JPH0895093A - 波長変換装置 - Google Patents
波長変換装置Info
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- JPH0895093A JPH0895093A JP23001894A JP23001894A JPH0895093A JP H0895093 A JPH0895093 A JP H0895093A JP 23001894 A JP23001894 A JP 23001894A JP 23001894 A JP23001894 A JP 23001894A JP H0895093 A JPH0895093 A JP H0895093A
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- optical frequency
- pump light
- optical
- pump
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光ファイバの４光波混合を用いた波長変換に
おいて、変換光の光周波数が余分な変調成分をもたず
に、誘導ブリルアン散乱による波長変換効率の制限を緩
和する。 【構成】 光ファイバと、信号光とは異なる光周波数の
ポンプ光を出力するポンプ光源と、信号光とポンプ光を
光ファイバに入力する手段とを備え、信号光とポンプ光
による４光波混合により新たな光周波数の信号光を出力
する波長変換装置において、ポンプ光源は、第１の光周
波数を中心に光周波数変調された第１のポンプ光と、第
１の光周波数とは異なる第２の光周波数を中心に第１の
ポンプ光とは逆相で光周波数変調された第２のポンプ光
を出力する構成である。
おいて、変換光の光周波数が余分な変調成分をもたず
に、誘導ブリルアン散乱による波長変換効率の制限を緩
和する。 【構成】 光ファイバと、信号光とは異なる光周波数の
ポンプ光を出力するポンプ光源と、信号光とポンプ光を
光ファイバに入力する手段とを備え、信号光とポンプ光
による４光波混合により新たな光周波数の信号光を出力
する波長変換装置において、ポンプ光源は、第１の光周
波数を中心に光周波数変調された第１のポンプ光と、第
１の光周波数とは異なる第２の光周波数を中心に第１の
ポンプ光とは逆相で光周波数変調された第２のポンプ光
を出力する構成である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバを用いてあ
る波長の信号光を別の波長の信号光に変換する波長変換
装置に関する。
る波長の信号光を別の波長の信号光に変換する波長変換
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の波長変換方法には、光ファイバ内
の４光波混合を利用したものがある。４光波混合とは、
光ファイバに光周波数の異なる３つの光（光周波数f1,
f2,f3) を入力すると、媒質の非線形効果により光周波
数 (f1＋f2−f3) の新たな光が発生する現象である。こ
のとき、f1とf2が同一であれば、光周波数(2f1−f3)の
光が発生する。また、光周波数f1の光が定常光であれ
ば、光周波数(2f1−f3)の光は光周波数f3の光と同じ信
号成分を有する。
の４光波混合を利用したものがある。４光波混合とは、
光ファイバに光周波数の異なる３つの光（光周波数f1,
f2,f3) を入力すると、媒質の非線形効果により光周波
数 (f1＋f2−f3) の新たな光が発生する現象である。こ
のとき、f1とf2が同一であれば、光周波数(2f1−f3)の
光が発生する。また、光周波数f1の光が定常光であれ
ば、光周波数(2f1−f3)の光は光周波数f3の光と同じ信
号成分を有する。
【０００３】したがって、図２に示すように光周波数f3
の信号光と、ポンプ光源２１から出力された光周波数f1
のポンプ光とを光カプラ２２で合波して光ファイバ２３
に入力すると、光ファイバ２３で光周波数(2f1−f3) の
信号光が発生する。これにより、光周波数 f3 から光周
波数(2f1−f3) への光周波数変換（波長変換）が行われ
る。
の信号光と、ポンプ光源２１から出力された光周波数f1
のポンプ光とを光カプラ２２で合波して光ファイバ２３
に入力すると、光ファイバ２３で光周波数(2f1−f3) の
信号光が発生する。これにより、光周波数 f3 から光周
波数(2f1−f3) への光周波数変換（波長変換）が行われ
