JP2015075614A - Optical frequency comb generator - Google Patents

Optical frequency comb generator Download PDF

Info

Publication number
JP2015075614A
JP2015075614A JP2013211585A JP2013211585A JP2015075614A JP 2015075614 A JP2015075614 A JP 2015075614A JP 2013211585 A JP2013211585 A JP 2013211585A JP 2013211585 A JP2013211585 A JP 2013211585A JP 2015075614 A JP2015075614 A JP 2015075614A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
frequency comb
modulator
frequency
comb generator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013211585A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
桑野 茂
Shigeru Kuwano
茂 桑野
飯田 大輔
Daisuke Iida
大輔 飯田
寺田 純
Jun Terada
純 寺田
永妻 忠夫
Tadao Nagatsuma
忠夫 永妻
信太郎 久武
Shintaro Hisatake
信太郎 久武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Osaka University NUC
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Osaka University NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp, Osaka University NUC filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2013211585A priority Critical patent/JP2015075614A/en
Publication of JP2015075614A publication Critical patent/JP2015075614A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To generate a broadband optical frequency comb with a high signal-to-noise power ratio.SOLUTION: An optical frequency comb generator includes: an optical modulator 21 that modulates continuous light from a light source; an optical filter 22 that removes at least one frequency component of frequency components included in a modulation signal; an optical amplifier 23 that amplifies the modulation signal; a pulse compression section 24 that compresses a pulse width of each pulse of the modulation signal by using a dispersion medium; and a bandwidth expansion section 25 that expands a bandwidth of the modulation signal on a frequency axis by using a nonlinear medium.

Description

本発明は、広帯域かつ高信号対雑音電力比の光周波数コムを生成する光周波数コム生成装置に関する。   The present invention relates to an optical frequency comb generator that generates an optical frequency comb having a wide band and a high signal-to-noise power ratio.

大容量の無線伝送を実現するため、従来の周波数よりも高いミリ波やテラヘルツ波を用いた無線伝送システムの研究開発が進められている(例えば、非特許文献1参照)。これらの無線伝送システムでの搬送波周波数は100〜1000GHzにおよぶため、半導体発振器で効率よく搬送波を生成することは困難である。このため、図1に示すように光周波数コム生成装置91で光周波数コムを生成し、必要な周波数間隔だけ離れた信号を抽出し、光ヘテロダイン検波で搬送波周波数の信号を生成する技術が多く用いられている(例えば、非特許文献1参照)。   In order to realize large-capacity wireless transmission, research and development of wireless transmission systems using millimeter waves and terahertz waves higher than conventional frequencies are underway (see, for example, Non-Patent Document 1). Since the carrier frequency in these wireless transmission systems ranges from 100 to 1000 GHz, it is difficult to efficiently generate a carrier wave with a semiconductor oscillator. Therefore, as shown in FIG. 1, an optical frequency comb generator 91 generates an optical frequency comb, extracts signals separated by a necessary frequency interval, and generates a carrier frequency signal by optical heterodyne detection. (See, for example, Non-Patent Document 1).

図1では光周波数コムを分波器92で複数の周波数キャリア(f,f,f,f)に分ける。そして、そのうちの2つf,fを光検波器933に入力し、その周波数差f=|f−f|の中心周波数をもつ高周波変調信号を光ヘテロダイン検波により生成し、無線信号として送信させる。一方、2つf,fを光検波器942に入力し、周波数差f=|f−f|の高周波局部発振信号を生成し、受信した無線信号のダウンコンバージョンを行う。 In FIG. 1, the optical frequency comb is divided into a plurality of frequency carriers (f a , f b , f c , and f d ) by the duplexer 92. Then, two of them, f a and f b , are input to the optical detector 933, a high frequency modulation signal having a center frequency of the frequency difference f 1 = | fa −f b | is generated by optical heterodyne detection, and wireless Send as a signal. On the other hand, two f c and f d are input to the optical detector 942, a high frequency local oscillation signal having a frequency difference f 2 = | f c −f d | is generated, and the received radio signal is down-converted.

