JPH10186425A - Light frequency tracking device - Google Patents

Light frequency tracking device

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Publication number
JPH10186425A
JPH10186425A JP34837496A JP34837496A JPH10186425A JP H10186425 A JPH10186425 A JP H10186425A JP 34837496 A JP34837496 A JP 34837496A JP 34837496 A JP34837496 A JP 34837496A JP H10186425 A JPH10186425 A JP H10186425A
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JP
Japan
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wavelength
light
input signal
light beam
frequency
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Application number
JP34837496A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroto Kawakami
広人 川上
Tomoyoshi Kataoka
智由 片岡
Kazuo Hagimoto
和男 萩本
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an full light processing type light frequency tracking device, in which the frequency interval wanted to be set is not limited by the band of an electric circuit, by providing a wavelength converter having specific functions. SOLUTION: First wavelength converter to n-th wavelength conveter respectively performing wavelength conversions two times are cascaded. A first four- wave mixture generating means 13-1 performs the wavelength conversion of an input signal light beam by a four-wave mixture with a first reference light beam. Here, the light frequency of the first reference light beam is set so that light beams are arranged in the order of the input signal light beam, the first reference light beam and a first wavelength converted light beam (an intermediate output light beam). A second four-wave mixture generating means 13-2 performs the wavelength conversion of the intermediate output light beam by a four-wave mixture with the intermediate output light beam and a second reference light beam. Here, the light frequency of the second reference light beam is set so that light beams are arranged in the order of the intermediate output light beam, the second reference light beam and a second wavelength converted light beam (an output light beam).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、入力信号光に対し
て周波数間隔が一定に制御された光を生成する光周波数
トラッキング装置に関する。このような光は、パラメト
リック増幅や誘導ブリルアン散乱等を用いた狭帯域光増
幅器の励起光として用いられ、入力信号光に対して周波
数間隔が10GHz以上で一定になるように制御される。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical frequency tracking device for generating light whose input signal light is controlled at a constant frequency interval. Such light is used as excitation light for a narrow-band optical amplifier using parametric amplification, stimulated Brillouin scattering, or the like, and is controlled so that the frequency interval of input signal light is constant at 10 GHz or more.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ファイバにおけるパラメトリック増幅
や誘導ブリルアン散乱は、励起光との間でエネルギーの
保存則を満たす特定の光周波数に狭帯域な利得をもたら
す。この性質を利用して狭帯域光増幅器が構成されてい
る。特に、パラメトリック増幅は低ノイズの光増幅器と
して実用化が期待されている。
2. Description of the Related Art Parametric amplification and stimulated Brillouin scattering in an optical fiber provide a narrow band gain at a specific optical frequency satisfying a law of conservation of energy with pump light. A narrow-band optical amplifier is configured using this property. In particular, parametric amplification is expected to be put to practical use as a low-noise optical amplifier.

【0003】このような狭帯域光増幅器では、励起光の
光周波数を入力信号光に対して常に一定の間隔に保たれ
なければならない。すなわち、入力信号光の光周波数が
時間的に変動する場合には、それに伴って励起光の光周
波数を制御する必要がある。このように、時間的に光周
波数が変動する入力信号光に対して一定の周波数間隔に
保たれた励起光を生成する装置を光周波数トラッキング
装置という。ただし、励起光は必ずしもCW光である必
要はなく、入力信号光が単一に突出したキャリア成分を
持つ場合には、入力信号光を波長変換して励起光とする
ことも可能である(参考文献:K.Kubota and M.Ohtsu,
"Frequency Offset Locking of AlGaAsSemiconductor L
asers", IEEE J.Quantum Electron., Vol.QE-23, pp.38
3-393,1987) 。
[0003] In such a narrow-band optical amplifier, the optical frequency of the pump light must always be kept constant with respect to the input signal light. That is, when the optical frequency of the input signal light fluctuates with time, it is necessary to control the optical frequency of the pump light accordingly. Such an apparatus that generates pump light that is maintained at a constant frequency interval for input signal light whose optical frequency fluctuates with time is called an optical frequency tracking apparatus. However, the pump light is not necessarily CW light, and when the input signal light has a single protruding carrier component, it is also possible to convert the wavelength of the input signal light into the pump light (see References). References: K. Kubota and M. Ohtsu,
"Frequency Offset Locking of AlGaAs Semiconductor L
asers ", IEEE J. Quantum Electron., Vol.QE-23, pp.38
3-393, 1987).