る。
【０００４】以上の波長変換方法では、発生する変換光
パワーはポンプ光の２乗に比例する。したがって、波長
変換効率を高めるためには、高パワーのポンプ光を光フ
ァイバに入力すればよい。しかし、光ファイバに入力可
能な光パワーは誘導ブリルアン散乱という非線形現象に
より制限されることが知られている。
パワーはポンプ光の２乗に比例する。したがって、波長
変換効率を高めるためには、高パワーのポンプ光を光フ
ァイバに入力すればよい。しかし、光ファイバに入力可
能な光パワーは誘導ブリルアン散乱という非線形現象に
より制限されることが知られている。
【０００５】ここで、まずブリルアン散乱について説明
する。ブリルアン散乱とは、光が媒質内を伝搬すると、
媒質内の格子振動と伝搬光が相互作用を起こし、もとの
伝搬光とは逆方向に後方散乱光（以下「ブリルアン散乱
光」という）が発生する現象である。発生するブリルア
ン散乱光の光周波数は、格子振動の周波数だけもとの伝
搬光からシフトしている。ガラスファイバの場合には、
光周波数シフト量は約10ＧHz、その周波数幅は約20ＭHz
である。
する。ブリルアン散乱とは、光が媒質内を伝搬すると、
媒質内の格子振動と伝搬光が相互作用を起こし、もとの
伝搬光とは逆方向に後方散乱光（以下「ブリルアン散乱
光」という）が発生する現象である。発生するブリルア
ン散乱光の光周波数は、格子振動の周波数だけもとの伝
搬光からシフトしている。ガラスファイバの場合には、
光周波数シフト量は約10ＧHz、その周波数幅は約20ＭHz
である。
【０００６】この現象は、発生したブリルアン散乱光が
さらに次のブリルアン過程を引き起こす誘導的な性質を
有している。すなわち、一種の正のフィードバック作用
がある。このために、もとの伝搬光のパワーを大きくし
てゆくと、所定のレベルを境にブリルアン散乱光パワー
が急激に増加する。ブリルアン散乱光は伝搬光と格子振
動との相互作用により発生するものであるので、ブリル
アン散乱光の増加は伝搬光の減少につながる。したがっ
て、入力した伝搬光がそのまま出力されずに、所定のレ
ベル（以下「ブリルアン閾値」という）を境に伝搬光パ
ワーが飽和しはじめる。このような誘導ブリルアン散乱
現象により、光ファイバ内を伝搬可能なポンプ光パワー
が制限され、それに伴って波長変換効率も制限されてい
た。
さらに次のブリルアン過程を引き起こす誘導的な性質を
有している。すなわち、一種の正のフィードバック作用
がある。このために、もとの伝搬光のパワーを大きくし
てゆくと、所定のレベルを境にブリルアン散乱光パワー
が急激に増加する。ブリルアン散乱光は伝搬光と格子振
動との相互作用により発生するものであるので、ブリル
アン散乱光の増加は伝搬光の減少につながる。したがっ
て、入力した伝搬光がそのまま出力されずに、所定のレ
ベル（以下「ブリルアン閾値」という）を境に伝搬光パ
ワーが飽和しはじめる。このような誘導ブリルアン散乱
現象により、光ファイバ内を伝搬可能なポンプ光パワー
が制限され、それに伴って波長変換効率も制限されてい
た。
【０００７】そこで、誘導ブリルアン散乱による波長変
換効率の制限を緩和する方法として、ポンプ光の光周波
数を変調する手法が提案されている。この手法では、ブ
リルアン閾値は入力光の周波数スペクトルが広いと大き
くなるという性質を利用している。以下、この原理につ
いて説明する。
換効率の制限を緩和する方法として、ポンプ光の光周波
数を変調する手法が提案されている。この手法では、ブ
リルアン閾値は入力光の周波数スペクトルが広いと大き
くなるという性質を利用している。以下、この原理につ
いて説明する。
【０００８】誘導ブリルアン散乱とは、上述したように
ある場所での散乱過程が別の場所での散乱過程を誘導的
に引き起こすことである。すなわち、Ａ地点で発生した
ブリルアン散乱光が後方に伝搬してゆき、Ｂ地点で伝搬
光のブリルアン散乱を引き起こす源となることである。
そこで、ポンプ光に光周波数変調をかける。すると、Ａ
地点で発生したブリルアン散乱光が後方に伝搬していっ
たときに、Ｂ地点でのポンプ光は、Ａ地点でブリルアン
散乱光を発生させたポンプ光とは光周波数が異なる。こ
のために、Ａ地点で発生したブリルアン散乱光とＢ地点
におけるブリルアン散乱過程は無相関となり、Ａ地点で
発生したブリルアン散乱光がＢ地点でのブリルアン散乱
を誘導的に引き起こすことはない。したがって、ポンプ
光に光周波数変調をかけることにより、ブリルアン閾値
