JP2003262897A - Application of phase conjugation optics to optical system - Google Patents

Application of phase conjugation optics to optical system

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JP2003262897A
JP2003262897A JP2002371807A JP2002371807A JP2003262897A JP 2003262897 A JP2003262897 A JP 2003262897A JP 2002371807 A JP2002371807 A JP 2002371807A JP 2002371807 A JP2002371807 A JP 2002371807A JP 2003262897 A JP2003262897 A JP 2003262897A
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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel apparatus applicable to applications of optical communication, optical measurement, optical information processing and other fields of phase conjugation optics. <P>SOLUTION: Exciting light and input signal light are supplied to a nonlinear optical medium (1) and an output signal light and phase conjugation light are produced in the nonlinear optical medium (1). The output signal light and phase conjugation light are extracted by signal light/phase conjugation light extracting means (7) and are respectively outputted from output ports (5) and (6). The phase conjugation light generator is applicable to various optical systems. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には、位相
共役光学の光通信、光計測、光情報処理その他の分野へ
の適用に関し、さらに詳しくは、第1に位相共役光発生
装置並びに該装置を備えた中継光伝送システム、双方向
中継光伝送システム、光分配システム、光スイッチング
システム、光選択システム及び光アンド回路システムに
関し、第2に位相共役光を用いた光通信システムに関
し、第3にこれらのシステムに適用可能な光変調器に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention generally relates to application of phase conjugate optics to optical communication, optical measurement, optical information processing and other fields, and more specifically, firstly, a phase conjugate light generator and The present invention relates to a repeater optical transmission system, a bidirectional repeater optical transmission system, an optical distribution system, an optical switching system, an optical selecting system, and an optical AND circuit system including the device, and secondly to an optical communication system using phase conjugate light. 3 relates to an optical modulator applicable to these systems.

【0002】[0002]

【従来の技術】まず、本発明の第1の適用分野について
説明する。本発明の以下の実施例は、位相共役光発生装
置並びに該装置を備えた中継光伝送システム、双方向中
継光伝送システム、光分配システム、光スイッチングシ
ステム、光選択システム及び光アンド回路システムに関
する。
2. Description of the Related Art First, a first application field of the present invention will be described. The following embodiments of the present invention relate to a phase conjugate light generation device and a repeater optical transmission system, a bidirectional repeater optical transmission system, an optical distribution system, an optical switching system, an optical selection system, and an optical AND circuit system including the device.

【0003】非線形光学を用いることにより、従来の光
技術では得られなかった新しい機能の達成や光システム
の特性の改善が可能になる。特に、最近盛んに研究が進
められている位相共役光を用いれば、光伝送路における
位相揺らぎや波長分散の補償、高感度の情報の読み取
り、低雑音の増幅、さらにはスクイズド状態等の量子状
態の生成等への光技術の幅広い応用が可能になる。
The use of nonlinear optics makes it possible to achieve new functions and improve the characteristics of optical systems not possible with conventional optical technology. In particular, if phase-conjugated light, which has been actively researched recently, is used, compensation for phase fluctuations and chromatic dispersion in optical transmission lines, high-sensitivity information reading, low-noise amplification, and even quantum states such as squeezed states are used. It enables a wide range of applications of optical technology for the production of

【0004】従来、例えば光の増幅、分岐、情報の付加
といった機能を実現するためには、各々の機能だけを持
つ光デバイス(具体的には光増幅器、光分岐器、光カプ
ラ等)を組み合わせてシステムを構成していた。また、
例えば光伝送路中で受ける位相揺らぎや波長分散等に対
しては、主に信号の送受信側、特に受信側において補償
する方法が用いられてきた。
Conventionally, in order to realize functions such as amplification of light, branching, and addition of information, for example, optical devices having only the respective functions (specifically, optical amplifiers, optical branching devices, optical couplers, etc.) are combined. Configured the system. Also,
For example, with respect to phase fluctuations, wavelength dispersion, etc. received in an optical transmission line, a method of compensating mainly on the signal transmitting / receiving side, particularly on the receiving side has been used.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の第1の適用分
野における目的は、種々の光システムに適用可能な新規
な構成を有する位相共役光発生装置を提供することであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the first application field of the present invention is to provide a phase conjugate light generator having a novel structure applicable to various optical systems.

【0006】本発明の第1の適用分野における他の目的
は、この位相共役光発生装置を備えた有用な光システム
を提供することである。
Another object of the first field of application of the present invention is to provide a useful optical system comprising this phase conjugate light generator.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の位相共役光発生
装置は、非線形光学媒質と、励起光を出力する励起光源
と、信号光入力ポートに供給された入力信号光を上記励
起光源からの上記励起光とともに上記非線形光学媒質に
供給する信号光/励起光供給手段と、上記非線形光学媒
質に供給された上記入力信号光及び上記励起光の相互作
用により発生した出力信号光及び位相共役光を抽出して
それぞれ信号光出力ポート及び位相共役光出力ポートか
ら出力する信号光/位相共役光抽出手段とを備える。
A phase conjugate light generator according to the present invention comprises a nonlinear optical medium, a pumping light source for outputting pumping light, and an input signal light supplied to a signal light input port from the pumping light source. A signal light / pumping light supply means for supplying the pumping light to the nonlinear optical medium, and an output signal light and a phase conjugate light generated by the interaction of the input signal light and the pumping light supplied to the nonlinear optical medium. And a signal light / phase conjugate light extraction means for extracting and outputting from the signal light output port and the phase conjugate light output port, respectively.

【0008】本発明の中継光伝送システムは、送信局
と、受信局と、該送信局及び該受信局間に敷設された光
伝送路と、該光伝送路の途中に挿入された少なくとも一
つの中継局とを備え、該中継局は本発明の位相共役光発
生装置を含み、該位相共役光発生装置は、上記送信局の
側から供給された光を上記入力信号光として受け、上記
位相共役光を上記受信局の側に向けて送出する。
The relay optical transmission system of the present invention comprises a transmitting station, a receiving station, an optical transmission line laid between the transmitting station and the receiving station, and at least one optical transmission line inserted in the middle of the optical transmission line. A relay station, the relay station including the phase conjugate light generator of the present invention, the phase conjugate light generator receiving the light supplied from the transmitter station side as the input signal light, and the phase conjugate light generator. Light is emitted toward the receiving station.

【0009】本発明の双方向中継光伝送システムは、第
1の光送信機及び第1の光受信機を有する第1の送受信
局と、第2の光送信機及び第2の光受信機を有する第2
の送受信局と、該第1及び第2の送受信局間に敷設され
た上り及び下り光伝送路と、該上り及び下り光伝送路の
途中に挿入された少なくとも1つの中継局とを備え、該
中継局は本発明の位相共役光発生装置を含み、該位相共
役光発生装置の上記励起光源は第1及び第2の励起光を
それぞれ出力する第1及び第2の励起光源であり、上記
位相共役光発生装置の上記位相共役光出力ポートは第1
及び第2の位相共役光出力ポートであり、上記位相共役
光発生装置は、上記第1の送受信局の側から上記信号光
入力ポートに供給された光を第1の信号光として受け、
該第1の信号光及び上記第1の励起光に基づき第1の位
相共役光を発生させ、該第1の位相共役光を上記第1の
位相共役光出力ポートから上記第2の送受信局の側に向
けて送出するとともに、上記第2の送受信局の側から上
記信号光出力ポートに供給された光を第2の信号光とし
て受け、該第2の信号光及び上記第2の励起光に基づき
第2の位相共役光を発生させ、該第2の位相共役光を上
記第2の位相共役光出力ポートから上記第1の送受信局
の側に向けて送出する。
A bidirectional repeater optical transmission system of the present invention comprises a first transceiver station having a first optical transmitter and a first optical receiver, a second optical transmitter and a second optical receiver. Have second
And an upstream and downstream optical transmission line laid between the first and second transmitting and receiving stations, and at least one relay station inserted in the middle of the upstream and downstream optical transmission lines, The relay station includes the phase conjugate light generator of the present invention, and the pumping light sources of the phase conjugate light generator are first and second pumping light sources that output first and second pumping lights, respectively, The phase conjugate light output port of the conjugate light generator is the first
And a second phase conjugate light output port, wherein the phase conjugate light generator receives the light supplied from the side of the first transceiver station to the signal light input port as a first signal light,
First phase conjugate light is generated based on the first signal light and the first pump light, and the first phase conjugate light is output from the first phase conjugate light output port to the second transceiver station. Light transmitted to the second transmission / reception station and received from the second transmission / reception station side to the signal light output port as second signal light, and is supplied to the second signal light and the second pump light. Based on this, second phase conjugate light is generated, and the second phase conjugate light is sent from the second phase conjugate light output port toward the first transceiver station.

【0010】本発明の光分配システムは、本発明の位相
共役光発生装置を複数備え、該複数の位相共役光発生装
置のうちの上位のものの上記信号光出力ポート及び上記
位相共役光出力ポートはそれぞれ該複数の位相共役光発
生装置のうちのすぐ下位のものの上記信号光入力ポート
に接続される。
The optical distribution system of the present invention comprises a plurality of the phase conjugate light generators of the present invention, and the signal light output port and the phase conjugate light output port of the higher order of the plurality of phase conjugate light generators are Each of them is connected to the signal light input port of the immediately lower one of the plurality of phase conjugate light generators.

【0011】本発明の光スイッチングシステムは、本発
明の位相共役光発生装置と、該装置の上記励起光源をオ
ン・オフするスイッチング手段とを備え、該スイッチン
グ手段の動作により上記位相共役光が発生する状態と発
生しない状態とが択一的に切り換えられる。
An optical switching system of the present invention comprises the phase conjugate light generating device of the present invention and switching means for turning on / off the excitation light source of the device, and the phase conjugate light is generated by the operation of the switching means. The state that does not occur and the state that does not occur are selectively switched.

【0012】本発明の光選択システムは、本発明の位相
共役光発生装置と、該装置における上記励起光の周波数
を掃引する掃引手段とを備え、該装置の上記信号光入力
ポートには周波数分割多重された複数の信号光が供給さ
れ、上記掃引手段の動作により上記複数の信号光から択
一的に選択された信号光に対応する位相共役光が発生す
る。
The optical selection system of the present invention comprises the phase conjugate light generating device of the present invention and sweeping means for sweeping the frequency of the pumping light in the device, and the signal light input port of the device is frequency-divided. A plurality of multiplexed signal lights are supplied, and by the operation of the sweeping means, phase conjugate light corresponding to the signal lights selectively selected from the plurality of signal lights is generated.

【0013】本発明の光アンド回路システムは、本発明
の一つの実施態様に係る位相共役光発生装置と、第1及
び第2の入力論理データのハイ及びローに従ってそれぞ
れ上記装置の上記第1及び第2の励起光源の発光強度を
変化させる励起光制御手段とを備え、上記第1及び第2
の入力論理データがともにハイのときにのみ上記位相共
役光が発生する。
The optical AND circuit system of the present invention comprises a phase conjugate light generator according to one embodiment of the present invention, and the first and second of the above-mentioned devices according to high and low of first and second input logic data, respectively. Excitation light control means for changing the emission intensity of the second excitation light source, and the first and second
The phase conjugate light is generated only when both input logical data of are high.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の適用分野に
おける実施例を図面に沿って詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments in the first application field of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0015】図1は非線形光学効果による位相共役光の
発生原理の説明図である。非線形光学媒質を用いて位相
共役光を発生させる場合、パラメトリック光増幅(光パ
ラメトリックプロセス)又は4光波混合によるのが望ま
しい。パラメトリック光増幅器は2次の非線形光学効果
を用いるのに対し、4光波混合は3次の非線形光学効果
を用いる点で異なるが、物理的には全く同じ現象であ
る。
FIG. 1 is an explanatory diagram of the principle of generation of phase conjugate light due to the nonlinear optical effect. When phase conjugate light is generated using a non-linear optical medium, parametric light amplification (optical parametric process) or four-wave mixing is preferable. Parametric optical amplifiers use a second-order nonlinear optical effect, whereas four-wave mixing differs in using a third-order nonlinear optical effect, but they are physically the same phenomenon.

【0016】いま、図1に示されるように、高強度の励
起光EP(周波数ωP)が非線形光学媒質NOMに入射し
ている状態で、周波数ωSの信号光ESと周波数ωIのア
イドラ光EIとが非線形光学媒質NOMに入射すると、
2次又は3次の非線形光学プロセスにより、周波数ωS
の信号光ES′と周波数ωIのアイドラ光EI′とが非線
形光学媒質NOMから出力される。このとき、エネルギ
ー保存則により以下の関係が成り立つ。
[0016] Now, as shown in FIG. 1, in a state where the high-intensity excitation light E P (frequency omega P) is incident to the nonlinear optical medium NOM, the frequency omega S signal light E S and the frequency omega I of When the idler light E I of
By the second-order or third-order nonlinear optical process, the frequency ω S
Signal light E S ′ and idler light E I ′ of frequency ω I are output from the nonlinear optical medium NOM. At this time, the following relations are established by the energy conservation law.

【0017】[0017]

【数1】 [Equation 1]

【0018】特に、4光波混合における信号光、励起光
及びアイドラ光の周波数配置を図2に示す。Ωは信号光
と励起光の離調周波数である。周波数軸上において、信
号光及びアイドラ光は励起光を中心として対称の位置に
あることがわかる。
In particular, FIG. 2 shows the frequency arrangement of the signal light, the excitation light and the idler light in the four-wave mixing. Ω is the detuning frequency of the signal light and the excitation light. It can be seen that the signal light and the idler light are located symmetrically with respect to the excitation light on the frequency axis.

【0019】図1の原理における非線形光学効果の相互
作用長をLとすれば、生成方程式は以下のように与えら
れる。
Assuming that the interaction length of the nonlinear optical effect in the principle of FIG. 1 is L, the generating equation is given as follows.

【0020】[0020]

【数2】 [Equation 2]

【0021】となる。n及びχ(3)はそれぞれ非線形媒
質NOMの屈折率及び3次の非線形光学定数を表す。ま
た、<χ(3)>は非線形光学定数χ(3)の非線形媒質NO
Mにおける偏波状態についての平均を表す。(3), (4)式
より、信号光及びアイドラ光に対する利得GS及びG
Iは、
[0021] n and χ (3) represent the refractive index and the third-order nonlinear optical constant of the nonlinear medium NOM, respectively. <Χ (3) > is the nonlinear medium NO with nonlinear optical constant χ (3)
Shows the average for the polarization state in M. From Eqs. (3) and (4), gains G S and G for signal light and idler light are obtained.
I is

【0022】[0022]

【数3】 [Equation 3]

【0023】で与えられることがわかる。通常、ωI
ωS≒1であるから、非線形光学効果による位相共役光
の発生においては、信号の増幅が実現されることがわか
る。また、この場合における利得は、励起光の強度に依
存するので、本発明の位相共役光発生装置において光変
調を行って、位相共役光発生装置から出力される光に新
たな情報を載せることができる。
It can be seen that it is given by Usually ω I /
Since ω S ≈1, it can be seen that signal amplification is realized in the generation of the phase conjugate light due to the nonlinear optical effect. Further, since the gain in this case depends on the intensity of the pumping light, it is possible to carry out optical modulation in the phase conjugate light generator of the present invention and put new information on the light output from the phase conjugate light generator. it can.

【0024】図1の原理に基づいて発生する出力アイド
ラ光EI′は入力信号光ESに対する位相共役光になって
いる。このことは、(3), (4)式において、入力アイドラ
光がない場合(EI=0)を考えてみれば明らかである
(EI′はESの複素共役に相当)。
The output idler light E I ′ generated based on the principle of FIG. 1 is a phase conjugate light with respect to the input signal light E S. This is clear when considering the case where there is no input idler light (E I = 0) in the expressions (3) and (4) (E I ′ corresponds to the complex conjugate of E S ).

【0025】次に、この位相共役光の大きな特徴である
時間反転の性質について説明する。いま、+z方向に進
行する入力プローブ光(変調されていない入力信号光に
相当)が平面波として次の式で表されるものとする。
Next, the property of time reversal, which is a major feature of this phase conjugate light, will be described. Now, it is assumed that the input probe light (corresponding to the unmodulated input signal light) traveling in the + z direction is represented by the following equation as a plane wave.

【0026】[0026]

【数4】 [Equation 4]

【0027】ここで、AS(r)は電場の複素振幅、r
は空間座標ベクトル、ωSはプローブ光の周波数、tは
時間、kSは波数ベクトルを表し、c.c.はその直前
の項の複素共役をとることを意味する。但し、波数ベク
トルの大きさkSは、光路の屈折率をn、真空中の光速
をcとすると、kS=ωSn/cで与えられる。このと
き、(9) 式で表される光の位相共役光は、次の(10), (1
1)式で表される。
Where A S (r) is the complex amplitude of the electric field, r
Is a spatial coordinate vector, ω S is the frequency of probe light, t is time, k S is a wave number vector, and c. c. Means to take the complex conjugate of the immediately preceding term. However, the magnitude k S of the wave number vector is given by k S = ω S n / c, where n is the refractive index of the optical path and c is the speed of light in a vacuum. At this time, the phase conjugate light of the light expressed by Eq. (9) is the following (10), (1
It is expressed by equation (1).

【0028】[0028]

【数5】 [Equation 5]

【0029】ここで、(10)式は+z方向の進行波である
透過型位相共役光を表し、(11)式は−z方向の進行波で
ある反射型位相共役光を表す。(9),(11)式より明らかな
ように、反射型位相共役光については、
Here, the expression (10) represents a transmission type phase conjugate light which is a traveling wave in the + z direction, and the expression (11) represents a reflection type phase conjugate light which is a traveling wave in the −z direction. As is clear from the equations (9) and (11), regarding the reflection type phase conjugate light,

【0030】[0030]

【数6】 [Equation 6]

【0031】が成り立ち、位相共役光が時間反転の性質
を持つことがわかる。また、(9),(10)式から、透過型位
相共役光については、横方向の空間座標成分について時
間反転の性質を持つことがわかる。この時間反転の性質
を用いることによって、光伝送路で受ける線形の位相歪
み(例えば波長分散の影響)や偏波変動等の位相揺らぎ
を補償可能である。
From the above, it is understood that the phase conjugate light has the property of time reversal. Further, it can be seen from the expressions (9) and (10) that the transmissive phase conjugate light has the property of time inversion with respect to the spatial coordinate component in the lateral direction. By using this time reversal property, it is possible to compensate for linear phase distortion (for example, the influence of chromatic dispersion) and phase fluctuations such as polarization fluctuations that are received in the optical transmission path.

【0032】図3は本発明の位相共役光発生装置の基本
構成を示すブロック図である。1は非線形光学媒質、2
は励起光源、3は信号光入力ポート、4は信号光/励起
光供給手段、5は信号光出力ポート、6は位相共役光出
力ポート、7は信号光/位相共役光抽出手段をそれぞれ
表している。
FIG. 3 is a block diagram showing the basic construction of the phase conjugate light generator of the present invention. 1 is a nonlinear optical medium, 2
Is a pumping light source, 3 is a signal light input port, 4 is a signal light / pumping light supply means, 5 is a signal light output port, 6 is a phase conjugate light output port, and 7 is a signal light / phase conjugate light extracting means. There is.

【0033】励起光源2は励起光を出力する。信号光/
励起光供給手段4は、信号光入力ポート3に供給された
入力信号光を励起光源2からの励起光とともに非線形光
学媒質1に供給する。信号光/位相共役光抽出手段7
は、非線形光学媒質1に供給された入力信号光と励起光
との相互作用により発生した出力信号光及び位相共役光
を抽出してそれぞれ信号光出力ポート5及び位相共役光
出力ポート6から出力する。
The excitation light source 2 outputs excitation light. Signal light /
The pumping light supply means 4 supplies the input signal light supplied to the signal light input port 3 to the nonlinear optical medium 1 together with the pumping light from the pumping light source 2. Signal light / phase conjugate light extraction means 7
Is the output signal light and the phase conjugate light generated by the interaction between the input signal light and the excitation light supplied to the nonlinear optical medium 1 and outputs them from the signal light output port 5 and the phase conjugate light output port 6, respectively. .

【0034】この構成によると、信号光と励起光を非線
形光学媒質1に入射させて位相共役光を発生させること
ができる。また、発生した位相共役光を位相共役光出力
ポート6から取り出すことができるので、この装置を種
々の光システムに適用可能である。
According to this structure, the signal light and the pumping light can be made incident on the nonlinear optical medium 1 to generate the phase conjugate light. Moreover, since the generated phase conjugate light can be extracted from the phase conjugate light output port 6, this device can be applied to various optical systems.

【0035】図4は本発明の第1実施例を示す位相共役
光発生装置のブロック図である。この実施例では、図3
の信号光/励起光供給手段4は、少なくとも3つのポー
トを有する光カプラ11を含む。光カプラ11はポート
11A,11B及び11Cを有し、ポート11A及び1
1Bに供給された光をポート11Cから出力するように
機能する。光カプラ11のポート11Aは信号光入力ポ
ート3に接続され、ポート11Bは励起光源2に接続さ
れ、ポート11Cは非線形光学媒質1の第1端に接続さ
れる。尚、本願明細書において「接続」という語は、動
作的な接続を意味し、光学的に直接接続される場合を含
み、さらに、光フィルタ、光アイソレータ及び光増幅器
等の光デバイスを介して接続される場合を含む。光カプ
ラ11としては、ファイバ融着型のもの、ハーフミラ
ー、偏光ビームスプリッタ、光合波器等を使用可能であ
る。また、非線形光学媒質1としては、光ファイバ、半
導体レーザ、半導体光増幅器、その他2次又は3次の非
線形光学効果を呈する光学結晶等を採用可能である。
FIG. 4 is a block diagram of a phase conjugate light generator showing the first embodiment of the present invention. In this example, FIG.
The signal light / pump light supply means 4 includes an optical coupler 11 having at least three ports. The optical coupler 11 has ports 11A, 11B and 11C, and
It functions to output the light supplied to 1B from the port 11C. The port 11A of the optical coupler 11 is connected to the signal light input port 3, the port 11B is connected to the pumping light source 2, and the port 11C is connected to the first end of the nonlinear optical medium 1. In the specification of the application, the term "connection" means an operative connection, including a case of being directly connected optically, and further connected via an optical device such as an optical filter, an optical isolator and an optical amplifier. Including cases where As the optical coupler 11, a fiber fusion type, a half mirror, a polarization beam splitter, an optical multiplexer, or the like can be used. Further, as the nonlinear optical medium 1, an optical fiber, a semiconductor laser, a semiconductor optical amplifier, or an optical crystal exhibiting a secondary or tertiary nonlinear optical effect can be adopted.

【0036】この実施例のように光カプラ11を用いて
信号光及び励起光を非線形光学媒質1に供給すると、信
号光及び励起光は非線形光学媒質1の第1端から同一光
路で非線形光学媒質1に入射するので、非線形光学媒質
1内においては信号光及び励起光が同一方向に伝搬し、
例えば非線形光学媒質1が3次の非線形光学効果を呈す
る場合に、片方向励起型の4光波混合を生じさせて、位
相共役光を非線形光学媒質1の第2端から取り出すこと
ができる。
When the signal light and the pumping light are supplied to the nonlinear optical medium 1 by using the optical coupler 11 as in this embodiment, the signal light and the pumping light are in the same optical path from the first end of the nonlinear optical medium 1 to the nonlinear optical medium. Since it is incident on 1, the signal light and the pump light propagate in the same direction in the nonlinear optical medium 1,
For example, when the nonlinear optical medium 1 exhibits a third-order nonlinear optical effect, it is possible to generate unidirectional excitation type four-wave mixing and extract the phase conjugate light from the second end of the nonlinear optical medium 1.

【0037】励起光源2から供給される励起光の強度が
十分に高い場合、前述したように、非線形光学媒質1に
おいては利得が生じ、増幅された信号光及び位相共役光
が非線形光学媒質1から出力される。これら信号光及び
位相共役光を分離して取り出すために、この実施例で
は、図3の信号光/位相共役光抽出手段7は、光デバイ
ダ12と光フィルタ13及び14とを含む。光デバイダ
12はポート12A,12B及び12Cを有し、ポート
12Aに供給された光を2分岐してそれぞれポート12
B及び12Cから出力するように機能する。光デバイダ
12のポート12Aは非線形光学媒質1の第2端に接続
される。光デバイダ12としては、例えば、ファイバ融
着型のもの、ハーフミラー、偏光ビームスプリッタ、光
分波器等が使用される。光フィルタ13は光デバイダ1
2のポート12Bと信号光出力ポート5の間の光路に挿
入され、その通過帯域は出力信号光の周波数を包含す
る。光フィルタ14は光デバイダ12のポート12Cと
位相共役光出力ポート6の間の光路に挿入され、その通
過帯域は位相共役光の周波数を包含する。
When the intensity of the pumping light supplied from the pumping light source 2 is sufficiently high, a gain is generated in the nonlinear optical medium 1 and the amplified signal light and phase conjugate light are emitted from the nonlinear optical medium 1 as described above. Is output. In order to separate and extract the signal light and the phase conjugate light, in this embodiment, the signal light / phase conjugate light extracting means 7 in FIG. 3 includes an optical divider 12 and optical filters 13 and 14. The optical divider 12 has ports 12A, 12B, and 12C, and splits the light supplied to the port 12A into two ports, respectively.
It functions to output from B and 12C. The port 12A of the optical divider 12 is connected to the second end of the nonlinear optical medium 1. As the optical divider 12, for example, a fiber fusion type, a half mirror, a polarization beam splitter, an optical demultiplexer, or the like is used. The optical filter 13 is the optical divider 1.
2 is inserted in the optical path between the port 12B and the signal light output port 5, and the pass band thereof includes the frequency of the output signal light. The optical filter 14 is inserted in the optical path between the port 12C of the optical divider 12 and the phase conjugate light output port 6, and its pass band includes the frequency of the phase conjugate light.

【0038】励起光の周波数と信号光の周波数を僅かに
異ならせて非線形光学媒質1において非縮退型の4光波
混合を生じさせる場合には、このようにして出力信号光
及び位相共役光を光学的に分離することができる。励起
光源2として例えばレーザダイオードが用いられている
場合、その駆動電流に情報信号を重畳して励起光の振幅
変調又は強度変調を行うことによって、非線形光学媒質
1における利得を変調して、その結果変調された出力信
号光及び位相共役光を得ることができる。
When the non-degenerate four-wave mixing is caused in the nonlinear optical medium 1 by slightly differentiating the frequency of the pumping light and the frequency of the signal light, the output signal light and the phase conjugate light are optically generated in this way. Can be separated physically. When, for example, a laser diode is used as the pumping light source 2, the gain in the nonlinear optical medium 1 is modulated by superimposing an information signal on the driving current of the laser diode and performing amplitude modulation or intensity modulation of the pumping light. It is possible to obtain the modulated output signal light and the phase conjugate light.

【0039】図5は本発明の第2及び第3実施例を説明
するための位相共役光発生装置の主要部のブロック図で
ある。これらの実施例は、周波数が等しい2つの励起光
をそれぞれ非線形光学媒質1に互いに逆向きに入射さ
せ、双方向励起型の4光波混合を生じさせている点で特
徴付けられる。図3の励起光源2に対応して2つの励起
光源21及び22が設けられている。励起光源21及び
22からの励起光を非線形光学媒質1にそれぞれ互いに
逆向きで入射させるために、図3の信号光/励起光供給
手段4は、2つの光カプラ23及び24を含む。光カプ
ラ23はポート23A,23B及び23Cを有し、ポー
ト23A及び23Bに供給された光をポート23Cから
出力し、ポート23Cに供給された光をポート23Aか
ら出力するように機能する。光カプラ23のポート23
Bは励起光源21に接続され、ポート23Cは非線形光
学媒質1の第1端に接続される。光カプラ24はポート
24A,24B及び24Cを有し、ポート24Aに供給
された光をポート24Cから出力し、ポート24Bに供
給された光をポート24Aから出力するように機能す
る。光カプラ24のポート24Aは非線形光学媒質1の
第2端に接続され、ポート24Bは励起光源22に接続
される。図示された例では、独立した2つの励起光源2
1及び22を用いているが、出力強度が高い1つの励起
光源からの励起光を2分岐してそれぞれ光カプラ23の
ポート23Bと光カプラ24のポート24Bに供給する
ようにしてもよい。この場合、2つの励起光の周波数を
一致させるための制御が不要になる。
FIG. 5 is a block diagram of a main part of a phase conjugate light generator for explaining the second and third embodiments of the present invention. These examples are characterized in that two pump lights having the same frequency are made incident on the nonlinear optical medium 1 in opposite directions to generate bidirectional pump type four-wave mixing. Two excitation light sources 21 and 22 are provided corresponding to the excitation light source 2 of FIG. The signal light / pump light supply means 4 of FIG. 3 includes two optical couplers 23 and 24 so that the pump lights from the pump light sources 21 and 22 are incident on the nonlinear optical medium 1 in mutually opposite directions. The optical coupler 23 has ports 23A, 23B and 23C, and functions to output the light supplied to the ports 23A and 23B from the port 23C and output the light supplied to the port 23C from the port 23A. Port 23 of optical coupler 23
B is connected to the excitation light source 21, and the port 23C is connected to the first end of the nonlinear optical medium 1. The optical coupler 24 has ports 24A, 24B and 24C, and functions to output the light supplied to the port 24A from the port 24C and output the light supplied to the port 24B from the port 24A. The port 24A of the optical coupler 24 is connected to the second end of the nonlinear optical medium 1, and the port 24B is connected to the pumping light source 22. In the example shown, two independent pump light sources 2
Although 1 and 22 are used, pumping light from one pumping light source with high output intensity may be branched into two and supplied to the port 23B of the optical coupler 23 and the port 24B of the optical coupler 24, respectively. In this case, control for matching the frequencies of the two pumping lights becomes unnecessary.

【0040】図6は本発明の第2実施例を示す位相共役
光発生装置のブロック図である。この実施例は、図5の
主要部の非線形光学媒質1において双方向励起型の4光
波混合により後方向に発生した位相共役光を取り出すの
に適している。非線形光学媒質1内を伝搬する信号光と
逆向きに発生した位相共役光を取り出すために、この実
施例では、図3の信号光/位相共役光抽出手段7は、光
デバイダ31と光フィルタ32及び33とを含む。光デ
バイダ31はポート31A,31B及び31Cを有し、
ポート31Aに供給された光をポート31Cから出力
し、ポート31Cに供給された光をポート31Bから出
力するように機能する。光フィルタ32は光カプラ24
のポート24Cと信号光出力ポート5の間の光路に挿入
され、その通過帯域は出力信号光の周波数を包含する。
光フィルタ33は光デバイダ31のポート31Bと位相
共役光出力ポート6の間の光路に挿入され、その通過帯
域は位相共役光の周波数を包含する。
FIG. 6 is a block diagram of a phase conjugate light generator showing a second embodiment of the present invention. This embodiment is suitable for extracting the phase conjugate light generated in the backward direction by the bidirectional excitation type four-wave mixing in the nonlinear optical medium 1 of the main part of FIG. In order to take out the phase conjugate light generated in the opposite direction to the signal light propagating in the nonlinear optical medium 1, in this embodiment, the signal light / phase conjugate light extraction means 7 of FIG. 3 includes the optical divider 31 and the optical filter 32. And 33. The optical divider 31 has ports 31A, 31B and 31C,
It functions so that the light supplied to the port 31A is output from the port 31C and the light supplied to the port 31C is output from the port 31B. The optical filter 32 is the optical coupler 24.
Of the output signal light is inserted into the optical path between the port 24C and the signal light output port 5, and its pass band includes the frequency of the output signal light.
The optical filter 33 is inserted in the optical path between the port 31B of the optical divider 31 and the phase conjugate light output port 6, and its pass band includes the frequency of the phase conjugate light.