光周波数コムの生成方法としては、図2に示すように複数の光変調器を縦続接続し、多段変調で光周波数コムを生成するもの(例えば、非特許文献2参照)、および図3に示すように光ファイバの非線形を利用して光周波数コムを生成するもの(例えば、非特許文献3参照)がある。前者では複数の変調器を用いることで等価的に高い変調指数を実現し広帯域の信号を生成するとともに、位相制御により高調波を効率的に生成している。後者では、単体の変調器で生成した狭帯域の光周波数コムを主に3次の非線形光学効果(自己位相変調、相互位相変調、四光波混合)によって広帯域の光周波数コムに変換する。これらの手法により、数GHzら10数GHz周波数間隔でTHz以上の帯域の光周波数コムを生成することが可能である。   As an optical frequency comb generation method, a plurality of optical modulators are cascaded as shown in FIG. 2 to generate an optical frequency comb by multistage modulation (see, for example, Non-Patent Document 2), and FIG. As described above, there is an apparatus that generates an optical frequency comb using the nonlinearity of an optical fiber (see, for example, Non-Patent Document 3). In the former, by using a plurality of modulators, an equivalently high modulation index is realized to generate a broadband signal, and harmonics are efficiently generated by phase control. In the latter, a narrow-band optical frequency comb generated by a single modulator is converted into a broadband optical frequency comb mainly by third-order nonlinear optical effects (self-phase modulation, cross-phase modulation, four-wave mixing). By these methods, it is possible to generate an optical frequency comb in a band of THz or more at a frequency interval of several GHz or ten and several GHz.

H.−J.Song and T.Nagatsuma,“Present and Future of Terahertz Communications”,IEEE Trans.Terahertz Sci.and Technol.,vol.1,pp.256−263,2011.H. -J. Song and T.M. Nagatsuma, “Present and Future of Terahertz Communications”, IEEE Trans. Terahertz Sci. and Technol. , Vol. 1, pp. 256-263, 2011. M.Fujiwara, et al.,“Optical carrier supply module using flattened optical multicarrier generation based on sinusoidal amplitude and phase hybrid modulation”,IEEE Journal of Lightwave Technol.,vol.21,no.11,pp.2705−2714,Nov.2003.M.M. Fujiwara, et al. , “Optical carrier supplied module using flattened optical multi-carrier generation based on sinusoidal amplification and phase hybridEd. , Vol. 21, no. 11, pp. 2705-2714, Nov. 2003. R.P. Scott,et al.,“3.5−THz Wide,175 Mode Optical Comb Source”,OFC 2007,paper OWJ3,Mar.2007.R. P. Scott, et al. "3.5-THZ Wide, 175 Mode Optical Comb Source", OFC 2007, paper OWJ3, Mar. 2007.

図1に示すように、無線搬送波生成に必要な光搬送波および受信用の局部発振信号生成に用いる光搬送波はそれぞれ2本であり、1システム当たり4本の光搬送波があれば十分である。また、複数システムの実装を考慮しても10〜20本程度の光搬送波があれば十分である。これに対して従来の光周波数コムでは100本以上の光搬送波が生成されるため、多くの光搬送波が無駄になってしまう。また、光ヘテロダイン検波で無線搬送波周波数を効率よく発生させるためには、2本の光搬送波を高電力で光検波器に入力する必要があり、光搬送波に対しても高い信号対雑音電力比が要求される。   As shown in FIG. 1, there are two optical carriers necessary for generating a wireless carrier wave and two local optical signals for generating a reception local oscillation signal, and it is sufficient if there are four optical carriers per system. Also, considering the mounting of a plurality of systems, it is sufficient to have about 10 to 20 optical carriers. On the other hand, since the conventional optical frequency comb generates 100 or more optical carriers, many optical carriers are wasted. Also, in order to efficiently generate a radio carrier frequency by optical heterodyne detection, it is necessary to input two optical carriers to the optical detector with high power, and a high signal-to-noise power ratio is required for the optical carrier. Required.