【0004】図6は、周波数弁別器を用いた従来の光周
波数トラッキング装置の構成を示す。図において、入力
信号光と波長可変光源51の出力光は合波器52で合波
され、その合波光が光電気変換器53で電気信号に変換
されて中間周波数信号となる。この中間周波数信号は、
ミキサ54と遅延回路(τ)55とにより構成される周
波数弁別器に入力され、入力信号光と波長可変光源51
の出力光の周波数間隔が直流電圧の大きさに変換され
る。波長コントローラ56は、この直流電圧に基づいて
波長可変光源51の励起電流や温度を制御し、出力光周
波数を制御する。これにより、波長可変光源51の出力
光周波数は、入力信号光に対して所定の周波数間隔にな
るように制御される。波長可変光源51の出力光は、分
岐器57を介して出力される。
FIG. 6 shows a configuration of a conventional optical frequency tracking device using a frequency discriminator. In the figure, the input signal light and the output light of the wavelength variable light source 51 are multiplexed by a multiplexer 52, and the multiplexed light is converted into an electric signal by a photoelectric converter 53 to become an intermediate frequency signal. This intermediate frequency signal is
The input signal light and the tunable light source 51 are input to a frequency discriminator constituted by a mixer 54 and a delay circuit (τ)
Is converted into the magnitude of the DC voltage. The wavelength controller 56 controls the excitation current and temperature of the variable wavelength light source 51 based on the DC voltage, and controls the output light frequency. Thereby, the output light frequency of the wavelength tunable light source 51 is controlled so as to have a predetermined frequency interval with respect to the input signal light. The output light of the wavelength tunable light source 51 is output via the splitter 57.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の光周波数トラッキング装置の構成では、設定しよう
とする周波数間隔が、光電気変換器53およびミキサ5
4の帯域によって制限される。本発明は、設定しようと
する周波数間隔が電気回路の帯域によって制限されない
全光処理型の光周波数トラッキング装置を提供すること
を目的とする。
However, in such a configuration of the conventional optical frequency tracking device, the frequency interval to be set is limited by the photoelectric converter 53 and the mixer 5.
4 band. An object of the present invention is to provide an all-optical processing type optical frequency tracking device in which a frequency interval to be set is not limited by a band of an electric circuit.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の光周波数トラッ
キング装置は、入力信号光と一定波長の第1の参照光と
の四波混合により第1の波長変換光を生成し、さらに第
1の波長変換光と一定波長の第2の参照光との四波混合
により第2の波長変換光を生成し、この第2の波長変換
光を入力信号光に対して一定の波長間隔を有する出力光
として出力する構成である。ただし、波長軸上で入力信
号光、第1の参照光、第1の波長変換光の配列になり、
かつ第1の波長変換光、第2の参照光、第2の波長変換
光の配列になるように、入力信号光に対して第1の参照
光および第2の参照光の波長を設定する。
SUMMARY OF THE INVENTION An optical frequency tracking apparatus according to the present invention generates a first wavelength-converted light by four-wave mixing of an input signal light and a first reference light having a constant wavelength. A second wavelength-converted light is generated by four-wave mixing of the wavelength-converted light and a second reference light having a constant wavelength, and the second wavelength-converted light is output light having a constant wavelength interval with respect to the input signal light. Is output. However, the input signal light, the first reference light, and the first wavelength-converted light are arranged on the wavelength axis.
In addition, the wavelengths of the first reference light and the second reference light are set for the input signal light so as to form an arrangement of the first wavelength converted light, the second reference light, and the second wavelength converted light.

【0007】また、以上の縦続接続される2つの波長変
換手段を1つの波長変換器とし、その波長変換器の出力
光を次の波長変換器の入力信号光として複数の波長変換
器を縦続に接続してもよい。ここで、本発明の光周波数
トラッキング装置により、入力信号光に対して一定の周
波数間隔を有する出力光が得られる原理について説明す
る。
Further, the two cascade-connected two wavelength converters constitute one wavelength converter, and a plurality of wavelength converters are cascaded using output light of the wavelength converter as input signal light of the next wavelength converter. You may connect. Here, the principle that the optical frequency tracking device of the present invention can obtain output light having a constant frequency interval with respect to input signal light will be described.

