JP2005316374A - 光波形整形器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 干渉計10、20は、それぞれ、主に自己位相変調により動作するマッハツェンダ干渉計である。出力ポート16a、26aは、正の伝達関数に従って得られる信号光を出力する。出力ポート16b、26bは、負の伝達関数に従って得られる信号光を出力する。正の伝達関数および負の伝達関数は、互いに相補的な関数であり、それぞれ入力光パワーに対して概ね周期的に変化する。干渉計10は正の伝達関数を使用し、干渉計20は負の伝達関数を使用する。
【選択図】図2
Description
図1に示す光通信システムにおいて、送信端局から送出された光信号は、伝送路上に設けられている光アンプによって増幅されながら受信端局へ伝搬される。このとき、この光信号の波形は、伝送路上で徐々に崩れていく。
図2は、本発明に係る光波形整形器の第1の構成例を示す図である。本発明の光波形整形器は、直列に接続された複数の干渉計を有する。ただし、ここでは、2個の干渉計が接続された光波形整形器について説明をする。また、各干渉計は、マッハツェンダ干渉計であるものとする。
(1)信号光の波長が光導波路の材料の吸収端より長い波長の場合の3次の非線形分極による自己位相変調を生じる光導波路。
(2)信号光の波長が利得帯域内にある半導体光アンプでの、主に屈折率のキャリア変動に伴うプラズマ分散による屈折率変化に起因する自己位相変調を生じる光導波路。
(3)信号光の波長が利得帯域より長い波長にある半導体光アンプでの、主に屈折率のキャリア変動に伴うプラズマ分散とホットキャリア生成による屈折率変化に起因する自己位相変調を生じる光導波路。
(4)信号光の波長が吸収帯域内にある電界吸収型半導体光変調器での、主に光吸収起因の電荷発生による局所的な電圧変化と導波路材料のエネルギーギャップ変動による吸収率変化に伴う屈折率変化による自己位相変調を生じる光導波路。
正の伝達関数:
dPout/dPin = 0(実質的にゼロである場合を含む)
d2Pout/(dPin)2 > 0
負の伝達関数:
dPout/dPin > 0
d2Pout/(dPin)2 < 0
高非線形光ファイバ12、22のγ値:25.0(1/W−km)
高非線形光ファイバ12、22の波長分散:−0.5(ps/nm/km)
高非線形光ファイバ12、22の波長分散スロープ:0.08(ps/nm2/km)
低非線形光ファイバ13、23のγ値:1.3(1/W−km)
低非線形光ファイバ13、23の波長分散:−0.5(ps/nm/km)
低非線形光ファイバ13、23の波長分散スロープ:0.08(ps/nm2/km)
高非線形光ファイバ12の長さ=低非線形光ファイバ13の長さ=5km
高非線形光ファイバ22の長さ=低非線形光ファイバ23の長さ=4km
入力光パワーの範囲:0〜140mW
FWm/FWs ≫ 1
Wtr < FWm
図7(a)および図7(b)は、それぞれ本発明に係る光波形整形器の第2および第3の構成例を示す図である。なお、第2および第3の構成例の光波形整形器の基本構成要素は、いずれも図2に示した第1の構成例と同じである。
高非線形光ファイバ12の長さ=低非線形光ファイバ13の長さ=1km
高非線形光ファイバ22の長さ=低非線形光ファイバ23の長さ=8km
高非線形光ファイバ12の長さ=低非線形光ファイバ13の長さ=1km
高非線形光ファイバ22の長さ=低非線形光ファイバ23の長さ=2km
図14(a)に示す構成では、バイアス光は、干渉計の入力側から供給される。このとき、バイアス光は、信号光と合波されて干渉計に供給される。なお、信号光およびバイアス光を合波する構成は、公知の技術により実現される。また、干渉計の入力側から供給されたバイアス光は、信号光といっしょに出力されることとなる。したがって、干渉計の出力側には、信号光の波長成分を通過させると共にバイアス光の波長成分を除去するための光フィルタ36が設けられている。
