JP3445442B2 - 偏光型パラメトリック光ミキサおよび偏光型パラメトリック光波長変換方法 - Google Patents
偏光型パラメトリック光ミキサおよび偏光型パラメトリック光波長変換方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超高速光信号処理
に関するもので、特に波長変換を高速で行う偏光型パラ
メトリック光ミキサおよび偏光型パラメトリック光波長
変換方法に関するものである。
に関するもので、特に波長変換を高速で行う偏光型パラ
メトリック光ミキサおよび偏光型パラメトリック光波長
変換方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の超高速光ミキサは、ポンプ光とプ
ローブ光とを半導体レーザ増幅器やＫＴＰ結晶などに入
力し、両者の差の波長の信号を発生させ、これを光フィ
ルタで選択して出力するものであった。
ローブ光とを半導体レーザ増幅器やＫＴＰ結晶などに入
力し、両者の差の波長の信号を発生させ、これを光フィ
ルタで選択して出力するものであった。
【０００３】これを、図４ないし図６を参照して説明す
る。
る。
【０００４】図４は、従来の例を説明するためのブロッ
ク図である。
ク図である。
【０００５】この図において、１１は合波器で、２つの
入力信号λ1 ，λ2 を合波して、その混合波λ1 ，λ2
を出力するものである。１２は波長変換素子で、半導体
レーザ増幅器やＫＴＰ結晶を用いた差周波数発生器など
が使用される。波長変換素子１２は、合波器１１からの
合波信号λ1 ，λ2 を入力信号として、これを混合し、
図５（ａ）に示すように波長λ1 ，λ2 およびλ3 ，λ
4 の信号を出力する。波長λ3 ，λ4 の信号は、動的回
析格子により発生する合成波信号の波長であり、入力信
号の波長λ1 およびλ2 から、２つの入力信号の波長差
Δλ（Δλ＝｜λ1 −λ2 ｜）だけ離れたところに発生
する。１３は光フィルタで、図５（ｂ）に示すように、
通過域の波長はλ3 である。
入力信号λ1 ，λ2 を合波して、その混合波λ1 ，λ2
を出力するものである。１２は波長変換素子で、半導体
レーザ増幅器やＫＴＰ結晶を用いた差周波数発生器など
が使用される。波長変換素子１２は、合波器１１からの
合波信号λ1 ，λ2 を入力信号として、これを混合し、
図５（ａ）に示すように波長λ1 ，λ2 およびλ3 ，λ
4 の信号を出力する。波長λ3 ，λ4 の信号は、動的回
析格子により発生する合成波信号の波長であり、入力信
号の波長λ1 およびλ2 から、２つの入力信号の波長差
Δλ（Δλ＝｜λ1 −λ2 ｜）だけ離れたところに発生
する。１３は光フィルタで、図５（ｂ）に示すように、
通過域の波長はλ3 である。
【０００６】図４に示されている従来の超高速光ミキサ
の動作を図５および図６を参照して説明する。
の動作を図５および図６を参照して説明する。
【０００７】合波器１１には、波長λ1 のポンプ光と波
長λ2 のプローブ光とが入力される。ポンプ光は、波長
変換素子１２内に動的回析格子を形成させるために注入
される光であり、プローブ光は波長変換される光であ
る。合波器１１は、この２つの入力信号を合波して、そ
の合波信号を波長変換素子１２へ出力する。
長λ2 のプローブ光とが入力される。ポンプ光は、波長
変換素子１２内に動的回析格子を形成させるために注入
される光であり、プローブ光は波長変換される光であ
る。合波器１１は、この２つの入力信号を合波して、そ
の合波信号を波長変換素子１２へ出力する。
【０００８】合波信号が入力された波長変換素子１２
は、ポンプ光によって動的回析格子が形成されて、図５
（ａ）に示すように、２つの入力信号λ1 およびλ2 か
らそれぞれ波長がΔλだけ離れた波長λ3 およびλ4 の
合成波信号を出力する。
は、ポンプ光によって動的回析格子が形成されて、図５
（ａ）に示すように、２つの入力信号λ1 およびλ2 か
らそれぞれ波長がΔλだけ離れた波長λ3 およびλ4 の
合成波信号を出力する。
【０００９】光フィルタ１３は、その通過帯域の波長が
λ3 であり、この波長λ3 は、ポンプ光の波長λ1 から
プローブ光の波長λ2 とは反対側に２つの入力信号の波
長差Δλだけ離れた波長である。
λ3 であり、この波長λ3 は、ポンプ光の波長λ1 から
プローブ光の波長λ2 とは反対側に２つの入力信号の波
長差Δλだけ離れた波長である。
