JP6699484B2 - ブラッグ反射導波路を用いる高調波生成及び位相感応型増幅 - Google Patents
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Description
(付記1) 光信号を増幅する方法であって、前記方法は、
増幅のために光信号を受信するステップであって、前記光信号は、キャリア周波数を含み、第1の光パワーを有する、ステップと、
二次光非線形性を有するブラッグ反射導波路(BRW)を通じて前記光信号を送信するステップであって、同時に、前記BRWの中のポンプ周波数の光利得を可能にするために電流が前記BRWに注入され、前記BRWの中で、
前記ポンプ周波数における光ポンプは、前記光信号からの第2高調波生成からのシードにより注入ロックされ、
前記光ポンプの第2の光パワーは、注入される前記電流及び励起放出により増大され、前記光ポンプ及び前記光信号は、前記BRWの中で互いに位相ロックされ、
前記光信号の前記第1の光パワーは、光パラメータ増幅により増大される、ステップと、
前記BRWから、前記増大された第1の光パワーを有する前記光信号を出力するステップと、
を有する方法。
(付記2) 前記光信号は、前記キャリア周波数において変調されたレーザビームである、付記1に記載の方法。
(付記3) 前記光ポンプは、前記BRWにおいて内部で少なくとも部分的に反射される、付記1に記載の方法。
(付記4) 光増幅器であって、
二次光非線形性を有するブラッグ反射導波路(BRW)であって、電流注入を可能にする該BRWに取り付けられた電極を有し、前記BRWは、
増幅のために光信号を受信し、前記光信号は、キャリア周波数を含み、第1の光パワーを有し、
前記BRWを通じて前記光信号を送信し、同時に、前記電極を用いて電流が前記BRWに注入され、前記BRWの中で、
ポンプ周波数における光ポンプは、前記光信号からの第2高調波生成からのシードにより注入ロックされ、
前記光ポンプの第2の光パワーは、注入される前記電流及び励起放出により増大され、前記光ポンプ及び前記光信号は、互いに位相ロックされ、
前記光信号の前記第1の光パワーは、光パラメータ増幅により増大され、
前記BRWから、前記増大された第1の光パワーを有する前記光信号を出力する、
光増幅器。
(付記5) 前記光信号は、前記キャリア周波数において変調されたレーザビームである、付記4に記載の光増幅器。
(付記6) 前記光ポンプは、前記BRWにおいて内部で少なくとも部分的に反射される、付記4に記載の光増幅器。
(付記7) 光信号を増幅する方法であって、
増幅のために光信号を受信するステップであって、前記光信号は、二位相偏移変調又は差動位相偏移変調を用いてデータと共に変調されている、ステップと、
二次光非線形性を有する第1のブラッグ反射導波路(BRW)を通じて前記光信号を送信するステップであって、同時に、前記第1のBRWの中のポンプ周波数の光利得を可能にするために電流が前記第1のBRWに注入され、前記第1のBRWの中で、
前記ポンプ周波数における光ポンプは、前記光信号からの第2高調波生成からのシードにより注入ロックされ、前記光ポンプは前記変調されたデータを含まず、
前記光ポンプの第1の光パワーは、注入された前記電流及び励起放出により増大される、
ステップと、
第1の帯域通過フィルタを用いて前記第1のBRWにより生成された前記光ポンプを分離するステップと、
前記分離された光ポンプを前記光信号と結合するステップであって、結合された信号を生成するために前記光信号に位相調整が適用され、前記光信号は前記結合された信号の中の第2の光パワーを有する、ステップと、
二次光非線形性を有する第2のBRWを通じて前記結合された信号を送信するステップであって、前記光信号の前記第2の光パワーは増大される、ステップと、
を有する方法。
(付記8) 第2の帯域通過フィルタを用いて、前記増大された第2の光パワーを有する前記光信号を分離するステップと、
前記第2の帯域通過フィルタにより出力される前記第2の光パワーを測定するステップと、
を更に有する付記7に記載の方法。
(付記9) 前記測定された第2の光パワーを用いて、前記第2の光パワーを最大化するよう前記位相調整のフィードバック制御を実行するステップ、
を更に有する付記8に記載の方法。
(付記10) 光増幅器であって、
結合された信号を生成する第1の段であって、前記第1の段は、
増幅のために光信号を受信する、二次光非線形性を有する第1のブラッグ反射導波路(BRW)であって、前記光信号は、二位相偏移変調又は差動位相偏移変調を用いてデータと共に変調されており、前記光信号は前記第1のBRWを通じて送信され、同時に、電流が前記第1のBRWに注入され、前記第1のBRWの中で、