【0041】図7は本発明の第3実施例を示す位相共役
光発生装置のブロック図である。この実施例は、図5の
主要部の非線形光学媒質1において双方向励起型の4光
波混合により前方向及び後方向にそれぞれ発生した位相
共役光を取り出すのに適している。前方向及び後方向に
それぞれ発生した位相共役光を取り出すために、この実
施例では、図3の位相共役光出力ポート6に対応して位
相共役光出力ポート6A及び6Bが設けられており、信
号光/位相共役光抽出手段7は、光デバイダ31及び4
1と光フィルタ33,42及び43とを含む。光デバイ
ダ31及び光フィルタ33は、図6の第2実施例におけ
るのと同じように後方向に発生した位相共役光を抽出す
るためのもので、光フィルタ33には位相共役光出力ポ
ート6Bが接続される。光デバイダ41と光フィルタ4
2及び43は前方向に発生した位相共役光を取り出すた
めのものである。光デバイダ41はポート41A,41
B及び41Cを有し、ポート41Aに供給された光を2
分岐してそれぞれポート41B及び41Cから出力す
る。光デバイダ41のポート41Aは光カプラ24のポ
ート24Cに接続される。光フィルタ42は光デバイダ
41のポート41Bと信号光出力ポート5の間の光路に
挿入され、その通過帯域は出力信号光の周波数を包含す
る。光フィルタ43は光デバイダ41のポート41Cと
位相共役光出力ポート6Aの間の光路に挿入され、その
通過帯域は位相共役光の周波数を包含する。
FIG. 7 is a block diagram of a phase conjugate light generator showing a third embodiment of the present invention. This embodiment is suitable for extracting the phase conjugate light generated in each of the forward direction and the backward direction by bidirectional pumping four-wave mixing in the nonlinear optical medium 1 of the main part of FIG. In this embodiment, phase conjugate light output ports 6A and 6B are provided corresponding to the phase conjugate light output port 6 of FIG. 3 in order to extract the phase conjugate light generated in the forward and backward directions, respectively. The light / phase conjugate light extraction means 7 includes the light dividers 31 and 4
1 and optical filters 33, 42 and 43. The optical divider 31 and the optical filter 33 are for extracting the phase conjugate light generated in the backward direction as in the second embodiment of FIG. 6, and the optical filter 33 has the phase conjugate light output port 6B. Connected. Optical divider 41 and optical filter 4
Reference numerals 2 and 43 are for extracting the phase conjugate light generated in the forward direction. The optical divider 41 has ports 41A and 41
B and 41C, and two lights supplied to the port 41A
It branches and outputs from the ports 41B and 41C, respectively. The port 41A of the optical divider 41 is connected to the port 24C of the optical coupler 24. The optical filter 42 is inserted in the optical path between the port 41B of the optical divider 41 and the signal light output port 5, and its pass band includes the frequency of the output signal light. The optical filter 43 is inserted in the optical path between the port 41C of the optical divider 41 and the phase conjugate light output port 6A, and its pass band includes the frequency of the phase conjugate light.

【0042】図8は本発明の第4実施例を示す位相共役
光発生装置のブロック図である。この実施例は、図3の
基本構成に対比して、入力データに基づき励起光を変調
する変調手段51をさらに備えている点で特徴付けられ
る。変調手段51が励起光の強度又は振幅を変調する場
合、それに伴って非線形光学媒質1における利得が変化
するので、信号光出力ポート5から出力される信号光と
位相共役光出力ポート6から出力される位相共役光の双
方について変調を行うことができる。また、変調手段5
1が励起光の周波数を変調する場合には、信号光の周波
数と励起光の周波数の差が励起光の周波数と位相共役光
の周波数の差に等しいという関係から、位相共役光につ
いての周波数変調が可能になる。尚、変調手段51が励
起光の強度を変調する場合には、変調度を小さくして変
調成分を出力信号光及び/又は位相共役光に重畳するよ
うにしても良いし、変調度を大きくして、位相共役光を
オン・オフ変調するようにしてもよい。変調手段51を
図6の第2実施例又は図7の第3実施例に適用して励起
光源の強度変調を行う場合には、変調手段51により励
起光源21及び22のいずれか一方から出力される励起
光が変調されるようにすればよい。尚、以上の位相共役
光発生装置の実施例では、必要に応じて励起光、出力信
号光、位相共役光について光増幅を行うようにしても良
い。
FIG. 8 is a block diagram of a phase conjugate light generator showing a fourth embodiment of the present invention. This embodiment is characterized in that it further includes a modulation means 51 that modulates the excitation light based on the input data, in contrast to the basic configuration of FIG. When the modulator 51 modulates the intensity or amplitude of the pumping light, the gain in the nonlinear optical medium 1 changes accordingly, so that the signal light output from the signal light output port 5 and the phase conjugate light output port 6 are output. Modulation can be performed on both of the phase conjugate lights. Also, the modulation means 5
When 1 modulates the frequency of the pumping light, the frequency modulation for the phase conjugate light is performed because the difference between the frequency of the signal light and the frequency of the pump light is equal to the difference between the frequency of the pumping light and the frequency of the phase conjugate light. Will be possible. When the modulating means 51 modulates the intensity of the pumping light, the modulation degree may be reduced and the modulation component may be superimposed on the output signal light and / or the phase conjugate light, or the modulation degree may be increased. Then, the phase conjugate light may be modulated on / off. When the modulation means 51 is applied to the second embodiment of FIG. 6 or the third embodiment of FIG. 7 to perform intensity modulation of the excitation light source, the modulation means 51 outputs from either one of the excitation light sources 21 and 22. The excitation light may be modulated. In the embodiment of the phase conjugate light generation device described above, optical amplification may be performed on the pumping light, the output signal light, and the phase conjugate light as needed.

【0043】図9A,図9B及び図9Cは本発明の第5
実施例を示す中継光伝送システムのブロック図である。
これらのシステムは、それぞれ、送信局61と、受信局
62と、送信局61及び受信局62間に敷設された光伝
送路63と、光伝送路63の途中に挿入された中継局6
4とを備えている。
9A, 9B and 9C show a fifth embodiment of the present invention.
It is a block diagram of a relay optical transmission system showing an example.
These systems respectively include a transmitting station 61, a receiving station 62, an optical transmission line 63 laid between the transmitting station 61 and the receiving station 62, and a relay station 6 inserted in the middle of the optical transmission line 63.
4 and.

【0044】図9Aに示された例では、中継局64は位
相共役光発生装置65を含み、この位相共役光発生装置
65は、送信局61から光伝送路63を介して信号光入
力ポート3に供給された光を入力信号光として受け、こ
の入力信号光に基づいて発生した位相共役光を、位相共
役光出力ポート6から光伝送路63を介して受信局62
に向けて送出する。位相共役光発生装置65は例えば図
3に示された基本構成を有する。この構成によると、光
伝送路63の途中に位相共役光発生装置65を設けてい
るので、光伝送路63において生じた波長分散等を補償
することができ、長距離の光伝送が可能になる。また、
位相共役光発生装置65で位相共役光に対する利得が生
じるようにしておくことによって、光伝送路63で減衰
した信号光強度を補償することができる。
In the example shown in FIG. 9A, the repeater station 64 includes a phase conjugate light generator 65, and this phase conjugate light generator 65 is from the transmitter station 61 via the optical transmission line 63 to the signal light input port 3. To the receiving station 62 via the optical transmission line 63 from the phase conjugate light output port 6 to receive the phase conjugate light generated based on the input signal light.
To send to. The phase conjugate light generator 65 has, for example, the basic configuration shown in FIG. According to this configuration, since the phase conjugate light generation device 65 is provided in the optical transmission line 63, it is possible to compensate for the chromatic dispersion and the like generated in the optical transmission line 63, and it is possible to perform long-distance optical transmission. . Also,
By allowing the phase conjugate light generation device 65 to generate a gain for the phase conjugate light, the signal light intensity attenuated in the optical transmission line 63 can be compensated.

【0045】図9Bに示された例では、中継局64は、
位相共役光発生装置65に加えて、入力データに基づき
励起光を変調する変調手段66をさらに含む。この入力
データは例えば中継局64の監視データを含む。この構
成によると、監視データ等の中継局64に固有の情報を
受信局62に伝送することができる。尚、位相共役光発
生装置65の信号光出力ポート5からの出力信号光が受
信局62に伝送されるようにし、位相共役光出力ポート
6から出力された変調された位相共役光が送信局61に
伝送されるように構成を変更しても良い。
In the example shown in FIG. 9B, the relay station 64 is
In addition to the phase conjugate light generator 65, a modulator 66 for modulating the pumping light based on the input data is further included. This input data includes, for example, monitoring data of the relay station 64. With this configuration, information unique to the relay station 64 such as monitoring data can be transmitted to the receiving station 62. The output signal light from the signal light output port 5 of the phase conjugate light generator 65 is transmitted to the receiving station 62, and the modulated phase conjugate light output from the phase conjugate light output port 6 is transmitted to the transmitting station 61. The configuration may be changed so that the data is transmitted to.

【0046】図9Cに示された例では、送信局61が送
出する光は伝送データにより変調されており、中継局6
4は、位相共役光発生装置65に加えて、復調手段67
を含む。復調手段67は、位相共役光発生装置65の信
号光出力ポート5から出力される出力信号光を受け、送
信局61における伝送データに対応した復調データを再
生する。送信局61における変調方式は、例えば、コヒ
ーレントな光若しくはコヒーレントでない光に対する強
度変調又はコヒーレントな光に対する振幅変調若しくは
角度変調である。受信局62における検波方式として
は、送信局61における変調方式が強度変調である場合
には、フォトダイオード等の受光器を用いた直接検波が
適しており、送信局61における変調方式がコヒーレン
ト光に対する振幅変調又は角度変調である場合には、フ
ォトダイオード等の受光器の受光面上に受信光とローカ
ル光とを同一光路で入射させるようにしたヘテロダイン
検波又はホモダイン検波が適している。この構成による
と、送信局61から受信局62に伝送される伝送データ
を中継局64でモニタすることができる。
In the example shown in FIG. 9C, the light transmitted by the transmission station 61 is modulated by the transmission data, and the relay station 6
4 is a demodulation means 67 in addition to the phase conjugate light generator 65.
including. The demodulation means 67 receives the output signal light output from the signal light output port 5 of the phase conjugate light generation device 65, and reproduces the demodulated data corresponding to the transmission data in the transmission station 61. The modulation method in the transmitting station 61 is, for example, intensity modulation for coherent light or non-coherent light, or amplitude modulation or angle modulation for coherent light. As the detection method in the receiving station 62, when the modulation method in the transmitting station 61 is intensity modulation, direct detection using a light receiver such as a photodiode is suitable, and the modulation method in the transmitting station 61 is for coherent light. In the case of amplitude modulation or angle modulation, heterodyne detection or homodyne detection in which the received light and the local light are incident on the light receiving surface of a light receiver such as a photodiode in the same optical path is suitable. With this configuration, the relay station 64 can monitor the transmission data transmitted from the transmission station 61 to the reception station 62.

【0047】図9A,図9B及び図9Cのシステムは周
波数分割多重伝送にも適用可能である。この場合、中継
局64は各周波数毎の励起光源を有していることが望ま
しいが、周波数分割多重間隔が密である場合には、1つ
の励起光源を用いて全てのチャネルの位相共役光を発生
させることもできる。
The systems of FIGS. 9A, 9B and 9C are also applicable to frequency division multiplexing transmission. In this case, the relay station 64 preferably has a pumping light source for each frequency, but when the frequency division multiplex interval is close, one pumping light source is used to obtain the phase conjugate light of all channels. It can also be generated.

【0048】図10は本発明の第6実施例を示す中継光
伝送システムのブロック図である。この実施例は、図9
A,図9B又は図9Cに示されたシステムと対比して、
送信局61と受信局62の間にN台(Nは1より大きい
自然数)の中継局64(#1〜#N)が挿入されている
点で特徴付けられる。送信局61の側から数えて1番目
の中継局64(#1)が有する位相共役光発生装置65
の信号光入力ポート3は送信局61に接続される。ま
た、中継局64(#1〜#N)のうち送信局61の側か
ら数えてn番目(nは1よりも大きく且つ(N+1)よ
りも小さい自然数)の中継局が有する位相共役光発生装
置65の信号光入力ポート3は、(n−1)番目の中継
局が有する位相共役光発生装置65の位相共役光出力ポ
ート6に接続される。さらに、受信局62の側から数え
て1番目の中継局64(#N)が有する位相共役光発生
装置65の位相共役光出力ポート6は受信局62に接続
される。この実施例によると、図9A,図9B及び図9
Cのいずれかの実施例に比べてさらに長距離の光伝送が
可能になる。
FIG. 10 is a block diagram of a repeater optical transmission system showing a sixth embodiment of the present invention. This embodiment is shown in FIG.
In contrast to the system shown in A, FIG. 9B or FIG. 9C,
It is characterized in that N (N is a natural number larger than 1) relay stations 64 (# 1 to #N) are inserted between the transmitting station 61 and the receiving station 62. Phase conjugate light generation device 65 included in the first relay station 64 (# 1) counted from the side of the transmission station 61
The signal light input port 3 of is connected to the transmitting station 61. The phase conjugate light generation device included in the n-th (n is a natural number larger than 1 and smaller than (N + 1)) relay station of the relay stations 64 (# 1 to #N) counted from the transmission station 61 side. The signal light input port 3 of 65 is connected to the phase conjugate light output port 6 of the phase conjugate light generator 65 included in the (n-1) th relay station. Further, the phase conjugate light output port 6 of the phase conjugate light generation device 65 included in the first relay station 64 (#N) counted from the side of the reception station 62 is connected to the reception station 62. According to this embodiment, FIG. 9A, FIG. 9B and FIG.
Optical transmission over a longer distance is possible as compared with any of the examples of C.

【0049】図11は本発明の第7実施例を示す双方向
中継光伝送システムのブロック図である。このシステム
は、光送信機71及び光受信機72を有する送受信局7
3と、光送信機74及び光受信機75を有するもう一つ
の送受信局76と、送受信局73及び76間に敷設され
た上り光伝送路77及び下り光伝送路78と、上り及び
下り光伝送路77及び78の途中に挿入された中継局7
9とを備えている。中継局79は、双方向伝送に適用す
るように変更を加えられた位相共役光発生装置65′を
含む。位相共役光発生装置65′は、第1及び第2の励
起光をそれぞれ出力する図示しない第1及び第2の励起
光源を有しており、発生した位相共役光は位相共役光出
力ポート6A及び6Bから出力する。
FIG. 11 is a block diagram of a bidirectional repeater optical transmission system showing a seventh embodiment of the present invention. This system includes a transceiver station 7 having an optical transmitter 71 and an optical receiver 72.
3, another transmitting / receiving station 76 having an optical transmitter 74 and an optical receiver 75, an upstream optical transmission line 77 and a downstream optical transmission line 78 laid between the transmitting / receiving stations 73 and 76, and upstream and downstream optical transmission. Relay station 7 inserted in the middle of paths 77 and 78
9 and 9. Relay station 79 includes a phase conjugate light generator 65 'modified to accommodate bi-directional transmission. The phase conjugate light generator 65 'has first and second pumping light sources (not shown) for outputting the first and second pumping lights, respectively, and the generated phase conjugate light is the phase conjugate light output port 6A and Output from 6B.

【0050】図12は図11のシステムにおける各光の
周波数配置の説明図である。ωP1は第1の励起光、ωS1
は光送信機71から上り光伝送路77を介して位相共役
光発生装置65′の信号光入力ポート3に供給される第
1の信号光、ωI1は第1の励起光と第1の信号光に基づ
き位相共役光発生装置65′において発生する第1の位
相共役光、ωP2は第2の励起光、ωS2は光送信機74か
ら下り光伝送路78を介して位相共役光発生装置65′
の信号光出力ポート5に供給される第2の信号光、ωI2
は第2の励起光と第2の信号光に基づき位相共役光発生
装置65′において発生する第2の位相共役光の周波数
をそれぞれ表している。第1の励起光と第2の励起光は
例えば互いに異なる周波数を有しており、第1及び第2
の信号光の周波数はそれぞれ第1及び第2の励起光の周
波数と僅かに異なるように設定される。第1及び第2の
位相共役光は、それぞれ、第1及び第2の励起光を中心
として第1及び第2の信号光に対して対称の周波数軸上
の位置に出現する。尚、第1及び第2の信号光が、これ
らが混信しない程度にわずかに異なる周波数を有してい
る場合には、第1及び第2の信号光が利得帯域に入るよ
うな単一周波数(帯域)の第1及び第2の励起光を用い
てもよい。
FIG. 12 is an explanatory diagram of frequency allocation of each light in the system of FIG. ω P1 is the first excitation light, ω S1
Is the first signal light supplied from the optical transmitter 71 through the upstream optical transmission line 77 to the signal light input port 3 of the phase conjugate light generator 65 ', and ω I1 is the first pump light and the first signal. The first phase conjugate light generated in the phase conjugate light generator 65 'based on the light, ω P2 is the second pump light, ω S2 is the phase conjugate light generator from the optical transmitter 74 via the downstream optical transmission line 78. 65 '
Second signal light supplied to the signal light output port 5 of ω I2
Represents the frequency of the second phase conjugate light generated in the phase conjugate light generator 65 'based on the second pumping light and the second signal light, respectively. The first pumping light and the second pumping light have, for example, frequencies different from each other.
The frequency of the signal light is set to be slightly different from the frequencies of the first and second pump lights. The first and second phase conjugate lights respectively appear at positions on the frequency axis that are symmetrical with respect to the first and second signal lights with the first and second pump lights as centers. If the first and second signal lights have slightly different frequencies so that they do not interfere with each other, a single frequency ( You may use the 1st and 2nd excitation light of a zone | band.

【0051】位相共役光発生装置65′は、信号光入力
ポート3に供給された第1の信号光と第1の励起光に基
づき第1の位相共役光を発生し、この第1の位相共役光
は、位相共役光出力ポート6Aから上り光伝送路77を
介して光受信機75に伝送される。また、位相共役光発
生装置65′は、光送信機74から信号光出力ポート5
に供給された第2の信号光と第2の励起光に基づいて第
2の位相共役光を発生させ、この第2の位相共役光は位
相共役光出力ポート6Bから下り光伝送路78を介して
光受信機72に伝送される。尚、位相共役光発生装置6
5′は、図7の第3実施例に準じて構成することができ
る。図7の第3実施例では、信号光出力ポート5は出力
信号光を送出するためのものであるが、図11の第7実
施例では、この信号光出力ポート5を下り方向のための
入力ポートとして用いている。また、図9A〜図9Cの
第5実施例に周波数分割多重を適用可能であるのと同様
に、図11の第7実施例にも周波数分割多重を適用可能
である。
The phase conjugate light generator 65 'generates the first phase conjugate light based on the first signal light and the first pump light supplied to the signal light input port 3, and the first phase conjugate light is generated. The light is transmitted from the phase conjugate light output port 6A to the optical receiver 75 via the upstream optical transmission line 77. In addition, the phase conjugate light generation device 65 ′ includes the signal light output port 5 from the optical transmitter 74.
The second phase conjugate light is generated based on the second signal light and the second pump light supplied to the second conjugate light, and the second phase conjugate light is transmitted from the phase conjugate light output port 6B through the downstream optical transmission line 78. Transmitted to the optical receiver 72. The phase conjugate light generator 6
5'can be constructed according to the third embodiment of FIG. In the third embodiment of FIG. 7, the signal light output port 5 is for sending output signal light, but in the seventh embodiment of FIG. 11, the signal light output port 5 is an input for the downstream direction. It is used as a port. Further, just as frequency division multiplexing can be applied to the fifth embodiment of FIGS. 9A to 9C, frequency division multiplexing can also be applied to the seventh embodiment of FIG. 11.

【0052】図13は本発明の第8実施例を示す双方向
中継光伝送システムのブロック図である。この実施例
は、図11の第7実施例と対比して、送受信局73及び
76間にN台(Nは1より大きい自然数)の中継局79
(#1〜#N)を設けている点で特徴付けられる。各中
継局79(#1〜#N)はそれぞれ図11の位相共役光
発生装置65′を有している。送受信局73の側から数
えて1番目の中継局79(#1)が有する位相共役光発
生装置65′の信号光入力ポート3及び位相共役光出力
ポート6Bは、それぞれ光送信機71及び光受信機72
に接続される。また、中継局79(#1〜#N)のうち
送受信局73の側から数えてn番目(nは1より大きく
且つ(N+1)より小さい自然数)の中継局が有する位
相共役光発生装置65′の信号光入力ポート3及び位相
共役光出力ポート6Bは、(n−1)番目の中継局が有
する位相共役光発生装置65′のそれぞれ位相共役光出
力ポート6A及び信号光出力ポート5に接続される。さ
らに、送受信局76の側から数えて1番目の中継局79
(#N)が有する位相共役光発生装置65′の信号光出
力ポート5及び位相共役光出力ポート6Aはそれぞれ光
送信機74及び光受信機75に接続される。この実施例
において、各位相共役光発生装置65′における第1の
励起光を同一周波数にし、各位相共役光発生装置65′
における第2の励起光を同一周波数にするためには、信
号光と位相共役光の周波数配置関係を交互に逆転させれ
ば良い。例えば、中継局79(#1)が有する位相共役
光発生装置65′における周波数配置が図2のように設
定されている場合には、中継局79(#2)が有する位
相共役光発生装置65′における周波数配置が、ω S
ωP−Ω,ωI=ωP+Ωとなるようにすれば良い。
FIG. 13 is a bidirectional view showing an eighth embodiment of the present invention.
It is a block diagram of a repeater optical transmission system. This example
In comparison with the seventh embodiment of FIG.
N relay stations 79 (N is a natural number greater than 1) between 76
(# 1 to #N) are provided. In each
The relay stations 79 (# 1 to #N) are the phase conjugate lights of FIG.
It has a generator 65 '. Number from transmitter / receiver station 73
The phase conjugate light emission of the first repeater station 79 (# 1)
Signal light input port 3 and phase conjugate light output of raw device 65 '
The port 6B has an optical transmitter 71 and an optical receiver 72, respectively.
Connected to. In addition, of the relay stations 79 (# 1 to #N)
N-th (n is greater than 1) counted from the side of the transceiver station 73
And the number of relay stations with a natural number smaller than (N + 1)
Signal light input port 3 and phase of phase conjugate light generator 65 '
The conjugate optical output port 6B has the (n-1) th relay station.
Of the phase conjugate light generators 65 '
It is connected to the output port 6A and the signal light output port 5. It
In addition, the first relay station 79 counted from the side of the transceiver station 76
(#N) has a signal light output from the phase conjugate light generation device 65 '.
Input port 5 and phase conjugate light output port 6A
It is connected to the transmitter 74 and the optical receiver 75. This example
At the first phase in each phase conjugate light generator 65 ',
The excitation light has the same frequency, and each phase conjugate light generation device 65 '
In order to make the second excitation light in
Alternate the frequency allocation relationship between the signal light and the phase conjugate light.
Good. For example, the phase conjugation of the relay station 79 (# 1)
The frequency arrangement in the light generator 65 'is set as shown in FIG.
If the relay station 79 (# 2) has
The frequency arrangement in the phase conjugate light generator 65 ′ is ω S=
ωP−Ω, ωI= ΩPIt may be + Ω.

【0053】図14は本発明の第9実施例を示す光分配
システムのブロック図である。このシステムは位相共役
光発生装置65を複数備えており、これら複数の位相共
役光発生装置65のうちの上位のものの信号光出力ポー
ト5及び位相共役光出力ポート6はそれぞれすぐ下位の
ものの信号光入力ポート3に接続される。この実施例に
おいては、位相共役光発生装置65を1台通過する毎の
SN比の劣化は最小で3dB(量子雑音の付加)で済
む。一方、従来の光分配システムにおいては、一つの光
分配部が少なくとも1台の1:1光カプラと光増幅器と
を有しているので、分配による損失を0dBに抑えるた
めには、一つの光分配部で最小でも6dBのSN比の劣
化があった。従って、この実施例によると、極めて低雑
音で且つ分配による損失のない光分配が可能になる。
尚、位相共役光発生装置65のポート5及び6からそれ
ぞれ出力される信号光及び位相共役光に対する利得は、
(7), (8)式に示されたように互いに異なるが、G≫1,
ωI/ωS≒1の条件の下で位相共役光発生装置65を動
作させることによって、この利得差を無視することがで
きる。
FIG. 14 is a block diagram of an optical distribution system showing a ninth embodiment of the present invention. This system is provided with a plurality of phase conjugate light generators 65, and the signal light output port 5 and the phase conjugate light output port 6 of the higher order of the plurality of phase conjugate light generators 65 are respectively the signal light of the immediately lower order. Connected to input port 3. In this embodiment, the deterioration of the SN ratio every time one of the phase conjugate light generators 65 is passed is at least 3 dB (addition of quantum noise). On the other hand, in the conventional optical distribution system, since one optical distribution unit has at least one 1: 1 optical coupler and an optical amplifier, in order to suppress the loss due to distribution to 0 dB, one optical There was a degradation of the SN ratio of 6 dB at the minimum in the distributor. Therefore, according to this embodiment, it is possible to perform light distribution with extremely low noise and without loss due to distribution.
The gains for the signal light and the phase conjugate light output from the ports 5 and 6 of the phase conjugate light generator 65 are
Although different from each other as shown in the equations (7) and (8), G >> 1,
By operating the phase conjugate light generator 65 under the condition of ω I / ω S ≈1, this gain difference can be ignored.

【0054】図15は本発明の第10実施例を示す光ス
イッチングシステムのブロック図である。この実施例
は、図3の基本構成に対比して、励起光源2をオン・オ
フするスイッチング手段81をさらに備えている点で特
徴付けられる。励起光源2のオン状態においては、非線
形光学媒質1において位相共役光が発生するように励起
光の強度が制御され、励起光源2のオフ状態において
は、非線形光学媒質1で位相共役光が発生しないように
励起光の強度が制御される。この実施例によると、スイ
ッチング手段81の動作により位相共役光が発生する状
態と発生しない状態とを択一的に切り換えることが可能
になる。
FIG. 15 is a block diagram of an optical switching system showing a tenth embodiment of the present invention. This embodiment is characterized in that a switching means 81 for turning on / off the pumping light source 2 is further provided as compared with the basic configuration of FIG. When the pumping light source 2 is on, the intensity of the pumping light is controlled so that phase conjugate light is generated in the nonlinear optical medium 1, and when the pumping light source 2 is off, no phase conjugate light is generated in the nonlinear optical medium 1. Thus, the intensity of the excitation light is controlled. According to this embodiment, by the operation of the switching means 81, it is possible to selectively switch between the state where the phase conjugate light is generated and the state where the phase conjugate light is not generated.

【0055】図16は本発明の第11実施例を示す光選
択システムのブロック図である。この実施例は、図3の
基本構成に対比して、励起光源2から出力される励起光
の周波数を掃引する掃引手段91をさらに備えている点
と、信号光入力ポート3に周波数分割多重された複数の
信号光が供給される点とで特徴付けられる。周波数分割
多重された複数の信号光を供給するために、この実施例
では、周波数が互いに異なる信号光を出力する複数の光
源92(#1,#2,…)が用いられており、これらの
光源92(#1,#2,…)からの信号光はマルチプレ
クサ等の多重化手段93で多重化されて信号光入力ポー
ト3に供給される。この実施例において、励起光の周波
数を掃引手段91により変化させると、それに伴って、
位相共役光を発生する利得帯域も周波数軸上で掃引され
る。従って、複数の信号光のうち利得帯域にある信号光
を択一的に選択して、その信号光に対応する位相共役光
を発生させることができるので、周波数分割多重システ
ムにおけるチャネル選択を容易に行うことができる。
FIG. 16 is a block diagram of an optical selection system showing an eleventh embodiment of the present invention. In contrast to the basic configuration of FIG. 3, this embodiment further includes a sweeping means 91 for sweeping the frequency of the pumping light output from the pumping light source 2, and frequency division multiplexing to the signal light input port 3. And a plurality of signal lights are supplied. In order to supply a plurality of frequency-division-multiplexed signal lights, in this embodiment, a plurality of light sources 92 (# 1, # 2, ...) Which output signal lights having different frequencies are used. The signal light from the light sources 92 (# 1, # 2, ...) Is multiplexed by the multiplexing means 93 such as a multiplexer and supplied to the signal light input port 3. In this embodiment, when the frequency of the excitation light is changed by the sweeping means 91,
The gain band for generating the phase conjugate light is also swept on the frequency axis. Therefore, it is possible to selectively select the signal light in the gain band among the plurality of signal lights and generate the phase conjugate light corresponding to the signal light, thereby facilitating the channel selection in the frequency division multiplexing system. It can be carried out.

【0056】図17は本発明の第12実施例を示す光ア
ンド回路システムのブロック図である。この実施例で
は、図6の第2実施例における励起光源21及び22と
光カプラ23及び24と光デバイダ31と光フィルタ3
3とが用いられ、さらに励起光制御手段101が設けら
れている。励起光制御手段101は、励起光源21から
光カプラ23のポート23Bに供給される励起光の強度
を入力論理データQ1のハイ及びローに従って変化させ
る駆動回路102と、励起光源22から光カプラ24の
ポート24Bに供給される励起光の強度を入力論理デー
タQ2のハイ及びローに従って変化させる駆動回路10
3とを含む。信号光入力ポート3には光源104からの
例えば変調されていない信号光が供給される。そして、
入力論理データQ1及びQ2がともにハイのときにのみ位
相共役光出力ポート6から位相共役光が出力されるよう
に信号光及び励起光の強度を調整しておく。このときの
入力論理データQ1及びQ2とこれらに対する位相共役光
の論理レベルX1との関係を表に示す。
FIG. 17 is a block diagram of an optical AND circuit system showing a twelfth embodiment of the present invention. In this embodiment, the pumping light sources 21 and 22, the optical couplers 23 and 24, the optical divider 31, and the optical filter 3 in the second embodiment of FIG. 6 are used.
3 is used, and an excitation light control means 101 is further provided. The pumping light control means 101 changes the intensity of the pumping light supplied from the pumping light source 21 to the port 23B of the optical coupler 23 according to the high and low of the input logic data Q 1 , and the pumping light source 22 to the optical coupler 24. driving circuit to the intensity of the pumping light supplied to the port 24B changes in accordance with high and low-input logic data Q 2 10
Including 3 and. For example, unmodulated signal light from the light source 104 is supplied to the signal light input port 3. And
The intensities of the signal light and the pump light are adjusted so that the phase conjugate light output port 6 outputs the phase conjugate light only when both the input logic data Q 1 and Q 2 are high. The table shows the relationship between the input logic data Q 1 and Q 2 and the logic level X 1 of the phase conjugate light with respect to them.

【0057】[0057]

【表1】 [Table 1]

【0058】表から明らかなように、この実施例による
と、2つの入力論理データに対する位相共役光の強度レ
ベルがアンド回路の出力として得られていることがわか
る。尚、2つの論理データは電気信号であっても良いし
光信号であっても良い。また、この実施例においては、
非線形光学媒質1における非線形光学効果自体の応答時
間はピコ秒程度であるので、極めて高速な演算の実現が
可能になる。
As is apparent from the table, according to this embodiment, the intensity level of the phase conjugate light with respect to the two input logic data is obtained as the output of the AND circuit. The two logical data may be electrical signals or optical signals. Also, in this example,
Since the response time of the nonlinear optical effect itself in the nonlinear optical medium 1 is about picoseconds, it is possible to realize extremely high-speed calculation.

