JP2022110482A

JP2022110482A - 周波数逓倍器

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Publication number: JP2022110482A
Application number: JP2021005936A
Authority: JP
Inventors: 昇太石村; Shota Ishimura
Original assignee: KDDI Corp
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 2021-01-18
Filing date: 2021-01-18
Publication date: 2022-07-29

Abstract

【課題】光ノッチフィルタを使用する必要のない周波数逓倍器を提供する。【解決手段】周波数逓倍器は、第１連続光を第１周波数の電気信号で搬送波抑圧振幅変調した第１変調光と、第２連続光を前記第１周波数の電気信号で搬送波抑圧振幅変調した第２変調光と、第３連続光と、を含む光信号を生成する第１生成手段と、前記光信号に含まれる前記第１変調光、前記第２変調光及び前記第３連続光の四光波混合により第４変調光を生成する第２生成手段と、前記第４変調光を光電変換する光電変換手段と、を備え、前記第１変調光の側波帯の位相と前記第２変調光の側波帯の位相は、π／２だけ異なる。【選択図】図１

Description

本発明は、周波数逓倍器に関する。

非特許文献１は、光学部材を利用して、無線周波数帯の正弦波信号の周波数を逓倍する構成を開示している。具体的には、非特許文献１は、四光波混合（ＦｏｕｒＷａｖｅＭｉｘｉｎｇ）と呼ばれる光ファイバの非線形性を利用して周波数を６倍にする構成を開示している。

ＡｎｄｒｅａｓＷｉｂｅｒｇ，ｅｔ．ａｌ．，"Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ－ＰｈｏｔｏｎｉｃＦｒｅｑｕｅｎｃｙＭｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｏｎＵｔｉｌｉｚｉｎｇＯｐｔｉｃａｌＦｏｕｒ－ＷａｖｅＭｉｘｉｎｇａｎｄＦｉｂｅｒＢｒａｇｇＧｒａｔｉｎｇ"，Ｊ．ＬｉｇｈｔｗａｖｅＴｅｃｈｎｏｌ．２４，３２９，２００６年

非特許文献１の構成では、処理の過程において生じる４つの周波数成分の内の外側の２つの周波数成分を利用するため、光ノッチフィルタを使用して内側の２つの周波数成分を除去している。この様な光ノッチフィルタで阻止できる周波数は固定的であるため、非特許文献１の構成では、生成する周波数（入力信号の６倍の周波数）に応じて、光ノッチフィルタを交換する必要がある。

本発明は、光ノッチフィルタを使用する必要のない周波数逓倍器を提供するものである。

本発明の一態様によると、周波数逓倍器は、第１連続光を第１周波数の電気信号で搬送波抑圧振幅変調した第１変調光と、第２連続光を前記第１周波数の電気信号で搬送波抑圧振幅変調した第２変調光と、第３連続光と、を含む光信号を生成する第１生成手段と、前記光信号に含まれる前記第１変調光、前記第２変調光及び前記第３連続光の四光波混合により第４変調光を生成する第２生成手段と、前記第４変調光を光電変換する光電変換手段と、を備え、前記第１変調光の側波帯の位相と前記第２変調光の側波帯の位相は、π／２だけ異なることを特徴とする。

本発明によると、光ノッチフィルタを使用する必要のない周波数逓倍器を提供することができる。

一実施形態による周波数逓倍器の構成図。図１に示す周波数逓倍器のＦＷＭ部に入力される光信号及びＦＷＭ部が出力する光信号を示す図。一実施形態による周波数逓倍器の構成図。図３に示す周波数逓倍器のＦＷＭ部に入力される光信号及びＦＷＭ部が出力する光信号を示す図。一実施形態による周波数逓倍器の構成図。一実施形態による周波数逓倍器の構成図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

