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工学:分散設計フォトニック結晶ファイバーにおける超短パルスの変換と制御

Nature 424, 6948 doi: 10.1038/nature01798

フォトニック結晶ファイバー(PCF)は標準的な光ファイバーに比べて設計の自由度が極めて大きい。例えば、PCFでは、色分散(CD)プロファイル、すなわち伝搬速度の周波数依存性が広い波長範囲にわたって正確に制御できる。このため、以前では不可能だったパラメーター領域で非線形パルスの伝搬を研究することが可能になった。ここでは、異常に平坦なCDプロファイルを持つPCFにおける100fsパルスのスペクトル拡大について報告する。スペクトル的及び時間―空間的挙動をパワーの関数として解析した結果、CDプロファイルの大きさと形状に応じて、非常に短いファイバー長で大きな転換(より長い波長、あるいは短い波長の両方へ)が起こることが明らかになった。用いたPCFはすべての波長で単一モードであるため、光は常に基本導波モードとして現れる。実験結果と非線形方程式の数値解は非常に良く一致しており、実際に起こっている過程が正確にモデル化できる事が分かる。以上の結果は、CDを適切に選ぶと、非線形性を効率良く利用して新しい波長のレーザー光を発生できることを示している。

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