【００１０】このようにして、波長λ2 のプローブ光の
信号は、波長λ3 の出力光信号に変換される。
信号は、波長λ3 の出力光信号に変換される。
【００１１】従来から波長変換を行う波長変換素子１２
には次のものがある。
には次のものがある。
【００１２】まず、波長変換素子１２に半導体レーザ増
幅器を用いた場合について述べる。
幅器を用いた場合について述べる。
【００１３】波長λ1 と波長λ2 の２つの入力信号を入
れることで図５（ａ）に示すように入力信号の両側に波
長の差Δλ＝｜λ1 −λ2 ｜だけ離れたところに波長λ
3 ，λ4 の合成波を発生し、２つの入力信号の成分とと
もに出力する。
れることで図５（ａ）に示すように入力信号の両側に波
長の差Δλ＝｜λ1 −λ2 ｜だけ離れたところに波長λ
3 ，λ4 の合成波を発生し、２つの入力信号の成分とと
もに出力する。
【００１４】この場合、波長変換素子１２の出力として
λ3 またはλ4 のいずれかを使用すればよいがポンプ光
の波長λ1 があまり離れていないため、図５（ｂ）に示
すようにλ3 を通過域とする光フィルタによりフィルタ
をかけてもポンプ光を除去しにくい。
λ3 またはλ4 のいずれかを使用すればよいがポンプ光
の波長λ1 があまり離れていないため、図５（ｂ）に示
すようにλ3 を通過域とする光フィルタによりフィルタ
をかけてもポンプ光を除去しにくい。
【００１５】また、半導体レーザ増幅器の利得特性のピ
ークが２つの入力信号の波長λ1 およびλ2 の付近にあ
り、出力信号の波長λ3 付近では利得は低い。このため
変換効率（出力信号／入力信号）は、極めて小さい（１
０-4以下）。
ークが２つの入力信号の波長λ1 およびλ2 の付近にあ
り、出力信号の波長λ3 付近では利得は低い。このため
変換効率（出力信号／入力信号）は、極めて小さい（１
０-4以下）。
【００１６】次に、波長変換素子１２にＫＴＰ結晶を用
いた場合について述べる。
いた場合について述べる。
【００１７】図６（ａ）に示すように、２つの入力信号
λ1 ，λ2 を空間光でＫＴＰ結晶１４に入力すると、波
長変換された出力信号λ3 は空間光として出るが、結晶
の種類，入力方法により、波長変換された出力信号は和
周波、差周波または２倍波となる。
λ1 ，λ2 を空間光でＫＴＰ結晶１４に入力すると、波
長変換された出力信号λ3 は空間光として出るが、結晶
の種類，入力方法により、波長変換された出力信号は和
周波、差周波または２倍波となる。
【００１８】図６にこの場合の入力波長と出力波長（周
波数）との関係を示す。
波数）との関係を示す。
【００１９】図６（ｂ）は、出力信号が、２つの入力信
号の波長λ1 とλ2 との周波数の和となる場合を示す。
号の波長λ1 とλ2 との周波数の和となる場合を示す。
【００２０】図６（ｃ）は、出力信号が、２つの入力信
号の波長λ1 とλ2 との周波数の差となる場合を示す。
号の波長λ1 とλ2 との周波数の差となる場合を示す。
【００２１】図６（ｄ）は、出力信号が、２つの入力信
号の波長λ1 およびλ2 の２分の１倍となる場合を示
す。
号の波長λ1 およびλ2 の２分の１倍となる場合を示
す。
【００２２】ＫＴＰ結晶を用いた場合には、空間光で処
理するため、ある程度の寸法的な大きさが必要であり、
装置として組み込みにくい。また、差周波発生では半導
体レーザ増幅器と同様に入力信号に対して出力の波長が
あまり離れていないためフィルタで入力信号を除去しに
くい。
理するため、ある程度の寸法的な大きさが必要であり、
装置として組み込みにくい。また、差周波発生では半導
体レーザ増幅器と同様に入力信号に対して出力の波長が
あまり離れていないためフィルタで入力信号を除去しに
くい。
【００２３】さらに、非線形光学効果があまり期待でき
ず、そのため出力信号は小さい。変換効率（出力信号／
入力信号）は極めて小さい（１０-5以下）。
ず、そのため出力信号は小さい。変換効率（出力信号／
入力信号）は極めて小さい（１０-5以下）。
【００２４】以上説明した様に、波長λ1 のポンプ光
と、波長λ2 のプローブ光とからその波長差Δλだけ離
れた波長λ3 の出力光を得る場合、Δλが小さいときに
は光フィルタを用いてもこれを効率良く、かつ、入力波
を除去して、出力信号を得ることは困難であった。
と、波長λ2 のプローブ光とからその波長差Δλだけ離
れた波長λ3 の出力光を得る場合、Δλが小さいときに
は光フィルタを用いてもこれを効率良く、かつ、入力波