前記光信号のポンプ周波数における光ポンプは、前記光信号からの第2高調波生成からのシードにより注入ロックされ、前記光ポンプは、前記変調されたデータを含まず、
前記光ポンプの第1の光パワーは、注入された前記電流及び励起放出により増大される、
第1のBRWと、
前記第1のBRWにより生成された前記光ポンプを分離する第1の帯域通過フィルタと、
前記第1のBRWから分離した光経路に沿う前記光信号に適用される位相遅延制御と、
前記結合された信号を生成するために、前記分離した光ポンプを、前記位相遅延制御から出力された前記光信号と結合する光カプラであって、前記光信号は、前記結合された信号の中の第2の光パワーを有する、光カプラと、
を有する第1の段と、
第2の段であって、
前記結合された信号を受信する、二次光非線形性を有する第2のBRWであって、前記光信号の前記第2の光パワーは、前記第2のBRWの中で増大される、第2のBRW、
を有する第2の段と、
を有する光増幅器。
(付記11) 前記第2の段は、
前記第2のBRWにより生成された前記光信号を分離する第2の帯域通過フィルタと、
前記第2の帯域通過フィルタにより出力された前記第2の光パワーを測定する光検出器と、
を更に有する、付記10に記載の光増幅器。
(付記12) 前記第2の光パワーを最大化するよう前記位相遅延制御を制御するために、前記測定された第2の光パワーを用いるフィードバック制御ループ、
を更に有する付記11に記載の光増幅器。
(付記13) 光信号を増幅する方法であって、
増幅のために光信号を受信するステップであって、前記光信号は、不均一四位相偏移変調又は不均一差動四位相偏移変調を用いてデータと共に変調されている、ステップと、
二次光非線形性を有する第1のブラッグ反射導波路(BRW)を通じて前記光信号を送信するステップであって、同時に、前記第1のBRWの中のポンプ周波数の光利得を可能にするために電流が前記第1のBRWに注入され、前記第1のBRWの中で、
前記ポンプ周波数における光ポンプは、前記光信号からの第2高調波生成からのシードにより注入ロックされ、
前記光ポンプの第1の光パワーは、注入された前記電流及び励起放出により増大される、
ステップと、
第1の帯域通過フィルタを用いて前記第1のBRWにより生成された前記光ポンプを分離するステップと、
受信した前記光信号に位相調整を適用するステップであって、前記光信号は第2の光パワーを有する、ステップと、
同相の結合された信号を生成するために、前記第1の帯域通過フィルタにより出力された前記光ポンプを位相調整した後の前記光信号と結合するステップと、
前記第2の光パワーの同相部分を増大するために、二次光非線形性を有する第2のBRWを通じて前記同相の結合された信号を送信するステップと、
直交位相の結合された信号を生成するために、前記第1の帯域通過フィルタにより出力された前記光ポンプを位相調整及び位相シフトした後の前記光信号と結合するステップと、
前記第2の光パワーの直交位相部分を増大するために、二次光非線形性を有する第3のBRWを通じて前記直交位相の結合された信号を送信するステップと、
を有する方法。
(付記14) 第2の帯域通過フィルタを用いて、前記第2のBRWにより生成された同相の増幅された信号を分離するステップと、
第3の帯域通過フィルタを用いて、前記第3のBRWにより生成された直交位相の増幅された信号を分離するステップと、
第3の光パワーを有する増幅された光信号を生成するために、前記同相の増幅された信号及び前記直交位相の増幅された信号を結合するステップと、
前記増幅された光信号からの前記第3の光パワーを測定するステップと、
を更に有する付記13に記載の方法。
(付記15) 前記測定された第3の光パワーを用いて、前記第3の光パワーを最大化するよう前記位相調整のフィードバック制御を実行するステップ、
を更に有する付記14に記載の方法。
(付記16) 前記不均一四位相偏移変調は、四位相偏移変調と二位相偏移変調とを有し、前記不均一差動四位相偏移変調は、差動四位相偏移変調と差動位相偏移変調とを有する、付記13に記載の方法。
(付記17) 第1の段であって、
増幅のために光信号を受信する、二次光非線形性を有する第1のブラッグ反射導波路(BRW)であって、前記光信号は、不均一四位相偏移変調又は不均一差動四位相偏移変調を用いてデータと共に変調されており、前記光信号は前記第1のBRWを通じて送信され、同時に、電流が前記第1のBRWに注入され、前記第1のBRWの中で、