本発明は、四光波混合（ＦＷＭ）と呼ばれる現象を利用する。四光波混合とは、周波数ｆ_１、周波数ｆ_２及び周波数ｆ_３の３つの入力光信号から、周波数ｆ_４＝ｆ_１＋ｆ_２－ｆ_３の新たな光信号が発生する現象を意味する。周波数ｆ_１、周波数ｆ_２及び周波数ｆ_３の入力光信号の電界成分を、それぞれ、Ｅ_１、Ｅ_２及びＥ_３とすると、四光波混合により生じる周波数ｆ_４＝ｆ_１＋ｆ_２－ｆ_３の光信号の電界成分Ｅ_４は、Ｅ_４＝Ｅ_１Ｅ_２Ｅ^* _３となる。なお、Ｅ^* _３は、Ｅ_３の複素共役である。

＜第一実施形態＞
図１は、本実施形態による周波数逓倍器の構成図である。光源１０、光源１１及び光源１２は、それぞれ、周波数ｆ_１、周波数ｆ_２及び周波数ｆ_３の連続光を生成する。なお、周波数ｆ_１、周波数ｆ_２及び周波数ｆ_３は互いに異なり、図１の例では、ｆ_１＜ｆ_２＜ｆ_３であるものとする。発振器２２は、周波数ｆ_ｓの電気信号（正弦波信号）を生成する。強度変調部２０は、発振器２２が生成した周波数ｆ_ｓの電気信号により、周波数ｆ_１の連続光の搬送波抑圧振幅変調を行って、上側波帯及び下側波帯を有する変調光４０を生成する。図２に示す様に、変調光４０の中心周波数は連続光の周波数に等しいｆ_１であり、上側波帯及び下側波帯は、連続光の周波数ｆ_１から電気信号の周波数ｆ_ｓだけ離れた位置に生じるため、上側波帯と下側波帯との周波数差は、２ｆ_ｓとなる。なお、強度変調部２０には、例えば、マハツェンダ変調器を使用することができる。具体的には、電気信号の振幅が０のときに連続光が出力されない様に、マハツェンダ変調器に印加するバイアス電圧を調整することで連続光の搬送波抑圧振幅変調を行うことができる。

位相器２３は、発振器２２が生成した周波数ｆ_ｓの電気信号の位相をπ／２だけシフトさせ、位相シフト後の電気信号を強度変調部２１に出力する。強度変調部２１は、強度変調部２０と同様に、周波数ｆ_２の連続光の搬送波抑圧振幅変調を行って、上側波帯及び下側波帯を有する変調光４１を生成する。カップラ３０は、強度変調部２０からの変調光４０と、強度変調部２１からの変調光４１と、光源１２からの連続光４２と、を合波して、変調光４０、変調光４１及び連続光４２を含む光信号を四光波混合（ＦＷＭ）部３１に出力する。図２（Ａ）は、カップラ３０が出力する光信号の周波数成分を示している。

ＦＷＭ部３１は、変調光４０、変調光４１及び連続光４２の四光波混合を生じさせ、これにより、中心周波数がｆ_４＝ｆ_１＋ｆ_２－ｆ_３の変調光５０（図２（Ｂ））を生成する。ここで、強度変調部２０が連続光の変調に使用した電気信号と、強度変調部２１が連続光の変調に使用した電気信号の位相はπ／２だけ異なる。したがって、変調光４０の電界成分Ｅ_１を、Ｅ_１＝ｃоｓ（２ω_ｓｔ）と表記すると、変調光４１の電界成分Ｅ_２は、Ｅ_２＝ｓｉｎ（２ω_ｓｔ）になる。なお、ω_ｓ＝２πｆ_ｓである。

連続光４２は無変調であるため、四光波混合により生じる変調光５０の中心周波数の値に寄与するのみであり、四光波混合により生じる変調光５０の側波帯には影響しない。したがって、四光波混合により生じる変調光５０の電界成分は、ｃоｓ（２ω_ｓｔ）×ｓｉｎ（２ω_ｓｔ）＝－（１／２）×ｓｉｎ（４ω_ｓｔ）となる。つまり、四光波混合により生じる変調光５０は、その中心周波数がｆ_４＝ｆ_１＋ｆ_２－ｆ_３であり、かつ、その上側波帯と下側波帯との周波数差はｆ_ｓの４倍となる。図２（Ｂ）は、ＦＷＭ部３１が出力する変調光４０、変調光４１、連続光４２及び変調光５０を含む光信号の周波数成分を示している。