高い信号対雑音電力比を実現するためには、光増幅器の必要が不可欠であるが、光増幅器では自然放出光が雑音として追加され、光増幅器への入力電力が低いほど雑音電力が大きくなる。このため、光搬送波を抽出してから増幅するよりも抽出前に一括で増幅した方が雑音レベルが低くなる。しかしながら、光搬送波数が多いため、光搬送波あたりの光電力を高めようとすると光増幅器の出力電力を大きくする必要があり、高価な光増幅器が必要である。   In order to realize a high signal-to-noise power ratio, an optical amplifier is indispensable. However, in an optical amplifier, spontaneous emission light is added as noise, and the noise power increases as the input power to the optical amplifier decreases. For this reason, the noise level is lower when the optical carrier wave is amplified before being extracted than when the optical carrier wave is extracted and then amplified. However, since the number of optical carriers is large, it is necessary to increase the output power of the optical amplifier to increase the optical power per optical carrier, and an expensive optical amplifier is required.

光周波数コムを生成する基準周波数を高める方法もあるが、高周波の発振器、変調器ドライバ、広帯域変調器が必要となり、コストが増大する。   Although there is a method for increasing the reference frequency for generating the optical frequency comb, a high-frequency oscillator, a modulator driver, and a broadband modulator are required, which increases the cost.

本発明は、広帯域かつ高信号対雑音電力比の光周波数コムを生成することを目的とする。   An object of the present invention is to generate an optical frequency comb having a wide bandwidth and a high signal-to-noise power ratio.

本願発明の光周波数コム生成装置は、
光源からの連続光を変調する光変調器と、
前記光変調器からの変調信号に含まれる複数の周波数成分のうちの少なくとも1つの周波数成分を除去する光フィルタと、
前記光フィルタからの変調信号を増幅する光増幅器と、
前記光増幅器からの変調信号の各パルスのパルス幅を、分散媒質を用いて圧縮するパルス圧縮部と、
前記パルス圧縮部からの変調信号の帯域を、非線形媒質を用いて周波数軸上で広げる帯域拡張部と、
を備える。
The optical frequency comb generator of the present invention is
An optical modulator that modulates continuous light from the light source;
An optical filter for removing at least one frequency component of a plurality of frequency components included in a modulation signal from the optical modulator;
An optical amplifier for amplifying the modulation signal from the optical filter;
A pulse compression unit that compresses the pulse width of each pulse of the modulated signal from the optical amplifier using a dispersion medium;
A band extending unit that expands the band of the modulation signal from the pulse compression unit on the frequency axis using a nonlinear medium;
Is provided.

本願発明の光周波数コム生成装置では、前記光変調器が、光強度変調器であってもよい。   In the optical frequency comb generator of the present invention, the optical modulator may be a light intensity modulator.

本願発明の光周波数コム生成装置では、前記光変調器が、光位相変調器であってもよい。   In the optical frequency comb generator of the present invention, the optical modulator may be an optical phase modulator.

本願発明の光周波数コム生成装置では、前記光フィルタが、マッハツェンダ型光フィルタ、ファブリペロー型光フィルタ又は光インタリーバであってもよい。   In the optical frequency comb generator of the present invention, the optical filter may be a Mach-Zehnder optical filter, a Fabry-Perot optical filter, or an optical interleaver.

本願発明の光周波数コム生成装置では、前記パルス圧縮部が、通常分散ファイバ又はチャープドファイバグレーティングであってもよい。   In the optical frequency comb generator of the present invention, the pulse compression unit may be a normal dispersion fiber or a chirped fiber grating.

本願発明の光周波数コム生成装置では、前記帯域拡張部が、前記光変調器と前記光フィルタとの間の光ファイバの有効コア径よりも有効コア径の小さなファイバであるか、あるいは、分散減少ファイバであってもよい。   In the optical frequency comb generator according to the present invention, the band extension unit is a fiber having an effective core diameter smaller than an effective core diameter of the optical fiber between the optical modulator and the optical filter, or dispersion reduction. It may be a fiber.

なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。   The above inventions can be combined as much as possible.

本発明によれば、広帯域かつ高信号対雑音電力比の光周波数コムを生成することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to generate an optical frequency comb having a wide bandwidth and a high signal-to-noise ratio.