【0008】入力信号光と第1の参照光との四波混合に
より、入力信号光を波長変換する。ここで、光周波数軸
上で、入力信号光、第1の参照光、第1の波長変換光
(以下「中間出力光」という。)の順に並ぶように第1
の参照光の光周波数を設定する。その中間出力光の光周
波数は、入力信号光の光周波数が高く(または低く)な
ると、その分だけ低く(または高く)なる。さらに、中
間出力光と第2の参照光との四波混合により、中間出力
光を波長変換する。同様に第2の波長変換光(以下「出
力光」という。)の光周波数は、中間出力光の光周波数
が低く(または高く)なると、その分だけ高く(または
低く)なる。
The wavelength of the input signal light is converted by four-wave mixing of the input signal light and the first reference light. Here, on the optical frequency axis, the first signal light, the first reference light, and the first wavelength-converted light (hereinafter, referred to as “intermediate output light”) are arranged in the order of the first.
The optical frequency of the reference light is set. The optical frequency of the intermediate output light becomes lower (or higher) as the optical frequency of the input signal light becomes higher (or lower). Further, the wavelength of the intermediate output light is converted by four-wave mixing of the intermediate output light and the second reference light. Similarly, the optical frequency of the second wavelength-converted light (hereinafter referred to as “output light”) becomes higher (or lower) as the optical frequency of the intermediate output light becomes lower (or higher).

【0009】このように、2回の波長変換を行うことに
より、入力信号光の光周波数の変動方向および変動量
と、出力光の光周波数の変動方向および変動量は同一に
なり、入力信号光と出力光との周波数間隔を一定に保つ
ことができる。同様に、入力信号光に合計偶数回の波長
変換を施した後の出力光も、入力信号光に対して常に一
定の周波数間隔を保つ。この出力光を最終的な出力光と
することにより、入力信号光に対して周波数間隔が一定
に保たれた出力光を得ることができる。
As described above, by performing the wavelength conversion twice, the direction and amount of fluctuation of the optical frequency of the input signal light and the direction and amount of fluctuation of the optical frequency of the output light become the same, and the input signal light is changed. The frequency interval between the light and the output light can be kept constant. Similarly, the output light after the input signal light has been subjected to a total of even number of wavelength conversions always maintains a constant frequency interval with respect to the input signal light. By making this output light the final output light, it is possible to obtain output light having a constant frequency interval with respect to the input signal light.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の光周波数トラッ
キング装置の実施形態を示す。本実施形態では、それぞ
れ2回の波長変換を行う第1の波長変換器〜第nの波長
変換器(nは自然数)が縦続に接続された構成を示す。
第1の波長変換器は、一定波長の第1の参照光を出力す
る第1の参照光出力手段11−1と、入力信号光と第1
の参照光を合波させる第1の合波手段12−1と、両者
の光によって四波混合を発生する第1の四波混合発生手
段13−1と、入力信号光を波長変換した中間出力光の
みを選択的に通過させる第1の波長選択手段14−1
と、中間出力光を増幅する第1の光増幅手段15−1
と、一定波長の第2の参照光を出力する第2の参照光出
力手段11−2と、中間出力光と第2の参照光を合波さ
せる第2の合波手段12−2と、両者の光によって四波
混合を発生する第2の四波混合発生手段13−2と、中
間出力光を波長変換した出力光のみを選択的に通過させ
る第2の波長選択手段14−2と、出力光を増幅する第
2の光増幅手段15−2とを備える。第2の波長変換器
〜第nの波長変換器においても同様の構成である。
FIG. 1 shows an embodiment of an optical frequency tracking device according to the present invention. In this embodiment, a configuration is shown in which a first wavelength converter to an n-th wavelength converter (n is a natural number) that perform wavelength conversion twice are connected in cascade.
The first wavelength converter includes a first reference light output unit 11-1 that outputs a first reference light having a constant wavelength, an input signal light, and a first reference light.
A first multiplexing means 12-1 for multiplexing the reference light, a first four-wave mixing generating means 13-1 for generating four-wave mixing by both lights, and an intermediate output obtained by wavelength-converting the input signal light. First wavelength selecting means 14-1 for selectively passing only light
And first optical amplification means 15-1 for amplifying the intermediate output light
A second reference light output unit 11-2 for outputting a second reference light having a constant wavelength, a second combining unit 12-2 for combining the intermediate output light and the second reference light, A second four-wave mixing generating means 13-2 for generating four-wave mixing with the light of the second wavelength, a second wavelength selecting means 14-2 for selectively passing only the output light obtained by wavelength-converting the intermediate output light, A second light amplification unit 15-2 for amplifying light. The same applies to the second to n-th wavelength converters.