を除去して、出力信号を得ることは困難であった。
【００２５】従来からの波長変換を波長λ2 のプローブ
光の測定に応用する場合には、既知の波長λ1 のポンプ
光を使って、その波長差Δλだけ離れた波長λ3 の出力
信号を発生させて、その出力信号を計測していた。この
場合、大きな出力信号を得るためにポンプ光を大きくす
ると、出力に含まれるポンプ光成分が除去しきれず、プ
ローブ光の特性が正確に得られないなど不具合があっ
た。
光の測定に応用する場合には、既知の波長λ1 のポンプ
光を使って、その波長差Δλだけ離れた波長λ3 の出力
信号を発生させて、その出力信号を計測していた。この
場合、大きな出力信号を得るためにポンプ光を大きくす
ると、出力に含まれるポンプ光成分が除去しきれず、プ
ローブ光の特性が正確に得られないなど不具合があっ
た。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体レーザ増
幅器やＫＴＰ差周波発生を用いた波長変換では、変換効
率が低いためポンプ光のレベルを大きくする必要があ
り、また出力波長とポンプ光の波長とが近接しているた
め、ポンプ光をフィルタで除去をするのが困難であっ
た。
幅器やＫＴＰ差周波発生を用いた波長変換では、変換効
率が低いためポンプ光のレベルを大きくする必要があ
り、また出力波長とポンプ光の波長とが近接しているた
め、ポンプ光をフィルタで除去をするのが困難であっ
た。
【００２７】また、出力波長を入力波長帯域から離した
ＫＴＰ和周波発生やＫＴＰ２倍波発生を用いた波長変換
ではフィルタで入力信号を除去することは容易である
が、空間光で処理しなければならないため、小型化しに
くく、また、変換効率が極めて小さく、実用的でなかっ
た。
ＫＴＰ和周波発生やＫＴＰ２倍波発生を用いた波長変換
ではフィルタで入力信号を除去することは容易である
が、空間光で処理しなければならないため、小型化しに
くく、また、変換効率が極めて小さく、実用的でなかっ
た。
【００２８】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる偏光型パ
ラメトリック光ミキサは、偏光状態が直線偏光のポンプ
光および前記ポンプ光とは波長が異なり偏光状態が円偏
光のプローブ光を入力し合波して出力する合波器１と、
前記合波器の出力を受けて増幅し前記ポンプ光および前
記プローブ光を出力するとともに前記ポンプ光および前
記プローブ光の波長から前記ポンプ光の波長と前記プロ
ーブ光の波長との波長差分離れた波長であって前記プロ
ーブ光の偏光方向と９０°異なる偏光方向の信号光を発
生して出力する光増幅素子２と、前記光増幅素子の出力
を受けて前記信号光を通過させて出力するとともに前記
信号光の偏光と異なる偏光方向の光を遮断する偏光子３
と、前記偏光子の出力を受けて前記信号光を通過させて
出力するとともに前記信号光の波長と異なる波長の光を
遮断する光フィルタ４とからなるものである。
ラメトリック光ミキサは、偏光状態が直線偏光のポンプ
光および前記ポンプ光とは波長が異なり偏光状態が円偏
光のプローブ光を入力し合波して出力する合波器１と、
前記合波器の出力を受けて増幅し前記ポンプ光および前
記プローブ光を出力するとともに前記ポンプ光および前
記プローブ光の波長から前記ポンプ光の波長と前記プロ
ーブ光の波長との波長差分離れた波長であって前記プロ
ーブ光の偏光方向と９０°異なる偏光方向の信号光を発
生して出力する光増幅素子２と、前記光増幅素子の出力
を受けて前記信号光を通過させて出力するとともに前記
信号光の偏光と異なる偏光方向の光を遮断する偏光子３
と、前記偏光子の出力を受けて前記信号光を通過させて
出力するとともに前記信号光の波長と異なる波長の光を
遮断する光フィルタ４とからなるものである。
【００２９】また、本発明にかかる偏光型パラメトリッ
ク光波長変換方法は、偏光状態が直線偏光のポンプ光お
よび前記ポンプ光とは波長が異なり偏光状態が円偏光の
プローブ光を合波して出力する合波手順と、前記合波手
順の出力を受けて増幅し前記ポンプ光およびプローブ光
の波長から前記ポンプ光の波長と前記プローブ光の波長
との波長差分離れた波長であって前記プローブ光の偏光
方向と９０°異なる偏光方向の信号光を発生し出力する
光増幅・混合手順と、前記光増幅・混合手順の出力を受
け前記信号光を通過させて出力するとともに前記信号光
の偏光と異なる偏光の光を遮断することにより前記ポン
