JP4940207B2 - 波長変換装置 - Google Patents
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Description
2倍の情報量を伝送可能である。すなわち、同一の情報量を送る場合、従来の単一方向の偏波を用いた伝送に比べて、半分の伝送速度(シンボルレート)で伝送が可能である。
前記信号光の周波数fsと異なる波長fpのポンプ光(ただし、fc=2fp−fs fc:波長変換された信号光の周波数)を発生するポンプ光発生手段と、
前記信号光の偏波状態を制御する第1の偏波制御手段と、
前記第1の偏波制御手段から出力された信号光と、前記ポンプ光とを合波する合波手段と、
前記合波手段からの合成光を入力ポートに受け入れて、前記合成光から、第1の偏波成分と、当該第1の偏波成分と直交する第2の偏波成分とを、2つの出力ポートに出力する偏光ビームスプリッタ、前記2つの出力ポートの間をループ状に接続した伝送路である波長変換ループ、並びに、前記波長変換ループ上に配置され、前記第1の偏波成分および第2の偏波成分のそれぞれにおいて、四光波混合により周波数fcの光を生じさせる波長変換手段を有する波長変換ループ手段と、
前記波長変換ループ手段の前記波長変換ループ中を伝搬し、前記偏光ビームスプリッタにおいて、再度合波されて前記偏光ビームスプリッタの入力ポートから出力された、前記周波数fcの信号光を含む合成光を受け入れ、前記合成光のうち周波数fcの光を通過させる帯域通過フィルタ手段と、
少なくとも3つのポートを有し、それぞれのポートが前記合波手段、前記波長変換ループ手段、および、前記帯域通過フィルタ手段と接続され、前記合波手段からの合成光を前記波長変換ループ手段に出力し、前記波長変換ループ手段からの前記周波数fcの信号光を含む合成光を前記帯域通過フィルタ手段に出力する光経路決定手段と、を備えたことを特徴とする波長変換装置により達成される。
前記第2の偏波制御手段が、前記ポンプ光の偏波状態を、前記ポンプ光を含む合成光が前記偏光ビームスプリッタに入力されるときに、当該偏光ビームスプリッタにおける前記第1の軸に対して45度の直線偏光となるように制御する。
前記ポンプ光発生手段から、前記偏光スプリッタに至るまでの伝送路が、その偏波状態を保持するように構成される。 また、好ましい実施態様においては、前記波長変換ループ手段が、前記波長変換ループ上に配置され、第1の偏波成分および第2の偏波成分の偏波状態を調整する偏波調整手段を有する。
前記波長変換ループを構成するジャンパケーブル、および、前記波長変換手段が、その偏波状態を保持するように構成され、かつ、
前記偏波調整手段が、受け入れた第1の偏波成分および第2の偏波成分のそれぞれの偏波状態を90°回転させるように構成される。
前記偏波調整手段が、
前記第1の偏波成分が、前記第2のポートにおいて再度偏光ビームスプリッタに入力されるときに、その偏波状態が、前記第2のポートから出力されたときの、第2の偏波成分の偏波状態と同一となり、かつ、
前記第2の偏波成分が、前記第1のポートにおいて再度偏光ビームスプリッタに入力されるときに、その偏波状態が、前記第1のポートから出力されたときの、第1の偏波成分の偏波状態と同一となるように、前記第1の偏波成分および第2の偏波成分の偏波状態を制御する。
前記波長変換ループを構成するジャンパケーブル、および、前記波長変換手段が、偏波を保持するように構成される。
前記第1の偏波制御手段と前記合波手段との間に配置された第1の分波手段と、
前記第1の分波手段により分波された信号光を受け入れて、前記信号光の偏波状態に基づく指標値を算出する第1の偏波状態観測手段と、前記第1の偏波状態観測手段により算出された指標値に基づいて、前記指標値が最適となるように、前記第1の偏波制御手段を制御する第1の制御信号を生成する信号光制御信号生成手段と、を有する信号光偏波制御手段を備え、
