JP2020134776A - 光通信装置、光伝送システム、波長変換器、及び光通信方法 - Google Patents
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Abstract
Description
第1の非線形光学媒質と、前記第1の非線形光学媒質と異なる光学特性を有する第2の非線形光学媒質が直列に接続されており、前記第1の非線形光学媒質に入力される入力信号光と異なる波長の変換信号光を前記第2の非線形光学媒質から出力する波長変換器、
を有する。
図7は、単一励起光を用いた波長変換での偏波回転による効率低下の補償を説明する図である。入力信号光の偏波の方向は、励起光νPの偏波方向と同じであることが望ましい。しかし、非線形光学媒質内を伝搬する光は周波数に依存して偏波面が回転する。このときの励起光の偏波方向からの回転角はθ(ν)である。
図8の(a)は、直交二励起光を用いるときの偏波クロストークの補償を説明する図、図8の(b)は、平行二励起光を用いるときの偏波クロストークの補償を説明する図である。直交二励起光の場合も、平行二励起光の場合も、2つの励起光の間の偏波回転による偏波クロストークが生じ、変換信号光にノイズが混入して信号品質が劣化する。
伝搬損失が十分に小さいとき、励起光νP1、励起光νP2、中心周波数νSの信号光、中心周波数νCの変換光の間の伝搬定数差Δβは、式(23)で表される。
非線形光学媒質のゼロ分散周波数(2次分散がゼロ)をν0とし、二つの励起光周波数の平均値とゼロ分散周波数を一致させると(ν0=(νP1+νP2)/2、νP1=ν0−Δν/2,νP2=ν0+Δν/2)、変換光の周波数νCは、νC=νS+Δνとなる。Δνの帯域を変換するとき、最も効率が低くなるのはνS=ν0、またはνS=ν0−Δνのときである。
(付記1)
第1の非線形光学媒質と、前記第1の非線形光学媒質と異なる光学特性を有する第2の非線形光学媒質が直列に接続されており、前記第1の非線形光学媒質に入力される入力信号光と異なる波長の変換信号光を前記第2の非線形光学媒質から出力する波長変換器、
を有する光通信装置。
(付記2)
前記第1の非線形光学媒質は、前記第1の非線形光学媒質を伝搬する光波の周波数に依存して第1の方向に偏波回転を生じさせ、
前記第2の非線形光学媒質は、前記周波数に依存して前記第1の方向と反対の第2の方向に偏波回転を生じさせることを特徴とする付記1に記載の光通信装置。
(付記3)
前記第1の非線形光学媒質で、伝搬定数(β)の周波数(ν)に関する4階微分値は第1の符号を有し、
前記第2の非線形光学媒質で、前記4階微分値は前記第1の符号と異なる第2の符号を有することを特徴とする付記1に記載の光通信装置。
(付記4)
前記第1の非線形光学媒質で、伝搬定数(β)の周波数(ν)に関する3階微分値は第1の符号を有し、
前記第2の非線形光学媒質で、前記3階微分値は前記第1の符号と異なる第2の符号を有することを特徴とする付記1に記載の光通信装置。
(付記5)
前記第1の非線形光学媒質の光軸方向の長さと、前記第2の非線形光学媒質の前記光軸方向の長さは、前記第2の非線形光学媒質の出射面で、前記変換信号光の前記入力信号光に対する相対群遅延差と、前記第1の非線形光学媒質に入力される励起光と前記入力信号光の間の相対偏波角度の少なくとも一方が最小化されるように設定されている、
ことを特徴とする付記1〜4のいずれかに記載の光通信装置。
(付記6)
前記第1の非線形光学媒質は、コア断面の第1方向に応力が付与される第1の応力付与ファイバであり、前記第2の非線形光学媒質は、前記コア断面の前記第1方向と逆方向の第2方向に応力が付与される第2の応力付与ファイバであることを特徴とする付記2に記載の光通信装置。
(付記7)
前記波長変換器は、複数波長を含む第1の波帯の信号を、前記第1の波帯と異なる第2の波帯の信号に変換し、