前記ポンプ周波数における光ポンプは、前記光信号からの第2高調波生成からのシードにより注入ロックされ、
前記光ポンプの第1の光パワーは、注入された前記電流及び励起放出により増大される、
第1のBRWと、
前記第1のBRWにより生成された前記光ポンプを分離する第1の帯域通過フィルタと、
前記第1のBRWから分離した光経路に沿う前記光信号に適用される位相遅延制御であって、前記光信号は第2の光パワーを有する、位相遅延制御と、
を有する第1の段と、
第2の段であって、
同相の結合された信号を生成するために、前記第1の帯域通過フィルタにより出力された前記光ポンプを前記位相遅延制御から出力された前記光信号と結合する第1の光カプラと、
前記同相の結合された信号を受信する、二次光非線形性を有する第2のBRWであって、前記第2の光パワーの同相部分は、前記第2のBRWの中で増大される、第2のBRWと、
直交位相の結合された信号を生成するために、前記第1の帯域通過フィルタにより出力された前記光ポンプを前記位相遅延制御から出力され位相シフトされた前記光信号と結合する第2の光カプラと、
前記直交位相の結合された信号を受信する、二次光非線形性を有する第3のBRWであって、前記第2の光パワーの直交位相部分は、前記第3のBRWの中で増大される、第3のBRWと、
を有する第2の段と、
を有する光増幅器。
(付記18) 第2のBRWにより生成された同相の増幅された信号を分離する第2の帯域通過フィルタと、
前記第3のBRWにより生成された直交位相の増幅された信号を分離する第3の帯域通過フィルタと、
第3の光パワーを有する増幅された光信号を生成するために、前記同相の増幅された信号及び前記直交位相の増幅された信号を結合する第2の光カプラと、
前記第3の光パワーを測定する光検出器と、
を更に有する付記17に記載の光増幅器。
(付記19) 前記第3の光パワーを最大化するよう前記位相遅延制御を制御するために、前記測定された第3の光パワーを用いるフィードバック制御ループ、
を更に有する付記18に記載の光増幅器。
(付記20) 前記不均一四位相偏移変調は、四位相偏移変調と二位相偏移変調とを有し、前記不均一差動四位相偏移変調は、差動四位相偏移変調と差動位相偏移変調とを有する、付記17に記載の光増幅器。
212 増幅された光信号
306 位相遅延
310 光信号
312 増幅された光信号
316 光検出器
318 フィードバック位相−パワー制御
406 位相シフト
410 光信号
412 増幅された光信号
Claims (20)
- 光信号を増幅する方法であって、前記方法は、
増幅のために光信号を受信するステップであって、前記光信号は、キャリア周波数を含み、第1の光パワーを有する、ステップと、
二次光非線形性を有するブラッグ反射導波路(BRW)を通じて前記光信号を送信するステップであって、同時に、前記BRWの中のポンプ周波数の光利得を可能にするために電流が前記BRWに注入され、前記BRWの中で、
前記ポンプ周波数における光ポンプは、前記光信号からの第2高調波生成からのシードにより注入ロックされ、
前記光ポンプの第2の光パワーは、注入される前記電流及び励起放出により増大され、前記光ポンプ及び前記光信号は、前記BRWの中で互いに位相ロックされ、
前記光信号の前記第1の光パワーは、光パラメータ増幅により増大される、ステップと、
前記BRWから、前記増大された第1の光パワーを有する前記光信号を出力するステップと、
を有する方法。 - 前記光信号は、前記キャリア周波数において変調されたレーザビームである、請求項1に記載の方法。
- 前記光ポンプは、前記BRWにおいて内部で少なくとも部分的に反射される、請求項1に記載の方法。
- 光増幅器であって、
二次光非線形性を有するブラッグ反射導波路(BRW)であって、電流注入を可能にする該BRWに取り付けられた電極を有し、前記BRWは、
増幅のために光信号を受信し、前記光信号は、キャリア周波数を含み、第1の光パワーを有し、
前記BRWを通じて前記光信号を送信し、同時に、前記電極を用いて電流が前記BRWに注入され、前記BRWの中で、
ポンプ周波数における光ポンプは、前記光信号からの第2高調波生成からのシードにより注入ロックされ、
前記光ポンプの第2の光パワーは、注入される前記電流及び励起放出により増大され、前記光ポンプ及び前記光信号は、互いに位相ロックされ、
前記光信号の前記第1の光パワーは、光パラメータ増幅により増大され、
前記BRWから、前記増大された第1の光パワーを有する前記光信号を出力する、