【0011】ここで本実施形態の特徴は、四波混合によ
る波長変換を行う第1の四波混合発生手段13−1およ
び第2の四波混合発生手段13−2を各波長変換器内に
備え、合計で偶数回の波長変換を行うところにある。図
2は、1つの波長変換器における第1の動作例を示す。
図において、横軸は光周波数を示す。なお、波長は光周
波数は反比例の関係であるので、波長で見た場合は図中
左側が長波長側であり、右側が短波長側である。たとえ
ば低周波側は長波長側となる。
The feature of the present embodiment is that the first four-wave mixing generating means 13-1 and the second four-wave mixing generating means 13-2 for performing wavelength conversion by four-wave mixing are provided in each wavelength converter. In this case, the wavelength conversion is performed an even number of times in total. FIG. 2 shows a first operation example in one wavelength converter.
In the figure, the horizontal axis indicates the optical frequency. Since the wavelength is inversely proportional to the optical frequency, when viewed in terms of wavelength, the left side in the figure is the long wavelength side and the right side is the short wavelength side. For example, the low frequency side is the long wavelength side.

【0012】ここでは、入力信号光に対し低周波側に周
波数オフセットロックをかける場合について説明する。 (a) 時刻t1 における入力信号光と出力光の関係 第1の四波混合発生手段において、入力信号光と参照光
は四波混合される。この参照光の光周波数はν1 に固定
する。ν1 は入力信号光がとりうる最低の光周波数より
低くする必要がある。また、入力信号光と参照光の光周
波数がΔFa の差をもつとする。第1の波長選択手段に
おいて、低周波側の四波混合成分のみを取り出し、これ
を中間出力光とする。これはν1 −ΔFa の光周波数を
もつ。この中間出力光を第2の四波混合発生手段に入力
する。
Here, a case where a frequency offset lock is applied to the low frequency side of the input signal light will be described. (a) Relationship between input signal light and output light at time t 1 In the first four-wave mixing generating means, the input signal light and the reference light are four-wave mixed. The optical frequency of the reference beam is fixed to [nu 1. ν 1 needs to be lower than the lowest possible optical frequency of the input signal light. It is also assumed that the optical frequencies of the input signal light and the reference light have a difference of ΔFa. In the first wavelength selection means, only the four-wave mixing component on the low frequency side is taken out, and this is used as intermediate output light. It has an optical frequency of ν 1 -ΔFa. This intermediate output light is input to the second four-wave mixing generator.

【0013】第2の四波混合発生手段において、中間出
力光と参照光は四波混合される。この参照光の光周波数
はν2 に固定する。ν2 は中間出力光がとりうる最低の
光周波数より低くする必要がある。また、中間出力光と
参照光の光周波数がΔFb の差をもつとする。第2の波
長選択手段において、低周波側の四波混合成分のみを取
り出し、これを出力光とする。これはν2 −ΔFb の光
周波数をもつ。ここで、ΔFa+ΔFb =ν1−ν2 であ
るので、入力信号光と出力光の周波数間隔は、2(ν1
ν2)となる。
In the second four-wave mixing generating means, the intermediate output light and the reference light are four-wave mixed. The optical frequency of this reference light is fixed at ν 2 . ν 2 needs to be lower than the lowest optical frequency that the intermediate output light can take. It is also assumed that the optical frequencies of the intermediate output light and the reference light have a difference of ΔFb. In the second wavelength selecting means, only the four-wave mixing component on the low frequency side is taken out and used as output light. It has an optical frequency of ν 2 -ΔFb. Here, since ΔFa + ΔFb = ν 1 −ν 2 , the frequency interval between the input signal light and the output light is 2 (ν 1
ν 2 ).

【0014】(b) 時刻t2 における入力信号光と出力光
の関係 時刻t2 において、入力信号光の光周波数がαだけ増加
したとする。一方、2つの参照光の光周波数ν1 ,ν2
は一定に保たれているので、中間出力光の光周波数は時
刻t1 と比較してαだけ減少し、出力光の光周波数は時
刻t1 と比較してαだけ増加する。したがって、入力信
号光と出力光の光周波数は、ともにαだけ増加すること
になり、周波数間隔は2(ν1−ν2)のまま一定に保たれ
る。この動作はαの正負に依存しないので、入力信号光
に対して周波数オフセットロックされた出力光を得るこ
とができる。
[0014] In (b) the time t 2 the input signal light and the output light of the relationship between the time t 2 in, and the optical frequency of the input signal light is increased by alpha. On the other hand, the optical frequencies ν 1 and ν 2 of the two reference lights
Since is kept constant, the optical frequency of the intermediate output light decreases by α as compared with the time t 1, and the optical frequency of the output light increases by α as compared with the time t 1 . Accordingly, the optical frequencies of the input signal light and the output light both increase by α, and the frequency interval is kept constant at 2 (ν 1 −ν 2 ). Since this operation does not depend on the sign of α, it is possible to obtain output light that is frequency offset locked with respect to the input signal light.