【0059】ところで、光の波動性を積極的に利用した
光計測や光通信に用いられる光を振動電場と考えると、
この振動電場の振幅や位相は種々の原因で揺らいでい
る。取り分け、場の量子論的揺らぎは避けることができ
ないものである。従って、このような揺らぎが光計測に
おける精度や光通信における受信感度を究極的に律する
ことになる。場のある量の揺らぎはその量と特定の関係
にあるもう1つの量との間の不確定性関係で律せられて
いる。即ち、これら2つの量の揺らぎの大きさの積は所
定値以下にはならない。しかし、一方の量の揺らぎが大
きくなることを許容すれば、他方の量の揺らぎを小さく
することができる可能性は残されている。このような考
えに基づいて、揺らぎの少ない場を作ろうという試みが
なされている。こうして作られた場はスクイズド状態と
称され、この状態における光はスクイズド光と称され
る。
By the way, considering light used for optical measurement or optical communication that positively utilizes the wave nature of light as an oscillating electric field,
The amplitude and phase of this oscillating electric field fluctuate due to various causes. In particular, quantum fluctuations of the field are unavoidable. Therefore, such fluctuation ultimately limits the accuracy in optical measurement and the receiving sensitivity in optical communication. Fluctuations of a quantity in a field are governed by the uncertainty relationship between that quantity and another quantity in a particular relationship. That is, the product of the fluctuation magnitudes of these two amounts does not fall below the predetermined value. However, if the fluctuation of one amount is allowed to increase, the possibility of reducing the fluctuation of the other amount remains. Based on this idea, attempts have been made to create a place with little fluctuation. The field created in this way is called the squeezed light, and the light in this state is called the squeezed light.

【0060】本発明の位相共役光発生装置を用いてスク
イズド状態を生成することができる。即ち、励起光の強
度が高い場合、出力信号光と位相共役光についての量子
論的取り扱いが可能になり、出力信号光及び位相共役光
が互いにパラメトリックな量子相関を有することを用い
てスクイズド状態の生成が可能になり、光計測における
測定精度や光通信における感度を高めることができる。
A squeezed state can be generated using the phase conjugate light generator of the present invention. That is, when the intensity of the pumping light is high, it becomes possible to treat the output signal light and the phase conjugate light in a quantum theory, and the fact that the output signal light and the phase conjugate light have a parametric quantum correlation with each other makes it possible to obtain It is possible to generate, and it is possible to enhance the measurement accuracy in optical measurement and the sensitivity in optical communication.

【0061】以上説明したように、本発明の第1の適用
態様によると、種々の光システムに適用可能な新規な構
成を有する位相共役光発生装置の提供が可能になるとい
う効果が生じる。また、この位相共役光発生装置を備え
た種々の有用な光システムを提供することができるよう
になるという効果が生じる。
As described above, according to the first application mode of the present invention, it is possible to provide a phase conjugate light generation device having a novel configuration applicable to various optical systems. In addition, it is possible to provide various useful optical systems including the phase conjugate light generator.

【0062】次に本発明の第2の適用分野について説明
する。本発明の以下の実施例は、位相共役光を用いた光
通信システムに関する。
Next, the second application field of the present invention will be described. The following embodiments of the present invention relate to an optical communication system using phase conjugate light.

【0063】本発明の第2の適用分野における目的は、
多機能性を有する位相共役光発生手段を用い、これを光
通信システムに適用することである。
The purpose of the second field of application of the invention is:
It is to apply a phase conjugate light generating means having multifunctionality and apply it to an optical communication system.

【0064】具体的には、本発明の以下の実施例の目的
は、光伝送路での位相揺らぎを補償した光通信システム
を提供することにある。
Specifically, it is an object of the following embodiments of the present invention to provide an optical communication system which compensates for phase fluctuations in the optical transmission line.

【0065】本発明によると、主局と従局の間に光伝送
路を設けてなる光通信システムであって、上記主局は位
相共役光発生手段及び第1の変調手段を有し、上記従局
はプローブ光発生手段及び第1の復調手段を有し、上記
プローブ光発生手段はプローブ光を上記光伝送路の第1
端に供給し、上記位相共役光発生手段は上記光伝送路の
第2端から出力した上記プローブ光に対する位相共役光
を発生して該位相共役光を上記光伝送路の第2端に供給
し、上記第1の変調手段は第1の入力データに従って上
記位相共役光を変調し、上記第1の復調手段は上記光伝
送路の第1端から出力した上記位相共役光に基づいて上
記第1の入力データを復調するシステムが提供される。
According to the present invention, there is provided an optical communication system in which an optical transmission line is provided between a master station and a slave station, wherein the master station has a phase conjugate light generating means and a first modulating means, and the slave station. Has a probe light generation means and a first demodulation means, and the probe light generation means supplies the probe light to the first optical transmission line.
The phase conjugate light generation means generates phase conjugate light for the probe light output from the second end of the optical transmission line and supplies the phase conjugate light to the second end of the optical transmission line. The first modulation means modulates the phase conjugate light according to the first input data, and the first demodulation means based on the phase conjugate light output from the first end of the optical transmission line. A system for demodulating the input data of

【0066】このシステムにおいては、光伝送路を介し
て従局から伝送されたプローブ光に対する位相共役光を
主局で発生させ、この位相共役光を例えばデータ信号に
より変調して光伝送路を介して従局に伝送するようにし
ているので、位相共役光における時間反転の性質によ
り、光伝送路での位相揺らぎが補償される。
In this system, the master station generates a phase conjugate light for the probe light transmitted from the slave station via the optical transmission line, and the phase conjugate light is modulated by, for example, a data signal and transmitted via the optical transmission line. Since it is transmitted to the slave station, the phase fluctuation in the optical transmission line is compensated by the property of time inversion in the phase conjugate light.

【0067】以下、本発明の第2の適用分野における実
施例を添付図面に従って詳細に説明する。
Embodiments of the second application field of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0068】図18は本発明の光通信システムの基本構
成を示すブロック図である。このシステムは、主局20
1と従局202を光伝送路203により接続して構成さ
れる。主局201は位相共役光発生手段204及び(第
1の)変調手段205を有する。従局202はプローブ
光発生手段206及び(第1の)復調手段207を有す
る。プローブ光発生手段206は、変調された或いは変
調されていないプローブ光を光伝送路203の第1端に
供給する。位相共役光発生手段204は、光伝送路20
3の第2端から出力したプローブ光を受け、そのプロー
ブ光に対する位相共役光を発生して、この位相共役光を
光伝送路203の第2端に供給する。変調手段205
は、入力データに従って位相共役光を変調する。復調手
段207は、光伝送路203の第1端から出力した位相
共役光に基づいて入力データを復調する。変調手段20
5は、位相共役光発生手段204に動作的に接続されて
位相共役光を内部変調するように構成されていても良い
し、位相共役光発生手段204とは独立して位相共役光
発生手段204から光伝送路203の第2端に供給され
る位相共役光を外部変調するように構成されていても良
い。
FIG. 18 is a block diagram showing the basic configuration of the optical communication system of the present invention. This system is the main station 20
1 and the slave station 202 are connected by an optical transmission line 203. The master station 201 has a phase conjugate light generation means 204 and a (first) modulation means 205. The slave station 202 has a probe light generation means 206 and a (first) demodulation means 207. The probe light generator 206 supplies the modulated or unmodulated probe light to the first end of the optical transmission path 203. The phase conjugate light generating means 204 includes the optical transmission line 20.
The probe light output from the second end 3 of the optical fiber 3 is received, phase conjugate light for the probe light is generated, and the phase conjugate light is supplied to the second end of the optical transmission path 203. Modulating means 205
Modulates the phase conjugate light according to the input data. The demodulation unit 207 demodulates the input data based on the phase conjugate light output from the first end of the optical transmission path 203. Modulating means 20
5 may be operatively connected to the phase conjugate light generating means 204 to internally modulate the phase conjugate light, or independently of the phase conjugate light generating means 204. The phase conjugate light supplied to the second end of the optical transmission path 203 from may be externally modulated.

【0069】図19は図18の主局201の具体的構成
例を示すブロック図である。位相共役光発生手段204
は、非線形光学媒質211と、励起光を発生する励起光
発生手段212と、プローブ光/励起光供給手段213
とを含む。プローブ光/励起光供給手段213は、励起
光発生手段212から供給された励起光を、図18の従
局202から光伝送路203を介して供給されたプロー
ブ光とともに非線形光学媒質211に供給する。非線形
光学媒質211内で発生した位相共役光は、プローブ光
の供給経路と同じ経路を逆向きに経て或いはプローブ光
の供給経路とは異なる経路を経て図18の光伝送路20
3に供給される。
FIG. 19 is a block diagram showing a concrete example of the configuration of the master station 201 of FIG. Phase conjugate light generation means 204
Is a nonlinear optical medium 211, a pumping light generating means 212 for generating pumping light, and a probe light / pumping light supplying means 213.
Including and The probe light / excitation light supply means 213 supplies the excitation light supplied from the excitation light generation means 212 to the nonlinear optical medium 211 together with the probe light supplied from the slave station 202 in FIG. 18 via the optical transmission path 203. The phase conjugate light generated in the nonlinear optical medium 211 passes through the same path as the probe light supply path but in the opposite direction, or through a path different from the probe light supply path, and the optical transmission path 20 of FIG.
3 is supplied.

【0070】図19のように構成された位相共役光発生
手段204が用いられている場合、位相共役光を変調す
る変調手段205は、入力データに従って励起光を変調
する励起光変調手段214を含むことができる。励起光
変調手段214は、励起光発生手段212の光源を直接
変調し、或いは励起光発生手段212からプローブ光/
励起光供給手段213を介して非線形光学媒質211に
供給される励起光を間接変調する。非線形光学媒質21
1を用いて位相共役光を発生させる場合、パラメトリッ
ク光増幅(光パラメトリックプロセス)又は4光波混合
によるのが望ましい。パラメトリック光増幅は2次の非
線形光学効果を用いるのに対し、4光波混合は3次の非
線形光学効果を用いる。4光波混合により位相共役光を
発生させる場合、励起光として同一周波数の第1及び第
2の励起光を用い、これら第1及び第2の励起光を非線
形光学媒質に互いに逆向きに供給するのが望ましい。こ
のような双方向励起型の4光波混合による場合には、効
率的に位相共役光を発生させることができる。勿論一つ
の励起光源を用いて4光波混合を発生させても良い。
When the phase conjugate light generating means 204 configured as shown in FIG. 19 is used, the modulating means 205 for modulating the phase conjugate light includes the pumping light modulating means 214 for modulating the pumping light according to the input data. be able to. The excitation light modulation means 214 directly modulates the light source of the excitation light generation means 212, or the excitation light generation means 212 outputs probe light / light.
The pumping light supplied to the nonlinear optical medium 211 via the pumping light supply means 213 is indirectly modulated. Nonlinear optical medium 21
When 1 is used to generate the phase conjugate light, it is desirable to use parametric light amplification (optical parametric process) or four-wave mixing. Parametric optical amplification uses a second-order nonlinear optical effect, whereas four-wave mixing uses a third-order nonlinear optical effect. When phase conjugate light is generated by four-wave mixing, first and second pumping lights having the same frequency are used as pumping lights, and these first and second pumping lights are supplied to the nonlinear optical medium in opposite directions. Is desirable. In the case of such bidirectional excitation type four-wave mixing, phase conjugate light can be efficiently generated. Of course, one pumping light source may be used to generate four-wave mixing.

【0071】図20は、同一周波数の第1及び第2の励
起光を3次の非線形光学効果を呈する非線形光学媒質に
互いに逆向きに供給して4光波混合を生じさせる場合に
おける位相共役光の発生原理の説明図である。3次の非
線形光学効果を呈する非線形光学媒質NOMに第1及び
第2の励起光EP1及びEP2を互いに反対の向きで入射さ
せている状態で、非線形光学媒質NOMに入力信号光
(プローブ光に相当)を供給すると、3次の非線形光学
プロセス(具体的には第1及び第2の励起光のいずれか
一方と入力信号光とにより形成される空間回折格子によ
る第1及び第2の励起光のいずれか他方の回折)によ
り、周波数ωS、波数kSの入力信号光ESから、周波数
ωS、波数kSの出力信号光ES′と周波数ωI、波数kI
の出力アイドラ光EI′とが生成される。出力アイドラ
光EI′が入力信号光ESの位相共役光に相当するもので
あることは後述する。特に、互いに反対の向きで供給さ
れた第1及び第2の励起光が同じ周波数(ωP)である
場合には、波数についてkI=−kSとなるから、アイド
ラ光は入力信号光の入射方向と反対方向に出力され、こ
れにより反射型の位相共役光発生装置(位相共役ミラ
ー)が実現される。このとき、エネルギー保存則により
次の関係が成り立つ。
FIG. 20 shows the phase conjugate light in the case where the first and second pumping lights having the same frequency are supplied to the nonlinear optical medium exhibiting the third-order nonlinear optical effect in mutually opposite directions to cause four-wave mixing. It is explanatory drawing of a generation principle. Input signal light (probe light) is input to the nonlinear optical medium NOM in a state where the first and second pumping lights E P1 and E P2 are incident in directions opposite to each other on the nonlinear optical medium NOM exhibiting the third-order nonlinear optical effect. Is supplied to a third-order nonlinear optical process (specifically, one of the first and second pumping lights and the input signal light, the first and second pumping by the spatial diffraction grating). the other one of the diffraction of light), the frequency omega S, from the input signal light E S wave number k S, the frequency omega S, wavenumber k S output signal light E S 'and the frequency omega I of wavenumber k I
Output idler light E I ′ of It will be described later that the output idler light E I ′ corresponds to the phase conjugate light of the input signal light E S. In particular, when the first and second pump lights supplied in opposite directions have the same frequency (ω P ), k I = −k S for the wave number, so the idler light is the input signal light. The light is output in the direction opposite to the incident direction, whereby a reflection type phase conjugate light generator (phase conjugate mirror) is realized. At this time, the following relation holds based on the energy conservation law.

【0072】[0072]

【数7】 [Equation 7]

【0073】図21は、4光波混合における信号光、励
起光及びアイドラ光の周波数配置を説明するための図で
ある。Ωは信号光と励起光の離調周波数を表す。周波数
軸上において、信号光及びアイドラ光は励起光を中心と
して対称の位置にあることが分かる。
FIG. 21 is a diagram for explaining the frequency arrangement of signal light, pump light and idler light in four-wave mixing. Ω represents the detuning frequency of the signal light and the excitation light. It can be seen that on the frequency axis, the signal light and the idler light are located symmetrically with respect to the pump light.

【0074】図20の原理における非線形光学効果の相
互作用長をLとすれば、生成方程式は以下のように与え
られる。
Assuming that the interaction length of the nonlinear optical effect in the principle of FIG. 20 is L, the generating equation is given as follows.

【0075】[0075]

【数8】 [Equation 8]

【0076】となる。n及びχ(3)はそれぞれ非線形媒
質NOMの屈折率及び3次の非線形光学定数を表す。ま
た、<χ(3)>は非線形光学定数χ(3)の全ての偏波状態
についての平均を表す。
It becomes n and χ (3) represent the refractive index and the third-order nonlinear optical constant of the nonlinear medium NOM, respectively. In addition, <χ (3) > represents the average of all polarization states of the nonlinear optical constant χ (3) .

【0077】(14),(15) 式より、信号光及びアイドラ光
に対するそれぞれの利得GS及びGIは、
From the equations (14) and (15), the gains G S and G I for the signal light and the idler light are

【0078】[0078]

【数9】 [Equation 9]

【0079】で与えられることがわかる。通常、ωI
ωS≒1であるから、非線形光学効果による位相共役光
の発生においては、信号の増幅が実現されることがわか
る。また、この場合における利得は、励起光の強度に依
存するので、励起光の強度を変調することで、アイドラ
光について強度変調を行うことができる。図20の原理
に基づいて発生する出力アイドラ光EI′は入力信号光
Sに対する位相共役光になっている。このことは、(1
4),(15) 式において、入力アイドラ光がない場合(E I
=0)を考えてみれば明らかである(EI′はESの複素
共役に相当)。
It can be seen that it is given by Usually ωI/
ωSSince ≈1, the phase conjugate light due to the nonlinear optical effect
It can be seen that signal amplification is realized in the generation of
It The gain in this case depends on the intensity of the pump light.
Therefore, by modulating the intensity of the excitation light, the idler
Intensity modulation can be performed on the light. Principle of Figure 20
Output idler light E generated based onI′ Is the input signal light
ESIs the phase conjugate light for. This means (1
In Eqs. 4) and (15), when there is no input idler light (E I
= 0), it is clear (EI′ Is ESComplex of
Equivalent to conjugation).

【0080】次に、この位相共役光の大きな特徴である
時間反転の性質について説明する。いま、+z方向に進
行する入力信号光(変調されていない入力プローブ光に
相当)が平面波として次の式で表されるものとする。
Next, the property of time inversion, which is a major feature of this phase conjugate light, will be described. Now, it is assumed that the input signal light (corresponding to the unmodulated input probe light) traveling in the + z direction is represented by the following equation as a plane wave.

【0081】[0081]

【数10】 [Equation 10]

【0082】ここで、AS(r)は電場の複素振幅、r
は空間座標ベクトル、ωSはプローブ光の周波数、tは
時間、kSは波数ベクトルを表し、c.c.はその直前
の項の複素共役をとることを意味する。但し、波数ベク
トルの大きさkSは、光路の屈折率をn、真空中の光速
をcとすると、kS=ωSn/cで与えられる。このと
き、(20)式で表される光の位相共役光は、次の(21)式で
表される。
Where A S (r) is the complex amplitude of the electric field, r
Is a spatial coordinate vector, ω S is the frequency of probe light, t is time, k S is a wave number vector, and c. c. Means to take the complex conjugate of the immediately preceding term. However, the magnitude k S of the wave number vector is given by k S = ω S n / c, where n is the refractive index of the optical path and c is the speed of light in a vacuum. At this time, the phase conjugate light of the light represented by the equation (20) is represented by the following equation (21).

【0083】[0083]

【数11】 [Equation 11]

【0084】(21)式は−z方向の進行波である反射型の
位相共役光を表している。(21)式より明らかなように、
反射型の位相共役光については、
Expression (21) represents a reflection type phase conjugate light which is a traveling wave in the -z direction. As is clear from the equation (21),
For the reflection type phase conjugate light,

【0085】[0085]

【数12】 [Equation 12]

【0086】が成り立ち、位相共役光が時間反転の性質
を持つことがわかる。この時間反転の性質を用いること
によって、光伝送路で受ける定常的な位相歪み(例えば
波長分散の影響)や偏波変動等の位相揺らぎを補償可能
である。
It can be seen that the above holds and the phase conjugate light has the property of time reversal. By using this time-reversal property, it is possible to compensate for stationary phase distortion (eg, influence of chromatic dispersion) and phase fluctuations such as polarization fluctuations that are received in the optical transmission line.

【0087】図22は図18及び図19の主局204の
実施例を示すブロック図である。この実施例では、図1
9の非線形光学媒質211として光ファイバ221が用
いられている。光ファイバ221は望ましくは石英系の
シングルモードファイバである。また、図19の励起光
発生手段212に対応して2つのレーザダイオード22
2及び223が用いられている。レーザダイオード22
2及び223はそれぞれ第1及び第2の励起光を出力
し、これらの周波数は等しい。非線形光学媒質211と
しては、光ファイバ221の他にBaTiO3等の光誘
起屈折率(フォトリフラクティブ)効果媒質、各種の有
機化合物、各種半導体、特に進行波型の半導体光増幅器
やファブリペロ型の半導体光増幅器を用いることもでき
る。また、LiNbO3等による光導波構造も採用可能
である。いずれにしても、これらの媒質の主にFWMを
用いることにより位相共役光の発生が可能であり、位相
共役光の発生効率が高い非線形光学媒質を用いてその光
路長を短くすることが、位相整合を容易にして広帯域化
を図る上で有効である。レーザダイオード222及び2
23からの第1及び第2の励起光を非線形光学媒質とし
ての光ファイバ221にそれぞれ互いに逆向きで入射さ
せるために、図19のプローブ光/励起光供給手段21
3は、2つの光カプラ224及び225を含む。光カプ
ラ224はポート224A,224B及び224Cを有
し、少なくとも、ポート224Aに供給された光をポー
ト224Bから出力しポート224Bに供給された光を
ポート224Cから出力するように機能する。光カプラ
224のポート224Aはレーザダイオード222に接
続され、ポート224Bは光ファイバ221の第1端に
接続され、ポート224Cは信号光出力用のポート22
6に接続される。光カプラ225はポート225A,2
25B及び225Cを有し、少なくとも、ポート225
Aに供給された光をポート225Bから出力しポート2
25Bに供給された光をポート225Cから出力しポー
ト225Cに供給された光をポート225Bから出力す
るように機能する。光カプラ225のポート225Aは
レーザダイオード223に接続され、ポート225Bは
光ファイバ221の第2端に接続され、ポート225C
はプローブ光入力及び位相共役光出力のためのポート2
27に接続される。光カプラ224及び225として
は、例えば、ファイバ融着型のもの、ハーフミラー、光
合波器、偏光ビームスプリッタ等が使用される。
FIG. 22 is a block diagram showing an embodiment of the main station 204 of FIGS. 18 and 19. In this example, FIG.
An optical fiber 221 is used as the non-linear optical medium 211 of No. 9. The optical fiber 221 is preferably a silica-based single mode fiber. Further, two laser diodes 22 corresponding to the pumping light generating means 212 of FIG.
2 and 223 are used. Laser diode 22
2 and 223 output the first and second pumping lights, respectively, and their frequencies are equal. As the nonlinear optical medium 211, in addition to the optical fiber 221, a photo-induced refractive index (photorefractive) effect medium such as BaTiO 3 or the like, various organic compounds, various semiconductors, particularly a traveling wave type semiconductor optical amplifier or a Fabry-Perot type semiconductor light are used. An amplifier can also be used. An optical waveguide structure made of LiNbO 3 or the like can also be adopted. In any case, it is possible to generate the phase conjugate light by mainly using the FWM of these media, and to shorten the optical path length by using the non-linear optical medium having a high generation efficiency of the phase conjugate light. This is effective in facilitating matching and widening the band. Laser diodes 222 and 2
In order to make the first and second excitation lights from the optical fiber 221 as the nonlinear optical medium enter in opposite directions, the probe light / excitation light supply means 21 of FIG.
3 includes two optical couplers 224 and 225. The optical coupler 224 has ports 224A, 224B, and 224C, and at least functions to output the light supplied to the port 224A from the port 224B and output the light supplied to the port 224B from the port 224C. The port 224A of the optical coupler 224 is connected to the laser diode 222, the port 224B is connected to the first end of the optical fiber 221, and the port 224C is the port 22 for outputting signal light.
6 is connected. The optical coupler 225 has ports 225A, 2
25B and 225C, at least port 225
The light supplied to A is output from port 225B and output to port 2
It functions to output the light supplied to 25B from the port 225C and output the light supplied to the port 225C from the port 225B. The port 225A of the optical coupler 225 is connected to the laser diode 223, the port 225B is connected to the second end of the optical fiber 221, and the port 225C.
Is port 2 for probe light input and phase conjugate light output
Connected to 27. As the optical couplers 224 and 225, for example, a fiber fusion type, a half mirror, an optical multiplexer, a polarization beam splitter, or the like is used.

【0088】この実施例では、図19の励起光変調手段
214は、レーザダイオード222及び223の駆動制
御回路228を含む。駆動制御回路228は、光ファイ
バ221に供給される第1及び第2の励起光によって入
力プローブ光に対する位相共役光が発生するようにレー
ザダイオード222及び223に駆動電流を供給し、ま
た、レーザダイオード222及び/又は223に供給す
る駆動電流を入力データに従って変化させる。位相共役
光について強度変調又は振幅変調を行う場合には、駆動
制御回路228は、入力データに従って第1及び第2の
励起光の少なくともいずれか一方の強度又は振幅が変調
されるように、レーザダイオード222及び223に与
える駆動電流を制御する。また、位相共役光について周
波数変調を行う場合には、駆動制御回路228は、入力
データに従って第1及び第2の励起光の周波数が変調さ
れるように、レーザダイオード222及び223に与え
る駆動電流を制御する。レーザダイオード222及び2
23から光ファイバ221にそれぞれ供給される第1及
び第2の励起光が周波数変調されると、信号光の周波数
と励起光の周波数の差が励起光の周波数と位相共役光の
周波数の差に等しいという関係(図21参照)から、位
相共役光が周波数変調される。
In this embodiment, the pumping light modulator 214 of FIG. 19 includes a drive control circuit 228 for the laser diodes 222 and 223. The drive control circuit 228 supplies a drive current to the laser diodes 222 and 223 so that phase conjugate light with respect to the input probe light is generated by the first and second excitation lights supplied to the optical fiber 221. The drive current supplied to 222 and / or 223 is changed according to the input data. When performing the intensity modulation or the amplitude modulation on the phase conjugate light, the drive control circuit 228 controls the laser diode so that the intensity or the amplitude of at least one of the first and second pumping lights is modulated according to the input data. The drive current given to 222 and 223 is controlled. When performing frequency modulation on the phase conjugate light, the drive control circuit 228 supplies a drive current to the laser diodes 222 and 223 so that the frequencies of the first and second pumping lights are modulated according to the input data. Control. Laser diodes 222 and 2
When the first and second pumping lights respectively supplied from 23 to the optical fiber 221 are frequency-modulated, the difference between the frequency of the signal light and the frequency of the pumping light becomes the difference between the frequency of the pumping light and the frequency of the phase conjugate light. From the relationship of equality (see FIG. 21), the phase conjugate light is frequency-modulated.

【0089】この実施例によると、レーザダイオード2
22及び223からの第1及び第2の励起光を非線形光
学媒質としての光ファイバ221にそれぞれ互いに逆向
きに供給することができるので、双方向励起型の4光波
混合を生じさせて、入力プローブ光に対する位相共役光
を効率的に発生させることができる。また、ポート22
7から入力プローブ光の供給経路と同一の経路で位相共
役光を取り出すことができるので、ポート227を図1
8の光伝送路203に接続することによって、図18の
システムを容易に実現することができる。尚、図22の
ポート226は、ポート227に供給されるプローブ光
が後述のように変調されている場合に、復調のために用
いることができる。
According to this embodiment, the laser diode 2
Since the first and second pumping lights from 22 and 223 can be supplied to the optical fiber 221 as the non-linear optical medium in mutually opposite directions, bidirectional pumping type four-wave mixing is generated and the input probe Phase conjugate light with respect to light can be efficiently generated. Also, port 22
Since the phase conjugate light can be taken out from the same path as the supply path of the input probe light from the port 7, the port 227 is shown in FIG.
18 can be easily realized by connecting to the optical transmission line 203 of FIG. The port 226 in FIG. 22 can be used for demodulation when the probe light supplied to the port 227 is modulated as described below.

【0090】図23A及び23Bは、図22の駆動制御
回路228が位相共役光を強度変調すべくレーザダイオ
ード23に与える駆動電流を変化させて第2の励起光を
強度変調する場合についての位相共役光及び第2の励起
光の波形を説明するための図である。図23Aにおい
て、下段は第2の励起光EP2の波形を表し、上段は位相
共役光EI′の波形を表している。第2の励起光EP2
アナログ信号(この例では正弦波信号)により強度変調
されており、第2の励起光EP2が信号利得G=1を満足
する値EP2 (0)よりも高い値のときにのみ位相共役光が
出力される。従って、位相共役光EI′の波形は、正弦
波信号を半波整流した波形と等価になる。図23Bは第
2の励起光がデジタル信号により強度変調されている場
合についてを図23Aに準じて表示した位相共役光及び
第2の励起光の波形図である。この例においても、第2
の励起光EP2がしきい値EP2 (0)よりも高い値のときに
のみ位相共役光が出力される。尚、第2の励起光の強度
又は振幅を常にしきい値EP2 (0)よりも高い領域で変化
させる場合にも、本発明を実施可能である。
23A and 23B show the drive control of FIG.
The circuit 228 uses the laser diode to modulate the intensity of the phase conjugate light.
The second pumping light is changed by changing the drive current applied to the cord 23.
Phase conjugate light and second excitation for intensity modulation
It is a figure for demonstrating the waveform of light. Figure 23A smell
The lower part shows the second excitation light EP2Represents the waveform of the
Conjugate light EI′ Represents the waveform. Second excitation light EP2Is
Intensity modulation by analog signal (sine wave signal in this example)
And the second excitation light EP2Satisfies the signal gain G = 1
Value EP2 (0)Is higher than
Is output. Therefore, the phase conjugate light EIThe waveform of ′ is a sine
It is equivalent to a half-wave rectified wave signal. FIG. 23B shows the
When the excitation light of 2 is intensity-modulated by a digital signal
23A, the phase conjugate light and
It is a waveform diagram of the second excitation light. Also in this example, the second
Excitation light EP2Is the threshold EP2 (0)Higher than
Only the phase conjugate light is output. The intensity of the second excitation light
Or the amplitude is always the threshold EP2 (0)Change in higher areas
The present invention can be implemented even in the case of performing the above.

【0091】図24は本発明の光通信システムの他の基
本構成を示すブロック図である。この基本構成は、図1
8の基本構成と対比して、主局201の第1の変調手段
205が第1の入力データに従って位相共役光を変調し
ている点と、従局202が第2の入力データに従ってプ
ローブ光を変調する第2の変調手段231をさらに有し
ている点と、主局201が位相共役光発生手段204の
出力光に基づいて第2の入力データを復調する第2の復
調手段32をさらに有する点とで特徴付けられる。この
構成によると、従局202から主局201に向かう方向
にはプローブ光に伝送データをのせ、主局201から従
局202に向かう方向については位相共役光に伝送デー
タをのせることができるので、双方向伝送が可能になる
とともに、主局201から従局202に向かう方向につ
いて光伝送路での位相揺らぎを補償することができる。
FIG. 24 is a block diagram showing another basic structure of the optical communication system of the present invention. This basic configuration is shown in FIG.
In contrast to the basic configuration of No. 8, the first modulator 205 of the master station 201 modulates the phase conjugate light according to the first input data, and the slave station 202 modulates the probe light according to the second input data. And a second demodulation means 32 for demodulating the second input data based on the output light of the phase conjugate light generation means 204. Characterized by With this configuration, transmission data can be placed on the probe light in the direction from the slave station 202 to the master station 201, and transmission data can be loaded on the phase conjugate light in the direction from the master station 201 to the slave station 202. Directional transmission is possible, and phase fluctuations in the optical transmission line in the direction from the master station 201 to the slave station 202 can be compensated.

【0092】第2の変調手段231がプローブ光の周波
数又は位相を変調する場合には、第1の変調手段205
における位相共役光に対する変調方式としては、強度変
調又は振幅変調を採用可能である。こうすることで、第
1及び第2の復調手段207及び232がそれぞれ容易
に第1及び第2の入力データを復調することができる。
また、第2の変調手段231がプローブ光の強度又は振
幅を比較的低い変調度で変調し、第1の変調手段205
が位相共役光の強度又は振幅を比較的高い変調度で変調
するようにしても、或いはその逆でも良好に復調を行う
ことができる。尚、図24の第2の復調手段232は、
例えば図22のポート226に接続され、図22の光フ
ァイバ221内で増幅された信号光(増幅された変調プ
ローブ光に相当)に基づいて、第2の入力データを復調
する。
When the second modulator 231 modulates the frequency or phase of the probe light, the first modulator 205.
Intensity modulation or amplitude modulation can be adopted as the modulation method for the phase conjugate light in (1). By doing so, the first and second demodulating means 207 and 232 can easily demodulate the first and second input data, respectively.
Further, the second modulator 231 modulates the intensity or amplitude of the probe light with a relatively low degree of modulation, and the first modulator 205.
Can modulate the intensity or amplitude of the phase conjugate light with a relatively high degree of modulation, or vice versa. Incidentally, the second demodulation means 232 of FIG.
For example, the second input data is demodulated based on the signal light (corresponding to the amplified modulated probe light) that is connected to the port 226 in FIG. 22 and amplified in the optical fiber 221 in FIG.

