JPH08122833A - 波長変換装置 - Google Patents

波長変換装置

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JPH08122833A
JPH08122833A JP25214994A JP25214994A JPH08122833A JP H08122833 A JPH08122833 A JP H08122833A JP 25214994 A JP25214994 A JP 25214994A JP 25214994 A JP25214994 A JP 25214994A JP H08122833 A JPH08122833 A JP H08122833A
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JP
Japan
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pulse signal
wavelength
wave length
optical
light
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JP25214994A
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English (en)
Inventor
Kunihiko Mori
邦彦 森
Toshio Morioka
敏夫 盛岡
Masatoshi Saruwatari
正俊 猿渡
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 超高速の光パルス信号をその波長の近傍で、
また他の光源を用いずに、1または複数の波長に変換す
る波長変換装置を実現する。 【構成】 光パルス信号を入力し、その波長の両側に広
帯域の白色パルス信号を発生させる3次の非線形光学効
果を有する非線形光導波路媒質と、非線形光導波路媒質
で発生した白色パルス信号から少なくとも1つの波長成
分を分離して出力する光分波手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ等の非線形
光導波路媒質を用いて、超高速の光パルス信号を異なる
波長の光パルス信号に変換する波長変換装置に関する。
また、超高速の光パルス信号を複数の相異なる波長の光
パルス信号に同時に変換する波長変換装置に関する。
【0002】なお、波長分割多重(WDM)通信方式あ
るいは時分割多重(TDM)通信方式においては、波長
軸上の異なるチャネル間で光信号の波長(光キャリア周
波数)を変換する技術が不可欠である。
【0003】
【従来の技術】従来の波長変換技術には、DBR半導体
レーザ等のレーザ発振を入力信号光で変調する方法があ
る。また、LiNbO3 導波路、進行波型レーザ増幅器、
光ファイバ等の非線形媒質中で、入力信号光の2倍の高
調波(波長が1/2)あるいは2つの光の和・差周波数を
発生させる2次の光非線形効果を利用する方法、入力信
号光と他の波長の光を同時に入射して4光波混合光を発
生させる方法がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】入力信号光でレーザ発
振を変調する方法は、動作速度がレーザ素子のキャリア
寿命で制限され、現状では高々10GHz程度であって超高
速の光パルス信号の波長変換には適さない。
【0005】また、2次の光非線形効果を利用して2倍
の高調波あるいは和・差周波数の光を発生させる方法
は、変換光の波長が信号光の波長から大きく離れてしま
うので光ファイバ通信には適さない。
【0006】また、3次の光非線形効果を利用して4光
波混合光を発生させる方法は、信号光波長とは異なる波
長の光が少なくとも1種類必要となり、そのための光源
を用意する必要があった。
【0007】さらに、上記の各方法のいずれにおいて
も、1度に変換可能な波長が1種類しか選択できず、複
数の相異なる波長の光パルス信号に同時に変換すること
はできなかった。
【0008】本発明は、超高速の光パルス信号をその波
長の近傍で、また他の光源を用いずに、1または複数の
波長に変換する波長変換装置を提供することを目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、光パルス信号
を入力し、その波長の両側に広帯域の白色パルス信号を
発生させる3次の非線形光学効果を有する非線形光導波
路媒質と、非線形光導波路媒質で発生した白色パルス信
号から少なくとも1つの波長成分を分離して出力する光
分波手段とを備える。
【0010】また、光分波手段の透過波長は、非線形光
導波路媒質で発生した白色パルス信号の帯域内で可変と
する。また、非線形光導波路媒質の入力部、非線形光導
波路媒質の出力部、光分波手段の出力部の少なくとも1
箇所に、光パルス信号を増幅またはパルス圧縮する手段
を備える。
【0011】
【作用】図1は、本発明の波長変換装置の基本構成を示
す。図において、11は非線形光導波路媒質、12は光
分波手段である。非線形光導波路媒質11に波長λinの
光パルス信号(1011001)を入力すると、波長λ
inの両側に連続的にスペクトルが広がった白色パルス信