【0015】最終的に設定しようとする周波数間隔が大
きい場合に、波長変換器が1台の構成では四波混合発生
効率が落ちるが、波長変換器を複数とし、段階的に周波
数間隔を増やし、最終的に設定しようとする周波数間隔
に達成させる構成でもよい。また、最終的に設定しよう
とする周波数間隔が、入力信号光の光周波数の揺らぎの
全幅に近い場合や 100GHz以下である場合には、入力信
号光に対して参照光を低周波側(または高周波側)に設
定し、中間出力光に対して参照光を高周波側(または低
周波側)に設定することにより、最終的に設定しようと
する周波数間隔に到達させることができる。以下、その
例を示す。
When the frequency interval to be finally set is large, the efficiency of four-wave mixing is reduced in a configuration with one wavelength converter. However, the frequency interval is increased stepwise by using a plurality of wavelength converters. A configuration that finally achieves the frequency interval to be set may be used. When the frequency interval to be finally set is close to the full width of the fluctuation of the optical frequency of the input signal light or is 100 GHz or less, the reference light is shifted to the low frequency side (or high frequency side) with respect to the input signal light. Side) and setting the reference light to the high frequency side (or low frequency side) with respect to the intermediate output light, it is possible to finally reach the frequency interval to be set. The following is an example.

【0016】図3は、1つの波長変換器における第2の
動作例を示す。第1の四波混合発生手段から出力される
中間出力光の光周波数は、ν1−ΔFaである。この中間
出力光に対して、第2の四波混合発生手段に入力する参
照光を高周波側に設定することにより、出力光の光周波
数はν2 +ΔFb となる。ここで、ΔFa−ΔFb=|ν
1−ν2|であるので、入力信号光と出力光の周波数間隔
は、|2(ν1−ν2)|となる。これにより、入力信号光
に対して、わずかな周波数間隔で周波数オフセットロッ
クされた出力光を得ることができる。
FIG. 3 shows a second operation example in one wavelength converter. The optical frequency of the intermediate output light output from the first four-wave mixing generating means is ν 1 -ΔFa. By setting the reference light input to the second four-wave mixing generating means on the high frequency side with respect to the intermediate output light, the optical frequency of the output light becomes ν 2 + ΔFb. Here, ΔFa−ΔFb = | ν
1− ν 2 |, the frequency interval between the input signal light and the output light is | 2 (ν 1 −ν 2 ) |. As a result, it is possible to obtain output light whose frequency offset is locked at a small frequency interval with respect to the input signal light.

【0017】また、同様に低周波側への周波数オフセッ
トロックと高周波側への周波数オフセットロックを組み
合わせることにより、最終的に設定しようとする周波数
間隔に到達させることができる。以下、その例を示す。
図4は、2つの波長変換器における動作例を示す。第1
の波長変換器の動作は図2の場合と同様であり、その出
力光は入力信号光の低周波側に周波数オフセットロック
され、その周波数間隔は2(ν1−ν2)である。第2の波
長変換器の動作も図2の場合と同様であるが、選択され
る四波混合成分は高周波側であり、その出力光は第1の
波長変換器の出力光の高周波側に周波数オフセットロッ
クされ、その周波数間隔は2(ν4−ν3)である。したが
って、第2の波長変換器の出力光と入力信号光の周波数
間隔は、 |2(ν1−ν2)−2(ν4−ν3)| となる。
Similarly, by combining the frequency offset lock on the low frequency side and the frequency offset lock on the high frequency side, the frequency interval finally set can be reached. The following is an example.
FIG. 4 shows an operation example in two wavelength converters. First
The operation of the wavelength converter is the same as that of FIG. 2, the output light thereof is frequency offset-locked to the low frequency side of the input signal light, and the frequency interval is 2 (ν 1 −ν 2 ). The operation of the second wavelength converter is the same as that of FIG. 2 except that the selected four-wave mixing component is on the high frequency side, and the output light is shifted to the high frequency side of the output light of the first wavelength converter. It is offset locked and its frequency interval is 2 (ν 4 −ν 3 ). Therefore, the frequency interval between the output light of the second wavelength converter and the input signal light is | 2 (ν 1 −ν 2 ) −2 (ν 4 −ν 3 ) |.

【0018】第2の波長変換器の出力光を最終的な出力
とすることにより、入力信号光に対して、わずかな周波
数間隔で周波数オフセットロックされた出力光を得るこ
とができる。
By making the output light of the second wavelength converter a final output, it is possible to obtain output light whose frequency offset is locked at a small frequency interval with respect to the input signal light.

