特表 2023-530903 任意光パルスパターン生成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-07-20

(54)【発明の名称】任意光パルスパターン生成装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/01 20060101AFI20230712BHJP

   H04B 10/516 20130101ALI20230712BHJP

   H04J 14/02 20060101ALI20230712BHJP

   H04J 14/06 20060101ALI20230712BHJP

【ＦＩ】

G02F1/01 C

H04B10/516

H04J14/02

H04J14/06

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022575969

(86)(22)【出願日】2021-06-16

(85)【翻訳文提出日】2023-01-19

(86)【国際出願番号】 FI2021050454

(87)【国際公開番号】W WO2021255342

(87)【国際公開日】2021-12-23

(31)【優先権主張番号】20205637

(32)【優先日】2020-06-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FI

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】512068592

【氏名又は名称】テクノロギアン トゥトキムスケスクス ヴェーテーテー オイ

【氏名又は名称原語表記】ＴＥＫＮＯＬＯＧＩＡＮ ＴＵＴＫＩＭＵＳＫＥＳＫＵＳ ＶＴＴ ＯＹ

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(72)【発明者】

【氏名】ニッシラ ヤーニ

(72)【発明者】

【氏名】メリマー ミッコ

(72)【発明者】

【氏名】オヤサロ カリ

(72)【発明者】

【氏名】フォーデル トーマス

【テーマコード（参考）】

2K102

5K102

【Ｆターム（参考）】

2K102AA21

2K102BA02

2K102BA40

2K102BB01

2K102BB04

2K102BC04

2K102CA11

2K102DA04

2K102DB04

2K102DC08

2K102DD03

2K102EA18

2K102EA23

2K102EB06

2K102EB08

2K102EB11

2K102EB16

2K102EB20

2K102EB22

2K102EB24

5K102AD01

5K102AD15

5K102AH02

5K102MD01

5K102MD02

5K102MH02

5K102MH13

5K102MH22

5K102PB01

5K102PH02

5K102PH11

5K102PH13

5K102PH15

5K102PH22

5K102PH31

5K102PH47

5K102PH48

5K102PH49

5K102PH50

5K102RB01

5K102RD28

(57)【要約】

光パルスパターンを生成する生成装置は、１次レーザパルス（ＬＢ００_ｋ）を出力する光源と、１次レーザパルスの光を複数の分岐（Ａ_１、Ａ_２）に分波して複数の１次光パルス（ＬＢ０_ｋ，１、ＬＢ０_ｋ，２）を出力する分波器と、各分岐からの変調光信号（ＬＢ１_ｋ，１、ＬＢ１_ｋ，２）を合波して出力信号（ＬＢ２_ｋ）を形成する合波器と、１次パターンに従って、分岐の光変調器（ＭＯＤ_１、ＭＯＤ_２）を制御するための制御信号を出力する制御部と、を備え、第１の分岐（Ａ_１）は、第１の分岐の１次光パルス（ＬＢ０_ｋ，１）から第１の変調光信号（ＬＢ１_ｋ，１）を形成する第１の光変調器（ＭＯＤ_１）を有し、第２の分岐（Ａ_２）は、第２の分岐の１次光パルス（ＬＢ０_ｋ，２）から第２の変調光信号（ＬＢ１_ｋ，２）を形成する第２の光変調器（ＭＯＤ_２）を有し、第２の分岐の伝搬遅延は第１の分岐の伝搬遅延と異なる。
【選択図】図１（ａ）

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光パターン生成装置（ＯＰＧ１）であって、
・１次レーザパルス（ＬＢ００_ｋ）を出力する光源（ＬＳ１）と、
・前記１次レーザパルス（ＬＢ００_ｋ）の光を複数の分岐（Ａ１、Ａ２、Ａ３）に分波して複数の１次光パルス（ＬＢ０_ｋ，１、ＬＢ０_ｋ，２、ＬＢ０_ｋ，３）を出力する分波器（ＳＰＬ１）と、
・各前記分岐（Ａ１、Ａ２、Ａ３）からの変調光信号（ＬＢ１_ｋ，１、ＬＢ１_ｋ，２、ＬＢ１_ｋ，３）を合波して出力信号（ＬＢ２_ｋ）を形成する合波器（ＣＭＢ１）と、
・１次パターン（ＰＡＴ０）に従って、前記分岐（Ａ１、Ａ２、Ａ３）の光変調器（ＭＯＤ１、ＭＯＤ２、ＭＯＤ３）を制御するための制御信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）を出力する制御部（ＰＧ０）と、を備え、
第１の分岐（Ａ１）は、前記第１の分岐（Ａ１）の１次光パルス（ＬＢ０_ｋ，１）から第１の変調光信号（ＬＢ１_ｋ，１）を形成する第１の光変調器（ＭＯＤ１）を有し、
第２の分岐（Ａ２）は、前記第２の分岐（Ａ２）の１次光パルス（ＬＢ０_ｋ，２）から第２の変調光信号（ＬＢ１_ｋ，２）を形成する第２の光変調器（ＭＯＤ２）を有し、
第３の分岐（Ａ３）は、前記第３の分岐（Ａ３）の１次光パルス（ＬＢ０_ｋ，３）から第３の変調光信号（ＬＢ１_ｋ，３）を形成する第３の光変調器（ＭＯＤ３）を有し、
前記第２の分岐（Ａ２）の伝搬遅延（ｄ_２）は、前記第１の分岐（Ａ１）の伝搬遅延（ｄ_１）と異なり、
前記第３の分岐（Ａ３）の伝搬遅延（ｄ_３）は、前記第１の分岐（Ａ１）の伝搬遅延（ｄ_１）と異なり、且つ、前記第２の分岐（Ａ２）の伝搬遅延（ｄ_２）と異なる、装置。

【請求項2】

各光変調器（ＭＯＤ１、ＭＯＤ２、ＭＯＤ３）は、光パルスが前記合波器（ＣＭＢ１）へ伝搬することを許容する通過状態と、光パルスが前記合波器（ＣＭＢ１）へ伝搬することを防止する遮断状態とを有することを特徴とする、請求項１に記載の装置（ＯＰＧ１）。

【請求項3】

多レベルの光パルスを出力することを特徴とする、請求項１に記載の装置（ＯＰＧ１）。

【請求項4】

前記光変調器（ＭＯＤ１、ＭＯＤ２、ＭＯＤ３）はマッハツェンダ変調器であることを特徴とする、請求項１～３のいずれか１項に記載の装置（ＯＰＧ１）。

【請求項5】

前記装置（ＯＰＧ１）は、パルスの無中断ストリーム（ＵＮＩＰＡＴ１）を形成し、前記パルスの無中断ストリーム（ＵＮＩＰＡＴ１）は、異なる波長（λ_１、λ_２）のパルス及び／又は異なる偏波状態（ＰＯＬ１、ＰＯＬ２）のパルスを含むことを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載の装置（ＯＰＧ１）。

【請求項6】

前記無中断ストリーム（ＵＮＩＰＡＴ１）を光増幅する光増幅器（ＡＭＰ３）を更に備える、請求項１～５のいずれか１項に記載の装置（ＯＰＧ１）。

【請求項7】

前記光変調器（ＭＯＤ１、ＭＯＤ２、ＭＯＤ３、ＭＯＤ４）の制御信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）を出力する複数の電圧源（ＳＵＰ１１、ＳＵＰ１２、ＳＵＰ１３）と複数のスイッチ（ＳＷ１１、ＳＷ１２、ＳＷ１３）とを更に備え、前記スイッチ（ＳＷ１１、ＳＷ１２、ＳＷ１３）は、前記電圧源（ＳＵＰ１１、ＳＵＰ１２、ＳＵＰ１３）を前記第１の分岐（Ａ１）の第１の変調器（ＭＯＤ１）の制御入力に１つずつ直流的に接続することを特徴とする、請求項１～６のいずれか１項に記載の装置（ＯＰＧ１）。

【請求項8】

前記光変調器（ＭＯＤ１、ＭＯＤ２、ＭＯＤ３、ＭＯＤ４）の制御信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）を出力する複数の電圧源（ＳＵＰ１１、ＳＵＰ１２、ＳＵＰ１３）と複数のスイッチ（ＳＷ１１、ＳＷ１２、ＳＷ１３）とを更に備え、前記装置（ＯＰＧ１）は複数のダミー負荷（ＤＵＭ１）を更に備え、前記スイッチ（ＳＷ１１、ＳＷ１２、ＳＷ１３）は、前記電圧源（ＳＵＰ１１、ＳＵＰ１２、ＳＵＰ１３）をそれぞれ前記ダミー負荷（ＤＵＭ１）または前記光変調器（ＭＯＤ１、ＭＯＤ２、ＭＯＤ３）に接続して、前記電圧源（ＳＵＰ１１、ＳＵＰ１２、ＳＵＰ１３）の動作を安定させることを特徴とする、請求項１～７のいずれか１項に記載の装置（ＯＰＧ１）。

【請求項9】

前記制御信号（Ｓ１）の制御パルスの最小時間幅（ｗ_Ｓ）が、前記出力信号（ＬＢ２_ｋ）の連続するパルスの立ち上がりエッジ間の最小時間（１／（Ｍ・ｆ_０））よりも大きいことを特徴とする、請求項１～８のいずれか１項に記載の装置（ＯＰＧ１）。

【請求項10】

前記第１の分岐（Ａ１）の変調器（ＭＯＤ１）の状態変化の開始と前記第１の分岐（Ａ_１）の変調器（ＭＯＤ_１）における１次光パルス（ＬＢ０_ｋ，１）の到達との進行時間間隔（Ｔ_Ｃ）が、連続する１次レーザパルス（ＬＢ００_ｋ、ＬＢ００_ｋ＋１）の時間間隔（Ｔ_００）の５０％～９０％の範囲内であることを特徴とする、請求項１～９のいずれか１項に記載の装置（ＯＰＧ１）。

【請求項11】

前記光源（ＬＳ１）は、第１の波長（λ_１）で前記１次レーザパルス（ＬＢ００_ｋ）を出力し、前記装置（ＯＰＧ１）は、異なる第２の波長（λ_２）で第２のレーザパルス（ＬＢ００_ｋ）を出力する第２の光源（ＬＳ２）を更に備えることを特徴とする、請求項１～１０のいずれか１項に記載の装置（ＯＰＧ１）。

【請求項12】

パルスの偏波状態（ＰＯＬ１、ＰＯＬ２）を変化させる１つ以上の偏波回転部（ＲＯＴ１）を更に備えることを特徴とする、請求項１～１１のいずれか１項に記載の装置（ＯＰＧ１）。

【請求項13】

異なる波長のパルス（λ_１、λ_２）及び／又は異なる偏波状態のパルス（ＰＯＬ１、ＰＯＬ２）を合波して、異なる波長（λ_１、λ_２）のパルス及び／又は偏波状態の異なるパルス（ＰＯＬ１、ＰＯＬ２）を含む出力信号（ＬＢ２、ＬＢ３）を形成することを特徴とする、請求項１～１２のいずれか１項に記載の装置（ＯＰＧ１）。

【請求項14】

前記装置（ＯＰＧ１）は、異なる波長（λ_１、λ_２）のパルス及び／又は偏波状態の異なるパルス（ＰＯＬ１、ＰＯＬ２）を含む出力信号（ＬＢ２、ＬＢ３）を形成し、前記出力信号（ＬＢ２、ＬＢ３）は、一部が互いに重畳する連続するパルスから構成されていることを特徴とする、請求項１～１３のいずれか１項に記載の装置（ＯＰＧ１）。

【請求項15】

前記出力信号（ＬＢ２、ＬＢ３）からパルスパターン（ＰＡＴ１）を選択的に分波する、波長選択部及び／又は偏波選択部である分波部（ＤＩＣ１）を更に備える、請求項１～１４のいずれか１項に記載の装置（ＯＰＧ１）。

【請求項16】

前記装置（ＯＰＧ１）の分岐（Ａ１）を伝搬する光パルスのエネルギーをモニタし、前記光パルスのエネルギーを示す１つ以上のフィードバック信号を出力する１つ以上の検出器（ＭＯＮ１）を更に備える、請求項１～１５のいずれか１項に記載の装置（ＯＰＧ１）。

【請求項17】

・波長の異なるパルスを含む第１の無中断増幅光パルス系列を形成し、
・前記第１の無中断増幅光パルス系列から分光して第１の光出力信号を形成する、
請求項１～１６のいずれか１項に記載の装置。

【請求項18】

・波長の異なるパルスを含む第１の無中断光パルス系列を形成し、
・波長の異なるパルスを含む第２の無中断光パルス系列を形成し、
・前記第１の無中断光パルス系列と前記第２の無中断光パルス系列とを合波して合波無中断光パルス系列を形成し、
・前記合波無中断光パルス系列から分光して第１の光出力信号を形成する、
請求項１～１６のいずれか１項に記載の装置。

