JP6774381B2 - Optical transmitter and optical transmission system using it - Google Patents

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本発明は、光通信システムや光計測システムで用いられる光送信器およびそれを用いた光伝送システムに関する。 The present invention relates to an optical transmitter used in an optical communication system or an optical measurement system, and an optical transmission system using the same.

従来の光伝送システムでは、光ファイバを伝搬して減衰した信号を再生するために、光信号を電気信号に変換し、ディジタル信号を識別後に光信号を再生する識別再生光中継器が用いられた。識別再生光中継器では、光−電気変換する電子部品の応答速度制限や、消費電力増大の問題があった。そこで、希土類元素を添加した光ファイバに励起光を入射して信号光を光のままで増幅するファイバレーザ増幅器や、半導体レーザ増幅器が登場した。これらレーザ増幅器は、劣化した信号光波形を整形する機能を有していなかった。逆に、不可避的かつランダムに発生する自然放出光が信号成分と全く無関係に混入され、増幅前後で信号光のS/Nが少なくとも3dB低下する。S/N低下は、ディジタル信号伝送時における伝送符号誤り率を上昇させ、伝送品質を低下させる。 In a conventional optical transmission system, an identification reproduction optical repeater is used in which an optical signal is converted into an electric signal and the digital signal is identified and then the optical signal is reproduced in order to reproduce the signal propagated through the optical fiber and attenuated. .. The identification / regeneration optical repeater has problems such as limitation of response speed of electronic components for optical-electric conversion and increase in power consumption. Therefore, fiber laser amplifiers and semiconductor laser amplifiers have been introduced, in which excitation light is incident on an optical fiber to which a rare earth element is added to amplify the signal light as it is. These laser amplifiers did not have the function of shaping the deteriorated signal light waveform. On the contrary, the spontaneously emitted light that is unavoidably and randomly generated is mixed completely independently of the signal component, and the S / N of the signal light is reduced by at least 3 dB before and after amplification. The decrease in S / N increases the transmission code error rate during digital signal transmission and lowers the transmission quality.

レーザ増幅器の限界を打開する手段として、位相感応光増幅器(Phase Sensitive Amplifier:PSA)が検討されている。PSAは、伝送ファイバの分散の影響による劣化した信号光波形や位相信号を整形する機能を有する。信号とは無関係の直交位相をもった自然放出光を抑圧でき、同相の自然放出光も最小限で済む。このために原理的に増幅前後で信号光のS/Nを劣化させず同一に保つことができる。 A phase sensitive amplifier (PSA) is being studied as a means of overcoming the limitations of a laser amplifier. The PSA has a function of shaping a deteriorated signal light waveform and a phase signal due to the influence of the dispersion of the transmission fiber. Naturally emitted light having a quadrature phase unrelated to the signal can be suppressed, and naturally emitted light of the same phase can be minimized. Therefore, in principle, the S / N of the signal light can be kept the same before and after amplification without deterioration.

図3は、従来技術のPSAの基本的な構成を示す図である。PSA100は、光パラメトリック増幅を用いた位相感応光増幅部101と励起光源102と励起光位相制御部103と、第1光分岐部104−1及び第2の光分岐部104−2とを備える。図3に示されるように、PSA100に入力された信号光110は、光分岐部104−1で2分岐されて、一方は位相感応光増幅部101に入射し、他方は励起光源102に入射する。励起光源102から出射した励起光111は、励起光位相制御部103を介して位相が調整され、位相感応光増幅部101に入射する。位相感応光増幅部101は、入力した信号光110及び励起光111に基づいて出力信号光112を出力する。 FIG. 3 is a diagram showing a basic configuration of a PSA of the prior art. The PSA 100 includes a phase-sensitive optical amplification unit 101 using optical parametric amplification, an excitation light source 102, an excitation optical phase control unit 103, and a first optical branching unit 104-1 and a second optical branching unit 104-2. As shown in FIG. 3, the signal light 110 input to the PSA 100 is bifurcated by the optical branching unit 104-1, one incident on the phase-sensitive optical amplification unit 101 and the other incident on the excitation light source 102. .. The excitation light 111 emitted from the excitation light source 102 is phase-adjusted via the excitation light phase control unit 103, and is incident on the phase-sensitive light amplification unit 101. The phase sensitive light amplification unit 101 outputs the output signal light 112 based on the input signal light 110 and the excitation light 111.

位相感応光増幅部101は、信号光110の位相および励起光111の位相が一致すると信号光110を増幅し、両者の位相が90度ずれた直交位相関係になると信号光110を減衰する特性を有する。この特性を利用して増幅利得が最大となるように励起光111―信号光110間の位相を一致させると、信号光110と直交位相の自然放出光が発生せず、また同相の成分に関しても信号光のもつ雑音以上に過剰な自然放出光を発生しない。このため、S/N比を劣化させずに信号光110を増幅できる。 The phase-sensitive light amplification unit 101 has a characteristic that the signal light 110 is amplified when the phase of the signal light 110 and the phase of the excitation light 111 match, and the signal light 110 is attenuated when the two phases have an orthogonal phase relationship of 90 degrees. Have. When the phases of the excitation light 111 and the signal light 110 are matched so that the amplification gain is maximized by utilizing this characteristic, the spontaneous emission light having a phase orthogonal to the signal light 110 is not generated, and the components having the same phase are also included. It does not generate more naturally emitted light than the noise of signal light. Therefore, the signal light 110 can be amplified without deteriorating the S / N ratio.

信号光110および励起光111の位相同期を達成するために、励起光位相制御部103は、第1の光分岐部104−1で分岐された信号光110の位相と同期するように励起光111の位相を制御する。励起光位相制御部103は、第2の光分岐部104−2で分岐された出力信号光112の一部を狭帯域の検出器で検波し、出力信号光112の増幅利得が最大となるように励起光111の位相を制御する。 In order to achieve the phase synchronization of the signal light 110 and the excitation light 111, the excitation light phase control unit 103 uses the excitation light 111 to synchronize with the phase of the signal light 110 branched by the first optical branching unit 104-1. Control the phase of. The excitation optical phase control unit 103 detects a part of the output signal light 112 branched by the second optical branching unit 104-2 with a narrow band detector so that the amplification gain of the output signal light 112 is maximized. The phase of the excitation light 111 is controlled.

上述のパラメトリック増幅を行う非線形光学媒質には、周期分極反転LiNbO3(PPLN)導波路に代表される二次非線形光学材料と、石英ガラスファイバに代表される三次非線形光学材料がある。 Non-linear optical media that perform parametric amplification as described above include a second-order nonlinear optical material represented by a periodic polarization inversion LiNbO 3 (PPRN) waveguide and a third-order nonlinear optical material represented by a quartz glass fiber.

図4は、PPLN導波路を用いた従来技術のPSAの構成を示す図である(非特許文献1参照)。図4に示したPSA200は、エルビウム添加ファイバレーザ増幅器(EDFA)201と、第1の二次非線形光学素子202及び第2の二次非線形光学素子204と、第1の光分岐部203−1及び第2の光分岐部203−2と、位相変調器205と、光ファイバ伸長器206と、偏波保持ファイバ207と、光検出器208と、位相同期ループ(PLL)回路209と、を備える。第1の二次非線形光学素子202は、第1の空間光学系211と、第1のPPLN導波路212と、第2の空間光学系213と、第1のダイクロイックミラー214と、を備える。第2の二次非線形光学素子204も、同様の構成を持ち詳細は説明を省略する。 FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a PSA of the prior art using a PPLN waveguide (see Non-Patent Document 1). The PSA200 shown in FIG. 4 includes an erbium-added fiber optic laser amplifier (EDFA) 201, a first second-order nonlinear optical element 202, a second second-order nonlinear optical element 204, a first optical branching portion 203-1 and A second optical branching portion 203-2, a phase modulator 205, an optical fiber extender 206, a polarization holding fiber 207, an optical detector 208, and a phase synchronization loop (PLL) circuit 209 are provided. The first second-order nonlinear optical element 202 includes a first spatial optical system 211, a first PPLN waveguide 212, a second spatial optical system 213, and a first dichroic mirror 214. The second second-order nonlinear optical element 204 also has a similar configuration, and details thereof will be omitted.

図4のPSA200に入射した信号光250は、光分岐部203−1によって分岐されて、一方は第2の二次非線形光学素子204に入射する。分岐光の他方は励起基本波光251として位相変調器205及び光ファイバ伸長器206を介して、位相制御されてEDFA201に入射する。EDFA201は、入射した励起基本波光251を十分に増幅し、第1の二次非線形光学素子202に入射する。EDFA201により、微弱な励起基本波光251から非線形光学効果を得るのに十分なパワーを得ることができる。第1の二次非線形光学素子202では、入射した励起基本波光251から第2高調波(以下、SH光)252が発生する。発生したSH光252は、偏波保持ファイバ207を介して第2の二次非線形光学素子204に入射する。第2の二次非線形光学素子204では、入射した信号光250およびSH光252によって縮退パラメトリック増幅を行うことで、位相感応光増幅を行い、出力信号光253を出力する。 The signal light 250 incident on the PSA 200 in FIG. 4 is branched by the optical branching portion 203-1 and one is incident on the second second-order nonlinear optical element 204. The other of the branched lights is phase-controlled and incident on the EDFA 201 via the phase modulator 205 and the optical fiber extender 206 as the excitation fundamental wave light 251. The EDFA 201 sufficiently amplifies the incident excitation fundamental wave light 251 and incidents on the first second-order nonlinear optical element 202. With the EDFA201, sufficient power can be obtained from the weak excited fundamental wave light 251 to obtain a nonlinear optical effect. In the first second-order nonlinear optical element 202, a second harmonic (hereinafter referred to as SH light) 252 is generated from the incident excitation fundamental wave light 251. The generated SH light 252 is incident on the second second-order nonlinear optical element 204 via the polarization-holding fiber 207. In the second second-order nonlinear optical element 204, phase-sensitive optical amplification is performed by performing degenerate parametric amplification with the incident signal light 250 and SH light 252, and the output signal light 253 is output.

PSAにおいては、信号光と位相の合った光のみを増幅するために、上述のように信号光の位相と励起光の位相とが一致するか、または、πラジアンだけずれている必要がある。すなわち二次の非線形光学効果を用いる場合は、SH光に相当する波長である励起光の位相φ2ωsと、信号光の位相φωsとが以下の式(1)の関係を満たすことが必要となる。ここで、nは整数とする。
Δφ=1/2(φ2ωs−φωs)=nπ 式(1)
In the PSA, in order to amplify only the light whose phase is in phase with the signal light, it is necessary that the phase of the signal light and the phase of the excitation light match or are deviated by π radians as described above. That is, when the second-order nonlinear optical effect is used, it is necessary that the phase φ 2 ωs of the excitation light having a wavelength corresponding to the SH light and the phase φ ω s of the signal light satisfy the relationship of the following equation (1). Become. Here, n is an integer.
Δφ = 1/2 (φ 2ωs -φ ωs) = nπ formula (1)

図5は、従来技術の二次非線形光学効果を利用したPSAにおける、入力信号光‐励起光間の位相差Δφと利得との関係を示す図である。横軸の位相差Δφが−π、0、またはπのときに、縦軸の利得(dB)が最大となっていることがわかる。 FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the phase difference Δφ between the input signal light and the excitation light and the gain in the PSA using the second-order nonlinear optical effect of the prior art. It can be seen that the gain (dB) on the vertical axis is maximum when the phase difference Δφ on the horizontal axis is −π, 0, or π.

信号光250と励起基本波光251との間の位相同期のために、まず位相変調器205で微弱なパイロット信号により位相変調を励起基本波光251に施し、出力信号光253の一部を分岐して検出器208で検波する。このパイロット信号成分は、図5に示した位相差Δφが最小となって、位相同期が取れている状態で最小となる。したがって、パイロット信号が最小、つまり増幅出力信号が最大となるようにPLL回路209を用いて、光ファイバ伸長器206にフィードバックを行う。励起基本波光251の位相を光ファイバ伸長器206によって制御して、信号光250と励起基本波光251との間の位相同期を達成できる。 For phase synchronization between the signal light 250 and the excitation fundamental wave light 251 first, the phase modulator 205 applies phase modulation to the excitation fundamental wave light 251 with a weak pilot signal, and a part of the output signal light 253 is branched. Detected by detector 208. This pilot signal component becomes the minimum when the phase difference Δφ shown in FIG. 5 is the minimum and the phase is synchronized. Therefore, feedback is performed to the optical fiber extender 206 by using the PLL circuit 209 so that the pilot signal is the minimum, that is, the amplified output signal is the maximum. The phase of the excitation fundamental wave light 251 can be controlled by the optical fiber extender 206 to achieve phase synchronization between the signal light 250 and the excitation fundamental wave light 251.