図14(c)および図14(d)に示す構成は、それぞれ、実質的に、図14(a)および図14(b)に示す構成と等価である。ただし、図14(c)および図14(d)に示す構成の干渉計は、例えばマッハツェンダ干渉計のように、複数の入力ポートまたは出力ポートを備えている。そして、図14(c)に示す構成では、未使用の入力ポートを介してバイアス光が供給される。一方、図14(d)に示す構成では、出力信号を取り出すポート以外の出力ポートを介してバイアス光が供給される。
図15(d)に示す構成では、バイアス光1が1段目の干渉計の入力側から供給され、バイアス光が2段目の干渉計の入力側から供給される。すなわち、各干渉計に対して異なるバイアス光(例えば、互いに波長の異なるバイアス光)を供給できる。
図16は、本発明に係る光波形整形器の第8の構成例を示す図である。ここでは、2個の非線形ループミラーが接続された光波形整形器について説明する。
非線形ループミラー50の構成および動作は、基本的に、非線形ループミラー40と同じである。ただし、非線形ループミラー50においては、入出力ポート51の出力が非線形ループミラー50から出力される信号光として使用される。また、非線形ループミラー50においては、入出力ポート51を介して入力される信号光に対する入出力ポート52を介して出力される信号光の伝達関数が正の伝達関数であり、入出力ポート51を介して出力される信号光の伝達関数が負の伝達関数である。すなわち、この光波形整形器では、非線形ループミラー50は、負の伝達関数を使用する。
このように、図16に示す第8の構成例の光波形整形器においては、非線形ループミラー40が正の伝達関数を使用し、非線形ループミラー50が負の伝達関数を使用する。したがって、第8の構成例の光波形整形器は、図2に示す光波形整形器と同等な構成と言える。
(1)干渉計内の光導波路の温度を変化させることによりその屈折率を変化させる機能
(2)干渉計内の光導波路の温度を変化させることにより光導波路自体を膨張させる機能
(3)光導波路の導波方向に力を加えることによる光導波路自体の伸張させる機能
(4)キャリア密度を変化させることにより光導波路の屈折率を変化させる機能
(5)電界を印可することのより光導波路を構成する材料の屈折率を変化させる機能
(6)空間ビーム光学系で光路長を変化させる機能
(1)正の伝達関数を持つ干渉計および負の伝達関数を持つ干渉計を直列に接続する。これにより、合成伝達関数は、入力光パワーがゼロの近い領域において傾きが小さくなる。すなわち、図6に示すスペース平坦領域FWsとしてある程度の幅を確保できる。この結果、入力信号のスペース領域に雑音が乗っていても、出力信号は「0(スペース状態)」になるので、信号が正しく再生されることになる。
高非線形光ファイバ12、22のγ値:25.0(1/W−km)
高非線形光ファイバ12、22の波長分散:−0.5(ps/nm/km)
高非線形光ファイバ12、22の波長分散スロープ:0.08(ps/nm2/km)
低非線形光ファイバ13、23のγ値:1.3(1/W−km)
低非線形光ファイバ13、23の波長分散:−0.5(ps/nm/km)
低非線形光ファイバ13、23の波長分散スロープ:0.08(ps/nm2/km)
構成:図2に示す第1の構成例
干渉計10のファイバ長:1.0km
干渉計20のファイバ長:1.0〜10.0kmの範囲
合成伝達関数:図23参照
(1)スペース平坦領域FWsがゼロではなく、ある程度の幅を持っている。この要件が満たされると、入力信号の「0(スペースレベル)」に雑音が乗っていても、出力信号として「0」が得られる。
(2)マーク平坦領域FWmが広い。この要件が満たされると、ASE等により入力信号の「1(マークレベル)」に大きな雑音が乗っていても、出力信号として「1」が得られる。
構成:図7(a)に示す第2の構成例
干渉計10のファイバ長:2.0km
干渉計20のファイバ長:1.0〜10.0kmの範囲
合成伝達関数:図24参照
この形態では、干渉計20のファイバ長をどのように変化させても、良好な合成伝達関数は得られない。すなわち、広いマーク平坦領域FWmが得られることはない。