【請求項19】

・波長の異なるパルスを含む第１の無中断光パルス系列を形成し、
・波長の異なるパルスを含む第２の無中断光パルス系列を形成し、
・前記第２の無中断光パルス系列の偏波状態を前記第１の無中断光パルス系列に対して直交状態に変化させ、
・前記第１の無中断光パルス系列と偏波回転した前記第２の無中断光パルス系列とを合波して合波無中断光パルス系列を形成し、
・前記合波無中断光パルス系列から分光して第１の光出力信号を形成する、
請求項１～１６のいずれか１項に記載の装置。

【請求項20】

前記第１のおよび第２の無中断光パルス系列は光増幅されており、及び／又は前記合波無中断光パルス系列が光増幅されていることを特徴とする、請求項１８または１９に記載の装置。

【請求項21】

前記合波無中断光パルス系列から分光して第２の光出力信号を形成する工程を更に備え、前記第２の光出力信号は、前記第１の光出力信号に対して補完的であることを特徴とする、請求項１８～２０のいずれか１項に記載の装置。

【請求項22】

前記第１の光出力信号を第１の電気信号に変換し、及び／又は前記第２の光出力信号を補完的な第２の電気信号に変換することを特徴とする、請求項１７～２１のいずれか１項に記載の装置。

【請求項23】

・第１の無中断光パルス系列を形成し、
・前記第１の無中断光パルス系列から分光して第１の光出力信号を形成し、
・第２の無中断光パルス系列を形成し、
・前記第１の無中断光パルス系列から分光して第２の光出力信号を形成し、
・前記第１の光出力信号と前記第２の光出力信号とを合波して合波光出力信号を形成する、
請求項１～１６のいずれか１項に記載の装置。

【請求項24】

前記第１の及び第２の無中断光パルス系列は光増幅されていることを特徴とする、請求項２３に記載の装置。

【請求項25】

前記合波光出力信号を電気信号に変換することを特徴とする、請求項２３または２４に記載の装置。

【請求項26】

・第１の無中断増幅光パルス系列を形成し、
・前記第１の無中断増幅光パルス系列から分光して第１の光出力信号を形成し、
・前記第１の光出力信号を第１の電気信号に変換し、
・第２の無中断増幅光パルス系列を形成し、
・前記第２の無中断増幅光パルス系列から分光して第２の光出力信号を形成し、
・前記第２の光出力信号を第２の電気信号に変換し、
・前記第１の電気信号と前記第２の電気信号とを合波して合波電気信号を形成する、
請求項１～１６のいずれか１項に記載の装置。

【請求項27】

前記変調器はマッハツェンダ変調器であることを特徴とする、請求項１７～２６のいずれか１項に記載の装置。

【請求項28】

前記光源は広帯域光源であり、好ましくはスーパーコンティニューム光源であることを特徴とする、請求項１～２７のいずれか１項に記載の装置。

【請求項29】

クライオスタットを更に備え、前記クライオスタットにおいて光出力信号を電気信号に変換することを特徴とする、請求項１～２８のいずれか１項に記載の装置。

【請求項30】

・１次レーザパルス（ＬＢ００_ｋ）を出力することと、
・前記１次レーザパルス（ＬＢ００_ｋ）の光を複数の分岐（Ａ１、Ａ２、Ａ３）に分波して複数の１次光パルス（ＬＢ０_ｋ，１、ＬＢ０_ｋ，２、ＬＢ０_ｋ，３）を出力することと、
・各前記分岐（Ａ１、Ａ２、Ａ３）からの変調光信号（ＬＢ１_ｋ，１、ＬＢ１_ｋ，２、ＬＢ１_ｋ，３）を合波して出力信号（ＬＢ２_ｋ）を形成することと、
・１次パターン（ＰＡＴ０）に従って、前記分岐（Ａ１、Ａ２、Ａ３）の光変調器（ＭＯＤ１、ＭＯＤ２、ＭＯＤ３）を制御するための制御信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）を出力することと、を備える方法であって、
第１の分岐（Ａ１）は、前記第１の分岐（Ａ１）の１次光パルス（ＬＢ０_ｋ，１）から第１の変調光信号（ＬＢ１_ｋ，１）を形成する第１の光変調器（ＭＯＤ１）を有し、
第２の分岐（Ａ２）は、前記第２の分岐（Ａ２）の１次光パルス（ＬＢ０_ｋ，２）から第２の変調光信号（ＬＢ１_ｋ，２）を形成する第２の光変調器（ＭＯＤ２）を有し、
第３の分岐（Ａ３）は、前記第３の分岐（Ａ３）の１次光パルス（ＬＢ０_ｋ，３）から第３の変調光信号（ＬＢ１_ｋ，３）を形成する第３の光変調器（ＭＯＤ３）を有し、
前記第２の分岐（Ａ２）の伝搬遅延（ｄ_２）は、前記第１の分岐（Ａ１）の伝搬遅延（ｄ_１）と異なり、
前記第３の分岐（Ａ３）の伝搬遅延（ｄ_３）は、前記第１の分岐（Ａ１）の伝搬遅延（ｄ_１）と異なり、且つ、前記第２の分岐（Ａ２）の伝搬遅延（ｄ_２）と異なる、
方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

いくつかの実施形態は、光パルスパターンの生成に関する。

【背景技術】

【0002】

任意電気パターン生成装置（ＡＰＧ；Ａｒｂｉｔｒａｒｙ Ｐａｔｔｅｒｎ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）を用いて電気波形を形成して任意の光パルスパターンを生成することが知られている。その後、電気波形を用いて光強度変調器を制御して連続波光やパルスレーザ光を変調することにより、光パルスパターンを形成してもよい。１０ＧＨｚよりも高い周波数で任意の光パルスパターンを形成するには、少なくとも同一周波数の電気波形を形成する必要がある。しかし、非常に高い周波数で電気任意波形（ｅｌｅｃｔｒｉｃ ａｒｂｉｔｒａｒｙ ｗａｖｅｆｏｒｍ）を正確に生成することは困難であるか又は不可能である。生成された電気任意波形は、高い帯域幅によりノイズが多い可能性がある。光変調器が高周波で形成する光パルスの形状は、電気波形のノイズ及び／又はジッタに強く影響され得る。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本発明は、光パターン生成装置（ＡＰＰＧ）を提供することを目的とする。本発明は、光パルスパターンの生成方法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】

【0004】

上記目的を達成するために、本発明の光パターン生成装置（ＯＰＧ１）は、
・１次レーザパルス（ＬＢ００_ｋ）を出力する光源（ＬＳ１）と、
・前記１次レーザパルス（ｐｒｉｍａｒｙ ｌａｓｅｒ ｐｕｌｓｅ）（ＬＢ００_ｋ）の光を複数の分岐（ｂｒａｎｃｈ）（Ａ１、Ａ２、Ａ３）に分波して複数の１次光パルス（ＬＢ０_ｋ，１、ＬＢ０_ｋ，２、ＬＢ０_ｋ，３）を出力する分波器（ＳＰＬ１）と、
・各前記分岐（Ａ１、Ａ２、Ａ３）からの変調光信号（ＬＢ１_ｋ，１、ＬＢ１_ｋ，２、ＬＢ１_ｋ，３）を合波して出力信号（ＬＢ２_ｋ）を形成する合波器（ＣＭＢ１）と、
・１次パターン（ｐｒｉｍａｒｙ ｐａｔｔｅｒｎ）（ＰＡＴ０）に従って、前記分岐（Ａ１、Ａ２、Ａ３）の光変調器（ＭＯＤ１、ＭＯＤ２、ＭＯＤ３）を制御するための制御信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）を出力する制御部（ＰＧ０）と、を備え、
第１の分岐（Ａ１）は、前記第１の分岐（Ａ１）の１次光パルス（ＬＢ０_ｋ，１）から第１の変調光信号（ＬＢ１_ｋ，１）を形成する第１の光変調器（ＭＯＤ１）を有し、
第２の分岐（Ａ２）は、前記第２の分岐（Ａ２）の１次光パルス（ＬＢ０_ｋ，２）から第２の変調光信号（ＬＢ１_ｋ，２）を形成する第２の光変調器（ＭＯＤ２）を有し、
第３の分岐（Ａ３）は、前記第３の分岐（Ａ３）の１次光パルス（ＬＢ０_ｋ，３）から第３の変調光信号（ＬＢ１_ｋ，３）を形成する第３の光変調器（ＭＯＤ３）を有し、
前記第２の分岐（Ａ２）の伝搬遅延（ｄ_２）は、前記第１の分岐（Ａ１）の伝搬遅延（ｄ_１）と異なり、
前記第３の分岐（Ａ３）の伝搬遅延（ｄ_３）は、前記第１の分岐（Ａ１）の伝搬遅延（ｄ_１）と異なり、前記第２の分岐（Ａ２）の伝搬遅延（ｄ_２）と異なる。

【0005】

更なる態様は、請求項で定義される。

【0006】

本発明の様々な実施形態について求められる保護の範囲は、独立請求項により述べられる。独立請求項の範囲に該当しない、本明細書に記載されている実施形態（もしあれば）は、本発明の様々な実施形態を理解するのに有用な実施例として解釈されるべきである。

【0007】

装置は、任意光パルスパターン生成装置（ＡＰＰＧ）であってもよい。生成されたパルス系列（ｐｕｌｓｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）の包絡線関数（ｅｎｖｅｌｏｐｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）は、選択可能であってもよい。生成されたパルス系列の包絡線関数は、ユーザにより選択可能であってもよい。パルス系列は、パルスパターンと呼ばれることもある。

【0008】

生成装置は、１次レーザパルスの光を複数の分岐に分割してもよい。各レーザパルスは、生成装置の各分岐において同期して伝搬する複数の１次光パルスに分割されてもよい。

【0009】

各分岐は、１次光パルスを導波するし、及び／又は適切な（異なる）伝搬遅延を与えるための光導波路を備えてもよい。分岐の数（Ｍ）は、例えば４～１０２４の範囲であってもよい。より多くの分岐を用いることで、より高い出力パルス繰り返し率を得ることができ、及び／又はより時間分解能の高いパルスパターンを出力することができる。

【0010】

各分岐は、それぞれ独立に制御可能な変調器で構成されて、１次光パルスから変調信号を形成してもよい。各分岐は、変調信号を再合波する際に変調信号のパルスをインターリーブ（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ）して所望の出力信号を形成するように、異なる伝搬遅延を設けるようにしてもよい。光出力信号は、所望の１次パターンに対応するパルスパターンを含んでもよい。出力信号の最大パルスレートは、例えばレーザパルスのパルスレートのＭ倍としてもよい。

【0011】

生成装置は、繰り返し率増倍（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｏｎ）及びパルスパターン形成システムとして動作してもよい。生成装置は、パルスの品質を実質的に変化させずにパルスの分割、変調、合波を行うことができる。

【0012】

装置は、レーザパルスから１次光パルスを形成する分波器を備えてもよい。レーザパルスは、例えばモードロックレーザによって構成されてもよい。分割と合波は受動的な光学系を用いて実装することができる。分割、変調及び／又は合波は、実質的に光パルスの形状を変形せずに行ってもよい。

【0013】

各分岐の変調器は、１次光パルスから変調信号を形成してもよい。変調器は、１次光パルスが変調器を介して合波器に通過することを許容してもよいし、１次光パルスが合波器に伝搬することを防止してもよい。変調器の状態は、例えば、通過状態（ｐａｓｓ ｓｔａｔｅ）または遮断状態（ｂｌｏｃｋ ｓｔａｔｅ）であり得る。変調器は、例えばマッハツェンダ変調器（Ｍａｃｈ Ｚｅｈｎｄｅｒ ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）であってもよい。変調器の状態は、例えば、変調器に制御電圧信号を印加することによって制御されてもよい。制御電圧信号は、制御信号パルスを含んでもよい。

【0014】

変調器に電気的な制御信号を生成する制御部を設けてもよい。制御部は、１次パターンを記憶するメモリを備えてもよい。１次パターンは、例えば所望の光パルスパターンの包絡線関数を定義する２値の値の系列（ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｏｆ ｂｉｎａｒｙ ｖａｌｕｅｓ）から構成されてもよい。制御部は、例えば、１次パターンの値に従って、２値の制御信号を駆動部に出力するための、例えば、プログラマブルロジック（ＦＰＧＡ）を含んでもよい。（ＦＰＧＡはＦｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙのことである。）駆動部は、２値の制御信号に基づいて変調器の制御信号を形成してもよい。

【0015】

生成装置の光出力は、実質的にＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ－ｔｏ－ｚｅｒｏ）光パルスの系列で構成されてもよい。当該系列は、例えば、任意の２値パターンを表すことができる。その出力は、１次パターンに従って形成された、実質的に２値の光信号であってもよい。（量子化時間での）系列の各出力値は、実質的にフル（全）振幅値であってもよいし、実質的にゼロであってもよい。パルスの周波数（Ｍ・ｆ_０）は、例えば１０Ｇｂｉｔ／ｓよりも高い。出力の連続するパルスの立ち上がりエッジ間の最短時間は、例えば、１ｎｓ未満であってもよい。

