JPH09127563A - 光信号のスペクトル特性を変えるための装置及び方法 - Google Patents
光信号のスペクトル特性を変えるための装置及び方法Info
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- JPH09127563A JPH09127563A JP8246824A JP24682496A JPH09127563A JP H09127563 A JPH09127563 A JP H09127563A JP 8246824 A JP8246824 A JP 8246824A JP 24682496 A JP24682496 A JP 24682496A JP H09127563 A JPH09127563 A JP H09127563A
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- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
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- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/353—Frequency conversion, i.e. wherein a light beam is generated with frequency components different from those of the incident light beams
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- G02F1/3538—Four-wave interaction for optical phase conjugation
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スペクトル変換効率の高い装置及び方法を提
供すること。 【解決手段】 スペクトル反転（又は、光位相共役）と
して知られる解決法を基にして、スペクトルが変えられ
る。本装置(1)は、一般には分散シフト光ファイバー(4)
のような媒質を含む。ファイバー(4)内に変調不安定性
を引き起こすようなレベルのポンプ信号と共に、変える
べき信号がその光ファイバー内に送り込まれる。ファイ
バー(4)の出力において、スペクトル反転した光信号が
得られ、この信号は波長が変化しており、その変換効率
は高い。好ましくは、誘導ブリリュアン散乱を避けるた
めに、例えば変調器(5)によってポンプ信号のスペクト
ルを拡張させる。
供すること。 【解決手段】 スペクトル反転（又は、光位相共役）と
して知られる解決法を基にして、スペクトルが変えられ
る。本装置(1)は、一般には分散シフト光ファイバー(4)
のような媒質を含む。ファイバー(4)内に変調不安定性
を引き起こすようなレベルのポンプ信号と共に、変える
べき信号がその光ファイバー内に送り込まれる。ファイ
バー(4)の出力において、スペクトル反転した光信号が
得られ、この信号は波長が変化しており、その変換効率
は高い。好ましくは、誘導ブリリュアン散乱を避けるた
めに、例えば変調器(5)によってポンプ信号のスペクト
ルを拡張させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光通信システムに係
り、特に、光信号のスペクトル特性を変えるための装置
及び方法に関する。限定したものではないが、好ましく
は、光ファイバーのような伝送キャリアにおいて伝送さ
れる光信号の色分散を補償するのに本発明が適用され
る。ここで用いられている用語「色分散(chromatic dis
persion)」は、伝送媒質の特性及び伝送信号への影響の
両方を意味する。
り、特に、光信号のスペクトル特性を変えるための装置
及び方法に関する。限定したものではないが、好ましく
は、光ファイバーのような伝送キャリアにおいて伝送さ
れる光信号の色分散を補償するのに本発明が適用され
る。ここで用いられている用語「色分散(chromatic dis
persion)」は、伝送媒質の特性及び伝送信号への影響の
両方を意味する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバー通信では、一般に伝送キャ
リアとしてシリカ光ファイバーが用いられる。これらの
ファイバーは、いわゆる「第２の伝送窓」の波長（1.3
μm近傍の波長）で最小（実質的にはゼロ）の分散を有
する。ファイバーを伝搬する場合の光信号の減衰を補償
するために、光信号に直接作用する光増幅器が益々用い
られるようになり、リピーター内で光−電変換及び電−
光変換を行う必要が避けられている。通常これらの光増
幅器は、希土類金属、特に、エルビウムがドープされた
光ファイバーの領域を含む。少なくとも当分の間は、そ
れらの増幅器は、上記した第２伝送窓ではなくて第３伝
送窓（1.55μm近傍の波長）において最高の増幅効率を
有し動作するであろう。第３伝送窓の波長では、従来の
ファイバーの減衰は最小であるが、色分散は大きく、１
５〜２０ps/nm.kmのオーダーである。このことにより、
パルスが大きく拡張され、高ビットレート（2.5Gbit/s
より大）や長距離伝送への明らかな障害となっている。
分散シフト光ファイバーは、市販品が入手可能であり、
これらの光ファイバーは、第３窓において最小の分散を
示す。しかしながら、これらのファイバーは、新たに敷
設する場合でしか用いることができない。というのは、
既に敷設してあり現在動作中の光ファイバーを取り替え
るのは（コストの面で明らかに）現実的でないからであ
る。従って、従来のファイバーを伝搬することの影響と
して、第３窓内の波長で伝送される光信号が受ける分散
を補償するという問題が依然として残っている。
リアとしてシリカ光ファイバーが用いられる。これらの
ファイバーは、いわゆる「第２の伝送窓」の波長（1.3
μm近傍の波長）で最小（実質的にはゼロ）の分散を有
する。ファイバーを伝搬する場合の光信号の減衰を補償
するために、光信号に直接作用する光増幅器が益々用い
られるようになり、リピーター内で光−電変換及び電−
光変換を行う必要が避けられている。通常これらの光増
幅器は、希土類金属、特に、エルビウムがドープされた
光ファイバーの領域を含む。少なくとも当分の間は、そ
れらの増幅器は、上記した第２伝送窓ではなくて第３伝
送窓（1.55μm近傍の波長）において最高の増幅効率を
有し動作するであろう。第３伝送窓の波長では、従来の
ファイバーの減衰は最小であるが、色分散は大きく、１
５〜２０ps/nm.kmのオーダーである。このことにより、
パルスが大きく拡張され、高ビットレート（2.5Gbit/s
より大）や長距離伝送への明らかな障害となっている。
分散シフト光ファイバーは、市販品が入手可能であり、
これらの光ファイバーは、第３窓において最小の分散を
示す。しかしながら、これらのファイバーは、新たに敷
設する場合でしか用いることができない。というのは、
既に敷設してあり現在動作中の光ファイバーを取り替え
るのは（コストの面で明らかに）現実的でないからであ
る。従って、従来のファイバーを伝搬することの影響と
して、第３窓内の波長で伝送される光信号が受ける分散
を補償するという問題が依然として残っている。
【０００３】この問題は、既に当該技術分野において異
なる方法で対処されており、それらの方法の概要は、D.
