JP2858400B2 - 光信号のスペクトル特性を変えるための装置及び方法 - Google Patents

光信号のスペクトル特性を変えるための装置及び方法

Info

Publication number
JP2858400B2
JP2858400B2 JP8246824A JP24682496A JP2858400B2 JP 2858400 B2 JP2858400 B2 JP 2858400B2 JP 8246824 A JP8246824 A JP 8246824A JP 24682496 A JP24682496 A JP 24682496A JP 2858400 B2 JP2858400 B2 JP 2858400B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
signal
wavelength
changed
medium
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP8246824A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH09127563A (ja
Inventor
マツシモ・アルテイグリア
エルネスト・チヤラメツラ
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.)
KUSERUTO CHENTORO SUTEYUDEI E LAB TEREKOMYUNIKATSUIOONI SpA
Original Assignee
KUSERUTO CHENTORO SUTEYUDEI E LAB TEREKOMYUNIKATSUIOONI SpA
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 KUSERUTO CHENTORO SUTEYUDEI E LAB TEREKOMYUNIKATSUIOONI SpA filed Critical KUSERUTO CHENTORO SUTEYUDEI E LAB TEREKOMYUNIKATSUIOONI SpA
Publication of JPH09127563A publication Critical patent/JPH09127563A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2858400B2 publication Critical patent/JP2858400B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2507Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
    • H04B10/2537Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to scattering processes, e.g. Raman or Brillouin scattering
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2/00Demodulating light; Transferring the modulation of modulated light; Frequency-changing of light
    • G02F2/004Transferring the modulation of modulated light, i.e. transferring the information from one optical carrier of a first wavelength to a second optical carrier of a second wavelength, e.g. all-optical wavelength converter
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06Construction or shape of active medium
    • H01S3/063Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067Fibre lasers
    • H01S3/06754Fibre amplifiers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/35Non-linear optics
    • G02F1/353Frequency conversion, i.e. wherein a light beam is generated with frequency components different from those of the incident light beams
    • G02F1/3536Four-wave interaction
    • G02F1/3538Four-wave interaction for optical phase conjugation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光通信システムに係
り、特に、光信号のスペクトル特性を変えるための装置
及び方法に関する。限定したものではないが、好ましく
は、光ファイバーのような伝送キャリアにおいて伝送さ
れる光信号の色分散を補償するのに本発明が適用され
る。ここで用いられている用語「色分散(chromatic dis
persion)」は、伝送媒質の特性及び伝送信号への影響の
両方を意味する。
【0002】
【従来の技術】光ファイバー通信では、一般に伝送キャ
リアとしてシリカ光ファイバーが用いられる。これらの
ファイバーは、いわゆる「第2の伝送窓」の波長(1.3
μm近傍の波長)で最小(実質的にはゼロ)の分散を有
する。ファイバーを伝搬する場合の光信号の減衰を補償
するために、光信号に直接作用する光増幅器が益々用い
られるようになり、リピーター内で光−電変換及び電−
光変換を行う必要が避けられている。通常これらの光増
幅器は、希土類金属、特に、エルビウムがドープされた
光ファイバーの領域を含む。少なくとも当分の間は、そ
れらの増幅器は、上記した第2伝送窓ではなくて第3伝
送窓(1.55μm近傍の波長)において最高の増幅効率を
有し動作するであろう。第3伝送窓の波長では、従来の
ファイバーの減衰は最小であるが、色分散は大きく、1
5〜20ps/nm.kmのオーダーである。このことにより、
パルスが大きく拡張され、高ビットレート(2.5Gbit/s
より大)や長距離伝送への明らかな障害となっている。
分散シフト光ファイバーは、市販品が入手可能であり、
これらの光ファイバーは、第3窓において最小の分散を
示す。しかしながら、これらのファイバーは、新たに敷
設する場合でしか用いることができない。というのは、
既に敷設してあり現在動作中の光ファイバーを取り替え
るのは(コストの面で明らかに)現実的でないからであ
る。従って、従来のファイバーを伝搬することの影響と
して、第3窓内の波長で伝送される光信号が受ける分散
を補償するという問題が依然として残っている。
【0003】この問題は、既に当該技術分野において異
なる方法で対処されており、それらの方法の概要は、D.