前記第1の偏波制御手段の出力ポートから、前記第1の分波手段、前記合波手段、前記光経路決定手段を経て、前記波長変換ループ手段の前記偏光ビームスプリッタの入力ポートに至るまでの光経路が、その偏波を保持するように構成される。
前記波長変換ループ手段において、前記偏光ビームスプリッタの一方の出力ポートからの波長変換ループ上に配置された第1の分波手段と、
前記第1の分波手段により分波された信号光を受け入れて、前記信号光の偏波状態に基づく指標値を算出する第1の偏波状態観測手段と、前記第1の偏波状態観測手段により算出された指標値に基づいて、前記指標値が最適となるように、前記第1の偏波制御手段を制御する第1の制御信号を生成する信号光制御信号生成手段と、を有する信号光偏波制御手段を備える。
前記帯域通過フィルタ手段の出力ポートからの光伝送路上に配置された第2の分波手段と、
前記第2の分波手段により分波された、波長変換された信号光を受け入れて、前記波長変換された信号光のそれぞれの偏波成分を取得する偏波取得手段と、前記偏波取得手段により取得された偏波成分のそれぞれの光強度に基づく指標値を算出する第2の偏波状態観測手段と、前記第2の偏波状態観測手段により算出された前記指標値が最適となるように、前記第2の偏波制御手段を制御する第2の制御信号を生成するポンプ光制御信号生成手段と、を有するポンプ光偏波制御手段を備え、
前記波長変換ループ手段の前記偏光ビームスプリッタの入力ポートから、前記光経路決定手段、前記帯域通過フィルタ手段、および、前記第2の分波手段を経て、前記偏波取得手段に至るまでの光経路が、その偏波を保持するように構成される。
前記波長変換ループ手段における前記偏光ビームスプリッタの2つの出力ポートからの前記波長変換ループ上に、それぞれ配置された第2の分波手段および第3の分波手段と、
前記第2の分波手段および第3の分波手段により分波された、偏波成分のそれぞれの光強度に基づく指標値を算出する第2の偏波状態観測手段と、前記第2の偏波状態観測手段により算出された前記指標値が最適となるように、前記第2の偏波制御手段を制御する第2の制御信号を生成するポンプ光制御信号生成手段と、を有するポンプ光偏波制御手段を備える。
(1)偏波直交多重信号の入力信号の0°(水平)、90°(垂直)が、2出力ポートで0°、90°の偏波状態として出力される。
(2)偏波直交多重信号の入出力信号の0°、90°が、2出力ポートのいずれも0°、若しくは90°となる偏波状態として出力される。つまり、一方の成分が90°回転させられて出力される。
11 偏波コントローラ
12 ポンプ光発生回路
13 偏波コントローラ
14 光カプラ
15 光サーキュレータ
16 PBS
17 偏波調整回路
18 波長変換回路
19 BPF
20 波長変換ループ回路
Claims (12)
- 伝送路を伝搬した、偏波多重伝送による、直交する偏波状態の2つの光信号が多重された、偏波直交多重信号の信号光を受け入れ、当該信号光の波長を変換して、波長変換された信号光を出力する波長変換装置であって、
前記信号光の周波数fsと異なる波長fpのポンプ光(ただし、fc=2fp−fs fc:波長変換された信号光の周波数)を発生するポンプ光発生手段と、
前記信号光の偏波状態を制御する第1の偏波制御手段と、
前記第1の偏波制御手段から出力された信号光と、前記ポンプ光とを合波する合波手段と、
前記合波手段からの合成光を入力ポートに受け入れて、前記合成光から、第1の偏波成分と、当該第1の偏波成分と直交する第2の偏波成分とを、2つの出力ポートに出力する偏光ビームスプリッタ、前記2つの出力ポートの間をループ状に接続した伝送路である波長変換ループ、並びに、前記波長変換ループ上に配置され、前記第1の偏波成分および第2の偏波成分のそれぞれにおいて、四光波混合により周波数fcの光を生じさせる波長変換手段を有する波長変換ループ手段と、