構成:図7(a)に示す第2の構成例
干渉計10のファイバ長:3.0km
干渉計20のファイバ長:1.0〜10.0kmの範囲
合成伝達関数:図25参照
この形態では、干渉計10または20を単独で使用した場合と比較して、ある程度の波形改善効果は認められる。しかし、入力光パワーのマーク領域に対して合成伝達関数が平坦になる領域の幅は、入力光パワーのスペース領域に対して合成伝達関数が平坦になる領域の幅よりも狭い。すなわち、スペース平坦領域幅が約130mW(0〜130mW)であるのに対し、マーク平坦領域幅は、最も良好な場合(ここでは、干渉計20のファイバ長が9kmの場合)においても約40mW(200〜240mW)程度である。ここで、入力信号の雑音は、一般に、ASEによる雑音が支配的なので、マークレベルに大きな雑音が乗っている。よって、スペース平坦領域幅よりもマーク平坦領域幅の方が広いことが望ましい。
構成:図2に示す第1の構成例
干渉計10のファイバ長:3.0km
干渉計20のファイバ長:1.0〜10.0kmの範囲
合成伝達関数:図26参照
この形態では、干渉計20のファイバ長が2kmのときに良好な合成伝達関数が得られる。なお、図26において、関数Bは、干渉計20のファイバ長が2kmの場合の伝達関数を表している。そして、この場合、スペース平坦領域幅が約20mW(0〜20mW)であるのに対し、マーク平坦領域幅は約80mW(80〜160mW)である。
P1s = T1 * Tm * P0 * (sin[a1 * P0 / 2])^2 ・・・・・(1)
P1s:干渉計10の出力ポート16aの出力光パワー
P0:干渉計10の入力光パワー
a1:干渉計10を構成する2本のパス(高非線形光ファイバ12、低非線形光ファイバ13)間の単位光パワーに比例する位相変化量の差
T1:干渉計10の利得と損失を考慮に入れた干渉作用を含まない透過率
Tm:干渉計10、20間の利得を考慮に入れた透過率
1段目の干渉計が負の伝達関数を使用した場合(すなわち、干渉計10の出力端末16bを介して信号光が出力される場合)の伝達関数は、下記(2)式で表される。
P1c:干渉計10の出力ポート16bの出力光パワー
1段目の干渉計が負の伝達関数を使用し、2段目の干渉計が正の伝達関数を使用した場合(即ち、図7(a)に示す構成で信号光が出力される場合)の伝達関数は、下記(3)式で表される。
P2css:干渉計10が負の伝達関数を使用した場合における干渉計20の出力ポート26aの出力光パワー
a2:干渉計20を構成する2本のパス(高非線形光ファイバ22、低非線形光ファイバ23)間の単位光パワーに比例する位相変化量の差
1段目の干渉計が正の伝達関数を使用し、2段目の干渉計が負の伝達関数を使用した場合(即ち、図2に示す構成で信号光が出力される場合)の伝達関数は、下記(4)式で表される。
P2scc:干渉計10が正の伝達関数を使用した場合における干渉計20の出力ポート26bの出力光パワー
1段目および2段目の干渉計が共に負の伝達関数を使用した場合(即ち、図7(b)に示す構成で信号光が出力される場合)の伝達関数は、下記(5)式で表される。
P2ccc:干渉計10が負の伝達関数を使用した場合における干渉計20の出力ポート26bの出力光パワー
構成:図7(a)参照
伝達関数:上記(3)式
上記(3)式の伝達関数は、上記(2)式を利用して下記のように展開できる。
P2css= P1c * (sin[a2 * P1c / 2])^2
= P1c * ( sin[a2 * T1 * Tm * P0 * ( cos[a1 * P0])^2] )^2 ・・・(6)
上記(6)式において、出力光パワー(P2css)は、概ね、「a2 * T1 * Tm」および「a1」によって規定される。
また、上記(7)式の範囲内では、出力光パワー(P2css)の3次元グラフの形状は一定である。以下、パラメータを変化させた場合の3次元グラフを図29〜図31に示す。