図１に戻り、フィルタ部３２は、ＦＷＭ部３１からの光信号をフィルタリングすることで、変調光５０を通過させ、変調光４０、変調光４１及び連続光４２を減衰させて阻止する。つまり、フィルタ部３２の通過帯域は、変調光５０の帯域を含み、フィルタ部３２の阻止帯域は、変調光４０、変調光４１及び連続光４２を含む帯域を含む。

フォトダイオード（ＰＤ）３３は、光電変換部であり変調光５０を光電変換して電気信号を出力する。この電気信号の周波数は、変調光５０の上側波帯と下側波帯との周波数差に等しく、よって、４ｆ_ｓとなる。したがって、発振器２２が出力する電気信号の周波数ｆ_ｓを、４倍にして出力することができる。

続いて、周波数ｆ_１、ｆ_２、ｆ_３及びｆ_４の関係について説明する。周波数ｆ_１と周波数ｆ_２との周波数差をＸ_１とし、周波数ｆ_２と周波数ｆ_３との周波数差をＸ_２とする。この場合、周波数ｆ_４は、ｆ_４＝ｆ_１＋ｆ_２－ｆ_３＝ｆ_１＋（ｆ_１＋Ｘ_１）－（ｆ_１＋Ｘ_１＋Ｘ_２）＝ｆ_１－Ｘ_２となる。したがって、変調光５０の上側波帯の周波数を変調光４０の下側波帯の周波数より低くするためには、Ｘ_２＞３ｆ_ｓとする必要がある。また、変調光４０の上側波帯の周波数を変調光４１の下側波帯の周波数より低くするためには、Ｘ_１＞２ｆ_ｓとする必要がある。つまり、周波数ｆ_１と周波数ｆ_２との周波数差Ｘ_１を２ｆ_ｓより大きくし、かつ、周波数ｆ_２と周波数ｆ_３との周波数差Ｘ_２を３ｆ_ｓより大きくすれば良い。

なお、四光波混合により、周波数ｆ_ｙ１＝ｆ_１＋ｆ_３－ｆ_２の変調光と、周波数ｆ_ｙ２＝ｆ_２＋ｆ_３－ｆ_１の変調光も生じ得る。周波数ｆ_ｙ１＝ｆ_１＋ｆ_３－ｆ_２＝ｆ_１＋（ｆ_１＋Ｘ_１＋Ｘ_２）－（ｆ_１＋Ｘ_１）＝ｆ_１＋Ｘ_２であり、周波数ｆ_ｙ２＝ｆ_２＋ｆ_３－ｆ_１＝（ｆ_１＋Ｘ_１）＋（ｆ_１＋Ｘ_１＋Ｘ_２）－ｆ_１＝ｆ_１＋２Ｘ_１＋Ｘ_２＝ｆ_３＋Ｘ_１であり、いずれも、変調光４０より高周波側に生じるため、変調光５０に影響はない。したがって、例えば、フィルタ部３２には、低域通過フィルタ又は帯域通過フィルタを使用することができ、光ノッチフィルタは必要ではない。なお、ＦＷＭ部３１においては、入力される変調光４０、変調光４１及び連続光４２の内の２つの光による一部縮退四光波混合による新たな光も生じ得るが、この新たな光もフィルタ部３２で除去可能である。また、変調光５０は、変調光４０、変調光４１及び連続光４２より低域側に生じ、変調光５０の中心周波数については、周波数ｆ_１、ｆ_２及びｆ_３により調整できるため、出力する電気信号の周波数に拘わらず同じフィルタ部３２を使用することができる。