プ光を遮断する偏光手順と、前記偏光手順の出力を受け
前記信号光を通過させて出力するとともに前記信号光の
波長と異なる波長の光を遮断することにより前記プロー
ブ光を遮断する光フィルタ手順とからなるものである。
ク光波長変換方法は、偏光状態が直線偏光のポンプ光お
よび前記ポンプ光とは波長が異なり偏光状態が円偏光の
プローブ光を合波して出力する合波手順と、前記合波手
順の出力を受けて増幅し前記ポンプ光およびプローブ光
の波長から前記ポンプ光の波長と前記プローブ光の波長
との波長差分離れた波長であって前記プローブ光の偏光
方向と９０°異なる偏光方向の信号光を発生し出力する
光増幅・混合手順と、前記光増幅・混合手順の出力を受
け前記信号光を通過させて出力するとともに前記信号光
の偏光と異なる偏光の光を遮断することにより前記ポン
プ光を遮断する偏光手順と、前記偏光手順の出力を受け
前記信号光を通過させて出力するとともに前記信号光の
波長と異なる波長の光を遮断することにより前記プロー
ブ光を遮断する光フィルタ手順とからなるものである。
【００３０】
【発明の実施の形態】本発明においては、波長変換素子
として半導体レーザ増幅器などの光増幅素子を用いる。
入力信号の偏光状態は、ポンプ光を直線偏光に、プロー
ブ光を円偏光にする。
として半導体レーザ増幅器などの光増幅素子を用いる。
入力信号の偏光状態は、ポンプ光を直線偏光に、プロー
ブ光を円偏光にする。
【００３１】光増幅素子の出力信号には、入力信号から
Δλだけ離れたλ3 （又はλ4 ）であって、偏光方向が
ポンプ光と同一方向および９０°異なった方向の成分
（信号光という）が含まれている。この出力信号を、ポ
ンプ光の偏光方向とは９０°異なった偏光方向の成分を
通過させる偏光子に通して、信号光を通過させるととも
にポンプ光を遮断するようにした。
Δλだけ離れたλ3 （又はλ4 ）であって、偏光方向が
ポンプ光と同一方向および９０°異なった方向の成分
（信号光という）が含まれている。この出力信号を、ポ
ンプ光の偏光方向とは９０°異なった偏光方向の成分を
通過させる偏光子に通して、信号光を通過させるととも
にポンプ光を遮断するようにした。
【００３２】
【実施例】図１は、本発明の一実施例の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【００３３】この図において、１は合波器で、２つの入
力信号λ1 ，λ2 を合波して、その合波信号λ1 ，λ2
を出力するものである。２はミキサ部を構成する半導体
レーザ増幅器などの光増幅素子で、合波器１からの合波
信号λ1 ，λ2 を入力として、これを混合，増幅し、図
２に示すように波長λ1 ，λ2 およびλ3 ，λ4 の信号
を出力する。波長λ3 およびλ4 の信号は、非線形光学
効果により発生する合成波信号の波長であり、入力信号
の波長λ1 およびλ2 から、２つの波長の差Δλ（Δλ
＝｜λ1 −λ2 ｜）離れたところに発生する。３は偏光
子で、所定の偏光方向の光を通過させ、他の偏光方向の
光を遮断する。４は光フィルタで、通過域の波長はλ3
である。
力信号λ1 ，λ2 を合波して、その合波信号λ1 ，λ2
を出力するものである。２はミキサ部を構成する半導体
レーザ増幅器などの光増幅素子で、合波器１からの合波
信号λ1 ，λ2 を入力として、これを混合，増幅し、図
２に示すように波長λ1 ，λ2 およびλ3 ，λ4 の信号
を出力する。波長λ3 およびλ4 の信号は、非線形光学
効果により発生する合成波信号の波長であり、入力信号
の波長λ1 およびλ2 から、２つの波長の差Δλ（Δλ
＝｜λ1 −λ2 ｜）離れたところに発生する。３は偏光
子で、所定の偏光方向の光を通過させ、他の偏光方向の
光を遮断する。４は光フィルタで、通過域の波長はλ3
である。
【００３４】次に、図１の実施例における偏光型パラメ
トリック光ミキサの動作を図２を参照して説明する。
トリック光ミキサの動作を図２を参照して説明する。
【００３５】合波器１には、波長λ1 のポンプ光と波長
λ2 のプローブ光とが入力される。ポンプ光は、非線形
光学効果を励起させるものであり、偏光状態は直線偏光
である。プローブ光（参照光ともいう）は、その波長を
これから変換しようとするものであり、偏光状態は円偏
光である。合波器１は、この２つの入力信号を合波し
て、その合波信号を光増幅素子２へ出力する。
λ2 のプローブ光とが入力される。ポンプ光は、非線形