を大きくすることができる。これにより、大きなポンプ
光パワーを光ファイバに入力することが可能となり、波
長変換効率を高くすることができるというものである。
ある場所での散乱過程が別の場所での散乱過程を誘導的
に引き起こすことである。すなわち、Ａ地点で発生した
ブリルアン散乱光が後方に伝搬してゆき、Ｂ地点で伝搬
光のブリルアン散乱を引き起こす源となることである。
そこで、ポンプ光に光周波数変調をかける。すると、Ａ
地点で発生したブリルアン散乱光が後方に伝搬していっ
たときに、Ｂ地点でのポンプ光は、Ａ地点でブリルアン
散乱光を発生させたポンプ光とは光周波数が異なる。こ
のために、Ａ地点で発生したブリルアン散乱光とＢ地点
におけるブリルアン散乱過程は無相関となり、Ａ地点で
発生したブリルアン散乱光がＢ地点でのブリルアン散乱
を誘導的に引き起こすことはない。したがって、ポンプ
光に光周波数変調をかけることにより、ブリルアン閾値
を大きくすることができる。これにより、大きなポンプ
光パワーを光ファイバに入力することが可能となり、波
長変換効率を高くすることができるというものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、４光波混合
による波長変換方法では、光周波数f3の信号光に対する
変換光の光周波数は(2f1−f3) であり、光周波数f1のポ
ンプ光が光周波数変調されると、変換光もこれに応じた
光周波数変調成分を含むことになる。これでは、信号光
が光周波数変調や位相変調されている場合には適用でき
ない。また、信号光が光強度変調されている場合でも、
高密度に波長多重された伝送システムのように変換光の
光周波数を精密に制御しなければならないときには不適
当である。
による波長変換方法では、光周波数f3の信号光に対する
変換光の光周波数は(2f1−f3) であり、光周波数f1のポ
ンプ光が光周波数変調されると、変換光もこれに応じた
光周波数変調成分を含むことになる。これでは、信号光
が光周波数変調や位相変調されている場合には適用でき
ない。また、信号光が光強度変調されている場合でも、
高密度に波長多重された伝送システムのように変換光の
光周波数を精密に制御しなければならないときには不適
当である。
【００１０】本発明は、光ファイバの４光波混合を用い
た波長変換において、変換光の光周波数が余分な変調成
分をもたずに、誘導ブリルアン散乱による波長変換効率
の制限を緩和することができる波長変換装置を提供する
ことを目的とする。
た波長変換において、変換光の光周波数が余分な変調成
分をもたずに、誘導ブリルアン散乱による波長変換効率
の制限を緩和することができる波長変換装置を提供する
ことを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、光ファイバ
と、信号光とは異なる光周波数のポンプ光を出力するポ
ンプ光源と、信号光とポンプ光を光ファイバに入力する
手段とを備え、信号光とポンプ光による４光波混合によ
り新たな光周波数の信号光を出力する波長変換装置にお
いて、ポンプ光源は、第１の光周波数を中心に光周波数
変調された第１のポンプ光と、第１の光周波数とは異な
る第２の光周波数を中心に第１のポンプ光とは逆相で光
周波数変調された第２のポンプ光を出力する構成であ
る。
と、信号光とは異なる光周波数のポンプ光を出力するポ
ンプ光源と、信号光とポンプ光を光ファイバに入力する
手段とを備え、信号光とポンプ光による４光波混合によ
り新たな光周波数の信号光を出力する波長変換装置にお
いて、ポンプ光源は、第１の光周波数を中心に光周波数
変調された第１のポンプ光と、第１の光周波数とは異な
る第２の光周波数を中心に第１のポンプ光とは逆相で光
周波数変調された第２のポンプ光を出力する構成であ
る。
【００１２】
【作用】本発明は、ポンプ光を光周波数変調することに
より、光ファイバのＡ地点で発生したブリルアン散乱光
とＢ地点におけるブリルアン散乱過程は無相関となり、
誘導ブリルアン散乱を抑圧することができる。さらに、
２つのポンプ光に対する光周波数変調がちょうど逆相に
なるように設定することにより、光ファイバの４光波混
合により発生する変換光には、ポンプ光の光周波数変調
成分が相殺されて現れない。
より、光ファイバのＡ地点で発生したブリルアン散乱光
とＢ地点におけるブリルアン散乱過程は無相関となり、
誘導ブリルアン散乱を抑圧することができる。さらに、
２つのポンプ光に対する光周波数変調がちょうど逆相に