無線通信システムの構成の一例を示す。1 shows an example of a configuration of a wireless communication system. 本発明に関連する光周波数コム生成装置の第1例を示す。The 1st example of the optical frequency comb production | generation apparatus relevant to this invention is shown. 本発明に関連する光周波数コム生成装置の第2例を示す。The 2nd example of the optical frequency comb production | generation apparatus relevant to this invention is shown. 実施形態1に係る光周波数コム生成装置の一例を示す。An example of the optical frequency comb production | generation apparatus which concerns on Embodiment 1 is shown. 光源から出力された光周波数スペクトルの一例を示す。An example of the optical frequency spectrum output from the light source is shown. 光変調器から出力された光周波数スペクトルの一例を示す。An example of the optical frequency spectrum output from the optical modulator is shown. 光フィルタから出力された光周波数スペクトルの一例を示す。An example of the optical frequency spectrum output from the optical filter is shown. 高非線形光ファイバから出力された光周波数スペクトルの一例を示す。An example of the optical frequency spectrum output from the highly nonlinear optical fiber is shown. マッハツェンダ型フィルタの透過特性の一例を示す。An example of the transmission characteristic of a Mach-Zehnder filter is shown. ファブリペロー型フィルタの透過特性の一例を示す。An example of the transmission characteristic of a Fabry-Perot filter is shown. 数値シミュレーション結果の一例を示す。An example of a numerical simulation result is shown. 実施形態2に係る光周波数コム生成装置の一例を示す。An example of the optical frequency comb production | generation apparatus which concerns on Embodiment 2 is shown. 光位相変調信号のパルス圧縮の一例を示す。An example of pulse compression of an optical phase modulation signal is shown.

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components.

(実施形態1)
図4に本発明の第1の実施形態を示す。
本実施形態の光周波数コム生成装置91は、光源11、光強度変調器21、発振器13、光フィルタ22、光増幅器23、パルス圧縮部として機能するシングルモードファイバ24、帯域拡張部として機能する高非線形ファイバ25を備える。
(Embodiment 1)
FIG. 4 shows a first embodiment of the present invention.
The optical frequency comb generator 91 of this embodiment includes a light source 11, a light intensity modulator 21, an oscillator 13, an optical filter 22, an optical amplifier 23, a single mode fiber 24 that functions as a pulse compression unit, and a high function that functions as a band extension unit. A nonlinear fiber 25 is provided.

光強度変調器21は、光源11からの連続光を発振器13からの周波数fの信号で光強度変調して変調信号を生成する。光フィルタ22は、光強度変調器21からの変調信号に含まれる周波数成分のうちの複数の周期的成分を抑圧する。光増幅器23は、光フィルタ22からの出力信号を光増幅する。シングルモードファイバ24は、変調信号の各パルスのパルス圧縮を行う。高非線形ファイバ25は、非線形を利用して広帯域の光周波数コムを生成する。 The light intensity modulator 21 modulates the light intensity of the continuous light from the light source 11 with the signal of the frequency f 0 from the oscillator 13 to generate a modulation signal. The optical filter 22 suppresses a plurality of periodic components among the frequency components included in the modulation signal from the light intensity modulator 21. The optical amplifier 23 optically amplifies the output signal from the optical filter 22. The single mode fiber 24 performs pulse compression of each pulse of the modulation signal. The highly nonlinear fiber 25 generates a broadband optical frequency comb using nonlinearity.

この場合の各点における光周波数スペクトルの概念図を図5から図8に示す。図5に示す光源11からの1波の光搬送波は、光強度変調器21で変調されて、図6に示すf間隔の複数キャリアからなる狭帯域の光周波数コムとなる。この光周波数コムから光フィルタ22で2f周期の信号を抑圧することにより、図7に示す2f間隔の光周波数コムを生成する。その後光増幅、パルス圧縮、光非線形現象により、図8に示す広帯域の光周波数コムを生成することが可能となる。 The conceptual diagrams of the optical frequency spectrum at each point in this case are shown in FIGS. A single optical carrier wave from the light source 11 shown in FIG. 5 is modulated by the light intensity modulator 21 to become a narrow-band optical frequency comb composed of a plurality of carriers at f 0 intervals shown in FIG. By suppressing the 2f 0 cycle of the signal by the optical filter 22 from the optical frequency comb, it generates an optical frequency comb of the 2f 0 interval shown in FIG. Thereafter, a wideband optical frequency comb shown in FIG. 8 can be generated by optical amplification, pulse compression, and optical nonlinear phenomenon.