N.ペイン(Payne)、R.I.ラミング(Laming)、D.J.リチャ
ードソン(Richardson)及びA.グラディニン(Grudinin)に
より提出された「敷設ファイバー基盤の全能力の活用(U
nleashing the Full Capacity of the Installed Fibre
Base)」、ECOC 93、Montreux（スイス）、１９９３年
９月１２〜１６日、論文WeC8.1、第１巻、第９２〜９４
頁に記載されている。色分散を補償するのに提案されて
いる異なる技術のうち、いわゆる中間スパンスペクトル
反転(mid-span spectral inversion)は、特に優れた解
決法である。その技術によると、接続リンクの最初の半
分を伝搬した信号は、接続リンクの後半の半分を伝搬す
るときに前半で受けた分散の影響を帳消しにするような
スペクトル特性を有する信号に変換される。光信号のス
ペクトル特性を変えるこの技術は、光位相共役(Optical
Phase Conjugation)としても知られており、例えば論
文「非線形光位相共役によるチャンネル分散の補償(Com
pensation for channeldispersion by nonlinear optic
al phase conjugation)」、A.ヤリブ(Yariv)、D.フェケ
ット(Fekete)及びD.M.ペパー(Pepper)著、Optics Lette
rs、第４巻、第５２〜５４頁に記載されている。その技
術を基にして、論文「光位相共役による単一モードファ
イバー内の色分散の補償(Compensation of Chromatic D
ispersion in a Single-Mode Fiber byOptical Phase C
onjugation)」、S.ワタナベ、T.ナイトウ及びT.チカワ
著、IEEEPhotonics Technology Letters、第５巻、第１
号、１９９３年１月、第９２〜９５頁には、色分散を受
ける光信号が（一般にはEr3+がドープされた）ファイバ
ー増幅器を通過し、例えば波長1549nmで動作する分布帰
還型(DFB)レーザーにより放たれた光ポンプ信号を結合
し、最終的に２３km長の分散シフトファイバー内に送り
込まれるという解決法が記載されている。四波混合(fou
r wave mixing :FWM)として知られている非線形光学現
象を通じて、全体のプロセスにより位相共役波を生じ、
この位相共役波は、波長1552nm近傍を中心とするバンド
パス光フィルターを通過後、ファイバー増幅器により再
度増幅され、さらにリンクでの伝搬を続ける。
なる方法で対処されており、それらの方法の概要は、D.
N.ペイン(Payne)、R.I.ラミング(Laming)、D.J.リチャ
ードソン(Richardson)及びA.グラディニン(Grudinin)に
より提出された「敷設ファイバー基盤の全能力の活用(U
nleashing the Full Capacity of the Installed Fibre
Base)」、ECOC 93、Montreux（スイス）、１９９３年
９月１２〜１６日、論文WeC8.1、第１巻、第９２〜９４
頁に記載されている。色分散を補償するのに提案されて
いる異なる技術のうち、いわゆる中間スパンスペクトル
反転(mid-span spectral inversion)は、特に優れた解
決法である。その技術によると、接続リンクの最初の半
分を伝搬した信号は、接続リンクの後半の半分を伝搬す
るときに前半で受けた分散の影響を帳消しにするような
スペクトル特性を有する信号に変換される。光信号のス
ペクトル特性を変えるこの技術は、光位相共役(Optical
Phase Conjugation)としても知られており、例えば論
文「非線形光位相共役によるチャンネル分散の補償(Com
pensation for channeldispersion by nonlinear optic
al phase conjugation)」、A.ヤリブ(Yariv)、D.フェケ
ット(Fekete)及びD.M.ペパー(Pepper)著、Optics Lette
rs、第４巻、第５２〜５４頁に記載されている。その技
術を基にして、論文「光位相共役による単一モードファ
イバー内の色分散の補償(Compensation of Chromatic D
ispersion in a Single-Mode Fiber byOptical Phase C
onjugation)」、S.ワタナベ、T.ナイトウ及びT.チカワ
著、IEEEPhotonics Technology Letters、第５巻、第１
号、１９９３年１月、第９２〜９５頁には、色分散を受
ける光信号が（一般にはEr3+がドープされた）ファイバ
ー増幅器を通過し、例えば波長1549nmで動作する分布帰
還型(DFB)レーザーにより放たれた光ポンプ信号を結合
し、最終的に２３km長の分散シフトファイバー内に送り
込まれるという解決法が記載されている。四波混合(fou
r wave mixing :FWM)として知られている非線形光学現
象を通じて、全体のプロセスにより位相共役波を生じ、
この位相共役波は、波長1552nm近傍を中心とするバンド
パス光フィルターを通過後、ファイバー増幅器により再
度増幅され、さらにリンクでの伝搬を続ける。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ワタナベ他による論文
に記載された解決法（本請求項１と１８の前段の基礎と
なるものである。）の大きな欠点は、低い変換効率であ
り、一般には、ポンプ光源と変換される信号の波長間で
２〜３nmのオーダーのシフトに対してほぼ-20dBであ
る。従って、本発明の目的は、とりわけその大きな欠点
を解消することである。
に記載された解決法（本請求項１と１８の前段の基礎と
なるものである。）の大きな欠点は、低い変換効率であ
り、一般には、ポンプ光源と変換される信号の波長間で
２〜３nmのオーダーのシフトに対してほぼ-20dBであ
る。従って、本発明の目的は、とりわけその大きな欠点
を解消することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による請求項１及
び１８で夫々請求された装置及び方法により、その目的
が達成される。その点に関して、上述のように、以下に
詳細に記載した本発明の好適実施例は色分散を補償する
問題を扱っているのであるが、本発明の範囲は非常に広
いことにも留意すべきである。というのは、例えば周波
数変換やそれに類似した操作のような、光信号のスペク
トル特性を変える他のプロセスを行うのに本発明を用い
ることができるからである。本発明による解決法は、変
調不安定性(modulation instability)を基礎としてい
る。この変調不安定性は、高い光パワー値（一般に10dB
mより大）での異常分散条件下で動作する光ファイバー
で起こる非線形現象である。特に、本出願人により行わ
れた実験によると、変調不安定性を利用することによ
り、即ち、ファイバーの異常分散領域で操作することに
より、十分広い変換バンドが得られ、効率も十分大きく
なった（一般には-5dBから+5dBの範囲、そのため変換利
得を有するのが可能ですらある）。変調不安定性は、当
該技術分野において、例えば、単一モード光ファイバー
のカー(Kerr)非線形係数を求めるのに既に用いられてき
ており、論文「変調不安定性の利用による光ファイバー
のカー係数の決定(Using modulation instabilityto de
termine Kerr coefficient in optical fibres)」、M.
アリグリア(Artiglia)、E.シアラメラ(Ciaramella)及び
B.ソード(Sordo) 著、Electronics Letters、１９９５
年６月８日、第３１巻、第１２号、第１０１２〜１０１
３頁に記載されている。
び１８で夫々請求された装置及び方法により、その目的
が達成される。その点に関して、上述のように、以下に
詳細に記載した本発明の好適実施例は色分散を補償する
問題を扱っているのであるが、本発明の範囲は非常に広
いことにも留意すべきである。というのは、例えば周波
数変換やそれに類似した操作のような、光信号のスペク
トル特性を変える他のプロセスを行うのに本発明を用い
ることができるからである。本発明による解決法は、変
調不安定性(modulation instability)を基礎としてい
る。この変調不安定性は、高い光パワー値（一般に10dB
mより大）での異常分散条件下で動作する光ファイバー
で起こる非線形現象である。特に、本出願人により行わ
れた実験によると、変調不安定性を利用することによ
り、即ち、ファイバーの異常分散領域で操作することに
より、十分広い変換バンドが得られ、効率も十分大きく
なった（一般には-5dBから+5dBの範囲、そのため変換利
得を有するのが可能ですらある）。変調不安定性は、当
該技術分野において、例えば、単一モード光ファイバー
のカー(Kerr)非線形係数を求めるのに既に用いられてき
ており、論文「変調不安定性の利用による光ファイバー
のカー係数の決定(Using modulation instabilityto de
termine Kerr coefficient in optical fibres)」、M.