N.ペイン(Payne)、R.I.ラミング(Laming)、D.J.リチャ
ードソン(Richardson)及びA.グラディニン(Grudinin)に
より提出された「敷設ファイバー基盤の全能力の活用(U
nleashing the Full Capacity of the Installed Fibre
Base)」、ECOC 93、Montreux(スイス)、1993年
9月12〜16日、論文WeC8.1、第1巻、第92〜94
頁に記載されている。色分散を補償するのに提案されて
いる異なる技術のうち、いわゆる中間スパンスペクトル
反転(mid-span spectral inversion)は、特に優れた解
決法である。その技術によると、接続リンクの最初の半
分を伝搬した信号は、接続リンクの後半の半分を伝搬す
るときに前半で受けた分散の影響を帳消しにするような
スペクトル特性を有する信号に変換される。光信号のス
ペクトル特性を変えるこの技術は、光位相共役(Optical
Phase Conjugation)としても知られており、例えば論
文「非線形光位相共役によるチャンネル分散の補償(Com
pensation for channeldispersion by nonlinear optic
al phase conjugation)」、A.ヤリブ(Yariv)、D.フェケ
ット(Fekete)及びD.M.ペパー(Pepper)著、Optics Lette
rs、第4巻、第52〜54頁に記載されている。その技
術を基にして、論文「光位相共役による単一モードファ
イバー内の色分散の補償(Compensation of Chromatic D
ispersion in a Single-Mode Fiber byOptical Phase C
onjugation)」、S.ワタナベ、T.ナイトウ及びT.チカワ
著、IEEEPhotonics Technology Letters、第5巻、第1
号、1993年1月、第92〜95頁には、色分散を受
ける光信号が(一般にはEr3+がドープされた)ファイバ
ー増幅器を通過し、例えば波長1549nmで動作する分布帰
還型(DFB)レーザーにより放たれた光ポンプ信号を結合
し、最終的に23km長の分散シフトファイバー内に送り
込まれるという解決法が記載されている。四波混合(fou
r wave mixing :FWM)として知られている非線形光学現
象を通じて、全体のプロセスにより位相共役波を生じ、
この位相共役波は、波長1552nm近傍を中心とするバンド
パス光フィルターを通過後、ファイバー増幅器により再
度増幅され、さらにリンクでの伝搬を続ける。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ワタナベ他による論文
に記載された解決法(本請求項1と18の前段の基礎と
なるものである。)の大きな欠点は、低い変換効率であ
り、一般には、ポンプ光源と変換される信号の波長間で
2〜3nmのオーダーのシフトに対してほぼ-20dBであ
る。従って、本発明の目的は、とりわけその大きな欠点
を解消することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明による請求項1及
び18で夫々請求された装置及び方法により、その目的
が達成される。その点に関して、上述のように、以下に
詳細に記載した本発明の好適実施例は色分散を補償する
問題を扱っているのであるが、本発明の範囲は非常に広
いことにも留意すべきである。というのは、例えば周波
数変換やそれに類似した操作のような、光信号のスペク
トル特性を変える他のプロセスを行うのに本発明を用い
ることができるからである。本発明による解決法は、変
調不安定性(modulation instability)を基礎としてい
る。この変調不安定性は、高い光パワー値(一般に10dB
mより大)での異常分散条件下で動作する光ファイバー
で起こる非線形現象である。特に、本出願人により行わ
れた実験によると、変調不安定性を利用することによ
り、即ち、ファイバーの異常分散領域で操作することに
より、十分広い変換バンドが得られ、効率も十分大きく
なった(一般には-5dBから+5dBの範囲、そのため変換利
得を有するのが可能ですらある)。変調不安定性は、当
該技術分野において、例えば、単一モード光ファイバー
のカー(Kerr)非線形係数を求めるのに既に用いられてき
ており、論文「変調不安定性の利用による光ファイバー
のカー係数の決定(Using modulation instabilityto de
termine Kerr coefficient in optical fibres)」、M.
アリグリア(Artiglia)、E.シアラメラ(Ciaramella)及び
B.ソード(Sordo) 著、Electronics Letters、1995
年6月8日、第31巻、第12号、第1012〜101
3頁に記載されている。
【0006】本発明の理論的基礎 用語及び理解を明瞭にするために、ここで以下の記載で
何回か述べられる幾つかの基本概念を簡潔に確認するの
が適切である。十分高いパワーでの光信号(ここで用い
られている用語「光」は、最も広い意味であり、可視光
の範囲に限定されない。)の伝搬に用いることができる
大抵の物質では、いわゆる光学的カー効果(Ker effect)
が関係してくる。つまり、この効果により、媒質の屈折
率が、次式により媒質自体を伝搬する放射の光学的強度
Iに依存する。 n(I) = n0 + n2・I 上式において、n(I)は、媒質を伝搬する放射の強度I
(以後、パワーという。)の関数として、屈折率の値を
表す。n0は、線形屈折率(定数)であり、n2は、いわゆ
る屈折率の非線形係数(単に、非線形屈折率ともい
う。)である。
【0007】カー光学効果の結果の一つは、いわゆる
「変調不安定性」という現象であり、高パワー光信号
(「ポンプ」信号)が、異常分散条件下での分散媒質
内、特に光ファイバー内を伝搬するとき、即ち、ポンプ
信号の波長λpが、ファイバーのゼロ分散波長λ0を越え
るときに、上記現象が発生する。その現象の効果とし
て、連続光信号が不安定になり(効果の名前の由来)、
光スペクトル内に周波数に関し対称に配された2つの利
得バンドを発生する。それらのバンドの形状と位置は、
ポンプ信号のパワー及び媒質の色分散係数に依存する。
特に、それらのバンドの最大利得係数がポンプパワーに