このように、光増幅器23に周波数間隔の広い光周波数コムを入力することにより、発生する広帯域の光周波数コムのキャリア数を削減することが可能となり、キャリア単位の信号対雑音比を高くとることができる。   As described above, by inputting optical frequency combs having a wide frequency interval to the optical amplifier 23, it is possible to reduce the number of carriers of the generated wide-band optical frequency comb, and to increase the signal-to-noise ratio for each carrier. Can do.

本実施形態における光フィルタ22としては、図9に示すような2f間隔の透過特性(FSR:Free Spectral Range)を有するマッハツェンダ型光フィルタや、図10に示すような2fのFSRを有するファブリペロー型フィルタを用いることができる。 The optical filter 22 in the present embodiment, the transmission characteristic of the 2f 0 intervals as shown in Figure 9: Fabry with or Mach-Zehnder type optical filter having a (FSR Free Spectral Range), the FSR of the 2f 0 as shown in FIG. 10 A Perot filter can be used.

さらに、基準周波数fが50GHz以上の場合、多段のマッハツェンダ干渉計等を用いた光インタリーバの適用も可能である。特にファブリペロー型フィルタの場合、共振器長を調整することが容易であるため、基準周波数fとともに共振器長を変化させることにより光周波数コムで発生させる周波数間隔を連続的に可変とすることができる。 Further, when the reference frequency f 0 is equal to or greater than 50 GHz, the application of light interleaver using multistage Mach-Zehnder interferometer or the like is also possible. Especially in the case of Fabry-Perot type filter, it is easy to adjust the cavity length, making the frequency interval to be generated in the optical frequency comb and a continuously variable by varying the resonator length with the reference frequency f 0 Can do.

マッハツェンダ型フィルタおよび光インタリーバの場合、透過周波数の周期を変化させることは難しいが、透過域のレベル変化が小さいため、光変調器の変調指数があまり大きくない範囲では基準周波数f0を変化させ光周波数コムの周波数間隔を可変とすることができる。   In the case of a Mach-Zehnder type filter and an optical interleaver, it is difficult to change the period of the transmission frequency, but since the level change of the transmission band is small, the optical frequency is changed by changing the reference frequency f0 in a range where the modulation index of the optical modulator is not so large. The frequency interval of the comb can be made variable.

なお、本実施形態でのフィルタ22の透過特性について、FSRが2fの場合に限ったものではなく、より広いFSRフィルタを用いることや、FSRの異なる複数のフィルタを縦続接続して、さまざまな周波数配置の光周波数コムを生成することが可能である。 Note that the transmission characteristics of the filter 22 in the present embodiment are not limited to the case where the FSR is 2f 0. Various filters can be used by using a wider FSR filter or by cascading a plurality of filters having different FSRs. It is possible to generate an optical frequency comb with a frequency arrangement.

本実施形態での動作の一例として、数値シミュレーション結果を図11に示す。シミュレーションでは基準周波数f=25GHzとし、光強度変調器21の半波長電圧Vπの1.8倍の電圧で駆動し、FSRが50GHzのマッハツェンダ型フィルタを光フィルタ22として用い、平均電力200mWまで増幅し、2kmのシングルモードファイバ24および高非線形性ファイバ25を用いて光周波数コムを生成している。図に示す通り、光強度変調器21からの出力の狭帯域の周波数コムから2f間隔の周波数コムを抽出し、増幅・非線形光学効果で広帯域の光周波数コムが生成できることが明らかである。 As an example of the operation in this embodiment, a numerical simulation result is shown in FIG. In the simulation, the reference frequency is f 0 = 25 GHz, driven by a voltage 1.8 times the half-wave voltage Vπ of the light intensity modulator 21, and a Mach-Zehnder type filter having an FSR of 50 GHz is used as the optical filter 22 to amplify the average power to 200 mW The optical frequency comb is generated using the 2 km single mode fiber 24 and the highly nonlinear fiber 25. As shown in the figure, and extracts a frequency comb of the narrowband 2f 0 interval from the frequency comb of the output from the optical intensity modulator 21, it is clear that the broadband optical frequency comb with amplification and nonlinear optical effects can be produced.