アリグリア(Artiglia)、E.シアラメラ(Ciaramella)及び
B.ソード(Sordo) 著、Electronics Letters、１９９５
年６月８日、第３１巻、第１２号、第１０１２〜１０１
３頁に記載されている。
【０００６】本発明の理論的基礎 用語及び理解を明瞭にするために、ここで以下の記載で
何回か述べられる幾つかの基本概念を簡潔に確認するの
が適切である。十分高いパワーでの光信号（ここで用い
られている用語「光」は、最も広い意味であり、可視光
の範囲に限定されない。）の伝搬に用いることができる
大抵の物質では、いわゆる光学的カー効果(Ker effect)
が関係してくる。つまり、この効果により、媒質の屈折
率が、次式により媒質自体を伝搬する放射の光学的強度
Ｉに依存する。 n(I) = n0 + n2・I 上式において、n(I)は、媒質を伝搬する放射の強度Ｉ
（以後、パワーという。）の関数として、屈折率の値を
表す。n0は、線形屈折率（定数）であり、n2は、いわゆ
る屈折率の非線形係数（単に、非線形屈折率ともい
う。）である。
何回か述べられる幾つかの基本概念を簡潔に確認するの
が適切である。十分高いパワーでの光信号（ここで用い
られている用語「光」は、最も広い意味であり、可視光
の範囲に限定されない。）の伝搬に用いることができる
大抵の物質では、いわゆる光学的カー効果(Ker effect)
が関係してくる。つまり、この効果により、媒質の屈折
率が、次式により媒質自体を伝搬する放射の光学的強度
Ｉに依存する。 n(I) = n0 + n2・I 上式において、n(I)は、媒質を伝搬する放射の強度Ｉ
（以後、パワーという。）の関数として、屈折率の値を
表す。n0は、線形屈折率（定数）であり、n2は、いわゆ
る屈折率の非線形係数（単に、非線形屈折率ともい
う。）である。
【０００７】カー光学効果の結果の一つは、いわゆる
「変調不安定性」という現象であり、高パワー光信号
（「ポンプ」信号）が、異常分散条件下での分散媒質
内、特に光ファイバー内を伝搬するとき、即ち、ポンプ
信号の波長λpが、ファイバーのゼロ分散波長λ0を越え
るときに、上記現象が発生する。その現象の効果とし
て、連続光信号が不安定になり（効果の名前の由来）、
光スペクトル内に周波数に関し対称に配された２つの利
得バンドを発生する。それらのバンドの形状と位置は、
ポンプ信号のパワー及び媒質の色分散係数に依存する。
特に、それらのバンドの最大利得係数がポンプパワーに
比例し、且つ、ポンプパワーが増すに従い、及び色分散
係数が小さくなるに従い、バンド幅が大きくなると仮定
できる。本質的に、本発明による解決法は、ポンプ信号
に加えて別の光信号（情報信号）が媒質中に送り込まれ
る場合に、それらの利得バンドの一つに対応して２つの
現象が発生するということに基づいている。即ち、情報
信号がポンプ信号の変調不安定性により増幅され、同時
にポンプ信号の鏡像（即ち、スペクトル反転した像）が
作られ、それにより、周波数（波長）変換に加えて、光
位相共役としても知られているスペクトル反転現象が得
られる。
「変調不安定性」という現象であり、高パワー光信号
（「ポンプ」信号）が、異常分散条件下での分散媒質
内、特に光ファイバー内を伝搬するとき、即ち、ポンプ
信号の波長λpが、ファイバーのゼロ分散波長λ0を越え
るときに、上記現象が発生する。その現象の効果とし
て、連続光信号が不安定になり（効果の名前の由来）、
光スペクトル内に周波数に関し対称に配された２つの利
得バンドを発生する。それらのバンドの形状と位置は、
ポンプ信号のパワー及び媒質の色分散係数に依存する。
特に、それらのバンドの最大利得係数がポンプパワーに
比例し、且つ、ポンプパワーが増すに従い、及び色分散
係数が小さくなるに従い、バンド幅が大きくなると仮定
できる。本質的に、本発明による解決法は、ポンプ信号
に加えて別の光信号（情報信号）が媒質中に送り込まれ
る場合に、それらの利得バンドの一つに対応して２つの
現象が発生するということに基づいている。即ち、情報
信号がポンプ信号の変調不安定性により増幅され、同時
にポンプ信号の鏡像（即ち、スペクトル反転した像）が
作られ、それにより、周波数（波長）変換に加えて、光
位相共役としても知られているスペクトル反転現象が得
られる。
【０００８】所望の効果を達成するには、一般に高いポ
ンプパワー（一般に10dBm又はそれより大きいオーダ
ー）を利用できるようにすることが重要である。二番目
に、共役信号は変換される信号及びポンプ信号の両方か
ら容易に分離可能でなければならないので、両者の信号
間の間隔に相当する波長は、有益な共役信号のそのよう
な分離が可能となるようなものでなければならない。そ
の操作は、（一般に約１nmのバンド幅を有する）光ファ
イバーにより行われる。その結果、非線形現象により効
率的な変換を行うことができるスペクトルバンドとして
は、十分広いことが重要となる。その条件は、例えば
０．１ps/(nm・km)より小さいような十分小さい値の色
分散係数β2を有する光ファイバー内での操作により達
成できる。このことは、例えば、分散シフトファイバー
(DSF)内において、ポンプ波長λpがファイバーのゼロ分
散波長λ0より大きく、且つ、できるだけそれに近い
（例えば、約１nmの間隔）ときに達成される。考慮され
ている典型的な実施例においては、ポンプ波長はいずれ
にしても分散シフトファイバーの異常分散領域に存しな
ければならないことを強調しておく。その条件下では、
有益な変換バンド幅の拡張を引き起こす非線形位相変位
による寄与を十分に利用することが可能である。いずれ
にしても、本発明による解決法は、変調不安定性現象を
生じるどんな媒質においても実施できる。従って、分散
シフトファイバーの使用について実施例により以下おい
て特定的に述べるけれども、本発明による解決法の特徴
を絶対的で制限したものと解釈されるべきでない。
ンプパワー（一般に10dBm又はそれより大きいオーダ
ー）を利用できるようにすることが重要である。二番目
に、共役信号は変換される信号及びポンプ信号の両方か
ら容易に分離可能でなければならないので、両者の信号
間の間隔に相当する波長は、有益な共役信号のそのよう
な分離が可能となるようなものでなければならない。そ
の操作は、（一般に約１nmのバンド幅を有する）光ファ
イバーにより行われる。その結果、非線形現象により効
率的な変換を行うことができるスペクトルバンドとして
は、十分広いことが重要となる。その条件は、例えば
０．１ps/(nm・km)より小さいような十分小さい値の色
分散係数β2を有する光ファイバー内での操作により達
成できる。このことは、例えば、分散シフトファイバー
(DSF)内において、ポンプ波長λpがファイバーのゼロ分
散波長λ0より大きく、且つ、できるだけそれに近い
（例えば、約１nmの間隔）ときに達成される。考慮され
ている典型的な実施例においては、ポンプ波長はいずれ
にしても分散シフトファイバーの異常分散領域に存しな
ければならないことを強調しておく。その条件下では、
有益な変換バンド幅の拡張を引き起こす非線形位相変位
による寄与を十分に利用することが可能である。いずれ
にしても、本発明による解決法は、変調不安定性現象を
生じるどんな媒質においても実施できる。従って、分散
シフトファイバーの使用について実施例により以下おい
て特定的に述べるけれども、本発明による解決法の特徴
を絶対的で制限したものと解釈されるべきでない。
【０００９】
【発明の実施の形態】さて、単に非制限的な例により、
本発明を添付図面に関して説明する。本発明の模範的な実施例についての詳細な説明 図１は、本発明による装置１のブロック図を示す。本発
明による装置は、光ファイバー通信リンク内で（理想的
には中間スパンにて）SMF1及びSMF2として夫々示されて
いる２つの領域間に配置され、ファイバーを伝搬する信
号に対して光位相共役を行う。本発明による装置１の入
力において、領域SMF1に存在する波長λsの光信号（情
報信号）が、偏光制御装置２を通過させられる。この偏
光制御装置２は、既知のタイプのもので、本装置に入る
情報信号及び光放射源３により発生されるポンプ信号の
両方に対して同一の偏光状態を達成できる。本質的な要