なお、連続光４２の周波数ｆ_３を、変調光４０及び変調光４１の周波数よりも低くすることもできる。この場合、変調光５０は、変調光４０及び変調光４１よりも高周波側に生じるが、３つの周波数の関係は上述した通りである。なお、この場合、フィルタ部３２には、高域通過フィルタ又は帯域通過フィルタを使用する。

ＦＷＭ部３１は、例えば、分散シフトファイバ等の光ファイバにより構成することができる。四光波混合は、入力光信号の周波数（波長）における光ファイバの波長分散値が零近傍である場合に強く発生する。より詳しくは、変調光５０は、変調光４０と変調光４１との間の周波数において、光ファイバの波長分散値が零になる場合に強く生じる。したがって、光ファイバの波長分散値が零となる周波数が周波数ｆ_１以上、かつ、周波数ｆ_２以下となる様に、周波数ｆ_１及び周波数ｆ_２を設定することで変調光５０を効率よく生じさせることができる。例えば、周波数ｆ_１と周波数ｆ_２との中心周波数において波長分散値が零となる様に周波数ｆ_１及び周波数ｆ_２を設定することができる。

また、ＦＷＭ部３１は、半導体光増幅器で構成することができる。半導体光増幅器の非線形性により、四光波混合を生じさせることができる。

＜第二実施形態＞
続いて、第二実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では、発振器２２が生成する電気信号の周波数ｆ_ｓを６倍にして出力する。図３は、本実施形態による周波数逓倍器の構成図である。図１に示す第一実施形態との相違点は、位相器２３での位相シフト量がπ／３になることと、光源１２が出力する周波数ｆ_３の連続光についても搬送波抑圧振幅変調を行うため、強度変調部２４と、位相器２５を追加したことである。

位相器２５は、発振器２２が生成した周波数ｆ_ｓの電気信号の位相を２π／３だけシフトさせ、位相シフト後の電気信号を強度変調部２４に出力する。強度変調部２４は、強度変調部２０と同様に、周波数ｆ_３の連続光の搬送波抑圧振幅変調を行って、上側波帯及び下側波帯を有する変調光４７を生成する。なお、本実施形態においては、強度変調部２０が出力する変調光を変調光４５と表記し、強度変調部２１が出力する変調光を変調光４６と表記する。したがって、カップラ３０が出力する光信号の周波数成分は図４（Ａ）の通りとなる。

変調光４５の電界成分Ｅ_１を、Ｅ_１＝ｃоｓ（２ω_ｓｔ）と表記すると、変調光４６の電界成分Ｅ_２は、Ｅ_２＝ｃоｓ（２ω_ｓｔ＋π／３）であり、変調光４７の電界成分Ｅ_３は、Ｅ_３＝ｃоｓ（２ω_ｓｔ＋２π／３）になる。したがって、ＦＷＭ部３１において四光波混合により生じる変調光５１の電界成分Ｅ_４は、ｃоｓ（２ω_ｓｔ）×ｃоｓ（２ω_ｓｔ＋π／３）×ｃоｓ（２ω_ｓｔ＋２π／３）＝－（１／４）ｃоｓ（６ω_ｓｔ）となる。つまり、四光波混合により生じる変調光５１は、その中心周波数がｆ_４＝ｆ_１＋ｆ_２－ｆ_３であり、かつ、その上側波帯と下側波帯との周波数差はｆ_ｓの６倍となる。図４（Ｂ）は、ＦＷＭ部３１が出力する変調光４５、変調光４６、変調光４７及び変調光５１を含む光信号の周波数成分を示している。

続いて、周波数ｆ_１、ｆ_２、ｆ_３及びｆ_４の関係について説明する。上述した様に、周波数ｆ_４は、ｆ_４＝ｆ_１－Ｘ_２である。したがって、変調光５１の上側波帯の周波数を変調光４５の下側波帯の周波数より低くするためには、Ｘ_２＞４ｆ_ｓとする必要がある。また、変調光４５の上側波帯の周波数を変調光４６の下側波帯の周波数より低くするためには、Ｘ_１＞２ｆ_ｓとする必要がある。つまり、周波数ｆ_１と周波数ｆ_２との周波数差Ｘ_１を２ｆ_ｓより大きくし、かつ、周波数ｆ_２と周波数ｆ_３との周波数差Ｘ_２を４ｆ_ｓより大きくすれば良い。