本実施形態の場合、周波数間隔がfの場合に比べて非線形で発生するキャリア本数が少ないため、キャリアあたりで高い信号電力を得ることが可能であり、等価的に高い信号対雑音電力比を得ることができる。 In the case of the present embodiment, since the number of carriers generated in a non-linear manner is smaller than in the case where the frequency interval is f 0 , it is possible to obtain a high signal power per carrier, and an equivalently high signal-to-noise power ratio. Can be obtained.

なお、本実施形態では光パルス圧縮のため1.55μm帯での波長分散が18ps/nm/km程度となるシングルモードファイバ24(通常分散ファイバ)を想定しているが、チャープドファイバグレーティングのような分散媒体を用いても構わない。この場合、分散媒体での光非線形性は小さいため、分散媒体の配置箇所を光増幅器の前としても構わない。   In this embodiment, a single mode fiber 24 (ordinary dispersion fiber) in which the chromatic dispersion in the 1.55 μm band is about 18 ps / nm / km is assumed for optical pulse compression, but it is like a chirped fiber grating. Various dispersion media may be used. In this case, since the optical nonlinearity in the dispersion medium is small, it is possible to place the dispersion medium in front of the optical amplifier.

また、高非線形性ファイバ25として、コア径を絞り非線形光学定数を高めたものの他に、長手方向に分散を減少させ等価的に利得を得る分散減少ファイバを用いても同様の効果が得られる。   The same effect can be obtained by using a dispersion-reducing fiber that reduces the dispersion in the longitudinal direction and obtains an equivalent gain in addition to the highly nonlinear fiber 25 with a reduced core diameter and increased nonlinear optical constant.

本実施形態において光フィルタ22で、元の搬送波成分とそれから±2nf(n=1,2,3…)離れた周波数成分を抑圧する場合と、±(2n−1)f(n=1,2,3…)離れた成分のみを抑圧する場合があるが、前者の場合強度の直流成分が抑圧されるため、より広帯域の光周波数コムを発生しやすい。 In the present embodiment, the optical filter 22 suppresses the original carrier wave component and the frequency component away from it by ± 2 nf 0 (n = 1, 2, 3,...), And ± (2n−1) f 0 (n = 1). , 2, 3... May suppress only distant components, but in the case of the former, since the direct current component of the intensity is suppressed, it is easy to generate a wider-band optical frequency comb.

(実施形態2)
図12に本発明の第2の実施形態を示す。第2の実施形態の第1の実施形態との相違点は、光変調器として光強度変調器21の代わりに光位相変調器31を用いていることである。
(Embodiment 2)
FIG. 12 shows a second embodiment of the present invention. The difference of the second embodiment from the first embodiment is that an optical phase modulator 31 is used instead of the light intensity modulator 21 as an optical modulator.

光位相変調器31は、光源11からの連続光を発振器13からの周波数fの信号で光位相変調して変調信号を生成する。光フィルタ22は、光位相変調器31からの変調信号に含まれる複数の周期的成分を抑圧する。 The optical phase modulator 31 optically modulates the continuous light from the light source 11 with the signal of the frequency f 0 from the oscillator 13 to generate a modulation signal. The optical filter 22 suppresses a plurality of periodic components included in the modulation signal from the optical phase modulator 31.

ここで、光位相変調器31で光位相変調された信号の強度は一定であるが、分散媒質を透過する際に瞬時周波数に応じた遅延を受け、図13に示すように強度変調信号へと変換される。光強度変調器21を用いる場合にはパルスを生成するために信号を削除するため、過剰な損失が生じるが、光位相変調器31の場合にはこの過剰な損失を削減できる。このため、本実施形態に係る発明は、より信号対雑音比の高い光周波数コムの生成が可能となる。   Here, although the intensity of the optical phase modulated signal by the optical phase modulator 31 is constant, a delay corresponding to the instantaneous frequency is received when passing through the dispersion medium, and the intensity modulated signal is obtained as shown in FIG. Converted. When the optical intensity modulator 21 is used, a signal is deleted to generate a pulse, so that an excessive loss occurs. However, in the case of the optical phase modulator 31, this excessive loss can be reduced. For this reason, the invention according to the present embodiment can generate an optical frequency comb having a higher signal-to-noise ratio.

本発明は情報通信産業に適用することができる。   The present invention can be applied to the information communication industry.