比例し、且つ、ポンプパワーが増すに従い、及び色分散
係数が小さくなるに従い、バンド幅が大きくなると仮定
できる。本質的に、本発明による解決法は、ポンプ信号
に加えて別の光信号(情報信号)が媒質中に送り込まれ
る場合に、それらの利得バンドの一つに対応して2つの
現象が発生するということに基づいている。即ち、情報
信号がポンプ信号の変調不安定性により増幅され、同時
にポンプ信号の鏡像(即ち、スペクトル反転した像)が
作られ、それにより、周波数(波長)変換に加えて、光
位相共役としても知られているスペクトル反転現象が得
られる。
【0008】所望の効果を達成するには、一般に高いポ
ンプパワー(一般に10dBm又はそれより大きいオーダ
ー)を利用できるようにすることが重要である。二番目
に、共役信号は変換される信号及びポンプ信号の両方か
ら容易に分離可能でなければならないので、両者の信号
間の間隔に相当する波長は、有益な共役信号のそのよう
な分離が可能となるようなものでなければならない。そ
の操作は、(一般に約1nmのバンド幅を有する)光ファ
イバーにより行われる。その結果、非線形現象により効
率的な変換を行うことができるスペクトルバンドとして
は、十分広いことが重要となる。その条件は、例えば
0.1ps/(nm・km)より小さいような十分小さい値の色
分散係数β2を有する光ファイバー内での操作により達
成できる。このことは、例えば、分散シフトファイバー
(DSF)内において、ポンプ波長λpがファイバーのゼロ分
散波長λ0より大きく、且つ、できるだけそれに近い
(例えば、約1nmの間隔)ときに達成される。考慮され
ている典型的な実施例においては、ポンプ波長はいずれ
にしても分散シフトファイバーの異常分散領域に存しな
ければならないことを強調しておく。その条件下では、
有益な変換バンド幅の拡張を引き起こす非線形位相変位
による寄与を十分に利用することが可能である。いずれ
にしても、本発明による解決法は、変調不安定性現象を
生じるどんな媒質においても実施できる。従って、分散
シフトファイバーの使用について実施例により以下おい
て特定的に述べるけれども、本発明による解決法の特徴
を絶対的で制限したものと解釈されるべきでない。
【0009】
【発明の実施の形態】さて、単に非制限的な例により、
本発明を添付図面に関して説明する。本発明の模範的な実施例についての詳細な説明 図1は、本発明による装置1のブロック図を示す。本発
明による装置は、光ファイバー通信リンク内で(理想的
には中間スパンにて)SMF1及びSMF2として夫々示されて
いる2つの領域間に配置され、ファイバーを伝搬する信
号に対して光位相共役を行う。本発明による装置1の入
力において、領域SMF1に存在する波長λsの光信号(情
報信号)が、偏光制御装置2を通過させられる。この偏
光制御装置2は、既知のタイプのもので、本装置に入る
情報信号及び光放射源3により発生されるポンプ信号の
両方に対して同一の偏光状態を達成できる。本質的な要
求ではないにしても、情報信号及びポンプ信号内の同一
の偏光状態の存在により、光位相共役の効率が最大とで
きる。一方、光源3からのポンプ信号に対しても偏光制
御ができることは明らかである。好ましくは、光源3
は、位相共役が行われる光媒質4のゼロ分散波長λ0
近傍(一般に1nmのオーダーの距離)で選ばれた放射波
長λpで動作するレーザーダイオード(例えば、DFB
レーザー)である。ここに描かれている模範的な実施例
では、λpはλ0を越えなければならない。
【0010】今回より好ましいと考えられた選択による
と、媒質4は、例えば約10〜20キロメートル長で、
λ0=1551nmで、0.25dB/kmのオーダーの減衰の分散シフ
トファイバーの領域からなる。ここに記載されている例
における情報信号の波長λsとポンプ信号の波長λpは、
夫々1550nmと1552nmである。参照符号5は、ポンプ光源
3に接続された変調装置を示し、その目的は、後に詳細
に説明する。偏光制御装置2から送られる信号は、光カ
プラー6を介して、光源3から送られるポンプ信号と結
合され、光増幅ステージ7で増幅された後にファイバー
4に送り込まれる。本発明の可能な実施例では、ステー
ジ7は、能動ファイバーを使用して15dBmのオーダー
のレベルの光信号を発生する2つの光増幅器からなる。
この信号レベルは、変調不安定性及び良好な変換効率を
生じさせるのには十分高いものである。いずれにして
も、20dBmを越える出力パワーを与える個別の増幅器
が、既に今日利用可能である。従って、2つのカスケー
ド接続された要素を用いたステージ7の実施例は、単に
非制限的な例として与えられたものである。とにかく、
本装置の性能の更なる改良が、増幅ステージ7の出力パ
ワーの増加に従い期待できる。
【0011】最後に、参照符号8は光フィルタリングス
テージを示す。その機能は、ファイバー4から出てくる
信号から、ポンプ信号及び入力信号の残余に対応するス
ペクトル成分を除去し、(この例では、約1554nmの波長
の)共役信号のみを通すことである。この場合には、光
フィルタリングステージ8は、図1に概略的に示されて
いるように1つのフィルターで構成することもできる
し、又は複数のカスケード接続されたフィルターで構成
することもできる。しかしながら、上述のフィルタリン
グ動作は共役装置内で行う必要はないことに留意すべき
である。このフィルタリング動作は、受信信号が検出さ
れる受信器の直前にあるリンク領域SMF2の出力において
行い得る。よって、本装置は光フィルタリングステージ
8を欠いてもよい。考慮中のもののようなパワー(10
〜20dBmのオーダー又はそれより大)を光ファイバー
に送り込む場合、通常特別の対策が必要とされる。も
し、ポンプ光源3の放射ラインが狭いなら(例えば、2
0MHzより小)、ファイバー4は(誘導ブリリュアン散
乱として知られる)別の非線形現象を示すであろう。あ
るパワー閾値(約6dBm、従って、本発明を行うときに
考えられた入射レベルよりも低いレベル)より大きいと
きに、この非線形現象により、ポンプ信号の非線形減衰
が生じる。その状況では、ポンプパワーを増大すること
により、スペクトル反転効率が大きく増大する。
【0012】従って、誘導ブリリュアン散乱の閾値を上
げるためには、光源3により発生されたポンプ信号を操
作し、制御された方法で放射ラインを拡張することが必