【0093】図25は図18又は図24のシステムに適
用可能な従局の第1実施例を示すブロック図である。こ
の実施例では、位相共役光が強度変調されている場合
に、直接検波により伝送データを復調する。光カプラ2
41はポート241A,241B及び241Cを有し、
ポート241Aに供給された光をポート241Bから出
力しポート241Cに供給された光をポート241Aか
ら出力するように機能する。光カプラ241としては例
えば光サーキュレータを用いることができる。光カプラ
241のポート241Aは図18又は図24の光伝送路
203に接続され、ポート241Bはフォトダイオード
等の受光器242に接続され、ポート241Cはプロー
ブ光の光源としてのレーザダイオード244に接続され
る。
FIG. 25 is a block diagram showing a first embodiment of a slave station applicable to the system of FIG. 18 or FIG. In this embodiment, when the phase conjugate light is intensity-modulated, the transmission data is demodulated by direct detection. Optical coupler 2
41 has ports 241A, 241B and 241C,
It functions to output the light supplied to the port 241A from the port 241B and output the light supplied to the port 241C from the port 241A. As the optical coupler 241, for example, an optical circulator can be used. The port 241A of the optical coupler 241 is connected to the optical transmission line 203 of FIG. 18 or FIG. 24, the port 241B is connected to a light receiver 242 such as a photodiode, and the port 241C is connected to a laser diode 244 as a light source of probe light. It

【0094】強度変調された位相共役光が光カプラ24
1のポート241A及び241Bをこの順に経て受光器
242に供給されると、受光器242の出力電気信号は
伝送されてきた位相共役光の強度変化に対応して変化す
る。従って、識別器等を用いて通常通り構成される復調
回路243により受光器242の出力電気信号を処理す
ることで、伝送データを再生することができる。プロー
ブ光の光源としてのレーザダイオード244は駆動回路
245により駆動される。この実施例の従局を図18の
システムに適用する場合には、駆動回路245はレーザ
ダイオード244を定常駆動し、レーザダイオード24
4からは一定のプローブ光が出力され、このプローブ光
は光カプラ241のポート241C及び241Aをこの
順に経て図18の光伝送路203に送出される。一方、
この実施例の従局が図24のシステムに適用される場合
には、レーザダイオード244から変調されたプローブ
光が出力されるように、駆動回路245がレーザダイオ
ード244を駆動する。コヒーレントな位相共役光に対
して振幅変調、位相変調又は周波数変調が行われている
場合には、従局では、ローカル光を用いてヘテロダイン
検波により伝送データを再生することができる。この場
合、従局に伝送された位相共役光をローカル光と共に受
光器の受光面に入射させて、ヘテロダイン検波を行うこ
とができる。
The intensity-modulated phase conjugate light is the optical coupler 24.
When it is supplied to the photodetector 242 through the first ports 241A and 241B in this order, the output electric signal of the photodetector 242 changes corresponding to the intensity change of the transmitted phase conjugate light. Therefore, the transmission data can be reproduced by processing the output electric signal of the light receiver 242 by the demodulation circuit 243 which is normally configured by using a discriminator or the like. The laser diode 244 as the light source of the probe light is driven by the drive circuit 245. When the slave station of this embodiment is applied to the system of FIG. 18, the drive circuit 245 drives the laser diode 244 in a steady state, and the laser diode 24
A constant probe light is output from the optical fiber 4, and the probe light is sent to the optical transmission line 203 of FIG. 18 through the ports 241C and 241A of the optical coupler 241 in this order. on the other hand,
When the slave station of this embodiment is applied to the system of FIG. 24, the drive circuit 245 drives the laser diode 244 so that the laser diode 244 outputs the modulated probe light. When amplitude modulation, phase modulation, or frequency modulation is performed on the coherent phase conjugate light, the slave station can reproduce the transmission data by heterodyne detection using the local light. In this case, the phase conjugate light transmitted to the slave station can be incident on the light receiving surface of the light receiver together with the local light to perform heterodyne detection.

【0095】図26は図18又は図24のシステムに適
用可能な従局の第2実施例を示すブロック図である。こ
の実施例は、従局でヘテロダイン検波を行う場合に、一
つの光源からのプローブ光を2分岐し、その一方をロー
カル光として用いている点で特徴付けられる。図18又
は図24の光伝送路203により伝送された位相共役光
は、光カプラ241のポート241A及び241Bをこ
の順に経てさらにハーフミラー251を透過してフォト
ダイオード等の受光器252に入射する。レーザダイオ
ード253から出力されたプローブ光は、ハーフミラー
254で分岐され、分岐プローブ光の一方は光カプラ2
41のポート241C及び241Aをこの順に経て光伝
送路に送出される。分岐プローブ光の他方は、ハーフミ
ラー254で反射してローカル光としてさらにハーフミ
ラー251で反射し、位相共役光と同一光路で受光器2
52の受光面に入射する。
FIG. 26 is a block diagram showing a second embodiment of a slave station applicable to the system of FIG. 18 or 24. This embodiment is characterized in that when heterodyne detection is performed in a slave station, probe light from one light source is split into two and one of them is used as local light. The phase conjugate light transmitted through the optical transmission line 203 of FIG. 18 or 24 passes through the ports 241A and 241B of the optical coupler 241 in this order, further passes through the half mirror 251, and enters the light receiver 252 such as a photodiode. The probe light output from the laser diode 253 is split by the half mirror 254, and one of the split probe lights is the optical coupler 2
The signal is transmitted to the optical transmission line via the ports 241C and 241A of 41 in this order. The other part of the branched probe light is reflected by the half mirror 254 and further reflected by the half mirror 251 as local light, and is received by the optical receiver 2 in the same optical path as the phase conjugate light.
It is incident on the light receiving surface of 52.

【0096】この場合、ローカル光源と信号光源を共通
化できる上、ローカル光源は受信機の近傍に設置される
ので、高い光パワーレベルでのローカル光の受光が可能
であり、従って、高い受信感度の確保も容易である。位
相共役光及びローカル光が受光器252の受光面に同一
光路で入射すると、位相共役光の周波数とローカル光の
周波数の差に相当する周波数を有する中間周波信号が、
受光器252の出力として得られる。従って、フィルタ
検波方式或いは同期検波方式により通常通り構成される
復調回路256を用いて、受光器252から供給される
中間周波信号に基づいて伝送データを復調することがで
きる。尚、図26において、符号255はレーザダイオ
ード253の駆動回路を表しており、この駆動回路25
5は図25の駆動回路245に対応している。
In this case, the local light source and the signal light source can be shared, and since the local light source is installed in the vicinity of the receiver, it is possible to receive the local light at a high optical power level, and therefore the high receiving sensitivity. Is also easy to secure. When the phase conjugate light and the local light are incident on the light receiving surface of the light receiver 252 in the same optical path, an intermediate frequency signal having a frequency corresponding to the difference between the frequency of the phase conjugate light and the frequency of the local light is generated.
It is obtained as the output of the light receiver 252. Therefore, it is possible to demodulate the transmission data based on the intermediate frequency signal supplied from the photodetector 252, by using the demodulation circuit 256 that is normally configured by the filter detection method or the synchronous detection method. In FIG. 26, reference numeral 255 denotes a drive circuit for the laser diode 253.
Reference numeral 5 corresponds to the drive circuit 245 in FIG.

【0097】図27は図26の受光器252から出力さ
れる中間周波信号のスペクトルの説明図である。図21
で説明したように、非線形光学媒質を用いて4光波混合
により位相共役光を発生させる場合、プローブ光と励起
光の離調周波数をΩとすると、励起光と位相共役光の離
調周波数もΩとなり、その結果、プローブ光の周波数と
位相共役光の周波数の差は2Ωとなる。従って、図26
の実施例において、分岐プローブ光をローカル光として
用いた場合には、中間周波信号の中心周波数は2Ωとな
る。
FIG. 27 is an explanatory diagram of the spectrum of the intermediate frequency signal output from the light receiver 252 of FIG. Figure 21
As described above, when the phase conjugate light is generated by the four-wave mixing using the nonlinear optical medium, if the detuning frequency of the probe light and the pump light is Ω, the detuning frequency of the pump light and the phase conjugate light is also Ω. As a result, the difference between the frequency of the probe light and the frequency of the phase conjugate light is 2Ω. Therefore, FIG.
In the embodiment, when the branched probe light is used as the local light, the center frequency of the intermediate frequency signal is 2Ω.

【0098】ところで、図26の実施例のように、ヘテ
ロダイン検波を行う場合には、受光器252に入射する
位相共役光及びローカル光の偏光面を一致させておくこ
とが、中間周波信号の出力レベルを安定化する上で要求
される。レーザダイオード253の出力光は通常直線偏
光に近い偏光状態を有しているので、レーザダイオード
253からハーフミラー254及び251を介して受光
器252に供給されるローカル光は一定の偏光面を有す
る直線偏光と見なすことができる。一方、光伝送路とし
てよく用いられるシングルモードファイバの伝搬モード
には、偏光面が互いに直交する2つの偏光モードが存在
し、これら2つの偏光モードは各種の外乱の影響により
結合して、結果として、シングルモードファイバの第1
端に供給される光の偏光状態はそのファイバの第2端か
ら出力される光の偏光状態に一致しない。従って、図2
6の光カプラ241のポート241Aに接続される光伝
送路としてシングルモードファイバが用いられている場
合には、光カプラ241のポート241Bからハーフミ
ラー251を介して受光器252に供給される位相共役
光の偏光状態は、環境変化等によって時間とともに変動
する。このような偏光状態の変動があると、受光器25
2から出力される中間周波信号のレベルが変動し、最悪
の場合位相共役光とローカル光が干渉せずに受信不能状
態となる。
By the way, when performing heterodyne detection as in the embodiment of FIG. 26, it is necessary to make the polarization planes of the phase conjugate light and the local light incident on the photodetector 252 coincident with each other to output the intermediate frequency signal. Required to stabilize the level. Since the output light of the laser diode 253 usually has a polarization state close to linear polarization, the local light supplied from the laser diode 253 to the light receiver 252 via the half mirrors 254 and 251 is a linear light having a constant polarization plane. It can be considered as polarized light. On the other hand, the propagation mode of a single-mode fiber that is often used as an optical transmission path has two polarization modes whose polarization planes are orthogonal to each other, and these two polarization modes are combined by the influence of various disturbances, and as a result, , The first of single mode fiber
The polarization state of the light supplied to the end does not match the polarization state of the light output from the second end of the fiber. Therefore, FIG.
When a single mode fiber is used as the optical transmission line connected to the port 241A of the optical coupler 241 of No. 6, the phase conjugate supplied from the port 241B of the optical coupler 241 to the light receiver 252 via the half mirror 251. The polarization state of light changes with time due to environmental changes and the like. If there is such a change in the polarization state, the light receiver 25
The level of the intermediate frequency signal output from 2 fluctuates, and in the worst case, the phase conjugate light and the local light do not interfere with each other and cannot be received.

【0099】このような問題に対処するために、従来の
コヒーレント光通信システムでは、受光器に供給される
信号光(図26の実施例における位相共役光に相当)及
び/又はローカル光について、これらの偏光状態が一致
するような偏光制御を行っていた。偏光制御に代えて、
光伝送路としての偏波保持ファイバの使用或いは偏波ダ
イバーシティ方式の適用によっても上述の問題に対処す
ることができるが、いずれにしても、システムの構成が
複雑になるという欠点がある。
In order to deal with such a problem, in the conventional coherent optical communication system, the signal light (corresponding to the phase conjugate light in the embodiment of FIG. 26) and / or the local light supplied to the photodetector are The polarization control was performed so that the polarization states of 1 and 2 would match. Instead of polarization control,
Although the above problem can be dealt with by using a polarization maintaining fiber as an optical transmission line or applying a polarization diversity system, there is a drawback that the system configuration becomes complicated in any case.

【0100】図28は偏光制御その他の対策を行うこと
なしに中間周波信号の高いレベルを維持することができ
る実施例を示す光通信システムのブロック図である。従
局202としては例えば図26に示されたものが用いら
れる。主局201と従局202を接続する光伝送路20
3は、この実施例ではシングルモードファイバ261で
ある。主局201は2つの位相共役光発生装置262及
び263と偏光ビームスプリッタ264とを有してい
る。位相共役光発生装置262及び263は、供給され
た直線偏光のプローブ光に対して同じ偏光面を有する直
線偏光の位相共役光を発生してこの位相共役光をプロー
ブ光供給経路と逆向きに送出する。偏光ビームスプリッ
タ264はポート264A,264B及び264Cを有
し、ポート264Aに供給された光を直交2偏光成分に
分離してそれぞれポート264B及び264Cから出力
しポート264B及び264Cにそれぞれ供給された直
交2偏光成分をポート264Aから出力するように機能
する。偏光ビームスプリッタ264のポート264Aは
シングルモードファイバ261に接続され、ポート26
4B及び264Cは、定偏波ファイバ等の偏光状態保持
機能を有する伝送路を介してそれぞれ位相共役光発生装
置262及び263に接続される。
FIG. 28 is a block diagram of an optical communication system showing an embodiment in which the high level of the intermediate frequency signal can be maintained without taking polarization control and other measures. As the slave station 202, for example, the one shown in FIG. 26 is used. Optical transmission line 20 connecting the master station 201 and the slave station 202
3 is a single mode fiber 261 in this embodiment. The master station 201 has two phase conjugate light generators 262 and 263 and a polarization beam splitter 264. The phase conjugate light generators 262 and 263 generate linearly polarized phase conjugate light having the same polarization plane with respect to the supplied linearly polarized probe light, and send this phase conjugate light in the opposite direction to the probe light supply path. To do. The polarization beam splitter 264 has ports 264A, 264B and 264C, separates the light supplied to the port 264A into two orthogonal polarization components, outputs them from the ports 264B and 264C, respectively, and supplies them to the ports 264B and 264C, respectively. It functions to output the polarization component from port 264A. The port 264A of the polarization beam splitter 264 is connected to the single mode fiber 261 and the port 26
4B and 264C are connected to the phase conjugate light generators 262 and 263, respectively, via transmission lines having a polarization state maintaining function such as a constant polarization fiber.

【0101】シングルモードファイバ261により従局
202から主局201に送られたプローブ光は、偏光ビ
ームスプリッタ264で偏光面が互いに直交する2つの
偏光成分に偏光分離される。プローブ光のこれら2偏光
成分はその偏光状態を保ったままそれぞれ位相共役光発
生装置262及び263に供給され、ここでそれぞれ対
応した偏光面を有する位相共役光が発生する。位相共役
光発生装置262及び263から出力した位相共役光
は、偏光ビームスプリッタ264で偏光合成され、シン
グルモードファイバ261により従局202に伝送され
る。位相共役光発生装置262及び263から送出され
る位相共役光の2偏光成分は、プローブ光の偏光状態の
変動を正確にさかのぼって従局202に伝送されるの
で、シングルモードファイバ261における偏光状態の
変動の周期が主局201及び従局202間の光の往復時
間に比べて十分に大きい場合には、シングルモードファ
イバ261の出力端における位相共役光の偏光状態は、
プローブ光としてシングルモードファイバ261に供給
された状態に戻り、従って、常に最適な偏光状態でのヘ
テロダイン検波が可能になる。このように本実施例によ
ると、偏光制御や偏波ダイバーシティ方式の適用が不要
になるので、簡単且つ高性能なシステムの提供が可能に
なる。尚、位相共役光発生装置262及び偏光ビームス
プリッタ264間の光路長と位相共役光発生装置263
及び偏光ビームスプリッタ264間の光路長の差は、光
源のコヒーレント長よりも短く設定されることが望まし
い。
The probe light sent from the slave station 202 to the master station 201 by the single mode fiber 261 is polarized and separated by the polarization beam splitter 264 into two polarization components whose polarization planes are orthogonal to each other. These two polarization components of the probe light are supplied to the phase conjugate light generators 262 and 263 while maintaining their polarization states, and the phase conjugate lights having the respective polarization planes are generated therein. The phase conjugate lights output from the phase conjugate light generators 262 and 263 are polarized and combined by the polarization beam splitter 264 and transmitted to the slave station 202 by the single mode fiber 261. Since the two polarization components of the phase conjugate light emitted from the phase conjugate light generators 262 and 263 are transmitted to the slave station 202 by accurately tracing back the variation of the polarization state of the probe light, the variation of the polarization state in the single mode fiber 261. When the cycle of is longer than the round trip time of light between the master station 201 and the slave station 202, the polarization state of the phase conjugate light at the output end of the single mode fiber 261 is
It returns to the state in which it is supplied to the single mode fiber 261 as the probe light, so that the heterodyne detection can always be performed in the optimal polarization state. As described above, according to this embodiment, it is not necessary to apply the polarization control or the polarization diversity method, so that it is possible to provide a simple and high-performance system. The optical path length between the phase conjugate light generator 262 and the polarization beam splitter 264 and the phase conjugate light generator 263.
The difference in optical path length between the polarization beam splitter 264 and the polarization beam splitter 264 is preferably set shorter than the coherent length of the light source.

【0102】主局201は、一つの位相共役光発生装置
262のみを有するように構成されても良い。この場
合、図28の主局201の構成要素のうち位相共役光発
生装置263及び偏光ビームスプリッタ264が省略さ
れ、位相共役光発生装置262は偏波能動制御器を介し
てシングルモード光ファイバ261に接続される。そし
て、シングルモードファイバ261から主局201に入
力する任意の偏波状態の光を偏波能動制御器により位相
共役光発生装置262で発生させる位相共役光の偏波状
態(通常は直線偏波)と同じ状態に変換して位相共役光
発生装置262に入力する。こうすると、発生した位相
共役光は偏波能動制御器で再びシングルモードファイバ
261から出力された際の偏波状態に変換される。従っ
て、この位相共役光がシングルモードファイバ261を
逆方向に伝搬して従局202に戻った際には、最初の偏
波状態と等しくなるのである。
The master station 201 may be configured to have only one phase conjugate light generator 262. In this case, among the components of the master station 201 of FIG. 28, the phase conjugate light generator 263 and the polarization beam splitter 264 are omitted, and the phase conjugate light generator 262 is connected to the single mode optical fiber 261 via the polarization active controller. Connected. Then, the polarization state of the phase conjugate light generated by the phase conjugate light generation device 262 by the polarization active controller for the light of the arbitrary polarization state input from the single mode fiber 261 to the master station 201 (normally linear polarization). It is converted into the same state as and is input to the phase conjugate light generator 262. In this way, the generated phase conjugate light is converted into the polarization state when it is output from the single mode fiber 261 again by the polarization active controller. Therefore, when this phase conjugate light propagates through the single mode fiber 261 in the opposite direction and returns to the slave station 202, it becomes equal to the first polarization state.

【0103】図18又は図24のシステムにおいて、プ
ローブ光発生手段206から光伝送路203に供給され
るプローブ光が周波数分割多重された複数のプローブ光
である場合には、周波数分割多重数と同数の位相共役光
発生手段204を用いるか、或いは、周波数分割多重さ
れた複数のプローブ光に対して位相共役光をそれぞれ発
生し得る広帯域の位相共役光発生手段204を用いるこ
とで、周波数分割多重光伝送が可能になる。
In the system of FIG. 18 or 24, when the probe light supplied from the probe light generating means 206 to the optical transmission line 203 is a plurality of frequency-division-multiplexed probe lights, the same number as the frequency-division multiplex number is used. Of the frequency-division-multiplexed light by using the phase-conjugate light-generating unit 204 of FIG. Transmission becomes possible.

【0104】図29は本発明を光分配系に適用した実施
例を示す光通信システムのブロック図である。この系で
の第1の実施例は、それぞれが主局201に対応する複
数の加入者271と、従局202に対応する分配局27
2とを光マルチ/デマルチプレクサ273を介して接続
している場合である。分配局272からの単一周波数の
或いは周波数分割多重されたプローブ光は、光マルチ/
デマルチプレクサ273で分配されて、各加入者271
に供給される。各加入者271では、各分配プローブ光
に基づき伝送データが再生され、一方、各加入者271
からのリクエスト信号等の伝送データは位相共役光によ
り分配局72に伝送される。この実施例では、各加入者
271では出力信号光及び位相共役光についての増幅を
行わせることができるので、光マルチ/デマルチプレク
サ273における分配損失を補償することができ、簡単
な構成の光加入者システムを実現することができる。各
加入者271は例えば図19の主局の具体的構成例を有
しており、この場合、各励起光発生手段212が発生す
る各励起光の周波数を異ならせておくことによって、分
配局272の側で例えばいずれの加入者からのリクエス
ト信号であるかを検出することが容易になる。
FIG. 29 is a block diagram of an optical communication system showing an embodiment in which the present invention is applied to an optical distribution system. In the first embodiment of this system, a plurality of subscribers 271 each corresponding to a master station 201 and a distribution station 27 corresponding to a slave station 202 are provided.
2 is a case where the two are connected via the optical multi / demultiplexer 273. A single-frequency or frequency-division-multiplexed probe light from the distribution station 272 is an optical multi /
Each subscriber 271 is distributed by the demultiplexer 273.
Is supplied to. At each subscriber 271, the transmission data is reproduced based on each distributed probe light, while at the same time, each subscriber 271
The transmission data such as the request signal from is transmitted to the distribution station 72 by the phase conjugate light. In this embodiment, each subscriber 271 can amplify the output signal light and the phase conjugate light, so that the distribution loss in the optical multi / demultiplexer 273 can be compensated and the optical addition with a simple configuration can be performed. Person system can be realized. Each subscriber 271 has, for example, a specific configuration example of the main station shown in FIG. 19. In this case, the distribution stations 272 are provided by making the frequencies of the respective excitation lights generated by the respective excitation light generation means 212 different. It becomes easy to detect, for example, from which subscriber the request signal is sent.

【0105】この系での第2の実施例は、主局に対応す
る分配局272と従局に対応する複数の加入者271を
光マルチ/デマルチプレクサ273を介して接続してい
る場合である。各加入者271の各々に割り当てられた
周波数のプローブ光或いは共通の光源から分配されたプ
ローブ光は、光マルチ/デマルチプレクサ273で合成
されて、分配局272に供給される。分配局272は、
プローブ光を位相共役光に変換し、この位相共役光に伝
送データを載せた後、再び各加入者271に伝送する。
位相共役光の生成においては、各加入者の各々に別々の
周波数のプローブ光が割り当てられている場合には、加
入者の数と同数の位相共役光発生手段を用いるか、或い
は、複数のプローブ光に対して位相共役光を発生し得る
広帯域の位相共役光発生手段が用いられる。また、各加
入者からのプローブ光には各加入者からのリクエスト信
号を載せておくことも可能である。
The second embodiment of this system is a case where a distribution station 272 corresponding to a master station and a plurality of subscribers 271 corresponding to slave stations are connected via an optical multi / demultiplexer 273. The probe light of the frequency assigned to each of the subscribers 271 or the probe light distributed from a common light source is combined by the optical multi / demultiplexer 273 and supplied to the distribution station 272. Distribution station 272
The probe light is converted into a phase conjugate light, transmission data is loaded on the phase conjugate light, and then transmitted again to each subscriber 271.
In the generation of the phase conjugate light, when the probe lights of different frequencies are assigned to the respective subscribers, the same number of phase conjugate light generating means as the number of the subscribers are used, or a plurality of probes are used. A broadband phase conjugate light generating means that can generate phase conjugate light for light is used. It is also possible to carry a request signal from each subscriber on the probe light from each subscriber.

【0106】以上説明したように、本発明の第2の適用
態様によると、多機能性を有する位相共役光発生手段を
用いてこれを光通信システムに適用することができるの
で、所定の機能を簡単な構成で実現することができるよ
うになるという効果が生じる。また、本発明によると、
光伝送路での位相揺らぎを補償した光通信システムの提
供が可能になるという効果が生じる。
As described above, according to the second application mode of the present invention, since the phase conjugate light generating means having multifunctionality can be applied to the optical communication system, a predetermined function can be obtained. There is an effect that it can be realized with a simple configuration. Further, according to the present invention,
There is an effect that it becomes possible to provide an optical communication system that compensates for phase fluctuations in the optical transmission path.

【0107】続いて、本発明の第3の適用分野について
説明する。本発明の以下の実施例は、種々の光システム
に適用可能な光変調器に関する。
Next, the third application field of the present invention will be described. The following embodiments of the present invention relate to an optical modulator applicable to various optical systems.

【0108】従来、光変調器としては、電気信号により
光デバイスを変調するものが知られている。例えば、レ
ーザダイオードの注入電流の変調による振幅変調や周波
数(位相)変調、LiNbO3光導波路のバイアス電圧
の変調による強度変調や位相変調等が盛んに行われてい
る。光システムの高速化に際し、従来の光変調器の性能
は限界に近づきつつある。その一方で、光システムのさ
らなる高速化への期待もある。また、光増幅中継が盛ん
になるにつれ、伝送速度に依存しない光中継器が求めら
れるようになってきている。こうした要求に応えるため
には、電気的な処理を介さない光による光変調器(所謂
全光変調器)の開発が要求される。
Conventionally, as an optical modulator, one that modulates an optical device with an electric signal is known. For example, amplitude modulation and frequency (phase) modulation by modulation of the injection current of the laser diode, intensity modulation and phase modulation by modulation of the bias voltage of the LiNbO 3 optical waveguide, and the like are actively performed. As the speed of optical systems increases, the performance of conventional optical modulators is approaching the limit. On the other hand, there are expectations for further speeding up of optical systems. Further, as optical amplification repeaters have become popular, optical repeaters that do not depend on the transmission speed have been demanded. In order to meet such demands, development of an optical modulator (so-called all-optical modulator) using light that does not go through electrical processing is required.

【0109】本発明の第3の適用分野における目的は、
このような光変調器を提供することにある。
The purpose of the third field of application of the present invention is:
An object is to provide such an optical modulator.

【0110】図30は本発明の光変調器の基本構成を示
すブロック図である。この光変調器は、プローブ光源3
01と、励起光源302と、非線形光学媒質303と、
プローブ光源301からのプローブ光を励起光源302
からの励起光とともに非線形光学媒質303に供給する
プローブ光/励起光供給手段304と、励起光源302
に動作的に接続されて励起光を情報信号により変調する
変調手段305とを備える。そして、非線形光学媒質3
03から変調された位相共役光が出力される。
FIG. 30 is a block diagram showing the basic structure of the optical modulator of the present invention. This optical modulator includes a probe light source 3
01, the excitation light source 302, the nonlinear optical medium 303,
Excitation light source 302 emits probe light from probe light source 301
Probe light / pump light supply means 304 for supplying to the nonlinear optical medium 303 together with the pump light from the pump, and the pump light source 302
And a modulation means 305 that is operatively connected to and modulates the excitation light with an information signal. Then, the nonlinear optical medium 3
The modulated phase conjugate light is output from 03.

【0111】非線形光学媒質を用いた4光波混合(FW
M)による位相共役光の発生及びその性質については、
例えば第2の適用分野において(13)式乃至(22)式により
説明したので、ここでは出力アイドラ光(位相共役光)
がどのように変調されるかについて、振幅(強度)変
調、周波数変調、位相変調を例にとり説明する。いま、
FWMにおける入力信号光(プローブ光)ES(ωS
t)、励起光EP(ωP,t)及び出力アイドラ光EI
(ωP,t)がそれぞれ次のように表されるものとす
る。AS(ωS,t),AP(ωP,t)及びAI(ωI
t)はそれぞれプローブ光、励起光及び出力アイドラ光
の振幅、ωS,ωP及びωIはそれぞれプローブ光、励起
光及び出力アイドラ光の周波数、tは時間、φ
S(t),φP(t)及びφI(t)はそれぞれプローブ
光、励起光及び出力アイドラ光の位相を表している。
Four-wave mixing (FW) using a nonlinear optical medium
Regarding the generation of the phase conjugate light by M) and its properties,
For example, in the second application field, since it has been described using the equations (13) to (22), the output idler light (phase conjugate light) is used here.
Will be described by taking amplitude (intensity) modulation, frequency modulation, and phase modulation as examples. Now
Input signal light (probe light) E SS ,
t), the excitation light E PP , t) and the output idler light E I
It is assumed that (ω P , t) is represented as follows. A SS , t), A PP , t) and A II ,
t) are the amplitudes of the probe light, the excitation light and the output idler light, ω S , ω P and ω I are the frequencies of the probe light, the excitation light and the output idler light, t is the time, φ
S (t), φ P (t) and φ I (t) represent the phases of the probe light, the excitation light and the output idler light, respectively.

【0112】[0112]

【数13】 [Equation 13]

【0113】ここで、入力アイドラ光がない場合(EI
=0)を考えると、(13)式乃至(16)式より以下の関係が
得られる。
If there is no input idler light (E I
= 0), the following relations are obtained from the equations (13) to (16).

【0114】[0114]

【数14】 [Equation 14]

【0115】(1)振幅(強度)変調 (26)式より、励起光の振幅AP(ωP,t)を変化させる
と、その絶対値の二乗に比例して出力アイドラ光(位相
共役光)の振幅AI(ωI,t)が変化することがわか
る。即ち、(29)式及び(30)式で表されるように励起光に
振幅(強度)変調をかけると、(31)式で与えられるよう
に出力アイドラ光が振幅(強度)変調されるものであ
る。
(1) Amplitude (Intensity) Modulation From Expression (26), when the amplitude A PP , t) of the excitation light is changed, the output idler light (phase conjugate light) is proportional to the square of its absolute value. It is understood that the amplitude A II , t) of) changes. That is, when the amplitude (intensity) modulation is applied to the excitation light as expressed by the equations (29) and (30), the output idler light is amplitude (intensity) modulated as given by the equation (31). Is.

【0116】[0116]

【数15】 [Equation 15]

【0117】このとき、励起光EP(ωP,t)の消光比
をγとすると、得られるアイドラ光EI′(ωP,t)の
消光比はγ2となる。例えば、γ=−15dBとする
と、γ2=−30dBとなるから、大幅な消光比の改善
が可能になる。
At this time, if the extinction ratio of the excitation light E PP , t) is γ, the extinction ratio of the idler light E I ′ (ω P , t) obtained is γ 2 . For example, when γ = −15 dB, γ 2 = −30 dB, so that the extinction ratio can be greatly improved.

【0118】アイドラ光EI′(ωP,t)は、励起光E
P(ωP,t)が信号利得G=1を満足する値EP (0)より
も高い値のときにのみ出力される。この様子を図31A
に示す。ここでは、励起光を正弦波で変調している。励
起光をデジタル信号によりオン−オフ変調する場合に
は、図31Bに示すような波形になる。ところで、特に
デジタル変調の場合に励起光のパルス形状は実際には図
31Cに示すように矩形からなまった形状であり、アイ
ドラ光の振幅が励起光の振幅の二乗に比例することを考
慮すると、アイドラ光のパルス幅は励起光のパルス幅に
比べて狭くなることがわかる。この様子を図31Cに示
す。従って、このような性質を用いて、任意のデューテ
ィ比及び形状を有するRZパルスを生成することが可能
になる。(2)周波数変調 励起光に(32)式で表されるような周波数変調をかけると
すると、出力アイドラ光は(33)式で与えられるように周
波数変調される。
The idler light E I ′ (ω P , t) is the excitation light E
It is output only when PP , t) is higher than the value E P (0) that satisfies the signal gain G = 1. This state is shown in FIG. 31A.
Shown in. Here, the excitation light is modulated with a sine wave. When the excitation light is on-off modulated by a digital signal, it has a waveform as shown in FIG. 31B. Incidentally, in the case of digital modulation in particular, the pulse shape of the excitation light is actually a rectangular shape as shown in FIG. 31C, and considering that the amplitude of the idler light is proportional to the square of the amplitude of the excitation light, It can be seen that the pulse width of idler light is narrower than the pulse width of excitation light. This state is shown in FIG. 31C. Therefore, using such a property, it becomes possible to generate an RZ pulse having an arbitrary duty ratio and shape. (2) Frequency modulation If the pump light is frequency-modulated as expressed by equation (32), the output idler light is frequency-modulated as given by equation (33).