前記波長変換ループ手段の前記波長変換ループ中を伝搬し、前記偏光ビームスプリッタにおいて、再度合波されて前記偏光ビームスプリッタの入力ポートから出力された、前記周波数fcの信号光を含む合成光を受け入れ、前記合成光のうち周波数fcの光を通過させる帯域通過フィルタ手段と、
少なくとも3つのポートを有し、それぞれのポートが前記合波手段、前記波長変換ループ手段、および、前記帯域通過フィルタ手段と接続され、前記合波手段からの合成光を前記波長変換ループ手段に出力し、前記波長変換ループ手段からの前記周波数fcの信号光を含む合成光を前記帯域通過フィルタ手段に出力する光経路決定手段と、を備えたことを特徴とする波長変換装置。 - 前記ポンプ光の偏波状態を制御する第2の偏波制御手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の波長変換装置。
- 前記第1の偏波制御手段が、前記信号光の偏波状態を、前記偏波直交多重信号の前記第1の偏波成分が、前記偏光ビームスプリッタにおける第1の軸に対して直線偏光となるよう制御するとともに、
前記第2の偏波制御手段が、前記ポンプ光の偏波状態を、前記ポンプ光を含む合成光が前記偏光ビームスプリッタに入力されるときに、当該偏光ビームスプリッタにおける前記第1の軸に対して45度の直線偏光となるように制御することを特徴とする請求項2に記載の波長変換装置。 - 前記第1の偏波制御手段が、前記信号光の偏波状態を、前記偏波直交多重信号の前記第1の偏波成分が、前記偏光ビームスプリッタにおける第1の軸に対して直線偏光となるよう制御し、 前記ポンプ光の偏波状態を、前記ポンプ光を含む合成光が前記偏光ビームスプリッタに入力されるときに、当該偏光ビームスプリッタにおける前記第1の軸に対して45度の直線偏光となるように、前記ポンプ光を所定の角度だけ回転させるポンプ光偏波調整手段を備え、
前記ポンプ光発生手段から、前記偏光スプリッタに至るまでの伝送路が、その偏波状態を保持するように構成されたことを特徴とする請求項1に記載の波長変換装置。 - 前記波長変換ループ手段が、前記波長変換ループ上に配置され、第1の偏波成分および第2の偏波成分の偏波状態を調整する偏波調整手段を有することを特徴とする請求項1ないし4の何れか一項に記載の波長変換装置。
- 前記偏光ビームスプリッタが、前記入力される合成光の偏波状態が維持されて、前記2つの出力ポートから、前記第1の偏波成分および第2の偏波成分が出力されるように構成され、
前記波長変換ループを構成するジャンパケーブル、および、前記波長変換手段が、その偏波状態を保持するように構成され、かつ、
前記偏波調整手段が、受け入れた第1の偏波成分および第2の偏波成分のそれぞれの偏波状態を90°回転させるように構成されたことを特徴とする請求項5に記載の波長変換装置。 - 前記第1の偏波成分が前記偏光ビームスプリッタの第1の出力ポートから出力されて、前記波長変換ループ上を伝搬して、前記偏光ビームスプリッタの第2のポートにおいて再度偏光ビームスプリッタに入力され、前記第2の偏波成分が第2の出力ポートから出力されて、前記波長変換ループ上を伝搬して、前記偏光ビームスプリッタの第1のポートにおいて再度偏光ビームスプリッタに入力され、
前記偏波調整手段が、
前記第1の偏波成分が、前記第2のポートにおいて再度偏光ビームスプリッタに入力されるときに、その偏波状態が、前記第2のポートから出力されたときの、第2の偏波成分の偏波状態と同一となり、かつ、
前記第2の偏波成分が、前記第1のポートにおいて再度偏光ビームスプリッタに入力されるときに、その偏波状態が、前記第1のポートから出力されたときの、第1の偏波成分の偏波状態と同一となるように、前記第1の偏波成分および第2の偏波成分の偏波状態を制御することを特徴とする請求項5に記載の波長変換装置。 - 前記偏光ビームスプリッタが、何れか一方の偏波成分の偏波状態のみを90°回転して出力されるように構成され、かつ、