光学効果を励起させるものであり、偏光状態は直線偏光
である。プローブ光（参照光ともいう）は、その波長を
これから変換しようとするものであり、偏光状態は円偏
光である。合波器１は、この２つの入力信号を合波し
て、その合波信号を光増幅素子２へ出力する。
【００３６】合波信号が入力された光増幅素子２は、図
２に示すように、非線形光学効果によって、２つの入力
信号λ1 およびλ2 からそれぞれ波長がΔλ離れた波長
λ3およびλ4 の合成波信号を合成波として発生し、２
つの入力信号の成分とともに出力する。
２に示すように、非線形光学効果によって、２つの入力
信号λ1 およびλ2 からそれぞれ波長がΔλ離れた波長
λ3およびλ4 の合成波信号を合成波として発生し、２
つの入力信号の成分とともに出力する。
【００３７】このようにして発生した波長λ3 およびλ
4 の合成波信号には、それぞれ２つの直線偏光成分が含
まれている。１つは、ポンプ光の偏光方向と同一の偏光
方向にある成分の合成波信号であり、他の１つは、ポン
プ光の偏光方向と９０°異なる偏光方向にある成分の合
成波信号である。
4 の合成波信号には、それぞれ２つの直線偏光成分が含
まれている。１つは、ポンプ光の偏光方向と同一の偏光
方向にある成分の合成波信号であり、他の１つは、ポン
プ光の偏光方向と９０°異なる偏光方向にある成分の合
成波信号である。
【００３８】この実施例においては、波長λ3 の合成波
信号を信号光として出力する例について説明する。偏光
子３は、ポンプ光の偏光に対して９０°異なる偏光成分
を通過するようになっている。この偏光子３に光増幅素
子２の出力を入力すると、ポンプ光は偏光子３の偏光方
向と９０°異なるために偏光子３により遮断され、ま
た、波長λ3 ，λ4 の合成波信号のうち、ポンプ光と同
じ偏光方向の成分は遮断されるが、ポンプ光と９０°異
なる偏光方向の成分は通過する。
信号を信号光として出力する例について説明する。偏光
子３は、ポンプ光の偏光に対して９０°異なる偏光成分
を通過するようになっている。この偏光子３に光増幅素
子２の出力を入力すると、ポンプ光は偏光子３の偏光方
向と９０°異なるために偏光子３により遮断され、ま
た、波長λ3 ，λ4 の合成波信号のうち、ポンプ光と同
じ偏光方向の成分は遮断されるが、ポンプ光と９０°異
なる偏光方向の成分は通過する。
【００３９】次に、偏光子３の出力を通過域の波長がλ
3 の光フィルタ４に入力すると、波長がλ3 の信号光が
通過し、波長λ2 のプローブ光、波長λ4 の信号光など
波長がλ3 以外の光は遮断される。光フィルタ４を通過
した波長λ3 の信号光は、ポンプ光と９０°異なる偏光
成分を持つものである。
3 の光フィルタ４に入力すると、波長がλ3 の信号光が
通過し、波長λ2 のプローブ光、波長λ4 の信号光など
波長がλ3 以外の光は遮断される。光フィルタ４を通過
した波長λ3 の信号光は、ポンプ光と９０°異なる偏光
成分を持つものである。
【００４０】このように、図２に示すごとく、ポンプ光
の波長をλ1 、プローブ光の波長をλ2 とすると、信号
光の波長はλ1 ＋（λ1 −λ2 ）または、λ2 −（λ1
−λ2 ）となり、このうちλ1 ＋（λ1 −λ2 ）を信号
光として使用すると、信号光と不要なプローブ光（λ
2 ）との差は、
の波長をλ1 、プローブ光の波長をλ2 とすると、信号
光の波長はλ1 ＋（λ1 −λ2 ）または、λ2 −（λ1
−λ2 ）となり、このうちλ1 ＋（λ1 −λ2 ）を信号
光として使用すると、信号光と不要なプローブ光（λ
2 ）との差は、
【００４１】
【数１】
｛λ1 ＋（λ1 −λ2 ）｝−λ2 ＝２（λ1 −λ2 ）
となり、従来の半導体レーザ増幅器を使用した光ミキサ
と比べて２倍の波長間隔をもつ。このことにより、不要
波の除去が容易となっている。
と比べて２倍の波長間隔をもつ。このことにより、不要
波の除去が容易となっている。
【００４２】また、ミキサ素子として半導体レーザ増幅
器などの光増幅素子を使用できるので、ＫＴＰ結晶など
と比較して小型化，安定化がはかれる。
器などの光増幅素子を使用できるので、ＫＴＰ結晶など
と比較して小型化，安定化がはかれる。
【００４３】他の実施例について、図２および図３を参
照して説明する。
照して説明する。
【００４４】図３は、他の実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【００４５】図３において、６は第１の所定の偏光成分