【0119】[0119]

【数16】 [Equation 16]

【0120】この場合、出力アイドラ光に対する変調度
が励起光に対するそれの二倍になるため、出力アイドラ
光に変調度mの周波数変調を与えるために必要な励起光
の変調度はその半分のm/2でよいことになる。(3)位相変調 励起光に(34)式で示されるように位相変調をかけるとす
ると、出力アイドラ光は(35)式で与えられるように位相
変調される。
In this case, since the modulation degree for the output idler light is twice that for the pumping light, the modulation degree of the pumping light necessary to give the output idler light a frequency modulation of the modulation degree m is half that. / 2 will be good. (3) Phase modulation If the pump light is phase-modulated as shown in equation (34), the output idler light is phase-modulated as given by equation (35).

【0121】[0121]

【数17】 [Equation 17]

【0122】この場合にも、周波数変調の場合と同様
に、アイドラ光に対する変調度は励起光に対するそれの
二倍になるため、アイドラ光に変調度mの周波数変調を
与えるための励起光の変調度はその半分のm/2でよい
ことになる。(33)式及び(34)式より、出力アイドラ光の
位相雑音は励起光の位相雑音の二倍と信号光の位相雑音
との和になる。従って、光周波数変調或いは光位相変調
を行う場合には、用いる光源の位相雑音が極力小さいこ
とが望ましい。即ち、プローブ光源及び励起光源として
はコヒーレント光源を用いるのが望ましい。
Also in this case, as in the case of the frequency modulation, the modulation degree for the idler light is twice that for the excitation light, so that the modulation of the excitation light for giving the idler light a frequency modulation of the modulation degree m is performed. The degree of m / 2 is half that. From the expressions (33) and (34), the phase noise of the output idler light is the sum of twice the phase noise of the pumping light and the phase noise of the signal light. Therefore, when performing optical frequency modulation or optical phase modulation, it is desirable that the phase noise of the light source used is as small as possible. That is, it is desirable to use a coherent light source as the probe light source and the excitation light source.

【0123】図30において、FWMによりアイドラ光
を生成するための非線形媒質303の具体例としては、
TiBaO3やLiNbO3等の結晶媒質、各種の有機媒
質、各種の半導体(例えば半導体光増幅器)、さらには
光ファイバ等があげられる。いずれの場合にも、対向励
起配置にすれば位相共役鏡(PCM)型光変調器を構成
することができ、前方励起配置にすれば透過型の位相共
役器型光変調器を構成することができる。本発明を光フ
ァイバ通信に適用する場合には、光伝送路との整合性か
ら、非線形光学媒質としては光ファイバが適している。
以下、非線形光学媒質として光ファイバを用いたいくつ
かの例を説明する。
In FIG. 30, as a concrete example of the non-linear medium 303 for generating the idler light by the FWM,
Examples thereof include crystal media such as TiBaO 3 and LiNbO 3 , various organic media, various semiconductors (for example, semiconductor optical amplifiers), and optical fibers. In either case, a phase-conjugate mirror (PCM) type optical modulator can be configured with the opposed pumping arrangement, and a transmissive phase-conjugator optical modulator can be configured with the forward pumping arrangement. it can. When the present invention is applied to optical fiber communication, an optical fiber is suitable as the nonlinear optical medium because of its compatibility with the optical transmission line.
Hereinafter, some examples using an optical fiber as the nonlinear optical medium will be described.

【0124】図32は本発明の光変調器の第1実施例を
示すブロック図である。図30の非線形光学媒質30
3、励起光源302、プローブ光/励起光供給手段30
4、プローブ光源301及び変調手段305にそれぞれ
対応する光ファイバ321、励起LD(レーザダイオー
ド)322、光カプラ323、プローブLD324及び
変調回路325が用いられる。非線形光学媒質としての
光ファイバ321は望ましくはシングルモードファイバ
である。この場合において、プローブ光の波長と励起光
の波長をわずかに異ならせて非縮退型のFWMを生じさ
せるときには、光ファイバ321の零分散を与える波長
が励起光の波長(励起LD322の発振波長)に一致す
るようにしておく。光カプラ323は4つのポート32
3A,323B,323C及び323Dを有している。
ポート323AにはプローブLD324が接続され、ポ
ート323Bには励起LD322が接続され、ポート3
23Cには光ファイバ321の第1端が接続され、ポー
ト323Dはデッドエンドにされる。光カプラ323
は、少なくとも、ポート323A及び323Bに供給さ
れた光をポート323Cから出力するように機能し、こ
の光カプラ323としては、例えば、ファイバ融着型の
もの、ハーフミラー、光合波器、偏光ビームスプリッタ
等が使用される。
FIG. 32 is a block diagram showing a first embodiment of the optical modulator of the present invention. Nonlinear optical medium 30 of FIG.
3, excitation light source 302, probe light / excitation light supply means 30
4, an optical fiber 321, a pump LD (laser diode) 322, an optical coupler 323, a probe LD 324, and a modulation circuit 325 respectively corresponding to the probe light source 301 and the modulation means 305 are used. The optical fiber 321 as the nonlinear optical medium is preferably a single mode fiber. In this case, when the wavelength of the probe light and the wavelength of the pump light are slightly different to generate a non-degenerate FWM, the wavelength that gives zero dispersion of the optical fiber 321 is the wavelength of the pump light (oscillation wavelength of the pump LD 322). To match. The optical coupler 323 has four ports 32
It has 3A, 323B, 323C and 323D.
The probe LD 324 is connected to the port 323A, the pump LD 322 is connected to the port 323B, and the port 3
The first end of the optical fiber 321 is connected to 23C, and the port 323D is dead-ended. Optical coupler 323
At least functions to output the light supplied to the ports 323A and 323B from the port 323C. Examples of the optical coupler 323 include a fiber fusion type, a half mirror, an optical multiplexer, and a polarization beam splitter. Etc. are used.

【0125】この構成によると、光カプラ323のポー
ト323Aに供給されたプローブ光とポート323Bに
供給された励起光とを共に非線形光学媒質である光ファ
イバ321に導波させることができるので、FWMによ
り透過型の位相共役光(アイドラ光)を発生することが
できる。そして、励起LD322に接続されている変調
回路325によって励起光が変調されているので、前述
した原理に従って光ファイバ321の第2端からは変調
されたアイドラ光を出力させることができる。この変調
されたアイドラ光は例えば図示しない光ファイバからな
る光伝送路に送出される。
According to this structure, both the probe light supplied to the port 323A of the optical coupler 323 and the excitation light supplied to the port 323B can be guided to the optical fiber 321 which is a non-linear optical medium. Thus, transmission type phase conjugate light (idler light) can be generated. Then, since the pumping light is modulated by the modulation circuit 325 connected to the pumping LD 322, the modulated idler light can be output from the second end of the optical fiber 321 according to the principle described above. The modulated idler light is sent out to an optical transmission line formed of an optical fiber (not shown), for example.

【0126】非線形光学媒質として光ファイバを用いる
場合、光ファイバ内でFWMを効率よく生じさせるため
には、プローブ光とアイドラ光の位相整合をとることが
望ましい。そのための有効な方法としては、励起光とプ
ローブ光の波長を一致させた縮退FWMを用いる方法
や、励起光の波長を光ファイバの零分散波長に一致させ
る方法等がある。特に、後者の方法を採用する場合に
は、プローブ光とアイドラ光が互いに複素共役の関係を
保ちつつこれらの位相速度を等しくすることができ(2
次分散までの近似において)、結果として理想的な位相
整合が可能になる。
When an optical fiber is used as the nonlinear optical medium, it is desirable that the probe light and the idler light be phase-matched in order to efficiently generate the FWM in the optical fiber. As an effective method therefor, there are a method of using a degenerate FWM in which the wavelengths of the pumping light and the probe light are matched, a method of matching the wavelength of the pumping light with the zero dispersion wavelength of the optical fiber, and the like. In particular, when the latter method is adopted, it is possible to equalize the phase velocities of the probe light and the idler light while maintaining the complex conjugate relationship with each other (2
As a result (in the approximation up to the next dispersion), ideal phase matching is possible.

【0127】ところで、光ファイバ内のFWMにより光
変調を行う場合には、変調効率を大きくするために励起
光の強度を大きくすると誘導ブリルアン散乱(SBS)
により励起光が光ファイバ内で反射されてしまい、それ
により変換効率が飽和してしまう。特に、振幅(強度)
変調や変調をかけない場合(CW)には、シングルモー
ドファイバにおいては約+7〜8dBm程度の入力パワ
ーでSBSがおきる。このようなSBSの影響を排除し
た実施例を次に説明する。
By the way, in the case of performing optical modulation by the FWM in the optical fiber, if the intensity of the excitation light is increased to increase the modulation efficiency, the stimulated Brillouin scattering (SBS)
As a result, the excitation light is reflected in the optical fiber, which saturates the conversion efficiency. Especially the amplitude (strength)
When modulation or no modulation is applied (CW), SBS occurs with an input power of about +7 to 8 dBm in a single mode fiber. An embodiment in which the influence of such SBS is eliminated will be described below.

【0128】図33は本発明の光変調器の第2実施例を
示すブロック図である。この実施例では、比較的低い周
波数ω′の発振器327により周波数変調されている励
起LD322からの励起光を光変調器326を介して光
カプラ323のポート323Bに入力している。光変調
器326は、情報信号が入力する変調回路325により
駆動されて、通過する励起光を振幅(強度)変調する。
こうすると、光ファイバ321内における励起光の単位
周波数当たりのパワー密度を低下させてSBSを抑圧す
ることができる。光変調器326により励起光を間接変
調することに代えて、励起光を直接変調する場合には、
周波数ω′の低周波信号を情報信号に重畳して励起LD
322に供給すれば良い。尚、発振器326の周波数
ω′は変調回路325に供給される情報信号に影響を及
ぼさないために十分に低速であることが望ましい。この
実施例では、変調された位相共役光を得るに際して励起
光の低速な周波数変調を行っているが、前述した実施例
のように変調されていない位相共役光を得る場合におい
ても、励起光を周波数変調することによりSBSを抑圧
することができる。
FIG. 33 is a block diagram showing a second embodiment of the optical modulator of the present invention. In this embodiment, the pumping light from the pumping LD 322 that is frequency-modulated by the oscillator 327 having a relatively low frequency ω ′ is input to the port 323B of the optical coupler 323 via the optical modulator 326. The optical modulator 326 is driven by the modulation circuit 325 to which the information signal is input, and amplitude (intensity) modulates the passing excitation light.
This makes it possible to reduce the power density per unit frequency of the pumping light in the optical fiber 321 and suppress the SBS. When the pump light is directly modulated instead of indirectly modulating the pump light by the optical modulator 326,
A low-frequency signal of frequency ω'is superimposed on an information signal for excitation LD
It may be supplied to 322. The frequency ω ′ of the oscillator 326 is desirably low enough so as not to affect the information signal supplied to the modulation circuit 325. In this embodiment, when the modulated phase conjugate light is obtained, low-speed frequency modulation of the excitation light is performed, but even when the unmodulated phase conjugate light is obtained as in the above-described embodiment, the excitation light is SBS can be suppressed by frequency modulation.

【0129】図34は本発明の光変調器の第3実施例を
示すブロック図である。この実施例は、図32の第1実
施例と対比して、光ファイバ321内で発生した位相共
役光(出力アイドラ光)を、光バンドパスフィルタ33
1及び光増幅器332をこの順に介して図示しない光伝
送路に送出している点で特徴付けられる。光増幅器33
2は例えば線形光増幅器である。光増幅器332の一つ
の構成例は、Er(エルビウム)等の希土類元素がドー
プされたドープファイバと、ポンプ光を出力するポンプ
光源と、このポンプ光を増幅すべき光(ここでは出力ア
イドラ光)とともにドープファイバに供給する手段とを
含む。光バンドパスフィルタ331は、プローブLD3
24及び励起LD322からの光や雑音光等の不所望な
光を除去するためのものであり、これにより変調された
出力アイドラ光のみをこの光変調器から出力することが
できる。また、このような不要な光を除去することによ
って、例えば、励起LD322からの励起光によって光
増幅器332の動作が飽和することが回避され、光ファ
イバ321内で生じた出力アイドラ光を十分に増幅する
ことができる。また、一般に励起LD322からの励起
光の強度はプローブ光及び出力アイドラ光の強度に比べ
て極めて高いので、光バンドパスフィルタ331を用い
て励起光等の不要な光を除去することによって、高強度
な励起光が後段の光伝送路内でさらに非線形光学効果を
生じさせる恐れがない。さらに、光バンドパスフィルタ
331で不要な光を除去することによって、変調された
出力アイドラ光に基づき受信側で復調信号を再生するに
際して、励起光の存在による復調の困難を排除すること
ができる。尚、励起LD322から供給される励起光の
強度が十分に高い場合には、光ファイバ321に供給さ
れたプローブ光の強度よりも光ファイバ321内で発生
する出力アイドラ光の強度が高くなることがあるので、
このような増幅作用が生じている場合には、光増幅器3
22は用いなくてもよい。
FIG. 34 is a block diagram showing a third embodiment of the optical modulator of the present invention. This embodiment compares the phase conjugate light (output idler light) generated in the optical fiber 321 with the optical bandpass filter 33 as compared with the first embodiment of FIG.
1 and the optical amplifier 332 are sent to an optical transmission line (not shown) through this order. Optical amplifier 33
2 is, for example, a linear optical amplifier. One configuration example of the optical amplifier 332 is a doped fiber doped with a rare earth element such as Er (erbium), a pump light source for outputting pump light, and light for amplifying the pump light (here, output idler light). And means for feeding the doped fiber. The optical bandpass filter 331 includes a probe LD3.
This is for removing undesired light such as light from 24 and the pump LD 322 and noise light, and only the output idler light modulated by this can be output from this optical modulator. Further, by removing such unnecessary light, it is possible to prevent the operation of the optical amplifier 332 from being saturated by the pumping light from the pumping LD 322, and to sufficiently amplify the output idler light generated in the optical fiber 321. can do. In general, the intensity of the excitation light from the excitation LD 322 is extremely higher than the intensities of the probe light and the output idler light. Therefore, by removing unnecessary light such as the excitation light using the optical bandpass filter 331, the high intensity can be obtained. There is no fear that such excitation light will cause a further nonlinear optical effect in the optical transmission line in the subsequent stage. Furthermore, by removing unnecessary light with the optical bandpass filter 331, it is possible to eliminate the difficulty of demodulation due to the presence of pump light when the demodulated signal is reproduced on the receiving side based on the modulated output idler light. When the intensity of the pump light supplied from the pump LD 322 is sufficiently high, the intensity of the output idler light generated in the optical fiber 321 may be higher than the intensity of the probe light supplied to the optical fiber 321. Because there is
When such an amplifying action occurs, the optical amplifier 3
22 may not be used.

【0130】図35は本発明の光変調器の第4実施例を
示すブロック図である。この実施例は、図32の第1実
施例に対比して、励起LD322と光カプラ323のポ
ート323Bとの間に偏光スクランブラ341を設けて
いる点で特徴付けられる。一般にシングルモードファイ
バの伝搬モードには、偏光面が互いに直交する2つの偏
光モードが存在し、各種の外乱の影響によりこれら2つ
の偏光モードが結合して、結果としてシングルモードフ
ァイバの第1端に供給される光の偏光状態はこのシング
ルモードファイバの第2端から出力される光の偏光状態
に一致しない。従って、本発明の光変調器を光中継器に
内蔵させる場合等のように、プローブLD324からの
プローブ光が比較的長いシングルモードファイバを介し
て光カプラ323に供給されているような場合には、非
線形光学媒質としての光ファイバ321に供給されるプ
ローブ光の偏光状態は、環境変化等によって時間ととも
に変動する。一方、前述した出力アイドラ光(位相共役
光)の発生原理から明らかなように、プローブ光から位
相共役光への変換効率は、非線形光学媒質に供給される
プローブ光の偏光状態と励起光の偏光状態との関係に依
存する。図35の第4実施例によると、励起LD322
からの励起光を偏光スクランブラ341を介してプロー
ブ光と合流させるようにしているので、供給されるプロ
ーブ光の偏光状態が時間とともに変動する場合でも、プ
ローブ光から位相共役光への変換効率を一定にして光変
調器の動作を安定にすることができる。
FIG. 35 is a block diagram showing a fourth embodiment of the optical modulator of the present invention. This embodiment is characterized in that a polarization scrambler 341 is provided between the pump LD 322 and the port 323B of the optical coupler 323 as compared with the first embodiment of FIG. In general, the propagation mode of a single-mode fiber has two polarization modes whose polarization planes are orthogonal to each other, and these two polarization modes are combined by the influence of various disturbances, resulting in the first end of the single-mode fiber. The polarization state of the supplied light does not match the polarization state of the light output from the second end of the single mode fiber. Therefore, in the case where the probe light from the probe LD 324 is supplied to the optical coupler 323 via a relatively long single mode fiber, as in the case where the optical modulator of the present invention is built in an optical repeater, etc. The polarization state of the probe light supplied to the optical fiber 321 as the nonlinear optical medium changes with time due to environmental changes and the like. On the other hand, as is clear from the above-mentioned generation principle of the output idler light (phase conjugate light), the conversion efficiency from the probe light to the phase conjugate light depends on the polarization state of the probe light supplied to the nonlinear optical medium and the polarization of the excitation light. It depends on the relationship with the state. According to the fourth embodiment of FIG. 35, the pump LD 322
Since the excitation light from the probe light is merged with the probe light via the polarization scrambler 341, even if the polarization state of the supplied probe light changes with time, the conversion efficiency from the probe light to the phase conjugate light can be improved. It can be kept constant to stabilize the operation of the optical modulator.

【0131】偏光スクランブラ341は、1/2波長板
及び1/4波長板等を用いて通常通り構成され、例え
ば、励起LD322から供給される励起光がほぼ直線偏
光である場合にその偏光面を回転するように機能する。
供給されるプローブ光の偏光状態の環境条件の変化等に
起因する変動は比較的ゆっくりであるので、偏光スクラ
ンブラ341の動作周波数(例えば偏光面の回転周期の
逆数)を1〜100KHz程度に設定しておくことによ
って、十分に偏光依存性を排除することができる。この
例では、励起LD322から供給される励起光に対して
偏光スクランブラ341を作用させているが、偏光スク
ランブラをプローブ光に対して作用させるようにしても
よい。
The polarization scrambler 341 is normally constructed by using a half-wave plate and a quarter-wave plate, and for example, when the pumping light supplied from the pumping LD 322 is substantially linearly polarized light, its polarization plane is Function to rotate.
Since the fluctuation of the polarization state of the supplied probe light due to the change of the environmental condition is relatively slow, the operating frequency of the polarization scrambler 341 (for example, the reciprocal of the rotation period of the polarization plane) is set to about 1 to 100 KHz. By doing so, the polarization dependence can be sufficiently eliminated. In this example, the polarization scrambler 341 acts on the excitation light supplied from the excitation LD 322, but the polarization scrambler may act on the probe light.

【0132】図36は本発明の光変調器の第5実施例を
示すブロック図である。この実施例では、プローブLD
324から供給されたプローブ光を偏光面が互いに直交
する第1及び第2偏光成分に分離する偏光ビームスプリ
ッタ351と、偏光ビームスプリッタ351からの第1
及び第2偏光成分に基づいてそれぞれ位相共役光(出力
アイドラ光)を発生させる位相共役光発生器352及び
353と、位相共役光発生器352及び353からの各
位相共役光を合流させる偏光合成器354とが用いられ
る。偏光合成器354は例えば偏光ビームスプリッタで
あり、偏光合成器354で合成された位相共役光は図示
しない光伝送路に送出される。位相共役光発生器352
及び353としては、例えば、図32の第1実施例の構
成からプローブLD324及び変調回路325を除いた
ものを用いることができる。位相共役光発生器352及
び353における励起光を変調するために、変調回路3
25′が設けられている。
FIG. 36 is a block diagram showing a fifth embodiment of the optical modulator of the present invention. In this embodiment, the probe LD
A polarization beam splitter 351 for separating the probe light supplied from 324 into first and second polarization components whose polarization planes are orthogonal to each other, and a first polarization beam splitter 351
And phase conjugate light generators 352 and 353 that generate phase conjugate light (output idler light) based on the second polarization component, and a polarization combiner that merges the phase conjugate light from the phase conjugate light generators 352 and 353, respectively. And 354 are used. The polarization combiner 354 is, for example, a polarization beam splitter, and the phase conjugate light combined by the polarization combiner 354 is sent to an optical transmission line (not shown). Phase conjugate light generator 352
As 353 and 353, for example, the one obtained by removing the probe LD 324 and the modulation circuit 325 from the configuration of the first embodiment of FIG. 32 can be used. In order to modulate the excitation light in the phase conjugate light generators 352 and 353, the modulation circuit 3
25 'is provided.

【0133】この実施例によると、各位相共役光発生器
352及び353に供給されるプローブ光の第1及び第
2偏光成分はともに直線偏光であるから、位相共役光発
生器352及び353において、供給されたプローブ光
(第1又は第2偏光成分)の偏光状態を励起光の偏光状
態に一致させるのが容易であり、偏光依存性を排除する
ことができる。つまり、プローブLD324から供給さ
れるプローブ光の偏光状態の変動にかかわらず、位相共
役光の発生効率を一定にすることができるのである。こ
の実施例では、偏光ビームスプリッタ351から位相共
役光発生器352を経て偏光合成器354に至る光路の
光路長と偏光ビームスプリッタ351から位相共役光発
生器353を経て偏光合成器354に至る光路の光路長
との差を信号の1タイムスロットTにおける光の進行距
離に比べて十分小さくすることが望ましい。例えば、変
調回路325′に供給される情報信号が10Gb/sの
NRZ信号である場合には、その1タイムスロットTに
おける光の進行距離は約2mmとなるから、光路長差はそ
の1/10に相当する0.2mm程度以下に抑えることが
望ましい。
According to this embodiment, the first and second polarization components of the probe light supplied to the phase conjugate light generators 352 and 353 are both linearly polarized light. Therefore, in the phase conjugate light generators 352 and 353, It is easy to match the polarization state of the supplied probe light (first or second polarization component) with the polarization state of the excitation light, and the polarization dependence can be eliminated. That is, the generation efficiency of the phase conjugate light can be made constant regardless of the change in the polarization state of the probe light supplied from the probe LD 324. In this embodiment, the optical path length of the optical path from the polarization beam splitter 351 to the polarization combiner 352 to the polarization combiner 354 and the optical path from the polarization beam splitter 351 to the polarization combiner 353 to the polarization combiner 354. It is desirable to make the difference from the optical path length sufficiently smaller than the traveling distance of light in one time slot T of the signal. For example, when the information signal supplied to the modulation circuit 325 'is an NRZ signal of 10 Gb / s, the traveling distance of light in one time slot T is about 2 mm, so the optical path length difference is 1/10 of that. It is desirable to suppress the thickness to about 0.2 mm or less, which corresponds to

【0134】図37は本発明の光変調器の第6実施例を
示す図である。プローブ光/励起光供給手段としては光
カプラ323が用いられ、非線形光学媒質としては偏波
保持ファイバ355が用いられている。プローブLD3
24からのプローブ光と励起LD322からの励起光
は、光カプラ323で合流されて偏波保持ファイバ35
5に入力する。励起光は予め定められた偏波面を有する
実質的な直線偏光であり、この予め定められた偏波面が
偏波保持ファイバ355の主軸に対してほぼ45°傾斜
するように励起LD322の配置等が設定される。こう
しておくと、励起光パワーの偏波保持ファイバ内での直
交2偏波成分を等しく一定に保つことができるので、任
意の偏光状態のプローブ光に対して出力アイドラ光の生
成効率を安定に保つことができる。
FIG. 37 is a diagram showing a sixth embodiment of the optical modulator of the present invention. An optical coupler 323 is used as the probe light / excitation light supply means, and a polarization maintaining fiber 355 is used as the nonlinear optical medium. Probe LD3
The probe light from the pump light 24 and the pump light from the pump LD 322 are merged by the optical coupler 323 to form the polarization maintaining fiber 35.
Enter in 5. The pumping light is substantially linearly polarized light having a predetermined plane of polarization, and the pumping LD 322 is arranged so that the predetermined plane of polarization is inclined by about 45 ° with respect to the main axis of the polarization maintaining fiber 355. Is set. By doing so, it is possible to keep the two orthogonal polarization components of the pumping light power in the polarization maintaining fiber equal and constant, so that the generation efficiency of the output idler light is stably maintained for the probe light in any polarization state. be able to.

【0135】図37の実施例では、非線形光学媒質とし
て使用される偏波保持ファイバ355の長さが長くなる
のに従って、偏波保持ファイバ355の2つの主軸方向
の偏波に対する屈折率のわずかな違いによる位相ずれが
生じる可能性があるので、励起光パワーを高くするか或
いは偏波保持ファイバ355の非線形定数を大きくする
ことによって、短い偏波保持ファイバ355で足りるよ
うにすることが望ましい。この直交2偏波成分間の位相
ずれの程度は、偏波保持ファイバ355の材料や構造に
より決定される。標準的なファイバにおいては、10m
の長さに対して17psのずれが発生する。従って、ビ
ットレートが60Gb/s程度の信号に対して1ビット
の偏波分散となって現れる。この場合、実際に伝送可能
な信号の伝送速度は10Gb/s程度になる。偏波保持
ファイバ355の長さが長くなればさらに伝送可能な信
号の伝送速度は低下する。次に、非線形光学媒質として
の偏波保持ファイバの長さを短くすることなしに高ビッ
トレートの信号に対応可能な実施例を説明する。
In the embodiment of FIG. 37, as the length of the polarization maintaining fiber 355 used as the non-linear optical medium increases, the refractive index of the polarization maintaining fiber 355 with respect to the polarized waves in the two principal axis directions becomes small. Since a phase shift may occur due to the difference, it is desirable that the short polarization-maintaining fiber 355 be sufficient by increasing the pumping light power or increasing the nonlinear constant of the polarization-maintaining fiber 355. The degree of phase shift between the two orthogonal polarization components is determined by the material and structure of the polarization maintaining fiber 355. 10 m for standard fiber
A deviation of 17 ps occurs with respect to the length. Therefore, 1-bit polarization dispersion appears for a signal with a bit rate of about 60 Gb / s. In this case, the transmission rate of the signal that can be actually transmitted is about 10 Gb / s. The longer the polarization-maintaining fiber 355, the lower the transmission speed of the transmittable signal. Next, an embodiment will be described in which a high bit rate signal can be handled without shortening the length of the polarization maintaining fiber as the nonlinear optical medium.

【0136】図38は本発明の光変調器の第7実施例を
示すブロック図である。この実施例は、図37の実施例
と対比して、非線形光学媒質がほぼ同じ長さの2本の偏
波保持ファイバ355A及び355Bからなる点で特徴
付けられる。偏波保持ファイバ355A及び355Bは
これらの主軸同士が互いに直交するように接続される。
励起光は予め定められた偏波面を有する実質的な直線偏
光である。光カプラ323で合流したプローブ光と励起
光は、偏波保持ファイバ355Aの第1端に供給され
る。ここで、励起光の偏波面が偏波保持ファイバ355
Aの主軸に対してほぼ45°傾斜するように、励起LD
322の配置等が設定される。偏波保持ファイバ355
Aの第2端は偏波保持ファイバ355Bの第1端に接続
されている。偏波保持ファイバ355Bの第2端から
は、偏波保持ファイバ355A及び355B内で生じた
変調された位相共役光が出力する。この実施例では、ほ
ぼ同じ特性を有する偏波保持ファイバ355A及び35
5Bの長さを等しく設定しているので、偏波保持ファイ
バ355Aで生じた直交2偏波成分間の位相ずれは偏波
保持ファイバ355Bにおいて生じる直交2偏波成分間
の位相ずれと相殺され、偏波保持ファイバ355A及び
355Bの総長が長い場合でも、これによって信号の伝
送速度が制限されることがない。
FIG. 38 is a block diagram showing a seventh embodiment of the optical modulator of the present invention. This embodiment is characterized in that the nonlinear optical medium is composed of two polarization maintaining fibers 355A and 355B of approximately the same length, as compared with the embodiment of FIG. The polarization maintaining fibers 355A and 355B are connected so that their main axes are orthogonal to each other.
The excitation light is substantially linearly polarized light having a predetermined plane of polarization. The probe light and the pumping light combined by the optical coupler 323 are supplied to the first end of the polarization maintaining fiber 355A. Here, the polarization plane of the pumping light is the polarization maintaining fiber 355.
Excitation LD so that it is tilted about 45 ° to the main axis of A
The arrangement of 322 and the like are set. Polarization maintaining fiber 355
The second end of A is connected to the first end of the polarization maintaining fiber 355B. The modulated phase conjugate light generated in the polarization maintaining fibers 355A and 355B is output from the second end of the polarization maintaining fiber 355B. In this embodiment, polarization maintaining fibers 355A and 35 having substantially the same characteristics are used.
Since the lengths of 5B are set equal, the phase shift between the two orthogonal polarization components generated in the polarization maintaining fiber 355A is canceled by the phase shift between the two orthogonal polarization components generated in the polarization maintaining fiber 355B. Even if the total length of the polarization maintaining fibers 355A and 355B is long, this does not limit the signal transmission rate.

【0137】図39は本発明の光変調器の第8実施例を
示すブロック図である。励起光源として励起LD322
が用いられ、非線形光学媒質として光ファイバ321が
用いられている点は前述の図32乃至図35の実施例と
同じである。この実施例では、プローブ光及び励起光を
光ファイバ321に双方向に導波させるために、プロー
ブ光/励起光供給手段は、光カプラ361と偏光ビーム
スプリッタ362とを含む。光カプラ361はポート3
61A,361B及び361Cを有し、ポート361A
及び361Bに供給された光をポート361Cから出力
する。ポート361AにはプローブLD324が接続さ
れ、ポート361Bには励起LD322が接続される。
偏光ビームスプリッタ362はポート362A,362
B,362C及び362Dを有し、ポート362A及び
362Bに供給された光を直交2偏光成分に偏光分離
し、これらの2偏光成分をそれぞれポート362C及び
362Dから出力する。また、偏光ビームスプリッタ3
62は、ポート362C及び362Dに供給された光を
直交2偏光成分に偏光分離し、これらの2偏光成分をそ
れぞれポート362A及び362Bから出力する。ポー
ト362Aには光カプラ361のポート361Cが接続
され、ポート362Bには図示しない光伝送路が接続さ
れ、ポート362C及び362D間には光ファイバ32
1が接続される。光ファイバ321の途中には、1/4
波長板及び1/2波長板等を用いて通常通り構成される
偏光制御器363が設けられており、この偏光制御器3
63は光ファイバ321に供給された光の偏光状態と光
ファイバ321から出力する光の偏光状態とが一致する
ような制御を行う。
FIG. 39 is a block diagram showing an eighth embodiment of the optical modulator of the present invention. Excitation LD322 as an excitation light source
Is used, and the optical fiber 321 is used as the non-linear optical medium, which is the same as the above-described embodiments of FIGS. In this embodiment, the probe light / excitation light supply means includes an optical coupler 361 and a polarization beam splitter 362 for bidirectionally guiding the probe light and the excitation light to the optical fiber 321. Optical coupler 361 is port 3
61A, 361B and 361C with port 361A
And the light supplied to 361B are output from the port 361C. The probe LD 324 is connected to the port 361A, and the excitation LD 322 is connected to the port 361B.
The polarization beam splitter 362 has ports 362A and 362.
B, 362C and 362D, the light supplied to the ports 362A and 362B is polarized and separated into two orthogonal polarization components, and these two polarization components are output from the ports 362C and 362D, respectively. In addition, the polarization beam splitter 3
The reference numeral 62 denotes polarization splitting of the light supplied to the ports 362C and 362D into orthogonal two polarization components, and outputs these two polarization components from the ports 362A and 362B, respectively. The port 362A is connected to the port 361C of the optical coupler 361, the port 362B is connected to an optical transmission line (not shown), and the optical fiber 32 is provided between the ports 362C and 362D.
1 is connected. 1/4 in the middle of the optical fiber 321
A polarization controller 363 configured as usual using a wave plate and a half wave plate is provided.
Reference numeral 63 performs control such that the polarization state of the light supplied to the optical fiber 321 and the polarization state of the light output from the optical fiber 321 match.