前記波長変換ループを構成するジャンパケーブル、および、前記波長変換手段が、偏波を保持するように構成されたことを特徴とする請求項1ないし4の何れか一項に記載の波長変換装置。 - 前記第1の偏波制御手段に対する第1の制御信号を生成する信号光偏波制御手段であって、
前記第1の偏波制御手段と前記合波手段との間に配置された第1の分波手段と、
前記第1の分波手段により分波された信号光を受け入れて、前記信号光の偏波状態に基づく指標値を算出する第1の偏波状態観測手段と、前記第1の偏波状態観測手段により算出された指標値に基づいて、前記指標値が最適となるように、前記第1の偏波制御手段を制御する第1の制御信号を生成する信号光制御信号生成手段と、を有する信号光偏波制御手段を備え、
前記第1の偏波制御手段の出力ポートから、前記第1の分波手段、前記合波手段、前記光経路決定手段を経て、前記波長変換ループ手段の前記偏光ビームスプリッタの入力ポートに至るまでの光経路が、その偏波を保持するように構成されたことを特徴とする請求項1ないし8の何れか一項に記載の波長変換装置。 - 前記第1の偏波制御手段に対する第1の制御信号を生成する信号光偏波制御手段であって、
前記波長変換ループ手段において、前記偏光ビームスプリッタの一方の出力ポートからの波長変換ループ上に配置された第1の分波手段と、
前記第1の分波手段により分波された信号光を受け入れて、前記信号光の偏波状態に基づく指標値を算出する第1の偏波状態観測手段と、前記第1の偏波状態観測手段により算出された指標値に基づいて、前記指標値が最適となるように、前記第1の偏波制御手段を制御する第1の制御信号を生成する信号光制御信号生成手段と、を有する信号光偏波制御手段を備えたことを特徴とする請求項1ないし8の何れか一項に記載の波長変換装置。 - 前記第2の偏波制御手段に対する第2の制御信号を生成するポンプ光偏波制御手段であって、
前記帯域通過フィルタ手段の出力ポートからの光伝送路上に配置された第2の分波手段と、
前記第2の分波手段により分波された、波長変換された信号光を受け入れて、前記波長変換された信号光のそれぞれの偏波成分を取得する偏波取得手段と、前記偏波取得手段により取得された偏波成分のそれぞれの光強度に基づく指標値を算出する第2の偏波状態観測手段と、前記第2の偏波状態観測手段により算出された前記指標値が最適となるように、前記第2の偏波制御手段を制御する第2の制御信号を生成するポンプ光制御信号生成手段と、を有するポンプ光偏波制御手段を備え、
前記波長変換ループ手段の前記偏光ビームスプリッタの入力ポートから、前記光経路決定手段、前記帯域通過フィルタ手段、および、前記第2の分波手段を経て、前記偏波取得手段に至るまでの光経路が、その偏波を保持するように構成されたことを特徴とする請求項2または3に記載の波長変換装置。 - 前記第2の偏波制御手段に対する第2の制御信号を生成するポンプ光偏波制御手段であって、
前記波長変換ループ手段における前記偏光ビームスプリッタの2つの出力ポートからの前記波長変換ループ上に、それぞれ配置された第2の分波手段および第3の分波手段と、
前記第2の分波手段および第3の分波手段により分波された、偏波成分のそれぞれの光強度に基づく指標値を算出する第2の偏波状態観測手段と、前記第2の偏波状態観測手段により算出された前記指標値が最適となるように、前記第2の偏波制御手段を制御する第2の制御信号を生成するポンプ光制御信号生成手段と、を有するポンプ光偏波制御手段を備えたことを特徴とする請求項2または3に記載の波長変換装置。
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