の光を通過させる第１の偏光子、７は直線偏光を円偏光
に変換するλ／４波長板、１０は２つの入力信号を合波
するカプラ、２０はカプラ１０の出力を増幅し、混合す
る半導体レーザ増幅器、３０は第２の所定の偏光成分の
光を通過させる第２の偏光子で、第１の偏光子と９０°
異なる偏光子、４０は所定の波長の光を通過させる光フ
ィルタである。
の光を通過させる第１の偏光子、７は直線偏光を円偏光
に変換するλ／４波長板、１０は２つの入力信号を合波
するカプラ、２０はカプラ１０の出力を増幅し、混合す
る半導体レーザ増幅器、３０は第２の所定の偏光成分の
光を通過させる第２の偏光子で、第１の偏光子と９０°
異なる偏光子、４０は所定の波長の光を通過させる光フ
ィルタである。
【００４６】次に、動作について説明する。波長λ1 の
ポンプ光は第１の偏光子６に入力される。第１の偏光子
６は、第１の所定の偏光成分以外の成分の光を除去し、
第１の所定の偏光成分の直線偏光を通過させる。波長λ
2 のプローブ光はλ／４波長板７に入力され、円偏光に
変換される。この２つの入力信号をカプラ１０に入力し
て合波した後半導体レーザ増幅器２０に入力する。半導
体レーザ増幅器２０は、入力された光を増幅してミキサ
として機能する光増幅素子で、入力された波長λ1 のポ
ンプ光と波長λ2 のプローブ光とを増幅して出力すると
ともに、非線形光学効果により波長λ1 および波長λ2
から、それぞれ、両者の波長差Δλ離れた波長λ3 およ
び波長λ4 を出力する。このときの偏光成分は、波長λ
1 が第１の所定の直線偏光、波長λ2 が円偏光、λ3 お
よびλ4 がそれぞれ第１の所定の直線偏光およびこれと
９０°異なる直線偏光である。
ポンプ光は第１の偏光子６に入力される。第１の偏光子
６は、第１の所定の偏光成分以外の成分の光を除去し、
第１の所定の偏光成分の直線偏光を通過させる。波長λ
2 のプローブ光はλ／４波長板７に入力され、円偏光に
変換される。この２つの入力信号をカプラ１０に入力し
て合波した後半導体レーザ増幅器２０に入力する。半導
体レーザ増幅器２０は、入力された光を増幅してミキサ
として機能する光増幅素子で、入力された波長λ1 のポ
ンプ光と波長λ2 のプローブ光とを増幅して出力すると
ともに、非線形光学効果により波長λ1 および波長λ2
から、それぞれ、両者の波長差Δλ離れた波長λ3 およ
び波長λ4 を出力する。このときの偏光成分は、波長λ
1 が第１の所定の直線偏光、波長λ2 が円偏光、λ3 お
よびλ4 がそれぞれ第１の所定の直線偏光およびこれと
９０°異なる直線偏光である。
【００４７】第２の偏光子３０は第１の所定の直線偏光
と９０°異なる偏光成分である第２の所定の偏光成分を
通過させるように配置されているので、第２の偏光子３
０の偏波消光比分ポンプ光の出力が除去される。
と９０°異なる偏光成分である第２の所定の偏光成分を
通過させるように配置されているので、第２の偏光子３
０の偏波消光比分ポンプ光の出力が除去される。
【００４８】光フィルタ４０は波長λ3 の光を通過さ
せ、他の波長の光を遮断するもので、第２の偏光子３０
を通過した偏光のうちから波長λ3 の信号光を出力す
る。
せ、他の波長の光を遮断するもので、第２の偏光子３０
を通過した偏光のうちから波長λ3 の信号光を出力す
る。
【００４９】このようにして、波長λ2 のプローブ光を
波長λ3 の信号光に波長変換することができる。
波長λ3 の信号光に波長変換することができる。
【００５０】上記の偏光子６，３０には、ラミポール型
が使用でき、また、光フィルタ４０にはファブリペロー
型が使用できる。
が使用でき、また、光フィルタ４０にはファブリペロー
型が使用できる。
【００５１】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の偏
光型パラメトリック光ミキサは、偏光状態が直線偏光の
ポンプ光および前記ポンプ光とは波長が異なり偏光状態
が円偏光のプローブ光を入力し合波して出力する合波器
１と、前記合波器の出力を受けて増幅し前記ポンプ光お
よび前記プローブ光を出力するとともに前記ポンプ光お
よび前記プローブ光の波長から前記ポンプ光の波長と前
記プローブ光の波長との波長差分離れた波長であって前
記プローブ光の偏光方向と９０°異なる偏光方向の信号
光を発生して出力する光増幅素子２と、前記光増幅素子
の出力を受けて前記信号光を通過させて出力するととも