【0138】光カプラ361に供給されたプローブ光は
励起LD322からの励起光と合流され、これらプロー
ブ光及び励起光は、偏光ビームスプリッタ362で第1
偏光成分とこの第1偏光成分の偏光面に直交する偏光面
を有する第2偏光成分とに分離される。第1及び第2偏
光成分は、それぞれ光ファイバ321を互いに逆方向に
伝搬して、さらにもう一度偏光ビームスプリッタ362
を通過するときに偏光合成されてポート362Bから出
力される。励起LD322から出力される励起光の偏光
面は、偏光ビームスプリッタ362で分離される第1及
び第2偏光成分への、励起LD322からの励起光の分
配比が1:1になるように、設定される。即ち、偏光ビ
ームスプリッタ362のポート362Aに供給される励
起光の偏光面は、第1及び第2偏光成分の偏光面に対し
てそれぞれほぼ45°傾斜するように、励起LD322
が設定される。こうしておくと、光ファイバ321に互
いに逆方向に導波されるプローブ光の直交2偏光成分に
対して、励起光の直交2偏光成分がそれぞれ一致した偏
光面でもって作用するので、光ファイバ321内で互い
に逆方向に発生した位相共役光を偏光ビームスプリッタ
362で合成してポート362Bから出力したときに、
供給されたプローブ光の偏光状態の変動にかかわらず一
定の変換効率で位相共役光を得ることができる。
The probe light supplied to the optical coupler 361 is merged with the pump light from the pump LD 322, and the probe light and the pump light are first combined by the polarization beam splitter 362.
It is separated into a polarization component and a second polarization component having a polarization plane orthogonal to the polarization plane of the first polarization component. The first and second polarization components propagate through the optical fiber 321 in the opposite directions to each other, and again the polarization beam splitter 362.
When the light passes through, the polarized light is combined and output from the port 362B. The polarization plane of the pumping light output from the pumping LD 322 is set so that the distribution ratio of the pumping light from the pumping LD 322 to the first and second polarization components separated by the polarization beam splitter 362 is 1: 1. To be done. That is, the pumping LD 322 is arranged so that the polarization planes of the excitation light supplied to the port 362A of the polarization beam splitter 362 are inclined by approximately 45 ° with respect to the polarization planes of the first and second polarization components.
Is set. By doing so, the orthogonal two-polarization components of the probe light that are guided in opposite directions to the optical fiber 321 act on the polarization planes in which the two orthogonal polarization components of the excitation light match, so that inside the optical fiber 321. When the phase conjugate light beams generated in the opposite directions are combined by the polarization beam splitter 362 and output from the port 362B,
It is possible to obtain the phase conjugate light with a constant conversion efficiency regardless of the change in the polarization state of the supplied probe light.

【0139】図40は本発明の光変調器の第9実施例を
示すブロック図である。この実施例は、図39の実施例
と対比して、非線形光学媒質として偏波保持ファイバ3
21′を用いている点で特徴付けられる。偏波保持ファ
イバ321′は、偏波保持ファイバ321′に供給され
た光の偏光状態が偏波保持ファイバ321′から出力さ
れる光の偏光状態に一致するように、偏光ビームスプリ
ッタ362に接続される。この場合、偏波保持ファイバ
321′の主軸は、偏光ビームスプリッタ362で偏光
分離される直線偏光の偏光面に平行である。この実施例
によると、図39の偏波制御器363が不要になるの
で、装置の構成を簡単にすることができる。
FIG. 40 is a block diagram showing a ninth embodiment of the optical modulator of the present invention. This embodiment is different from the embodiment of FIG. 39 in that the polarization maintaining fiber 3 is used as the nonlinear optical medium.
21 'is used. The polarization maintaining fiber 321 'is connected to the polarization beam splitter 362 so that the polarization state of the light supplied to the polarization maintaining fiber 321' matches the polarization state of the light output from the polarization maintaining fiber 321 '. It In this case, the main axis of the polarization maintaining fiber 321 'is parallel to the plane of polarization of the linearly polarized light that is polarized and separated by the polarization beam splitter 362. According to this embodiment, since the polarization controller 363 of FIG. 39 is unnecessary, the structure of the device can be simplified.

【0140】図41は本発明の光変調器の第10実施例
を示すブロック図である。非線形光学媒質としての光フ
ァイバ321と、励起LD322と、プローブLD32
4と、偏光ビームスプリッタ362と、偏光制御器36
3とが用いられている点は、図39の実施例と同じであ
る。この実施例では、位相共役光の発生に際して消費さ
れずに残った励起光を発生した位相共役光と分離するた
めに、プローブ光/励起光供給手段は、光カプラ371
と1/2波長板373と偏光ビームスプリッタ362と
を含む。また、励起光を供給するポートと位相共役光を
取り出すポートとを分離するために、プローブ光/励起
光供給手段はさらに光サーキュレータ372を含む。光
サーキュレータ372は3つのポート372A,372
B及び372Cを有し、ポート372Aに供給された光
をポート372Bから出力し、ポート372Bに供給さ
れた光をポート372Cから出力し、ポート372Cに
供給された光をポート372Aから出力するように機能
する。ポート372AにはプローブLD324が接続さ
れ、ポート372Cは図示しない光伝送路に接続され
る。光カプラ371は4つのポート371A,371
B,371C及び371Dを有し、ポート371A及び
371Bに供給された光を等分配してポート371C及
び371Dから出力し、ポート371C及び371Dに
供給された光を等分配してポート371A及び371B
から出力する。光カプラ371としては、例えばハーフ
ミラーやファイバ融着型のものが用いられる。ポート3
71Aには励起LD322が接続され、ポート371B
にはサーキュレータ372のポート372Bが接続さ
れ、ポート371Dは偏光ビームスプリッタ362のポ
ート362Bに接続される。1/2波長板373は光カ
プラ371のポート371Cと偏光ビームスプリッタ3
62のポート362Aの間の光路に挿入され、この1/
2波長板373は供給された光の偏光面を90°回転さ
せる。この実施例では、光カプラ371のポート371
Aに供給される励起光の偏光状態と、プローブLD32
4から光サーキュレータ372を介して光カプラ371
のポート371Bに供給されるプローブ光の偏光状態と
が一致するようにされている。
FIG. 41 is a block diagram showing a tenth embodiment of the optical modulator of the present invention. An optical fiber 321 as a nonlinear optical medium, a pump LD 322, and a probe LD 32
4, the polarization beam splitter 362, and the polarization controller 36
39 is the same as the embodiment of FIG. 39. In this embodiment, the probe light / excitation light supply means is provided with an optical coupler 371 in order to separate the excitation light remaining without being consumed when the phase conjugate light is generated from the generated phase conjugate light.
And a half-wave plate 373 and a polarization beam splitter 362. The probe light / excitation light supply means further includes an optical circulator 372 in order to separate the port for supplying the excitation light and the port for extracting the phase conjugate light. The optical circulator 372 has three ports 372A and 372.
B and 372C, so that the light supplied to the port 372A is output from the port 372B, the light supplied to the port 372B is output from the port 372C, and the light supplied to the port 372C is output from the port 372A. Function. The probe LD 324 is connected to the port 372A, and the port 372C is connected to an optical transmission line (not shown). The optical coupler 371 has four ports 371A and 371.
B, 371C and 371D, the lights supplied to the ports 371A and 371B are equally distributed and output from the ports 371C and 371D, and the lights supplied to the ports 371C and 371D are equally distributed to the ports 371A and 371B.
Output from. As the optical coupler 371, for example, a half mirror or a fiber fusion type is used. Port 3
Excitation LD 322 is connected to 71A and port 371B
Is connected to the port 372B of the circulator 372, and the port 371D is connected to the port 362B of the polarization beam splitter 362. The half-wave plate 373 is connected to the port 371C of the optical coupler 371 and the polarization beam splitter 3
62 is inserted in the optical path between the ports 362A of the 62.
The two-wave plate 373 rotates the polarization plane of the supplied light by 90 °. In this embodiment, the port 371 of the optical coupler 371 is used.
The polarization state of the excitation light supplied to A and the probe LD32
4 to the optical coupler 371 via the optical circulator 372.
The polarization state of the probe light supplied to the port 371B is matched.

【0141】いま、これらの励起光及びプローブ光がそ
れぞれ紙面に垂直な偏光面を有する直線偏光であるとし
てこの実施例における動作を説明する。光カプラ371
のポート371A及び371Bにそれぞれ供給された励
起光及びプローブ光は、等分配されてポート371C及
び371Dから出力する。ポート371Cから出力され
たプローブ光及び励起光は、1/2波長板373で偏光
面を90°回転させられ、紙面に平行な偏光面を有する
直線偏光として偏光ビームスプリッタ362のポート3
62Aに供給される。ポート362Aに供給されたプロ
ーブ光及び励起光は、ポート362Dから光ファイバ3
21に供給され、光ファイバ321内で図の反時計回り
に伝搬するときに同方向に位相共役光が発生する。この
位相共役光と残留した励起光は、ポート362Cから偏
光ビームスプリッタ362に供給されポート362Bか
ら出力する。一方、光カプラ371のポート371Dか
ら偏光ビームスプリッタ362のポート362Bに供給
されたプローブ光及び励起光は、紙面に垂直な偏光面を
有しているので、これらプローブ光及び励起光は、ポー
ト362Dから光ファイバ321に供給され、光ファイ
バ321内で図中の反時計回りに伝搬するときに位相共
役光が発生する。この位相共役光と残留した励起光は、
ポート362Cから偏光ビームスプリッタ362に供給
され、ポート362Aから出力される。ポート362A
から1/2波長板373に供給された位相共役光及び励
起光は、偏光面を90°回転させられて紙面に平行な直
線偏光として光カプラ371のポート371Cに供給さ
れる。1/2波長板373からポート371Cに供給さ
れる励起光及び位相共役光と偏光ビームスプリッタ36
2のポート362Bから光カプラ371のポート371
Dに供給される励起光及び位相共役光とは、ともに紙面
に平行な偏光面を有しており、且つ、これらが経てきた
光路の長さは完全に一致する。従って、光カプラ371
においてポート371C及び371Dに供給された励起
光及び位相共役光のうち、励起光は主としてポート37
1Aから出力され、位相共役光は主としてポート371
Bから出力される。光カプラ371のポート371Bか
ら出力された光は、光サーキュレータ372を介して図
示しない光伝送路に送出される。
Now, the operation of this embodiment will be described on the assumption that the excitation light and the probe light are linearly polarized light having polarization planes perpendicular to the plane of the drawing. Optical coupler 371
The excitation light and the probe light respectively supplied to the ports 371A and 371B are output from the ports 371C and 371D after being equally distributed. The probe light and the pumping light output from the port 371C have their polarization planes rotated by 90 ° by the ½ wavelength plate 373, and are converted into linearly polarized light having a polarization plane parallel to the paper surface by the port 3 of the polarization beam splitter 362.
62A. The probe light and the excitation light supplied to the port 362A are supplied from the port 362D to the optical fiber
The phase conjugate light is generated in the same direction when being supplied to the optical fiber 21 and propagating counterclockwise in the figure in the optical fiber 321. The phase conjugate light and the remaining pumping light are supplied to the polarization beam splitter 362 from the port 362C and output from the port 362B. On the other hand, since the probe light and the excitation light supplied from the port 371D of the optical coupler 371 to the port 362B of the polarization beam splitter 362 have a polarization plane perpendicular to the paper surface, the probe light and the excitation light are transmitted to the port 362D. Is supplied to the optical fiber 321, and phase conjugate light is generated when propagating in the optical fiber 321 counterclockwise in the figure. This phase conjugate light and the remaining excitation light are
It is supplied to the polarization beam splitter 362 from the port 362C and is output from the port 362A. Port 362A
The phase conjugate light and the excitation light supplied to the half-wave plate 373 from are rotated the polarization plane by 90 ° and are supplied to the port 371C of the optical coupler 371 as linearly polarized light parallel to the paper surface. The excitation light and the phase conjugate light supplied from the half-wave plate 373 to the port 371C and the polarization beam splitter 36.
2 port 362B to optical coupler 371 port 371
The excitation light and the phase conjugate light supplied to D both have a polarization plane parallel to the paper surface, and the lengths of the optical paths they have traveled are completely the same. Therefore, the optical coupler 371
Of the pumping light and the phase conjugate light supplied to the ports 371C and 371D in, the pumping light is mainly the port 37
The phase conjugate light output from 1A is mainly port 371.
It is output from B. The light output from the port 371B of the optical coupler 371 is sent to an optical transmission line (not shown) via the optical circulator 372.

【0142】本実施例によると、非線形光学媒質として
の光ファイバ321内での位相共役光の発生に際して残
留した励起光と発生した位相共役光とを、光フィルタ
(例えば図34の光バンドパスフィルタ331)を用い
ることなしに分離することができる。位相共役光の発生
に際して用いられる励起光の強度はプローブ光及び発生
した位相共役光の強度に比べて極めて高いので、このよ
うな高強度の励起光を位相共役光と分離する上で、図4
1の実施例は有用である。
According to this embodiment, the pumping light remaining when the phase conjugate light is generated in the optical fiber 321 as the nonlinear optical medium and the phase conjugate light generated are used as an optical filter (for example, the optical bandpass filter of FIG. 34). It can be separated without using 331). Since the intensity of the excitation light used when generating the phase conjugate light is extremely higher than the intensities of the probe light and the generated phase conjugate light, in order to separate such high intensity excitation light from the phase conjugate light, FIG.
One example is useful.

【0143】以上説明した実施例では、プローブ光は1
つであるが、周波数分割多重された複数のプローブ光に
対しても本発明を適用可能である。
In the embodiment described above, the probe light is 1
However, the present invention is also applicable to a plurality of probe lights that are frequency division multiplexed.

【0144】図42は本発明の光変調器の第11実施例
を示すブロック図である。シングルモードファイバSM
F−1からのプローブ光は、光カプラ382の第1ポー
トに入力する。光ファイバ382の第2ポートには、情
報信号源384により変調される励起光源386からの
励起光が、偏波制御器388を介して供給される。光カ
プラ382で加え合わされたプローブ光及び励起光が非
線形光学媒質390に入力すると、ここで位相共役光が
発生し、この位相共役光は光カプラ392で2分岐され
る。分岐された一方の位相共役光は、シングルモードフ
ァイバSMF−2に送出され、分岐された他方の位相共
役光は光フィルタ394を通って受光器396で電気信
号に変換される。比較器398は、受光器396の出力
レベルが最大になるように、励起光の偏波状態と励起光
源386の発振波長とを制御する。励起光の波長は、励
起光源386として使用されるレーザダイオードの温度
やバイアス電流により制御される。
FIG. 42 is a block diagram showing an eleventh embodiment of the optical modulator of the present invention. Single mode fiber SM
The probe light from F-1 is input to the first port of the optical coupler 382. The pumping light from the pumping light source 386 modulated by the information signal source 384 is supplied to the second port of the optical fiber 382 via the polarization controller 388. When the probe light and pumping light added by the optical coupler 382 are input to the nonlinear optical medium 390, phase conjugate light is generated here, and this phase conjugate light is branched into two by the optical coupler 392. One of the branched phase conjugate lights is sent to the single mode fiber SMF-2, and the other branched phase conjugate light passes through the optical filter 394 and is converted into an electric signal by the light receiver 396. The comparator 398 controls the polarization state of the pump light and the oscillation wavelength of the pump light source 386 so that the output level of the light receiver 396 becomes maximum. The wavelength of the excitation light is controlled by the temperature of the laser diode used as the excitation light source 386 and the bias current.

【0145】この実施例によると、励起光の偏光状態を
プローブ光の偏光状態に合わせて能動的に制御するよう
にしているので、プローブ光の偏光状態にかかわらず安
定した変換効率で位相共役光を発生させることができ
る。
According to this embodiment, the polarization state of the excitation light is actively controlled in accordance with the polarization state of the probe light, so that the phase conjugate light can be converted with stable conversion efficiency regardless of the polarization state of the probe light. Can be generated.

【0146】以上説明した本発明の光変調器の実施例で
は、プローブ光源を非線形光学媒質の比較的近くに設置
してこの光変調器を送信局に適用しているが、この光変
調器は中継局にも適用可能である。即ち、送信局から送
られてきたプローブ光を中継局で励起光(変調されてい
る)とともに非線形光学媒質に入力することで、非線形
光学媒質において生じる位相共役光に情報の書き込みを
行うことができるのである。
In the above-described embodiment of the optical modulator of the present invention, the probe light source is installed relatively close to the nonlinear optical medium and this optical modulator is applied to the transmitting station. It is also applicable to relay stations. That is, by inputting the probe light sent from the transmitting station to the nonlinear optical medium together with the pumping light (modulated) at the relay station, information can be written in the phase conjugate light generated in the nonlinear optical medium. Of.

【0147】本発明は以下の付記を含むものである。The present invention includes the following supplementary notes.

【0148】(付記1) 非線形光学媒質(1) と、励起
光を出力する励起光源(2) と、信号光入力ポート(3) に
供給された入力信号光を上記励起光源(2) からの上記励
起光とともに上記非線形光学媒質(1) に供給する信号光
/励起光供給手段(4)と、上記非線形光学媒質(1) に供
給された上記入力信号光及び上記励起光の相互作用によ
り発生した出力信号光及び位相共役光を抽出してそれぞ
れ信号光出力ポート(5) 及び位相共役光出力ポート(6)
から出力する信号光/位相共役光抽出手段(7) とを備え
た位相共役光発生装置。
(Supplementary Note 1) The nonlinear optical medium (1), the pumping light source (2) for outputting pumping light, and the input signal light supplied to the signal light input port (3) are fed from the pumping light source (2). Generated by the interaction between the signal light / pumping light supply means (4) supplied to the nonlinear optical medium (1) together with the pumping light, and the input signal light and the pumping light supplied to the nonlinear optical medium (1). The output signal light and the phase conjugate light are extracted to extract the signal light output port (5) and the phase conjugate light output port (6), respectively.
A phase conjugate light generation device comprising a signal light / phase conjugate light extraction means (7) for outputting from.

【0149】(付記2) 上記非線形光学媒質(1) にお
いては2次の非線形光学効果に基づく光パラメトリック
プロセス又は3次の非線形光学効果に基づく4光波混合
プロセスにより上記位相共役光が発生する付記1に記載
の位相共役光発生装置。
(Supplementary Note 2) In the non-linear optical medium (1), the phase conjugate light is generated by the optical parametric process based on the second-order non-linear optical effect or the four-wave mixing process based on the third-order non-linear optical effect. The phase conjugate light generation device according to 1.

【0150】(付記3) 上記信号光/励起光供給手段
(4) は、上記信号光入力ポート(3)と上記励起光源(2)
と上記非線形光学媒質(1) の第1端とにそれぞれ接続さ
れた第1乃至第3ポート(11A,11B,11C) を有し該第1及
び第2ポート(11A,11B) に供給された光を該第3ポート
(11C) から出力する光カプラ(11)を含む付記1に記載の
位相共役光発生装置。
(Supplementary Note 3) The signal light / pump light supply means
(4) is the signal light input port (3) and the pump light source (2)
And first to third ports (11A, 11B, 11C) connected to the first end of the non-linear optical medium (1), respectively, and supplied to the first and second ports (11A, 11B). Light the third port
The phase conjugate light generation device according to appendix 1, which includes an optical coupler (11) for outputting from (11C).

【0151】(付記4) 上記非線形光学媒質(1) にお
いては片方向励起型の4光波混合により上記位相共役光
が発生し、上記信号光/位相共役光抽出手段(7) は、第
1乃至第3ポート(12A,12B,12C) を有し、該第1ポート
(12A) は上記非線形光学媒質(1) の第2端に接続され、
該第1ポート(12A) に供給された光を2分岐してそれぞ
れ該第2及び第3ポート(12B,12C) から出力する光デバ
イダ(12)と、該光デバイダ(12)の第2ポート(12B) と上
記信号光出力ポート(5) の間の光路に挿入されその通過
帯域は上記出力信号光の周波数を包含する第1の光フィ
ルタ(13)と、上記光デバイダ(12)の第3ポート(12C) と
上記位相共役光出力ポート(6) の間の光路に挿入されそ
の通過帯域は上記位相共役光の周波数を包含する第2の
光フィルタ(14)とを含む付記3に記載の位相共役光発生
装置。
(Supplementary Note 4) In the non-linear optical medium (1), the phase conjugate light is generated by one-way pumping four-wave mixing, and the signal light / phase conjugate light extraction means (7) are It has a third port (12A, 12B, 12C) and the first port
(12A) is connected to the second end of the nonlinear optical medium (1),
An optical divider (12) for branching the light supplied to the first port (12A) into two and outputting the light from the second and third ports (12B, 12C), respectively, and a second port of the optical divider (12) (12B) and the signal light output port (5), the first optical filter (13) is inserted in the optical path and the pass band of which includes the frequency of the output signal light, and the first part of the optical divider (12). The statement 3 further includes a second optical filter (14) which is inserted in the optical path between the 3 port (12C) and the phase conjugate light output port (6) and whose pass band includes the frequency of the phase conjugate light. Phase-conjugate light generator.

【0152】(付記5) 上記励起光源(2) は周波数が
等しい励起光をそれぞれ出力する第1及び第2の励起光
源(21,22) であり、上記信号光/励起光供給手段(4)
は、第1乃至第3ポート(23A,23B,23C) を有し、該第2
ポート(23B) は上記第1の励起光源(21)に接続され、該
第3ポート(23C) は上記非線形光学媒質(1) の第1端に
接続され、該第1及び第2ポート(23A,23B) に供給され
た光を該第3ポート(23C) から出力し、該第3ポート(2
3C) に供給された光を該第1ポート(23A) から出力する
第1の光カプラ(23)と、第1乃至第3ポート(24A,24B,2
4C) を有し、該第1ポート(24A) は上記非線形光学媒質
(1) の第2端に接続され、該第2ポート(24B) は上記第
2の励起光源(22)に接続され、該第1ポート(24A) に供
給された光を該第3ポート(24C) から出力し、該第2ポ
ート(24B) に供給された光を該第1ポート(24A) から出
力する第2の光カプラ(24)とを含む付記1に記載の位相
共役光発生装置。
(Supplementary Note 5) The pumping light source (2) is the first and second pumping light sources (21, 22) which respectively output pumping light having the same frequency, and the signal light / pumping light supply means (4)
Has first to third ports (23A, 23B, 23C), and the second
The port (23B) is connected to the first excitation light source (21), the third port (23C) is connected to the first end of the nonlinear optical medium (1), and the first and second ports (23A) are connected. , 23B) outputs the light supplied from the third port (23C) to the third port (2C).
3C) a first optical coupler (23) for outputting the light supplied from the first port (23A) to the first to third ports (24A, 24B, 2).
4C), and the first port (24A) is the nonlinear optical medium
(1) is connected to the second end, the second port (24B) is connected to the second pumping light source (22), and the light supplied to the first port (24A) is supplied to the third port (24A). 24C) and a second optical coupler (24) for outputting the light supplied to the second port (24B) from the first port (24A), to the phase conjugate light generation device according to appendix 1. .

【0153】(付記6) 上記非線形光学媒質(1) にお
いては双方向励起型の4光波混合により上記位相共役光
が発生し、上記信号光/位相共役光抽出手段(7) は、第
1乃至第3ポート(31A,31B,31C) を有し、該第1ポート
(31A) は上記信号光入力ポート(3) に接続され、該第3
ポート(31C) は上記第1の光カプラ(23)の第1ポート(2
3A) に接続され、その第1ポート(31A) に供給された光
を該第3ポート(31C) から出力し、該第3ポート(31C)
に供給された光を該第2ポート(31B)から出力する光デ
バイダ(31)と、上記第2の光カプラ(24)の第3ポート(2
4C) と上記信号光出力ポート(5) の間の光路に挿入され
その通過帯域は上記出力信号光の周波数を包含する第1
の光フィルタ(32)と、上記光デバイダ(31)の第2ポート
(31B) と上記位相共役光出力ポート(6) の間の光路に挿
入されその通過帯域は上記位相共役光の周波数を包含す
る第2の光フィルタ(33)とを含む付記5に記載の位相共
役光発生装置。
(Supplementary Note 6) In the non-linear optical medium (1), the phase conjugate light is generated by bidirectional pumping four-wave mixing, and the signal light / phase conjugate light extraction means (7) are It has a third port (31A, 31B, 31C) and the first port
(31A) is connected to the signal light input port (3),
The port (31C) is the first port (2) of the first optical coupler (23).
3A), and the light supplied to the first port (31A) is output from the third port (31C), and the third port (31C) is output.
An optical divider (31) for outputting the light supplied to the second port (31B) to the third port (2) of the second optical coupler (24).
4C) is inserted in the optical path between the signal light output port (5) and its pass band includes the first output signal light frequency.
Optical filter (32) and the second port of the optical divider (31)
(31B) and the phase conjugate light output port (6), which is inserted in the optical path and has a pass band of the second optical filter (33) including the frequency of the phase conjugate light. Conjugate light generator.

【0154】(付記7) 上記非線形光学媒質(1) にお
いては双方向励起型の4光波混合により上記位相共役光
が発生し、上記位相共役光出力ポート(6) は第1及び第
2の位相共役光出力ポート(6A,6B) であり、上記信号光
/位相共役光抽出手段(7) は、第1乃至第3ポート(41
A,41B,41C) を有し、該第1ポート(41A) は上記第2の
光カプラ(24)の第3ポート(24C) に接続され、該第1ポ
ート(41A) に供給された光を2分岐してそれぞれ該第2
及び第3ポート(41B,41C) から出力する第1の光デバイ
ダ(41)と、該第1の光デバイダ(41)の第2ポート(41B)
と上記信号光出力ポート(5) の間の光路に挿入されその
通過帯域は上記出力信号光の周波数を包含する第1の光
フィルタ(42)と、上記第1の光デバイダ(41)の第3ポー
ト(41C) と上記第1の位相共役光出力ポート(6A)の間の
光路に挿入されその通過帯域は上記位相共役光の周波数
を包含する第2の光フィルタ(43)と、第1乃至第3ポー
ト(31A,31B,31C) を有し、該第1ポート(31A) は上記信
号光入力ポート(3) に接続され、該第3ポート(31C) は
上記第1の光カプラ(23)の第1ポート(23A) に接続さ
れ、その第1ポート(31A) に供給された光を該第3ポー
ト(31C) から出力し、該第3ポート(31C) に供給された
光を該第2ポート(31B)から出力する第2の光デバイダ
(31)と、該第2の光デバイダ(31)の第2ポート(31B) と
上記第2の位相共役光出力ポート(6B)の間の光路に挿入
されその通過帯域は上記位相共役光の周波数を包含する
第3の光フィルタ(33)とを含む付記5に記載の位相共役
光発生装置。
(Supplementary Note 7) In the non-linear optical medium (1), the phase conjugate light is generated by bidirectional pumping four-wave mixing, and the phase conjugate light output port (6) outputs the first and second phases. Conjugate light output ports (6A, 6B), and the signal light / phase conjugate light extraction means (7) are provided with the first to third ports (41
A, 41B, 41C), the first port (41A) is connected to the third port (24C) of the second optical coupler (24), and the light supplied to the first port (41A) is Is divided into two
And a first optical divider (41) output from the third port (41B, 41C) and a second port (41B) of the first optical divider (41)
A first optical filter (42) inserted in the optical path between the optical signal output port (5) and the signal light output port (5), the pass band of which includes the frequency of the output signal light, and the first optical divider (41). A second optical filter (43) which is inserted into an optical path between the 3 port (41C) and the first phase conjugate light output port (6A) and has a pass band including the frequency of the phase conjugate light; To the third port (31A, 31B, 31C), the first port (31A) is connected to the signal light input port (3), and the third port (31C) is the first optical coupler ( 23) is connected to the first port (23A), the light supplied to the first port (31A) is output from the third port (31C), and the light supplied to the third port (31C) is output. A second optical divider output from the second port (31B)
(31) is inserted into the optical path between the second port (31B) of the second optical divider (31) and the second phase conjugate light output port (6B), and its pass band is the same as that of the phase conjugate light. 6. The phase conjugate light generation device according to appendix 5, including a third optical filter (33) including a frequency.

【0155】(付記8) 入力データに基づき上記励起
光を変調する変調手段(51)をさらに備えた付記1に記載
の位相共役光発生装置。
(Supplementary Note 8) The phase conjugate light generator according to Supplementary Note 1, further comprising a modulation means (51) for modulating the excitation light based on input data.

【0156】(付記9) 上記変調手段(51)は上記励起
光の強度又は振幅を変調する付記8に記載の位相共役光
発生装置。
(Supplementary Note 9) The phase conjugate light generator according to Supplementary Note 8 wherein the modulating means (51) modulates the intensity or amplitude of the excitation light.

【0157】(付記10) 上記変調手段(51)は上記励
起光の周波数を変調する付記8に記載の位相共役光発生
装置。
(Supplementary Note 10) The phase conjugate light generating device according to supplementary note 8, wherein the modulating means (51) modulates the frequency of the excitation light.

【0158】(付記11) 送信局(61)と、受信局(62)
と、該送信局(61)及び該受信局(62)間に敷設された光伝
送路(63)と、該光伝送路(63)の途中に挿入された少なく
とも一つの中継局(64)とを備え、該中継局(64)は請求項
1に記載の位相共役光発生装置(65)を含み、該位相共役
光発生装置(65)は、上記送信局(61)の側から供給された
光を上記入力信号光として受け、上記位相共役光を上記
受信局(62)の側に向けて送出する中継光伝送システム。
(Appendix 11) Transmitting station (61) and receiving station (62)
An optical transmission line (63) laid between the transmitting station (61) and the receiving station (62), and at least one relay station (64) inserted in the middle of the optical transmission line (63), The relay station (64) includes the phase conjugate light generator (65) according to claim 1, and the phase conjugate light generator (65) is supplied from the transmitter station (61) side. A relay optical transmission system that receives light as the input signal light and sends the phase conjugate light toward the receiving station (62).

【0159】(付記12) 上記中継局(64)は入力デー
タに基づき上記励起光を変調する変調手段(66)をさらに
含み、上記入力データは当該中継局(64)の監視データを
含む付記11に記載の中継光伝送システム。
(Additional remark 12) The relay station (64) further includes a modulation means (66) for modulating the pumping light based on input data, and the input data includes monitoring data of the relay station (64). The repeater optical transmission system described in 1.

【0160】(付記13) 上記送信局(61)が送出する
光は伝送データにより変調されており、上記中継局(64)
は、上記位相共役光発生装置(65)から出力される上記出
力信号光を受け上記伝送データに対応した復調データを
再生する復調手段(67)をさらに含む付記11に記載の中
継光伝送システム。
(Supplementary Note 13) The light transmitted from the transmitting station (61) is modulated by the transmission data, and the relay station (64)
The relay optical transmission system according to appendix 11, further comprising demodulation means (67) for receiving the output signal light output from the phase conjugate light generation device (65) and reproducing demodulation data corresponding to the transmission data.

