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出典検索?: "超短パルス" ? ニュース ・ 書籍 ・ スカラー ・ CiNii ・ J-STAGE ・ NDL ・ dlib.jp ・ ジャパンサーチ ・ TWL（2017年5月）

超短パルス（ちょうたんパルス、英: Ultrashort pulse）は、数ピコ秒以下の時間的オーダーの電磁パルス。2014年現在はフェムト秒( 10 − 15 {\displaystyle 10^{-15}} 秒)からアト秒( 10 − 18 {\displaystyle 10^{-18}} 秒)の時間的オーダーのものを言うことが多い（光学機器の発達に伴い年々パルス幅は短くなっている）。

超短パルスは光学スペクトルが広がっており、モード同期したレーザー発振器で発生する。

空気を含めた様々な物質で非線形な相互作用を引き起こす強度がある事がある。この過程は非線形光学の分野で研究されている。
定義横軸に時間をとった超短パルスの例。振幅と強度はガウス関数で記述されている。位相の関数は二次方程式で記述されているが、その結果、周波数は時間とともに線形に増加している。 これを、鳥の鳴き声に似ていることから、チャープ（chirp）という。

超短パルスに対応する電場はパルスの中心波長に対応した角振動数 ω 0 {\displaystyle \omega _{0}} で振動している。電場E(t)は複素数を含んだ式で表せる。形式的には、実関数に対応した複素表現で記述される。

このとき角周波数 ω 0 {\displaystyle \omega _{0}} は通常、複素数を含んだ式で表し、強度の関数I(t)と位相の関数ψ(t)は分けて記述できる： E ( t ) = I ( t ) e i ω 0 t e i ψ ( t ) {\displaystyle E(t)={\sqrt {I(t)}}e^{i\omega _{0}t}e^{i\psi (t)}}

周波数領域での複素数を含んだ電磁場の記述はE(t)のフーリエ変換で記述できる:

E ( ω ) = F ( E ( t ) ) {\displaystyle E(\omega )={\mathcal {F}}(E(t))}

e i ω 0 t {\displaystyle e^{i\omega _{0}t}} の項があるので、 E ( ω ) {\displaystyle E(\omega )} は ω {\displaystyle \omega } を中心とし、ただ単に E ( ω ) {\displaystyle E(\omega )} と書くだけで E ( ω − ω 0 ) {\displaystyle E(\omega -\omega _{0})} のこと指し示す事が一般的である。

時間領域で表されるだけでなく、強度と位相の関数は周波数領域でも定義できる:

E ( ω ) = S ( ω ) e i ϕ ( ω ) {\displaystyle E(\omega )={\sqrt {S(\omega )}}e^{i\phi (\omega )}}

S(ω)はパルスのスペクトル密度（またはただ単にスペクトル）を表す量で、φ(ω)はスペクトル位相を表す。φ(ω) が定数の時、パルス幅は、そのスペクトルにおいて許される最短の幅になり、これをフーリエ限界という。また、φ(ω)が二次関数の時、時間が経つにつれて周波数が増加または減少する。これをチャープするという。