光通信の高速・大容量化の要請の中で、PSAにおいても、以下述べるように対応する変調方式や多重化方式の点でその適用範囲が広がっている。図5に示したように、PPLN導波路を用いた従来のPSAは、直交する位相成分を減衰させる特性を有しているため、通常の強度変調や二値の位相変調を用いる強度変調・直接検波(IMDD:Intensity Modulation-Direct Detection)、2値位相変調(BPSK:Binary Phase Shift Keying)、差動位相偏移変調(DPSK:Differential Phase Shift Keying)等の変調信号の増幅に適用できるものの、さらに多値の変調フォーマットであるQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)や8PSK等の変調信号を増幅できない。 In response to the demand for higher speed and larger capacity of optical communication, the range of application of PSA is expanding in terms of the corresponding modulation method and multiplexing method as described below. As shown in FIG. 5, since the conventional PSA using the PPLN waveguide has a characteristic of attenuating orthogonal phase components, intensity modulation / direct using ordinary intensity modulation or binary phase modulation is used. Although it can be applied to the amplification of modulated signals such as detection (IMDD: Intensity Modulation-Direct Detection), binary phase shift keying (BPSK), and differential phase shift keying (DPSK), it is also applicable. Modulation signals such as QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) and 8PSK, which are multi-valued modulation formats, cannot be amplified.

非特許文献2及び非特許文献3は、QPSK等の変調信号を位相感応光増幅し、位相再生増幅が可能な構成を開示している。非特許文献2は三次の非線形光学材料である石英ガラスファイバを用いた方法を、非特許文献3は二次の非線形光学材料であるPPLNを用いた方法を開示している。 Non-Patent Document 2 and Non-Patent Document 3 disclose a configuration capable of phase-sensitive photoamplification of a modulated signal such as QPSK and phase reproduction amplification. Non-Patent Document 2 discloses a method using quartz glass fiber which is a third-order nonlinear optical material, and Non-Patent Document 3 discloses a method using PPLN which is a second-order nonlinear optical material.

多値の変調フォーマットでは、信号光からキャリア抽出するためには、変調信号の多値度が上がるほどより多くの非線形過程を用いる必要がある。その場合、信号光からキャリア抽出によって生成した基本波光のS/Nを保つことが難しい。また、非線形過程を複数回用いたキャリア抽出方法の構成では、複数の信号を波長多重したWDM(Wavelength Division Multiplexing)信号を一括して増幅することができなかった。 In the multi-value modulation format, in order to extract carriers from the signal light, it is necessary to use more non-linear processes as the multi-value degree of the modulated signal increases. In that case, it is difficult to maintain the S / N of the fundamental wave light generated by carrier extraction from the signal light. Further, in the configuration of the carrier extraction method using a non-linear process a plurality of times, it is not possible to collectively amplify a WDM (Wavelength Division Multiplexing) signal in which a plurality of signals are wavelength-multiplexed.

非特許文献4は、信号光として主信号光およびその位相共役光からなる対を用い、非縮退パラメトリック増幅により、高次多値変調フォーマットの直交振幅変調(QAM:Quadrature Amplitude Modulation)変調信号やマルチキャリア信号に対する位相感応光増幅器を開示している。 Non-Patent Document 4 uses a pair consisting of a main signal light and its phase-conjugated light as signal light, and uses non-reduced parametric amplification to perform orthogonal amplitude modulation (QAM: Quadrature Amplitude Modulation) modulation signal or multi-level multi-value modulation format. A phase sensitive optical amplifier for a carrier signal is disclosed.

図6は、信号光として主信号光およびその位相共役光からなる対を用いた、従来技術の非縮退パラメトリック増幅によるPSAの構成を示した図である。図6に示したPSA300は、光送信器301および位相感応光増幅器302からなる。光送信器301では、複数の信号光源303からの出力光に対し外部変調器304を用いてデータ変調した後に、合波器305によって波長多重を行う。信号光源303とは別の局部発振光源307から出力される基本波光から、二次非線形光学素子311により第二高調波(SH: Second Harmonic)光を発生させて励起光312とする。その後、二次非線形光学素子306によって、励起光312と波長多重された主信号光313との差周波光を発生させ、この差周波光を主信号光に対する位相共役光とする。位相共役光は、アイドラ光とも呼ばれる。 FIG. 6 is a diagram showing a configuration of PSA by non-degenerate parametric amplification of the prior art using a pair consisting of a main signal light and its phase-conjugated light as signal light. The PSA300 shown in FIG. 6 includes an optical transmitter 301 and a phase sensitive optical amplifier 302. In the optical transmitter 301, after data modulation is performed on the output light from the plurality of signal light sources 303 by using the external modulator 304, wavelength division multiplexing is performed by the combiner 305. Second harmonic (SH: Second Harmonic) light is generated by the second-order nonlinear optical element 311 from the fundamental wave light output from the local oscillation light source 307, which is different from the signal light source 303, and becomes the excitation light 312. After that, the second-order nonlinear optical element 306 generates a difference frequency light between the excitation light 312 and the wavelength-multiplexed main signal light 313, and this difference frequency light is used as phase-conjugated light with respect to the main signal light. Phase-conjugated light is also called idler light.

光送信器301からは、多重化された主信号光313およびその位相共役光からなる複数対を含む信号光群316と、局部発振器307からの基本波光の一部314とを別々に位相感応光増幅器302へ出力する。位相感応光増幅器302では、二次非線形光学素子323によって基本波光314からSH光である励起光329を生成する。さらに二次非線形光学素子324において励起光329と信号光群316との間のパラメトリック増幅過程を用いて位相感応光増幅を行う。 From the optical transmitter 301, the signal light group 316 including a plurality of pairs consisting of the multiplexed main signal light 313 and its phase-conjugated light and a part 314 of the fundamental wave light from the local oscillator 307 are separately phase-sensitive light. Output to the amplifier 302. In the phase-sensitive optical amplifier 302, the second-order nonlinear optical element 323 generates excitation light 329, which is SH light, from the fundamental wave light 314. Further, in the second-order nonlinear optical element 324, phase-sensitive light amplification is performed by using a parametric amplification process between the excitation light 329 and the signal light group 316.

図7は、図6の従来技術の非縮退パラメトリック増幅によるPSAにおいて、各部の光の波長軸上での関係を模式的に説明する図である。いずれの図も横軸は波長を縦軸は光強度を示している。図7の(a)に示すように、光送信器301からは、主信号光313とその位相共役光315との複数の対からなる信号光群315と、基本波光314が出力される。基本励起光314を中心として対称な位置関係にある主信号光と位相共光が1つの対となる。尚、対となる信号光と位相共役光は、厳密には周波数軸上において対称な位置関係にあることに留意されたい。図7の(b)は、位相感応光増幅器302の二次非線形光学素子323により基本波光314からSH光である励起光329を生成する過程(SHG:Second Harmonic Generation)を示している。図7の(c)は、二次非線形光学素子324において励起光329と信号光群316との間のパラメトリック増幅過程(OPA: Optical Parametric Amplification)で得られる増幅された信号光群330を示している。図6では光送信器301から分岐した基本波光314を用いた構成例を示したが、長距離ファイバ伝送後の中継増幅器として用いるためには、信号光から搬送波位相を抽出し、搬送波位相に同期した局部発振光を生成する必要がある。その場合は、非特許文献6に示されているように基本波光をパイロット光として同送する方法がある。また、非特許文献7に示されているような光位相同期(光PLL)を用いて、信号光の搬送波位相と同期した局部発振光源からの出力光を基本波として用いても良い。 FIG. 7 is a diagram schematically explaining the relationship of each part on the wavelength axis in PSA by the non-degenerate parametric amplification of the prior art of FIG. In each figure, the horizontal axis shows the wavelength and the vertical axis shows the light intensity. As shown in FIG. 7A, the optical transmitter 301 outputs a signal light group 315 composed of a plurality of pairs of the main signal light 313 and its phase-conjugated light 315, and the fundamental wave light 314. The main signal light and the phase symmetry light, which are symmetrical with respect to the basic excitation light 314, form a pair. It should be noted that the paired signal light and the phase-conjugated light have a symmetric positional relationship on the frequency axis in a strict sense. FIG. 7B shows a process (SHG: Second Harmonic Generation) of generating excitation light 329 which is SH light from fundamental wave light 314 by the second nonlinear optical element 323 of the phase sensitive optical amplifier 302. FIG. 7 (c) shows the amplified signal light group 330 obtained in the parametric amplification process (OPA: Optical Parametric Amplification) between the excitation light 329 and the signal light group 316 in the second-order nonlinear optical element 324. There is. FIG. 6 shows a configuration example using the fundamental wave light 314 branched from the optical transmitter 301, but in order to use it as a relay amplifier after long-distance fiber transmission, the carrier phase is extracted from the signal light and synchronized with the carrier phase. It is necessary to generate the locally oscillated light. In that case, as shown in Non-Patent Document 6, there is a method of transmitting the fundamental wave light as pilot light. Further, the output light from the locally oscillating light source synchronized with the carrier phase of the signal light may be used as the fundamental wave by using the optical phase synchronization (optical PLL) as shown in Non-Patent Document 7.

近年のデジタルコヒーレント光通信システムにおいては、偏波多重分離(PDM: Polarization Division Multiplexing)技術による偏波多重信号が用いられる。PPLN導波路等の非線形光学媒質は一般に偏波依存性を持つため、従来技術のPSAでは偏波多重信号の増幅を行うことができなかった。これに対し、非特許文献5および非特許文献6は、2つの非線形光学媒質を用いた偏波ダイバシティ構成によって偏波多重信号に対して位相感応光増幅する構成を開示している。 In recent digital coherent optical communication systems, polarized multiplex signals based on polarization division multiplexing (PDM) technology are used. Since a nonlinear optical medium such as a PPLN waveguide generally has polarization dependence, PSA of the prior art cannot amplify a polarization multiplex signal. On the other hand, Non-Patent Document 5 and Non-Patent Document 6 disclose a configuration in which phase-sensitive optical amplification is performed with respect to a polarized multiplex signal by a polarization diversity configuration using two nonlinear optical media.

図8は、従来技術の偏波多重信号光を伝送する光伝送システムの概要を示す図である。光伝送システム350は、光送信器351と、光ファイバ伝送路361と、偏波ダイバシティ構成を持つ光増幅装置352からなる。非特許文献5および非特許文献6に開示されている偏波ダイバシティ構成は、図8の光伝送システムの光増幅装置352と同構成である。偏波ダイバシティ構成352では、光ファイバ361を伝送された偏波多重信号は、偏波ビームスプリッタ(PBS)362で分離される。分離した2つの偏波成分に対してそれぞれ非線形光学素子からなる位相感応光増幅器363、364で光増幅を行った後、PBS365で再度合波する。後述するように、偏波多重信号光を伝送する光伝送システムの送信信号であるPDM信号は、直交する偏波間で別々の異なるデータに基づき独立に変調される。PDM信号は、それぞれのデータに対応した光変調信号をPBSで合波することで生成できる。 FIG. 8 is a diagram showing an outline of an optical transmission system for transmitting polarized multiplex signal light of the prior art. The optical transmission system 350 includes an optical transmitter 351, an optical fiber transmission line 361, and an optical amplifier 352 having a polarization diversity configuration. The polarization diversity configuration disclosed in Non-Patent Document 5 and Non-Patent Document 6 is the same configuration as the optical amplification device 352 of the optical transmission system of FIG. In the polarization diversity configuration 352, the polarization multiplex signal transmitted through the optical fiber 361 is split by the polarization beam splitter (PBS) 362. The two separated polarized components are optically amplified by the phase-sensitive optical amplifiers 363 and 364, which are each composed of non-linear optical elements, and then re-waved by PBS 365. As will be described later, the PDM signal, which is a transmission signal of an optical transmission system that transmits polarized multiple signal light, is independently modulated based on different different data between the orthogonal polarized waves. The PDM signal can be generated by combining the optical modulation signals corresponding to the respective data with PBS.