に前記信号光の偏光と異なる偏光方向の光を遮断する偏
光子３と、前記偏光子の出力を受けて前記信号光を通過
させて出力するとともに前記信号光の波長と異なる波長
の光を遮断する光フィルタ４とを備えているので、光増
幅素子の出力を偏光子に入力してとり出すことにより、
波長変換された信号光に含まれるポンプ光を遮断するこ
とができる。
光型パラメトリック光ミキサは、偏光状態が直線偏光の
ポンプ光および前記ポンプ光とは波長が異なり偏光状態
が円偏光のプローブ光を入力し合波して出力する合波器
１と、前記合波器の出力を受けて増幅し前記ポンプ光お
よび前記プローブ光を出力するとともに前記ポンプ光お
よび前記プローブ光の波長から前記ポンプ光の波長と前
記プローブ光の波長との波長差分離れた波長であって前
記プローブ光の偏光方向と９０°異なる偏光方向の信号
光を発生して出力する光増幅素子２と、前記光増幅素子
の出力を受けて前記信号光を通過させて出力するととも
に前記信号光の偏光と異なる偏光方向の光を遮断する偏
光子３と、前記偏光子の出力を受けて前記信号光を通過
させて出力するとともに前記信号光の波長と異なる波長
の光を遮断する光フィルタ４とを備えているので、光増
幅素子の出力を偏光子に入力してとり出すことにより、
波長変換された信号光に含まれるポンプ光を遮断するこ
とができる。
【００５２】また、ポンプ光のレベルを大きくして、波
長変換効率を大きくすることができるので、微小なプロ
ーブ光変化を、他の波長に変換して容易に観測すること
ができる。
長変換効率を大きくすることができるので、微小なプロ
ーブ光変化を、他の波長に変換して容易に観測すること
ができる。
【００５３】さらに、本発明の偏光型パラメトリック光
波長変換方法は、偏光状態が直線偏光のポンプ光および
前記ポンプ光とは波長が異なり偏光状態が円偏光のプロ
ーブ光を合波して出力する合波手順と、前記合波手順の
出力を受けて増幅し前記ポンプ光およびプローブ光の波
長から前記ポンプ光の波長と前記プローブ光の波長との
波長差分離れた波長であって前記プローブ光の偏光方向
と９０°異なる偏光方向の信号光を発生し出力する光増
幅・混合手順と、前記光増幅・混合手順の出力を受け前
記信号光を通過させて出力するとともに前記信号光の偏
光と異なる偏光の光を遮断することにより前記ポンプ光
を遮断する偏光手順と、前記偏光手順の出力を受け前記
信号光を通過させて出力するとともに前記信号光の波長
と異なる波長の光を遮断することにより前記プローブ光
を遮断する光フィルタ手順とからなるので、ポンプ光を
遮断して信号光を出力することができ、また上記発明と
同様に波長変換効率を大きくすることができる。
波長変換方法は、偏光状態が直線偏光のポンプ光および
前記ポンプ光とは波長が異なり偏光状態が円偏光のプロ
ーブ光を合波して出力する合波手順と、前記合波手順の
出力を受けて増幅し前記ポンプ光およびプローブ光の波
長から前記ポンプ光の波長と前記プローブ光の波長との
波長差分離れた波長であって前記プローブ光の偏光方向
と９０°異なる偏光方向の信号光を発生し出力する光増
幅・混合手順と、前記光増幅・混合手順の出力を受け前
記信号光を通過させて出力するとともに前記信号光の偏
光と異なる偏光の光を遮断することにより前記ポンプ光
を遮断する偏光手順と、前記偏光手順の出力を受け前記
信号光を通過させて出力するとともに前記信号光の波長
と異なる波長の光を遮断することにより前記プローブ光
を遮断する光フィルタ手順とからなるので、ポンプ光を
遮断して信号光を出力することができ、また上記発明と
同様に波長変換効率を大きくすることができる。
【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】図１および図３の実施例の波長関係を説明する
ための図である。
ための図である。
【図３】本発明の他の実施例の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図４】従来の超高速光ミキサの構成を示すブロック図
である。
である。
【図５】従来の波長変換素子の出力波のスペクトルおよ
び光フィルタ特性を表す図である。
び光フィルタ特性を表す図である。
【図６】ＫＴＰ結晶による従来例を示すブロック図およ
び機能・動作を説明するための図である。
び機能・動作を説明するための図である。
１ 合波器
２ 光増幅素子
３ 偏光子
４ 光フィルタ
６ 第１の偏光子
７ λ／４波長板
１０ カプラ
２０ 半導体レーザ増幅器