図32は、上記(7)式の範囲よりも広い範囲に渡って出力光パワー(P2css)を描いた図である。この場合、入力光パワーに対して出力パワーが急峻に変化する領域が出現する。このため、広いマーク平坦領域が得られなくなる。
構成:図7(a)参照
伝達関数:上記(3)式
実施例2−2の構成および伝達関数は、上述した実施例2−1と同じである。そして、この場合、上述した(7)式の他に、下記の(8)式により表される範囲においてもマーク平坦領域の広い良好な伝達関数が得られる。
0.2 < a2 / a1×T1×Tm < 0.8 ・・・・・(8)
構成:図2参照
伝達関数:上記(4)式
上記(4)式の伝達関数は、上記(1)式を利用して下記のように展開できる。
P2scc= P1s * (cos[a2 * P1s / 2])^2
= P1s * ( cos[a2 * T1 * Tm * P0 * ( sin[a1 * P0])^2] )^2 ・・・(9)
上記(9)式において、出力光パワー(P2scc)は、概ね、「a2 * T1 * Tm」および「a1」によって規定される。
更に、上記(10)式を満たす限りは、出力光パワー(P2scc)の3次元形状は同じ(相似形)である。すなわち、実施例2−3においても、実施例2−1のケースと同様に、上記(10)式により表される範囲は変化しない。
構成:図7(b)参照
伝達関数:上記(5)式
上記(5)式の伝達関数は、上記(2)式を利用して下記のように展開できる。
P2ccc= P1c * (cos[a2 * P1c / 2])^2
= P1c * ( cos[a2 * T1 * Tm * P0 * ( cos[a1 * P0])^2] )^2 ・・(11)
上記(11)式において、出力光パワー(P2ccc)は、概ね、「a2 * T1 * Tm」および「a1」によって規定される。
更に、上記(12)式を満たす限りは、出力光パワー(P2ccc)の3次元形状は同じ(相似形)である。すなわち、実施例2−4においても、実施例2−1のケースと同様に、上記(12)式により表される範囲は変化しない。
E1x =√2/2・√T・E0 ・cos(ωt+θ+Δφ1)
E1y =√2/2・√T・E0 ・cos(ωt+θ)
ここで、「E0 」は信号光の電界強度、「ω」は信号光の角周波数、「t」は時間、「θ」は位相遅延、「Tr1」は光ファイバ12、13の透過率である。
E1x' =√2/2・(E1x+E1y)
=√Tr1/2・E0 ・( cos(ωt+θ+Δφ1)+cos (ωt+θ) )
=√Tr1・E0 ・cos (ωt+θ+Δφ1/2)・cos (Δφ1/2)
ここで、「Δφ1/2=0」とすれば、「E1x'=√T・E0 ・cos (ωt+θ)」が得られる。
一方、「Δφ1/2=π/2」とすれば、「E1x'=0」が得られる。
Sout1=E1x'^2
=Tr1・[E0 ・cos (ωt+θ+Δφ1/2)・cos (Δφ1/2)]^2
ここで、信号光の強度Sout を表す式において、通常、平均値として測定される1014Hz光の振動数に依存する値[ cos (ωt+θ+Δφ1/2)]^2は、数1010Hz以下の周波数帯域の光受信器で測定すると平均値でしか現れない。よって、信号光強度Sout1は、下記のように表される。
Sout1 ∝ [ cos (Δφ1/2)]^2
E2x =√2/2・√Tr2・E1x' ・cos(ωt+θ+Δφ2)
E2y =√2/2・√Tr2・E1x' ・cos(ωt+θ + π)
ここで、「E1x' 」は、第1段目の偏光干渉計から出射される信号光の電界強度であり、「Tr2」は、光ファイバ22、23の透過率である。
E2x' =√2/2・(E2x+2y)
=√Tr2/2・E1x' ・( cos(ωt+θ+Δφ2)+cos (ωt+θ + π) )
=√Tr2/2・E1x' ・( cos(ωt+θ+Δφ2)− cos (ωt+θ ) )
=√Tr2・E1x' ・sin (ωt+θ+Δφ2/2)・sin (Δφ2/2)
ここで、「Δφ2/2=π/2」とすれば、「E2x'=√Tr2・E1x' ・sin (ωt+θ + π/2)」が得られる。