しかしながら、従来技術の偏波多重信号光を伝送する光伝送システムでは、以下に述べるような光送信器における偏波状態の不安定性に起因する問題があった。主信号光およびその位相共役光からなる対を用い、非縮退のパラメトリック増幅によるPSAを利用するためは、すべての対に対して直交する偏波成分のそれぞれにおいて位相同期条件が満たされる必要がある。図8のような従来技術の光伝送システムの光送信器351における偏波多重信号の生成方法では、偏波ダイバシティ構成の位相感応光増幅器352で増幅動作が不安定になる問題があった。 However, the conventional optical transmission system for transmitting polarized multiple signal light has a problem due to the instability of the polarized state in the optical transmitter as described below. In order to use PSA by non-degenerate parametric amplification using a pair consisting of the main signal light and its phase-conjugated light, it is necessary to satisfy the phase synchronization condition for each of the polarization components orthogonal to all the pairs. .. In the method of generating a polarization-multiplexed signal in the optical transmitter 351 of the conventional optical transmission system as shown in FIG. 8, there is a problem that the amplification operation becomes unstable in the phase-sensitive optical amplifier 352 having the polarization diversity configuration.

再び図8を参照して光送信器の構成を概観すると、光送信器31は、2つの主信号光−位相共役光の対を生成する2つの信号アーム(ルート)から構成される。信号光源353からの搬送波光は光カプラ354等で分岐され、2つの光変調器355、356において異なるデータ信号により搬送波光を変調し、2つの主信号光を生成される。その後、2つの差周波発生器357、358においてそれぞれの位相共役光を生成する。一方の差周波発生器358からの主信号光−位相共役光の対の偏波を偏波回転子359で90°回転し、直交した主信号光−位相共役光の対366が得られる。直交した偏波の2つの対が、PBS360によって合波され、PDM信号367が出力される。光送信器351からのPDM信号367は、伝送路である光ファイバ361中で偏波が回転する。偏波回転を受けたPDM信号368が偏波ダイバシティ構成352に入力されると、初段のPBS362の2つの偏波軸に対して射影された光電界成分に分岐される。つまり、元の2つの直交する偏波成分がそれぞれ混ざった状態で非線形光学素子363、364に入射される。 Looking back at the configuration of the optical transmitter with reference to FIG. 8 again, the optical transmitter 31 is composed of two signal arms (roots) that generate two pairs of main signal light and phase-conjugated light. The carrier light from the signal light source 353 is branched by an optical coupler 354 or the like, and the carrier light is modulated by different data signals in the two light modulators 355 and 356 to generate two main signal lights. The two differential frequency generators 357 and 358 then generate their respective phase-conjugated light. The polarization of the pair of main signal light-phase-conjugated light from one of the differential frequency generators 358 is rotated by 90 ° by the polarization rotor 359, and a pair of orthogonal main signal light-phase-conjugated light 366 is obtained. Two pairs of orthogonally polarized waves are combined by PBS 360 and a PDM signal 367 is output. The polarization of the PDM signal 367 from the optical transmitter 351 rotates in the optical fiber 361 which is a transmission line. When the PDM signal 368 that has undergone polarization rotation is input to the polarization diversity configuration 352, it is branched into a photoelectric field component projected on the two polarization axes of PBS 362 in the first stage. That is, the original two orthogonal polarization components are mixed and incident on the nonlinear optical elements 363 and 364.

図9は、従来技術のPDM光の光伝送システムにおける偏波の状態を概念的に説明する図である。図9の(a)は、光送信器351の出力のA点におけるPDM信号367の直交する2つの偏波を示している。横軸をs偏光(偏光)状態とすれば縦軸はp偏光(偏光)状態を示す。図9の(b)は、光ファイバ361を伝送後のB点でのPDM信号368の偏波状態を示し、光送信器351の出力点AのPDM信号367に対して、光ファイバの全体で累積的に生じる偏波回転が加えられている。図9の(c)は、初段のPBS362によって偏波分離された後のC1点およびC2点での各偏波軸の電界成分を示している。B点でのPDM信号の各偏波成分が、PBS362の2つの軸へ射影した成分が混ざった状態で分離される。 FIG. 9 is a diagram conceptually explaining the state of polarization in the optical transmission system of PDM light of the prior art. FIG. 9A shows two orthogonal polarizations of the PCM signal 367 at point A of the output of the optical transmitter 351. If the horizontal axis is the s-polarized (polarized) state, the vertical axis is the p-polarized (polarized) state. FIG. 9B shows the polarization state of the PDM signal 368 at point B after transmission of the optical fiber 361, and the entire optical fiber with respect to the PDM signal 367 at the output point A of the optical transmitter 351. Cumulative polarization rotation is added. FIG. 9C shows the electric field components of the respective polarization axes at points C1 and C2 after polarization separation by PBS362 in the first stage. Each polarization component of the PDM signal at point B is separated in a state where the components projected onto the two axes of PBS 362 are mixed.

独立した位相感応光増幅を行う位相感応光増幅器363、364では、図4に示したような位相同期の構成により出力の一部をモニタし、その出力が最大になるように励起光と信号光の相対位相を調整するようにフィードバックを掛ける。偏波ダイバシティ構成352では、図9の(c)のように2つの直交する偏波成分がそれぞれ混ざった状態で入射される。2つの直交する偏波成分に対して、各位相感応光増幅器で、同時に位相感応光増幅条件が安定して満たされていないと、光増幅後のPDM信号を安定化できない。 In the phase-sensitive optical amplifiers 363 and 364 that perform independent phase-sensitive optical amplification, a part of the output is monitored by the phase-locked configuration as shown in FIG. 4, and the excitation light and the signal light are maximized so that the output is maximized. Give feedback to adjust the relative phase of. In the polarization diversity configuration 352, as shown in FIG. 9C, two orthogonal polarization components are incident in a mixed state. The PDM signal after optical amplification cannot be stabilized unless the phase-sensitive optical amplification conditions are stably satisfied at the same time in each phase-sensitive optical amplifier for the two orthogonal polarization components.

図9の(c)のように2つの偏波の成分が混ざっている状態自体は、偏波ダイバシティ構成352においては問題ない。しかしながら、B点で受信されるPDM信号の偏波状態が揺らぐと、位相感応光増器の出力も不安定化してしまう。ここで、光伝送路上で生じる偏波状態のゆらぎは対象としない。問題となるのは、光送信器351内でPDM信号を生成する際の、2つの直交する偏波成分の偏波位相の揺らぎである。 The state itself in which the two polarization components are mixed as shown in FIG. 9C does not cause a problem in the polarization diversity configuration 352. However, if the polarization state of the PDM signal received at point B fluctuates, the output of the phase-sensitive light increaser also becomes unstable. Here, the fluctuation of the polarization state that occurs on the optical transmission path is not targeted. The problem is the fluctuation of the polarization phase of the two orthogonal polarization components when the PDM signal is generated in the optical transmitter 351.

光送信器351は、通常、光源、光半導体素子、光学部品、およびこれらを相互に接続する偏波保持ファイバなどから構成される。さらに、これらの要素部品を制御するための制御回路、装置内外のインタフェース回路、電源などを含んだモジュール構成が採られる。このような装置内では、装置の動作状態や環境温度の変化によって、内部温度が不均一に分布し、その分布も刻々と変化し得る。また装置外の環境や運用状態によっては、外部からの振動が装置内の部品間の接続光ファイバや光学部品に加わることもある。図8で説明したように光送信器内では、別々の差周波発生器(二次非線形光学素子)357、378によって2つの信号アームで信号光群が生成され、PBSにより偏波多重されるが、この2つの信号アームでは、それぞれ独立して温度変化や振動などによって影響を受け得る。したがって、2つの信号アームによって信号光、位相共役光およびパイロット光の位相も異なる態様で変動し得る。さらに、2つの差周波発生器へ供給される励起光の位相も、異なる態様で変動し得る。偏波多重光を生成する2つのアーム間で位相条件が別個に変動することで、2つの偏波間の相対位相も、周期的にまたは不定期に、刻々と変動し揺らぎが生じる。このように、PDM信号が、光送信器における2つの信号光アーム間の相対位相のゆらぎを持っていると、光ファイバ361を伝送した後の、偏波ダイバシティ構成において位相感応光増幅動作に直接影響を与えることになる。 The optical transmitter 351 is usually composed of a light source, an optical semiconductor element, an optical component, and a polarization-holding fiber that connects them to each other. Further, a module configuration including a control circuit for controlling these element components, an interface circuit inside and outside the device, a power supply, and the like is adopted. In such a device, the internal temperature is unevenly distributed due to changes in the operating state of the device and the environmental temperature, and the distribution may change from moment to moment. In addition, depending on the environment and operating conditions outside the device, external vibration may be applied to the connecting optical fiber and optical components between the components inside the device. As described in FIG. 8, in the optical transmitter, a signal light group is generated by two signal arms by separate differential frequency generators (secondary nonlinear optical elements) 357 and 378, and polarization multiplexing is performed by PBS. , These two signal arms can be independently affected by temperature changes, vibrations, and the like. Therefore, the phases of the signal light, the phase-conjugated light and the pilot light can also vary in different ways depending on the two signal arms. Furthermore, the phases of the excitation light supplied to the two differential frequency generators can also vary in different ways. Since the phase condition fluctuates separately between the two arms that generate the polarization multiplex light, the relative phase between the two polarizations also fluctuates from moment to moment, periodically or irregularly, and fluctuates. In this way, if the PDM signal has a relative phase fluctuation between the two signal light arms in the optical transmitter, it directly affects the phase-sensitive light amplification operation in the polarization diversity configuration after transmitting the optical fiber 361. It will have an impact.

図9の(c)を参照すれば、偏波ダイバシティ構成では、2つの偏波成分が混在した形態でPBSにより分離され、混在した2つの偏波成分がそれぞれの位相感応光増幅器に入力される。したがって、PDM信号が形成される光送信器において2つの偏波間で信号光群の相対位相が異なっていれば、1つの位相感応光増幅器内で図5および式(1)で示した位相感応光増幅のための位相条件を満たすことはできない。偏波多重された後では光ファイバによって受ける位相変化は、2つの偏波間で同一変化を受けることから相対位相の変化は小さい。一方、光送信器において発生する2つの偏波間の相対位相の変動・ゆらぎは、より直接的であって、光送信器351と偏波ダイバシティ構成352との間でリアルタイムに影響する。このように光送信器から出力されるPDM信号の質の揺らぎ自体が、偏波ダイバシティ構成352の位相感応光増器363,364からの出力を不安定化してしまう問題があった。図8に示したようなPDM信号の光送信器351で、偏波多重された主信号―位相共役光の対を、従来技術の構成で安定して生成することはできなかった。 Referring to (c) of FIG. 9, in the polarization diversity configuration, the two polarization components are separated by PBS in a mixed form, and the two mixed polarization components are input to the respective phase-sensitive optical amplifiers. .. Therefore, if the relative phases of the signal light groups differ between the two polarizations in the optical transmitter in which the PDM signal is formed, the phase-sensitive light represented by FIG. 5 and the equation (1) in one phase-sensitive optical amplifier. The phase condition for amplification cannot be met. After the polarization multiplexing, the phase change received by the optical fiber undergoes the same change between the two polarizations, so the relative phase change is small. On the other hand, the fluctuation / fluctuation of the relative phase between the two polarizations generated in the optical transmitter is more direct and affects in real time between the optical transmitter 351 and the polarization diversity configuration 352. As described above, there is a problem that the fluctuation of the quality of the PDM signal output from the optical transmitter itself destabilizes the output from the phase-sensitive light increasers 363 and 364 of the polarization diversity configuration 352. With the PCM signal optical transmitter 351 as shown in FIG. 8, it was not possible to stably generate a pair of polarization-multiplexed main signal-phase-conjugated light with the configuration of the prior art.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものでその目的とするところは、直交する偏波間の位相の変動を抑えたPDM信号を生成する光送信器を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide an optical transmitter that generates a PDM signal in which phase fluctuations between orthogonal polarizations are suppressed.