なお、本実施形態では、ｆ_１＜ｆ_２＜ｆ_３としたが、ｆ_１＞ｆ_２＞ｆ_３とすることもできる。この場合、変調光５１の中心周波数は、ｆ_１＋Ｘ_２となり、変調光５１は、変調光４５、変調光４６及び変調光４７より高域側に生じる。また、ＦＷＭ部３１を光ファイバにより構成する場合の、分散値が零となる周波数は、第一実施形態と同様である。

＜変形形態＞
続いて、第一実施形態及び第二実施形態の変形形態について説明する。第一実施形態では、変調光４０及び４１を生成するために２つの強度変調部２０及び２１を使用し、かつ、変調光４１の側波帯の位相を変調光４０の側波帯の位相に対してπ／２だけシフトさせるために位相器２３を使用していた。また、第二実施形態では、変調光４５、４６及び４７を生成するために３つの強度変調部２０、２１及び２４を使用し、かつ、変調光４６及び４７の側波帯の位相を変調光４０の側波帯の位相に対して、それぞれ、π／３及び２π／３だけシフトさせるために位相器２３及び２５を使用していた。本実施形態では、必要な強度変調部の数を１とし、かつ、位相器を使用しない構成とする。

図５は、第一実施形態の変形形態を示す図であり、変調光４０及び４１並びに連続光４２を生成するための部分のみを示している。カップラ５０は、光源１０及び１１が生成する周波数ｆ_１及びｆ_２の連続光を合波した信号光を強度変調部５１に出力する。強度変調部５１は、カップラ５０からの信号光を周波数ｆ_ｓの電気信号により搬送波抑圧振幅変調を行う。つまり、強度変調部５１は、周波数ｆ_ｓの電気信号により周波数ｆ_１及びｆ_２の連続光それぞれを搬送波抑圧振幅変調する。カップラ５３は、強度変調部５１が出力する搬送波抑圧振幅変調された信号光の周波数分離を行い、周波数ｆ_１の連続光を周波数ｆ_ｓの電気信号により搬送波抑圧振幅変調した変調光と、周波数ｆ_２の連続光を周波数ｆ_ｓの電気信号により搬送波抑圧振幅変調した変調光と、をそれぞれ出力する。これら変調光の側波帯の位相は、第一実施形態における変調光４０に対応する。遅延器５５は、周波数ｆ_２の連続光を周波数ｆ_ｓの電気信号により搬送波抑圧振幅変調した変調光に対して遅延を与える。なお、遅延器５５が与える遅延量は、当該変調光の側波帯の位相が、変調光４０の側波帯に対してπ／２だけシフトすることになる量とする。したがって、遅延器５５が出力する変調光は、第一実施形態の変調光４１と同じになる。

なお、図５の構成においては、カップラ５３が出力する２つの変調光の内の１つの変調光に対して遅延器５５により遅延を与えていたが、カップラ５３が出力する２つの変調光それぞれに対して遅延器により遅延を与える構成とすることもできる。いずれにしても、カップラ５３が出力する２つの変調光の内の一方の変調光の側波帯に対して、他方の変調光の側波帯の位相がπ／２だけ異なる様に遅延量を調整する。

