに少し引き伸ばされる。

【0047】

位相の点から（そして最初の大まかな値として）、引き伸ばし中、信号に位相φを加える（アイドラ波は存在しない）。増幅中、信号はこの位相φを保持し、位相が−φの状態でアイドラ波が出現する。圧縮中、信号の位相が値φだけ減り、したがって引き伸ばされる前の信号に対して位相のずれがない。アイドラ波の位相もまたこの値φだけ減り、したがって上記信号に対して位相ずれが−２φになる。

【0048】

したがってアイドラ波は圧縮されず、再圧縮された信号のベースからなるノイズによって単に搬送される。

【0049】

したがって、短いチャープパルスの増幅は、その増幅／再圧縮されたパルスのベースが容認されるならばＦＯＰＣＰＡの全帯域幅を使用して行うことが可能になる。

【0050】

なお、全帯域幅を使用すると、超短パルスの増幅が可能になる。

【0051】

本発明の実現可能性を実証するために、上述した例におけるタイプの増幅器の動作を、非線形シュレーディンガー方程式を使用したモデルを用いてシミュレートし、単一のポンプを使用した実験時のチャープパルスのモデルを検証した。非特許文献３を参照されたい。

【0052】

上記のデジタル・シミュレーションが図４〜６に略図で示されている。図４および６では、パワーを、より明確にするために１に標準化した。２つのポンプの間の中央の脈動をω_Ｃと表す。ω_Ｃ＝π（ｆＰ１−ｆＰ２）である。さらに光ファイバでは以下を用いる。
非線形係数γは９／Ｗ／ｋｍに等しく、
２次分散係数β_２（ω_Ｃ）は−２．０５×ｌ０^−２９ｓ^２／ｍに等しく、
３次分散係数β_３（ω_Ｃ）は０．７９×ｌ０^−４０ｓ^３／ｍに等しく、
４次分散係数β_４（ω_Ｃ）は２．５×ｌ０^−５５ｓ^４／ｍに等しく、
２つのポンプ信号の各パワーは３Ｗに等しい。

【0053】

図４に、２つのポンプの中心に位置する、４．５ｎｓまで引き伸ばされた２００ｆｓの信号のファイバ入力におけるスペクトルの例が示されている（点線）。上記２つのポンプは互いに８ＴＨｚだけ隔置されている。波長λ（ｎｍ）がｘ軸に示され、パワーＰｕがｙ軸（目盛間隔２０ｄＢ）に示されている。

【0054】

信号をファイバ（長さ１５０ｍ超）に伝播させた後、出力スペクトルＳＯが得られる。信号が実際に増幅されていることが観察される。さらに、この信号をスペクトル的にフィルタ処理して残りのポンプ信号から分離した後、エネルギー増幅利得が２６ｄＢに等しいことが観察される。

【0055】

この利得の長手方向の漸増が図５に示されている。ファイバの長さＬ（ｍ）がｘ軸に示され、利得Ｇ（ｄＢ）がｙ軸に示されている。この利得はファイバの最初の部分では準指数関数的であり、その後飽和し始めることが観察される。この挙動は、単一のポンプを有する系により観察されるものと類似している。

【0056】

図６では、時間Ｔ（ｐｓ）がｘ軸に示され、パワーＰ（適当な単位）がｙ軸に示される。引き伸ばし前の入力信号が曲線Ｉで示されている。この信号の引き延し、増幅、再圧縮後の時間的な形状が曲線ＩＩで示されている。

【0057】

出力信号（ＩＩ）が入力信号（Ｉ）と準同一であることが分かる。これは、寄生位相が増幅プロセス中に追加されなかったことを実証している。

【0058】

結論として、本発明の主な利点は、２つのポンプを含むＦＯＰＣＰＡの利得帯域幅を倍増できる点にある。

【0059】

なお、２つのポンプを含むＦＯＰＣＰＡはこれまで開示されておらず、利得帯域の両側の使用は新規性を有する。当業者は、２つのポンプを含む従来のＦＯＰＡ設計と同様に、この利得帯域の片半分のみを使用せずにはいられないのであろう。