号が発生する。この動作原理は、特開平6−13850
0号公報(波長広帯域短パルス光発生装置)に詳細に記
載されている。
【0012】光分波手段12は、非線形光導波路媒質1
1で発生した白色パルス信号から所定の透過波長λout
を分離することにより、波長λinからλout に変換した
光パルス信号が得られる。また、透過波長λout が可変
の光分波手段12を用いることにより、変換光の波長を
可変させることができる。また、複数の透過波長を有す
る光分波手段12を用いることにより、複数の相異なる
波長の光パルス信号を同時に出力することができる。こ
のような構成は、特開平6−138500号公報に波長
広帯域短パルス光発生装置の利用例として記載されてい
るが、本発明は所定の波長の光パルス信号を1または複
数の波長に変換する波長変換装置に適用するところに特
徴がある。
【0013】すなわち、本発明の波長変換装置では、非
線形光導波路媒質11に入力された光パルス信号に対し
て超高速の応答時間で白色パルス信号を発生させ、光分
波手段12でその白色パルス信号から所定の波長成分を
分離することにより、超高速の光パルス信号を広帯域に
渡って波長変換することができる。
【0014】
【実施例】図2は、本発明の波長変換装置の第1実施例
の構成を示す。図において、21は非線形光導波路媒質
の1つである単一モード光ファイバ、22は透過波長λ
out の波長フィルタである。
【0015】単一モード光ファイバ21に波長λinの光
パルス信号(1011001)を入力すると、波長λin
の両側に連続的にスペクトルが広がった白色パルス信号
が発生する。波長フィルタ22は、この白色パルス信号
から透過波長λout を分離することにより、λinからλ
out に波長変換された光パルス信号が出力される。ま
た、透過波長λout が可変の波長フィルタを用い、白色
パルス信号の帯域内で変化させると、その範囲内で任意
の中心波長λout を有する変換光を得ることができる。
【0016】図3は、本発明の波長変換装置の第2実施
例の構成を示す。図において、21は単一モード光ファ
イバ、23は周期型波長フィルタである。
【0017】単一モード光ファイバ21に波長λinの光
パルス信号(1011001)を入力すると、波長λin
の両側に連続的にスペクトルが広がった白色パルス信号
が発生する。周期型波長フィルタ23は、この白色パル
ス信号から波長λ13 の光パルス信号と波長λ24
の光パルス信号を分離して出力する。なお、波長λ1
324)の光パルス信号は、さらに同様の周期型波長
フィルタまたは光分波器により、各波長ごとに分離する
ことができる。このように、本実施例の構成では、波長
λinの光パルス信号を複数の相異なる波長の光パルス信
号に同時に波長変換することができる。
【0018】周期型波長フィルタ23としては、例えば
特願平5−78095号(多波長超短パルス光源)に記
載の複屈折干渉フィルタ、マッハツェンダ型干渉フィル
タ、ファブリペロ型干渉フィルタを用いることができ
る。本実施例では、2つの出力ポートに、λi13,
…) とλi+124,…) の2つの波長グループが分離
される構成を示す。また、ファブリペロ干渉計と光サー
キュレータを組み合わせることにより、例えば4つの出
力ポートに、λi15,…) 、λi+126,…) 、
λi+237,…) 、λi+348,…) の4つの波長
グループを分離する構成をとることもできる。
【0019】これらの周期型波長フィルタ23は、複屈
折干渉フィルタにおける複屈折性媒質の光路長、マッハ
ツェンダ型干渉フィルタにおける光導波路の光路長差、
ファブリペロ型干渉フィルタにおけるファブリペロ干渉
計の共振器長を可変させることにより、透過波長および
波長間隔の調整が可能である。すなわち、複数の変換光
の波長を一括して可変させることも可能である。
【0020】図4は、本発明の波長変換装置の第3実施
例の構成を示す。図において、21は単一モード光ファ
イバ、24は多波長フィルタである。単一モード光ファ
イバ21に波長λinの光パルス信号(1011001)
を入力すると、波長λinの両側に連続的にスペクトルが
広がった白色パルス信号が発生する。多波長フィルタ2
4は、この白色パルス信号から波長λ1234
光パルス信号を同時に分離して出力する。このように、
本実施例の構成では、波長λinの光パルス信号を複数の
相異なる波長の光パルス信号に同時に波長変換すること
ができる。
【0021】多波長フィルタ24としては、たとえば特
願平5−191645号(一括多チャネル出力型光パル
ス分離回路)に記載の反射型回折格子、アレイ導波路型
回折格子を用いることができる。
【0022】図5は、アレイ導波路型回折格子の構成例
を示す。図において、アレイ導波路型回折格子は、入力
用導波路31、入力側コンケイブスラブ導波路32、ア
レイ導波路(隣接する導波路がΔLの光路長差を有す
る)33、出力側コンケイブスラブ導波路34、出力用
導波路アレイ35により構成される。
【0023】入力用導波路31から入射された光は、入
力側コンケイブスラブ導波路32において回折により広
がり、その回折面と垂直に配置された導波路アレイ33
に導かれる。導波路アレイ33は、各導波路が導波路長
差ΔLで順次長くなっているので、各導波路を伝搬して
出力側コンケイブスラブ導波路34に到達した光には導