要である。このことは、図1に示されているように変調
器5により光源3の駆動電流を僅かに変調すること、又
は既知のタイプでもある電気−光学変調器により光源自
身により放たれた光信号を直接位相変調することのどち
らかにより行うことができる。ポンプ信号自身のスペク
トル拡張により、反転スペクトルの再現における忠実度
を損ないかねない。よって、誘導ブリリュアン散乱の閾
値を上げる必要性と、光位相共役により得られるスペク
トルの再現における忠実度を維持する必要性との間の適
正な妥協点に到達することが重要となる。図示された解
決法(駆動電流変調)では、例えば、光源3の放射ライ
ンを0.5〜1GHzのオーダーの値に拡張することが良
い妥協点であることが分かった。
【0013】図2のダイヤグラムは、本発明の場合(曲
線A)とワタナベ他による論文から知ることができる解
決法の場合(曲線B)における、情報信号とポンプ信号
の波長λs、λpの間隔に対する変換効率(単位:dB)を
示す。変換効率は、比Pc(L)/Ps(O)により定義される。
ここで、Pc(L)及びPs(O)は、夫々、ファイバー4の出力
での共役光信号のレベル及び同じファイバーの入力での
光信号のレベルである(従って、図1のダイヤグラム
は、増幅ステージ7での増幅後のものである)。
【0014】図3は、高分解能(0.1nm)で測定された
2つの光スペクトルを示し、フィルタリングステージ8
の直前のファイバー4出力で観測される放射のスペクト
ル(曲線a)と、フィルタリンクステージ8の後で観測
される放射のスペクトル(曲線b)である。曲線(a)
は、これも非線形相互作用による幾つかの無視し得る相
互変調生成成分に加えて、ポンプ信号(λp)、スペクト
ル特性を変えるべき情報信号(λs)、及び共役信号(λc)
を明らかに示している。その共役信号における信号スペ
クトルの鏡像化は、明らかである。明瞭に分かるよう
に、提案された変換プロセスは、既知の方法よりも損失
が十分少ない(約2dB対約20dB)。一方、曲線(b)
は、リンクの後半に伝送されるときの共役信号に関する
ものである(示された場合において、領域SMF2は、10
0km長であり、約0.22dB/kmの減衰をする)。よって、
前者に比べて、曲線(b)の信号は、フィルター8によ
る行われるフィルタリングの効果とリンク領域SMF2の減
衰の両方の影響を受ける。従って、曲線(b)の共役信
号のピークは、曲線(a)の対応するピークに比べて約
22dB減衰する。
【0015】もちろん、本発明の原理が与えられるな
ら、本発明の範囲を逸脱することなく、実施の詳細や実
際の実施例は、これまで記載及び図示してきたことに対
して十分に広くとり得る。このことは、まず、媒質の選
択に適用される。この媒質においては、補償されるべき
信号とポンプ信号の間の相互作用が、カー光学効果に基
づく変調不安定性を利用することにより行われる。上述
のように、現時点ではこの媒質は分散シフトファイバー
が好ましい選択であると考えられるけれども、必ずしも
分散シフトフィアバーである必要はない。例えば、媒質
4は増幅特性を有するファイバー(例えば、能動ファイ
バー又はリーマン効果を生じるファイバー)で適当な分
散特性(λpより僅かに小さいλ0) を有するものでよ
い。この場合には、媒質は増幅ステージ7の機能をも行
うことができる。同様に、もし十分に高レベルのポンプ
信号が、(できれば変調器5のような付属の変調器を有
する)装置3の出力で利用可能ならば、ポンプ信号は増
幅ステージ7を通る必要はない。例えば、情報信号が装
置1に入る直前に増幅されることにより、そのレベルが
十分に高いならば、もちろん、同じことが装置1に入力
する情報信号にも言える。そのような条件では、増幅ス
テージ7は除去できる。変調不安定性により得られる高
い変換効率のおかげで、所望のパワーが媒質4の入力で
得られるという本方法は別にしても、本発明により、幾
つかの構成要素の削減からくる技術的及び経済的利点を
伴って、既知の装置に存在する出力増幅器を削除できる
ことを強調しておく。
【0016】上述のように、本発明による解決法の使用
は、色分散の補償に限定されるものではない。本発明
は、例えば色分散により過度には拡張されない信号の周
波数変換を行うのにも用いることができる。このこと
は、例えば、第1の波長に対応して入力波長を設定し、
第2の波長に対応して出て行く共役信号を設定して波長
変換(又は、周知で全く同等の周波数変換)を行うこと
により波長変換器を構成するのに有効となり得る。変換
そのものは、第1波長と光ポンプ信号の波長の間隔に依
存し(この点、図3参照のこと)、本質的にはその間隔
の2倍に等しい。波長変換器は、光信号の分野における
トランスポートネットワークやアクセスネットワークの
両方において、使い途が多い。例えば、それらは波長分
割マルチチャンネルシステムにおいて使用できる。これ
らのシステムにおいては、幾つかの光キャリアが同一の
ファイバーに多重化され、信号のルーチングが行われ、
又はルーチングの衝突を避ける目的で波長の再配置が行
われる。よって、システムの柔軟性が強化され、リンク
容量、到達可能な利用者の数、又は与えられるサービス
の種類を増すことが可能である。更なる応用として、光
増幅器が可能である。実際、もしポンプパワーが十分に
高ければ、変調不安定性はスペクトル反転に加えて入力
信号の増幅を行うことができる。そのような条件では、
フィルタリングステージ8は少なくともポンプ信号を抑
制しなければならない。このとき、共役信号は抑制して
もしなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明により光信号の色分散を修正する装置の
ブロック図である。
【図2】本発明による装置と従来技術の装置の変換効率
を示す比較グラフである。
【図3】本発明による装置の性能を示す他のグラフであ
り、aとbで夫々示された2つの部分が描かれている。
【符合の説明】
1 光信号のスペクトル特性を変えるための装置 2 偏光制御装置 3 ポンプ光源 4 光媒質 5 変調装置 6 光カプラー 7 光増幅ステージ 8 光フィルタリングステージ SMF1,SMF2 光ファイバー通信リンク領域