【0161】(付記14) 上記中継局(64)は複数あ
り、該複数の中継局(64)のうち上記送信局(61)の側から
数えて1番目の中継局が有する上記位相共役光発生装置
(65)の上記信号光入力ポート(3) は上記送信局(61)に接
続され、該複数の中継局(64)のうち上記送信局の側から
数えてn(nは1より大きい自然数)番目の中継局が有
する上記位相共役光発生装置(65)の上記信号光入力ポー
ト(3) は(n−1)番目の中継局が有する上記位相共役
光発生装置(65)の上記位相共役光出力ポート(6) に接続
され、該複数の中継局(64)のうち上記受信局(62)の側か
ら数えて1番目の中継局が有する上記位相共役光発生装
置(65)の上記位相共役光出力ポート(6) は上記受信局(6
2)に接続される付記11に記載の中継光伝送システム。
(Supplementary Note 14) There are a plurality of relay stations (64), and the phase conjugate light generation which the first relay station of the plurality of relay stations (64) counted from the transmission station (61) side has is generated. apparatus
The signal light input port (3) of (65) is connected to the transmitting station (61), and n is counted from the transmitting station side of the plurality of relay stations (64) (n is a natural number larger than 1). The signal light input port (3) of the phase conjugate light generator (65) of the th relay station is the phase conjugate light of the phase conjugate light generator (65) of the (n-1) th relay station. The phase conjugate of the phase conjugate light generator (65) connected to the output port (6) and included in the first relay station of the plurality of relay stations (64) counted from the receiving station (62) side. The optical output port (6) is
The repeater optical transmission system according to appendix 11, which is connected to 2).

【0162】(付記15) 第1の光送信機(71)及び第
1の光受信機(72)を有する第1の送受信局(73)と、第2
の光送信機(74)及び第2の光受信機(75)を有する第2の
送受信局(76)と、該第1及び第2の送受信局(73,76) 間
に敷設された上り及び下り光伝送路(77,78) と、該上り
及び下り光伝送路(77,78) の途中に挿入された少なくと
も1つの中継局(79)とを備え、該中継局(79)は付記1に
記載の位相共役光発生装置 (65′) を含み、該位相共役
光発生装置 (65′) の上記励起光源(2) は第1及び第2
の励起光をそれぞれ出力する第1及び第2の励起光源で
あり、上記位相共役光発生装置 (65′) の上記位相共役
光出力ポート(6) は第1及び第2の位相共役光出力ポー
ト(6A,6B) であり、上記位相共役光発生装置 (65′)
は、上記第1の送受信局(73)の側から上記信号光入力ポ
ート(3) に供給された光を第1の信号光として受け、該
第1の信号光及び上記第1の励起光に基づき第1の位相
共役光を発生させ、該第1の位相共役光を上記第1の位
相共役光出力ポート(6A)から上記第2の送受信局(76)の
側に向けて送出するとともに、上記第2の送受信局(76)
の側から上記信号光出力ポート(5) に供給された光を第
2の信号光として受け、該第2の信号光及び上記第2の
励起光に基づき第2の位相共役光を発生させ、該第2の
位相共役光を上記第2の位相共役光出力ポート(6B)から
上記第1の送受信局(73)の側に向けて送出する双方向中
継光伝送システム。
(Supplementary Note 15) A first transmitting / receiving station (73) having a first optical transmitter (71) and a first optical receiver (72), and a second optical transceiver (73).
Second transmitter / receiver station (76) having the optical transmitter (74) and the second optical receiver (75) of the above, and the upstream and downstream lines installed between the first and second transmitter / receiver stations (73, 76). The downlink optical transmission line (77, 78) and at least one relay station (79) inserted in the middle of the uplink and downlink optical transmission lines (77, 78) are provided, and the relay station (79) is described in Appendix 1. 1. The phase conjugate light generator (65 ′) according to claim 1, wherein the pumping light source (2) of the phase conjugate light generator (65 ′) is a first and a second.
And the phase conjugate light output port (6) of the phase conjugate light generator (65 ′) is the first and second phase conjugate light output ports. (6A, 6B) and the phase conjugate light generator (65 ′)
Receives the light supplied to the signal light input port (3) from the side of the first transmitting / receiving station (73) as a first signal light, and converts the light into the first signal light and the first pumping light. Generate a first phase conjugate light based on the first phase conjugate light from the first phase conjugate light output port (6A) toward the second transceiver station (76) side, The second transceiver station (76)
Receives the light supplied to the signal light output port (5) from the side as a second signal light, and generates a second phase conjugate light based on the second signal light and the second pump light, A two-way repeater optical transmission system for sending the second phase conjugate light from the second phase conjugate light output port (6B) toward the first transceiver station (73).

【0163】(付記16) 上記中継局(79)は複数あ
り、該複数の中継局(79)のうち上記第1の送受信局(73)
の側から数えて1番目の中継局が有する上記位相共役光
発生装置 (65′) の上記信号光入力ポート(3) 及び上記
第2の位相共役光出力ポート(6B)はそれぞれ上記第1の
光送信機(71)及び上記第1の光受信機(72)に接続され、
該複数の中継局(79)のうち上記第1の送受信局(73)の側
から数えてn(nは1より大きい自然数)番目の中継局
が有する上記位相共役光発生装置 (65′) の上記信号光
入力ポート(3) 及び上記第2の位相共役光出力ポート(6
B)は(n−1)番目の中継局が有する上記位相共役光発
生装置 (65′) のそれぞれ上記第1の位相共役光出力ポ
ート(6A)及び上記信号光出力ポート(5) に接続され、該
複数の中継局(79)のうち上記第2の送受信局(76)の側か
ら数えて1番目の中継局が有する上記位相共役光発生装
置 (65′) の上記信号光出力ポート(5) 及び上記第1の
位相共役光出力ポート(6A)はそれぞれ上記第2の光送信
機(74)及び上記第2の光受信機(75)に接続される付記1
5に記載の双方向中継光伝送システム。
(Supplementary Note 16) There are a plurality of relay stations (79), and the first transmitting / receiving station (73) among the plurality of relay stations (79).
The signal light input port (3) and the second phase conjugate light output port (6B) of the phase conjugate light generator (65 ′) included in the first repeater station counted from the side of Connected to the optical transmitter (71) and the first optical receiver (72),
Of the plurality of relay stations (79), the n-th (n is a natural number larger than 1) relay station counted from the side of the first transceiver station (73) has the phase conjugate light generator (65 '). The signal light input port (3) and the second phase conjugate light output port (6
B) is connected to the first phase conjugate light output port (6A) and the signal light output port (5) of the phase conjugate light generator (65 ') of the (n-1) th relay station, respectively. , The signal light output port (5) of the phase conjugate light generator (65 ') included in the first relay station counted from the second transceiver station (76) side of the plurality of relay stations (79). ) And the first phase conjugate optical output port (6A) are connected to the second optical transmitter (74) and the second optical receiver (75), respectively.
5. The bidirectional repeater optical transmission system according to item 5.

【0164】(付記17) 付記1に記載の位相共役光
発生装置(65)を複数備え、該複数の位相共役光発生装置
(65)のうちの上位のものの上記信号光出力ポート(5) 及
び上記位相共役光出力ポート(6) はそれぞれ該複数の位
相共役光発生装置(65)のうちのすぐ下位のものの上記信
号光入力ポート(3) に接続される光分配システム。
(Supplementary Note 17) A plurality of phase conjugate light generators (65) according to supplementary note 1 are provided, and the plurality of phase conjugate light generators are provided.
The signal light output port (5) and the phase conjugate light output port (6) of the upper one of the (65) are respectively the signal light of the immediately lower one of the plurality of phase conjugate light generators (65). A light distribution system connected to the input port (3).

【0165】(付記18) 付記1に記載の位相共役光
発生装置と、該装置の上記励起光源(2) をオン・オフす
るスイッチング手段(81)とを備え、該スイッチング手段
(81)の動作により上記位相共役光が発生する状態と発生
しない状態とを択一的に切り換える光スイッチングシス
テム。
(Supplementary Note 18) The phase conjugate light generating apparatus according to Supplementary Note 1 and a switching means (81) for turning on and off the excitation light source (2) of the apparatus are provided.
An optical switching system which selectively switches between a state where the phase conjugate light is generated and a state where the phase conjugate light is not generated by the operation of (81).

【0166】(付記19) 付記1に記載の位相共役光
発生装置と、該装置における上記励起光の周波数を掃引
する掃引手段(91)とを備え、該装置の上記信号光入力ポ
ート(3) には周波数分割多重された複数の信号光が供給
され、上記掃引手段(91)の動作により上記複数の信号光
から択一的に選択された信号光に対応する位相共役光が
発生する光選択システム。
(Supplementary Note 19) The phase conjugate light generating device according to Supplementary Note 1 and a sweeping means (91) for sweeping the frequency of the pumping light in the device are provided, and the signal light input port (3) of the device is provided. Is supplied with a plurality of frequency-division-multiplexed signal lights, and the operation of the sweeping means (91) generates a phase conjugate light corresponding to the signal light selectively selected from the plurality of signal lights. system.

【0167】(付記20) 付記5に記載の位相共役光
発生装置と、第1及び第2の入力論理データのハイ及び
ローに従ってそれぞれ上記装置の上記第1及び第2の励
起光源の発光強度を変化させる励起光制御手段(101) と
を備え、上記第1及び第2の入力論理データがともにハ
イのときにのみ上記位相共役光が発生する光アンド回路
システム。
(Appendix 20) The phase conjugate light generator described in Appendix 5 and the emission intensity of the first and second pumping light sources of the device according to high and low of the first and second input logic data, respectively. An optical AND circuit system, which comprises a pumping light control means (101) for changing, and the phase conjugate light is generated only when both the first and second input logic data are high.

【0168】(付記21) 主局(201) と従局(202) の
間に光伝送路(203) を設けてなる光通信システムであっ
て、上記主局(201) は位相共役光発生手段(204) 及び第
1の変調手段(205) を有し、上記従局(202) はプローブ
光発生手段(206) 及び第1の復調手段(207) を有し、上
記プローブ光発生手段(206) はプローブ光を上記光伝送
路(203) の第1端に供給し、上記位相共役光発生手段(2
04) は上記光伝送路(203) の第2端から出力した上記プ
ローブ光に対する位相共役光を発生して該位相共役光を
上記光伝送路(203)の第2端に供給し、上記第1の変調
手段(205) は第1の入力データに従って上記位相共役光
を変調し、上記第1の復調手段(207) は上記光伝送路(2
03) の第1端から出力した上記位相共役光に基づいて上
記第1の入力データを復調する光通信システム。
(Supplementary Note 21) An optical communication system comprising an optical transmission line (203) provided between a master station (201) and a slave station (202), wherein the master station (201) comprises a phase conjugate light generating means ( 204) and a first modulation means (205), the slave station (202) has a probe light generation means (206) and a first demodulation means (207), and the probe light generation means (206) is The probe light is supplied to the first end of the optical transmission line (203), and the phase conjugate light generating means (2
04) generates phase conjugate light with respect to the probe light output from the second end of the optical transmission line (203) and supplies the phase conjugate light to the second end of the optical transmission line (203). The first modulation means (205) modulates the phase conjugate light according to the first input data, and the first demodulation means (207) means the optical transmission line (2
(3) An optical communication system for demodulating the first input data based on the phase conjugate light output from the first end.

【0169】(付記22) 上記位相共役光発生手段(2
04) は、非線形光学媒質(211) と、励起光を出力する励
起光発生手段(212) と、該励起光発生手段(212) から供
給された上記励起光を上記プローブ光とともに上記非線
形光学媒質(211) に供給するプローブ光/励起光供給手
段(213) とを含む付記21に記載の光通信システム。
(Supplementary Note 22) The phase conjugate light generating means (2
04) is a nonlinear optical medium (211), pumping light generating means (212) for outputting pumping light, and the pumping light supplied from the pumping light generating means (212) together with the probe light into the nonlinear optical medium. 22. The optical communication system according to appendix 21, further comprising a probe light / excitation light supply means (213) to be supplied to (211).

【0170】(付記23) 上記非線形光学媒質(211)
は3次の非線形光学効果を呈し、該非線形光学媒質(21
1) においては4光波混合により上記位相共役光が発生
する付記22に記載の光通信システム。
(Supplementary Note 23) The above nonlinear optical medium (211)
Exhibits a third-order nonlinear optical effect, and the nonlinear optical medium (21
23. The optical communication system according to appendix 22, wherein the phase conjugate light is generated by four-wave mixing in 1).

【0171】(付記24) 上記第1の変調手段(205)
は、上記第1の入力データに従って上記励起光を変調す
る励起光変調手段(214) を含む付記22に記載の光通信
システム。
(Supplementary Note 24) The first modulating means (205)
23. The optical communication system according to appendix 22, including pumping light modulating means (214) for modulating the pumping light according to the first input data.

【0172】(付記25) 上記励起光は上記非線形光
学媒質(211) に互いに逆向きに供給される同一周波数の
第1及び第2の励起光である付記24に記載の光通信シ
ステム。
(Supplementary note 25) The optical communication system according to supplementary note 24, wherein the pumping light is the first and second pumping light having the same frequency and supplied to the nonlinear optical medium (211) in opposite directions.

【0173】(付記26) 上記励起光変調手段(214)
は上記第1及び第2の励起光の少なくともいずれか一方
の強度又は振幅を変調する付記25に記載の光通信シス
テム。
(Appendix 26) The pumping light modulating means (214)
26. The optical communication system according to appendix 25, which modulates the intensity or amplitude of at least one of the first and second pump lights.

【0174】(付記27) 上記励起光変調手段(214)
は上記第1及び第2の励起光の周波数を変調する付記2
5に記載の光通信システム。
(Appendix 27) The pumping light modulating means (214)
Note 2 that modulates the frequencies of the first and second excitation lights
5. The optical communication system according to item 5.

【0175】(付記28) 上記従局(202) は、第2の
入力データに従って上記プローブ光を変調する第2の変
調手段(231) をさらに有し、上記主局(201) は、上記位
相共役光発生手段(204) の出力光に基づいて上記第2の
入力データを復調する第2の復調手段(232) をさらに有
する付記21に記載の光通信システム。
(Supplementary Note 28) The slave station (202) further has a second modulator (231) for modulating the probe light according to the second input data, and the master station (201) has the phase conjugate. 22. The optical communication system according to appendix 21, further comprising second demodulation means (232) for demodulating the second input data based on the output light of the light generation means (204).

【0176】(付記29) 上記第2の変調手段(231)
は上記プローブ光の周波数又は位相を変調し、上記第1
の変調手段(205) は上記位相共役光の強度又は振幅を変
調する付記28に記載の光通信システム。
(Supplementary Note 29) The second modulating means (231)
Modulates the frequency or phase of the probe light, and
29. The optical communication system according to appendix 28, wherein the modulating means (205) modulates the intensity or amplitude of the phase conjugate light.

【0177】(付記30) 上記第2の変調手段(231)
は上記プローブ光の強度又は振幅を比較的低い変調度で
変調し、上記第1の変調手段(205) は上記位相共役光の
強度又は振幅を比較的高い変調度で変調する付記28に
記載の光通信システム。
(Supplementary Note 30) The second modulating means (231)
29, the intensity or amplitude of the probe light is modulated with a relatively low modulation factor, and the first modulation means (205) modulates the intensity or amplitude of the phase conjugate light with a relatively high modulation factor. Optical communication system.

【0178】(付記31) 上記第1の変調手段(205)
は上記位相共役光の強度を変調し、上記第1の復調手段
(207) は、上記光伝送路(203) の上記第1端から出力し
た上記位相共役光を電気信号に変換する受光器(242) を
含み、上記第1の復調手段(207) においては直接検波が
行われる付記21に記載の光通信システム。
(Supplementary Note 31) The first modulating means (205)
Modulates the intensity of the phase conjugate light, and the first demodulation means
(207) includes a photodetector (242) for converting the phase conjugate light output from the first end of the optical transmission line (203) into an electric signal, and directly in the first demodulation means (207). 22. The optical communication system according to appendix 21, in which detection is performed.

【0179】(付記32) 上記第1の変調手段(205)
は上記位相共役光の振幅、位相又は周波数を変調し、上
記第1の復調手段(207) は、上記光伝送路(203) の上記
第1端から出力した上記位相共役光をローカル光ととも
に同一受光面で受けて電気信号に変換する受光器(252)
を含み、上記第1の復調手段(207) においてはヘテロダ
イン検波が行われる付記21に記載の光通信システム。
(Supplementary Note 32) The first modulating means (205)
Modulates the amplitude, phase or frequency of the phase conjugate light, and the first demodulation means (207) makes the phase conjugate light output from the first end of the optical transmission line (203) the same as the local light. Light receiver (252) that receives on the light receiving surface and converts it into an electrical signal
22. The optical communication system according to appendix 21, further comprising: heterodyne detection in the first demodulation means (207).

【0180】(付記33) 上記従局(202) は、上記プ
ローブ光発生手段(206) からの上記プローブ光を第1及
び第2のプローブ光に分岐する光分岐手段(254) をさら
に有し、該第1のプローブ光は上記光伝送路(203) の上
記第1端に供給され、該第2のプローブ光は上記ローカ
ル光として上記受光器(252) に供給される付記32に記
載の光通信システム。
(Supplementary Note 33) The slave station (202) further includes an optical branching means (254) for branching the probe light from the probe light generating means (206) into first and second probe lights, 33. The light according to Appendix 32, wherein the first probe light is supplied to the first end of the optical transmission line (203), and the second probe light is supplied to the light receiver (252) as the local light. Communications system.

【0181】(付記34) 上記光伝送路(203) はシン
グルモードファイバ(261) であり、上記位相共役光発生
手段(204) は第1及び第2の位相共役光発生装置(262,2
63) であり、上記主局(201) は、第1乃至第3ポート(2
64A,264B,264C)を有し該第1ポート(264A)は上記シング
ルモードファイバ(261) に接続され該第2及び第3ポー
ト(264B,264C) はそれぞれ上記第1及び第2の位相共役
光発生装置(262,263) に接続され該第1ポート(264A)に
供給された光を直交2偏光成分に分離してそれぞれ該第
2及び第3ポート(264B,264C) から出力し該第2及び第
3ポート(264B,264C)にそれぞれ供給された直交2偏光
成分を該第1ポート(264A)から出力する偏光ビームスプ
リッタ(264) をさらに有する付記33に記載の光通信シ
ステム。
(Supplementary Note 34) The optical transmission line (203) is a single mode fiber (261), and the phase conjugate light generating means (204) is the first and second phase conjugate light generators (262, 2).
63), and the main station (201) is connected to the first to third ports (2
64A, 264B, 264C) and the first port (264A) is connected to the single mode fiber (261), and the second and third ports (264B, 264C) are respectively the first and second phase conjugates. The light supplied to the first port (264A) connected to the light generation device (262,263) is split into two orthogonal polarization components and output from the second and third ports (264B, 264C), respectively. 34. The optical communication system according to attachment 33, further comprising a polarization beam splitter (264) for outputting two orthogonally polarized light components respectively supplied to the third ports (264B, 264C) from the first port (264A).

【0182】(付記35) 上記光伝送路(203) の上記
第1端に供給される上記プローブ光は周波数分割多重さ
れた複数のプローブ光である付記21に記載の光通信シ
ステム。
(Additional Statement 35) The optical communication system according to additional statement 21, wherein the probe light supplied to the first end of the optical transmission line (203) is a plurality of frequency division multiplexed probe lights.

【0183】(付記36) 上記従局(202) は、第2の
入力データに従って上記プローブ光を変調する第2の変
調手段(231) をさらに有し、上記主局(201) は複数あ
り、該複数の主局(201) は、それぞれ、上記位相共役光
発生手段(204) の出力光に基づいて上記第2の入力デー
タを復調する第2の復調手段(232) をさらに有する付記
21に記載の光通信システム。
(Supplementary Note 36) The slave station (202) further has a second modulator (231) for modulating the probe light according to the second input data, and the master station (201) has a plurality of units. The plurality of master stations (201) each further include a second demodulation means (232) for demodulating the second input data based on the output light of the phase conjugate light generation means (204). Optical communication system.

【0184】(付記37) 上記複数の主局(201) の各
上記位相共役光発生手段(204) は、それぞれ、非線形光
学媒質(211) と、励起光を発生する励起光発生手段(21
2) と、該励起光発生手段(212) から供給された上記励
起光を上記プローブ光とともに上記非線形光学媒質(21
1) に供給するプローブ光/励起光供給手段(213) とを
含み、各上記励起光発生手段(212) が発生する各上記励
起光の周波数は異なる付記36に記載の光通信システ
ム。
(Supplementary Note 37) Each of the phase conjugate light generating means (204) of the plurality of main stations (201) has a nonlinear optical medium (211) and a pumping light generating means (21) for generating pumping light.
2) and the excitation light supplied from the excitation light generation means (212) together with the probe light into the nonlinear optical medium (21
37. The optical communication system according to appendix 36, further comprising: a probe light / excitation light supply means (213) to be supplied to 1), wherein the respective excitation light frequencies generated by the respective excitation light generation means (212) are different.

【0185】(付記38) 上記従局(202) は複数ある
付記21に記載の光通信システム。
(Supplementary note 38) The optical communication system according to supplementary note 21, wherein there are a plurality of slave stations (202).

【0186】(付記39) プローブ光源(301) と、励
起光源(302) と、非線形光学媒質(303) と、上記プロー
ブ光源(301) からのプローブ光を上記励起光源(302) か
らの励起光とともに上記非線形光学媒質(303) に供給す
るプローブ光/励起光供給手段(304) と、上記励起光源
(302) に動作的に接続されて上記励起光を情報信号によ
り変調する変調手段(305) とを備え、上記非線形光学媒
質(303) から変調された位相共役光が出力される光変調
器。
(Supplementary note 39) The probe light source (301), the excitation light source (302), the nonlinear optical medium (303), and the probe light from the probe light source (301) are converted into the excitation light from the excitation light source (302). Together with the probe light / excitation light supply means (304) for supplying the nonlinear optical medium (303), and the excitation light source
An optical modulator that is operatively connected to (302) and that modulates the excitation light with an information signal, and that outputs the phase conjugate light modulated from the nonlinear optical medium (303).

【0187】(付記40) 上記非線形光学媒質(303)
は3次の非線形光学効果を呈し、該非線形光学媒質(30
3) においては4光波混合により上記位相共役光が発生
する付記39に記載の光変調器。
(Supplementary Note 40) The above-mentioned nonlinear optical medium (303)
Exhibits a third-order nonlinear optical effect, and the nonlinear optical medium (30
40. The optical modulator according to appendix 39, wherein the phase conjugate light is generated by four-wave mixing in 3).

【0188】(付記41) 上記変調手段(305) は上記
励起光の振幅又は強度を変調する付記39に記載の光変
調器。
(Supplementary Note 41) The optical modulator according to supplementary note 39, wherein the modulating means (305) modulates the amplitude or intensity of the excitation light.

【0189】(付記42) 上記変調手段(305) は上記
励起光の周波数を変調する付記39に記載の光変調器。
(Supplementary Note 42) The optical modulator according to Supplementary Note 39, wherein the modulating means (305) modulates the frequency of the excitation light.

【0190】(付記43) 上記変調手段(305) は上記
励起光の位相を変調する付記39に記載の光変調器。
(Supplementary Note 43) The optical modulator according to Supplementary Note 39, wherein the modulating means (305) modulates the phase of the excitation light.

【0191】(付記44) 上記非線形光学媒質(303)
に動作的に接続され、その通過帯域は上記位相共役光の
波長を包含する光バンドパスフィルタ(331) をさらに備
えた付記39に記載の光変調器。
(Supplementary Note 44) The non-linear optical medium (303)
40. The optical modulator as set forth in appendix 39, further comprising an optical bandpass filter (331) operatively connected to the optical transmission system, the passband of which includes the wavelength of the phase conjugate light.

【0192】(付記45) 上記光バンドパスフィルタ
(331) に動作的に接続され、上記位相共役光を増幅する
光増幅器(332) をさらに備えた付記44に記載の光変調
器。
(Supplementary Note 45) The above optical bandpass filter
The optical modulator according to appendix 44, further comprising an optical amplifier (332) that is operatively connected to the (331) and that amplifies the phase conjugate light.

【0193】(付記46) 上記非線形光学媒質(303)
は光ファイバ(321) である付記39に記載の光変調器。
(Supplementary Note 46) The above nonlinear optical medium (303)
40. The optical modulator according to appendix 39, which is an optical fiber (321).

【0194】(付記47) 上記プローブ光の波長と上
記励起光の波長はわずかに異なり、上記光ファイバ(32
1) の零分散を与える波長は上記励起光の波長にほぼ一
致する付記46に記載の光変調器。
(Supplementary Note 47) The wavelength of the probe light and the wavelength of the excitation light are slightly different, and the optical fiber (32
47. The optical modulator according to appendix 46, wherein the wavelength giving the zero dispersion in 1) substantially matches the wavelength of the pumping light.

【0195】(付記48) 上記励起光は上記情報信号
よりも十分に低速な信号により周波数変調される付記3
9に記載の光変調器。
(Supplementary Note 48) The supplementary note 3 is frequency-modulated by a signal sufficiently slower than the information signal.
9. The optical modulator according to item 9.

【0196】(付記49) 上記プローブ光を偏光面が
互いに直交する第1及び第2偏光成分に分離する偏光分
離手段(351) と、偏光合成手段(354) とをさらに備え、
上記非線形光学媒質は、上記プローブ光の上記第1及び
第2偏光成分を受けて該第1及び第2偏光成分に対する
位相共役光をそれぞれ出力し、該各位相共役光が上記偏
光合成手段(354) で合成される付記39に記載の光変調
器。
(Supplementary Note 49) A polarization splitting means (351) for splitting the probe light into first and second polarization components having polarization planes orthogonal to each other, and a polarization synthesizing means (354) are further provided,
The non-linear optical medium receives the first and second polarization components of the probe light and outputs phase conjugate light for the first and second polarization components, respectively, and the phase conjugate light is the polarization combining means (354). 40. The optical modulator according to supplementary note 39, which is synthesized by

【0197】(付記50) 上記非線形光学媒質は偏波
保持ファイバ(355) であり、上記励起光は予め定められ
た偏波面を有する実質的な直線偏波であり、上記予め定
められた偏波面が上記偏波保持ファイバ(355) の主軸に
対してほぼ45°傾斜するように上記励起光源が設定さ
れる付記39に記載の光変調器。
(Supplementary Note 50) The non-linear optical medium is a polarization maintaining fiber (355), the pumping light is a substantially linearly polarized wave having a predetermined polarization plane, and the predetermined polarization plane is 40. The optical modulator according to appendix 39, wherein the pumping light source is set so that is tilted at about 45 ° with respect to the main axis of the polarization maintaining fiber (355).

【0198】(付記51) 上記非線形光学媒質はほぼ
同じ長さの第1及び第2の偏波保持ファイバ(355A,355
B) であり、該第1及び第2の偏波保持ファイバ(355A,3
55B)はこれらの主軸同士が互いに直交するように接続さ
れ、上記励起光は予め定められた偏波面を有する実質的
な直線偏波であり、上記励起光は上記第1の偏波保持フ
ァイバ(355A)に供給され、上記予め定められた偏波面が
上記第1の偏波保持ファイバ(355A)の主軸に対してほぼ
45°傾斜するように上記励起光源が設定される付記3
9に記載の光変調器。
(Additional remark 51) The above-mentioned nonlinear optical medium is composed of the first and second polarization maintaining fibers (355A, 355A) having substantially the same length.
B) and the first and second polarization maintaining fibers (355A, 3
55B) is connected so that these main axes are orthogonal to each other, the pumping light is a substantially linear polarization having a predetermined plane of polarization, the pumping light is the first polarization-maintaining fiber ( 355A), and the excitation light source is set such that the predetermined plane of polarization is inclined by approximately 45 ° with respect to the principal axis of the first polarization maintaining fiber (355A).
9. The optical modulator according to item 9.

【0199】(付記52) 上記プローブ光/励起光供
給手段は、第1乃至第3ポート(361A,361B,361C)を有
し、該第1及び第2ポート(361A,361B) にはそれぞれ上
記プローブ光源及び上記励起光源が接続され、該第1及
び第2ポート(361A,361B) に供給された光を該第3ポー
ト(361C)から出力する光カプラ(361) と、第4乃至第7
ポート(362A,362B,362C,362D) を有し、該第4ポート(3
62A)は上記第3ポート(361C)に接続され、該第5ポート
(362B)から上記変調された位相共役光が出力され、該第
6及び第7ポート(362C,362D) は上記光ファイバ(321)
の第1端及び第2端にそれぞれ接続され、該第4及び第
5ポート(362A,362B) に供給された光の直交2偏光成分
をそれぞれ該第6及び第7ポート(362C,362D) から出力
し、該第6及び第7ポート(362C,362D) に供給された光
の直交2偏光成分をそれぞれ該第4及び第5ポート(362
A,362B) から出力する偏光ビームスプリッタ(362) とを
含み、該第4ポート(362A)に供給される上記励起光の偏
光面が上記直交2偏光成分の偏光面に対してそれぞれほ
ぼ45°傾斜するように上記励起光源が設定される付記
46に記載の光変調器。
(Supplementary Note 52) The probe light / excitation light supply means has first to third ports (361A, 361B, 361C), and the first and second ports (361A, 361B) are respectively provided with the above. A probe light source and the excitation light source are connected, and an optical coupler (361) for outputting the light supplied to the first and second ports (361A, 361B) from the third port (361C), and fourth to seventh
It has ports (362A, 362B, 362C, 362D) and the fourth port (3
62A) is connected to the third port (361C), and the fifth port
The modulated phase conjugate light is output from (362B), and the sixth and seventh ports (362C, 362D) are connected to the optical fiber (321).
Connected to the first end and the second end of each of the four, and the orthogonal two polarization components of the light supplied to the fourth and fifth ports (362A, 362B) from the sixth and seventh ports (362C, 362D), respectively. Two orthogonal polarization components of the light output and supplied to the sixth and seventh ports (362C, 362D) are respectively output to the fourth and fifth ports (362).
A, 362B) and a polarization beam splitter (362), and the polarization plane of the excitation light supplied to the fourth port (362A) is approximately 45 ° with respect to the polarization planes of the two orthogonal polarization components. 47. The optical modulator according to appendix 46, wherein the excitation light source is set to be inclined.

【0200】(付記53) 上記光ファイバ(321) に供
給される光の偏光状態と上記光ファイバ(321) から出力
される光の偏光状態とが一致するように制御する偏光制
御器(363) をさらに備えた付記52に記載の光変調器。
(Supplementary Note 53) A polarization controller (363) for controlling the polarization state of the light supplied to the optical fiber (321) and the polarization state of the light output from the optical fiber (321) to coincide with each other. 53. The optical modulator according to appendix 52, further comprising:

【0201】(付記54) 上記光ファイバ(321) は偏
波保持ファイバ(321′) である付記52に記載の光変調
器。
(Additional Statement 54) The optical modulator according to additional statement 52, wherein the optical fiber (321) is a polarization maintaining fiber (321 ′).

