東京大学の中川桂一准教授らの研究チームは、超短パルスレーザから数十ピコ〜数ナノ秒のパルス間隔を持つギガヘルツ繰り返し（ＧＨｚバースト）パルスを生成。各パルスの形状を個別に操作可能な手法「スペクトラムシャトル」を開発した。超高速撮影や半導体のレーザー加工などでの利用が期待されている。

数十ピコ〜数ナノ秒のパルス間隔を持つＧＨｚバーストパルスは、サブナノ〜ナノ秒現象の可視化やレーザ加工効率向上に向けて注目されているが、その生成手法には課題がある。これまでに光ファイバや大型のミラーを用いた手法などが開発されてきたが、光量の低下などの問題を抱えていた。

スペクトラムシャトルでは、２つの回折格子により分散平行光となった超短パルスが、３次元的な傾斜を持つ平行なミラーペアで色ごとに空間的に分離する。各色のパルス形状は空間光変調器によりそれぞれ操作され、元の光路を戻ってビームスプリッタにより取り出される。

この時、各色はミラーペア間の往復回数が異なるため、その回数に応じた時間差が生じる。これにより、各パルスの色と形状が異なり、ミラーペア間の距離に応じたパルス間隔を持つ、ＧＨｚバーストパルスを生成可能だ。

研究グループはスペクトラムシャトルを用いて、波長８００ナノメートル帯域と波長４００ナノ帯域という２つの大きく異なる色の範囲においてＧＨｚバーストパルスを生成し、２色での超高速分光イメージングに成功した。

研究グループは「この手法は、サブナノ〜ナノ秒時間スケールでの超高速撮影を可能にし、未知の高速現象の解明や高速現象をともなう産業技術のモニタリングに貢献する」とし「ＧＨｚバーストパルスの個別の形状操作は、半導体や金属の精密レーザ加工、レーザ治療の最適化などへの応用が期待される」と説明している。