光増幅器。 - 前記光信号は、前記キャリア周波数において変調されたレーザビームである、請求項4に記載の光増幅器。
- 前記光ポンプは、前記BRWにおいて内部で少なくとも部分的に反射される、請求項4に記載の光増幅器。
- 光信号を増幅する方法であって、
増幅のために光信号を受信するステップであって、前記光信号は、二位相偏移変調又は差動位相偏移変調を用いてデータと共に変調されている、ステップと、
二次光非線形性を有する第1のブラッグ反射導波路(BRW)を通じて前記光信号を送信するステップであって、同時に、前記第1のBRWの中のポンプ周波数の光利得を可能にするために電流が前記第1のBRWに注入され、前記第1のBRWの中で、
前記ポンプ周波数における光ポンプは、前記光信号からの第2高調波生成からのシードにより注入ロックされ、前記光ポンプは前記変調されたデータを含まず、
前記光ポンプの第1の光パワーは、注入された前記電流及び励起放出により増大される、
ステップと、
第1の帯域通過フィルタを用いて前記第1のBRWにより生成された前記光ポンプを分離するステップと、
前記分離された光ポンプを前記光信号と結合するステップであって、結合された信号を生成するために前記光信号に位相調整が適用され、前記光信号は前記結合された信号の中の第2の光パワーを有する、ステップと、
二次光非線形性を有する第2のBRWを通じて前記結合された信号を送信するステップであって、前記光信号の前記第2の光パワーは増大される、ステップと、
を有する方法。 - 第2の帯域通過フィルタを用いて、前記増大された第2の光パワーを有する前記光信号を分離するステップと、
前記第2の帯域通過フィルタにより出力される前記第2の光パワーを測定するステップと、
を更に有する請求項7に記載の方法。 - 前記測定された第2の光パワーを用いて、前記第2の光パワーを最大化するよう前記位相調整のフィードバック制御を実行するステップ、
を更に有する請求項8に記載の方法。 - 光増幅器であって、
結合された信号を生成する第1の段であって、前記第1の段は、
増幅のために光信号を受信する、二次光非線形性を有する第1のブラッグ反射導波路(BRW)であって、前記光信号は、二位相偏移変調又は差動位相偏移変調を用いてデータと共に変調されており、前記光信号は前記第1のBRWを通じて送信され、同時に、電流が前記第1のBRWに注入され、前記第1のBRWの中で、
前記光信号のポンプ周波数における光ポンプは、前記光信号からの第2高調波生成からのシードにより注入ロックされ、前記光ポンプは、前記変調されたデータを含まず、
前記光ポンプの第1の光パワーは、注入された前記電流及び励起放出により増大される、
第1のBRWと、
前記第1のBRWにより生成された前記光ポンプを分離する第1の帯域通過フィルタと、
前記第1のBRWから分離した光経路に沿う前記光信号に適用される位相遅延制御と、
前記結合された信号を生成するために、前記分離した光ポンプを、前記位相遅延制御から出力された前記光信号と結合する光カプラであって、前記光信号は、前記結合された信号の中の第2の光パワーを有する、光カプラと、
を有する第1の段と、
第2の段であって、
前記結合された信号を受信する、二次光非線形性を有する第2のBRWであって、前記光信号の前記第2の光パワーは、前記第2のBRWの中で増大される、第2のBRW、
を有する第2の段と、
を有する光増幅器。 - 前記第2の段は、
前記第2のBRWにより生成された前記光信号を分離する第2の帯域通過フィルタと、
前記第2の帯域通過フィルタにより出力された前記第2の光パワーを測定する光検出器と、
を更に有する、請求項10に記載の光増幅器。 - 前記第2の光パワーを最大化するよう前記位相遅延制御を制御するために、前記測定された第2の光パワーを用いるフィードバック制御ループ、
を更に有する請求項11に記載の光増幅器。 - 光信号を増幅する方法であって、
増幅のために光信号を受信するステップであって、前記光信号は、不均一四位相偏移変調又は不均一差動四位相偏移変調を用いてデータと共に変調されている、ステップと、
二次光非線形性を有する第1のブラッグ反射導波路(BRW)を通じて前記光信号を送信するステップであって、同時に、前記第1のBRWの中のポンプ周波数の光利得を可能にするために電流が前記第1のBRWに注入され、前記第1のBRWの中で、
前記ポンプ周波数における光ポンプは、前記光信号からの第2高調波生成からのシードにより注入ロックされ、
前記光ポンプの第1の光パワーは、注入された前記電流及び励起放出により増大される、
ステップと、
