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本研究では、非線形光ファイバループ入出力特性の「3乗特性」を用いた自己相関測定系により、微小電力の超短光パルスのパルス幅を簡単に測定するための新しい手法の研究が目的である。本年度の研究成果を以下に記す。
(1)非線形光ファイバループ入出力特性の解析、及びループ中に用いられるEr^<3+>添加光ファイバ増幅器の利得測定により、測定可能な光パルスの条件と非線形光ファイバループのパラメータの間の関係を求めた。その結果、所有する光ファイバとEr^<3+>添加光ファイバ増幅器をループに用いた場合、1mW程度の最大電力を持ち時間幅が1ps程度の微小光パルスの入力に対し、非線形光ファイバループが3乗特性を示し、そのパルス幅の測定が十分可能であることがわかった。これらの解析と測定結果に基づき、非線形光ファイバループの設計を行った。
(2)様々な被測定光パルス形状を考えた場合、自己相関出力として得られる関数の半値幅と被測定光パルスの時間半値幅の比率のばらつきが、通常の2倍高調波を利用した自己相関測定系におけるものよりも小さく、3乗特性の利用により正確なパルス幅の推定が可能であることがわかった。
(3)(1)で設計した非線形光ファイバループを構成し、波長1.55μmの光パルスを用いてその入出力特性を測定した。その結果、最大電力が数mW付近の光パルス入力に対し、入出力特性が3乗特性に近い非線形性を示すことが確認でき、自己相関測定系に利用できることが確かめられた。現在、この非線形光ファイバループを用いた自己相関測定系により光パルス幅の測定を試みている。
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