本発明はこのような目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、主信号光を出力する信号光源と、前記主信号光を変調する偏波多重変調器と、偏波多重され変調された前記主信号光の一方の偏波成分に対する位相共役光を生成する第1の二次非線形光学素子と、前記第1の二次非線形光学素子からの出力光を偏波回転する偏波回転子と、前記偏波回転子から入力された偏波多重され変調された前記主信号光の他方の偏波成分に対する位相共役光を生成し、主信号光−位相共役光の対を含む偏波多重光群を出力する第2の二次非線形光学素子と、基本波光を出力する局部発振光源と、前記基本波光に基づいて、前記第1の二次非線形光学素子で位相共役光を生成するための第1の励起光および前記第2の二次非線形光学素子で位相共役光を生成するための第2の励起光を生成する1つ以上の二次非線形光学素子と、前記基本波光の一部であって、偏波多重され変調された前記主信号光とともに入力され、前記第1の二次非線形光学素子を透過するパイロット信号の位相と、前記第1の励起光位相とを同期させ、前記第2の二次非線形光学素子をさらに透過する前記パイロット信号の位相と、前記第2の励起光の位相とを同期させる位相調整機構とを備えたことを特徴とする光送信器である。 In order to achieve such an object, the invention according to claim 1 is polarized and multiplexed with a signal light source that outputs main signal light and a polarization multiplex modulator that modulates the main signal light. A first-order non-linear optical element that generates phase-coupled light for one polarization component of the modulated main signal light, and a polarization that rotates the output light from the first second-order nonlinear optical element. Generates phase-coupled light for the rotator and the other polarization component of the polarization-multiplexed and modulated main signal light input from the polarization rotator, and a bias containing a pair of main signal light-phase-conjugated light. Based on the second-order nonlinear optical element that outputs a wave multiplex light group, the locally oscillating light source that outputs the fundamental wave light, and the fundamental wave light, the first second-order nonlinear optical element generates phase-coupled light. One or more secondary polarized optical elements that generate a second excitation light for generating phase-coupled light with the first excitation light for and the second secondary nonlinear optical element, and one of the fundamental wave lights. This unit synchronizes the phase of the pilot signal, which is input together with the polarization-multiplexed and modulated main signal light and passes through the first secondary nonlinear optical element, with the phase of the first excitation light. The optical transmitter is provided with a phase adjusting mechanism for synchronizing the phase of the pilot signal that further passes through the second-order nonlinear optical element with the phase of the second excitation light. ..

上述の1つ以上の二次非線形光学素子は、第1の励起光を生成する第3の二次非線形光学素子と、第2の励起光を生成する第4の二次非線形光学素子とから構成することができる(実施形態1に対応)。また、上述の1つ以上の二次非線形光学素子は、単一の二次非線形光学素子からの励起光を分岐し、前記第1の励起光、前記第2の励起光として、第1、第2の二次非線形光学素子へそれぞれ供給しても良い(実施形態1の変形例に対応)。 The one or more second-order nonlinear optical elements described above are composed of a third second-order nonlinear optical element that generates a first excitation light and a fourth second-order nonlinear optical element that generates a second excitation light. (Corresponding to the first embodiment). Further, the one or more second-order nonlinear optical elements described above branch the excitation light from a single second-order nonlinear optical element, and the first and first excitation lights are used as the first excitation light and the second excitation light. It may be supplied to each of the second-order nonlinear optical elements of No. 2 (corresponding to the modification of the first embodiment).

請求項2に記載の発明は、請求項1の光送信器であって、前記位相調整機構は、前記第1の二次非線形光学素子の出力側の前記パイロット信号のレベルを検出して、前記第1の二次非線形光学素子の入力側の前記主信号光および前記パイロット信号の位相を調整する第1のフィードバック回路と、前記第2の二次非線形光学素子の出力側の前記パイロット信号のレベルを検出して、前記第2の二次非線形光学素子の入力側の前記主信号光前記位相共役光および前記パイロット信号の位相を調整する第2のフィードバック回路とを含むことを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the optical transmitter according to claim 1, wherein the phase adjusting mechanism detects the level of the pilot signal on the output side of the first second-order nonlinear optical element. The level of the first feedback circuit that adjusts the phases of the main signal light and the pilot signal on the input side of the first second-order nonlinear optical element and the pilot signal on the output side of the second second-order nonlinear optical element. Is included, and the main signal light on the input side of the second second-order nonlinear optical element , the phase-conjugated light, and the second feedback circuit for adjusting the phase of the pilot signal are included.

請求項3に記載の発明は、請求項1または2の光送信器であって、前記第1の二次非線形光学素子、前記第2の二次非線形光学素子および前記1つ以上の二次非線形光学素子は、それぞれ直接接合リッジ導波路を含み、前記直接接合リッジ導波路は、LiNbO3、KNbO3、LiTaO3、LiNb(x)Ta(1―x)3(0≦x≦1)、またはKTiOPO4のいずれかの材料から構成されるか、または、当該材料のいずれかにMg、Zn、Sc、Inからなる群から選ばれた少なくとも一種を添加物として加えた材料から構成されることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the optical transmitter according to claim 1 or 2, wherein the first second-order nonlinear optical element, the second second-order nonlinear optical element, and one or more second-order nonlinear optical elements. Each of the optical elements includes a direct junction ridge waveguide, and the direct junction ridge waveguide includes LiNbO 3 , KNbO 3 , LiTaO 3 , LiNb (x) Ta (1-x) O 3 (0 ≦ x ≦ 1), Alternatively, it is composed of any material of KTIOPO 4 , or is composed of a material obtained by adding at least one selected from the group consisting of Mg, Zn, Sc, and In to any of the materials as an additive. It is characterized by.

請求項4に記載の発明は、主信号光を出力する信号光源と、前記主信号光を変調する偏波多重変調器と、偏波多重され変調された前記主信号光の位相共役光を生成し、偏波多重光群を出力する第1の二次非線形光学素子であって、偏波多重され変調された前記主信号光の一方の偏波成分に対する位相共役光を生成する第1の二次非線形導波路と、前記第1の二次非線形導波路からの前記主信号光および前記位相共役光を、波長依存性を持って偏波回転する偏光子と、前記偏光子から入力された偏波多重され変調された前記主信号光の他方の偏波成分に対する位相共役光を生成し、主信号光−位相共役光の対を含む前記偏波多重光群を出力する第2の二次非線形導波路とを含む第1の二次非線形光学素子と、基本波光を出力する局部発振光源と、前記基本波光に基づいて、前記第1の二次非線形光学素子で位相共役光を生成するための励起光を生成する第2の二次非線形光学素子とを備えたことを特徴とする光送信器である(実施形態2に対応)。 The invention according to claim 4 generates a signal light source that outputs main signal light, a polarization multiplex modulator that modulates the main signal light, and phase-coupled light of the main signal light that is polarized and modulated. The first second non-linear optical element that outputs a group of polarized polarized light, and the first two that generates phase-coupled light with respect to one polarized component of the polarized light that is polarized and modulated. A polarizer that polarizes and rotates the second-order nonlinear waveguide, the main signal light from the first second-order nonlinear waveguide, and the phase-conjugated light with wavelength dependence, and a bias input from the polarizer. A second quadratic non-linearity that generates phase-coupled light for the other polarization component of the wave-multiplexed and modulated main signal light and outputs the polarization-multiplexed light group containing a pair of main signal light-phase-coupled light. A first secondary polarized optical element including a waveguide, a locally oscillating light source for outputting fundamental wave light, and the first secondary nonlinear optical element for generating phase-coupled light based on the fundamental wave light. The optical transmitter is provided with a second-order polarized light-emitting element that generates excitation light (corresponding to the second embodiment).

請求項5に記載の発明は、請求項4の光送信器であって、前記第1の二次非線形光学素子は、直接接合リッジ導波路を用いた前記第1の二次非線形導波路および前記第2の二次非線形導波路並びに前記偏光子が、単一のモジュールにパッケージされた構成を持つことを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the optical transmitter according to claim 4, wherein the first second-order nonlinear optical element is the first second-order nonlinear waveguide using a direct junction ridge waveguide and the above. It is characterized in that the second-order nonlinear waveguide and the polarizer have a configuration packaged in a single module.

請求項6に記載の発明は、請求項5の光送信器であって、前記直接接合リッジ導波路は、LiNbO3、KNbO3、LiTaO3、LiNb(x)Ta(1―x)3(0≦x≦1)、またはKTiOPO4のいずれかの材料から構成されるか、または、当該材料のいずれかにMg、Zn、Sc、Inからなる群から選ばれた少なくとも一種を添加物として加えた材料から構成されることを特徴とする。 The invention according to claim 6 is the optical transmitter according to claim 5, wherein the direct junction ridge waveguide is LiNbO 3 , KNbO 3 , LiTaO 3 , LiNb (x) Ta (1-x) O 3 ( It is composed of either 0 ≦ x ≦ 1) or KTIOPO 4 , or at least one selected from the group consisting of Mg, Zn, Sc, and In is added as an additive to any of the materials. It is characterized by being composed of various materials.

請求項7に記載の発明は、請求項1乃至6いずれかの光送信器であって、異なる波長の光をそれぞれ出力する複数の前記信号光源と、対応する複数の偏波多重変調器と、偏波多重され変調された複数の前記主信号光を合波して、前記第1の二次非線形光学素子へ波長多重光を出力する波長合波器を備え、異なる波長の前記主信号光の各々に位相共役光が生成されることを特徴とする。 The invention according to claim 7 is the optical transmitter according to any one of claims 1 to 6, wherein a plurality of the signal light sources for outputting light having different wavelengths, a plurality of corresponding polarization multiplex modulators, and a plurality of corresponding polarization multiplex modulators. A wavelength combiner that combines a plurality of the main signal lights polarized and modulated and outputs the wavelength-multiplexed light to the first secondary nonlinear optical element is provided, and the main signal lights having different wavelengths are provided. It is characterized in that phase conjugate light is generated for each.

請求項8に記載の発明は、上述のいずれかの光送信器と、前記光送信器からの前記偏波多重光群の搬送波位相に同期した基本波光を出力する局部発振光源を備え、前記偏波多重光群を2つの偏波成分に分離し、非線形光学素子によって前記2つの偏波成分をそれぞれ光増幅し、光増幅された前記2つの偏波成分を再合波する偏波ダイバシティ構成を有する位相感応光増幅器とを備えたことを特徴とする光伝送システムである。 The invention according to claim 8 comprises any of the above-mentioned optical transmitters and a locally oscillating light source that outputs fundamental wave light synchronized with the carrier phase of the polarized light multiplex light group from the optical transmitter. A polarization diversity configuration in which a wave multiplex light group is separated into two polarization components, the two polarization components are photoamplified by a nonlinear optical element, and the lightly amplified two polarization components are recombined. It is an optical transmission system characterized by having a phase-sensitive optical amplifier.

本発明により直交する偏波間の相対位相の変動ゆらぎを抑えた光送信器を提供できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide an optical transmitter that suppresses fluctuations in relative phase fluctuations between orthogonal polarizations.

図1は、本発明の実施形態1の光送信器の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical transmitter according to a first embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施形態2の光送信器の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an optical transmitter according to a second embodiment of the present invention. 図3は、従来技術のPSAの基本的な構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a basic configuration of a PSA of the prior art. 図4は、PPLN導波路を用いた従来技術のPSAの構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a prior art PSA using a PPLN waveguide. 図5は、PSAの入力信号光励起光間位相差−利得の関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the phase difference between the input signal photoexcited light of PSA and the gain. 図6は、信号光対を用いた従来技術の非縮退型PSA構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a non-degenerate PSA configuration of the prior art using a signal light pair. 図7は、非縮退型PSAの各部の光の波長軸上での関係を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the relationship of each part of the non-degenerate PSA on the wavelength axis of light. 図8は、従来技術の偏波多重信号の光伝送システムを示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a prior art optical transmission system for polarized multiplex signals. 図9は、PDM光伝送システムの各部の偏波状態を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a polarization state of each part of the PDM optical transmission system. 図10は、実施形態1の変形例の光送信器の構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of an optical transmitter according to a modification of the first embodiment.