11:光源
12:光変調器
13:発振器
14:位相調整器
15:分散媒質
16:光増幅器
17、25:高非線形ファイバ
91:光周波数コム生成装置
21:光強度変調器
22:光フィルタ
23:光増幅器
24:シングルモードファイバ
31:光位相変調器
92:分波器
931:光変調器
932:合波器
933:光検波器
934:増幅器
935:アンテナ
941:合波器
942:光検波器
943:電力増幅器
944:ミキサ
945:低雑音増幅器
946:アンテナ
11: Light source 12: Optical modulator 13: Oscillator 14: Phase adjuster 15: Dispersion medium 16: Optical amplifier 17, 25: Highly nonlinear fiber 91: Optical frequency comb generator 21: Optical intensity modulator 22: Optical filter 23: Optical amplifier 24: Single mode fiber 31: Optical phase modulator 92: Demultiplexer 931: Optical modulator 932: Multiplexer 933: Optical detector 934: Amplifier 935: Antenna 941: Multiplexer 942: Optical detector 943 : Power amplifier 944: Mixer 945: Low noise amplifier 946: Antenna

Claims (6)

光源からの連続光を変調する光変調器と、
前記光変調器からの変調信号に含まれる周波数成分のうちの少なくとも1つの周波数成分を除去する光フィルタと、
前記光フィルタからの変調信号を増幅する光増幅器と、
前記光増幅器からの変調信号の各パルスのパルス幅を、分散媒質を用いて圧縮するパルス圧縮部と、
前記パルス圧縮部からの変調信号の帯域を、非線形媒質を用いて周波数軸上で広げる帯域拡張部と、
を備える光周波数コム生成装置。
An optical modulator that modulates continuous light from the light source;
An optical filter for removing at least one of frequency components included in a modulation signal from the optical modulator;
An optical amplifier for amplifying the modulation signal from the optical filter;
A pulse compression unit that compresses the pulse width of each pulse of the modulated signal from the optical amplifier using a dispersion medium;
A band extending unit that expands the band of the modulation signal from the pulse compression unit on the frequency axis using a nonlinear medium;
An optical frequency comb generator.
前記光変調器が、光強度変調器である
ことを特徴とする請求項1に記載の光周波数コム生成装置。
The optical frequency comb generator according to claim 1, wherein the optical modulator is an optical intensity modulator.
前記光変調器が、光位相変調器である
ことを特徴とする請求項1に記載の光周波数コム生成装置。
The optical frequency comb generator according to claim 1, wherein the optical modulator is an optical phase modulator.
前記光フィルタが、マッハツェンダ型光フィルタ、ファブリペロー型光フィルタ又は光インタリーバである
ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の光周波数コム生成装置。
The optical frequency comb generator according to any one of claims 1 to 3, wherein the optical filter is a Mach-Zehnder optical filter, a Fabry-Perot optical filter, or an optical interleaver.
前記パルス圧縮部が、通常分散ファイバ又はチャープドファイバグレーティングである
ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の光周波数コム生成装置。
The optical frequency comb generator according to any one of claims 1 to 4, wherein the pulse compression unit is a normal dispersion fiber or a chirped fiber grating.
前記帯域拡張部が、前記光変調器と前記光フィルタとの間の光ファイバの有効コア径よりも有効コア径の小さなファイバであるか、あるいは、分散減少ファイバである
ことを特徴とする、請求項1から5のいずれかに記載の光周波数コム生成装置。
The band extension unit is a fiber having an effective core diameter smaller than an effective core diameter of an optical fiber between the optical modulator and the optical filter, or a dispersion reducing fiber. Item 6. The optical frequency comb generator according to any one of Items 1 to 5.
JP2013211585A 2013-10-09 2013-10-09 Optical frequency comb generator Pending JP2015075614A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013211585A JP2015075614A (en) 2013-10-09 2013-10-09 Optical frequency comb generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013211585A JP2015075614A (en) 2013-10-09 2013-10-09 Optical frequency comb generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015075614A true JP2015075614A (en) 2015-04-20

