Research press release

単一サイクルレーザーパルス

Nature Photonics

Single-cycle laser pulses

わずか1サイクルの電界を含む極めて短いレーザーパルスを、通信に利用される波長で発生させることができた。この研究成果は、周波数計測学分野や光イメージングなどの超高速科学分野で役立つかもしれない。

短いレーザーパルスを得ることは、困難である。これは、2組のパルスを極めて慎重に同期・操作して、コヒーレントに結合させることが必要なためである。2つのパルスストリームの間にタイミングジッター(信号の時間変動)があると、この過程が台無しになる。

A Leitenstorferらは、2つの別個のパルス列を1つのエルビウムドープ・ファイバー・レーザー源(既存のファイバー技術)から得ることによって、この問題を解決した。単一光源を使用したこの方法は、2つのパルス列のタイミングジッターを劇的に減少させるため、わずか4.3フェムト秒の長さのパルスの発生が可能になる。これは、1.5マイクロメートルの通信波長で伝送される情報データビット向けとして考えられる最短の値に近い。

Extremely short laser pulses, containing just a single cycle of the electric field, have been generated at the wavelength used for telecommunications. The achievement, reported online this week in Nature Photonics, could be beneficial in the fields of frequency metrology and in ultrafast sciences, for example ultrafast optical imaging.

Obtaining short laser pulses is difficult because it requires extremely careful synchronization and manipulation of two sets of pulses that are then coherently combined. Any significant timing jitter ― a time variation in signal ― between the two pulse streams ruins the process.

Alfred Leitenstorfer and colleagues have solved this problem by deriving the two separate pulse trains from a single erbium-doped fibre laser source, which is an existing fibre technology. This approach using a single source dramatically reduces the timing jitter between the two pulse trains, allowing the generation of pulses that are just 4.3 femtoseconds long ― close to the shortest possible value for a data bit of information transmitted in the telecoms wavelength of 1.5 micrometres.

doi: 10.1038/nphoton.2009.258

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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