本発明の光送信器では、主信号光、その位相共役光、励起光、パイロット信号などの各信号において、直交する偏波間の位相差のドリフト変動を安定化させる構成が提示される。偏波多重光群は、偏波多重変調器と、2つの直交する偏波に対して、主信号光の位相共役光を別個に生成する従属接続された2つの二次非線形光学素子とによって生成される。位相調整機構によって、直交する2つの偏波の位相共役光を生成する二次非線形光学素子の各々において、直交する2つの偏波間で主信号光またはパイロット信号の相対位相のドリフトを安定化させる。2つの二次非線形導波路を含むモジュール構成の二次非線形光学素子を備え、2つの偏波間の相対位相を調整する位相調整機構が不要な光送信器も開示される。本発明の光送信器は、中継型の偏波ダイバシティ構成を持つ位相感応光増幅器と組み合わせた光伝送システムも提供する。以下、複数の実施形態とともに、本発明の光送信器の詳細な構成および動作を説明する。 In the optical transmitter of the present invention, a configuration is presented that stabilizes the drift fluctuation of the phase difference between orthogonal polarizations in each signal such as the main signal light, its phase-conjugated light, the excitation light, and the pilot signal. The polarization multiplex light group is generated by a polarization multiplex modulator and two subordinately connected second-order nonlinear optical elements that separately generate phase-conjugated light of the principal signal light for two orthogonal polarizations. Will be done. The phase adjustment mechanism stabilizes the relative phase drift of the principal signal light or the pilot signal between the two orthogonal polarizations in each of the second-order nonlinear optical elements that generate the phase-conjugated light of the two orthogonal polarizations. Also disclosed is an optical transmitter that includes a modular secondary nonlinear optical element that includes two secondary nonlinear waveguides and does not require a phase adjustment mechanism to adjust the relative phase between the two polarizations. The optical transmitter of the present invention also provides an optical transmission system in combination with a phase-sensitive optical amplifier having a relay-type polarization diversity configuration. Hereinafter, detailed configurations and operations of the optical transmitter of the present invention will be described together with a plurality of embodiments.

[実施形態1]
図1は、本発明の実施形態1に係る光送信器の構成を示す図である。本実施形態の光送信器400は、信号光およびその位相共役光の対からなる偏波多重された信号光群を生成するための光送信器の構成を示す。ここで、1つの主信号光およびその位相共役光を対(ペア)と呼ぶ。第1の偏波に対して、1つのデータ信号による変調によって、変調された主信号光および位相共役光からなる第1の対が得られる。さらに、第1の偏波に直交する第2の偏波に対して、別のデータ信号による変調によって、変調された主信号光および位相共役光からなる第2の対が得られる。後述するように本発明の光送信器では、最初に偏波多重光を生成し、その後、位相共役光が生成される。より具体的には、1つの信号光搬送波に対して、まず2つのデータ信号によって偏波多重された主信号光が得られる。異なる波長の信号光源からの複数の偏波多重された主信号光は、光合波器によって波長多重され、偏波多重され波長多重された主信号光445が得られる。光合波器からの主信号光に対して、2つの二次非線形光学素子404、406において、偏波成分毎に位相共役光が生成される。偏波多重され波長多重された主信号光および対応する位相共役光の複数の対から偏波多重信号光群が得られる。主信号光の波長および位相共役光の波長の中心に位置する波長を持つパイロット光を重畳し、偏波多重信号光群と同時に送信する。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical transmitter according to a first embodiment of the present invention. The optical transmitter 400 of the present embodiment shows a configuration of an optical transmitter for generating a polarization-multiplexed signal light group composed of a pair of signal light and its phase-conjugated light. Here, one main signal light and its phase-conjugated light are referred to as a pair. Modulation with one data signal for the first polarization gives a first pair of modulated main signal light and phase-conjugated light. Further, for the second polarization orthogonal to the first polarization, modulation by another data signal gives a second pair of modulated main signal light and phase-conjugated light. As will be described later, in the optical transmitter of the present invention, polarized multiplex light is first generated, and then phase-conjugated light is generated. More specifically, for one signal optical carrier, first, the main signal light polarized and multiplexed by two data signals is obtained. A plurality of polarization-multiplexed main signal lights from signal light sources having different wavelengths are wavelength-multiplexed by an optical combiner to obtain polarization-multiplexed and wavelength-multiplexed main signal light 445. Phase-conjugated light is generated for each polarization component in the two second-order nonlinear optical elements 404 and 406 with respect to the main signal light from the photosynthetic device. A polarization-multiplexed signal light group is obtained from a plurality of pairs of polarization-multiplexed and wavelength-multiplexed main signal lights and corresponding phase-conjugated lights. Pilot light having a wavelength located at the center of the wavelength of the main signal light and the wavelength of the phase-conjugated light is superimposed and transmitted at the same time as the polarization multiplex signal light group.

光送信器400は、異なる波長の信号光を出力する複数の信号光源401と、複数の偏波多重変調器402と、波長合波器403と、差周波発生(Difference Frequency Generation:DFG)用の第1の二次非線形光学素子404と、偏波回転子405と、DFG用の第2の二次非線形光学素子406と、を備える。光送信器400は、さらに、基本波を出力する局部発振光源407と、基本波光を分岐する光カプラ408と、基本波の偏波を回転させる偏光子409と、EDFA409、412と、バンドパスフィルタ(Band Pass Filter:BPF)409、413と、SH光発生(Second Harmonic Generation:SHG)用の二次非線形光学素子411、414と、PZT(チタン酸ジルコニウム酸鉛)圧電素子を用いた光ファイバ伸縮器418、422と、光カプラ416、417と、光検出器419、423と、PLL回路420、424とを備えている。これらのうち、光ファイバ伸縮器421、光カプラ416、光検出器419、およびPLL回路420を含むループは、第1の位相調整機構を構成している。同様に、光ファイバ伸縮器425、光カプラ417、光検出器423、およびPLL回路424を含むループは、第2の位相調整機構を構成している。 The optical transmitter 400 includes a plurality of signal light sources 401 that output signal lights of different wavelengths, a plurality of polarization multiplex modulators 402, a wavelength combiner 403, and a difference frequency generation (DFG). It includes a first second-order nonlinear optical element 404, a polarization rotor 405, and a second second-order nonlinear optical element 406 for DFG. The optical transmitter 400 further includes a local oscillation light source 407 that outputs a fundamental wave, an optical coupler 408 that branches the fundamental wave light, a polarizer 409 that rotates the polarization of the fundamental wave, an EDFA 409, 412, and a bandpass filter. (Band Pass Filter: BPF) 409, 413, secondary non-linear optical element 411, 414 for SH light generation (SHG), and optical fiber expansion and contraction using PZT (lead titanate) piezoelectric element It includes an instrument 418, 422, an optical coupler 416, 417, an optical detector 419, 423, and a PLL circuit 420, 424. Of these, the loop including the optical fiber stretcher 421, the optical coupler 416, the photodetector 419, and the PLL circuit 420 constitutes the first phase adjustment mechanism. Similarly, a loop including an optical fiber stretcher 425, an optical coupler 417, a photodetector 423, and a PLL circuit 424 constitutes a second phase adjustment mechanism.

送信器400において、局部発振光源407から出力された連続波光(CW光)は、光カプラ408により3つの光に分波され、それぞれパイロット光442、第1の基本波光440および第2の基本波光441として用いる。EDFA409、412は、それぞれの第1の基本波光440および第2の基本波光441を増幅する。BPF410、413は、EDFA409、412によって発生したノイズ光を排除し、増幅された基本波光のみを透過させる。 In the transmitter 400, the continuous wave light (CW light) output from the local oscillation light source 407 is demultiplexed into three lights by the optical coupler 408, and the pilot light 442, the first fundamental wave light 440, and the second fundamental wave light, respectively. Used as 441. The EDFA409, 412 amplifies the first fundamental wave light 440 and the second fundamental wave light 441, respectively. The BPF 410 and 413 eliminate the noise light generated by the EDFA 409 and 412 and allow only the amplified fundamental wave light to pass through.

SHG用の二次非線形光学素子411、414は、それぞれ、PPLN導波路と、出力側のダイクロイックミラーとを含む。BPF410を透過した基本波光が二次非線形光学素子411に入射すると、PPLN導波路により基本波光の半分の波長(2倍の周波数)のSH光が発生する。ダイクロイックミラーにより、基本波光とSH光とが分離される。同様に、BPF413を透過した基本波光が二次非線形光学素子414に入射すると、PPLN導波路により基本波光の半分の波長を持つSH光が発生し、ダイクロイックミラーにより基本波光とSH光とが分離される。出力されたSH光を、第1の励起光443、第2の励起光444として、DFG用の二次非線形光学素子404、406にそれぞれに入射する。 The second-order nonlinear optical elements 411 and 414 for SHG include a PPLN waveguide and a dichroic mirror on the output side, respectively. When the fundamental wave light transmitted through the BPF 410 is incident on the second-order nonlinear optical element 411, SH light having half the wavelength (twice the frequency) of the fundamental wave light is generated by the PPLN waveguide. The dichroic mirror separates the fundamental wave light and the SH light. Similarly, when the fundamental wave light transmitted through the BPF 413 is incident on the second-order nonlinear optical element 414, SH light having half the wavelength of the fundamental wave light is generated by the PPLN waveguide, and the fundamental wave light and the SH light are separated by the dichroic mirror. To. The output SH light is incident on the secondary nonlinear optical elements 404 and 406 for DFG as the first excitation light 443 and the second excitation light 444, respectively.

複数の信号光源401は、それぞれの波長が異なり、局部発振光源407の基本波光とも波長が異なる連続波光(CW光)を出力する。偏波多重変調器402は、信号光源からのそれぞれの出力光に対して独立した送信データ451、452に応じた偏波多重16QAM変調を施す。偏波多重変調器402の各々からの偏波多重された変調光は、波長合波器403により波長多重される。偏波多重および波長多重された主信号光は、光カプラ415によりパイロット光442を合波された後、DFG用の第1の二次非線形光学素子404に入力される。ここでパイロット光442の偏光方向は、偏波多重信号の2つの直交する偏波成分の間の偏波状態にした後で、光カプラ415により合波されている。本実施形態では、2つの直交する偏波成分を0°、90°とした場合に、偏光子409を用いて45°の偏光となるようにパイロット光442の偏光が調整されている。 The plurality of signal light sources 401 output continuous wave light (CW light) having different wavelengths and different wavelengths from the fundamental wave light of the local oscillation light source 407. The polarization multiplexing modulator 402 performs polarization multiplexing 16QAM modulation according to independent transmission data 451 and 452 for each output light from the signal light source. The polarization-multiplexed modulated light from each of the polarization multiplexing modulator 402 is wavelength-multiplexed by the wavelength combiner 403. The polarization-multiplexed and wavelength-multiplexed main signal light is input to the first second-order nonlinear optical element 404 for DFG after the pilot light 442 is combined by the optical coupler 415. Here, the polarization direction of the pilot light 442 is tuned by the optical coupler 415 after the polarization state is set between the two orthogonal polarization components of the polarization multiplex signal. In the present embodiment, when the two orthogonal polarization components are 0 ° and 90 °, the polarization of the pilot light 442 is adjusted so as to be polarized at 45 ° by using the polarizer 409.

DFG用の第1の二次非線形光学素子404は、入力側のダイクロイックミラーと、PPLN導波路と、出力側のダイクロイックミラーとを含む。光カプラ415から出力された多重化された主信号光およびパイロット光と、二次非線形光学素子411から出力された励起光443とは、ダイクロイックミラーにより合波され、PPLN導波路に入射する。第1の二次非線形光学素子404において、主信号光のうち一方の偏波成分について主信号光と励起光443との差周波光が発生する。この差周波光が、主信号光に対する位相共役光となる。偏波多重された主信号光の2つの直交する偏波成分をそれぞれX偏波成分、Y偏波成分とすると、DFG用の第1の二次非線形光学素子404内では、主信号光のX偏波成分の位相共役光が生成される。一方で、偏波多重された主信号光のY偏波成分については、二次非線形光学素子404をそのまま通過する。 The first second-order nonlinear optical element 404 for DFG includes a dichroic mirror on the input side, a PPLN waveguide, and a dichroic mirror on the output side. The multiplexed main signal light and pilot light output from the optical coupler 415 and the excitation light 443 output from the second-order nonlinear optical element 411 are combined by a dichroic mirror and incident on the PPLN waveguide. In the first second-order nonlinear optical element 404, the difference frequency light between the main signal light and the excitation light 443 is generated for one of the polarization components of the main signal light. This difference frequency light becomes phase-conjugated light with respect to the main signal light. Assuming that the two orthogonal polarization components of the polarization-multiplexed main signal light are the X polarization component and the Y polarization component, respectively, in the first second-order nonlinear optical element 404 for DFG, the X of the main signal light is X. Phase-conjugated light of the polarization component is generated. On the other hand, the Y polarization component of the polarization-multiplexed main signal light passes through the second-order nonlinear optical element 404 as it is.

