JP2020144164A - 光信号処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の第1の実施形態の光増幅装置の構成を示す図である。本実施形態の光増幅装置100では非線形媒質として、2つの異なる擬似位相整合条件を有するPPLN導波路を用いた。
図4は、本発明の第2の実施形態の光増幅装置の構成を示す図である。上述の第1の実施形態の光増幅装置100では2つのPPLN導波路の位相整合波長の差を、それぞれのPPLN導波路を温度制御することにより実現していた。このような温度制御による方法は、PPLN導波路の温度を変更することによって、増幅できる波長範囲も変更できるメリットはある。一方で、予め決められた波長帯域を増幅するには、安定性に欠けるデメリットがあり得る。本実施形態の光増幅装置400は、増幅する波長帯域の安定性の面にも着目し、よりコンパクトで安定な増幅が可能となる構成を実現する。本実施形態の光増幅装置400は、第二高調波発生による励起光の発生およびパラメトリック増幅を1つの素子で行う構成となっている。
図8は、本発明の第3の実施形態の光増幅装置の構成を示す図である。上述の第2の実施形態の光増幅装置では、波長変換モジュールの外の偏波保持ファイバ端部に配置した金ミラーにより第二高調波を反射し、非縮退パラメトリック増幅の励起光として利用した。この方法では波長変換モジュールの構成が容易であるものの、第二高調波の損失が大きいデメリットがあった。第2の実施形態では、マルチQPM素子から出射された第二高調波を一旦外部の光ファイバへ結合し、再び光ファイバから導波路に結合する過程を経る。このため、第二高調波の損失は光ファイバと導波路間の結合損失の2倍となる。本実施形態では、この励起光の損失に着目し、第二高調波の損失がより少なく、波長変換効率の高い構成を実現するものである。
101、404、803 EDFA
102、402、802 基本波励起光
103−1、103−2 PPLN導波路
104、410、810 励起光(第二高調波)
105、412、812 信号光
106、416、816 増幅された信号光
107、417、817 アイドラ光
108、401、801 DBFレーザ
404、413、804、813 アイソレータ
406、806 波長変換素子モジュール
405、414、805、814 サーキュレータ
407、807 マルチQPM素子
408、808 ダイクロイックミラー
409、809 偏波保持ファイバ
411 ミラー
811 誘電体多層膜ミラー
Claims (8)
- 波長λ1の信号光および波長λ3の励起光の差周波に相当する波長λ2の差周波光を発生し、波長λ1の前記信号光をパラメトリック増幅する波長変換装置において、
波長2λ3の基本波励起光を発生する光源と、
前記基本波励起光の第二高調波発生によって、波長λ3の励起光を発生する第1の擬似位相整合型波長変換素子と、
波長λ1の信号光および波長λ3の前記励起光が入射し、前記励起光を用いて前記信号光をパラメトリック増幅する第2の擬似位相整合型波長変換素子と
を備え、
前記第2の擬似位相整合型波長変換素子の非線形定数の空間分布の変調周期をΛとして、擬似位相整合波長λQPMにおける伝搬定数β(λQPM)および波長2λQPMにおける伝搬定数β(2λQPM)の間で、
- 波長λ1の信号光および波長λ3の励起光の差周波に相当する波長λ2の差周波光を発生し、波長λ1の前記信号光をパラメトリック増幅する波長変換装置において、
波長2λ3の基本波励起光を発生する光源と、
一方の端から前記基本波励起光が入射し、前記基本波励起光の第二高調波発生によって波長λ3の励起光を発生し、他方の端から波長λ1の信号光を入射する擬似位相整合型波長変換素子と、
前記擬似位相整合型波長変換素子を伝搬した前記励起光を反射して、再び前記擬似位相整合型波長変換素子に入射し、逆方向に伝搬させる反射手段と
を備え、
前記擬似位相整合型波長変換素子は、前記励起光の波長λ3における伝搬定数β (λ3)、前記信号光の波長λ1における伝搬定数β (λ1)および前記差周波光の波長λ2における伝搬定数β (λ2)の間で、第1の擬似位相整合条件
波長λ3における伝搬定数β(λ3)および波長2λ3における伝搬定数β(2λ3) 間で、第二の擬似位相整合条件
- 前記擬似位相整合型波長変換素子は、非線形媒質で構成され、周期分極反転構造を有するニオブ酸リチウムによる導波路であり、
前記周期分極反転構造の非線形定数の空間分布の基本周期Λ0および別の周期Λphで空間的な位相変調または周波数変調が施されており、
前記励起光の波長λ3における伝搬定数β(λ3)と前記信号光の波長λ1における伝搬定数β(λ1)と前記差周波光の波長λ2における伝搬定数β(λ2)の間で第1の擬似位相整合条件を満足し
- 前記反射手段は、前記擬似位相整合型波長変換素子の一方の端面に形成された誘電体多層膜であることを特徴とする、請求項3乃至5いずれかに記載の光信号処理装置。
- 前記反射手段は、前記擬似位相整合型波長変換素子から前記励起光のみを取り出す波長分離手段と、波長λ3を反射する金属または誘電体多層膜からなることを特徴とする請求項3乃至5いずれかに記載の光信号処理装置。
- 前記光源は、波長2λ3の単色レーザ光を出力し、
前記第二高調波発生の前に、前記単色レーザ光は光ファイバ増幅器によって増幅されることを特徴とする請求項1乃至7いずれかに記載の光信号処理装置。
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