なるように設定することにより、光ファイバの４光波混
合により発生する変換光には、ポンプ光の光周波数変調
成分が相殺されて現れない。
【００１３】
【実施例】図１は、本発明の波長変換装置の実施例構成
を示す。図において、ポンプ光源１１は光周波数fp1 の
ポンプ光を出力し、ポンプ光源１２は光周波数fp2 の
ポンプ光を出力する。ポンプ光，は光カプラ１３
で合波され、さらに光カプラ２２で光周波数fsの信号光
と合波されて光ファイバ２３に入力される。このような
構成により、光ファイバ２３では４光波混合により光周
波数(fp1＋fp2−fs)の信号光が発生する。
を示す。図において、ポンプ光源１１は光周波数fp1 の
ポンプ光を出力し、ポンプ光源１２は光周波数fp2 の
ポンプ光を出力する。ポンプ光，は光カプラ１３
で合波され、さらに光カプラ２２で光周波数fsの信号光
と合波されて光ファイバ２３に入力される。このような
構成により、光ファイバ２３では４光波混合により光周
波数(fp1＋fp2−fs)の信号光が発生する。
【００１４】ここで、２つのポンプ光，について、 fp1＝fp10＋Δf×cosωt fp2＝fp20−Δf×cosωt で示される光周波数変調する。これにより、従来技術の
場合と同様に光ファイバのＡ地点で発生したブリルアン
散乱光とＢ地点におけるブリルアン散乱過程は無相関と
なり、誘導ブリルアン散乱を抑圧することができるの
で、ブリルアン閾値を大きくすることができる。したが
って、大きなポンプ光パワーを光ファイバに入力するこ
とが可能となり、波長変換効率を高くすることができ
る。
場合と同様に光ファイバのＡ地点で発生したブリルアン
散乱光とＢ地点におけるブリルアン散乱過程は無相関と
なり、誘導ブリルアン散乱を抑圧することができるの
で、ブリルアン閾値を大きくすることができる。したが
って、大きなポンプ光パワーを光ファイバに入力するこ
とが可能となり、波長変換効率を高くすることができ
る。
【００１５】さらに、本発明では、２つのポンプ光，
に対する光周波数変調がちょうど逆相になるように設
定している。これにより、光ファイバの４光波混合によ
り発生する変換光の光周波数は、 fp1＋fp2−fs＝(fp10＋Δf×cosωt)＋(fp20−Δf×cos
ωt)−fs ＝fp10＋fp20−fs となり、ポンプ光の光周波数変調成分は相殺されて変換
光には現れない。すなわち、光周波数fsの信号光が、同
じ信号成分を有する光周波数(fp1＋fp2−fs)の信号光へ
光周波数変換（波長変換）される。
に対する光周波数変調がちょうど逆相になるように設
定している。これにより、光ファイバの４光波混合によ
り発生する変換光の光周波数は、 fp1＋fp2−fs＝(fp10＋Δf×cosωt)＋(fp20−Δf×cos
ωt)−fs ＝fp10＋fp20−fs となり、ポンプ光の光周波数変調成分は相殺されて変換
光には現れない。すなわち、光周波数fsの信号光が、同
じ信号成分を有する光周波数(fp1＋fp2−fs)の信号光へ
光周波数変換（波長変換）される。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、光ファイ
バの４光波混合を用いた波長変換において、誘導ブリル
アン散乱によるポンプ光パワーの制限が緩和でき、波長
変換効率を高くすることができる。さらに、波長変換さ
れた信号光が余分な変調成分（ポンプ光の光周波数変調
成分）をもたないので、信号光の変調方式に依存しない
波長変換装置を実現することができる。
バの４光波混合を用いた波長変換において、誘導ブリル
アン散乱によるポンプ光パワーの制限が緩和でき、波長
変換効率を高くすることができる。さらに、波長変換さ
れた信号光が余分な変調成分（ポンプ光の光周波数変調
成分）をもたないので、信号光の変調方式に依存しない
波長変換装置を実現することができる。
【図１】本発明の波長変換装置の実施例構成を示すブロ
ック図。
ック図。
【図２】従来の波長変換装置の構成を示すブロック図。
１１，１２，２１ ポンプ光源 １３，２２ 光カプラ ２３ 光ファイバ
Claims (1)
- 【請求項１】 光ファイバと、信号光とは異なる光周波
数のポンプ光を出力するポンプ光源と、信号光とポンプ
光を光ファイバに入力する手段とを備え、信号光とポン
プ光による４光波混合により新たな光周波数の信号光を
出力する波長変換装置において、 前記ポンプ光源は、第１の光周波数を中心に光周波数変