一方、「Δφ2/2=0」とすれば、「E2x'=0」が得られる。
Sout2=E2x'^2
=Tr2・[E1x' ・sin(ωt+θ+Δφ2/2)・sin (Δφ2/2)]^2
この信号光の強度Sout2は、上述した信号光強度Sout1と同様に、平均値で表されるとすると、下記の関係が得られる。
Sout2 ∝ Tr2・[E1x' ・ sin (Δφ2/2)]^2
ここで、「E1x' ^2 ∝ [ cos (Δφ1/2)]^2」および「Δφ2」を、上述した実施例2で定義した、「a1」「a2」「P1c」を利用して表現すると以下のようになる。
E1x' ^2 =P1c *Tr1 / (T1 * Tm)
Δφ2= a2 * P1c
よって、信号光強度Sout2は、「Tr1 = T1」である場合、下記のように表すことができる。
Sout2 ∝ Tr2 / Tm・P1c ・[ sin (a2 * P1c/2)]^2
そして、この式は、「Tm= 1」において、上述した実施例2の(3)式と同等である。ただし、実施例2の(3)式では、「Tr2 = 1」として損失を無視している。
このように、図11(b)に示す偏光干渉型の光波形整形器においても、入出力特性について、上述した実施例2と同等の議論が成り立つ。
(付記1)直列に接続された複数の干渉計を有する光波形整形器であって、
上記複数の干渉計は、それぞれ、入力光パワーがゼロ近傍であるときに入力光パワーについての2次微分が正であり且つ入力光パワーに対して出力光パワーが概ね周期的に変化する第1の伝達関数、または入力光パワーがゼロ近傍であるときに入力光パワーについての2次微分が負であり且つ入力光パワーに対して出力光パワーが概ね周期的に変化する第2の伝達関数であり、
上記複数の干渉計の中の少なくとも1つにおいて、上記第2の伝達関数が使用される
ことを特徴とする光波形整形器。
上記第1の伝達関数を使用する干渉計および上記第2の伝達関数を使用する干渉計が混在することを特徴とする光波形整形器。
上記干渉計は、
入力ポートと、
互いに異なる光非線形性を有し、それぞれ上記入力ポートを介して入力された光を伝搬する第1および第2の伝送路と、
上記第1および第2の伝送路により伝搬された光を合波する合波器と、
上記合波器により合波された光を出力する出力ポート、
を有することを特徴とする光波形整形器。
上記干渉計は、マッハツェンダ干渉計であることを特徴とする光波形整形器。
(付記5)付記3に記載の光波形整形器であって、
上記第1および/または第2の伝送路における上記入力光の自己位相変調により、上記第1の伝送路を伝搬する光と上記第2の伝送路を伝搬する光に位相差が生じることを特徴とする光波形整形器。
上記干渉計において、干渉現象を生じさせる1組の光伝送路の少なくとも一部が一本の光伝送路を共有することを特徴とする光波形整形器。
上記干渉計は、非線形ループミラーであることを特徴とする光波形整形器。
(付記8)付記1に記載の光波形整形器であって、
当該光波形整形器により波形が整形される信号光の波長と異なる波長の調整光を生成する光源と、
上記光源により生成される調整光を上記干渉計に導くガイド手段、
をさらに有することを特徴とする光波形整形器。
上記干渉計の前段に、当該光波形整形器により波形が整形されるべき信号光を単一の偏光状態の光として出力する偏光制御デバイスをさらに有することを特徴とする光波形整形器。
上記第1および第2の偏光成分についてそれぞれ波形整形を行う第1および第2の光波形整形部と、
上記第1および第2の光波形整形部の出力を偏波合成する偏光素子、を有し
上記第1および第2の光波形整形部はそれぞれ付記1に記載の光波形整形器であることを特徴とする光波形整形器。
各干渉計を構成する1組の伝搬路の光路長差を検出する検出手段と、
各干渉計を構成する1組の伝搬路の少なくとも一方の光路長を調整する調整手段と、
上記検出手段により検出される光路長差に基づいて上記調整手段に対して指示を与える制御手段、