３０ 第２の偏光子
４０ 光フィルタ
Claims (2)
- 【請求項１】 偏光状態が直線偏光のポンプ光および前
記ポンプ光とは波長が異なり偏光状態が円偏光のプロー
ブ光を入力し合波して出力する合波器（１）と、 前記合波器の出力を受けて増幅し前記ポンプ光および前
記プローブ光を出力するとともに前記ポンプ光および前
記プローブ光の波長から前記ポンプ光の波長と前記プロ
ーブ光の波長との波長差分離れた波長であって前記プロ
ーブ光の偏光方向と９０°異なる偏光方向の信号光を発
生して出力する光増幅素子（２）と、前記光増幅素子の
出力を受けて前記信号光を通過させて出力するとともに
前記信号光の偏光と異なる偏光方向の光を遮断する偏光
子（３）と、前記偏光子の出力を受けて前記信号光を通
過させて出力するとともに前記信号光の波長と異なる波
長の光を遮断する光フィルタ（４）とを備えた偏光型パ
ラメトリック光ミキサ。 - 【請求項２】 偏光状態が直線偏光のポンプ光および前
記ポンプ光とは波長が異なり偏光状態が円偏光のプロー
ブ光を合波して出力する合波手順と、 前記合波手順の出力を受けて増幅し前記ポンプ光および
プローブ光の波長から前記ポンプ光の波長と前記プロー
ブ光の波長との波長差分離れた波長であって前記プロー
ブ光の偏光方向と９０°異なる偏光方向の信号光を発生
し出力する光増幅・混合手順と、 前記光増幅・混合手順の出力を受け前記信号光を通過さ
せて出力するとともに前記信号光の偏光と異なる偏光の
光を遮断することにより前記ポンプ光を遮断する偏光手
順と、 前記偏光手順の出力を受け前記信号光を通過させて出力
するとともに前記信号光の波長と異なる波長の光を遮断
することにより前記プローブ光を遮断する光フィルタ手
順とからなる偏光型パラメトリック光波長変換方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17760496A JP3445442B2 (ja) | 1996-07-08 | 1996-07-08 | 偏光型パラメトリック光ミキサおよび偏光型パラメトリック光波長変換方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17760496A JP3445442B2 (ja) | 1996-07-08 | 1996-07-08 | 偏光型パラメトリック光ミキサおよび偏光型パラメトリック光波長変換方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1020349A JPH1020349A (ja) | 1998-01-23 |
| JP3445442B2 true JP3445442B2 (ja) | 2003-09-08 |
Family
ID=16033911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17760496A Expired - Fee Related JP3445442B2 (ja) | 1996-07-08 | 1996-07-08 | 偏光型パラメトリック光ミキサおよび偏光型パラメトリック光波長変換方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3445442B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100354336B1 (ko) * | 2000-10-17 | 2002-09-28 | 한국과학기술연구원 | 초고속 광신호처리용 파장변환장치 |
-
1996
- 1996-07-08 JP JP17760496A patent/JP3445442B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1020349A (ja) | 1998-01-23 |
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Legal Events
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| S531 | Written request for registration of change of domicile |
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