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04B 10/18 (72)発明者 エルネスト・チヤラメツラ イタリー国 ローマ、ヴイア・ルドヴイ コ・デイ・サヴオイア 21 (56)参考文献 特開 平7−64131(JP,A) 特開 平1−149032(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02F 1/35 G02F 2/00 H04B 10/02 H04B 10/16 H04B 10/17 H04B 10/18

Claims (27)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スペクトル反転(又は、光位相共役)に
    より光信号のスペクトル特性を変えるための装置であっ
    て、 (ア)前記スペクトル反転が起こる異常分散条件下で動
    作する光媒質(4)、 (イ)変えるべき光信号を前記装置(1)に送り込むた
    めの手段(SMF1)、 (ウ)第1波長の光ポンプ信号を発生する光源(3)、
    及び (エ)前記光媒質(4)内で前記スペクトル反転を行う
    ために、所与のレベルの前記ポンプ信号と共に、前記変
    えるべき光信号を前記光媒質(4)内に入射するための
    手段(6,7)を含み、 前記光源(3)と前記送り込み手段(SMF1)及び入
    射手段(6,7)は、 前記光媒質(4)のゼロ分散波長
    (λ )の近傍の波長(λ ,λ )を有する前記光ポ
    ンプ信号(3)及び前記変えるべき光信号を入射し; 前記光媒質(4)の前記ゼロ分散波長(λ )よりも大
    きな波長(λ )を有し、且つ、前記光媒質(4)内に
    変調不安定性を作り出しそれにより前記ポンプ信号の光
    スペクトルがその波長に対して対称的に配置した2つの
    利得バンドを示すほど十分に高いレベルを有する前記光
    ポンプ信号(3)を入射し;そして 変調不安定性利得バンドのうちの一バンド内にある波長
    を有した前記変えるべき光信号を入射し、それにより、
    スペクトル反転した信号の波長が、ポンプ信号に対して
    対称的な利得バンド内に存在する; ように構成される ことを特徴とする上記光信号のスペク
    トル特性を変えるための装置。
  2. 【請求項2】 前記光源(3)により発生された光ポン
    プ信号を前記光媒質(4)へ入射する前に増幅する増幅
    ステージ(7)を、前記入射手段(6,7)が前記光源
    (3)と前記光媒質(4)の間において含むことを特徴
    とする請求項1に記載の装置。
  3. 【請求項3】 前記増幅ステージ(7)が前記変えるべ
    き光信号をも受信することを特徴とする請求項2に記載
    の装置。
  4. 【請求項4】 前記光媒質(4)内での誘導ブリリュア
    ン散乱を防止するのに十分なだけ前記光ポンプ信号のス
    ペクトルを拡張するスペクトル拡張手段(5)に、前記
    光源(3)が接続されていることを特徴とする請求項1
    乃至3のいずれか一項に記載の装置。
  5. 【請求項5】 前記スペクトル拡張手段が、前記光源
    (3)の駆動電流を変調する変調器(5)から成ること
    を特徴とする請求項4に記載の装置。
  6. 【請求項6】 前記スペクトル拡張手段が、前記光源
    (3)により発生された信号を変調する変調器から成る
    ことを特徴とする請求項4に記載の装置。
  7. 【請求項7】 前記光媒質(4)が分散シフトファイバ
    ーから成ることを特徴とする請求項1乃至のいずれか
    一項に記載の装置。
  8. 【請求項8】 前記光媒質(4)が増幅光ファイバーか
    ら成ることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項
    に記載の装置。
  9. 【請求項9】 前記光ポンプ信号(3)の前記波長(λ
    )が、前記ゼロ分散波長(λから約1nmだけ離
    れていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
  10. 【請求項10】 前記変えるべき光信号の波長(λ
    が、前記光ポンプ信号の波長(λ)より小さいことを
    特徴とする請求項9に記載の装置。
  11. 【請求項11】 前記光媒質(4)の下流において、前
    記光ポンプ信号(3)の残余と前記変えるべき光信号の
    残余を抑えて前記スペクトル反転により生じる光信号の
    みを通過させるフィルタリング手段(8)を含むことを
    特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載の装
    置。
  12. 【請求項12】 前記変えるべき光信号は、色分散によ
    り影響されて光通信ラインの第1スパン(SMF1)を
    出て行く光信号であり、 スペクトル反転により生じる前記信号は、前記光通信ラ
    インの第2スパン(SMF2)の入力に存在し、且つ、
    変えるべき光信号に第1セクション(SMF1)で導入
    された分散の効果をスペクトル反転された信号において
    補償するような色分散特性及び長さを有することを特徴
    とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の装置。
  13. 【請求項13】 前記変えるべき光信号は、色分散によ
    り本質的に影響されない信号であり且つ第1波長周辺に
    位置し、そして、前記スペクトル反転された信号は、第
    1波長から離れて位置する第2波長周辺に位置し、前記
    光媒質(4)が波長変換を行い、その変換の大きさは前
    記ポンプ信号の波長(λ)と前記第1波長の間隔によ
    り決められることを特徴とする請求項1乃至11のいず
    れか一項に記載の装置。
  14. 【請求項14】 前記光源(3)が、変えるべき光信号
    を変調不安定性により増幅させるようなレベルの光ポン
    プ信号を入射し、また、 前記光媒質(4)の下流において、光ポンプ信号を抑え
    るフィルタリング手段(8)を含むことを特徴とする請
    求項1乃至10のいずれか一項に記載の装置。
  15. 【請求項15】 スペクトル反転(又は光位相共役)に
    より光信号のスペクトル特性を変える方法であって、 (ア)前記スペクトル反転が起こる異常分散条件下で動
    作する光媒質(4)を通して前記光信号を伝送する