をさらに有することを特徴とする光波形整形器。
入力信号光の光パワーまたは雑音を検出する検出手段と、
干渉計の前段に設けられ、入力信号光の光パワーを調整する調整手段と、
上記検出手段による検出結果に基づいて上記調整手段を制御する制御手段、
をさらに有することを特徴とする光波形整形器。
入力信号光の光パワーまたは雑音を検出する検出手段と、
上記検出手段による検出結果に基づいて上記干渉計の伝達関数を調整する制御手段、
をさらに有することを特徴とする光波形整形器。
各干渉計は、1組の光伝送路を互いに直交する略直線偏光が通過し、それらの互いに直交する略直線偏光が偏光子によって分離および合成される偏光干渉計である
ことを特徴とする光波形整形器。
当該光波形整形器により波形が整形される信号光の波長と異なる波長の調整光を生成する光源と、
上記光源により生成される調整光を上記干渉計に導くガイド手段、
をさらに有することを特徴とする光波形整形器。
信号光を互いに直交する第1および第2の偏光成分に分離する偏光素子と、
上記第1および第2の偏光成分についてそれぞれ波形整形を行う第1および第2の光波形整形部と、
上記第1および第2の光波形整形部の出力を偏波合成する偏光素子、を有し
上記第1および第2の光波形整形部はそれぞれ請求項1に記載の光波形整形器であることを特徴とする光波形整形器。
各干渉計を構成する1組の伝搬路の光路長差を検出する検出手段と、
各干渉計を構成する1組の伝搬路の少なくとも一方の光路長を調整する調整手段と、
上記検出手段により検出される光路長差に基づいて上記調整手段に対して指示を与える制御手段、
をさらに有することを特徴とする光波形整形器。
上記第1および第2の干渉計の伝達関数は、それぞれ、主に自己位相変調による位相変化により動作し、入力光パワーがゼロ近傍であるときに入力光パワーについての2次微分が正であり且つ入力光パワーに対して出力光パワーが概ね周期的に変化する第1の伝達関数、または入力光パワーがゼロ近傍であるときに入力光パワーについての2次微分が負であり且つ入力光パワーに対して出力光パワーが概ね周期的に変化する第2の伝達関数であり、
上記第1または第2の干渉計の少なくとも一方において、上記第2の伝達関数が使用されるように構成されており、
下記の4つのパラメータa1、a2、T1、Tmが予め決められた条件を満たすように設定されることを特徴とする光波形整形器。
a1:第1の干渉計の1組のパスの間の単位光パワーに比例する位相変化量の差
a2:第2の干渉計の1組のパスの間の単位光パワーに比例する位相変化量の差
T1:第1の干渉計における利得と損失を考慮に入れた干渉作用を含まない透過率
Tm:第1の干渉計と第2の干渉計の間の利得を考慮に入れた透過率(請求項9の一部)
(付記19)付記18に記載の光波形整形器であって、
(a2/a1)×T1×Tmが予め決められた所定の範囲に入るように各パラメータが選択されることを特徴とする光波形整形器。
上記第1の干渉計が上記第2の伝達関数を使用し、
上記第2の干渉計が上記第1の伝達関数を使用し、
1.5<(a2/a1)×T1×Tm<7を満たすことを特徴とする光波形整形器。
上記第1の干渉計が上記第2の伝達関数を使用し、
上記第2の干渉計が上記第1の伝達関数を使用し、
0.2<(a2/a1)×T1×Tm<0.8を満たすことを特徴とする光波形整形器。
上記第1の干渉計が上記第1の伝達関数を使用し、
上記第2の干渉計が上記第2の伝達関数を使用し、
0<(a2/a1)×T1×Tm<0.8を満たすことを特徴とする光波形整形器。
上記第1の干渉計が上記第2の伝達関数を使用し、
上記第2の干渉計が上記第2の伝達関数を使用し、
0<(a2/a1)×T1×Tm<3を満たすことを特徴とする光波形整形器。
上記複数の干渉計は、それぞれ、入力光パワーがゼロ近傍であるときに入力光パワーについての1次微分が実質的にゼロであり且つ入力光パワーに対して出力光パワーが概ね周期的に変化する第1の伝達関数、または、入力光パワーがゼロ近傍であるときに入力光パワーについての2次微分が負であり且つ入力光パワーに対して出力光パワーが概ね周期的に変化する第2の伝達関数であり、