【0016】

１次レーザパルスの基本繰り返し率（ｆ_０）は、例えば１ＧＨｚ～１０ＧＨｚの範囲内であってもよい。特に、１次レーザパルスの基本繰り返し率（ｆ_０）は、例えば２ＧＨｚ～３ＧＨｚの範囲内であってもよい。制御電子機器は、例えば、１次レーザパルスの基本繰り返し率（ｂａｓｅ ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｒａｔｅ）と等しい周波数で動作してもよい。分岐の変調器に印可される制御信号の最大パルス繰り返し率は、生成装置の光出力信号の最大パルス繰り返し率よりも実質的に小さくてもよい。パターン生成装置の変調器の状態は、１次レーザパルスの繰り返し率以下の緩やかな速度で変化させてもよい。変調器の状態の変化は、光出力信号の（振幅）雑音を低減するために、進行間隔（ａｄｖａｎｃｅ ｉｎｔｅｒｖａｌ）を用いて計時してもよい。

【0017】

変調器の状態の変化は、１次光パルスと同期してもよい。１次光パルスは、変調器が目標状態に落ち着くまでの時間が最も長くなるように、制御信号パルスの立ち下がりエッジ付近の最後の時点で変調器に到達してもよい。

【0018】

一例として、１次光パルスの基本パルスレート（基本周波数ｆ_０）は、例えば２ＧＨｚであり、１つの分岐の隣接する１次光パルス間の時間間隔（Ｔ_０）は、それぞれ５００ｐｓであってもよい。１次光パルスの時間幅（ｗ_０）は、例えば１０ｐｓとすることができる。変調器（ＭＯＤ１）に印加される制御パルス（Ｓ１）のタイミングは、１次光パルス（ＬＢ０_ｋ）が変調器に到達したときの状態変化に起因して残留する残留リンギング（ｒｉｎｇｉｎｇ）がないか、または少ないように選択されてもよい。生成装置は、例えば、１次光パルス（ＬＢ０_ｋ）が、変調器（ＭＯＤ１）に印加される制御信号（Ｓ１）の前回の状態変化が開始されてから約４５０ｐｓ程度に変調器（ＭＯＤ１）に到達するように動作してもよい。変調器の状態を安定化させるための進行時間間隔（Ｔ_Ｃ）は、例えば４５０ｐｓとすることができる。

【0019】

光出力信号のパルスの振幅は、先行する信号値と実質的に独立してもよい。光出力信号は、実質的にメモリ効果を有していなくてもよい。

【0020】

制御部は、ノイズの少ない電気的な制御信号を生成してもよい。制御部は、例えば、変調器の電気的な制御入力を第１の電圧（Ｖ_１）と異なる第２の電圧（Ｖ_２）とに結合する駆動部を備えてもよい。第１の電圧（Ｖ_１）及び／又は第２の電圧（Ｖ_２）は、低ノイズ（直流）電圧源によって出力されてもよい。制御部の駆動部は、２つの低ノイズ直流電圧（Ｖ_１、Ｖ_２）を切り替える駆動回路を備えてもよい。

【0021】

光パルス系列生成装置は、例えば、パルス振幅と時間ノイズ（ジッタ（ｊｉｔｔｅｒ））に対して高品質な光出力信号を生成することができる。

【0022】

光パターン生成装置の出力は、例えば任意の電気波形を得るために、必要に応じて電気信号に変換されてもよい。変換された電気信号は、正確なタイミング及び／又は正確な波形を有することができる。光パターン生成装置の出力は、例えばフォトダイオードを用いて電気信号に変換されてもよい。

【0023】

一実施形態では、光パルス系列生成装置の１つ以上機能部が基板上に実装されてもよい。例えば、分岐は、光導波路、変調器及び／又は光遅延線を基板上に実装することにより形成してもよい。例えば、レーザ、分波器（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｏｒ）、各分岐、及び／又は合波器（ｃｏｍｂｉｎｅｒ）は基板上に実装されてもよい。基板としては、例えば、シリコン基板やＧａＡｓ基板を用いることができる。ＧａＡｓはヒ化ガリウムを意味する。基板上の各部を実装することで、小型化、高周波における動作、出力信号のパルス品質の向上、安定性の向上、信頼性の向上、及び／又は製造コストの低減を図ることができる。

【0024】

一実施形態では、生成装置の光出力は、高温から極低温まで光導波路を介して接続することができる。極低温とは、例えば４．２Ｋ以下であり得る。Ｋはケルビンを意味する。クライオスタット（ｃｒｙｏｓｔａｔ）に光信号を導入すると、クライオスタットに電気信号を出力する場合と比較して、クロストーク及び／又は熱効果を回避することができる。必要に応じて、クライオスタット内に光信号を電気信号に変換してもよい。光信号のパルスは、必要に応じて１つ以上のフォトダイオードを用いて電気信号に変換することができる。

【0025】

一実施形態では、生成装置の光出力は、例えばジョセフソン接合電圧規格を駆動するために用いられてもよい。

【0026】

以下の例では、添付の図面を参照しながら、いくつかの変形例をより詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1(a)】光パターン生成装置を例示する図である。

【図1(b)】光パターン生成装置を例示する図である。

【図1(c)】光パターン生成装置を例示する図である。

【図2(a)】１次レーザパルスから１次光パルスを形成することを例示する図である。

【図2(b)】１次光パルスから変調信号を形成することを例示する図である。

【図2(c)】変調信号を合波して出力信号を形成することを例示する図である。

【図3】光出力信号を電気出力信号に変換することを例示する図である。

【図4】光出力信号を電気出力信号に変換することを例示する図である。

【図5(a)】波長の異なる幾つかのパルスパターンを出力する光パターン生成装置を例示する図である。

【図5(b)】第１の偏波状態を有する第１のパルスパターンと、第２の直交偏波状態（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）を有する第２のパルスパターンとを出力する光パターン生成装置を例示する図である。

【図6(a)】異なる波長のパルスの無中断ストリームを増幅する光パターン生成装置を例示する図である。

【図6(b)】偏波状態が直交して異なるパルスの無中断ストリームを増幅する光パターン生成装置を例示する図である。

【図6(c)】第１の中断ストリームと第２の中断ストリームから構成されているパルスの無中断ストリームを例示する図である。

【図7(a)】マッハツェンダ干渉計を用いてパルスから変調信号を形成することを例示する図である。

【図7(b)】マッハツェンダ干渉計を用いて２つの異なる波長のパルスから変調信号を形成することを例示する図である。

【図7(c)】マッハツェンダ干渉計を用いて第１の変調信号及び補完的な第２の信号を形成することを例示する図である。

【図8(a)】２つの異なる偏波状態のパルスからなるパルスパターンを出力する光パターン生成装置を例示する図である。

【図8(b)】２つの異なる偏波状態のパルスからなるパルスパターンを出力する光パターン生成装置を例示する図である。

【図9】多レベルのパルスからなる生成パルスパターンを例示する図である。

【図10】光パターン生成装置の駆動部を例示する図である。

【図11】複数の異なる波長の光パルスパターンを形成する光パターン生成装置を例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

図１（ａ）に示すように、光パターン生成装置ＯＰＧ１は、１次光パルスＬＢ００を出力する光源ＬＳ１と、２以上の分岐（Ａ１、Ａ２、…）と、１次光パルスＬＢ００の光を各分岐（Ａ１、Ａ２）に分波する分波器ＳＰＬ１と、各分岐（Ａ１、Ａ２）の変調信号を合波する合波器ＣＭＢ１と、光パルス（ＬＢ０）から変調信号を形成する制御信号（Ｓ１、Ｓ２、・・・）を出力する制御部ＰＧ０とを備えている。

【0029】

光源ＬＳ１は、所定の時間幅（ｗ_００）を有する１次光パルスＬＢ００を出力する。光源ＬＳ１は、一定の繰り返し率ｆ_０で１次光パルスＬＢ００を照射してもよい。光源ＬＳ１は、例えば、モードロックレーザである。光源ＬＳ１は、モードロックレーザを含んでもよい。光源ＬＳ１は、例えば、一様な振幅及び／又は低い（時間（ｔｅｍｐｏｒａｌ））ジッタを有するレーザパルスを出力してもよい。

【0030】

１次光パルスＬＢ００は、例えば、１次レーザパルスＬＢ００と呼ばれることもある。

【0031】

分波器ＳＰＬ１は、１次レーザパルスＬＢ００の光を分岐（Ａ１、Ａ２、・・・）に分波して１次光パルス（ＬＢ０）を形成してもよい。分波器ＳＰＬ１は、１次光パルスＬＢ００を入力するための光入力ＩＮ１を備えてもよい。合波器ＣＭＢ１は、異なる分岐Ａ１、Ａ２から変調信号ＬＢ１を受信してもよい。合波器ＣＭＢ１は、異なる分岐Ａ１、Ａ２の変調信号ＬＢ１を合波して合波光出力信号ＬＢ２を形成してもよい。合波器ＣＭＢ１は、出力信号ＬＢ２を出力する光出力ＯＵＴ２を備えてもよい。

【0032】

装置ＯＰＧ１は、複数の光分岐Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、…を備えてもよい。分岐の数（ｍ）は、例えば、１０～１０００の範囲とすることができる。分岐の数（ｍ）は、例えば４以上であってもよい。分岐の数（ｍ）は、例えば、４～１０２４の範囲内であってもよい。

【0033】

分波器ＳＰＬ１は、パルス繰り返し周波数ｆ_０で１次レーザパルスＬＢ００を受信してもよい。出力信号ＬＢ２は、最大パルス繰り返し周波数Ｍ・ｆ_０を有してもよい。整数Ｍは、装置ＯＰＧ１の分岐数を示す。

【0034】

各分岐（Ａ１、Ａ２、…）は、１次光パルス（ＬＢ０）から変調信号（ＬＢ１）を形成するための光変調器ＭＯＤを備えてもよい。変調器は、例えば、制御可能な干渉計を含んでもよい。変調器ＭＯＤは、例えばマッハツェンダ変調器（Ｍａｃｈ Ｚｅｈｎｄｅｒ ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）であってもよい。変調器ＭＯＤは、例えば、電気的に制御可能なマッハツェンダ変調器であってもよい。変調器ＭＯＤは、１次光パルスが変調器ＭＯＤを介して伝搬することを許容する第１の動作状態と、１次光パルスが変調器ＭＯＤを介して伝搬することを防止する第２の動作状態とを有してもよい。変調器ＭＯＤの状態は、変調器ＭＯＤに制御信号Ｓを印加して設定することができる。変調器は、変調器ＭＯＤに制御信号パルスを印加することにより、第１の状態に設定されてもよい。変調器ＭＯＤは、１次光パルスＬＢ０を変調することにより、変調光信号ＬＢ１を形成してもよい。

【0035】

装置ＯＰＧ１は、１次光パルスＬＢ０及び／又は変調光信号ＬＢ１を導波する導波路ＷＧ１、ＷＧ２を備えている。

【0036】

各分岐Ａ１、Ａ２は、伝搬遅延ｄ１、ｄ２を生じることができる。各分岐Ａ１、Ａ２は、伝搬遅延ｄ１、ｄ２を生成させるための遅延線Ｄ１、Ｄ２を備えてもよい。装置ＯＰＧ１は、第１の分岐Ａ１の伝搬遅延ｄ１と第２の分岐Ａ２の伝搬遅延ｄ２とが異なるように動作してもよい。第３の分岐Ａ３の伝搬遅延ｄ３は、第１の分岐Ａ１の伝搬遅延ｄ１と異なり、第２の分岐Ａ２の伝搬遅延ｄ２と異なるようにしてもよい。特に、各分岐の変調信号を合波して形成される出力信号のパルス繰り返し率が最大となるように、各分岐は異なる伝搬遅延を有してもよい。各遅延線は、第１の分岐と他の分岐の伝搬遅延（ｄ１、ｄ２）の最小差が１／（Ｍ・ｆ_０）と実質的に等しくなるように動作してもよい。合波器での重畳パルスの合波を回避するために、各分岐は異なる伝搬遅延を有してもよい。

【0037】

分波器ＳＰＬ１は、１次レーザパルスＬＢ００_ｋの光を分岐Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４に同時に分波することにより、１次光パルスＬＢ０_ｋ，１、ＬＢ０_ｋ，２、ＬＢ０_ｋ，３、ＬＢ０_ｋ，４を形成してもよい。光パルスＬＢ０_ｋ，１、ＬＢ０_ｋ，２、ＬＢ０_ｋ，３、ＬＢ０_ｋ，４の形状は、レーザパルスＬＢ００_ｋの形状と略同様であってもよい。各光パルスＬＢ０_ｋ，１、ＬＢ０_ｋ，２、ＬＢ０_ｋ，３、ＬＢ０_ｋ，４の（最大）光パワーは、１次レーザパルスＬＢ００_ｋの（最大）光パワーの１／Ｍ倍であってもよい。Ｍは、分岐の数である。