    作、及び (イ)前記光媒質(4)内で前記スペクトル反転を引き
    起こすために、変えるべき光信号と共に所与のレベルの
    光ポンプ信号(3)を前記光媒質(4)内に入射する操
    作を含むものに於いて、 (あ)前記光媒質(4)のゼロ分散波長(λ )の近傍
    の波長を有した前記光ポンプ信号(3)及び前記変える
    べき光信号を入射する操作、 (い)前記光媒質(4)の前記ゼロ分散波長(λ )よ
    りも大きい波長(λ )を有し、且つ、前記光媒質
    (4)内に変調不安定性を作り出しそれにより前記ポン
    プ信号の光スペクトルがその波長に対して対称的に配置
    された2つの利得バンドを示すほど十分に高い前記所与
    のレベルを有する前記ポンプ信号(3)を入射する操
    作、及び (う)前記変えるべき光信号を変調不安定性利得バンド
    のうちの一バンド内にある波長にて伝送し、スペクトル
    反転信号が、前記光ポンプ信号に対して対称的なバンド
    内に波長を有する操作を含む ことを特徴とする上記光信
    号のスペクトル特性を変える方法。
  16. 【請求項16】 前記光媒質(4)内への入射前に前記
    光ポンプ信号(3)を増幅する操作(7)を含むことを
    特徴とする請求項15に記載の方法。
  17. 【請求項17】 前記変えるべき光信号もまた、前記光
    媒質(4)への入射を考慮して増幅される(7)ことを
    特徴とする請求項16に記載の方法。
  18. 【請求項18】 前記光ポンプ信号と前記変えるべき光
    信号の両方が、前記光媒質(4)内で増幅されることを
    特徴とする請求項17に記載の方法。
  19. 【請求項19】 前記光媒質(4)内での誘導ブリリュ
    アン散乱を防止するに十分なほど前記光ポンプ信号のス
    ペクトルを拡張する操作(5)を含むことを特徴とする
    請求項15乃至18のいずれか一項に記載の方法。
  20. 【請求項20】 電流駆動型光源(3)により前記光ポ
    ンプ信号を発生する操作を含み、前記スペクトル拡張操
    作が、前記光源(3)の駆動電流を変調することにより
    行われることを特徴とする請求項19に記載の方法。
  21. 【請求項21】 前記光ポンプ信号(3)を変調してそ
    のスペクトルを拡張する操作を含むことを特徴とする請
    求項19に記載の方法。
  22. 【請求項22】 前記光ポンプ信号(3)の前記波長
    (λ)が、前記ゼロ分散波長(λ)より約1nmだ
    離れていることを特徴とする請求項15乃至21のい
    ずれか一項に記載の方法。
  23. 【請求項23】 変えるべき光信号の波長(λ)が、
    前記光ポンプ信号の波長(λ)より小さいことを特徴
    とする請求項22に記載の方法。
  24. 【請求項24】 前記光媒質(4)の下流において、前
    記光媒質(4)内で行われる光位相共役により生じる信
    号をフィルタリングして、前記共役信号から前記光ポン
    プ信号(3)の残余と前記変えるべき光信号の残余を除
    去し光共役信号を通過させる操作を含むことを特徴とす
    る請求項15乃至23のいずれか一項に記載の方法。
  25. 【請求項25】 前記ポンプ信号の前記所与のレベル
    は、変えるべき光信号が変調不安定性によっても増幅さ
    れるくらい十分高く、また、前記光媒質(4)の下流に
    おいて、前記光媒質(4)で行われる光位相共役により
    生じる信号をフィルタリングして、前記共役信号から光
    ポンプ信号(3)を除去する操作をさらに含むことを特
    徴とする請求項15乃至24のいずれか一項に記載の方
    法。
  26. 【請求項26】 変えるべき光信号は、光ファイバーの
    第1スパン(SMF1)に沿って伝搬し且つ色分散によ
    り影響された光信号であり、また、 前記スペクトル反転された信号は、光ファイバーの第2
    スパン(SMF2)内に入射され、この際、該信号は、
    変えるべき光信号に第1スパン(SMF1)で導入され
    た前記分散が前記スペクトル反転信号において補償され
    るような色分散特性と長さを有していることを特徴とす
    る請求項15乃至23のいずれか一項に記載の方法。
  27. 【請求項27】 前記変えるべき光信号は、色分散によ
    り本質的には影響されず且つ第1波長周辺に位置する信
    号であり、また、 前記スペクトル反転された光信号は、第1波長とは離れ
    た第2波長周辺に位置し、前記第1及び第2波長の間隔
    が、変えるべき光信号の波長変換を構成し、該波長変換
    の大きさは、前記第1波長と前記光ポンプ信号の波長
    (λ)の間隔により求められることを特徴とする請求
    15乃至23のいずれか一項に記載の方法。
JP8246824A 1995-10-02 1996-08-30 光信号のスペクトル特性を変えるための装置及び方法 Expired - Lifetime JP2858400B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT95A000782 1995-10-02
IT95TO000782A IT1281374B1 (it) 1995-10-02 1995-10-02 Dispositivo e procedimento per modificare le caratteristiche spettrali di segnali ottici.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09127563A JPH09127563A (ja) 1997-05-16
JP2858400B2 true JP2858400B2 (ja) 1999-02-17

Family

ID=11413846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8246824A Expired - Lifetime JP2858400B2 (ja) 1995-10-02 1996-08-30 光信号のスペクトル特性を変えるための装置及び方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5754334A (ja)