DFG用の第1の二次非線形光学素子404の出力は、偏光をλ/2板による偏波回転子405で偏波を回転させた後、DFG用の第2の二次非線形光学素子406に入力される。本実施形態では、偏波回転のためにλ/2板を用いたが、光ファイバを90度ひねった状態で二次非線形光学素子406と接続するなどの偏波回転方法によっても良い。こうして、DFG用の第2の二次非線形光学素子406内では、偏波多重された主信号光のY偏波成分の位相共役光が生成される。一方で、X偏波成分については、DFG用の第2の二次非線形光学素子406をそのまま通過する。DFG用の第2の二次非線形光学素子406からは、光送信器400のPDM信号出力として、偏波多重され波長多重された主信号光およびその位相共役光をからなる複数の対を含む偏波多重信号光群448が出力される。尚、DFG用の二次非線形光学素子404、406を透過した励起光443、444は、各々の出力側のダイクロックミラーで分離(449、450)される。 The output of the first second-order nonlinear optical element 404 for DFG is the second-order nonlinear optical element 406 for DFG after the polarization is rotated by the polarization rotor 405 by the λ / 2 plate. Entered. In this embodiment, a λ / 2 plate is used for polarization rotation, but a polarization rotation method such as connecting the optical fiber to the second-order nonlinear optical element 406 in a state of being twisted by 90 degrees may also be used. In this way, in the second second-order nonlinear optical element 406 for DFG, phase-conjugated light of the Y polarization component of the polarization-multiplexed main signal light is generated. On the other hand, the X polarization component passes through the second second-order nonlinear optical element 406 for DFG as it is. From the second second-order nonlinear optical element 406 for DFG, as the PDM signal output of the optical transmitter 400, a bias including a plurality of pairs consisting of polarized and wavelength-multiplexed main signal light and its phase-conjugated light. The wave multiplex signal light group 448 is output. The excitation lights 443 and 444 that have passed through the secondary nonlinear optical elements 404 and 406 for DFG are separated (449, 450) by the die clock mirrors on the respective output sides.

DFG用の二次非線形光学素子404、406の出力の後には、それぞれ、出力の一部を分岐する光カプラ416、417が備えられている。光カプラ416からの分岐光はBPF418を経由し、光検出器419によりパイロット光の光強度の変化が検出される。同様に、光カプラ417からの分岐光はBPF422を経由し、光検出器423によりパイロット光の光強度の変化が検出される。BPF418、422は、主信号光445に合波されたパイロット信号446のみを分離する。PLL回路420によりファイバ伸縮器421へフィードバックを行い、PLL回路424によりファイバ伸縮器425へフィードバックを行うことで、二次非線形光学素子404、406の各出力点で、パイロット光の出力が最大になるよう位相調整を行う。 After the outputs of the second-order nonlinear optical elements 404 and 406 for DFG, optical couplers 416 and 417 that branch a part of the outputs are provided, respectively. The branched light from the optical coupler 416 passes through the BPF 418, and the photodetector 419 detects a change in the light intensity of the pilot light. Similarly, the branched light from the optical coupler 417 passes through the BPF 422, and the photodetector 423 detects a change in the light intensity of the pilot light. The BPF 418 and 422 separate only the pilot signal 446 combined with the main signal light 445. By feeding back to the fiber stretcher 421 by the PLL circuit 420 and feeding back to the fiber stretcher 425 by the PLL circuit 424, the output of the pilot light is maximized at each output point of the secondary nonlinear optical elements 404 and 406. Adjust the phase so that.

上述のようにファイバ伸縮器421、425によって光路の位相を調整することによって、二次非線形光学素子内において、主信号光、位相共役光およびパイロット信号の位相と、励起光の位相を調整していることに留意されたい。したがって、PLL回路420を含むループは、第1の二次非線形光学素子404を透過するパイロット信号の位相と、第1の励起光位相とを同期させている。PLL回路424を含むループは、第2の二次非線形光学素子406をさらに透過するパイロット信号の位相と、第2の励起光の位相とを同期させている。これらの2つのループは、位相調整機構として機能している。 By adjusting the phase of the optical path with the fiber expanders 421 and 425 as described above, the phase of the main signal light, the phase-conjugated light and the pilot signal and the phase of the excitation light are adjusted in the second-order nonlinear optical element. Please note that Therefore, the loop including the PLL circuit 420 synchronizes the phase of the pilot signal transmitted through the first second-order nonlinear optical element 404 with the phase of the first excitation light. The loop including the PLL circuit 424 synchronizes the phase of the pilot signal further transmitted through the second second-order nonlinear optical element 406 with the phase of the second excitation light. These two loops function as a phase adjustment mechanism.

本実施形態の光送信器では、直交する2つの偏波の1つの偏波のみの位相共役光を生成する二次非線形光学素子が縦続接続された偏波多重信号光群を生成する構成において、各々の二次非線形光学素子の入出力間でフィードバックループを構成している。2つのフィードバックループで、それぞれ、パイロット光のレベルを最大化するように入力側の光路の位相を調整することで、2つの偏波間の信号光、位相共役光、励起光の相対位相のドリフト・変動を抑えることができる。 In the optical transmitter of the present embodiment, in a configuration in which a second-order nonlinear optical element that generates phase-conjugated light of only one polarization of two orthogonal polarizations is connected in sequence to generate a polarization multiplex signal light group. A feedback loop is formed between the input and output of each second-order nonlinear optical element. By adjusting the phase of the optical path on the input side so as to maximize the level of the pilot light in each of the two feedback loops, the relative phase drift of the signal light, phase-conjugated light, and excitation light between the two polarizations. Fluctuations can be suppressed.

上述のように、光ファイバ伸縮器にフィードバックを行い、温度や振動による、送信器内の2つの直交する偏波間の信号光群の相対位相のドリフトを補償することで、2つの直交した偏波間の相対位相を安定化した状態で偏波多重信号を送信できる。中継器においても、偏波ダイバシティされた位相感応光増幅器を安定動作させることができる。 As described above, feedback is provided to the fiber optic stretcher to compensate for the relative phase drift of the signal light group between the two orthogonal polarizations in the transmitter due to temperature and vibration, and thus between the two orthogonal polarizations. The polarization multiplex signal can be transmitted with the relative phase of the above stabilized. Also in the repeater, the polarization-diversified phase-sensitive optical amplifier can be stably operated.

図10は、実施形態1の変形例の光送信器の構成を示す図である。光送信器600の構成は、DFG用の二次非線形光学素子404、406への励起光の供給方法を除いて、図1の光送信器400の構成と同一である。DFG用の第1の二次非線形光学素子404および第2の二次非線形光学素子406へ十分な光強度の励起光を供給できれば、図1のSHG用の二次非線形光学素子411、414を、単一の二次非線形光学素子とすることもできる。図10に示したように、変形例の光送信器600では、単一のSHG用の二次非線形光学素子411から励起光を出力し、光カプラ602で励起光を分岐して、第1の励起光443および第2の励起光444としてDFG用の二次非線形光学素子404、406へそれぞれ供給している。 FIG. 10 is a diagram showing a configuration of an optical transmitter according to a modification of the first embodiment. The configuration of the optical transmitter 600 is the same as that of the optical transmitter 400 of FIG. 1 except for the method of supplying the excitation light to the secondary nonlinear optical elements 404 and 406 for DFG. If the excitation light of sufficient light intensity can be supplied to the first second-order nonlinear optical element 404 and the second second-order nonlinear optical element 406 for DFG, the second-order nonlinear optical elements 411 and 414 for SHG in FIG. 1 can be used. It can also be a single second-order nonlinear optical element. As shown in FIG. 10, in the modified example optical transmitter 600, the excitation light is output from a single second-order nonlinear optical element 411 for SHG, and the excitation light is branched by the optical coupler 602 to be the first. The excitation light 443 and the second excitation light 444 are supplied to the secondary nonlinear optical elements 404 and 406 for DFG, respectively.

したがって本発明の光送信器は、主信号光を出力する信号光源401と、前記主信号光を変調する偏波多重変調器402と、偏波多重され変調された前記主信号光の一方の偏波成分に対する位相共役光を生成する第1の二次非線形光学素子404と、前記第1の二次非線形光学素子からの出力光を偏波回転する偏波回転子405と、偏波多重され変調された前記主信号光の他方の偏波成分に対する位相共役光を生成し、主信号光−位相共役光の対を含む偏波多重光群を出力する第2の二次非線形光学素子406と、基本波光を出力する局部発振光源407と、前記基本波光に基づいて、前記第1の二次非線形光学素子で位相共役光を生成するための第1の励起光および前記第2の二次非線形光学素子で位相共役光を生成するための第2の励起光を生成する1つ以上の二次非線形光学素子411、414と、前記基本波光の一部であって前記第1の二次非線形光学素子を透過するパイロット信号の位相と、前記第1の励起光位相とを同期させ、前記第2の二次非線形光学素子をさらに透過する前記パイロット信号の位相と、前記第2の励起光の位相とを同期させる位相調整機構とを備えたものとして実施できる。 Therefore, the optical transmitter of the present invention has a bias of one of a signal light source 401 that outputs the main signal light, a polarization multiplex modulator 402 that modulates the main signal light, and the polarization-multiplexed and modulated main signal light. A first quadratic nonlinear optical element 404 that generates phase-coupled light for a wave component and a polarization rotator 405 that polarizes and rotates the output light from the first quadratic nonlinear optical element are polarized and modulated. A second quadratic nonlinear optical element 406 that generates phase-coupled light for the other polarization component of the main signal light and outputs a polarization-multiplexed light group including a pair of main signal light-phase-coupled light. A local oscillation light source 407 that outputs fundamental wave light, a first excitation light for generating phase-coupled light by the first second-order nonlinear optical element based on the fundamental wave light, and the second second-order nonlinear optical. One or more second-order nonlinear optical elements 411, 414 that generate a second excitation light for generating phase-conjugated light in the element, and the first second-order nonlinear optical element that is a part of the fundamental wave light. The phase of the pilot signal that transmits the above and the phase of the pilot signal that synchronizes the first excitation light phase and further transmits through the second second-order polarized light optical element, and the phase of the second excitation light. It can be carried out as if it is provided with a phase adjusting mechanism for synchronizing.

本実施形態の光送信器では、それぞれの二次非線形光学素子内の非線形光学媒質として、擬似位相整合が可能なPPLN導波路を用いている。まず、Znを添加したLiNbO3上に周期が約17μmの周期的な電極を形成した。次に、電界印加法により上記の電極パターンに応じた分極反転グレーティングをZn:LiNbO3中に形成した。次に、この周期分極反転構造を有するZn:LiNbO3基板をクラッドとなるLiTaO3上に直接接合を行い、500℃で熱処理を行うことにより両基板を強固に接合した。 In the optical transmitter of the present embodiment, a PPLN waveguide capable of pseudo-phase matching is used as the nonlinear optical medium in each second-order nonlinear optical element. First, a periodic electrode having a period of about 17 μm was formed on LiNbO 3 to which Zn was added. Next, a polarization reversal grating corresponding to the above electrode pattern was formed in Zn: LiNbO 3 by the electric field application method. Next, the Zn: LiNbO 3 substrate having this periodic polarization inversion structure was directly bonded onto the clad LiTaO 3 , and the two substrates were firmly bonded by heat treatment at 500 ° C.

次に、コア層を研磨により5μm程度まで薄膜化し、ドライエッチングプロセスを用いてリッジ型の光導波路を形成した。この導波路はペルチェ素子により温度調整が可能である。導波路の長さを50mmとした。このようにして形成されたPPLN導波路を有する二次非線形光学素子を、1.55μm帯の偏波保持ファイバで光の入出力が可能なモジュール構成とした。本実施形態では、Znを添加したLiNbO3を用いたが、それ以外の非線形材料である、KNbO3、LiTaO3、LiNbxTa1-x3(0≦x≦1)若しくはKTiOPO4、又はそれらにMg、Zn、Sc、Inからなる群から選ばれた少なくとも一種を添加物として含有している材料を用いても良い。 Next, the core layer was thinned to about 5 μm by polishing, and a ridge type optical waveguide was formed by using a dry etching process. The temperature of this waveguide can be adjusted by a Peltier element. The length of the waveguide was set to 50 mm. The second-order nonlinear optical element having the PPLN waveguide formed in this way has a modular configuration capable of inputting and outputting light with a polarization-holding fiber in the 1.55 μm band. In this embodiment, LiNbO 3 to which Zn is added is used, but other non-linear materials such as KNbO 3 , LiTaO 3 , LiNb x Ta 1-x O 3 (0 ≦ x ≦ 1) or KTIOPO 4 or A material containing at least one selected from the group consisting of Mg, Zn, Sc, and In as an additive may be used.