求ではないにしても、情報信号及びポンプ信号内の同一
の偏光状態の存在により、光位相共役の効率が最大とで
きる。一方、光源３からのポンプ信号に対しても偏光制
御ができることは明らかである。好ましくは、光源３
は、位相共役が行われる光媒質４のゼロ分散波長λ0の
近傍（一般に１nmのオーダーの距離）で選ばれた放射波
長λpで動作するレーザーダイオード（例えば、ＤＦＢ
レーザー）である。ここに描かれている模範的な実施例
では、λpはλ0を越えなければならない。
本発明を添付図面に関して説明する。本発明の模範的な実施例についての詳細な説明 図１は、本発明による装置１のブロック図を示す。本発
明による装置は、光ファイバー通信リンク内で（理想的
には中間スパンにて）SMF1及びSMF2として夫々示されて
いる２つの領域間に配置され、ファイバーを伝搬する信
号に対して光位相共役を行う。本発明による装置１の入
力において、領域SMF1に存在する波長λsの光信号（情
報信号）が、偏光制御装置２を通過させられる。この偏
光制御装置２は、既知のタイプのもので、本装置に入る
情報信号及び光放射源３により発生されるポンプ信号の
両方に対して同一の偏光状態を達成できる。本質的な要
求ではないにしても、情報信号及びポンプ信号内の同一
の偏光状態の存在により、光位相共役の効率が最大とで
きる。一方、光源３からのポンプ信号に対しても偏光制
御ができることは明らかである。好ましくは、光源３
は、位相共役が行われる光媒質４のゼロ分散波長λ0の
近傍（一般に１nmのオーダーの距離）で選ばれた放射波
長λpで動作するレーザーダイオード（例えば、ＤＦＢ
レーザー）である。ここに描かれている模範的な実施例
では、λpはλ0を越えなければならない。
【００１０】今回より好ましいと考えられた選択による
と、媒質４は、例えば約１０〜２０キロメートル長で、
λ0=1551nmで、0.25dB/kmのオーダーの減衰の分散シフ
トファイバーの領域からなる。ここに記載されている例
における情報信号の波長λsとポンプ信号の波長λpは、
夫々1550nmと1552nmである。参照符号５は、ポンプ光源
３に接続された変調装置を示し、その目的は、後に詳細
に説明する。偏光制御装置２から送られる信号は、光カ
プラー６を介して、光源３から送られるポンプ信号と結
合され、光増幅ステージ７で増幅された後にファイバー
４に送り込まれる。本発明の可能な実施例では、ステー
ジ７は、能動ファイバーを使用して１５dBmのオーダー
のレベルの光信号を発生する２つの光増幅器からなる。
この信号レベルは、変調不安定性及び良好な変換効率を
生じさせるのには十分高いものである。いずれにして
も、２０dBmを越える出力パワーを与える個別の増幅器
が、既に今日利用可能である。従って、２つのカスケー
ド接続された要素を用いたステージ７の実施例は、単に
非制限的な例として与えられたものである。とにかく、
本装置の性能の更なる改良が、増幅ステージ７の出力パ
ワーの増加に従い期待できる。
と、媒質４は、例えば約１０〜２０キロメートル長で、
λ0=1551nmで、0.25dB/kmのオーダーの減衰の分散シフ
トファイバーの領域からなる。ここに記載されている例
における情報信号の波長λsとポンプ信号の波長λpは、
夫々1550nmと1552nmである。参照符号５は、ポンプ光源
３に接続された変調装置を示し、その目的は、後に詳細
に説明する。偏光制御装置２から送られる信号は、光カ
プラー６を介して、光源３から送られるポンプ信号と結
合され、光増幅ステージ７で増幅された後にファイバー
４に送り込まれる。本発明の可能な実施例では、ステー
ジ７は、能動ファイバーを使用して１５dBmのオーダー
のレベルの光信号を発生する２つの光増幅器からなる。
この信号レベルは、変調不安定性及び良好な変換効率を
生じさせるのには十分高いものである。いずれにして
も、２０dBmを越える出力パワーを与える個別の増幅器
が、既に今日利用可能である。従って、２つのカスケー
ド接続された要素を用いたステージ７の実施例は、単に
非制限的な例として与えられたものである。とにかく、
本装置の性能の更なる改良が、増幅ステージ７の出力パ
ワーの増加に従い期待できる。
【００１１】最後に、参照符号８は光フィルタリングス
テージを示す。その機能は、ファイバー４から出てくる
信号から、ポンプ信号及び入力信号の残余に対応するス
ペクトル成分を除去し、（この例では、約1554nmの波長
の）共役信号のみを通すことである。この場合には、光
フィルタリングステージ８は、図１に概略的に示されて
いるように１つのフィルターで構成することもできる
し、又は複数のカスケード接続されたフィルターで構成
することもできる。しかしながら、上述のフィルタリン
グ動作は共役装置内で行う必要はないことに留意すべき
である。このフィルタリング動作は、受信信号が検出さ
れる受信器の直前にあるリンク領域SMF2の出力において
行い得る。よって、本装置は光フィルタリングステージ
８を欠いてもよい。考慮中のもののようなパワー（１０
〜２０dBmのオーダー又はそれより大）を光ファイバー
に送り込む場合、通常特別の対策が必要とされる。も
し、ポンプ光源３の放射ラインが狭いなら（例えば、２
０MHzより小）、ファイバー４は（誘導ブリリュアン散
乱として知られる）別の非線形現象を示すであろう。あ
るパワー閾値（約６dBm、従って、本発明を行うときに
考えられた入射レベルよりも低いレベル）より大きいと
きに、この非線形現象により、ポンプ信号の非線形減衰
が生じる。その状況では、ポンプパワーを増大すること
により、スペクトル反転効率が大きく増大する。
テージを示す。その機能は、ファイバー４から出てくる
信号から、ポンプ信号及び入力信号の残余に対応するス
ペクトル成分を除去し、（この例では、約1554nmの波長
の）共役信号のみを通すことである。この場合には、光
フィルタリングステージ８は、図１に概略的に示されて
いるように１つのフィルターで構成することもできる
し、又は複数のカスケード接続されたフィルターで構成
することもできる。しかしながら、上述のフィルタリン
グ動作は共役装置内で行う必要はないことに留意すべき
である。このフィルタリング動作は、受信信号が検出さ
れる受信器の直前にあるリンク領域SMF2の出力において
行い得る。よって、本装置は光フィルタリングステージ
８を欠いてもよい。考慮中のもののようなパワー（１０
〜２０dBmのオーダー又はそれより大）を光ファイバー
に送り込む場合、通常特別の対策が必要とされる。も
し、ポンプ光源３の放射ラインが狭いなら（例えば、２
０MHzより小）、ファイバー４は（誘導ブリリュアン散
乱として知られる）別の非線形現象を示すであろう。あ
るパワー閾値（約６dBm、従って、本発明を行うときに
考えられた入射レベルよりも低いレベル）より大きいと
きに、この非線形現象により、ポンプ信号の非線形減衰
が生じる。その状況では、ポンプパワーを増大すること
により、スペクトル反転効率が大きく増大する。
【００１２】従って、誘導ブリリュアン散乱の閾値を上
げるためには、光源３により発生されたポンプ信号を操
作し、制御された方法で放射ラインを拡張することが必
要である。このことは、図１に示されているように変調
器５により光源３の駆動電流を僅かに変調すること、又
は既知のタイプでもある電気−光学変調器により光源自
身により放たれた光信号を直接位相変調することのどち
らかにより行うことができる。ポンプ信号自身のスペク
トル拡張により、反転スペクトルの再現における忠実度
を損ないかねない。よって、誘導ブリリュアン散乱の閾
値を上げる必要性と、光位相共役により得られるスペク
トルの再現における忠実度を維持する必要性との間の適
正な妥協点に到達することが重要となる。図示された解
決法（駆動電流変調）では、例えば、光源３の放射ライ
ンを０．５〜１GHzのオーダーの値に拡張することが良
い妥協点であることが分かった。
げるためには、光源３により発生されたポンプ信号を操
作し、制御された方法で放射ラインを拡張することが必
要である。このことは、図１に示されているように変調
器５により光源３の駆動電流を僅かに変調すること、又
は既知のタイプでもある電気−光学変調器により光源自