図６は、第二実施形態の変形形態を示す図であり、変調光４５～４７を生成するための部分のみを示している。カップラ５０は、光源１０～１２が生成する周波数ｆ_１～ｆ_３の連続光を合波した信号光を強度変調部５１に出力する。強度変調部５１は、カップラ５０からの信号光を周波数ｆ_ｓの電気信号により搬送波抑圧振幅変調を行う。つまり、強度変調部５１は、周波数ｆ_ｓの電気信号により周波数ｆ_１、ｆ_２及びｆ_３の連続光それぞれを搬送波抑圧振幅変調する。カップラ５３は、強度変調部５１が出力する搬送波抑圧振幅変調された信号光の周波数分離を行い、周波数ｆ_１～ｆ_３の連続光を、それぞれ、周波数ｆ_ｓの電気信号により搬送波抑圧振幅変調した変調光を出力する。これら変調光の側波帯の位相は、第二実施形態における変調光４５に対応する。遅延器５５は、周波数ｆ_２の連続光を周波数ｆ_ｓの電気信号により搬送波抑圧振幅変調した変調光に対して遅延を与える。なお、遅延器５５が与える遅延量は、当該変調光の側波帯の位相が、変調光４５の側波帯に対してπ／３だけシフトすることになる量とする。したがって、遅延器５５が出力する変調光は、第二実施形態の変調光４６と同じになる。同様に、遅延器５６が与える遅延量は、当該変調光の側波帯の位相が、変調光４５の側波帯に対して２π／３だけシフトすることになる量とする。したがって、遅延器５６が出力する変調光は、第二実施形態の変調光４７と同じになる。なお、本実施形態においても、カップラ５３が出力する３つの変調光それぞれに対して遅延を与える構成とすることもできる。いずれにしても、カップラ５３が出力する３つの変調光の内の任意の２つの変調光の側波帯の位相差がπ／３となる様にすれば良い。

＜その他の実施形態＞
上記各実施形態において、周波数逓倍器は、発振器２２を有し、この発振器２２が生成する電気信号の周波数を逓倍していた。しかしながら、本発明の周波数逓倍器は、発振器２２を有さないものであっても良い。この場合、周波数逓倍器は、外部から周波数ｆ_ｓの電気信号を受信し、この電気信号の周波数を逓倍して出力することになる。また、第一実施形態において、強度変調部２０は、発振器２２が生成した電気信号により搬送波抑圧振幅変調を行い、強度変調部２１は、発振器２２が生成した電気信号の位相をπ／２だけシフトさせた電気信号により搬送波抑圧振幅変調を行っていた。しかしながら、強度変調部２０が変調に使用する電気信号と、強度変調部２１が変調に使用する電気信号との位相差がπ／２であれば良く、強度変調部２０が変調に使用する電気信号と、強度変調部２１が変調に使用する電気信号の生成方法は図１の形態に限定されない。第二実施形態についても同様であり、強度変調部２０、強度変調部２１及び強度変調部２４それぞれが変調に使用する３つの電気信号の内の任意の２つの電気信号の位相差がπ／３であれば良い。

以上の構成により、例えば、光ノッチフィルタを使用する必要のない周波数逓倍器を提供することができる。したがって、国連が主導する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標９「レジリエントなインフラを整備し、持続可能な産業化を推進するとともに、イノベーションの拡大を図る」に貢献することが可能となる。

発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。

１０、１１、１２：光源、２２：発振器、２０、２１、２４、５１：強度変調部、２３、２５：位相器、３０、５０、５３：カップラ、５４、５５：遅延器、３１：ＦＷＭ部、３２：フィルタ部、３３：ＰＤ