【0038】

装置ＯＰＧ１の第１の光分岐Ａ_１は、第１の変調器ＭＯＤ_１と、遅延線Ｄ_１とを有してもよい。遅延線Ｄ_１は、例えば、導波路（ＷＧ１）によって実装されてもよい。遅延線Ｄ_１は、例えば変調器の前又は後に位置してもよい。第１の分岐Ａ_１の変調器ＭＯＤ_１は、制御信号Ｓ_１に従って光パルスＬＢ０_ｋ，１を変調することにより、第１の変調光信号ＬＢ１_ｋ，１を出力してもよい。

【0039】

また、装置ＯＰＧ１の第２の光分岐Ａ_２は、第２の変調器ＭＯＤ_２と、遅延線Ｄ_２とを有してもよい。第２の分岐Ａ_２の変調器ＭＯＤ_１は、制御信号Ｓ_２に従って光パルスＬＢ０_ｋ，２を変調することにより、第２の変調光信号ＬＢ１_ｋ，２を出力してもよい。

【0040】

装置ＯＰＧ１は、各分岐Ａ１、Ａ２の変調器ＭＯＤ１、ＭＯＤ２を制御するための制御信号Ｓ１、Ｓ２を形成する制御部ＰＧ０を備えてもよい。制御部ＰＧ０は、変調器ＭＯＤ１、ＭＯＤ２ごとに別々の制御信号Ｓ１、Ｓ２を出力する複数（並列）の出力を備えてもよい。各制御信号Ｓ１、Ｓ２のタイミングは、同期信号Ｓ_ＴＲＧ１及び／又はクロックＣＬＫ１から得られるタイミング信号に基づくものであってもよい。制御部ＰＧ０は、例えば、クロックＣＬＫ１と、パターンメモリＭＥＭ１と、データ処理部ＰＲＯＣ１と、駆動部ＤＲＶ１とを備えてもよい。

【0041】

パターンメモリＭＥＭ１は、１次パターンＰＡＴ０を記憶してもよい。１次パターンＰＡＴ０は、例えば、装置ＯＰＧ１の出力信号ＬＢ２の包絡線関数を規定するための値ｂ_１、ｂ_２、ｂ_３、ｂ_４、…からなる。１次パターンＰＡＴ０の値（ｂ_ｋ，１、ｂ_ｋ，２、・・・）の一例を図２（ｃ）にも示す。値ｂ_１、ｂ_２、ｂ_３、ｂ_４は、例えば２値の値であってもよい。各２値の値は、０または１であり得る。データ処理部ＰＲＯＣ１は、パターンメモリＭＥＭ１から値ｂ_１、ｂ_２、ｂ_３、ｂ_４を読み出し、１次パターンＰＡＴ０の値ｂ_１、ｂ_２、ｂ_３、ｂ_４に基づいて駆動部ＤＲＶ１の動作を制御して、制御信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を形成してもよい。各制御信号Ｓ１は、例えば、第１の電圧値（Ｖ_１）又は第２の電圧値（Ｖ_２）を有する電気信号であってもよい。変調器ＭＯＤ１に第１の電圧値を印加することにより、変調器ＭＯＤ１の状態を光パルスが変調器に伝搬することを許容する第１の通過状態とすることができる。変調器ＭＯＤ１に第２の電圧値を印加することにより、変調器ＭＯＤ１の状態を光パルスが変調器に伝搬することを防止する第２の遮断状態とすることができる。

【0042】

データ処理部ＰＲＯＣ１は、駆動部ＤＲＶ１に１次制御信号（例えば、値ｂ_１、ｂ_２、ｂ_３、ｂ_４）を順次出力することにより、変調器の状態の変更を開始することができる。

【0043】

制御信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の形成は、レーザパルスＬＢ００と同期してもよい。装置ＯＰＧ１は、制御部ＰＧ０のタイミング動作の同期信号Ｓ_ＴＲＧ１を光源ＬＳ１の動作に同期して出力してもよい。装置ＯＰＧ１は、必要に応じて、光同期信号Ｓ_ＴＲＧ１を電気同期信号Ｓ_ＴＲＧ１に変換するためのコンバータＣＯＮ１を有してもよい。

【0044】

導波路ＷＧ１、ＷＧ２、ＷＧ３、ＷＧ４は、例えば光ファイバであってもよい。分波器ＳＰＬ１、変調器ＭＯＤ１、ＭＯＤ２および合波器ＣＭＢ１は、例えば、別々の光学部品であってもよい。

【0045】

装置ＯＰＧ１の各機能部（ＳＰＬ１、ＷＧ１、ＭＯＤ、Ｄ１、ＣＭＢ１）は、例えば、共通の基板に実装されてもよい。基板としては、例えば、シリコンまたはヒ化ガリウム基板を用いることができる。

【0046】

光源ＬＳ１は、必要に応じて、１次光パルスＬＢ００のパワーを増大させるための光増幅器を備えてもよい。例えば、光増幅器は、シードパルスレーザから得られるレーザパルスを増幅して１次光パルスＬＢ００を出力してもよい。

【0047】

光パターン生成装置ＯＰＧ１は、例えば、下記の方法により光パルスパターンＯＰＡＴ１を生成することができる。

【0048】

・１次レーザパルス（ＬＢ００）を複数の１次光パルス（ＬＢ０）に分割し、
・１次光パルス（ＬＢ０）を、装置ＯＰＧ１の異なる光分岐（Ａ_１、Ａ_２、Ａ_３、Ａ_４）に沿って伝搬させ、
・異なる光分岐（Ａ_１、Ａ_２、Ａ_３、Ａ_４）を伝搬する光パルス（ＬＢ０）を変調することにより、変調光信号（ＬＢ１）を形成し、
・異なる遅延時間（Δｔ_Ｄ１、Δｔ_Ｄ２、Δｔ_Ｄ３、Δｔ_Ｄ４）だけ変調光信号（ＬＢ１）または光パルス（ＬＢ０）を遅延させ、
・異なる光分岐（Ａ_１、Ａ_２、Ａ_３、Ａ_４）からの遅延変調信号（ＬＢ１）を合波して光信号（ＬＢ２）を形成する。

【0049】

１次パルス（ＬＢ００）は、例えば、レーザ光源から得られるレーザパルスである。光パターン生成装置ＯＰＧ１は、例えば、レーザパルスを生成するレーザ光源を備える。

【0050】

光パターン生成装置ＯＰＧ１は、１次レーザパルス（ＬＢ００）を複数の１次光パルス（ＬＢ０）に分割する１つ以上のスプリッタＳＰＬ１を備えてもよい。

【0051】

光パターン生成装置ＯＰＧ１は、光パルス（ＬＢ０）または遅延光パルス（ＬＢ０’）から変調光信号（ＬＢ１）を形成する、変調器ＭＯＤ１、ＭＯＤ２、ＭＯＤ３、ＭＯＤ４の１つ以上のアレイＭＡＲ１を備えてもよい。変調器は、例えば、マッハツェンダ変調器であってもよい。

【0052】

光パターン生成装置ＯＰＧ１は、生成装置ＯＰＧ１の異なる分岐（Ａ_１、Ａ_２、Ａ_３、Ａ_４）に対して異なる遅延時間（Δｔ_Ｄ１、Δｔ_Ｄ２、Δｔ_Ｄ３、Δｔ_Ｄ４）を生じさせる、遅延線Ｄ_１、Ｄ_２、Ｄ_３、Ｄ_４の１つ以上のアレイＤＡＲ１を備えてもよい。各遅延線は、例えば、異なる長さの導波路によって実装されてもよい。

【0053】

光パターン生成装置ＯＰＧ１は、異なる光分岐（Ａ_１、Ａ_２、Ａ_３、Ａ_４）からの遅延変調信号（ＬＢ１）を合波する１つ以上の合波器ＣＭＢ１を備えてもよい。

【0054】

各分岐（Ａ_１、Ａ_２、Ａ_３、Ａ_４）は、独立して制御可能な変調器（ＭＯＤ１、ＭＯＤ２、ＭＯＤ３、ＭＯＤ４）と、遅延線Ｄ_１、Ｄ_２、Ｄ_３、Ｄ_４とを備えてもよい。

【0055】

合波器ＣＭＢ１の出力ＯＵＴ１は、所望の任意の光パルスパターンＰＡＴ１を含む光信号ＬＢ２を出力する。合波器出力ＯＵＴ１における光パルスパターンＰＡＴ１の最大パルス繰り返し率はＭ・ｆ_０に等しい。ｆ_０は、１次パルス（ＬＢ００）の繰り返し率を示し、Ｍは、合波器ＣＭＢ１に対する信号を出力する分岐（Ａ_１、Ａ_２、Ａ_３、Ａ_４）の数を示す。分岐の数Ｍは、例えば４～１０２４の範囲であってもよい。

【0056】

図１（ｂ）および図１（ｃ）を参照して、光パターン生成装置ＯＰＧ１は、必要に応じて、光パルスの光パワーを増幅する１つ以上の光増幅器（ＡＭＰ３）を備えてもよい。例えば、光増幅器ＡＭＰ３は、合波器ＣＭＢ１の出力ＯＵＴ１から得られるパルスＬＢ２を光増幅して増幅出力信号ＬＢ３を出力してもよい。なお、図面における「ｔｉｍｅ」は、時間又は時刻の意味である。

【0057】

図１（ｂ）を参照して、変調器（ＭＯＤ１、ＭＯＤ２、ＭＯＤ３、ＭＯＤ４）は、１次光パルス（ＬＢ０）を変調することにより、変調１次信号（ＬＢ０’）を形成してもよい。遅延線（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４）は、変調１次信号（ＬＢ０’）から遅延変調信号（ＬＢ１）を形成してもよい。

【0058】

図１（ｃ）を参照して、遅延線（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４）は、スプリッタＳＰＬ１と変調器（ＭＯＤ１、ＭＯＤ２、ＭＯＤ３、ＭＯＤ４）との間に位置してもよい。この場合、各変調器は、遅延光パルス（ＬＢ０）を変調することにより、変調遅延信号（ＬＢ１）を形成してもよい。

【0059】

一実施形態では、１次パルス（ＬＢ００）のタイミングを、例えば同期信号Ｓ_ＳＹＮＣを用いて、クロックＣＬＫ１に同期させてもよい。一実施形態では、１次パルス（ＬＢ００）のタイミングは、原子クロック（ＣＬＫ１）の周波数に基づいたものであってもよい。

【0060】

各変調器の状態は、通過状態または遮断状態に設定されてもよい。遮断状態では、変調器は、光パルスの伝搬を防止することができる。通過状態では、変調器は、光パルスの伝搬を許容することができる。これにより、変調器は、通過状態において、存在する光パルスを出力することができる。変調器は、遮断状態で欠落した光パルスを出力することができる。

【0061】

光パターン生成装置ＯＰＧ１は、変調器の状態を制御する制御部ＰＧ０を備えてもよい。光パターン生成装置ＯＰＧ１は、１次パターンＰＡＴ０を記憶するメモリＭＥＭ１を備えてもよい。制御部ＰＧ０は、１次パターンＰＡＴ０に従って、かつタイミング信号Ｓ_ＳＹＮＣに応じて変調器の状態を変化させる制御信号ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４を出力する１つ以上のデータ処理部ＰＲＯＣ１を備えてもよい。光パターン生成装置ＯＰＧ１は、必要に応じて、制御信号ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４を増幅する駆動部ＤＲＶ１を有してもよい。例えば、駆動部ＤＲＶ１は、必要に応じて、制御信号ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４に基づいて変調器の高電圧駆動信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を出力してもよい。

【0062】

各変調器は、１次光パルスＬＢ００の繰り返し率以下の周波数で変調されてもよい。

【0063】

各変調器（ＭＯＤ１、ＭＯＤ２、ＭＯＤ３、ＭＯＤ４）の最大変調周波数は、１次パルス（ＬＢ００）の繰り返し率ｆ_０と等しくてもよい。１次パルス（ＬＢ００）の繰り返し率ｆ_０は、例えば、１０ＧＨｚ未満、ひいては１ＧＨｚ未満であってもよい。任意の波形を生成する場合であっても、個別の変調器の状態をｆ_０よりも高い繰り返し率に変化させる必要がない。したがって、光パルスパターンＰＡＴ１の最大パルス繰り返し率は、各個別の変調器の最大変調率よりも高くすることができる。