波路長差ΔLに対応する位相差が生じている。この位相
差は波長(光周波数)により異なるので、出力側コンケ
イブスラブ導波路34のレンズ効果で出力用導波路アレ
イ35の入力端に集光する際に、波長(光周波数)ごと
に異なる位置に集光する。すなわち、各出力導波路に対
応する透過波長は所定の間隔に並ぶので、出力導波路ご
とに異なる波長の変換光を得ることができる。
【0024】図6は、本発明の波長変換装置の第4実施
例の構成を示す。図において、11は非線形光導波路媒
質、12は光分波手段、25は光増幅器である。光パル
ス信号を光増幅器25で増幅して非線形光導波路媒質1
1に入力することにより、非線形光導波路媒質11で発
生する白色パルス信号の帯域を広げることができる。こ
れにより、変換波長帯域を広げることができる。
【0025】図7は、本発明の波長変換装置の第5実施
例の構成を示す。図において、11は非線形光導波路媒
質、12は光分波手段、26は分散性媒質を用いた線形
圧縮あるいは高次ソリトンを用いた非線形圧縮を行う光
パルス圧縮器である。光パルス信号を光パルス圧縮器2
6で圧縮することにより、高い入射ピークパワーを得る
ことができ、光増幅器を用いた場合と同様に非線形光導
波路媒質11で発生する白色パルス信号の帯域を広げる
ことができる。
【0026】また、第4実施例における光増幅器25と
第5実施例における光パルス圧縮器26を併用してもよ
い。さらに、光増幅器25または光パルス圧縮器26を
非線形光導波路媒質11の出力部または光分波手段12
の出力部に備えることにより、波長変換光の増幅、また
は圧縮・整形が可能となる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の波長変換
装置は、非線形光導波路媒質に光パルス信号を入力して
白色パルス信号を発生させ、光分波手段でその白色パル
ス信号から1または複数の波長成分を分離する。このよ
うな構成により、光パルス信号の波長の近傍で、他の光
源を用いることなく、1または複数の相異なる波長に変
換することができる。
【0028】また、透過波長が可変の光分波手段を用い
ることにより、変換光の波長を可変させることができ
る。また、非線形光導波路媒質の入力部に光パルス信号
を増幅またはパルス圧縮する手段を備えることにより、
非線形光導波路媒質で広帯域の白色パルス信号を発生さ
せることができ、変換波長帯域を広げることができる。
また、非線形光導波路媒質または光分波手段の出力部に
光パルス信号を増幅またはパルス圧縮する手段を備える
ことにより、波長変換光の増幅、圧縮、整形を行うこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の波長変換装置の基本構成を示す図。
【図2】本発明の波長変換装置の第1実施例の構成を示
す図。
【図3】本発明の波長変換装置の第2実施例の構成を示
す図。
【図4】本発明の波長変換装置の第3実施例の構成を示
す図。
【図5】アレイ導波路型分波器の構成例を示す図。
【図6】本発明の波長変換装置の第4実施例の構成を示
す図。
【図7】本発明の波長変換装置の第5実施例の構成を示
す図。
【符号の説明】
11 非線形光導波路媒質 12 光分波手段 21 単一モード光ファイバ 22 波長フィルタ 23 周期型波長フィルタ 24 多波長フィルタ 25 光増幅器 26 光パルス圧縮器 31 入力用導波路 32 入力側コンケイブスラブ導波路 33 アレイ導波路 34 出力側コンケイブスラブ導波路 35 出力用導波路アレイ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光パルス信号を入力し、その波長の両側
    に広帯域の白色パルス信号を発生させる3次の非線形光
    学効果を有する非線形光導波路媒質と、 前記非線形光導波路媒質で発生した白色パルス信号から
    少なくとも1つの波長成分を分離して出力する光分波手
    段とを備えたことを特徴とする波長変換装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の波長変換装置におい
    て、 光分波手段の透過波長が、非線形光導波路媒質で発生し
    た白色パルス信号の帯域内で可変であることを特徴とす
    る波長変換装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の波長変換装置におい
    て、 非線形光導波路媒質の入力部、非線形光導波路媒質の出
    力部、光分波手段の出力部の少なくとも1箇所に、光パ
    ルス信号を増幅またはパルス圧縮する手段を備えたこと
    を特徴とする波長変換装置。
JP25214994A 1994-10-18 1994-10-18 波長変換装置 Pending JPH08122833A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002229080A (ja) * 2001-01-30 2002-08-14 Furukawa Electric Co Ltd:The 光パルス波形変換器、それを備えた光パルス光源
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