Claims

第１連続光を第１周波数の電気信号で搬送波抑圧振幅変調した第１変調光と、第２連続光を前記第１周波数の電気信号で搬送波抑圧振幅変調した第２変調光と、第３連続光と、を含む光信号を生成する第１生成手段と、
前記光信号に含まれる前記第１変調光、前記第２変調光及び前記第３連続光の四光波混合により第４変調光を生成する第２生成手段と、
前記第４変調光を光電変換する光電変換手段と、
を備え、
前記第１変調光の側波帯の位相と前記第２変調光の側波帯の位相は、π／２だけ異なることを特徴とする周波数逓倍器。
前記第１生成手段は、
前記第１周波数の第１電気信号と、前記第１周波数の第２電気信号であって、前記第１電気信号とは位相がπ／２だけ異なる前記第２電気信号を生成する第３生成手段と、
前記第１連続光を前記第１電気信号で搬送波抑圧振幅変調することで前記第１変調光を生成する第１変調手段と、
前記第２連続光を前記第２電気信号で搬送波抑圧振幅変調することで前記第２変調光を生成する第２変調手段と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の周波数逓倍器。
前記第１生成手段は、
前記第１連続光及び前記第２連続光それぞれを前記第１周波数の電気信号で搬送波抑圧振幅変調することで第５変調光及び第６変調光を生成する変調手段と、
前記第５変調光及び前記第６変調光の内の少なくとも１つに遅延を与えることで、前記第１変調光及び前記第２変調光を生成する遅延手段と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の周波数逓倍器。
周波数軸上において、前記第２連続光は、前記第１連続光と前記第３連続光との間であり、
前記第１連続光の周波数と前記第２連続光の周波数差は、前記第１周波数の２倍より大きく、
前記第２連続光の周波数と前記第３連続光の周波数差は、前記第１周波数の３倍より大きいことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の周波数逓倍器。
第１連続光を第１周波数の電気信号で搬送波抑圧振幅変調した第１変調光と、第２連続光を前記第１周波数の電気信号で搬送波抑圧振幅変調した第２変調光と、第３連続光を前記第１周波数の電気信号で搬送波抑圧振幅変調した第３変調光と、を含む光信号を生成する第１生成手段と、
前記光信号に含まれる前記第１変調光、前記第２変調光及び前記第３変調光の四光波混合により、第４変調光を生成する第２生成手段と、
前記第４変調光を光電変換する光電変換手段と、
を備え、
前記第１変調光、前記第２変調光及び前記第３変調光の内の任意の２つの変調光の側波帯の位相差はπ／３であることを特徴とする周波数逓倍器。
前記第１生成手段は、
前記第１周波数の第１電気信号と、前記第１周波数の第２電気信号と、前記第１周波数の第３電気信号を生成する第３生成手段であって、前記第１電気信号、前記第２電気信号及び前記第３電気信号の内の任意の２つの電気信号の位相差はπ／３である、前記第３生成手段と、
前記第１連続光を前記第１電気信号で搬送波抑圧振幅変調することで前記第１変調光を生成する第１変調手段と、
前記第２連続光を前記第２電気信号で搬送波抑圧振幅変調することで前記第２変調光を生成する第２変調手段と、
前記第３連続光を前記第３電気信号で搬送波抑圧振幅変調することで前記第３変調光を生成する第３変調手段と、
を備えていることを特徴とする請求項５に記載の周波数逓倍器。
前記第１生成手段は、
前記第１連続光、前記第２連続光及び前記第３連続光それぞれを前記第１周波数の電気信号で搬送波抑圧振幅変調することで第５変調光、第６変調光及び第７変調光を生成する変調手段と、
前記第５変調光、前記第６変調光及び第７変調光の内の少なくとも２つに遅延を与えることで、前記第１変調光、前記第２変調光及び前記第３変調光を生成する遅延手段と、
を備えていることを特徴とする請求項５に記載の周波数逓倍器。
周波数軸上において、前記第２連続光は、前記第１連続光と前記第３連続光との間であり、
前記第１連続光の周波数と前記第２連続光の周波数差は、前記第１周波数の２倍より大きく、
前記第２連続光の周波数と前記第３連続光の周波数差は、前記第１周波数の４倍より大きいことを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の周波数逓倍器。
前記第２生成手段は、光ファイバであることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の周波数逓倍器。
前記光ファイバの分散値は、前記第１連続光の周波数において零である、前記第２連続光の周波数において零である、或いは、前記第１連続光の周波数と前記第２連続光の周波数との間において零であることを特徴とする請求項９に記載の周波数逓倍器。
前記第２生成手段は、光半導体増幅器であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の周波数逓倍器。