第1の帯域通過フィルタを用いて前記第1のBRWにより生成された前記光ポンプを分離するステップと、
受信した前記光信号に位相調整を適用するステップであって、前記光信号は第2の光パワーを有する、ステップと、
同相の結合された信号を生成するために、前記第1の帯域通過フィルタにより出力された前記光ポンプを位相調整した後の前記光信号と結合するステップと、
前記第2の光パワーの同相部分を増大するために、二次光非線形性を有する第2のBRWを通じて前記同相の結合された信号を送信するステップと、
直交位相の結合された信号を生成するために、前記第1の帯域通過フィルタにより出力された前記光ポンプを位相調整及び位相シフトした後の前記光信号と結合するステップと、
前記第2の光パワーの直交位相部分を増大するために、二次光非線形性を有する第3のBRWを通じて前記直交位相の結合された信号を送信するステップと、
を有する方法。 - 第2の帯域通過フィルタを用いて、前記第2のBRWにより生成された同相の増幅された信号を分離するステップと、
第3の帯域通過フィルタを用いて、前記第3のBRWにより生成された直交位相の増幅された信号を分離するステップと、
第3の光パワーを有する増幅された光信号を生成するために、前記同相の増幅された信号及び前記直交位相の増幅された信号を結合するステップと、
前記増幅された光信号からの前記第3の光パワーを測定するステップと、
を更に有する請求項13に記載の方法。 - 前記測定された第3の光パワーを用いて、前記第3の光パワーを最大化するよう前記位相調整のフィードバック制御を実行するステップ、
を更に有する請求項14に記載の方法。 - 前記不均一四位相偏移変調は、四位相偏移変調と二位相偏移変調とを有し、前記不均一差動四位相偏移変調は、差動四位相偏移変調と差動位相偏移変調とを有する、請求項13に記載の方法。
- 第1の段であって、
増幅のために光信号を受信する、二次光非線形性を有する第1のブラッグ反射導波路(BRW)であって、前記光信号は、不均一四位相偏移変調又は不均一差動四位相偏移変調を用いてデータと共に変調されており、前記光信号は前記第1のBRWを通じて送信され、同時に、電流が前記第1のBRWに注入され、前記第1のBRWの中で、
前記ポンプ周波数における光ポンプは、前記光信号からの第2高調波生成からのシードにより注入ロックされ、
前記光ポンプの第1の光パワーは、注入された前記電流及び励起放出により増大される、
第1のBRWと、
前記第1のBRWにより生成された前記光ポンプを分離する第1の帯域通過フィルタと、
前記第1のBRWから分離した光経路に沿う前記光信号に適用される位相遅延制御であって、前記光信号は第2の光パワーを有する、位相遅延制御と、
を有する第1の段と、
第2の段であって、
同相の結合された信号を生成するために、前記第1の帯域通過フィルタにより出力された前記光ポンプを前記位相遅延制御から出力された前記光信号と結合する第1の光カプラと、
前記同相の結合された信号を受信する、二次光非線形性を有する第2のBRWであって、前記第2の光パワーの同相部分は、前記第2のBRWの中で増大される、第2のBRWと、
直交位相の結合された信号を生成するために、前記第1の帯域通過フィルタにより出力された前記光ポンプを前記位相遅延制御から出力され位相シフトされた前記光信号と結合する第2の光カプラと、
前記直交位相の結合された信号を受信する、二次光非線形性を有する第3のBRWであって、前記第2の光パワーの直交位相部分は、前記第3のBRWの中で増大される、第3のBRWと、
を有する第2の段と、
を有する光増幅器。 - 第2のBRWにより生成された同相の増幅された信号を分離する第2の帯域通過フィルタと、
前記第3のBRWにより生成された直交位相の増幅された信号を分離する第3の帯域通過フィルタと、
第3の光パワーを有する増幅された光信号を生成するために、前記同相の増幅された信号及び前記直交位相の増幅された信号を結合する第2の光カプラと、
前記第3の光パワーを測定する光検出器と、
を更に有する請求項17に記載の光増幅器。 - 前記第3の光パワーを最大化するよう前記位相遅延制御を制御するために、前記測定された第3の光パワーを用いるフィードバック制御ループ、
を更に有する請求項18に記載の光増幅器。 - 前記不均一四位相偏移変調は、四位相偏移変調と二位相偏移変調とを有し、前記不均一差動四位相偏移変調は、差動四位相偏移変調と差動位相偏移変調とを有する、請求項17に記載の光増幅器。
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