調された第１のポンプ光と、第１の光周波数とは異なる
第２の光周波数を中心に第１のポンプ光とは逆相で光周
波数変調された第２のポンプ光を出力する構成であるこ
とを特徴とする波長変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23001894A JPH0895093A (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | 波長変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23001894A JPH0895093A (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | 波長変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0895093A true JPH0895093A (ja) | 1996-04-12 |
Family
ID=16901288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23001894A Pending JPH0895093A (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | 波長変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0895093A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002003132A1 (fr) * | 2000-07-04 | 2002-01-10 | Japan Science And Technology Corporation | Convertisseur de longueur d'onde |
| JP2006091876A (ja) * | 2004-09-23 | 2006-04-06 | Lucent Technol Inc | アイドラの広帯域化の無い複数ポンプパラメトリック装置 |
| JP2019200379A (ja) * | 2018-05-18 | 2019-11-21 | 富士通株式会社 | 波長変換装置、伝送装置、及び伝送システム |
| JP2020120355A (ja) * | 2019-01-28 | 2020-08-06 | 富士通株式会社 | 波長変換装置及び波長変換方法 |
-
1994
- 1994-09-26 JP JP23001894A patent/JPH0895093A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002003132A1 (fr) * | 2000-07-04 | 2002-01-10 | Japan Science And Technology Corporation | Convertisseur de longueur d'onde |
| JP2002023210A (ja) * | 2000-07-04 | 2002-01-23 | Japan Science & Technology Corp | 波長変換装置 |
| EP1306718A1 (en) * | 2000-07-04 | 2003-05-02 | Japan Science and Technology Corporation | Wavelength converter |
| EP1306718A4 (en) * | 2000-07-04 | 2005-08-17 | Japan Science & Tech Agency | WAVE LENGTH CONVERTER |
| JP2006091876A (ja) * | 2004-09-23 | 2006-04-06 | Lucent Technol Inc | アイドラの広帯域化の無い複数ポンプパラメトリック装置 |
| JP2019200379A (ja) * | 2018-05-18 | 2019-11-21 | 富士通株式会社 | 波長変換装置、伝送装置、及び伝送システム |
| JP2020120355A (ja) * | 2019-01-28 | 2020-08-06 | 富士通株式会社 | 波長変換装置及び波長変換方法 |
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