身により放たれた光信号を直接位相変調することのどち
らかにより行うことができる。ポンプ信号自身のスペク
トル拡張により、反転スペクトルの再現における忠実度
を損ないかねない。よって、誘導ブリリュアン散乱の閾
値を上げる必要性と、光位相共役により得られるスペク
トルの再現における忠実度を維持する必要性との間の適
正な妥協点に到達することが重要となる。図示された解
決法（駆動電流変調）では、例えば、光源３の放射ライ
ンを０．５〜１GHzのオーダーの値に拡張することが良
い妥協点であることが分かった。
【００１３】図２のダイヤグラムは、本発明の場合（曲
線Ａ）とワタナベ他による論文から知ることができる解
決法の場合（曲線Ｂ）における、情報信号とポンプ信号
の波長λs、λpの間隔に対する変換効率（単位：dB）を
示す。変換効率は、比Pc(L)/Ps(O)により定義される。
ここで、Pc(L)及びPs(O)は、夫々、ファイバー４の出力
での共役光信号のレベル及び同じファイバーの入力での
光信号のレベルである（従って、図１のダイヤグラム
は、増幅ステージ７での増幅後のものである）。
線Ａ）とワタナベ他による論文から知ることができる解
決法の場合（曲線Ｂ）における、情報信号とポンプ信号
の波長λs、λpの間隔に対する変換効率（単位：dB）を
示す。変換効率は、比Pc(L)/Ps(O)により定義される。
ここで、Pc(L)及びPs(O)は、夫々、ファイバー４の出力
での共役光信号のレベル及び同じファイバーの入力での
光信号のレベルである（従って、図１のダイヤグラム
は、増幅ステージ７での増幅後のものである）。
【００１４】図３は、高分解能（0.1nm）で測定された
２つの光スペクトルを示し、フィルタリングステージ８
の直前のファイバー４出力で観測される放射のスペクト
ル（曲線ａ）と、フィルタリンクステージ８の後で観測
される放射のスペクトル（曲線ｂ）である。曲線（ａ）
は、これも非線形相互作用による幾つかの無視し得る相
互変調生成成分に加えて、ポンプ信号(λp)、スペクト
ル特性を変えるべき情報信号(λs)、及び共役信号(λc)
を明らかに示している。その共役信号における信号スペ
クトルの鏡像化は、明らかである。明瞭に分かるよう
に、提案された変換プロセスは、既知の方法よりも損失
が十分少ない（約２dB対約２０dB）。一方、曲線（ｂ）
は、リンクの後半に伝送されるときの共役信号に関する
ものである（示された場合において、領域SMF2は、１０
０km長であり、約0.22dB/kmの減衰をする）。よって、
前者に比べて、曲線（ｂ）の信号は、フィルター８によ
る行われるフィルタリングの効果とリンク領域SMF2の減
衰の両方の影響を受ける。従って、曲線（ｂ）の共役信
号のピークは、曲線（ａ）の対応するピークに比べて約
２２dB減衰する。
２つの光スペクトルを示し、フィルタリングステージ８
の直前のファイバー４出力で観測される放射のスペクト
ル（曲線ａ）と、フィルタリンクステージ８の後で観測
される放射のスペクトル（曲線ｂ）である。曲線（ａ）
は、これも非線形相互作用による幾つかの無視し得る相
互変調生成成分に加えて、ポンプ信号(λp)、スペクト
ル特性を変えるべき情報信号(λs)、及び共役信号(λc)
を明らかに示している。その共役信号における信号スペ
クトルの鏡像化は、明らかである。明瞭に分かるよう
に、提案された変換プロセスは、既知の方法よりも損失
が十分少ない（約２dB対約２０dB）。一方、曲線（ｂ）
は、リンクの後半に伝送されるときの共役信号に関する
ものである（示された場合において、領域SMF2は、１０
０km長であり、約0.22dB/kmの減衰をする）。よって、
前者に比べて、曲線（ｂ）の信号は、フィルター８によ
る行われるフィルタリングの効果とリンク領域SMF2の減
衰の両方の影響を受ける。従って、曲線（ｂ）の共役信
号のピークは、曲線（ａ）の対応するピークに比べて約
２２dB減衰する。
【００１５】もちろん、本発明の原理が与えられるな
ら、本発明の範囲を逸脱することなく、実施の詳細や実
際の実施例は、これまで記載及び図示してきたことに対
して十分に広くとり得る。このことは、まず、媒質の選
択に適用される。この媒質においては、補償されるべき
信号とポンプ信号の間の相互作用が、カー光学効果に基
づく変調不安定性を利用することにより行われる。上述
のように、現時点ではこの媒質は分散シフトファイバー
が好ましい選択であると考えられるけれども、必ずしも
分散シフトフィアバーである必要はない。例えば、媒質
４は増幅特性を有するファイバー（例えば、能動ファイ
バー又はリーマン効果を生じるファイバー）で適当な分
散特性（λpより僅かに小さいλ0) を有するものでよ
い。この場合には、媒質は増幅ステージ７の機能をも行
うことができる。同様に、もし十分に高レベルのポンプ
信号が、（できれば変調器５のような付属の変調器を有
する）装置３の出力で利用可能ならば、ポンプ信号は増
幅ステージ７を通る必要はない。例えば、情報信号が装
置１に入る直前に増幅されることにより、そのレベルが
十分に高いならば、もちろん、同じことが装置１に入力
する情報信号にも言える。そのような条件では、増幅ス
テージ７は除去できる。変調不安定性により得られる高
い変換効率のおかげで、所望のパワーが媒質４の入力で
得られるという本方法は別にしても、本発明により、幾
つかの構成要素の削減からくる技術的及び経済的利点を
伴って、既知の装置に存在する出力増幅器を削除できる
ことを強調しておく。
ら、本発明の範囲を逸脱することなく、実施の詳細や実
際の実施例は、これまで記載及び図示してきたことに対
して十分に広くとり得る。このことは、まず、媒質の選
択に適用される。この媒質においては、補償されるべき
信号とポンプ信号の間の相互作用が、カー光学効果に基
づく変調不安定性を利用することにより行われる。上述
のように、現時点ではこの媒質は分散シフトファイバー
が好ましい選択であると考えられるけれども、必ずしも
分散シフトフィアバーである必要はない。例えば、媒質
４は増幅特性を有するファイバー（例えば、能動ファイ
バー又はリーマン効果を生じるファイバー）で適当な分
散特性（λpより僅かに小さいλ0) を有するものでよ
い。この場合には、媒質は増幅ステージ７の機能をも行
うことができる。同様に、もし十分に高レベルのポンプ
信号が、（できれば変調器５のような付属の変調器を有
する）装置３の出力で利用可能ならば、ポンプ信号は増
幅ステージ７を通る必要はない。例えば、情報信号が装
置１に入る直前に増幅されることにより、そのレベルが
十分に高いならば、もちろん、同じことが装置１に入力
する情報信号にも言える。そのような条件では、増幅ス
テージ７は除去できる。変調不安定性により得られる高
い変換効率のおかげで、所望のパワーが媒質４の入力で
得られるという本方法は別にしても、本発明により、幾
つかの構成要素の削減からくる技術的及び経済的利点を
伴って、既知の装置に存在する出力増幅器を削除できる
ことを強調しておく。
【００１６】上述のように、本発明による解決法の使用
は、色分散の補償に限定されるものではない。本発明
は、例えば色分散により過度には拡張されない信号の周
波数変換を行うのにも用いることができる。このこと
は、例えば、第１の波長に対応して入力波長を設定し、
第２の波長に対応して出て行く共役信号を設定して波長
変換（又は、周知で全く同等の周波数変換）を行うこと
により波長変換器を構成するのに有効となり得る。変換
そのものは、第１波長と光ポンプ信号の波長の間隔に依
存し（この点、図３参照のこと）、本質的にはその間隔
の２倍に等しい。波長変換器は、光信号の分野における
トランスポートネットワークやアクセスネットワークの
両方において、使い途が多い。例えば、それらは波長分
割マルチチャンネルシステムにおいて使用できる。これ
らのシステムにおいては、幾つかの光キャリアが同一の
ファイバーに多重化され、信号のルーチングが行われ、
又はルーチングの衝突を避ける目的で波長の再配置が行
われる。よって、システムの柔軟性が強化され、リンク
容量、到達可能な利用者の数、又は与えられるサービス
の種類を増すことが可能である。更なる応用として、光
増幅器が可能である。実際、もしポンプパワーが十分に
