東京大学の研究グループは，超短パルスレーザーから数十ピコ〜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）パルスを生成し，各パルスの形状を個別に操作可能な手法「Spectrum shuttle（スペクトラムシャトル）」を開発した（ニュースリリース）。

超短パルスレーザーからのバーストパルスの生成は，超高速撮影やレーザー加工において重要だが，GHz領域への展開や各パルスの形状操作において，既存手法では原理的な限界があった。

研究グループは，自由空間内において，超短パルスから，個別に形状を操作可能なGHzバーストパルスを生成する光要素技術「Spectrum shuttle」を開発した。この手法では，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により，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，往復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できる。

研究では，Spectrum shuttleを用いて，色が離散化されたGHzバーストパルスを生成した。また形状操作の例として，パルスの位置操作及びピークの分割を実証した。

さらに，Spectrum shuttleを用いて，波長800nm帯域と波長400nm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。超短パルスレーザーを用いたレーザー加工では，ガラスへの強い光の集光によりアブレーションが生じ，プラズマと衝撃波のダイナミクスが進展する。

この超高速かつ繰り返し起こらない現象を，波長800nm帯域と波長400nm帯域で同時に超高速撮影を行なうことで，250ピコ秒間隔という超スローモーションの撮影像を取得した。さらに，波長800nm帯域と波長400nm帯域のそれぞれで取得された像の見え方の違いから，生じている現象の詳細な解析を実現した。

研究グループは，この手法は，サブナノ〜ナノ秒現象を可視化する超高速撮影や，レーザー加工や音響波生成におけるレーザーアブレーションの制御など，幅広い光学技術への応用が期待されるとしている。