上述のように本実施形態に示した光送信器では、光送信器内の局部発振光源からの出力をパイロット光として主信号光と同送しかつ主信号光およびその位相共役光を偏波多重した偏波多重光群を送信することができる。光送信器において2つの偏波間の相対位相が安定化されているため、中継器においても、偏波ダイバシティ構成の位相感応光増幅器を安定して動作させることができる。 As described above, in the optical transmitter shown in the present embodiment, the output from the locally oscillating light source in the optical transmitter is transmitted together with the main signal light as pilot light, and the main signal light and its phase-conjugated light are polarized and multiplexed. It is possible to transmit the polarized light multiplex light group. Since the relative phase between the two polarizations is stabilized in the optical transmitter, the phase-sensitive optical amplifier having the polarization diversity configuration can be stably operated even in the repeater.

本実施形態の光送信器では、信号変調フォーマットとして16QAMを用いた例について説明をした。しかしながら、IMDD、BPSK,QPSK、64QAM,256QAM、より多値度の高いQAMなど任意のフォーマットに対しても、本実施形態の光送信器と全く同じ構成で励起光を生成できる。本実施形態の光送信器によれば、多値の変調フォーマットの変調信号を送信することができる。 In the optical transmitter of the present embodiment, an example in which 16QAM is used as the signal modulation format has been described. However, excitation light can be generated with exactly the same configuration as the optical transmitter of the present embodiment for any format such as IMDD, BPSK, QPSK, 64QAM, 256QAM, and QAM with a higher multi-level degree. According to the optical transmitter of the present embodiment, it is possible to transmit a modulated signal in a multi-valued modulation format.

[実施形態2]
図2は、本発明の実施形態2の光送信器の構成を示す図である。本実施形態の光送信器500は、実施形態1と同様に信号光およびその位相共役光の対からなる偏波多重された信号光群を生成するための構成を示す。本実施形態の光送信器では、パイロット光は同送されない。
[Embodiment 2]
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an optical transmitter according to a second embodiment of the present invention. The optical transmitter 500 of the present embodiment shows a configuration for generating a polarization-multiplexed signal light group composed of a pair of signal light and its phase-conjugated light as in the first embodiment. In the optical transmitter of this embodiment, the pilot light is not transmitted together.

図2の送信器500は、異なる波長の信号光を出力する複数の信号光源501と、複数の偏波多重変調器502と、波長合波器503と、差周波発生(DFG)用の二次非線形光学素子504と、基本波を出力する局部発振光源505と、EDFA506と、BPF507と、SH光発生(SHG)用の二次非線形光学素子508とを備えている。 The transmitter 500 of FIG. 2 includes a plurality of signal light sources 501 that output signal lights of different wavelengths, a plurality of polarization multiplex modulators 502, a wavelength combiner 503, and a secondary for differential frequency generation (DFG). It includes a nonlinear optical element 504, a local oscillation light source 505 that outputs a fundamental wave, an EDFA506, a BPF 507, and a secondary nonlinear optical element 508 for SH light generation (SHG).

送信器500において、局部発振光源505から出力された連続波光(CW光)は、基本波光530として用いられる。EDFA506は、基本波光を増幅する。BPF507は、EDFA506によって発生したノイズ光を排除し、増幅された基本波光のみを透過させる。 In the transmitter 500, the continuous wave light (CW light) output from the local oscillation light source 505 is used as the fundamental wave light 530. EDFA506 amplifies the fundamental wave light. The BPF 507 eliminates the noise light generated by the EDFA 506 and transmits only the amplified fundamental wave light.

SHG用の二次非線形光学素子508は、PPLN導波路と、出力側のダイクロイックミラーとを含む。BPF507を透過した基本波光が二次非線形光学素子508に入射すると、PPLN導波路により基本波光の半分の波長(2倍の周波数)を持つSH光が発生する。ダイクロイックミラーによって、基本波光およびSH光が分離される。二次非線形光学素子508から出力されたSH光を、励起光531としてDFG用の二次非線形光学素子504に入射する。 The second-order nonlinear optical element 508 for SHG includes a PPLN waveguide and a dichroic mirror on the output side. When the fundamental wave light transmitted through the BPF 507 is incident on the second-order nonlinear optical element 508, SH light having half the wavelength (twice the frequency) of the fundamental wave light is generated by the PPLN waveguide. The dichroic mirror separates the fundamental wave light and the SH light. The SH light output from the second-order nonlinear optical element 508 is incident on the second-order nonlinear optical element 504 for DFG as excitation light 531.

複数の信号光源501は、それぞれ波長が異なり、局部発振光源の基本波光とも波長が異なる連続波光(CW光)を出力する。偏波多重変調器502は、信号光源501のそれぞれの出力光に対して独立した送信データ535、536に応じた偏波多重16QAM変調を施す。偏波多重変調器502の各々からの偏波多重された変調光は、波長合波器503により波長多重される。偏波多重および波長多重された主信号光532は、DFG用の二次非線形光学素子504に入力される。 The plurality of signal light sources 501 output continuous wave light (CW light) having a different wavelength and a wavelength different from that of the fundamental wave light of the local oscillation light source. The polarization multiplexing modulator 502 performs polarization multiplexing 16QAM modulation according to independent transmission data 535 and 536 for each output light of the signal light source 501. The polarization-multiplexed modulated light from each of the polarization multiplexing modulator 502 is wavelength-multiplexed by the wavelength combiner 503. The polarization-multiplexed and wavelength-multiplexed main signal light 532 is input to the second-order nonlinear optical element 504 for DFG.

DFG用の二次非線形光学素子504は、入力側のダイクロイックミラーと、第1のPPLN導波路510および第2のPPLN導波路513と、2つのPPLN導波路の間に配置された偏光子512と、出力側のダイクロイックミラーとを含む。波長多重された主信号光と、SHG用の二次非線形光学素子508から出力された励起光531とは、入力側のダイクロイックミラーにより合波され、第1のPPLN導波路510に入射する。P第1のPLN導波路510において、偏波多重された主信号光532のうち一方の偏波成分について、主信号光の周波数と励起光の周波数との差周波光が発生する。この差周波光は、主信号光532に対する位相共役光となる。偏波多重された主信号光532の2つの直交する偏波成分をそれぞれX偏波成分、Y偏波成分とすると、第1のPPLN導波路510では、主信号光のX偏波成分の位相共役光が生成される。一方で、偏波多重された主信号光532のY偏波成分に対しては何も作用せず、第1のPPLN導波路510をそのまま通過する。 The second-order nonlinear optical element 504 for DFG includes a dichroic mirror on the input side, a first PPLN waveguide 510 and a second PPLN waveguide 513, and a polarizer 512 arranged between the two PPLN waveguides. , Includes a dichroic mirror on the output side. The wavelength-multiplexed main signal light and the excitation light 531 output from the second-order nonlinear optical element 508 for SHG are combined by a dichroic mirror on the input side and incident on the first PPLN waveguide 510. In the P first PLN waveguide 510, a difference frequency light between the frequency of the main signal light and the frequency of the excitation light is generated for the polarization component of one of the polarization-multiplexed main signal lights 532. This difference frequency light becomes phase-conjugated light with respect to the main signal light 532. Assuming that the two orthogonal polarization components of the polarization-multiplexed main signal light 532 are the X polarization component and the Y polarization component, respectively, the phase of the X polarization component of the main signal light in the first PPLN waveguide 510. Conjugated light is generated. On the other hand, nothing acts on the Y polarization component of the polarization-multiplexed main signal light 532, and the light passes through the first PPLN waveguide 510 as it is.

第1のPPLN導波路510からの出力光533は、波長依存型の偏光子512を通過する。この時、偏光子512によって主信号光に対しては90°偏波を回転させ、励起光に対しては0°または180°偏光が回転させる。偏光子512により偏波回転した主信号光は、第2のPPLN導波路513に入力される。第2のPPLN導波路513内では、主信号光のY偏波成分の位相共役光が生成される。一方で、主信号光のX偏波成分に対しては何も作用せず、第2のPPLN導波路513をそのまま通過する。第2のPPLN導波路513の出力の後には、励起光を分離するためのダイクロイックミラーが配置されている。ダイクロイックミラーを通過後、送信器の出力として、主信号光および対応する位相共役からなる複数の対を含む偏波多重信号光群534がファイバ514に出力される。尚、二次非線形光学素子504を透過した励起光531は、出力側のダイクロイックミラーで分離される(535)。 The output light 533 from the first PPLN waveguide 510 passes through the wavelength-dependent polarizer 512. At this time, the polarizer 512 rotates 90 ° polarized light with respect to the main signal light and 0 ° or 180 ° polarized light with respect to the excitation light. The main signal light polarized and rotated by the polarizer 512 is input to the second PPLN waveguide 513. In the second PPLN waveguide 513, phase-conjugated light of the Y polarization component of the main signal light is generated. On the other hand, it has no effect on the X polarization component of the main signal light and passes through the second PPLN waveguide 513 as it is. A dichroic mirror for separating the excitation light is arranged after the output of the second PPLN waveguide 513. After passing through the dichroic mirror, a polarized multiplex signal light group 534 including a plurality of pairs consisting of a main signal light and corresponding phase conjugation is output to the fiber 514 as an output of the transmitter. The excitation light 531 transmitted through the second-order nonlinear optical element 504 is separated by a dichroic mirror on the output side (535).

図2の送信器500の構成によれば、波長合波器503から出力された主信号光の偏波多重信号532を、二次非線形光学素子504によって一度も偏波分離することなく、リジッドな光学部品を用いて直交する2つの偏波成分に対する位相共役光を生成することができる。二次非線形光学素子504は、2つのPPLN導波路510、513を構成するLiNbO3基板および偏光子512を、接続用光ファイバを使用せずにモジュール内に固定して構成できる。したがって、実施形態1の送信器400のように別個の二次非線形光学素子を光ファイバで相互接続する構成と比べて、直交する偏波間における相対位相のドリフトや変動が無視できるほど小さい。このため、図2の光送信器は、実施形態1の光送信器のように、直交する偏波間の位相同期、相対位相の安定化のための制御機構が不要である利点を有する。 According to the configuration of the transmitter 500 of FIG. 2, the polarization multiplex signal 532 of the main signal light output from the wavelength combiner 503 is rigid without being polarized even once by the second-order nonlinear optical element 504. Optical components can be used to generate phase-conjugated light for two orthogonal polarization components. The secondary nonlinear optical element 504 can be configured by fixing the LiNbO 3 substrate and the polarizer 512 constituting the two PPLN waveguides 510 and 513 in the module without using a connecting optical fiber. Therefore, as compared with the configuration in which separate second-order nonlinear optical elements are interconnected by an optical fiber as in the transmitter 400 of the first embodiment, the drift and fluctuation of the relative phase between the orthogonal polarizations are negligibly small. Therefore, the optical transmitter of FIG. 2 has an advantage that, unlike the optical transmitter of the first embodiment, a control mechanism for phase synchronization between orthogonal polarizations and stabilization of relative phase is not required.

図2の本実施形態に示した光送信器500の構成では、局部発振光源505からの出力をパイロット光として同送することなく、主信号光を偏波多重した光波を送信することができる。偏波間の相対位相のドリフト・変動が生じず安定化されているため、中継器においても、偏波ダイバシティ構成の位相感応光増幅器を安定動作させることができる。 In the configuration of the optical transmitter 500 shown in the present embodiment of FIG. 2, it is possible to transmit a light wave in which the main signal light is polarized and multiplexed without transmitting the output from the local oscillation light source 505 as pilot light. Since the relative phase drift and fluctuation between the polarizations do not occur and are stabilized, the phase-sensitive optical amplifier having the polarization diversity configuration can be stably operated even in the repeater.

実施形態1、実施形態2で用いた二次非線形光学素子を構成するリッジ導波路の材料は一例にすぎない。すなわち、リッジ導波路は、LiNbO3、KNbO3、LiTaO3、LiNb(x)Ta(1-x)3(0≦x≦1)、またはKTiOPO4のいずれかの材料を用いて構成しても良いし、これらにMg、Zn、Sc、Inからなる群から選ばれた少なくとも一種を添加物として加えた材料でも良い。 The material of the ridge waveguide constituting the second-order nonlinear optical element used in the first and second embodiments is only an example. That is, the ridge waveguide is constructed using any material of LiNbO 3 , KNbO 3 , LiTaO 3 , LiNb (x) Ta (1-x) O 3 (0 ≦ x ≦ 1), or KTIOPO 4. Alternatively, a material may be used in which at least one selected from the group consisting of Mg, Zn, Sc and In is added as an additive.