前記通信装置は、前記第1の波帯の信号と、前記第2の波帯の信号を合波して光伝送路に出力する合波器、
を有することを特徴とする付記1〜6のいずれかに記載の光通信装置。
(付記8)
光伝送路から受信した信号光を第1の波帯と第2の波帯に分波する分波器と、
前記第2の波帯の信号光を、前記第1の波帯に変換する第2の波長変換器と、
を有することを特徴とする付記1〜6のいずれかに記載の光通信装置。
(付記9)
第1の非線形光学媒質と、前記第1の非線形光学媒質と異なる光学特性を有する第2の非線形光学媒質とが直列に接続されて、前記第1の非線形光学媒質に入力される入力信号光と異なる波長の変換信号光を前記第2の非線形光学媒質から出力する波長変換器、を備える第1の光通信装置と、
前記変換信号光を光伝送路から受信する第2の光通信装置と、
を有し、
前記第2の光通信装置は、前記変換信号光を前記入力信号光の波長に変換する第2の波長変換器を有することを特徴とする伝送システム。
(付記10)
第1の非線形光学媒質と、
前記第1の非線形光学媒質と異なる光学特性を有する第2の非線形光学媒質と、
を有し、
前記第1の非線形光学媒質に入力される第1波長の入力信号光と、前記第1波長と異なる第2波長の励起光とから、第3波長のアイドラ光を発生させ、前記第2の非線形光学媒質から前記アイドラ光を出力する波長変換器。
(付記11)
前記第1の非線形光学媒質は、前記第1の非線形光学媒質を伝搬する光波の周波数に依存して第1の方向に偏波回転を生じさせ、
前記第2の非線形光学媒質は、前記周波数に依存して前記第1の方向と反対の第2の方向に偏波回転を生じさせることを特徴とする付記10に記載の波長変換器。
(付記12)
前記第1の非線形光学媒質で、伝搬定数の周波数に関する4階微分値は第1の符号を有し、
前記第2の非線形光学媒質で、前記4階微分値は前記第1の符号と異なる第2の符号を有することを特徴とする付記10に記載の波長変換器。
(付記13)
前記第1の非線形光学媒質で、伝搬定数(β)の周波数(ν)に関する3階微分値は第1の符号を有し、
前記第2の非線形光学媒質で、前記3階微分値は前記第1の符号と異なる第2の符号を有することを特徴とする付記10に記載の波長変換器。
(付記14)
前記第1の非線形光学媒質の光軸方向の長さと、前記第2の非線形光学媒質の前記光軸方向の長さは、前記第2の非線形光学媒質の出射面で、前記アイドラ光の前記入力信号光に対する相対群遅延差と、前記入力信号光と前記励起光の間の相対偏波角度の少なくとも一方が最小化されるように設定されている、ことを特徴とする付記10〜13のいずれかに記載の波長変換器。
(付記15)
第1の非線形光学媒質と、前記第1の非線形光学媒質と異なる光学特性を有する第2の非線形光学媒質とが直列に接続されている波長変換器に、第1波長の入力信号光と、前記第1波長と異なる第2波長の励起光を入射して、前記第1波長及び前記第2波長と異なる第3波長の変換信号光を生成し、
前記第2の非線形光学媒質から出力される前記変換信号光を光伝送路に出力する、
ことを特徴とする光通信方法。
(付記16)
前記第1の非線形光学媒質で、前記第1の非線形光学媒質を伝搬する光波に周波数に依存して第1の方向に偏波回転を生じさせ、
前記第2の非線形光学媒質で、前記周波数に依存して前記第1の方向と反対の第2の方向に偏波回転を生じさせることを特徴とする付記15に記載の光通信方法。
(付記17)
前記第1の非線形光学媒質を、伝搬定数の周波数に関する4階微分値が第1の符号を有するように設計し、
前記第2の非線形光学媒質を、前記4階微分値は前記第1の符号と異なる第2の符号を有するように設計することを特徴とする付記15に記載の光通信方法。
(付記18)
前記第1の非線形光学媒質を、伝搬定数の周波数に関する3階微分値が第1の符号を有するように設計し、