【0202】(付記55) 上記プローブ光/励起光供
給手段は、第1乃至第4ポート(371A,371B,371C,371D)
を有し、該第1ポート(371A)には上記励起光が供給さ
れ、該第2ポート(371B)には上記プローブ光が供給さ
れ、該第1及び第2ポート(371A,371B) に供給された光
を等分配して該第3及び第4ポート(371C,371D) から出
力し、該第3及び第4ポート(371C,371D) に供給された
光を等分配して該第1及び第2ポート(371A,371B) から
出力する光カプラ(371)と、第5乃至第8ポート(362A,3
62B,362C,362D) を有し、該第6ポート(362B)は該第4
ポート(371D)に接続され、該第7及び第8ポート(362C,
362D) は上記光ファイバ(321) の第1端及び第2端にそ
れぞれ接続され、該第5及び第6ポート(362A,362B) に
供給された光の直交2偏光成分を該第7及び第8ポート
(362C,362D)から出力し、該第7及び第8ポート(362C,3
62D) に供給された光の直交2偏光成分を該第5及び第
6ポート(362A,362B) から出力する偏光ビームスプリッ
タ(362) と、該第3ポート(371C)及び該第5ポート(362
A)間の光路に挿入される1/2波長板(373) とを含み、
該第1及び第2ポート(371A,371B) にそれぞれ供給され
る上記励起光及び上記プローブ光の偏光状態は一致する
付記46に記載の光変調器。
(Supplementary Note 55) The probe light / excitation light supply means is the first to fourth ports (371A, 371B, 371C, 371D)
The first port (371A) is supplied with the excitation light, the second port (371B) is supplied with the probe light, and the first and second ports (371A, 371B) are supplied. The divided light is equally distributed and outputted from the third and fourth ports (371C, 371D), and the light supplied to the third and fourth ports (371C, 371D) is equally distributed and the first and The optical coupler (371) that outputs from the second port (371A, 371B) and the fifth to eighth ports (362A, 3B)
62B, 362C, 362D) and the sixth port (362B) is the fourth
Connected to the port (371D), and the seventh and eighth ports (362C,
362D) is connected to the first end and the second end of the optical fiber (321) respectively, and the orthogonal two polarization components of the light supplied to the fifth and sixth ports (362A, 362B) are connected to the seventh and the third ends. 8 ports
(362C, 362D) and outputs from the 7th and 8th ports (362C, 3D).
A polarization beam splitter (362) which outputs two orthogonal polarization components of the light supplied to the (62D) from the fifth and sixth ports (362A, 362B), the third port (371C) and the fifth port (362).
Including a half-wave plate (373) inserted in the optical path between A),
47. The optical modulator according to appendix 46, wherein the excitation light and the probe light supplied to the first and second ports (371A, 371B) have the same polarization state.

【0203】(付記56) 上記プローブ光源に接続さ
れた第9ポート(372A)と上記第2ポート(371B)に接続さ
れた第10ポート(372B)と上記変調された位相共役光が
出力する第11ポート(372C)とを有し、該第9ポート(3
72A)に供給された光を該第10ポート(372B)から出力し
該第10ポート(372B)に供給された光を該第11ポート
(372C)から出力する光サーキュレータ(372) をさらに備
えた付記55に記載の光変調器。
(Supplementary note 56) The ninth port (372A) connected to the probe light source, the tenth port (372B) connected to the second port (371B), and the output of the modulated phase conjugate light It has 11 ports (372C) and the 9th port (3
72A) outputs the light supplied to the 10th port (372B) and outputs the light supplied to the 10th port (372B) to the 11th port
56. The optical modulator according to appendix 55, further comprising an optical circulator (372) for outputting from (372C).

【0204】(付記57) 上記プローブ光/励起光供
給手段は、上記プローブ光が供給される第1ポート(323
A)と上記励起光が供給される第2ポート(323B)と上記光
ファイバ(321) の第1端に接続される第3ポート(323C)
とを有し該第1及び第2ポート(323A,323B) にそれぞれ
供給された上記プローブ光及び上記励起光を該第3ポー
ト(323C)から出力する光カプラ(323) を含み、上記光フ
ァイバ(321) の第2端から上記変調された位相共役光が
出力される付記46に記載の光変調器。
(Supplementary Note 57) The probe light / excitation light supply means is the first port (323) to which the probe light is supplied.
A), the second port (323B) to which the pumping light is supplied, and the third port (323C) connected to the first end of the optical fiber (321)
And an optical coupler (323) for outputting the probe light and the excitation light respectively supplied to the first and second ports (323A, 323B) from the third port (323C), and the optical fiber 47. The optical modulator according to appendix 46, wherein the modulated phase conjugate light is output from the second end of (321).

【0205】(付記58) 上記プローブ光源と上記第
1ポート(323A)間の光路に挿入され上記プローブ光の偏
光状態を攪乱する偏光スクランブラをさらに備えた付記
57に記載の光変調器。
(Additional Statement 58) The optical modulator according to additional statement 57, further comprising a polarization scrambler which is inserted in the optical path between the probe light source and the first port (323A) and disturbs the polarization state of the probe light.

【0206】(付記59) 上記励起光源と上記第2ポ
ート(323B)間の光路に挿入され上記励起光の偏光状態を
攪乱する偏光スクランブラ(341) をさらに備えた付記5
7に記載の光変調器。
(Supplementary note 59) Supplementary note 5 further comprising a polarization scrambler (341) inserted in the optical path between the excitation light source and the second port (323B) to disturb the polarization state of the excitation light.
7. The optical modulator according to 7.

【0207】[0207]

【発明の効果】以上のように、本発明により位相共役光
学を光システムに適用することによって、従来の光技術
では得られなかった新しい機能の達成や光システムの特
性の改善が可能になる。本発明により得られる他の効果
については以上説明したとおりであるのでその説明を省
略する。
As described above, by applying the phase conjugation optics to the optical system according to the present invention, it becomes possible to achieve new functions and improve the characteristics of the optical system which cannot be obtained by the conventional optical technology. Since the other effects obtained by the present invention are as described above, the description thereof will be omitted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は位相共役光の発生原理の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a generation principle of phase conjugate light.

【図2】図2は信号光、励起光及びアイドラ光の周波数
配置の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of frequency allocation of signal light, pump light, and idler light.

【図3】図3は本発明の基本構成を示す位相共役光発生
装置のブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram of a phase conjugate light generation device showing a basic configuration of the present invention.

【図4】図4は本発明の第1実施例を示す位相共役光発
生装置のブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram of a phase conjugate light generation device showing a first embodiment of the present invention.

【図5】図5は本発明の第2及び第3実施例を説明する
ための位相共役光発生装置の主要部のブロック図であ
る。
FIG. 5 is a block diagram of a main part of a phase conjugate light generation device for explaining second and third embodiments of the present invention.

【図6】図6は本発明の第2実施例を示す位相共役光発
生装置のブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram of a phase conjugate light generation device showing a second embodiment of the present invention.

【図7】図7は本発明の第3実施例を示す位相共役光発
生装置のブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram of a phase conjugate light generator showing a third embodiment of the present invention.

【図8】図8は本発明の第4実施例を示す位相共役光発
生装置のブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram of a phase conjugate light generation device showing a fourth embodiment of the present invention.

【図9】図9A,図9B及び図9Cは本発明の第5実施
例を示す中継光伝送システムのブロック図である。
9A, 9B and 9C are block diagrams of a repeater optical transmission system showing a fifth embodiment of the present invention.

【図10】図10は本発明の第6実施例を示す中継光伝
送システムのブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram of a repeater optical transmission system showing a sixth embodiment of the present invention.

【図11】図11は本発明の第7実施例を示す双方向中
継光伝送システムのブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram of a bidirectional repeater optical transmission system showing a seventh embodiment of the present invention.

【図12】図12は図11のシステムにおける周波数配
置の説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram of frequency allocation in the system of FIG. 11.

【図13】図13は本発明の第8実施例を示す双方向中
継光伝送システムのブロック図である。
FIG. 13 is a block diagram of a bidirectional repeater optical transmission system showing an eighth embodiment of the present invention.

【図14】図14は本発明の第9実施例を示す光分配シ
ステムのブロック図である。
FIG. 14 is a block diagram of an optical distribution system showing a ninth embodiment of the present invention.

【図15】図15は本発明の第10実施例を示す光スイ
ッチングシステムのブロック図である。
FIG. 15 is a block diagram of an optical switching system showing a tenth embodiment of the present invention.

【図16】図16は本発明の第11実施例を示す光選択
システムのブロック図である。
FIG. 16 is a block diagram of an optical selection system showing an eleventh embodiment of the present invention.

【図17】図17は本発明の第12実施例を示す光アン
ド回路システムのブロック図である。
FIG. 17 is a block diagram of an optical AND circuit system showing a twelfth embodiment of the present invention.

【図18】図18は本発明の光通信システムの基本構成
を示すブロック図である。
FIG. 18 is a block diagram showing a basic configuration of an optical communication system of the present invention.

【図19】図19は本発明における主局の具体的構成を
示すブロック図である。
FIG. 19 is a block diagram showing a specific configuration of a master station according to the present invention.

【図20】図20は位相共役光の発生原理の説明図であ
る。
FIG. 20 is an explanatory diagram of a principle of generation of phase conjugate light.

【図21】図21は信号光、励起光及びアイドラ光(位
相共役光)の周波数配置の説明図である。
FIG. 21 is an explanatory diagram of frequency arrangement of signal light, pumping light, and idler light (phase conjugate light).

【図22】図22は本発明における主局の実施例を示す
ブロック図である。
FIG. 22 is a block diagram showing an embodiment of a master station in the present invention.

【図23】図23A及び図23Bは位相共役光の強度変
調の説明図である。
23A and 23B are explanatory diagrams of intensity modulation of phase conjugate light.

【図24】図24は本発明の光通信システムの他の基本
構成を示すブロック図である。
FIG. 24 is a block diagram showing another basic configuration of the optical communication system of the present invention.

【図25】図25は本発明における従局の第1実施例を
示すブロック図である。
FIG. 25 is a block diagram showing a first embodiment of a slave station in the present invention.

【図26】図26は本発明における従局の第2実施例を
示すブロック図である。
FIG. 26 is a block diagram showing a second embodiment of the slave station in the present invention.

【図27】図27は図26の実施例における中間周波信
号のスペクトルの説明図である。
FIG. 27 is an explanatory diagram of a spectrum of an intermediate frequency signal in the example of FIG. 26.

【図28】図28は偏光制御を不要にした実施例を示す
光通信システムのブロック図である。
FIG. 28 is a block diagram of an optical communication system showing an embodiment in which polarization control is unnecessary.

【図29】図29は本発明を光分配系に適用した実施例
を示す光通信システムのブロック図である。
FIG. 29 is a block diagram of an optical communication system showing an embodiment in which the present invention is applied to an optical distribution system.

【図30】図30は本発明の光変調器の基本構成を示す
ブロック図である。
FIG. 30 is a block diagram showing a basic configuration of an optical modulator of the present invention.

【図31】図31A,図31B及び図31Cは励起光の
変調による出力アイドラ光の変調の説明図である。
31A, 31B, and 31C are explanatory diagrams of modulation of output idler light by modulation of excitation light.

【図32】図32は本発明の光変調器の第1実施例を示
すブロック図である。
FIG. 32 is a block diagram showing a first embodiment of the optical modulator of the present invention.

【図33】図33は本発明の光変調器の第2実施例を示
すブロック図である。
FIG. 33 is a block diagram showing a second embodiment of the optical modulator of the present invention.

【図34】図34は本発明の光変調器の第3実施例を示
すブロック図である。
FIG. 34 is a block diagram showing a third embodiment of the optical modulator of the present invention.

【図35】図35は本発明の光変調器の第4実施例を示
すブロック図である。
FIG. 35 is a block diagram showing a fourth embodiment of the optical modulator of the present invention.

【図36】図36は本発明の光変調器の第5実施例を示
すブロック図である。
FIG. 36 is a block diagram showing a fifth embodiment of the optical modulator of the present invention.

【図37】図37は本発明の光変調器の第6実施例を示
すブロック図である。
FIG. 37 is a block diagram showing a sixth embodiment of the optical modulator of the present invention.

【図38】図38は本発明の光変調器の第7実施例を示
すブロック図である。
FIG. 38 is a block diagram showing a seventh embodiment of the optical modulator of the present invention.

【図39】図39は本発明の光変調器の第8実施例を示
すブロック図である。
FIG. 39 is a block diagram showing an eighth embodiment of the optical modulator of the present invention.

【図40】図40は本発明の光変調器の第9実施例を示
すブロック図である。
FIG. 40 is a block diagram showing a ninth embodiment of the optical modulator of the present invention.

【図41】図41は本発明の光変調器の第10実施例を
示すブロック図である。
FIG. 41 is a block diagram showing a tenth embodiment of the optical modulator of the present invention.

【図42】図42は本発明の光変調器の第11実施例を
示すブロック図である。
FIG. 42 is a block diagram showing an eleventh embodiment of the optical modulator of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 非線形光学媒質 2 励起光源 3 信号光入力ポート 4 信号光/励起光供給手段 5 信号光出力ポート 6 位相共役光出力ポート 7 信号光/位相共役光抽出手段 1 Non-linear optical medium 2 excitation light source 3 Signal light input port 4 Signal light / pump light supply means 5 Signal light output port 6 Phase conjugate optical output port 7 Signal light / phase conjugate light extraction means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04B 10/152 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H04B 10/152

Claims (37)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 主局と従局の間に光伝送路を設けてなる
光通信システムであって、 該主局は位相共役光発生手段及び第1の変調手段を有
し、 該従局はプローブ光発生手段及び第1の復調手段を有
し、 該プローブ光発生手段はプローブ光を該光伝送路の第1
端に供給し、 該位相共役光発生手段は該光伝送路の第2端から出力し
た該プローブ光に対する位相共役光を発生して該位相共
役光を該光伝送路の第2端に供給し、 該第1の変調手段は第1の入力データに従って該位相共
役光を変調し、 該第1の復調手段は該光伝送路の第1端から出力した該
位相共役光に基づいて該第1の入力データを復調する光
通信システム。
1. An optical communication system in which an optical transmission line is provided between a master station and a slave station, wherein the master station has a phase conjugate light generating means and a first modulating means, and the slave station has a probe light. The probe light generating means includes a generating means and a first demodulating means.
And the phase conjugate light generation means generates phase conjugate light for the probe light output from the second end of the optical transmission line and supplies the phase conjugate light to the second end of the optical transmission line. , The first modulation means modulates the phase conjugate light according to first input data, and the first demodulation means outputs the first conjugate light based on the phase conjugate light output from the first end of the optical transmission line. Optical communication system that demodulates the input data of.
【請求項2】 該位相共役光発生手段は、非線形光学媒
質と、 励起光を出力する励起光発生手段と、 該励起光発生手段から供給された該励起光を該プローブ
光とともに該非線形光学媒質に供給するプローブ光/励
起光供給手段とを含む請求項1に記載の光通信システ
ム。
2. The phase-conjugated light generating means includes a nonlinear optical medium, pumping light generating means for outputting pumping light, and the pumping light supplied from the pumping light generating means together with the probe light in the nonlinear optical medium. The optical communication system according to claim 1, further comprising: a probe light / excitation light supply unit that supplies the probe light / excitation light.
【請求項3】 該非線形光学媒質は3次の非線形光学効
果を呈し、 該非線形光学媒質においては4光波混合により該位相共
役光が発生する請求項2に記載の光通信システム。
3. The optical communication system according to claim 2, wherein the nonlinear optical medium exhibits a third-order nonlinear optical effect, and the phase conjugate light is generated by four-wave mixing in the nonlinear optical medium.
【請求項4】 該第1の変調手段は、該第1の入力デー
タに従って該励起光を変調する励起光変調手段を含む請
求項2に記載の光通信システム。
4. The optical communication system according to claim 2, wherein the first modulating means includes pumping light modulating means for modulating the pumping light according to the first input data.
【請求項5】 該励起光は該非線形光学媒質に互いに逆
向きに供給される同一周波数の第1及び第2の励起光で
ある請求項4に記載の光通信システム。
5. The optical communication system according to claim 4, wherein the pumping light is first and second pumping light having the same frequency and supplied to the nonlinear optical medium in opposite directions.
【請求項6】 該励起光変調手段は該第1及び第2の励
起光の少なくともいずれか一方の強度又は振幅を変調す
る請求項5に記載の光通信システム。
6. The optical communication system according to claim 5, wherein the pumping light modulator modulates the intensity or amplitude of at least one of the first and second pumping lights.
【請求項7】 該励起光変調手段は該第1及び第2の励
起光の周波数を変調する請求項5に記載の光通信システ
ム。
7. The optical communication system according to claim 5, wherein the pumping light modulator modulates the frequencies of the first and second pumping lights.
【請求項8】 該従局は、第2の入力データに従って該
プローブ光を変調する第2の変調手段をさらに有し、 該主局は、該位相共役光発生手段の出力光に基づいて該
第2の入力データを復調する第2の復調手段をさらに有
する請求項1に記載の光通信システム。
8. The slave station further comprises second modulating means for modulating the probe light in accordance with second input data, and the master station is operable to output the first light based on the output light of the phase conjugate light generating means. The optical communication system according to claim 1, further comprising a second demodulation unit that demodulates two pieces of input data.
【請求項9】 該第2の変調手段は該プローブ光の周波
数又は位相を変調し、 該第1の変調手段は該位相共役光の強度又は振幅を変調
する請求項8に記載の光通信システム。
9. The optical communication system according to claim 8, wherein the second modulation means modulates the frequency or phase of the probe light, and the first modulation means modulates the intensity or amplitude of the phase conjugate light. .
【請求項10】 該第2の変調手段は該プローブ光の強
度又は振幅を比較的低い変調度で変調し、 該第1の変調手段は該位相共役光の強度又は振幅を比較
的高い変調度で変調する請求項8に記載の光通信システ
ム。
10. The second modulation means modulates the intensity or amplitude of the probe light with a relatively low modulation degree, and the first modulation means modulates the intensity or amplitude of the phase conjugate light with a relatively high modulation degree. 9. The optical communication system according to claim 8, wherein the optical communication system performs modulation with.
【請求項11】 該第1の変調手段は該位相共役光の強
度を変調し、 該第1の復調手段は、該光伝送路の該第1端から出力し
た該位相共役光を電気信号に変換する受光器を含み、 該第1の復調手段においては直接検波が行われる請求項
1に記載の光通信システム。
11. The first modulation means modulates the intensity of the phase conjugate light, and the first demodulation means converts the phase conjugate light output from the first end of the optical transmission line into an electric signal. The optical communication system according to claim 1, further comprising a photodetector for conversion, wherein direct detection is performed in the first demodulation means.
【請求項12】 該第1の変調手段は該位相共役光の振
幅、位相又は周波数を変調し、 該第1の復調手段は、該光伝送路の該第1端から出力し
た該位相共役光をローカル光とともに同一受光面で受け
て電気信号に変換する受光器を含み、 該第1の復調手段においてはヘテロダイン検波が行われ
る請求項1に記載の光通信システム。
12. The first modulation means modulates the amplitude, phase or frequency of the phase conjugate light, and the first demodulation means outputs the phase conjugate light output from the first end of the optical transmission line. 2. The optical communication system according to claim 1, further comprising a photoreceiver for receiving the light on the same light receiving surface together with the local light and converting the light into an electric signal, wherein the first demodulation means performs heterodyne detection.
【請求項13】 該従局は、該プローブ光発生手段から
の該プローブ光を第1及び第2のプローブ光に分岐する
光分岐手段をさらに有し、 該第1のプローブ光は該光伝送路の該第1端に供給さ
れ、 該第2のプローブ光は該ローカル光として該受光器に供
給される請求項12に記載の光通信システム。
13. The slave station further includes optical branching means for branching the probe light from the probe light generating means into first and second probe lights, the first probe light being the optical transmission line. 13. The optical communication system according to claim 12, wherein the second probe light is supplied to the first end of the second probe light and the second probe light is supplied to the light receiver as the local light.
【請求項14】 該光伝送路はシングルモードファイバ
であり、 該位相共役光発生手段は第1及び第2の位相共役光発生
装置であり、 該主局は、第1乃至第3ポートを有し該第1ポートは該
シングルモードファイバに接続され該第2及び第3ポー
トはそれぞれ該第1及び第2の位相共役光発生装置に接
続され該第1ポートに供給された光を直交2偏光成分に
分離してそれぞれ該第2及び第3ポートから出力し該第
2及び第3ポートにそれぞれ供給された直交2偏光成分
を該第1ポートから出力する偏光ビームスプリッタをさ
らに有する請求項13に記載の光通信システム。
14. The optical transmission line is a single mode fiber, the phase conjugate light generating means is a first and a second phase conjugate light generating device, and the master station has first to third ports. The first port is connected to the single mode fiber, the second and third ports are connected to the first and second phase conjugate light generators, respectively, and the light supplied to the first port is orthogonally polarized into two. 14. The polarization beam splitter according to claim 13, further comprising a polarization beam splitter that separates the components into two components, outputs the components from the second and third ports, and outputs the two orthogonal polarization components supplied to the second and third ports, from the first port. The optical communication system described.
【請求項15】 該光伝送路の該第1端に供給される該
プローブ光は周波数分割多重された複数のプローブ光で
ある請求項1に記載の光通信システム。
15. The optical communication system according to claim 1, wherein the probe light supplied to the first end of the optical transmission line is a plurality of frequency-division multiplexed probe lights.
【請求項16】 該従局は、第2の入力データに従って
該プローブ光を変調する第2の変調手段をさらに有し、 該主局は複数あり、 該複数の主局は、それぞれ、該位相共役光発生手段の出
力光に基づいて該第2の入力データを復調する第2の復
調手段をさらに有する請求項1に記載の光通信システ
ム。
16. The slave station further comprises second modulating means for modulating the probe light according to second input data, wherein there are a plurality of the master stations, and the plurality of master stations respectively have the phase conjugate. The optical communication system according to claim 1, further comprising second demodulation means for demodulating the second input data based on the output light of the light generation means.
【請求項17】 該複数の主局の各該位相共役光発生手
段は、それぞれ、非線形光学媒質と、 励起光を発生する励起光発生手段と、該励起光発生手段
から供給された該励起光を該プローブ光とともに該非線
形光学媒質に供給するプローブ光/励起光供給手段とを
含み、各該励起光発生手段が発生する各該励起光の周波
数は異なる請求項16に記載の光通信システム。
17. The phase conjugate light generating means of each of the plurality of main stations respectively comprises a non-linear optical medium, a pumping light generating means for generating pumping light, and the pumping light supplied from the pumping light generating means. 17. The optical communication system according to claim 16, further comprising: a probe light / excitation light supply unit that supplies the probe light to the nonlinear optical medium together with the probe light, and the frequencies of the respective excitation lights generated by the respective excitation light generation units are different.
【請求項18】 該従局は複数ある請求項1に記載の光
通信システム。
18. The optical communication system according to claim 1, wherein there are a plurality of slave stations.
【請求項19】 プローブ光源と、 励起光源と、 非線形光学媒質と、 該プローブ光源からのプローブ光を該励起光源からの励
起光とともに該非線形光学媒質に供給するプローブ光/
励起光供給手段と、 該励起光源に動作的に接続されて該励起光を情報信号に
より変調する変調手段とを備え、 該非線形光学媒質から変調された位相共役光が出力され
る光変調器。
19. A probe light source, an excitation light source, a non-linear optical medium, and probe light from the probe light source, which is supplied to the non-linear optical medium together with the excitation light from the excitation light source.
An optical modulator comprising: a pumping light supply means; and a modulating means that is operatively connected to the pumping light source and modulates the pumping light with an information signal, and outputs the phase conjugate light modulated from the nonlinear optical medium.
【請求項20】 該非線形光学媒質は3次の非線形光学
効果を呈し、 該非線形光学媒質においては4光波混合により該位相共
役光が発生する請求項19に記載の光変調器。
20. The optical modulator according to claim 19, wherein the nonlinear optical medium exhibits a third-order nonlinear optical effect, and the phase conjugate light is generated by four-wave mixing in the nonlinear optical medium.
【請求項21】 該変調手段は該励起光の振幅又は強度
を変調する請求項19に記載の光変調器。
21. The optical modulator according to claim 19, wherein the modulation means modulates the amplitude or intensity of the excitation light.
【請求項22】 該変調手段は該励起光の周波数を変調
する請求項19に記載の光変調器。
22. The optical modulator according to claim 19, wherein the modulation means modulates the frequency of the excitation light.
【請求項23】 該変調手段は該励起光の位相を変調す
る請求項19に記載の光変調器。
23. The optical modulator according to claim 19, wherein the modulation means modulates the phase of the excitation light.
【請求項24】 該非線形光学媒質に動作的に接続さ
れ、その通過帯域は該位相共役光の波長を包含する光バ
ンドパスフィルタをさらに備えた請求項19に記載の光
変調器。
24. The optical modulator according to claim 19, further comprising an optical bandpass filter operatively connected to the nonlinear optical medium, the passband of which includes the wavelength of the phase conjugate light.
【請求項25】 該光バンドパスフィルタに動作的に接
続され、該位相共役光を増幅する光増幅器をさらに備え
た請求項24に記載の光変調器。
25. The optical modulator according to claim 24, further comprising an optical amplifier operatively connected to the optical bandpass filter and amplifying the phase conjugate light.
【請求項26】 該非線形光学媒質は光ファイバである
請求項19に記載の光変調器。
26. The optical modulator according to claim 19, wherein the nonlinear optical medium is an optical fiber.
【請求項27】 該プローブ光の波長と該励起光の波長
はわずかに異なり、該光ファイバの零分散を与える波長
は該励起光の波長にほぼ一致する請求項26に記載の光
変調器。
27. The optical modulator according to claim 26, wherein the wavelength of the probe light and the wavelength of the pumping light are slightly different, and the wavelength that gives zero dispersion of the optical fiber is substantially equal to the wavelength of the pumping light.
【請求項28】 該励起光は該情報信号よりも十分に低
速な信号により周波数変調される請求項19に記載の光
変調器。
28. The optical modulator according to claim 19, wherein the pumping light is frequency-modulated by a signal sufficiently slower than the information signal.
【請求項29】 該プローブ光を偏光面が互いに直交す
る第1及び第2偏光成分に分離する偏光分離手段と、偏
光合成手段とをさらに備え、 該非線形光学媒質は、該プローブ光の該第1及び第2偏
光成分を受けて該第1及び第2偏光成分に対する位相共
役光をそれぞれ出力し、該各位相共役光が該偏光合成手
段で合成される請求項19に記載の光変調器。
29. A polarization separation means for separating the probe light into first and second polarization components whose polarization planes are orthogonal to each other, and polarization combining means, wherein the non-linear optical medium is the first light component of the probe light. 20. The optical modulator according to claim 19, which receives the first and second polarization components and outputs the phase conjugate lights for the first and second polarization components, respectively, and the phase conjugate lights are combined by the polarization combining means.
【請求項30】該非線形光学媒質は偏波保持ファイバで
あり、 該励起光は予め定められた偏波面を有する実質的な直線
偏波であり、 該予め定められた偏波面が該偏波保持ファイバの主軸に
対してほぼ45°傾斜するように該励起光源が設定され
る請求項19に記載の光変調器。
30. The non-linear optical medium is a polarization-maintaining fiber, the pumping light is substantially linearly polarized light having a predetermined plane of polarization, and the predetermined plane of polarization is the polarization-maintaining fiber. 20. The optical modulator according to claim 19, wherein the pumping light source is set so as to be tilted at about 45 ° with respect to the principal axis of the fiber.
【請求項31】 該非線形光学媒質はほぼ同じ長さの第
1及び第2の偏波保持ファイバであり、 該第1及び第2の偏波保持ファイバはこれらの主軸同士
が互いに直交するように接続され、 該励起光は予め定められた偏波面を有する実質的な直線
偏波であり、 該励起光は該第1の偏波保持ファイバに供給され、 該予め定められた偏波面が該第1の偏波保持ファイバの
主軸に対してほぼ45°傾斜するように該励起光源が設
定される請求項19に記載の光変調器。
31. The non-linear optical medium is first and second polarization-maintaining fibers having substantially the same length, and the first and second polarization-maintaining fibers are arranged such that their principal axes are orthogonal to each other. Connected, the pumping light is substantially linearly polarized light having a predetermined plane of polarization, the pumping light is supplied to the first polarization maintaining fiber, and the predetermined plane of polarization is the first plane of polarization. 20. The optical modulator according to claim 19, wherein the pumping light source is set so as to be inclined at about 45 ° with respect to the main axis of the polarization maintaining fiber of No. 1.
【請求項32】 該プローブ光/励起光供給手段は、第
1乃至第3ポートを有し、 該第1及び第2ポートにはそれぞれ該プローブ光源及び
該励起光源が接続され、 該第1及び第2ポートに供給された光を該第3ポートか
ら出力する光カプラと、第4乃至第7ポートを有し、 該第4ポートは該第3ポートに接続され、 該第5ポートから該変調された位相共役光が出力され、 該第6及び第7ポートは該光ファイバの第1端及び第2
端にそれぞれ接続され、 該第4及び第5ポートに供給された光の直交2偏光成分
をそれぞれ該第6及び第7ポートから出力し、 該第6及び第7ポートに供給された光の直交2偏光成分
をそれぞれ該第4及び第5ポートから出力する偏光ビー
ムスプリッタとを含み、 該第4ポートに供給される該励起光の偏光面が該直交2
偏光成分の偏光面に対してそれぞれほぼ45°傾斜する
ように該励起光源が設定される請求項26に記載の光変
調器。
32. The probe light / excitation light supply means has first to third ports, and the probe light source and the excitation light source are connected to the first and second ports, respectively. An optical coupler that outputs the light supplied to the second port from the third port and fourth to seventh ports, the fourth port is connected to the third port, and the modulation is performed from the fifth port. The phase-conjugated light is output and the sixth and seventh ports are connected to the first end and the second end of the optical fiber.
Orthogonal two-polarization components of the light supplied to the fourth and fifth ports, which are respectively connected to the ends, are output from the sixth and seventh ports, respectively, and the light supplied to the sixth and seventh ports are orthogonal. A polarization beam splitter that outputs two polarization components from the fourth and fifth ports, respectively, and the polarization plane of the excitation light supplied to the fourth port is the orthogonal 2
27. The optical modulator according to claim 26, wherein the pumping light source is set so as to be inclined by approximately 45 ° with respect to the plane of polarization of the polarization component.
【請求項33】 該光ファイバに供給される光の偏光状
態と該光ファイバから出力される光の偏光状態とが一致
するように制御する偏光制御器をさらに備えた請求項3
2に記載の光変調器。
33. A polarization controller further comprising a polarization controller for controlling the polarization state of the light supplied to the optical fiber and the polarization state of the light output from the optical fiber to coincide with each other.
2. The optical modulator according to item 2.
【請求項34】 該光ファイバは偏波保持ファイバであ
る請求項32に記載の光変調器。
34. The optical modulator according to claim 32, wherein the optical fiber is a polarization maintaining fiber.
【請求項35】 該プローブ光/励起光供給手段は、該
プローブ光が供給される第1ポートと、 該励起光が供給される第2ポートと該光ファイバの第1
端に接続される第3ポートとを有し、 該第1及び第2ポートにそれぞれ供給された該プローブ
光及び該励起光を該第3ポートから出力する光カプラを
含み、 該光ファイバの第2端から該変調された位相共役光が出
力される請求項26に記載の光変調器。
35. The probe light / excitation light supply means includes a first port to which the probe light is supplied, a second port to which the excitation light is supplied, and a first port of the optical fiber.
A third port connected to the end, and including an optical coupler for outputting the probe light and the excitation light respectively supplied to the first and second ports from the third port, 27. The optical modulator according to claim 26, wherein the modulated phase conjugate light is output from two ends.
【請求項36】 該プローブ光源と該第1ポート間の光
路に挿入された該プローブ光の偏光状態を攪乱する偏光
スクランブラをさらに備えた請求項35に記載の光変調
器。
36. The optical modulator according to claim 35, further comprising a polarization scrambler inserted in an optical path between the probe light source and the first port to disturb the polarization state of the probe light.
【請求項37】 該励起光源と該第2ポート間の光路に
挿入され該励起光の偏光状態を攪乱する偏光スクランブ
ラをさらに備えた請求項35に記載の光変調器。
37. The optical modulator according to claim 35, further comprising a polarization scrambler inserted in an optical path between the pumping light source and the second port to disturb the polarization state of the pumping light.
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