高ければ、変調不安定性はスペクトル反転に加えて入力
信号の増幅を行うことができる。そのような条件では、
フィルタリングステージ８は少なくともポンプ信号を抑
制しなければならない。このとき、共役信号は抑制して
もしなくてもよい。
は、色分散の補償に限定されるものではない。本発明
は、例えば色分散により過度には拡張されない信号の周
波数変換を行うのにも用いることができる。このこと
は、例えば、第１の波長に対応して入力波長を設定し、
第２の波長に対応して出て行く共役信号を設定して波長
変換（又は、周知で全く同等の周波数変換）を行うこと
により波長変換器を構成するのに有効となり得る。変換
そのものは、第１波長と光ポンプ信号の波長の間隔に依
存し（この点、図３参照のこと）、本質的にはその間隔
の２倍に等しい。波長変換器は、光信号の分野における
トランスポートネットワークやアクセスネットワークの
両方において、使い途が多い。例えば、それらは波長分
割マルチチャンネルシステムにおいて使用できる。これ
らのシステムにおいては、幾つかの光キャリアが同一の
ファイバーに多重化され、信号のルーチングが行われ、
又はルーチングの衝突を避ける目的で波長の再配置が行
われる。よって、システムの柔軟性が強化され、リンク
容量、到達可能な利用者の数、又は与えられるサービス
の種類を増すことが可能である。更なる応用として、光
増幅器が可能である。実際、もしポンプパワーが十分に
高ければ、変調不安定性はスペクトル反転に加えて入力
信号の増幅を行うことができる。そのような条件では、
フィルタリングステージ８は少なくともポンプ信号を抑
制しなければならない。このとき、共役信号は抑制して
もしなくてもよい。
【図１】本発明により光信号の色分散を修正する装置の
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】本発明による装置と従来技術の装置の変換効率
を示す比較グラフである。
を示す比較グラフである。
【図３】本発明による装置の性能を示す他のグラフであ
り、ａとｂで夫々示された２つの部分が描かれている。
り、ａとｂで夫々示された２つの部分が描かれている。
１ 光信号のスペクトル特性を変えるための装置 ２ 偏光制御装置 ３ ポンプ光源 ４ 光媒質 ５ 変調装置 ６ 光カプラー ７ 光増幅ステージ ８ 光フィルタリングステージ ＳＭＦ１，ＳＭＦ２ 光ファイバー通信リンク領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マツシモ・アルテイグリア イタリー国 トリノ、ヴイア・アラソナツ テイ エヌ６ (72)発明者 エルネスト・チヤラメツラ イタリー国 ローマ、ヴイア・ルドヴイ コ・デイ・サヴオイア 21
Claims (33)
- 【請求項１】 スペクトル反転（又は、光位相共役）に
より光信号のスペクトル特性を変えるための装置であっ
て、（ア）前記スペクトル反転が起こる異常分散条件下
で動作する光媒質(4)、（イ）変えるべき光信号を前記
装置(1)に送り込むための手段(SMF1)、（ウ）第１波長
の光ポンプ信号を発生する光源(3)、及び（エ）前記光
媒質(4)内で前記スペクトル反転を行うために、所与の
レベルの前記ポンプ信号と共に、前記変えるべき光信号
を前記光媒質(4)内に入射するための手段(6,7)を含み、 前記光源(3)と前記送り込み手段(SMF1)及び入射手段(6,
7)を、前記光媒質(4)内に変調不安定性を引き起こすく
らい十分高いレベルの前記ポンプ信号を入射するように
構成し、それにより、前記ポンプ信号の光スペクトル
が、その波長に関して対称的に配された２つの利得バン
ドを示し、また、 前記光源(3)と前記送り込み手段(SMF1)及び入射手段(6,
7)を、変調不安定性利得バンドのうちの一バンド内に存
在する波長を有した前記変えるべき光信号を入射するよ
うに構成し、その結果、スペクトル反転した信号の波長
が、ポンプ信号に関して対称的な利得バンド内に存在す
ることを特徴とする上記光信号のスペクトル特性を変え
るための装置。 - 【請求項２】 前記光源(3)により発生された光ポンプ
信号を前記光媒質(4)へ入射する前に増幅する増幅ステ
ージ(7)を、前記入射手段(6,7)が前記光源(3)と前記光
媒質(4)の間において含むことを特徴とする請求項１に
記載の装置。 - 【請求項３】 前記増幅ステージ(7)が前記変えるべき
光信号をも受信することを特徴とする請求項２に記載の
装置。 - 【請求項４】 前記光媒質(4)内での誘導ブリリュアン
散乱を防止するのに十分なだけ前記光ポンプ信号のスペ
クトルを拡張するスペクトル拡張手段(5)に、前記光源
(3)が接続されていることを特徴とする請求項１乃至３
のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項５】 前記スペクトル拡張手段が、前記光源
(3)の駆動電流を変調する変調器(5)から成ることを特徴
とする請求項４に記載の装置。 - 【請求項６】 前記スペクトル拡張手段が、前記光源
(3)により発生された信号を変調する変調器から成るこ
とを特徴とする請求項４に記載の装置。 - 【請求項７】 前記光媒質(4)への入射前に、前記変え
るべき光信号及び前記光ポンプ信号に同一の偏光状態を
与えるための偏光制御手段(2)をも含むことを特徴とす
る請求項１乃至６のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項８】 前記偏光制御手段(2)が、前記変えるべ
き光信号に作用することを特徴とする請求項７に記載の
装置。 - 【請求項９】 前記光媒質(4)が分散シフトファイバー
から成ることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一
項に記載の装置。 - 【請求項１０】 前記光媒質(4)が、前記増幅ステージ
(7)の機能をも行う増幅光ファイバーから成ることを特
徴とする請求項２又は３に記載の装置。 - 【請求項１１】 前記分散シフト光ファイバー及び／又
は前記増幅ファイバーが、ゼロ分散波長(λ0)を有し、
前記光ポンプ信号(3)及び前記変えるべき光信号の波長
(λp, λs) が、前記ゼロ分散波長(λ0)の近傍に存在す
ることを特徴とする請求項９又は１０に記載の装置。 - 【請求項１２】 前記光ポンプ信号(3)の前記波長(λp)
が、前記ゼロ分散波長(λ0)より約１ｎｍ大きいことを
特徴とする請求項１１に記載の装置。 - 【請求項１３】 前記変えるべき光信号の波長(λs)
が、前記光ポンプ信号の波長(λp)より小さいことを特
徴とする請求項１１に記載の装置。 - 【請求項１４】 前記光媒質(4)の下流において、前記
光ポンプ信号(3)の残余と前記変えるべき光信号の残余
を抑えて前記スペクトル反転により生じる光信号のみを
通過させるフィルタリング手段(8)を含むことを特徴と
する請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項１５】 前記変えるべき光信号は、色分散によ
り影響されて光通信ラインの第１スパン(SMF1)を出て行
く光信号であり、 スペクトル反転により生じる前記信号は、前記光通信ラ
インの第２スパン(SMF2)の入力に存在し、且つ、変える
べき光信号に第１セクション(SMF1)で導入された分散の
効果をスペクトル反転された信号において補償するよう
な色分散特性及び長さを有することを特徴とする請求項
１乃至１４のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項１６】 前記変えるべき光信号は、色分散によ
り本質的に影響されない信号であり且つ第１波長周辺に
位置し、そして、前記スペクトル反転された信号は、第
１波長から離れて位置する第２波長周辺に位置し、前記
光媒質(4)が波長変換を行い、その変換の大きさは前記
ポンプ信号の波長(λp)と前記第１波長の間隔により決
められることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか
一項に記載の装置。 - 【請求項１７】 前記光源(3)が、変えるべき光信号を