EP (1) EP0767395B1 (ja)
JP (1) JP2858400B2 (ja)
CA (1) CA2186819C (ja)
DE (2) DE767395T1 (ja)
IT (1) IT1281374B1 (ja)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5859948A (en) 1988-12-06 1999-01-12 Canon Kabushiki Kaisha Images processing apparatus for controlling binarized multi-value image data to convert pulse widths differently in at least two modes
US6175435B1 (en) * 1995-11-22 2001-01-16 Fujitsu Limited Optical communication system using optical phase conjugation to suppress waveform distortion caused by chromatic dispersion and optical kerr effect
CA2211820A1 (en) * 1996-08-01 1998-02-01 Youichi Akasaka Stimulated brillouin scattering suppressed optical fiber
US6043927A (en) * 1997-06-26 2000-03-28 University Of Michigan Modulation instability wavelength converter
KR19990055420A (ko) * 1997-12-27 1999-07-15 정선종 반도체 광 증폭기와 편광 간섭계를 이용한 완전 광 파장 변환기
AU3063299A (en) * 1998-02-20 1999-09-06 Ciena Corporation Optical amplifier having an improved noise figure
US6330104B1 (en) * 1999-08-11 2001-12-11 Lucent Technologies, Inc Optical wavelength conversion using four wave mixing in fiber
JP4550187B2 (ja) * 1999-09-07 2010-09-22 古河電気工業株式会社 光ファイバ型波長変換方法
DE10049394A1 (de) * 1999-10-14 2001-05-31 Siemens Ag Verfahren zur Übertragung von Lichtimpulsen und Lichtwellen
KR100327006B1 (ko) * 2000-02-07 2002-03-06 박호군 광신호 소강비 및 파장변환 대역폭 증가형 파장 변환장치
EP1209496A1 (en) 2000-11-22 2002-05-29 Corning Incorporated Waveguide optical fiber for parametric amplification within S-band optical range
US20050078301A1 (en) * 2002-01-16 2005-04-14 Josef Beller Method and apparatus for controlling optical signal power
US7016583B2 (en) * 2003-01-31 2006-03-21 Corning Incorporated Dispersion management with phase conjugation
US7046432B2 (en) * 2003-02-11 2006-05-16 Coherent, Inc. Optical fiber coupling arrangement
US9054807B2 (en) * 2005-05-26 2015-06-09 Alcatel Lucent Reducing crosstalk in optical wavelength converters
DE102006023601B4 (de) * 2006-05-19 2009-01-15 Menlo Systems Gmbh Lasersystem
JP5119998B2 (ja) * 2008-03-18 2013-01-16 富士通株式会社 光増幅装置および光増幅装置の駆動方法
US8175126B2 (en) * 2008-10-08 2012-05-08 Telaris, Inc. Arbitrary optical waveform generation utilizing optical phase-locked loops
FR2950164B1 (fr) * 2009-09-17 2011-12-02 Centre Nat Rech Scient Systeme de controle de polarisation tout-optique a faisceau de pompe contra-propagatif
EP3004965B1 (en) * 2013-05-24 2019-08-07 University Of Rochester Head-worn display of the see-through type
US9344190B2 (en) * 2014-05-14 2016-05-17 Fujitsu Limited Flexible placement of spectral inverters in optical networks

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0764131A (ja) * 1993-08-31 1995-03-10 Nec Corp 光通信装置
US5386314A (en) * 1993-09-10 1995-01-31 At&T Corp. Polarization-insensitive optical four-photon mixer with orthogonally-polarized pump signals
