フェムト秒パルス整形

光学において、フェムト秒パルス成形とは、超短レーザーパルスの時間プロファイルを操作することを指します。パルス成形は、光パルスの持続時間を短縮/延長したり、複雑なパルスを生成したりするために使用できます。

超高速光ネットワーク、光符号分割多重アクセス (OCDMA) システム、化学反応や生物反応のトリガーやモニタリングなどを実現するには、超短光パルスのシーケンスを生成することが鍵となります。要件に基づいて、パルス シェーパーは、単一の入力パルスからパルス列を伸張、圧縮、または生成するように設計されます。フェムト秒またはピコ秒の間隔でパルス列を生成できるということは、光情報を非常に高速で伝送できることを意味します。

超高速レーザー科学では、高次分散補償を微調整し、変換限界の数サイクル光パルスを実現するために、パルスシェーパーがパルスコンプレッサーの補完としてよく使用されます。 ^[1]

パルスシェーパは変調器として考えることができます。入力パルスは変調関数で乗算され、目的の出力パルスが得られます。パルスシェーパの変調関数は、時間領域または周波数領域（パルスの時間プロファイルのフーリエ変換によって取得）にあります。ただし、フェムト秒時間スケールでの直接パルスシェーピング技術の適用は、直接フェムト秒パルス測定と同じ問題、つまり電子機器の速度制限に直面します。^[2] マイケルソン干渉計は、移動ミラーの位置が出力パルスペアのパルス間遅延に直接転送されるため、直接空間-時間パルスシェーパと見なすことができます。

明確に定義された電界を持つ超短パルスは、周波数領域で動作する適切なフィルタを使用して変更できます。数学的には、パルスはフーリエ変換され、フィルタ処理され、逆変換されて新しいパルスが生成されます。 ${\displaystyle E(t)}$

${\displaystyle E'(t)={\mathcal {F}}^{-1}\{{\mathcal {F}}\{E(t)\}(\omega )f(\omega )\}( t)。}$

⁠ ⁠である限り、複素数値をとることができる任意のフィルタ関数を持つ光学セットアップを設計することが可能です。 ${\displaystyle f(\omega )}$${\displaystyle |f(\omega )|\leq 1}$

フーリエ変換パルスシェイパーは、光学設計（共線シェイパーと横方向シェイパー）とプログラム可能性（静的（または手動で調整可能な）シェイパーとプログラム可能なシェイパー）によって区別することができます。^[3]

• 共線静的：分散媒体における伝播、チャープミラー
• 共線プログラミング可能: AOPDF
• 横方向静的:パルス ストレッチャ/コンプレッサ(フーリエ平面の静的マスクを追加して振幅整形が可能)
• 横方向プログラマブル：ゼロ分散線に挿入された空間光変調器^[4]

• 多光子パルス内干渉位相スキャン（MIIPS）は、超短パルスを特徴づけ、操作する方法である。
• 音響光学プログラマブル分散フィルタ（AOPDF）、超短レーザーパルスのスペクトル位相と振幅を整形できる共線ビーム音響光学変調器
• チャープミラー

• Alireza Bagher Shemirani、Naghdabadi 、 R.、Ashrafi、MJ (2016)。「スプリットホプキンソン圧力バー装置によるコンクリート試験片の試験に適したパルスシェーパーの選択に関する実験的および数値的研究」。建設および建築材料。125 ：326–336。doi ：10.1016/ j.conbuildmat.2016.08.045。
• ワイナー、AM (2009)。超高速光学。Wiley。ISBN 978-0-471-41539-8。
• 「パルス整形の原理」。2013年6 月 10 日閲覧。