【0064】

図２（ａ）は、１次レーザパルスＬＢ００_ｋの光から１次光パルスＬＢ０_ｋ，１、ＬＢ０_ｋ，２、ＬＢ０_ｋ，３、ＬＢ０_ｋ，４を形成することを例示する図である。分波器ＳＰＬ１は、１次レーザパルスＬＢ００_ｋの光を分波して１次光パルスＬＢ０_ｋ，１、ＬＢ０_ｋ，２、ＬＢ０_ｋ，３、ＬＢ０_ｋ，４を形成してもよい。符号ｄ_００は、伝搬遅延を示す。伝搬遅延ｄ_００は、例えば、分波器ＳＰＬ１の入力ＩＮ１から変調器ＭＯＤ１までの光伝搬遅延であってもよい。Ｐ_ＭＡＸは、各光パルスＬＢ０_ｋ，１、ＬＢ０_ｋ，２、ＬＢ０_ｋ，３、ＬＢ０_ｋ，４の最大電力を表すことができる。第１の分岐Ａ１の光パルスＬＢ０_ｋ，１は、時刻ｔ_ｋに第１の分岐Ａ１の変調器ＭＯＤ１に到達する。

【0065】

符号Ｔ_００は、連続するレーザパルスＬＢ００_ｋ、ＬＢ００_ｋ＋１の間の時間間隔である。時間間隔Ｔ_００は、例えば、レーザパルスＬＢ００_ｋ、ＬＢ００_ｋ＋１の立ち上がりエッジによって規定することができる。符号Ｔ_０は、連続する光パルスＬＢ０_ｋ，１、ＬＢ０_{（ｋ＋１），１}の間の時間間隔である。時間間隔Ｔ_０は、例えば、光パルスＬＢ０_ｋ，１、ＬＢ０_{（ｋ＋１），１}の立ち上がりエッジによって規定することができる。時間間隔Ｔ_０は、時間間隔Ｔ_００と等しくてもよい。光源ＬＳ１のパルス繰り返し周波数ｆ_０は、１／Ｔ_００であってもよい。光源ＬＳ１のパルス繰り返し周波数ｆ_０は、例えば、１ＧＨｚ～１０ＧＨｚの範囲とすることができる。光源ＬＳ１のパルス繰り返し周波数ｆ_０は、例えば、２ＧＨｚ～５ＧＨｚの範囲とすることができる。

【0066】

符号ｗ_００は、レーザパルスＬＢ００_ｋ、ＬＢ００_ｋ＋１の時間幅を表す。符号ｗ_０は、光パルスＬＢ０_ｋ，１、ＬＢ０_{（ｋ＋１），１}の時間幅を表す。幅ｗ_０は、幅ｗ_００と略等しくてもよい。レーザパルスＬＢ００_ｋ、ＬＢ００_ｋ＋１の時間幅ｗ_０は、例えば、１ｐｓ～１００ｐｓの範囲とすることができる。

【0067】

図２（ｂ）は、１次パターンＰＡＴ０に従って１次光パルスＬＢ０から変調信号ＬＢ１を形成することを例示する図である。１次パターンＰＡＴ０は、例えば、値の系列で定義することができる。１次パターンＰＡＴ０は、例えば、値の系列ｂ_ｋ，１、ｂ_ｋ，２、ｂ_ｋ，３、ｂ_ｋ，４、ｂ_{（ｋ＋１），１}、ｂ_{（ｋ＋１），２}、ｂ_{（ｋ＋１），３}、ｂ_{（ｋ＋１），４}、ｂ_{（ｋ＋２），１}、ｂ_{（ｋ＋２），２}、ｂ_{（ｋ＋２），３}、ｂ_{（ｋ＋２），４}の順に構成することができる。１次パターンＰＡＴ０は、例えば、２値の値の系列を含んでもよい。１次パターンＰＡＴ０の値（ｂ）は、例えば、装置ＯＰＧ１のメモリＭＥＭ１に格納されてもよい。

【0068】

制御部ＰＧ０は、装置ＯＰＧ１の各分岐Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の変調器を制御する１次パターンＰＡＴ０に従って制御信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を出力することができる。

【0069】

１次光パルスＬＢ０_ｋ，１は、時刻ｔ_ｋにおいて、第１の分岐Ａ１の変調器ＭＯＤ１の入力に到達してもよい。制御部ＰＧ０は、１次光パルスＬＢ０_ｋ，１が変調器ＭＯＤ１に到達する前に、変調器ＭＯＤ１の状態の変化を予め開始してもよい。符号ｄ_Ｃは、状態変化を開始してから到達するまでの時間間隔である。時間間隔ｄ_Ｃは、例えば、進行間隔と呼ばれることもある。進行間隔ｄ_Ｃは、例えば、第１の分岐Ａ１の連続する１次光パルスＬＢ０_ｋ，１、ＬＢ０_{（ｋ＋１），１}の間隔Ｔ_０の５０％～９０％の範囲であってもよい。進行間隔ｄ_Ｃは、変調信号ＬＢ１の安定性を向上させ、及び／又は制御信号Ｓ１の最大周波数を基準周波数ｆ_０以下とすることができる。

【0070】

変調器ＭＯＤ１に印加される制御信号Ｓ１は、制御信号パルスを含んでもよい。例えば、制御信号パルスＳ１_ｋを形成することにより、１次光パルスＬＢ０_ｋ，１を変調してもよい。符号ｗ_Ｓは、制御信号パルスＳ１_ｋの時間幅を表す。制御信号パルスＳ１_ｋの時間幅ｗ_Ｓは、例えば、第１の分岐Ａ_１の連続する１次光パルスＬＢ０_ｋ，１、ＬＢ０_{（ｋ＋１），１}の間隔Ｔ_０の５０％～９０％の範囲であってもよい。

【0071】

１次光パルスＬＢ０_ｋ，１が変調器ＭＯＤ１を通過する際に、変調器ＭＯＤ１を通過状態に保つように、進行間隔ｄ_Ｃ及び／又は時間幅ｗ_Ｓを選択することができる。

【0072】

第１の分岐Ａ_１の変調器ＭＯＤ１は、１次光パルスＬＢ０_ｋ，１、ＬＢ０_{（ｋ＋１），１}、ＬＢ０_{（ｋ＋２），１}、…を変調することにより、第１の変調信号ＬＢ１を形成してもよい。第１の分岐Ａ１の変調器ＭＯＤ１は、１次パターンＰＡＴ０の第１のサブセットに基づいて制御されてもよい。第１のサブセットは、例えば、値ｂ_ｋ，１、ｂ_{（ｋ＋１），１}、ｂ_{（ｋ＋２），１}を含んでもよい。制御部ＰＧ０は、第１のサブセットに従って制御信号Ｓ１を生成してもよい。制御信号Ｓ１は変調器ＭＯＤ１に印加されて、第１の分岐Ａ１の光パルスＬＢ０_ｋ，１、ＬＢ０_{（ｋ＋１），１}、ＬＢ０_{（ｋ＋２），１}…の伝搬を許容及び／又は防止することができる。例えば、制御値ｂ_ｋ，１に応じた制御信号Ｓ１（ｔ）は、時刻ｔ_ｋ，１において、変調器ＭＯＤ１を通過状態にして、パルスＬＢ０_ｋ，１の伝搬を許容することができる。続いて、パルスＬＢ０_ｋ，１は、合波器ＣＭＢ１に伝搬してもよい。例えば、制御値ｂ_{（ｋ＋１），１}に応じた制御信号Ｓ１（ｔ）は、時刻ｔ_{（ｋ＋１），１}において、変調器ＭＯＤ１を遮断状態にして、パルスＬＢ０_{（ｋ＋１），１}の伝搬を防止することができる。これにより、変調器ＭＯＤ１は、パルスＬＢ０_{（ｋ＋１），１}が分岐Ａ１を介して合波器ＣＭＢ１へ伝搬することを防止することができる。

【0073】

第２の分岐Ａ２の変調器ＭＯＤ２は、１次光パルスＬＢ０_ｋ，２、ＬＢ０_{（ｋ＋１），２}、ＬＢ０_{（ｋ＋２），２}、…を変調することにより、第２の変調信号ＬＢ１を形成してもよい。第２の分岐Ａ２の変調器ＭＯＤ２は、１次パターンＰＡＴ０の第２のサブセットに基づいて制御されてもよい。第２のサブセットは、例えば、値ｂ_ｋ，２、ｂ_{（ｋ＋１），２}、ｂ_{（ｋ＋２），２}を含んでもよい。制御部ＰＧ０は、第２のサブセットに従って制御信号Ｓ２を生成してもよい。制御信号Ｓ２は変調器ＭＯＤ２に印加されて、第２の分岐Ａ２の光パルスＬＢ０_ｋ，２、ＬＢ０_{（ｋ＋１），２}、ＬＢ０_{（ｋ＋２），２}、…の伝搬を許容及び／又は防止することができる。

【0074】

同様に、１次パターンＰＡＴ０の第３のサブセットは、例えば、値ｂ_ｋ，３、ｂ_{（ｋ＋１），３}、ｂ_{（ｋ＋２），３}を含んでもよい。第３の分岐Ａ３の光パルスＬＢ０_ｋ，３、ＬＢ０_{（ｋ＋１），３}、ＬＢ０_{（ｋ＋２），３}、…は、１次パターンＰＡＴ０の第３のサブセットに従って変調されてもよい。

【0075】

同様に、１次パターンＰＡＴ０の第４のサブセットは、例えば、値ｂ_ｋ，４、ｂ_{（ｋ＋１），４}、ｂ_{（ｋ＋２），４}を含んでもよい。第４の分岐Ａ４の光パルスＬＢ０_ｋ．４、ＬＢ０_{（ｋ＋１），４}、ＬＢ０_{（ｋ＋２），４}、…は、１次パターンＰＡＴ０の第４のサブセットに従って変調されてもよい。

【0076】

図２（ｃ）を参照して、通過したパルスは合波器に伝播し、遮断されたパルスは合波器に伝播しない。合波器は、通過したパルスを合波して光出力を形成してもよい。

【0077】

光パルスＬＢ０_ｋ，１は、時刻ｔ_ｋ，１において変調器ＭＯＤ１に到達してもよい。光パルスＬＢ０_ｋ，１を変調した信号ＬＢ１_ｋ，１は、時刻ｔ’_ｋ，１においてやや遅れて合波器ＣＭＢ１に到達してもよい。変調光信号ＬＢ１_ｋ，１は、時間ｔ’’_ｋ，１においてやや遅れて合波出力信号ＬＢ２に寄与（ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅ）し得る。時刻ｔ’’_ｋ，１は、合波器ＣＭＢ１の出力ＯＵＴ２における信号部ＬＢ２_ｋ，１の出発時刻を示す。時刻ｔ’’_ｋ，_２は、合波器ＣＭＢ１の出力ＯＵＴ２における信号部ＬＢ２_ｋ，２の出発時刻を示す。信号部ＬＢ２_ｋ，１、ＬＢ２_ｋ，２、ＬＢ２_ｋ，３、ＬＢ２_ｋ，４は、同一の１次レーザパルスＬＢ００_ｋから導出してもよい。信号部ＬＢ２_ｋ，１、ＬＢ２_ｋ，２、ＬＢ２_ｋ，３、ＬＢ２_ｋ，４は、同一の１次レーザパルスＬＢ００_ｋから間接的に形成されてもよい。

【0078】

第１の分岐Ａ１の変調光信号ＬＢ１は、信号部ＬＢ１_ｋ，１、ＬＢ１_{（ｋ＋１），１}、ＬＢ１_{（ｋ＋２），１}を含んでもよい。信号部ＬＢ１_ｋ，１は、時刻ｔ’_ｋ，１において合波器に到達してもよい。信号部ＬＢ１_{（ｋ＋１），１}は、時刻ｔ’_{（ｋ＋１），１}において合波器に到達してもよい。信号部ＬＢ１_{（ｋ＋２），１}は、時刻ｔ’_{（ｋ＋２），１}において合波器に到達してもよい。図２（ｃ）に示す斜線の領域は、変調器ＭＯＤ１がパルスを遮断した信号部分（ＬＢ１_{（ｋ＋１），１}、ＬＢ１_{（ｋ＋２），１}）を示し、この遮断は１次パターンＰＡＴ０の第１のサブセットの値ｂ_{（ｋ＋１），１}、ｂ_{（ｋ＋２），１}に従って行われる。信号部ＬＢ１_ｋ，１は、１次パターンＰＡＴ０の第１のサブセットの値ｂ_ｋ，１に従って変調器ＭＯＤ１を通過したパルスを含んでもよい。

【0079】

符号ｄ_Ｃは、第１の分岐Ａ１の変調器を制御するための進行間隔である。符号ｄ_Ｐは、合波器の入力から合波器の出力までの伝搬遅延を表す。

【0080】

第２の分岐Ａ２の伝搬遅延（ｄ_２）は、第１の分岐Ａ１の伝搬遅延（ｄ_１）と異なってもよい。これにより、第１の分岐Ａ１の変調器ＭＯＤ１を通過した第１のパルスＬＢ１_ｋ，１と第２の分岐Ａ２の変調器ＭＯＤ２を通過した第２のパルスＬＢ１_ｋ，２とが同一の１次レーザパルスＬＢ００_ｋから形成された状況において、第２のパルスＬＢ１_ｋ，２は第１のパルスＬＢ１_ｋ，１よりもやや遅れて合波器ＣＭＢ１に到達する。