上記複数の干渉計の中の少なくとも1つにおいて、上記第2の伝達関数が使用される
ことを特徴とする光波形整形器。
上記複数の干渉計は、それぞれ、入力光パワーに対して出力光パワーが概ね周期的に変化する伝達関数であり、
上記複数の干渉計の中の少なくとも1つにおいて、入力光パワーがゼロ近傍であるときに入力光パワーについての2次微分が負である伝達関数が使用される
ことを特徴とする光波形整形器。
上記第1および第2の干渉計は、それぞれ、入力光パワーに対して光パワーが概ね周期的に変化する互いに相補的な第1の出力光および第2の出力光を生成する干渉計であり、
上記第1の干渉計は上記第1の出力光を出力し、上記第2の干渉計は上記第2の出力光を出力する
ことを特徴とする光波形整形器。
10、20 干渉計(マッハツェンダ干渉計)
11a、11b、21a、21b 入力ポート
12、22 高非線形光ファイバ
13、23 低非線形光ファイバ
14、15、24、25 方向性結合器
16a、16b、26a、26b 出力ポート
31 位相調整器
32 ミラー
33 ハーフミラー
34、35 偏光ビームスプリッタ(偏光子)
36 光フィルタ
40、50 非線形ループミラー
41、42、51、52 入出力ポート
43、53 方向性結合器
44、54 高非線形光ファイバ
45、55 光減衰器
61 光サーキュレータ
62 無反射終端器
71 偏光制御器
81、83 偏光素子
82a、82b 光波形整形器
84a、84b 光パワー調整器
90a、90b 光路長調整器
91a、91b モニタ光源
92a、92b モニタ部
93a、93b 制御部
101 光分岐部
102 光波形整形部
103 検出部
104 制御部
105 光パワー調整部
Claims (12)
- 直列に接続された複数の干渉計を有する光波形整形器であって、
上記複数の干渉計は、それぞれ、入力光パワーがゼロ近傍であるときに入力光パワーについての2次微分が正であり且つ入力光パワーに対して出力光パワーが概ね周期的に変化する第1の伝達関数、または、入力光パワーがゼロ近傍であるときに入力光パワーについての2次微分が負であり且つ入力光パワーに対して出力光パワーが概ね周期的に変化する第2の伝達関数であり、
上記複数の干渉計の中の少なくとも1つにおいて、上記第2の伝達関数が使用される
ことを特徴とする光波形整形器。 - 請求項1に記載の光波形整形器であって、
上記干渉計は、
入力ポートと、
互いに異なる光非線形性を有し、それぞれ上記入力ポートを介して入力された光を伝搬する第1および第2の伝送路と、
上記第1および第2の伝送路により伝搬された光を合波する合波器と、
上記合波器により合波された光を出力する出力ポート、
を有することを特徴とする光波形整形器。 - 請求項2に記載の光波形整形器であって、
上記第1および/または第2の伝送路における上記入力光の自己位相変調により、上記第1の伝送路を伝搬する光と上記第2の伝送路を伝搬する光に位相差が生じることを特徴とする光波形整形器。 - 請求項1に記載の光波形整形器であって、
上記干渉計において、干渉現象を生じさせる1組の光伝送路の少なくとも一部が一本の光伝送路を共有することを特徴とする光波形整形器。 - 請求項1に記載の光波形整形器であって、
当該光波形整形器により波形が整形される信号光の波長と異なる波長の調整光を生成する光源と、
上記光源により生成される調整光を上記干渉計に導くガイド手段、
をさらに有することを特徴とする光波形整形器。 - 信号光を互いに直交する第1および第2の偏光成分に分離する偏光素子と、
上記第1および第2の偏光成分についてそれぞれ波形整形を行う第1および第2の光波形整形部と、
上記第1および第2の光波形整形部の出力を偏波合成する偏光素子、を有し
上記第1および第2の光波形整形部はそれぞれ請求項1に記載の光波形整形器であることを特徴とする光波形整形器。 - 請求項1に記載の光波形整形器であって、