【0019】[0019]

【実施例】図5は、波長変換器の具体的な実施例構成を
示す。ここでは、図1に示した実施形態との対応関係を
示す。第1の参照光出力手段11−1として、第1の波
長安定化光源21−1を用いる。第1の合波手段12−
1として、第1の光カプラ22−1を用いる。第1の四
波混合発生手段13−1として、第1の波長多重カプラ
23−1、第1の励起光源24−1および第1の分布利
得ファイバ25−1を用いる。なお、数kmにわたって
希土類元素をドープした分布利得ファイバは、零分散波
長から離れた波長の入力光に対しても効率よく四波混合
を発生させるので、この目的に適している。第1の波長
選択手段14−1として、第1の光バンドパスフィルタ
26−1を用いる。第1の光増幅手段15−1として、
第2の光アンプ27−1を用いる。
FIG. 5 shows a specific embodiment of the wavelength converter. Here, the correspondence with the embodiment shown in FIG. 1 is shown. A first wavelength stabilized light source 21-1 is used as the first reference light output unit 11-1. First multiplexing means 12-
As 1, the first optical coupler 22-1 is used. As the first four-wave mixing generating means 13-1, a first wavelength multiplex coupler 23-1, a first pump light source 24-1 and a first distributed gain fiber 25-1 are used. It should be noted that a distributed gain fiber doped with a rare earth element over several kilometers efficiently generates four-wave mixing even for input light having a wavelength apart from the zero-dispersion wavelength, and is suitable for this purpose. A first optical bandpass filter 26-1 is used as the first wavelength selection unit 14-1. As the first optical amplification unit 15-1,
The second optical amplifier 27-1 is used.

【0020】第2の参照光出力手段11−2として、第
2の波長安定化光源21−2を用いる。第2の合波手段
12−2として、第2の光カプラ22−2を用いる。第
2の四波混合発生手段13−2として、第2の波長多重
カプラ23−2、第2の励起光源24−2および第2の
分布利得ファイバ25−2を用いる。なお、数kmにわ
たって希土類元素をドープした分布利得ファイバは、零
分散波長から離れた波長の入力光に対しても効率よく四
波混合を発生させるので、この目的に適している。第2
の波長選択手段14−2として、第2の光バンドパスフ
ィルタ26−2を用いる。第2の光増幅手段15−2と
して、第2の光アンプ27−2を用いる。
As the second reference light output means 11-2, a second wavelength stabilized light source 21-2 is used. A second optical coupler 22-2 is used as the second multiplexing means 12-2. As the second four-wave mixing generating means 13-2, a second wavelength multiplex coupler 23-2, a second pump light source 24-2, and a second distributed gain fiber 25-2 are used. It should be noted that a distributed gain fiber doped with a rare earth element over several kilometers efficiently generates four-wave mixing even for input light having a wavelength apart from the zero-dispersion wavelength, and is suitable for this purpose. Second
The second optical bandpass filter 26-2 is used as the wavelength selecting means 14-2. The second optical amplifier 27-2 is used as the second optical amplifier 15-2.

【0021】以下、図2に示すように、入力信号光に対
し低周波側に周波数オフセットロックをかける場合につ
いて説明する。入力信号光の光周波数をfin+αとす
る。αは正負の値をとり、光周波数の揺らぎを表す。最
終的に達成しようとする周波数間隔をfofs(=2(ν1
ν2))とし、これはαの振幅より十分大きいものとす
る。
Hereinafter, a case where the frequency offset lock is applied to the input signal light on the low frequency side as shown in FIG. 2 will be described. The optical frequency of the input signal light and f in + α. α takes a positive or negative value and represents fluctuation of the optical frequency. The frequency interval to be finally achieved is f ofs (= 2 (ν 1
ν 2 )), which is sufficiently larger than the amplitude of α.