【0081】

出力パルス（ＬＢ２_ｋ，１、ＬＢ２_ｋ，２、ＬＢ２_ｋ，３、ＬＢ２_ｋ，４）が同一の１次レーザパルスＬＢ００_ｋから形成された状況において、装置ＯＰＧ１の異なる分岐（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４）の伝搬遅延（ｄ_１、ｄ_２、ｄ_３、ｄ_４）は、例えば、出力パルス（ＬＢ２_ｋ，１、ＬＢ２_ｋ，２、ＬＢ２_ｋ，３、ＬＢ２_ｋ，４）の出発時刻（ｔ’’_ｋ，１、ｔ’’_ｋ，２、ｔ’’_ｋ，３、ｔ’’_ｋ，４）が、合波器ＣＭＢ１の出力ＯＵＴ２に時間的に略均等に分布されるように選択されてもよい。

【0082】

符号Ｔ_２は、合波器における第１のパルスＬＢ１_ｋ，１の立ち上がりエッジと、合波器における第２のパルスＬＢ１_ｋ，２の立ち上がりエッジとの最小時間間隔を表す。出力信号（ＬＢ２_ｋ）の連続パルス（ＬＢ２_ｋ，１、ＬＢ２_ｋ，２）の立ち上がりエッジ間の最小時間間隔（ｔ_２）は、例えば１ｎｓ未満であってもよい。

【0083】

図２（ｃ）は、異なる分岐Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の変調光信号ＬＢ１を合波した光出力信号ＬＢ２を例示する図である。信号系列ＬＢ２_ｋは、第１の１次レーザパルスＬＢ００_ｋに由来する変調・遅延光パルスから構成することができる。信号系列ＬＢ２_ｋ＋１は、第２の１次レーザパルスＬＢ００_ｋ＋１に由来する変調・遅延光パルスから構成することができる。光出力信号ＬＢ２は、１次パターンＰＡＴ０に従って形成される光パルスパターンＰＡＴ１を含んでもよい。

【0084】

装置ＯＰＧ１は、出力信号ＬＢ２の連続するパルスが重畳しないように動作して、合波器での干渉を防止することができる。例えば、第１のパルスの立ち下がりエッジと次のパルスの立ち上がりエッジとの最小時間間隔ｇ_３は、例えば１ｐｓ以上であってもよい。

【0085】

符号ｗ_２は、出力信号ＬＢ２のパルスの時間幅を表す。出力パルスの幅ｗ_２は、例えば、１次レーザパルスＬＢ００の幅ｗ_００と略等しい。

【0086】

図３において、装置ＯＰＧ１は、必要に応じて、光出力ＬＢ２を電気出力Ｖ_ＯＵＴに変換するためのコンバータＣＯＮ１を備えてもよい。コンバータＣＯＮ１は、例えば、１つ以上のフォトダイオードＤ１Ａを備えてもよい。フォトダイオードＤ１Ａは、例えば、抵抗Ｒ１と直列に接続されている。

【0087】

符号ＶＣＣは、基準ノードＮ０に対するバイアス電圧を表すことができる。符号Ｎ１は、フォトダイオードＤ１Ａと抵抗Ｒ１との共通のノードを表すことができる。ノードＮ１は、例えば、基準ノードＮ０及び／又はバイアス電圧ＶＣＣに対して、電気出力信号Ｖ_ＯＵＴを出力することができる。

【0088】

図４を参照して、装置ＯＰＧ１は、任意に、第１の組の分岐Ａ_１Ａ、Ａ_２Ａ、Ａ_３Ａ、Ａ_４Ａと、第２の組の分岐Ａ_１Ｂ、Ａ_２Ｂ、Ａ_３Ｂ、Ａ_４Ｂとを備えてもよい。第１の組の変調信号は、第１の合波器ＣＭＢ１Ａで合波されてもよい。第１の合波器ＣＭＢ１Ａは、第１の出力ＯＵＴ２Ａから第１の出力信号ＬＢ２Ａを出力してもよい。第２の組の変調信号は、第２の合波器ＣＭＢ１Ｂにおいて合波されてもよい。第２の合波器ＣＭＢ１Ｂは、第２の出力ＯＵＴ２Ａから第２の出力信号ＬＢ２Ｂを出力してもよい。１次レーザパルスＬＢ００_ｋは第１の組及び第２の組に分波されてもよい。これにより、第２の出力信号ＬＢ２Ｂを第１の出力信号ＬＢ２Ａに正確に同期させることができる。第１の光出力信号ＬＢ２Ａ及び第２の光出力信号ＬＢ２Ｂは、例えば、２つのフォトダイオードＤ１Ａ、Ｄ１Ｂを駆動するために用いられる。

【0089】

フォトダイオードＤ１Ａ、Ｄ１Ｂは、例えば逆並列に接続されて、高周波（Ｍ・ｆ_０）の交流電圧信号Ｖ_ＯＵＴを出力する。

【0090】

図５（ａ）を参照して、光パターン生成装置ＯＰＧ１は、第１の波長λ_１の第１のレーザパルスを出力する第１の光源ＬＳ１と、異なる第２の波長λ_２の第２のレーザパルスを出力する第２の光源ＬＳ２とを備えてもよい。装置ＯＰＧ１は、第１の波長λ_１の第１のレーザパルスから複数の第１の変調遅延信号ＬＢ１を形成する、１つ以上のスプリッタＳＰＬ１と、第１の変調器アレイＭＡＲ１と、第１の遅延アレイＤＡＲ１とを備えてもよい。装置ＯＰＧ１は、第２の波長λ_２の複数の第２の変調遅延信号ＬＢ１を形成する、１つ以上のスプリッタＳＰＬ２と、第２の変調器アレイＭＡＲ２と、第２の遅延アレイＤＡＲ２とを備えてもよい。装置ＯＰＧ１は、変調遅延信号（ＬＢ１）を合波して合波出力信号（ＬＢ２）を形成する１つ以上の合波器ＣＭＢ１、ＣＭＢ２、ＣＭＢ３を備えてもよい。光増幅装置ＯＰＧ１は、合波信号（ＬＢ２）を光増幅して増幅光信号ＬＢ３を出力する光増幅器ＡＭＰ３を備えてもよい。

【0091】

出力信号（ＬＢ２）は、第１の波長λ_１のパルスからなる第１のパルスパターンＰＡＴ１と、第２の波長λ_２のパルスからなる第２のパルスパターンＰＡＴ２を備えてもよい。

【0092】

装置ＯＰＧ１は、光増幅器ＡＭＰ３の入力において、第１のパルスパターンＰＡＴ１のパルスの到達時間と第２のパルスパターンＰＡＴ２のパルスの到達時間とがインターレースするように、第１のパルスパターンＰＡＴ１と第２のパルスパターンＰＡＴ２とを出力してもよい。装置ＯＰＧ１の異なる分岐の伝搬遅延は、第１のパルスパターンＰＡＴ１のパルスと第２のパルスパターンＰＡＴ２のパルスとがインターレースするように選択してもよい。装置ＯＰＧ１は、必要に応じて、パルスの到達時間がインターレースするように第１のパルスパターンＰＡＴ１に対して第２のパルスパターンＰＡＴ２を遅延させるための光遅延素子Ｄ_Ｃ２を備えてもよい。

【0093】

装置ＯＰＧ１は、光増幅器ＡＭＰ３の入力に光パルスの無中断ストリーム（ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｄ ｓｔｒｅａｍ）を与えて、例えば光増幅器の動作を安定化させることができる。

【0094】

第１の増幅パルスパターンＰＡＴ１は、増幅された出力信号からスペクトル分離部品（ｓｐｅｃｔｒａｌｌｙ ｓｅｐａｒａｔｉｎｇ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）（図６（ａ））によって任意に分波されてもよい。

【0095】

図５（ｂ）を参照して、装置ＯＰＧ１は、光パルスの偏波状態（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｓｔａｔｅｓ）を変化させる偏波回転部品ＲＯＴ１を備えてもよい。

【0096】

装置ＯＰＧ１は、レーザパルスから複数の第１の変調遅延信号ＬＢ１を形成する、１つ以上のスプリッタＳＰＬ１と、第１の変調器アレイＭＡＲ１と、第１の遅延アレイＤＡＲ１とを備えてもよい。第１の変調遅延信号ＬＢ１は、第１の偏波状態ＰＯＬ１を有してもよい。装置ＯＰＧ１は、第２の波長λ_２の複数の第２の変調遅延信号ＬＢ１を形成する、１つ以上のスプリッタＳＰＬ２と、第２の変調器アレイＭＡＲ２と、第２の遅延アレイＤＡＲ２とを備えてもよい。第２の変調遅延信号ＬＢ１を合波することにより、第２のパルスパターンＰＡＴ２を形成することができる。偏波回転部品ＲＯＴ１は、第２のパターンＰＡＴ２のパルスが第１の偏波状態（ＰＯＬ１）に対して直交する第２の偏波状態（ＰＯＬ２）を有するように、パルスの偏波状態を変化させてもよい。

【0097】

第１のパルスパターンＰＡＴ１と第２のパルスパターンＰＡＴ２とを合波して、第１の偏波状態（ＰＯＬ１）を有するパルスと第２の偏波状態（ＰＯＬ２）を有するパルスとからなる合波信号ＬＢ３を設けてもよい。第１のパルスパターンＰＡＴ１のパルスと第２のパルスパターンＰＡＴ２のパルスとがインターレースしてもよい。

【0098】

装置ＯＰＧ１は、例えば光増幅器の動作を安定化させるために、光増幅器ＡＭＰ３の入力に光パルスの無中断ストリームを提供してもよい。

【0099】

装置（ＯＰＧ１）は、光増幅器（ＡＭＰ３）によりパルスの無中断ストリームを増幅し、パルスの無中断ストリームは、異なる波長（λ_１、λ_２）のパルス及び／又は異なる偏波状態（ＰＯＬ１、ＰＯＬ２）のパルスを含んでもよい。

【0100】

装置（ＯＰＧ１）は、異なる波長のパルス（λ_１、λ_２）及び／又は異なる偏波状態のパルス（ＰＯＬ１、ＰＯＬ２）を合波して、異なる波長（λ_１、λ_２）のパルス及び／又は偏波状態の異なるパルス（ＰＯＬ１、ＰＯＬ２）を含む出力信号（ＬＢ２、ＬＢ３）を形成してもよい。

【0101】

第１の増幅パルスパターンＰＡＴ１は、増幅された出力信号から偏波選択部品（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）（図６（ｂ））によって任意に分波されてもよい。

【0102】

装置ＯＰＧ１は、出力信号（ＬＢ２、ＬＢ３）からパルスパターン（ＰＡＴ１）を選択的に分波する、波長選択部及び／又は偏波選択部である分波部（ＤＩＣ１）を備えてもよい。

【0103】

図６（ａ）を参照して、第１の増幅パルスパターンＰＡＴ１は、増幅された出力信号からスペクトル分離部品ＤＩＣ１によって任意に分波されてもよい。部品ＤＩＣ１は、第１の波長λ_１における第１のパターンＰＡＴ１の第１の出力ＯＵＴ４Ａを有してもよい。部品ＤＩＣ１は、第２の波長λ_２における第２のパターンＰＡＴ２の第２の出力ＯＵＴ４Ｂを有してもよい。

【0104】

図６（ｂ）を参照して、第１の増幅パルスパターンＰＡＴ１は、増幅された出力信号から偏波選択部品ＤＩＣ１によって任意に分波されてもよい。部品ＤＩＣ１は、第１の偏波状態ＰＯＬ１を有する第１のパターンＰＡＴ１の第１の出力ＯＵＴ４Ａを有してもよい。部品ＤＩＣ１は、第２の偏波状態ＰＯＬ２を有する第２のパターンＰＡＴ２の第２の出力ＯＵＴ４Ｂを有してもよい。

【0105】

図６（ｃ）を参照して、装置ＯＰＧ１は、例えば光増幅器の動作を安定化させるために、光増幅器の入力に光パルスの無中断ストリームＵＮＩＰＡＴ３を提供してもよい。パルスのストリームは、例えば、パルスの系列やパターンと呼ばれることもある。無中断ストリームＵＮＩＰＡＴ３の光パルスは、実質的に等しいエネルギーを有してもよい。無中断ストリームＵＮＩＰＡＴ３は、第１の波長λ_１の第１の光パルスパターンＯＰＡＴ１と、第２の波長λ_２の第２の光パルスパターンＯＰＡＴ２とを含むことができる。無中断ストリームＵＮＩＰＡＴ３は、第１の偏波状態（ＰＯＬ１）を有するパルスからなる第１の光パルスパターンＯＰＡＴ１と、第２の直交偏波状態（ＰＯＬ２）を有するパルスからなる第２の光パルスパターンＯＰＡＴ２とを含んでもよい。

