2002 Fiscal Year Annual Research Report
サブ20フェムト秒光ファイバソリトンの発生と伝搬機構の解明
Project/Area Number |
13450136
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
土屋 昌弘 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (50183869)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
神谷 武志 大学評価・学位授与機, 構・学位審査研究部, 教授 (70010791)
岸 眞人 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (00150285)
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Keywords | 光ファイバ / 光ソリトン / フェムト秒技術 / スーパーコンティニューム / 分散平坦化光ファイバ / パラメトリックプロセス |
Research Abstract |
本年度は、昨年度の成果である超短尺光ファイバ中のスーパーコンティニュウム光発生現象の発見に基き、その機構解明に重点を置く研究を実施した。また、サブ20フェムト秒領域光パルス生成に際して重要となるパルス伝搬機構とパルス幅圧縮制限要因の解明を行った。 前者に関しては、利用した異常分散平坦化光ファイバ(ADFF)の特徴である低分散スロープ特性と更なる高次効果である分散曲率(=四次分散特性)に着目し、スーパーコンティニュウム光発生現象に対するそれらの効果を分析した。その結果、四次分散が有限であるために、位相整合条件が緩和され、比較的大きな光周波数離調に対してもパラメトリック利得が発生し得ることが判明した。更には、これが短尺光ファイバ中において主要な効果として働き特異なスーパーコンティニュウム光発生に寄与しているとの仮説を立て、実験を行った。その結果、上記機構に基く理論から推定される光周波数離調条件においてパラメトリック利得に起因すると考えられる光子発生が認められた。これらの成果は、光ファイバ中の四次分散効果発現を初めて実証した例となっただけでなく、その積極的利用が広帯域光源構築のための新手法に通ずることを示唆するものと考えられる。 後者に関しては、やはり、高次分散効果である四次分散特性に着目し、それが原因となって生ずる異常分散帯域制限が光ファイバソリトン伝搬に与える影響を吟味した。具体的には、様々な分散特性を有するADFFを用意してそれらにおける高次ソリトン伝搬を観測し、分散特性と最短光パルス幅との関係を明らかにした。その結果、本来ならば有利となるはずの低分散光ファイバではパルス幅が狭くならず、逆にパルス幅拡大が観測された。これを異常分散帯域を用いて説明を試みた結果、十分によく実験結果と一致することが判明した。ここでも、やはり、四次分散特性の効果的制御の必要性が指摘された。
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Research Products
(7 results)
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[Publications] Koji Igarashi: "Broadband and extremely flat super-continuum generation via optical parametric gain extended spectrally by fourth-order dispersion in anomalous dispersion-flattened fibers"Special issue on Nonlinear Optics of Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. Vol.8,No.3. 521-526 (2002)
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[Publications] Satoshi Saito: "Dispersion-flattened-fibre optical parametric oscillator for wideband wavelength-tunable ps pulse generation"Electronics Letters. Vol.39,No.1. 86-88 (2003)
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[Publications] Koji Igarashi: "Fourth-Order Dispersion Effect on Generation of Flat and Broadband Super-Continuum in Anomalous-Dispersion-Flattened Fiber"Technical Digest of 7th OptoElectronics and Communications Conference (OECC2002). PD-2-3. 21-22 (2002)
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[Publications] Masahiro Tsuchiya: "Fiber-Optic Soliton Pulse Generation in the Sub-20 fs Regime"Program and Abstracts of The Third CREST Symposium on "Function Evolution of Materials and Devices based on Electron /Photon Related Phenomena". 109 (2002)
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[Publications] Satoshi Saito: "Wideband wavelength tunable pulse source for S and E band based on fibre optic parametric oscillator"Technical Digest of International Topical Workshop on Contemporary Photnic Technologies (CPT2003). F-3. 99-100 (2003)
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[Publications] 五十嵐浩司: "4次分散による異常分散帯域制限とサブ20fsDFFソリトン圧縮に対する影響"第63回応用物理学会学術講演会論文集. 27a-YA-7/III. 949 (2002)
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[Publications] 齊藤聡: "分散平坦化ファイバを用いる同期励起パラメトリック発振器"2003年電子情報通信学会総合大会講演論文集. C-4-28. 314 (2003)