US5400164A (en) * 1993-09-10 1995-03-21 At&T Corp. Polarization-insensitive optical four-photon mixer
US5532868A (en) * 1994-09-23 1996-07-02 At&T Corp. Apparatus and method for compensating chromatic dispersion produced in optical phase conjugation or other types of optical signal conversion
US5604618A (en) * 1994-10-12 1997-02-18 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optical parametric circuit and optical circuit using the same
US5550671A (en) * 1995-03-02 1996-08-27 Lucent Technologies Inc. Intra-cavity optical four-wave mixer and optical communications system using the same

Also Published As

Publication number Publication date
ITTO950782A0 (it) 1995-10-02
ITTO950782A1 (it) 1997-04-02
DE767395T1 (de) 1998-11-12
EP0767395A3 (en) 1998-04-22
DE69623219D1 (de) 2002-10-02
CA2186819A1 (en) 1997-04-03
JPH09127563A (ja) 1997-05-16
EP0767395A2 (en) 1997-04-09
IT1281374B1 (it) 1998-02-18
US5754334A (en) 1998-05-19
EP0767395B1 (en) 2002-08-28
DE69623219T2 (de) 2003-04-10
CA2186819C (en) 1999-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2858400B2 (ja) 光信号のスペクトル特性を変えるための装置及び方法
US6178038B1 (en) Optical amplifier having an improved noise figure
JP5069825B2 (ja) 分散、利得傾斜、及び帯域ポンピング非線形性の光ファイバーの補償
EP0703680B1 (en) Apparatus and method for compensating chromatic dispersion produced in optical phase conjugation or other types of optical signal conversion
EP1079552B1 (en) Method, optical device, and system for optical fiber transmission
US6574037B2 (en) All band amplifier
EP1102114B1 (en) Raman amplification method
US7940454B2 (en) Optical parametric amplifier
Brener et al. Cancellation of all Kerr nonlinearities in long fiber spans using a LiNbO/sub 3/phase conjugator and Raman amplification
US7038842B2 (en) Reduced four-wave mixing and Raman amplification architecture
Feiste et al. 40 Gbit/s transmission over 434 km standard-fiber using polarisation independent mid-span spectral inversion
EP1076428B1 (en) Optical fiber communication system employing wavelength converter for broadband transmission
JPH07199253A (ja) 光インバータ
US6587606B1 (en) Waveguide fiber dispersion compensating regenerator
KR20010043972A (ko) Wdm 광통신 시스템
US7231108B2 (en) Lumped raman amplifier for adaptive dispersion compensation
GB2371160A (en) Optical pulse regeneration using dispersion managed optical fibre and an unbalanced interferometer
EP0629057B1 (en) Optical soliton transmission system using optical amplifiers
JP2001222036A (ja) ラマン増幅方式とそれを用いた光信号伝送方法
US7228076B2 (en) Method for remodulation of a modulated optical signal and device for remodulation and transmission system
JP4131833B2 (ja) 光増幅装置およびそれを用いた光中継伝送方式
JP3519926B2 (ja) 波長多重光通信方式およびその光増幅器
JP4865181B2 (ja) 放物線パルス通信システムおよび方法
O'Mahony Non‐Linear Optical Transmission Systems
JPH05259543A (ja) 光通信装置