【0106】

無中断ストリームＵＮＩＰＡＴ３は、光パルスの第１の中断ストリーム（ＯＰＡＴ１）と、光パルスの第２の中断ストリーム（ＯＰＡＴ１）とを含んでもよい。中断ストリームは、パルスが欠落している、すなわち、一部の連続するパルス間の時間が連続するパルス間の平均時間よりも大幅に長くなっている場合がある。無中断ストリームは、欠落パルスを有していない。無中断ストリームの連続するパルス間の時間は、実質的に一定である。

【0107】

無中断ストリームＵＮＩＰＡＴ３は、少なくとも２つの光パルスパターンが中断された波長の異なる３つ以上の光パルスパターン（λ_１、λ_２、λ_３）を含んでもよい。

【0108】

隣接する波長λ_１、λ_２間のスペクトル間隔（ｓｐｅｃｔｒａｌ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）は、例えば、０．１ｎｍより大きくてもよい。

【0109】

一実施形態では、第１の波長λ_１を有する第１の無中断光パルス系列（ＵＮＩＰＡＴ１）と、異なる第２の波長λ_２を有する第２の無中断光パルス系列（ＵＮＩＰＡＴ１）とが、装置ＯＰＧ１の１つの分岐（例えばＡ_１）に沿って変調器（ＭＯＤ１）に同時に伝搬してもよい。変調器（ＭＯＤ１）は、変調器の状態に応じて、変調器（ＭＯＤ１）を介して第１の波長λ_１のパルスまたは第２の波長λ_２のパルスの通過を許容するマッハツェンダ（型）変調器であってもよい。これにより、変調器（ＭＯＤ１）は、第１の波長λ_１のパルスと第２の波長λ_２のパルスとから、第３の無中断光パルス系列（ＵＮＩＰＡＴ１）を形成することができる。第３の無中断光パルス系列の光パルスは、必要に応じて光増幅器に導光されて増幅されてもよい。

【0110】

第１の波長λ_１を有する第１の無中断光パルス系列（ＵＮＩＰＡＴ１）と、異なる第２の波長λ_２を有する第２の無中断光パルス系列（ＵＮＩＰＡＴ１）とを、装置ＯＰＧ１の各分岐（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４）に沿って同時に変調器（ＭＯＤ１）に伝搬させることにより、装置ＯＰＧ１の各分岐（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４）から無中断の変調光パルス系列（ＵＮＩＰＡＴ１）を得るようにしてもよい。

【0111】

図７（ａ）に示すように、マッハツェンダ変調器ＭＺＩ（例えば、ＭＯＤ１）は、第１の波長λ_１の光パルスを入力する第１の入力ＩＮ１_Ｍと、第１の波長λ_１のパルスを含む変調信号を出力する第１の出力ＯＵＴ１_Ｍとを有する。

【0112】

マッハツェンダ変調器ＭＺＩは、第１のアームＡＲＭ１および第２のアームＡＲＭ２を備える。アームＡＲＭ１、ＡＲＭ２の少なくとも１つは、変調素子Ｅ１を備えてもよい。変調素子Ｅ１に制御信号Ｓ１を印加することにより、第１の波長λ_１のパルスに対して、マッハツェンダ変調器ＭＺＩの状態を通過状態から遮断状態に、及び／又は遮断状態から通過状態に設定することができる。

【0113】

図７（ｂ）を参照して、第１の入力ＩＮ１_Ｍは、第１の波長λ_１を有する第１のパルスと、第２の波長λ_１を有する第２のパルスとを受信することができる。マッハツェンダ変調器ＭＺＩは、第１のパルスまたは第２のパルスのいずれか一方が第１の出力ＯＵＴ１_Ｍに通過することを許容してもよい。マッハツェンダ変調器ＭＺＩは、第１のパルスと第２のパルスとからパルスの無中断ストリームを出力してもよい。

【0114】

図７（ｃ）に示すように、マッハツェンダ変調器ＭＺＩは、第１の波長λ_１の第１のパルスを入力し、第２の波長λ_２の第２のパルスを入力する第１の入力ＩＮ１を備えている。マッハツェンダ変調器ＭＺＩは、マッハツェンダ変調器ＭＺＩの状態に応じて、第１のパルスまたは第２のパルスのいずれか一方が第１の出力ＯＵＴ１_Ｍに通過することを許容してもよい。マッハツェンダ変調器ＭＺＩは、第１のパルスと第２のパルスとからパルスの無中断ストリームを出力してもよい。

【0115】

マッハツェンダ変調器ＭＺＩは、第１のパルスと第２のパルスからなる補完的な（相補的な。ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ）パルスパターンを出力する第２の出力ＯＵＴ２_Ｍを備えてもよい。第２の出力ＯＵＴ２_Ｍは、第１の出力ＯＵＴ１_Ｍが出力する第１の出力信号に対して補完的な第２の出力信号を出力してもよい。

【0116】

符号ＣＯＵ１は、マッハツェンダ変調器ＭＺＩへの光カプラを表すことができる。符号ＩＮ２_Ｍは、マッハツェンダ変調器ＭＺＩの第２の入力を表すことができる。

【0117】

図８（ａ）に示すように、各変調器は、第１の波長λ_１及び第２の波長λ_２のパルスを受信してもよい。これにより、装置ＯＰＧ１の各アームは、波長λ_１、λ_２のパルスの無中断ストリームを出力することができる。

【0118】

装置ＯＰＧ１は、第２の変調器アレイＭＡＲ２で変調された信号の偏波状態を変化させる偏波回転部品ＲＯＴ１を備えてもよい。

【0119】

装置ＯＰＧ１は、互いに異なる波長λ_１、λ_２及び／又は互いに直交する異なる偏波状態（ＰＯＬ１、ＰＯＬ２）を有するインターレースパルスの無中断ストリームを出力してもよい。

【0120】

各パルスは、必要に応じて、光増幅器ＡＭＰ３により増幅されてもよい。

【0121】

装置ＯＰＧ１は、合波光信号から第１のパルスパターンＰＡＴ１を分波する分波部ＤＩＣ１を備えてもよい。分波部ＤＩＣ１は、波長選択部または偏波選択部であってもよい。

【0122】

図８（ｄ）を参照して、装置ＯＰＧ１は、必要に応じて、第１の偏波状態（ＰＯＬ１）を有するパルスを増幅する第１の光増幅器（ＡＭＰ３１）と、第２の偏波状態（ＰＯＬ２）を有するパルスを増幅する第２の光増幅器（ＡＭＰ３２）とを有してもよい。

【0123】

図９を参照して、装置ＯＰＧ１は、多レベルの光パルスを出力することができる。変調器（ＭＯＤ１、ＭＯＤ２、ＭＯＤ３、ＭＯＤ４）は、存在するパルス（論理レベル１）および欠落したパルス（論理レベル０）以外のレベルを出力してもよい。例えば、各変調器は、ゼロレベル（０）及びフルレベル（１）に加えて、１つ以上の中間信号レベルを出力する３つ以上の状態を有してもよい。例えば、各変調器は、欠落した（遮断された）パルス及びフルレベルパルス（１００％）に加えて、１／２レベルの光パルス（５０％）を出力してもよい。

【0124】

光パターン生成装置ＯＰＧ１は、異なる波長λ_１、λ_２の２つ以上の光パルスパターンＰＡＴ１、ＰＡＴ２を含む光信号ＬＢ２、ＬＢ３を出力することができる。光パルスパターンＰＡＴ１、ＰＡＴ２は、生成された光波形に対して略連続した包絡線を出力するように、インターレースしてもよい。

【0125】

２つ以上の異なる波長ｌ１、ｌ２のパルスから光信号ＬＢ２、ＬＢ３を形成することにより、連続するパルスの一部が重畳する場合に、干渉効果を妨げないようにすることができる。装置ＯＰＧ１は、出力信号の連続するパルスの波長λ_１、λ_２が異なるように動作してもよい。

【0126】

異なる偏波状態（ＰＯＬ１、ＰＯＬ２）のパルスから光信号ＬＢ２、ＬＢ３を形成することにより、連続するパルスの一部が重畳する場合に、干渉効果を妨げないようにすることができる。装置ＯＰＧ１は、出力信号の連続するパルスが互いに異なる偏波状態（ＰＯＬ１、ＰＯＬ２）を有するように動作してもよい。出力信号ＬＢ２、ＬＢ３は、第１のパルスと第２のパルスとを含み、第１のパルスの一部が第２のパルスと重畳し、第１のパルスが第１の偏波状態ＰＯＬ１を有し、第２のパルスが第１の偏波状態と直交する第２の偏波状態ＰＯＬ２を有してもよい。

【0127】

装置（ＯＰＧ１）は、異なる波長（λ_１、λ_２）のパルス及び／又は偏波状態の異なるパルス（ＰＯＬ１、ＰＯＬ２）を含む出力信号（ＬＢ２、ＬＢ３）を形成し、出力信号（ＬＢ２、ＬＢ３）は、一部が互いに重畳する連続するパルスから構成されてもよい。

【0128】

図１０を参照して、生成装置ＯＰＧ１の駆動部ＤＲＶ１は、例えば、変調器ＭＯＤ１、ＭＯＤ２、ＭＯＤ３、ＭＯＤ４の制御電圧を出力する複数の電圧源ＳＵＰ１１、ＳＵＰ１２、…ＳＵＰ４６を備えてもよい。電圧源ＳＵＰ１１、ＳＵＰ１２、…、ＳＵＰ４６は、例えば、低ノイズ電圧源であってもよい。

【0129】

駆動部ＤＲＶ１が出力する制御電圧のレベルは、２以上であってもよい。

【0130】

駆動部ＤＲＶ１は、変調器毎に２つの異なる制御電圧レベルを出力して変調器を通過状態または遮断状態にする２つ以上の電圧源ＳＵＰ１１、ＳＵＰ１２を備えてもよい。

【0131】

駆動部ＤＲＶ１は、各変調器に３つ以上の制御電圧レベルを出力して多レベルの光パルスを形成する３つ以上の電圧源ＳＵＰ１１、ＳＵＰ１２を備えてもよい。

【0132】

異なる電圧レベルの数は、例えば３以上であってもよい。図１０は、４つの変調器に６つの電圧レベルを出力するための駆動部ＤＲＶ１を示す図である。

【0133】

駆動部ＤＲＶ１は、駆動部ＤＲＶ１の第１の出力を電圧源ＳＵＰ１１、ＳＵＰ１２、ＳＵＰ１３、ＳＵＰ１４、ＳＵＰ１５、ＳＵＰ１６のいずれかに接続するスイッチＳＷ１１、ＳＷ１２、…、ＳＷ１６の第１のアレイを有してもよい。スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２、ＳＷ１３、ＳＷ１４、ＳＷ１５、ＳＷ１６は、第１の導電体ＷＩＲ１を介して第１の出力に接続されて、第１の変調器ＭＯＤ１の第１の制御電圧Ｓ１を出力してもよい。第１の制御電圧Ｓ１は、導電体ＷＩＲ１を介して第１の変調器ＭＯＤ１の制御入力に印加されてもよい。

【0134】

スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２、ＳＷ１３、ＳＷ１４、ＳＷ１５、ＳＷ１６は、１つの電圧源ＳＵＰ１１、ＳＵＰ１２、ＳＵＰ１３、ＳＵＰ１４、ＳＵＰ１５、ＳＵＰ１６を第１の変調器（ＭＯＤ１）に直流的に（ｇａｌｖａｎｉｃａｌｌｙ）接続することができる。

【0135】

駆動部ＤＲＶ１は、駆動部ＤＲＶ１の第２の出力を電圧源ＳＵＰ２１、ＳＵＰ２２、…ＳＵＰ２６のいずれかに接続するスイッチＳＷ２１、ＳＷ２２、…、ＳＷ２６の第２のアレイを備えてもよい。各スイッチは、第２の導電体ＷＩＲ２を介して第２の出力に接続されて、第２の変調器ＭＯＤ２の第２の制御電圧Ｓ２をしてもよい。第２の制御電圧Ｓ１は、導電体ＷＩＲ２を介して第２の変調器ＭＯＤ２の制御入力に印加されてもよい。

【0136】

駆動部ＤＲＶ１は、駆動部ＤＲＶ１の第３の出力を電圧源ＳＵＰ３１、ＳＵＰ３２、…ＳＵＰ３６のいずれかに接続するスイッチＳＷ３１、ＳＷ３２、…、ＳＷ３６の第３のアレイを備えてもよい。各スイッチは、第３の導電体ＷＩＲ３を介して第３の出力に接続されて、第３の変調器ＭＯＤ３の第３の制御電圧Ｓ４を出力してもよい。第３の制御電圧Ｓ４は、導電体ＷＩＲ３を介して第３の変調器ＭＯＤ３の制御入力に印加されてもよい。