【0022】第1の波長安定化光源21−1は、例えば
光周波数ν1=fin−fofs/4の参照光を出力するもの
とする。参照光と入力信号光は、第1の光カプラ22−
1で合波される。第1の励起光源24−1は、1.48μm
または0.98μmの励起光を出力する。励起光と第1の光
カプラ22−1の出力光は第1の波長多重カプラ23−
1で合波され、第1の分布利得ファイバ25−1に入射
される。第1の分布利得ファイバ25−1の出力は入力
信号光、参照光、励起光および2種類の四波混合成分を
含むが、第1の光バンドパスフィルタ26−1によっ
て、低周波側の四波混合成分(光周波数=2×ν1−f
in−α)のみを透過させ、これを第1の光アンプ27−
1によって増幅する。第1の光アンプ27−1の出力は
中間出力光となる。
The first wavelength-stabilized light source 21-1 outputs, for example, reference light having an optical frequency ν 1 = f in −f ofs / 4. The reference light and the input signal light are supplied to the first optical coupler 22-
They are multiplexed by 1. The first excitation light source 24-1 is 1.48 μm
Alternatively, 0.98 μm excitation light is output. The pump light and the output light of the first optical coupler 22-1 are coupled to the first wavelength multiplex coupler 23-
1 and is incident on the first distributed gain fiber 25-1. The output of the first distributed gain fiber 25-1 includes the input signal light, the reference light, the pump light, and the two types of four-wave mixing components, but is output by the first optical bandpass filter 26-1. Wave mixing component (optical frequency = 2 × ν 1 −f
in -α) and transmits the first optical amplifier 27-
Amplify by 1. The output of the first optical amplifier 27-1 is an intermediate output light.

【0023】第2の波長安定化光源21−2は、光周波
数ν2 =ν1−fofs/2=fin−3×fofs /4の参照
光を出力する。参照光と中間出力光は、第2の光カプラ
22−2で合波される。第2の励起光源24−2は、1.
48μmまたは0.98μmの励起光を出力する。励起光と第
2の光カプラ22−2の出力光は第2の波長多重カプラ
23−2で合波され、第2の分布利得ファイバ25−2
に入射される。第2の分布利得ファイバ25−2の出力
は中間出力光、参照光、励起光および2種類の四波混合
成分を含むが、第2の光バンドパスフィルタ26−2に
よって、低周波側の四波混合成分(光周波数=fin+α
+2×(ν2−ν1)=fin+α−fofs )のみを透過さ
せ、これを第2の光アンプ27−2によって増幅し、出
力光を得る。
The second wavelength-stabilized light source 21-2 outputs reference light having an optical frequency ν 2 = ν 1 −f ofs / 2 = f in −3 × f ofs / 4. The reference light and the intermediate output light are multiplexed by the second optical coupler 22-2. The second excitation light source 24-2 includes: 1.
An excitation light of 48 μm or 0.98 μm is output. The pump light and the output light of the second optical coupler 22-2 are multiplexed by the second wavelength division multiplexing coupler 23-2, and are combined into a second distributed gain fiber 25-2.
Is incident on. The output of the second distributed gain fiber 25-2 includes the intermediate output light, the reference light, the pumping light, and the two types of four-wave mixing components, and is output by the second optical bandpass filter 26-2. wave mixing components (optical frequency = f in + α
Only + 2 × (ν 2 −ν 1 ) = f in + α−f ofs ) is transmitted and amplified by the second optical amplifier 27-2 to obtain output light.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光周波数
トラッキング装置は、電気回路の帯域に制限されること
なく、入力信号光に対する周波数間隔を大きな自由度で
設定することができる。また、本発明は、パラメトリッ
ク増幅や誘導ブリルアン散乱を用いた狭帯域増幅器にお
いて、入力信号光に対して所定の周波数間隔を有する励
起光を生成する場合に特に有効である。
As described above, the optical frequency tracking device of the present invention can set the frequency interval with respect to the input signal light with a large degree of freedom without being limited by the band of the electric circuit. Further, the present invention is particularly effective in a case where a pump light having a predetermined frequency interval with respect to an input signal light is generated in a narrow band amplifier using parametric amplification or stimulated Brillouin scattering.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の光周波数トラッキング装置の実施形態
を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an optical frequency tracking device of the present invention.

【図2】1つの波長変換器における第1の動作例を示す
図。
FIG. 2 is a diagram showing a first operation example in one wavelength converter.

【図3】1つの波長変換器における第2の動作例を示す
図。
FIG. 3 is a diagram showing a second operation example in one wavelength converter.

【図4】2つの波長変換器における動作例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an operation example in two wavelength converters.

【図5】波長変換器の具体的な実施例構成を示すブロッ
ク図。
FIG. 5 is a block diagram showing a specific configuration of a wavelength converter according to an embodiment.