前記第2の非線形光学媒質を、前記3階微分値が前記第1の符号と異なる第2の符号を有するように設計することを特徴とする付記15に記載の光通信方法。
(付記19)
前記第1の非線形光学媒質の光軸方向の長さと、前記第2の非線形光学媒質の前記光軸方向の長さを、前記第2の非線形光学媒質の出射面で、前記変換信号光の前記入力信号光に対する相対群遅延差と、前記入力信号光と前記励起光の間の相対偏波角度の少なくとも一方を最小化する長さに設定する、ことを特徴とする付記15〜18のいずれかに記載の光通信方法。
10、20 光通信装置
12−1〜12−3 波長合波器
16 波長合波器
22−1〜22−3 波長分波器
26 波長分波器
30、30A、30B 波長変換器
31 光合波器
32 励起光源
33、133、233 第1の非線形光学媒質
34、134、234 第2の非線形光学媒質
Claims (8)
- 第1の非線形光学媒質と、前記第1の非線形光学媒質と異なる光学特性を有する第2の非線形光学媒質が直列に接続されており、前記第1の非線形光学媒質に入力される入力信号光と異なる波長の変換信号光を前記第2の非線形光学媒質から出力する波長変換器、
を有する光通信装置。 - 前記第1の非線形光学媒質は、前記第1の非線形光学媒質を伝搬する光波の周波数に依存して第1の方向に偏波回転を生じさせ、
前記第2の非線形光学媒質は、前記周波数に依存して前記第1の方向と反対の第2の方向に偏波回転を生じさせることを特徴とする請求項1に記載の光通信装置。 - 前記第1の非線形光学媒質で、伝搬定数の周波数に関する4階微分値は第1の符号を有し、
前記第2の非線形光学媒質で、前記4階微分値は前記第1の符号と異なる第2の符号を有することを特徴とする請求項1に記載の光通信装置。 - 前記第1の非線形光学媒質で、伝搬定数の周波数に関する3階微分値は第1の符号を有し、
前記第2の非線形光学媒質で、前記3階微分値は前記第1の符号と異なる第2の符号を有することを特徴とする請求項1に記載の光通信装置。 - 前記第1の非線形光学媒質の光軸方向の長さと、前記第2の非線形光学媒質の前記光軸方向の長さは、前記第2の非線形光学媒質の出射面で、前記変換信号光の前記入力信号光に対する相対群遅延差と、前記第1の非線形光学媒質に入力される励起光と前記入力信号光の間の相対偏波角度の少なくとも一方が最小化されるように設定されている、
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の光通信装置。 - 第1の非線形光学媒質と、前記第1の非線形光学媒質と異なる光学特性を有する第2の非線形光学媒質とが直列に接続されて、前記第1の非線形光学媒質に入力される入力信号光と異なる波長の変換信号光を前記第2の非線形光学媒質から出力する波長変換器、を備える第1の光通信装置と、
前記変換信号光を光伝送路から受信する第2の光通信装置と、
を有し、
前記第2の光通信装置は、前記変換信号光を前記入力信号光の波長に変換する第2の波長変換器を有することを特徴とする伝送システム。 - 第1の非線形光学媒質と、
前記第1の非線形光学媒質と異なる光学特性を有する第2の非線形光学媒質と、
を有し、
前記第1の非線形光学媒質に入力される第1波長の入力信号光と、前記第1波長と異なる第2波長の励起光とから、第3波長のアイドラ光を発生させ、前記第2の非線形光学媒質から前記アイドラ光を出力する波長変換器。 - 第1の非線形光学媒質と、前記第1の非線形光学媒質と異なる光学特性を有する第2の非線形光学媒質とが直列に接続されている波長変換器に、第1波長の入力信号光と、前記第1波長と異なる第2波長の励起光を入射して、前記第1波長及び前記第2波長と異なる第3波長の変換信号光を生成し、
前記第2の非線形光学媒質から出力される前記変換信号光を光伝送路に出力する、
ことを特徴とする光通信方法。
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