以上詳細に説明したように、本発明の光送信器では、主信号光、その位相共役光、励起光、パイロット信号などの各信号において、直交する偏波間の位相差のドリフト変動を安定化させることができる。光送信器における温度変動や振動などによる2つの偏波間で相対位相を安定化する。本発明の光送信器から送信されるPDM信号によれば、中継器における偏波ダイバシティ構成の位相感応光増幅器でも、安定した光増幅動作が可能となる。 As described in detail above, the optical transmitter of the present invention stabilizes the drift fluctuation of the phase difference between orthogonal polarizations in each signal such as the main signal light, its phase-conjugated light, the excitation light, and the pilot signal. be able to. It stabilizes the relative phase between the two polarizations due to temperature fluctuations and vibrations in the optical transmitter. According to the PDM signal transmitted from the optical transmitter of the present invention, stable optical amplification operation is possible even in a phase-sensitive optical amplifier having a polarization diversity configuration in a repeater.

本発明は、一般に通信システムに利用することができる。特に、光伝送システムにおける光送信器に利用できる。 The present invention can generally be used in communication systems. In particular, it can be used as an optical transmitter in an optical transmission system.

100、200、302、352 位相感応光増幅器(PSA)
102 励起光源
103 励起光位相制御部
201、308、321、409、412、506 EDFA
202、204、306、311、323、324、363、364、404、406、411、414、504、508 二次非線形光学素子
206、328、421、425 光ファイバ伸長器
207、361、514 光ファイバ
208、326、419、423 光検出器
209、327、420、424 PLL回路
301、351、400、500、600 光送信器
303、353、401、501 信号光源
304、355、356 外部変調器
402、502 偏波多重変調器
305、403、503 波長合波器
307、407、505 局部発振光源
309、322、410、413、418、422、507 BPF
360、362、365 PBS
405 偏波回転子
409、512 偏光子
510、513 PPLN導波路
100, 200, 302, 352 Phase Sensitive Optical Amplifier (PSA)
102 Excitation light source 103 Excitation light phase control unit 201, 308, 321, 409, 412, 506 EDFA
202, 204, 306, 311, 323, 324, 363, 364, 404, 406, 411, 414, 504, 508 Secondary nonlinear optical elements 206, 328, 421, 425 Optical fiber extenders 207, 361, 514 Optical fibers 208, 326, 419, 423 Optical detectors 209, 327, 420, 424 PLL circuits 301, 351, 400, 500, 600 Optical transmitters 303, 353, 401, 501 Signal light source 304, 355, 356 External modulator 402, 502 Polarization multiplex modulator 305, 403, 503 Wavelength combiner 307, 407, 505 Local oscillation light source 309, 322, 410, 413, 418, 422, 507 BPF
360, 362, 365 PBS
405 Polarized Rotor 409, 512 Polarizer 510, 513 PPLN Waveguide

Claims (8)

主信号光を出力する信号光源と、
前記主信号光を変調する偏波多重変調器と、
偏波多重され変調された前記主信号光の一方の偏波成分に対する位相共役光を生成する第1の二次非線形光学素子と、
前記第1の二次非線形光学素子からの出力光を偏波回転する偏波回転子と、
前記偏波回転子から入力された偏波多重され変調された前記主信号光の他方の偏波成分に対する位相共役光を生成し、主信号光−位相共役光の対を含む偏波多重光群を出力する第2の二次非線形光学素子と、
基本波光を出力する局部発振光源と、
前記基本波光に基づいて、前記第1の二次非線形光学素子で位相共役光を生成するための第1の励起光および前記第2の二次非線形光学素子で位相共役光を生成するための第2の励起光を生成する1つ以上の二次非線形光学素子と、
前記基本波光の一部であって、偏波多重され変調された前記主信号光とともに入力され、前記第1の二次非線形光学素子を透過するパイロット信号の位相と、前記第1の励起光位相とを同期させ、前記第2の二次非線形光学素子をさらに透過する前記パイロット信号の位相と、前記第2の励起光の位相とを同期させる位相調整機構と
を備えたことを特徴とする光送信器。
A signal light source that outputs the main signal light and
A polarization multiplex modulator that modulates the main signal light,
A first second-order nonlinear optical element that generates phase-conjugated light for one of the polarization components of the main signal light that has been multiplexed and modulated.
A polarized rotor that polarizes and rotates the output light from the first second-order nonlinear optical element,
A polarization-multiplexed light group that generates phase-conjugated light for the other polarization component of the polarization-multiplexed and modulated main signal light input from the polarization rotor, and includes a pair of main signal light-phase-conjugated light. The second-order nonlinear optical element that outputs
A local oscillation light source that outputs fundamental wave light,
Based on the fundamental wave light, a first excitation light for generating phase-conjugated light with the first second-order nonlinear optical element and a second for generating phase-conjugated light with the second second-order nonlinear optical element. One or more second-order nonlinear optical elements that generate two excitation lights,
The phase of the pilot signal which is a part of the fundamental wave light and is input together with the polarization-multiplexed and modulated main signal light and passes through the first second-order nonlinear optical element, and the phase of the first excitation light . It is characterized by including a phase adjusting mechanism that synchronizes the phase with the phase of the pilot signal that further passes through the second second-order nonlinear optical element and the phase of the second excitation light. Optical transmitter.
前記位相調整機構は、
前記第1の二次非線形光学素子の出力側の前記パイロット信号のレベルを検出して、前記第1の二次非線形光学素子の入力側の前記主信号光および前記パイロット信号の位相を調整する第1のフィードバック回路と、
前記第2の二次非線形光学素子の出力側の前記パイロット信号のレベルを検出して、前記第2の二次非線形光学素子の入力側の前記主信号光前記位相共役光および前記パイロット信号の位相を調整する第2のフィードバック回路と
を含むことを特徴とする請求項1に記載の光送信器。
The phase adjustment mechanism is
A second that detects the level of the pilot signal on the output side of the first second-order nonlinear optical element and adjusts the phases of the main signal light and the pilot signal on the input side of the first second-order nonlinear optical element. 1 feedback circuit and
The level of the pilot signal on the output side of the second second-order nonlinear optical element is detected, and the main signal light , the phase-conjugated light and the pilot signal on the input side of the second second-order nonlinear optical element are detected. The optical transmitter according to claim 1, further comprising a second feedback circuit for adjusting the phase.
前記第1の二次非線形光学素子、前記第2の二次非線形光学素子および前記1つ以上の二次非線形光学素子は、それぞれ直接接合リッジ導波路を含み、
前記直接接合リッジ導波路は、LiNbO3、KNbO3、LiTaO3、LiNb(x)Ta(1―x)3(0≦x≦1)、またはKTiOPO4のいずれかの材料から構成されるか、または、当該材料のいずれかにMg、Zn、Sc、Inからなる群から選ばれた少なくとも一種を添加物として加えた材料から構成されること
を特徴とする請求項1または2に記載の光送信器。
The first second-order nonlinear optical element, the second second-order nonlinear optical element, and the one or more second-order nonlinear optical elements each include a direct junction ridge waveguide.
Whether the direct junction ridge waveguide is composed of any of LiNbO 3 , KNbO 3 , LiTaO 3 , LiNb (x) Ta (1-x) O 3 (0 ≦ x ≦ 1), or KTIOPO 4 material. The light according to claim 1 or 2, wherein the light is composed of a material obtained by adding at least one selected from the group consisting of Mg, Zn, Sc, and In to any of the materials as an additive. Transmitter.
主信号光を出力する信号光源と、
前記主信号光を変調する偏波多重変調器と、
偏波多重され変調された前記主信号光の位相共役光を生成し、偏波多重光群を出力する第1の二次非線形光学素子であって、
偏波多重され変調された前記主信号光の一方の偏波成分に対する位相共役光を生成する第1の二次非線形導波路と、
前記第1の二次非線形導波路からの前記主信号光および前記位相共役光を、波長依存性を持って偏波回転する偏光子と、
前記偏光子から入力された偏波多重され変調された前記主信号光の他方の偏波成分に対する位相共役光を生成し、主信号光−位相共役光の対を含む前記偏波多重光群を出力する第2の二次非線形導波路と
を含む第1の二次非線形光学素子と、
基本波光を出力する局部発振光源と、
前記基本波光に基づいて、前記第1の二次非線形光学素子で位相共役光を生成するための励起光を生成する第2の二次非線形光学素子と
を備えたことを特徴とする光送信器。
A signal light source that outputs the main signal light and
A polarization multiplex modulator that modulates the main signal light,
A first second-order nonlinear optical element that generates phase-conjugated light of the main signal light that has been polarized and modulated and outputs a group of polarized multiple light.
A first quadratic nonlinear waveguide that generates phase-conjugated light for one of the polarization components of the main signal light that has been multiplexed and modulated.
A polarizer that polarizes and rotates the main signal light and the phase-conjugated light from the first second-order nonlinear waveguide with wavelength dependence.
Generates phase-coupled light for the other polarization component of the polarization-multiplexed and modulated main signal light input from the polarizer, and produces the polarization-multiplexed light group including a pair of main signal light-phase-conjugated light. A first second-order nonlinear optical element including an output second second-order nonlinear waveguide,
A local oscillation light source that outputs fundamental wave light,
An optical transmitter including a second second-order nonlinear optical element that generates excitation light for generating phase-conjugated light in the first second-order nonlinear optical element based on the fundamental wave light. ..
前記第1の二次非線形光学素子は、直接接合リッジ導波路を用いた前記第1の二次非線形導波路および前記第2の二次非線形導波路並びに前記偏光子が、単一のモジュールにパッケージされた構成を持つことを特徴とする請求項4に記載の光送信器。 In the first second-order nonlinear optical element, the first second-order nonlinear waveguide using a direct junction ridge waveguide, the second second-order nonlinear waveguide, and the polarizer are packaged in a single module. The optical transmitter according to claim 4, wherein the optical transmitter has a configured structure. 前記直接接合リッジ導波路は、LiNbO3、KNbO3、LiTaO3、LiNb(x)Ta(1―x)3(0≦x≦1)、またはKTiOPO4のいずれかの材料から構成されるか、または、当該材料のいずれかにMg、Zn、Sc、Inからなる群から選ばれた少なくとも一種を添加物として加えた材料から構成されること
を特徴とする請求項5に記載の光送信器。
Whether the direct junction ridge waveguide is composed of any of LiNbO 3 , KNbO 3 , LiTaO 3 , LiNb (x) Ta (1-x) O 3 (0 ≦ x ≦ 1), or KTIOPO 4 material. The optical transmitter according to claim 5, wherein the optical transmitter is composed of a material obtained by adding at least one selected from the group consisting of Mg, Zn, Sc, and In to any of the materials as an additive. ..
異なる波長の光をそれぞれ出力する複数の前記信号光源と、対応する複数の偏波多重変調器と、偏波多重され変調された複数の前記主信号光を合波して、前記第1の二次非線形光学素子へ波長多重光を出力する波長合波器を備え、
異なる波長の前記主信号光の各々に位相共役光が生成されることを特徴とする請求項1乃至6いずれかに記載の光送信器。
The first two are combined by combining the plurality of signal light sources that output light having different wavelengths, the plurality of corresponding polarization multiplex modulators, and the plurality of polarization-multiplexed and modulated main signal lights. Equipped with a wavelength combiner that outputs wavelength-multiplexed light to the next-order nonlinear optical element
The optical transmitter according to any one of claims 1 to 6, wherein phase-conjugated light is generated for each of the main signal lights having different wavelengths.
請求項1乃至7いずれかに記載の光送信器と、
前記光送信器からの前記偏波多重光群の搬送波位相に同期した基本波光を出力する局部発振光源を備え、前記偏波多重光群を2つの偏波成分に分離し、非線形光学素子によって前記2つの偏波成分をそれぞれ光増幅し、光増幅された前記2つの偏波成分を再合波する偏波ダイバシティ構成を有する位相感応光増幅器と
を備えたことを特徴とする光伝送システム。
The optical transmitter according to any one of claims 1 to 7.
A locally oscillating light source that outputs fundamental wave light synchronized with the carrier phase of the polarized light group from the optical transmitter is provided, the polarized light group is separated into two polarization components, and the non-linear optical element is used to separate the polarized light group into two components. An optical transmission system including a phase-sensitive optical amplifier having a polarization diversity configuration in which two polarization components are optically amplified and the two polarization components photoamplified are recombined.
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