【図6】周波数弁別器を用いた従来の光周波数トラッキ
ング装置の構成を示すブロック図。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a conventional optical frequency tracking device using a frequency discriminator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 参照光出力手段 12 合波手段 13 四波混合発生手段 14 波長選択手段 15 光増幅手段 21 波長安定化光源 22 光カプラ 23 波長多重カプラ 24 励起光源 25 分布利得ファイバ 26 光バンドパスフィルタ 27 光アンプ REFERENCE SIGNS LIST 11 reference light output means 12 multiplexing means 13 four-wave mixing generating means 14 wavelength selecting means 15 optical amplifying means 21 wavelength stabilizing light source 22 optical coupler 23 wavelength multiplexing coupler 24 pumping light source 25 distributed gain fiber 26 optical bandpass filter 27 optical amplifier

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 時間的に波長が変動する入力信号光と、
一定波長の第1の参照光との四波混合により第1の波長
変換光を生成する第1の波長変換手段と、 前記第1の波長変換光と、一定波長の第2の参照光との
四波混合により第2の波長変換光を生成し、この第2の
波長変換光を前記入力信号光に対して一定の波長間隔を
有する出力光として出力する第2の波長変換手段とを備
え、 波長軸上で前記入力信号光、前記第1の参照光、前記第
1の波長変換光の配列になり、かつ前記第1の波長変換
光、前記第2の参照光、前記第2の波長変換光の配列に
なるように、前記入力信号光に対して前記第1の参照光
および前記第2の参照光の波長を設定したことを特徴と
する光周波数トラッキング装置。
An input signal light whose wavelength varies with time;
A first wavelength conversion unit that generates a first wavelength-converted light by four-wave mixing with a first reference light having a constant wavelength, and a first wavelength conversion unit that generates the first wavelength-converted light and the second reference light having a constant wavelength. A second wavelength conversion unit that generates a second wavelength-converted light by four-wave mixing, and outputs the second wavelength-converted light as output light having a certain wavelength interval with respect to the input signal light; The input signal light, the first reference light, and the first wavelength-converted light are arranged on a wavelength axis, and the first wavelength-converted light, the second reference light, and the second wavelength-converted light are arranged. An optical frequency tracking device, wherein wavelengths of the first reference light and the second reference light are set for the input signal light so as to form a light arrangement.
【請求項2】 請求項1に記載の第1の波長変換手段お
よび第2の波長変換手段を1つの波長変換器とし、その
波長変換器の出力光を次の波長変換器の入力信号光とし
て複数の波長変換器を縦続に接続した構成であることを
特徴とする光周波数トラッキング装置。
2. The first wavelength converter and the second wavelength converter according to claim 1 are one wavelength converter, and the output light of the wavelength converter is used as the input signal light of the next wavelength converter. An optical frequency tracking device comprising a plurality of wavelength converters connected in cascade.
【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の光周波
数トラッキング装置において、 各波長変換手段は、 一定波長の参照光を出力する参照光出力手段と、 入力信号光または第1の波長変換光と前記参照光とを波
長多重して出力する合波手段と、 前記合波手段の出力光を入力して各波長成分による四波
混合を発生させ、その四波混合成分を波長変換光として
出力する四波混合発生手段と、 前記四波混合発生手段から出力される波長変換光のう
ち、参照光に対して入力信号光または第1の波長変換光
と波長が対称の波長変換光のみを前記入力信号光に対す
る第1の波長変換光、または第1の波長変換光に対する
第2の波長変換光として選択的に透過させる波長選択手
段と、 前記波長選択手段の出力光を光増幅して出力する光増幅
手段とを備えたことを特徴とする光周波数トラッキング
装置。
3. The optical frequency tracking device according to claim 1, wherein each of the wavelength conversion units includes: a reference light output unit that outputs a reference light having a constant wavelength; and an input signal light or a first wavelength conversion unit. Multiplexing means for wavelength-multiplexing and outputting the light and the reference light, and inputting the output light of the multiplexing means to generate four-wave mixing by each wavelength component, and using the four-wave mixing component as wavelength-converted light Four-wave mixing generating means for outputting, of the wavelength-converted light output from the four-wave mixing generating means, only the input signal light or the wavelength-converted light whose wavelength is symmetric with the first wavelength-converted light with respect to the reference light. Wavelength selecting means for selectively transmitting as the first wavelength-converted light for the input signal light or the second wavelength-converted light for the first wavelength-converted light; and optically amplifying and outputting the output light of the wavelength selecting means Optical amplification means An optical frequency tracking device characterized in that:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005173572A (en) * 2003-11-18 2005-06-30 Sumitomo Electric Ind Ltd Wavelength conversion apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005173572A (en) * 2003-11-18 2005-06-30 Sumitomo Electric Ind Ltd Wavelength conversion apparatus
JP4552610B2 (en) * 2003-11-18 2010-09-29 住友電気工業株式会社 Wavelength converter

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