Family

ID=53000520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013211585A Pending JP2015075614A (en) 2013-10-09 2013-10-09 Optical frequency comb generator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2015075614A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105680301A (en) * 2016-03-14 2016-06-15 中国科学院西安光学精密机械研究所 Micro-ring resonator-based system and method for generating optical frequency comb with adjustable frequency interval
JP2017207687A (en) * 2016-05-20 2017-11-24 日本電信電話株式会社 Broadband stabilization light source
JP2018205546A (en) * 2017-06-05 2018-12-27 日本電信電話株式会社 Widebnad light generator
JP2019095649A (en) * 2017-11-24 2019-06-20 住友電気工業株式会社 Optical fiber and light source device
CN111796469A (en) * 2019-04-09 2020-10-20 华为技术有限公司 Optical frequency comb light source and method of generating an optical frequency comb

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105680301A (en) * 2016-03-14 2016-06-15 中国科学院西安光学精密机械研究所 Micro-ring resonator-based system and method for generating optical frequency comb with adjustable frequency interval
CN105680301B (en) * 2016-03-14 2018-12-14 中国科学院西安光学精密机械研究所 The frequency comb generation system and method at the adjustable frequency interval based on micro-ring resonant cavity
JP2017207687A (en) * 2016-05-20 2017-11-24 日本電信電話株式会社 Broadband stabilization light source
JP2018205546A (en) * 2017-06-05 2018-12-27 日本電信電話株式会社 Widebnad light generator
JP2019095649A (en) * 2017-11-24 2019-06-20 住友電気工業株式会社 Optical fiber and light source device
CN111796469A (en) * 2019-04-09 2020-10-20 华为技术有限公司 Optical frequency comb light source and method of generating an optical frequency comb
CN111796469B (en) * 2019-04-09 2022-08-19 华为技术有限公司 Optical frequency comb light source and method for generating optical frequency comb
US11914268B2 (en) 2019-04-09 2024-02-27 Huawei Technologies Co., Ltd. Optical frequency comb light source and optical frequency comb generation method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109450540B (en) Tunable dual-passband microwave photonic filter implementation device and method
KR100951850B1 (en) The frequency tunable terahertz continuous wave generation apparatus
Xie et al. System-level performance of chip-based Brillouin microwave photonic bandpass filters
JP2015075614A (en) Optical frequency comb generator
JP2004062153A (en) Standard radio frequency signal generating method and standard radio frequency signal generating device
CN107947867B (en) Single-sideband spectrum generation device and method based on multi-frequency phase modulation
JP2000180907A (en) Mixer for variable wavelength four light wave
Hu et al. Tunable dual-passband microwave photonic filter based on stimulated Brillouin scattering
US7239440B2 (en) Wavelength conversion apparatus
US10887015B2 (en) RF system with stimulated Brillouin scattering (SBS) photonic equalizer and related methods
Zhang et al. Multi-service radio-over-fiber system with multiple base-station groups enabled by scalable generation of multi-frequency MMWs
Mahad et al. Comparative performance testing of SOA wavelength conversion techniques for future all-optical systems
Goyal et al. Single tone and multi tone microwave over fiber communication system using direct detection method
Pandey et al. Broadband optical single sideband generation using an ultra high shape-factor self coupled ring resonator
Choudhary et al. Linearity and resolution of on-chip Brillouin filters for RF and optical communications
WO2017050053A1 (en) Light-emitting apparatus and emitting method, and light-receiving apparatus and receiving method
Yi et al. Design and performance evaluation of narrowband rectangular optical filter based on stimulated Brillouin scattering in fiber
US10826729B1 (en) Communication system with adjustable equalization levels and related methods
US8279516B2 (en) Wavelength conversion device and wavelength conversion method
JP2012005104A (en) Apparatus and method for generating millimeter wave carrier signal for optical data transmission
Yu et al. A ROF downstream link with optical mm-wave generation using optical phase modulator for providing broadband optical-wireless access service
Malacarne et al. Reconfigurable low-phase noise frequency generation up to 92.5 GHz in a monolithically integrated silicon photonics circuit
Rampone et al. Down-conversion gain of an all-optical SOA-MZI-based mixer using bandpass sampling
Yamamoto et al. Generation and transmission of tunable terahertz optical clock
Wei et al. GHz-wide arbitrary-shaped microwave photonic filter based on stimulated brillouin scattering using directly-modulated laser