変調不安定性により増幅させるようなレベルの光ポンプ
信号を入射し、また、 前記光媒質(4)の下流において、光ポンプ信号を抑える
フィルタリング手段(8)を含むことを特徴とする請求項
１乃至１３のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項１８】 スペクトル反転（又は光位相共役）に
より光信号のスペクトル特性を変える方法であって、
（ア）前記スペクトル反転が起こる異常分散条件下で動
作する光媒質(4)を設ける操作、及び（イ）前記光媒質
(4)内で前記スペクトル反転を引き起こすために、変え
るべき光信号と共に所与のレベルの光ポンプ信号(3)を
前記光媒質(4)内に入射する操作を含み、 前記光媒質(4)内に変調不安定性を引き起こすくらい十
分高い前記所与のレベルを選択する操作、及び、前記変
えるべき光信号の波長を変調不安定性利得バンドのうち
の一バンド内で選択する操作を含み、スペクトル反転さ
れた信号は、前記光ポンプ信号に対して対称的な利得バ
ンド内に波長を有することを特徴とする上記光信号のス
ペクトル特性を変える方法。 - 【請求項１９】 前記光媒質(4)内への入射前に前記光
ポンプ信号(3)を増幅する操作(7)を含むことを特徴とす
る請求項１８に記載の方法。 - 【請求項２０】 前記変えるべき光信号もまた、前記光
媒質(4)への入射を考慮して増幅される(7)ことを特徴と
する請求項１９に記載の方法。 - 【請求項２１】 前記光ポンプ信号と前記変えるべき光
信号の両方が、前記光媒質(4)内で増幅されることを特
徴とする請求項１９に記載の方法。 - 【請求項２２】 前記光媒質(4)内での誘導ブリリュア
ン散乱を防止するに十分なほど前記光ポンプ信号のスペ
クトルを拡張する操作(5)を含むことを特徴とする請求
項１８乃至２１のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項２３】 電流駆動型光源(3)により前記光ポン
プ信号を発生する操作を含み、前記スペクトル拡張操作
が、前記光源(3)の駆動電流を変調することにより行わ
れることを特徴とする請求項２２に記載の方法。 - 【請求項２４】 前記光ポンプ信号(3)を変調してその
スペクトルを拡張する操作を含むことを特徴とする請求
項２２に記載の方法。 - 【請求項２５】 前記変えるべき光信号と前記光ポンプ
信号(3)のうちの少なくとも一つの偏光状態を制御し
て、前記光媒質(4)への入射において、前記変えるべき
光信号と前記光ポンプ信号が確実に同一の偏光状態を有
するようにする操作を含むことを特徴とする請求項１９
乃至２４のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項２６】 前記変えるべき光信号の偏光状態を制
御する操作を含むことを特徴とする請求項２５に記載の
方法。 - 【請求項２７】 前記光媒質(4)はゼロ分散波長(λ0)を
有し、前記光ポンプ信号(3)及び前記変えるべき光信号
の波長が、前記ゼロ分散波長(λ0)の近傍から選択され
ることを特徴とする請求項１８乃至２６のいずれか一項
に記載の方法。 - 【請求項２８】 前記光ポンプ信号(3)の前記波長(λp)
が、前記ゼロ分散波長(λ0)より約１ｎｍだけ大きいこ
とを特徴とする請求項２７に記載の方法。 - 【請求項２９】 変えるべき光信号の波長(λs)が、前
記光ポンプ信号の波長(λp)より小さいことを特徴とす
る請求項２７又は２８に記載の方法。 - 【請求項３０】 前記光媒質(4)の下流において、前記
光媒質(4)内で行われる光位相共役により生じる信号を
フィルタリングして、前記共役信号から前記光ポンプ信
号(3)の残余と前記変えるべき光信号の残余を除去し共
役光信号を通過させる操作を含むことを特徴とする請求
項１８乃至２９のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項３１】 前記ポンプ信号の前記所与のレベル
は、変えるべき光信号が変調不安定性によっても増幅さ
れるくらい十分高く、また、前記光媒質(4)の下流にお
いて、前記光媒質(4)で行われる光位相共役により生じ
る信号をフィルタリングして、前記共役信号から光ポン
プ信号(3)を除去する操作をさらに含むことを特徴とす
る請求項１８乃至２９のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項３２】 変えるべき光信号は、光ファイバーの
第１スパン(SMF1)に沿って伝搬し且つ色分散により影響
された光信号であり、また、 前記スペクトル反転された信号は、光ファイバーの第２
スパン(SMF2)内に入射され、この際、該信号は、変える
べき光信号に第１スパン(SMF1)で導入された前記分散が
前記スペクトル反転信号において補償されるような色分
散特性と長さを有していることを特徴とする請求項１８
乃至３０のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項３３】 前記変えるべき光信号は、色分散によ
り本質的には影響されず且つ第１波長周辺に位置する信
号であり、また、 前記スペクトル反転された光信号は、第１波長とは離れ
た第２波長周辺に位置し、前記第１及び第２波長の間隔
が、変えるべき光信号の波長変換を構成し、該波長変換
の大きさは、前記第１波長と前記光ポンプ信号の波長
(λp)の間隔により求められることを特徴とする請求項
１８乃至３０のいずれか一項に記載の方法。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008543173A (ja) * | 2005-05-26 | 2008-11-27 | ルーセント テクノロジーズ インコーポレーテッド | 光波長変換器におけるクロストークの減少 |
| JP2015220756A (ja) * | 2014-05-14 | 2015-12-07 | 富士通株式会社 | 配置方法、光ネットワークシステム及び配置システム |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5859948A (en) | 1988-12-06 | 1999-01-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Images processing apparatus for controlling binarized multi-value image data to convert pulse widths differently in at least two modes |
| US6175435B1 (en) | 1995-11-22 | 2001-01-16 | Fujitsu Limited | Optical communication system using optical phase conjugation to suppress waveform distortion caused by chromatic dispersion and optical kerr effect |
| CA2211820A1 (en) * | 1996-08-01 | 1998-02-01 | Youichi Akasaka | Stimulated brillouin scattering suppressed optical fiber |
| US6043927A (en) * | 1997-06-26 | 2000-03-28 | University Of Michigan | Modulation instability wavelength converter |
| KR19990055420A (ko) * | 1997-12-27 | 1999-07-15 | 정선종 | 반도체 광 증폭기와 편광 간섭계를 이용한 완전 광 파장 변환기 |
| AU3063299A (en) * | 1998-02-20 | 1999-09-06 | Ciena Corporation | Optical amplifier having an improved noise figure |