各干渉計を構成する1組の伝搬路の光路長差を検出する検出手段と、
各干渉計を構成する1組の伝搬路の少なくとも一方の光路長を調整する調整手段と、
上記検出手段により検出される光路長差に基づいて上記調整手段に対して指示を与える制御手段、
をさらに有することを特徴とする光波形整形器。 - 請求項1に記載の光波形整形器であって、
各干渉計は、1組の光伝送路を互いに直交する略直線偏光が通過し、それらの互いに直交する略直線偏光が偏光子によって分離および合成される偏光干渉計である
ことを特徴とする光波形整形器。 - 第1の干渉計およびその第1の干渉計の出力が与えられる第2の干渉計を含む光波形整形器であって、
上記第1および第2の干渉計の伝達関数は、それぞれ、主に自己位相変調による位相変化により動作し、入力光パワーがゼロ近傍であるときに入力光パワーについての2次微分が正であり且つ入力光パワーに対して出力光パワーが概ね周期的に変化する第1の伝達関数、または入力光パワーがゼロ近傍であるときに入力光パワーについての2次微分が負であり且つ入力光パワーに対して出力光パワーが概ね周期的に変化する第2の伝達関数であり、
上記第1または第2の干渉計の少なくとも一方において、上記第2の伝達関数が使用されるように構成されており、
下記の4つのパラメータa1、a2、T1、Tmが下記の(1)、(2)、(3)、(4)のいずれかの条件を満たすように設定されることを特徴とする光波形整形器。
a1:第1の干渉計の1組のパスの間の単位光パワーに比例する位相変化量の差
a2:第2の干渉計の1組のパスの間の単位光パワーに比例する位相変化量の差
T1:第1の干渉計における利得と損失を考慮に入れた干渉作用を含まない透過率
Tm:第1の干渉計と第2の干渉計の間の利得と損失を考慮に入れた透過率
(1)1段目が上記第2の伝達関数を持ち、2段目が上記第1の伝達関数を持つ2段構成の干渉計であり、1.5 < a2 / a1 ×T1 × Tm < 7 である。
(2)1段目が上記第2の伝達関数を持ち、2段目が上記第1の伝達関数を持つ2段構成の干渉計であり、0.2 < a2 / a1 ×T1 × Tm < 0.8 である。
(3)1段目が上記第1の伝達関数を持ち、2段目が上記第2の伝達関数を持つ2段構成の干渉計であり、0 < a2 / a1 ×T1 × Tm < 0.8 である。
(4)1段目が上記第2の伝達関数を持ち、2段目が上記第2の伝達関数を持つ2段構成の干渉計であり、0 < a2 / a1 ×T1 × Tm < 3 である。 - 直列に接続された複数の干渉計を有する光波形整形器であって、
上記複数の干渉計は、それぞれ、入力光パワーがゼロ近傍であるときに入力光パワーについての1次微分が実質的にゼロであり且つ入力光パワーに対して出力光パワーが概ね周期的に変化する第1の伝達関数、または、入力光パワーがゼロ近傍であるときに入力光パワーについての2次微分が負であり且つ入力光パワーに対して出力光パワーが概ね周期的に変化する第2の伝達関数であり、
上記複数の干渉計の中の少なくとも1つにおいて、上記第2の伝達関数が使用される
ことを特徴とする光波形整形器。 - 直列に接続された複数の干渉計を有する光波形整形器であって、
上記複数の干渉計は、それぞれ、入力光パワーに対して出力光パワーが概ね周期的に変化する伝達関数であり、
上記複数の干渉計の中の少なくとも1つにおいて、入力光パワーがゼロ近傍であるときに入力光パワーについての2次微分が負である伝達関数が使用される
ことを特徴とする光波形整形器。 - 第1の干渉計およびその第1の干渉計の出力が与えられる第2の干渉計を含む光波形整形器であって、
上記第1および第2の干渉計は、それぞれ、入力光パワーに対して光パワーが概ね周期的に変化する互いに相補的な第1の出力光および第2の出力光を生成する干渉計であり、
上記第1の干渉計は上記第1の出力光を出力し、上記第2の干渉計は上記第2の出力光を出力する
ことを特徴とする光波形整形器。
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