【0137】

駆動部ＤＲＶ１は、駆動部ＤＲＶ１の第４の出力を電圧源ＳＵＰ４１、ＳＵＰ４２、…ＳＵＰ４６のいずれかに接続するスイッチＳＷ４１、ＳＷ４２、…、ＳＷ４６の第４のアレイを備えてもよい。各スイッチは、第４の導電体ＷＩＲ４を介して第４の出力に接続されて、第４の変調器ＭＯＤ４の第４の制御電圧Ｓ４を出力してもよい。第４の制御電圧Ｓ４は、導電体ＷＩＲ４を介して第４の変調器ＭＯＤ４の制御入力に印加されてもよい。

【0138】

各スイッチは、例えば、トランジスタにより実装することができる。駆動部ＤＲＶ１は、１次パターンＰＡＴ０の値を示す信号ｂ_１、ｂ_２、ｂ_３、ｂ_４に従って、スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２、ＳＷ４６の動作を制御するスイッチ制御部を備えてもよい。駆動部ＤＲＶ１は、信号ｂ_１、ｂ_２、ｂ_３、ｂ_４に従って変調器ＭＯＤ１、ＭＯＤ２、ＭＯＤ３、ＭＯＤ４の制御信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を形成し、生成した光パルスパターンＯＰＡＴ１が１次パターンＰＡＴ０に対応してもよい。

【0139】

スイッチにより出力される制御電圧を電圧源に接続することで、安定した変調器の制御電圧を出力することができる。

【0140】

一実施形態では、駆動部ＤＲＶ１は、必要に応じて、各電圧源ＳＵＰ１１…ＳＵＰ４６に対して略一定の負荷を出力する複数のダミー負荷ＤＵＭ１を備えてもよい。スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２、ＳＷ４６は、電圧源ＳＵＰ１１…ＳＵＰ４６をそれぞれダミー負荷４６または変調器ＭＯＤ１、ＭＯＤ２、ＭＯＤ３、ＭＯＤ４のいずれかに接続して、電圧源ＳＵＰ１１…ＳＵＰ４６の動作を安定化させることができる。

【0141】

一実施形態では、電圧源ＳＵＰ１１…ＳＵＰ４６は、調整可能及び／又は制御可能であってもよい。生成装置ＯＰＧ１は、必要に応じて、変調パルスのパルスエネルギーを示すフィードバック信号に基づいて電圧源ＳＵＰ１１…ＳＵＰ４６の電圧レベルを制御して、変調器の動作を安定化させる制御部Ｖ＿ＣＮＴ１を備えてもよい。駆動部ＤＲＶ１は、電圧源ＳＵＰ１１…ＳＵＰ４６の電圧レベルを制御する制御部Ｖ＿ＣＮＴ１を備えてもよい。

【0142】

図１１を参照して、生成装置ＯＰＧ１は、光パルスを光増幅する１つ以上の光増幅器ＡＭＰ１、ＡＭＰ２、ＡＭＰ３１、ＡＭＰ３２を備えてもよい。光増幅器ＡＭＰ１、ＡＭＰ２、ＡＭＰ３１、ＡＭＰ３２は、例えば、半導体光増幅器及び／又はファイバ増幅器である。ファイバ増幅器としては、例えば、エルビウム添加ファイバ増幅器（ｅｒｂｉｕｍ ｄｏｐｅｄ ｆｉｂｅｒ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）またはイッテルビウムが添加されたファイバ増幅器（ｙｔｔｅｒｂｉｕｍ ｄｏｐｅｄ ｆｉｂｅｒ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）が挙げられる。１つ以上の光増幅器ＡＭＰ１は、例えば、分波器ＳＰＬ１と変調器（ＭＡＲ１、ＭＡＲ２）との間、変調器（ＭＡＲ１、ＭＡＲ２）と遅延線（ＤＡＲ１、ＤＡＲ２）との間、遅延線（ＤＡＲ１、ＤＡＲ２）と合波器ＣＭＢ１との間、及び／又は合波器ＣＭＢ１の後段に配置されてもよい。１つ以上の光増幅器の増幅は調整可能であってもよい。

【0143】

生成装置ＯＰＧ１は、光パルスのパルスエネルギーをモニタするための１つ以上の検出器ＭＯＮ１を備えてもよい。例えば、検出器ＭＯＮ１は、生成装置ＯＰＧ１の各分岐を伝搬する光パルスのパルスエネルギーをモニタすることができる。検出器ＭＯＮ１は、検出されたパルスエネルギーを示すフィードバック信号を出力することができる。生成装置ＯＰＧ１は、駆動部の動作を制御したり、変調器の動作を制御したり、及び／又は検出器ＭＯＮ１から得られたフィードバック信号に基づいて増幅器の動作を制御したりして、生成装置ＯＰＧ１の動作を安定化させることができる。

【0144】

一実施形態では、生成装置ＯＰＧ１の各分岐は、光パルスエネルギーセンサ（ＭＯＮ１）と、強度変調器と、光増幅器とを備えてもよい。パルスエネルギーセンサ（ＭＯＮ１）と強度変調器とを、センサからのフィードバック信号に対して十分な時間遅延を与えるような距離だけ離して、光増幅器と同じ分岐における変調器の透過率を制御することで、パルスエネルギーの変動を効果的に低減または解消することができる。パルスエネルギーの変動は、例えば、パルスの時間間隔を変化させることによって生じ得る。

【0145】

一態様では、光パルスパターンに対する増幅器の既知の応答に基づいて、光増幅器と同じ分岐における強度変調器の透過率を調整するようにしてもよい。強度変調器の透過率は、光パルスパターンの既知の形状と、光パルスパターンに対する増幅器の既知の応答とに基づいて、予め（予測的に）制御されてもよい。

【0146】

生成装置ＯＰＧ１は、異なる波長λ_１、λ_２、・・・、λ_８の複数の光パルスパターンを生成する、１つ以上の回折型分波器ＳＰＬ１と１つ以上の回折型合波器とを備えてもよい。生成装置ＯＰＧ１は、必要に応じて、生成装置ＯＰＧ１の光信号から１つ以上のパルスパターンを分離するスペクトル選択分波部ＤＩＣ１を備えてもよい。

【0147】

重畳する光パルス同士の干渉を抑制または回避するために、隣接する異なる波長λ_１、λ_２、・・・、λ_８間のスペクトル間隔は、例えば、０．１ｎｍより大きくてもよい。

【0148】

生成装置ＯＰＧ１は、必要に応じて、生成装置の１つ以上の機能部を一定の動作温度に維持する温度制御システムを備えてもよい。

【0149】

実施形態において、生成装置の光出力は、ジョセフソン（Ｊｏｓｅｐｈｓｏｎ）接合電圧規格の駆動に用いられてもよい。ジョセフソン接合電圧規格は、クライオスタット内に位置してもよい。光出力は、例えば、光ファイバを用いてクライオスタットに接続されてもよい。光出力は、例えば１つ以上のフォトダイオードを用いて、クライオスタット内部の高周波の電気波形に変換されてもよい。ジョセフソン接合電圧規格の動作温度は、例えば４．２Ｋ以下であってもよい。クライオスタットに光出力を導光することは、ジョセフソン接合電圧規格の動作温度への影響が小さい。電圧校正装置は、生成装置とジョセフソン接合電圧規格とを備えてもよい。

【0150】

一実施形態では、装置は、第１の分岐と他の分岐の伝搬遅延（例えば、ｄ_２－ｄ_１）の最小差が実質的に１／（Ｍ・ｆ_０）よりも小さくなるように動作してもよい。この微小な差は、例えば、光出力のパルス繰り返し周波数に（小さな）変化を生じさせることができる。この微小な差は、出力の光パルスの時間的な位置をマイクロステップ化する（ｍｉｃｒｏ ｓｔｅｐｐｉｎｇ）ことができる。

【0151】

一実施形態では、上記１次レーザパルスは、広いスペクトル線幅を有してもよい。分波器はスペクトルスプリッタであってもよく、及び／又は合波器はスペクトル合波器であってもよい。異なる分岐を伝搬する光パルスは、波長が異なってもよい。

【0152】

一実施形態では、上記合波器からの光出力は、光増幅器を用いて増幅されてもよい。装置ＯＰＧ１は、光増幅器を備えてもよい。光出力は、光増幅器に接続されてもよい。

【0153】

一実施形態では、合波器から出射された光は、スーパーコンティニューム（ｓｕｐｅｒｃｏｎｔｉｎｕｕｍ）光に変換されてもよい。装置ＯＰＧ１は、合波器から出力された光をスーパーコンティニューム光に変換する変換部を備えてもよい。

【0154】

一実施形態では、１次レーザパルスＬＢ００は、スーパーコンティニュームレーザパルスであってもよい。光源ＬＳ１は、例えばスーパーコンティニューム光源であってもよい。

【0155】

一実施形態では、生成装置ＯＰＧ１は、
・波長の異なるパルスを含む第１の無中断光パルス系列を形成し、
・波長の異なるパルスを含む第２の無中断光パルス系列を形成し、
・第２の無中断光パルス系列を偏波回転し（ｒｏｔａｔｅ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）、
・第１の無中断光パルス系列と偏波回転した第２の無中断光パルス系列とを合波して合波無中断光パルス系列を形成し、
・合波無中断光パルス系列から分光して第１の光出力信号を形成してもよい。

【0156】

無中断系列は、例えばマッハツェンダ変調器を用いて形成することができる。

【0157】

無中断系列の光パルスは、１箇所以上で任意に増幅してもよい。第１の無中断光パルス系列は、合波前に光増幅されてもよい。第２の無中断増幅光パルス系列は、合波前に光増幅されてもよい。合波無中断光パルス系列は、合波後に光増幅されてもよい。

【0158】

生成装置ＯＰＧ１は、第１の光出力信号を第１の電気信号に変換してもよい。

【0159】

一実施形態では、生成装置ＯＰＧ１は、
・波長の異なるパルスを含む第１の無中断増幅光パルス系列を形成し、
・第１の無中断増幅光パルス系列から分光して第１の光出力信号を形成してもよい。
無中断系列は、例えばマッハツェンダ変調器を用いて形成することができる。

【0160】

生成装置ＯＰＧ１は、第１の光出力信号を第１の電気信号に変換してもよい。

【0161】

一実施形態では、生成装置ＯＰＧ１は、
・波長の異なるパルスを含む第１の無中断光パルス系列を形成し、
・波長の異なるパルスを含む第２の無中断光パルス系列を形成し、
・第１の無中断光パルス系列と第２の無中断光パルス系列とを合波して合波無中断光パルス系列を形成し、
・合波無中断光パルス系列から分光して第１の光出力信号を形成してもよい。
第１のおよび第２の無中断系列は、例えば、マッハツェンダ変調器を用いて形成することができる。

【0162】

第２の無中断光パルス系列の波長は、第１の無中断光パルス系列の波長と異なってもよい。重畳する光パルス間の干渉を抑制または回避するために、第２の無中断光パルス系列の波長は、第１の無中断光パルス系列の波長と異なってもよい。例えば、合波無中断光パルス系列は、４つ以上の異なる波長のパルスを含んでもよい。

【0163】

光パルスは、１箇所以上で任意に増幅することができる。第１の無中断光パルス系列は、合波前に光増幅されてもよい。第２の無中断光パルス系列は、合波前に光増幅されてもよい。合波無中断光パルス系列は、合波後に光増幅されてもよい。

【0164】

生成装置ＯＰＧ１は、第１の光出力信号を第１の電気信号に変換してもよい。

【0165】

一実施形態では、生成装置ＯＰＧ１は、
・波長の異なるパルスを含む第１の無中断光パルス系列を形成し、
・第１の無中断光パルス系列から分光して第１の光出力信号を形成し、
・第１の光出力信号を第１の電気信号に変換し、
・波長の異なるパルスを含む第２の無中断光パルス系列を形成し、
・第２の無中断光パルス系列から分光して第２の光出力信号を形成し、
・第２の光出力信号を第２の電気信号に変換し、
・第１の電気信号と第２の電気信号とを合波して合波電気信号（ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｓｉｇｎａｌ）を形成してもよい。

【0166】

第１のおよび第２の無中断系列は、例えば、マッハツェンダ変調器を用いて形成することができる。

【0167】

本発明に係るシステム、製品、装置及び方法の修正例及び変形例が使用可能であることは、当業者にとって明らかである。図は概略図である。添付の図面を参照すると、上述した特定の実施形態は、説明するためのものに過ぎず、添付の特許請求の範囲により定義される本発明の範囲を限定するものではない。

【図1(a)】

【図1(b)】

【図1(c)】

【図2(a)】

【図2(b)】

【図2(c)】

【図3】

【図4】

【図5a】

【図5b】

【図6(a)】

【図6(b)】

【図6(c)】

【図7a】

【図7b】

【図7c】

【図8a】

【図8b】

【図9】

【図10】

【図11】

【国際調査報告】