| US6330104B1 (en) * | 1999-08-11 | 2001-12-11 | Lucent Technologies, Inc | Optical wavelength conversion using four wave mixing in fiber |
| JP4550187B2 (ja) * | 1999-09-07 | 2010-09-22 | 古河電気工業株式会社 | 光ファイバ型波長変換方法 |
| DE10049394A1 (de) * | 1999-10-14 | 2001-05-31 | Siemens Ag | Verfahren zur Übertragung von Lichtimpulsen und Lichtwellen |
| KR100327006B1 (ko) * | 2000-02-07 | 2002-03-06 | 박호군 | 광신호 소강비 및 파장변환 대역폭 증가형 파장 변환장치 |
| EP1209496A1 (en) | 2000-11-22 | 2002-05-29 | Corning Incorporated | Waveguide optical fiber for parametric amplification within S-band optical range |
| US20050078301A1 (en) * | 2002-01-16 | 2005-04-14 | Josef Beller | Method and apparatus for controlling optical signal power |
| US7016583B2 (en) * | 2003-01-31 | 2006-03-21 | Corning Incorporated | Dispersion management with phase conjugation |
| US7046432B2 (en) * | 2003-02-11 | 2006-05-16 | Coherent, Inc. | Optical fiber coupling arrangement |
| DE102006023601B4 (de) * | 2006-05-19 | 2009-01-15 | Menlo Systems Gmbh | Lasersystem |
| JP5119998B2 (ja) * | 2008-03-18 | 2013-01-16 | 富士通株式会社 | 光増幅装置および光増幅装置の駆動方法 |
| US8175126B2 (en) * | 2008-10-08 | 2012-05-08 | Telaris, Inc. | Arbitrary optical waveform generation utilizing optical phase-locked loops |
| FR2950164B1 (fr) * | 2009-09-17 | 2011-12-02 | Centre Nat Rech Scient | Systeme de controle de polarisation tout-optique a faisceau de pompe contra-propagatif |
| US10088681B2 (en) * | 2013-05-24 | 2018-10-02 | University Of Rochester | Optical display apparatus, method, and applications |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0764131A (ja) * | 1993-08-31 | 1995-03-10 | Nec Corp | 光通信装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5400164A (en) * | 1993-09-10 | 1995-03-21 | At&T Corp. | Polarization-insensitive optical four-photon mixer |
| US5386314A (en) * | 1993-09-10 | 1995-01-31 | At&T Corp. | Polarization-insensitive optical four-photon mixer with orthogonally-polarized pump signals |
| US5532868A (en) * | 1994-09-23 | 1996-07-02 | At&T Corp. | Apparatus and method for compensating chromatic dispersion produced in optical phase conjugation or other types of optical signal conversion |
| US5604618A (en) * | 1994-10-12 | 1997-02-18 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical parametric circuit and optical circuit using the same |
| US5550671A (en) * | 1995-03-02 | 1996-08-27 | Lucent Technologies Inc. | Intra-cavity optical four-wave mixer and optical communications system using the same |
-
1995
- 1995-10-02 IT IT95TO000782A patent/IT1281374B1/it active IP Right Grant
-
1996
- 1996-07-31 US US08/690,068 patent/US5754334A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-08-30 JP JP8246824A patent/JP2858400B2/ja not_active Expired - Lifetime
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- 1996-10-02 DE DE69623219T patent/DE69623219T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-10-02 EP EP96115798A patent/EP0767395B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-10-02 DE DE0767395T patent/DE767395T1/de active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0764131A (ja) * | 1993-08-31 | 1995-03-10 | Nec Corp | 光通信装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008543173A (ja) * | 2005-05-26 | 2008-11-27 | ルーセント テクノロジーズ インコーポレーテッド | 光波長変換器におけるクロストークの減少 |
| US9054807B2 (en) | 2005-05-26 | 2015-06-09 | Alcatel Lucent | Reducing crosstalk in optical wavelength converters |
| JP2015220756A (ja) * | 2014-05-14 | 2015-12-07 | 富士通株式会社 | 配置方法、光ネットワークシステム及び配置システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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