【0060】

実際には、パラメトリック増幅器についてみれば、単色信号を増幅しようとする場合、信号側とアイドラ波側の両方から波を入射することが知られている。これは位相感応設計と呼ばれる。かかる設計により、潜在的にノイズなし増幅が可能になるが、対象となっているそれらの波それぞれの位相の微妙な制御が必要となる。

【0061】

例えば２つのポンプの中心などに位置する周波数ドリフトを含むパルスの場合、伸長装置によって位相の設定が行われる。したがって、大幅な利得を得るというのは、この場合完全に直感に反している。

【0062】

図７は、本発明に係る装置の特定の実施形態の、大幅に簡略化した図である。

【0063】

この実施形態は、以下を備えるＦＯＰＣＰＡからなる。
光パルス源２。これは例えばモードロック発振器などである。
パルスを時間的に引き伸ばすことによりチャープパルス供給するためのストレッチャ４。
パルス化されたポンプ信号を供給する第１のポンプ源６。光周波数をｆＰ１と表す。
パルス化されたポンプ信号を供給する第２のポンプ源８。光周波数はｆＰ１と異なり、それをｆＰ２と表す。
ポンプ源６および８から供給されチャープパルスを増幅するポンプ信号を受信し、チャープパルスとポンプ信号間の四光波混合効果をもたらす、光ファイバ１０。

【0064】

上記装置の後に、増幅されたパルスを時間的に圧縮するための圧縮器１２が続く。

【0065】

このように圧縮されたパルスは、それを使用する装置（図示せず）に送られる。

【0066】

ストレッチャ４の手前のパルス持続時間は１ｎｓ以下程度のものである。これは典型的には数フェムト秒から数ピコ秒の範囲に及ぶ。

【0067】

ポンプ源６および８から供給されるパルス化されたポンプ信号は、図７の両矢印１４で示されている手段を使用して、ポンプ源２から供給されるパルスと同期される。かかる同期手段はＦＯＰＡについてはすでに知られている。

【0068】

図７に示されている装置の一代替実施形態では、２つのポンプ源６および８のうちの一方のみがパルス化されたポンプ信号を供給する。もう一方のポンプ源は連続的なポンプ信号を供給する。

【0069】

他の代替実施形態では、２つのポンプ源６および８のそれぞれが連続ポンプ信号を供給する。この場合、同期手段１４は使用されない。

【0070】

本発明によると、（ｆＰ１＋ｆＰ２）／２が、周波数ドリフトを含むパルスのスペクトル・サポートに関わる。この例では、（ｆＰ１＋ｆＰ２）／２はこのスペクトル・サポートの中間点と一致し、｜ｆＰ２−ｆＰ１｜／２（すなわちスペクトル間隔｜ｆＰ２−ｆＰ１｜の半分）は、このスペクトル・サポートの幅以下である。

【0071】

ただし、パルスのスペクトル・サポートが全増幅スペクトル帯域［ｆＰ１；ｆＰ２］（ｆＰ１はｆＰ２未満であると仮定）を確実に使用するようになっていると好ましい。

【0072】

なお、被増幅パルスが与えられると、ＦＯＰＣＰＡの設計はそれらのパルスに合わせて調整される。つまり、これらのパルスに応じてファイバ１０とポンプ源６および８が選択される。実際に、ポンプ源は調整可能であり、被増幅パルスに合わせて調整される。

【0073】

光ファイバ１０は、微細構造光ファイバであると好ましい。微細構造光ファイバを用いるとファイバ設計の範囲を広げることが可能になる。

【0074】

さらに、非常に大きな非線形係数を得ることができることから、光ファイバを使用すると有利であり、その分散特性を調整する方法が知られている。ただし、ファイバ１０は、チャープパルスとポンプ源６および８から供給されるポンプ信号の間に四光波混合効果をもたらすのに適した、任意の３次非線形媒質と置き換えることができる。

【符号の説明】

【0075】

２ 光パルス源
４ ストレッチャ
６ 第１のポンプ源
８ 第２のポンプ源
１０ 光ファイバ
１２ 圧縮器
１４ 同期手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】