JPH10232415A - Method and device for generating phase conjugate light and covering wavelength, and system with the device, and manufacture of the device. - Google Patents

Method and device for generating phase conjugate light and covering wavelength, and system with the device, and manufacture of the device.

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JPH10232415A
JPH10232415A JP9092309A JP9230997A JPH10232415A JP H10232415 A JPH10232415 A JP H10232415A JP 9092309 A JP9092309 A JP 9092309A JP 9230997 A JP9230997 A JP 9230997A JP H10232415 A JPH10232415 A JP H10232415A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a phase conjugate light generator which is efficient, fast, broadband, and also polarized-wave-independent, by splitting a signal beam of light into planes of polarization orthogonal to each other, and generating each phase conjugate beam of light for synthesizing polarized waves. SOLUTION: A signal beam of light ES is split into polarized waves of a first polarization component ES1 and a second polarization component ES2 by a first polarization beam splitter(PBS) 32. The first polarization component ES1 is supplied to a first DFB laser diode 1 (#1) and the first phase conjugate beam of light EC1 is outputted. Moreover, a second DFB laser diode 1 (#2) is used for the second polarization component ES2 and the second phase conjugate beam of light EC2 is outputted. These polarization components ES1 and ES2 are orthogonal to each other. And, the first and second polarization beams of light EC1 and EC2 are polarization-synthesized for obtaining one phase conjugate beam of light EC.

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】本発明は位相共役光の発生及
び波長変換のための方法及び装置並びに該装置を有する
システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for generating phase conjugate light and wavelength conversion, and a system having the apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】低損失なシリカ光ファイバが開発された
ことにより、光ファイバを伝送路として用いる光ファイ
バ通信システムが数多く実用化されてきた。光ファイバ
それ自体は極めて広い帯域を有している。しかしなが
ら、光ファイバによる伝送容量は実際上はシステムデザ
インによって制限される。最も重要な制限は、光ファイ
バにおいて生じる波長分散による波形歪みに起因する。
光ファイバはまた例えば約0.2dB/kmの割合で光
信号を減衰させるが、この減衰による損失は、エルビウ
ムドープファイバ増幅器(EDFA)を始めとする光増
幅器の採用によって補償されてきた。
2. Description of the Related Art With the development of low-loss silica optical fibers, many optical fiber communication systems using optical fibers as transmission lines have been put into practical use. The optical fiber itself has a very wide bandwidth. However, the transmission capacity of the optical fiber is actually limited by the system design. The most important limitation is due to waveform distortion due to chromatic dispersion occurring in the optical fiber.
Optical fibers also attenuate optical signals, for example, at a rate of about 0.2 dB / km, and the losses due to this attenuation have been compensated for by the use of optical amplifiers, including erbium-doped fiber amplifiers (EDFAs).

【0003】しばしば単純に分散と称される波長分散
は、光ファイバ内における光信号の群速度が光信号の波
長(周波数)の関数として変化する現象である。例えば
標準的なシングルモードファイバにおいては、1.3μ
mよりも短い波長に対しては、より長い波長を有する光
信号がより短い波長を有する光信号よりも速く伝搬し、
その結果としての分散は、通常、正常分散と称される。
1.3μmよりも長い波長に対しては、より短い波長を
有する光信号がより長い波長を有する光信号よりも速く
伝搬し、その結果としての分散は異常分散と称される。
[0003] Chromatic dispersion, often referred to simply as dispersion, is a phenomenon in which the group velocity of an optical signal in an optical fiber changes as a function of the wavelength (frequency) of the optical signal. For example, in a standard single mode fiber, 1.3 μm
For wavelengths shorter than m, optical signals having longer wavelengths propagate faster than optical signals having shorter wavelengths,
The resulting variance is usually referred to as the normal variance.
For wavelengths longer than 1.3 μm, optical signals with shorter wavelengths propagate faster than optical signals with longer wavelengths, and the resulting dispersion is called anomalous dispersion.

【0004】近年、EDFAの採用による光信号パワー
の増大に起因して、非線形性が注目されている。伝送容
量を制限する光ファイバの最も重要な非線形性は光カー
効果である。光カー効果は光ファイバの屈折率が光信号
の強度に伴って変化する現象である。屈折率の変化は光
ファイバ中を伝搬する光信号の位相を変調し、その結果
信号スペクトルを変更する周波数チャーピングが生じ
る。この現象は自己位相変調(self-phase modulation:
SPM)として知られている。SPMによってスペクト
ルが拡大され、波長分散による波形歪みが更に大きくな
る。
In recent years, attention has been paid to non-linearity due to an increase in optical signal power due to the use of EDFA. The most important nonlinearity of an optical fiber that limits the transmission capacity is the optical Kerr effect. The optical Kerr effect is a phenomenon in which the refractive index of an optical fiber changes according to the intensity of an optical signal. The change in refractive index modulates the phase of the optical signal propagating in the optical fiber, resulting in frequency chirping that changes the signal spectrum. This phenomenon is called self-phase modulation (self-phase modulation:
SPM). The spectrum is expanded by SPM, and the waveform distortion due to chromatic dispersion is further increased.

【0005】このように、波長分散及びカー効果は、伝
送距離の増大に伴って光信号に波形歪みを与える。従っ
て、光ファイバによる長距離伝送を可能にするために
は、波長分散及び非線形性は制御され、補償され或いは
抑圧されることが必要である。
As described above, the chromatic dispersion and the Kerr effect give waveform distortion to an optical signal as the transmission distance increases. Therefore, chromatic dispersion and non-linearity need to be controlled, compensated or suppressed to allow long-distance transmission over optical fibers.

【0006】波長分散及び非線形性を制御する技術とし
て、主信号のための電子回路を含む再生中継器を用いた
ものが知られている。伝送路の途中に例えば複数の再生
中継器が配置され、各々の再生中継器では、光信号の波
形歪みが過剰になる前に光/電気変換、再生処理及び電
気/光変換がこの順で行われる。しかし、この方法で
は、高価で複雑な再生中継器が必要であるとともに、再
生中継器が有する電子回路が主信号のビットレートを制
限するという問題がある。
As a technique for controlling chromatic dispersion and nonlinearity, a technique using a regenerative repeater including an electronic circuit for a main signal is known. For example, a plurality of regenerative repeaters are arranged in the middle of the transmission line, and in each regenerative repeater, optical / electrical conversion, regeneration processing, and electrical / optical conversion are performed in this order before the waveform distortion of the optical signal becomes excessive. Will be However, this method has a problem that an expensive and complicated regenerative repeater is required, and an electronic circuit of the regenerative repeater limits the bit rate of the main signal.

【0007】波長分散及び非線形性を補償する技術とし
て、光ソリトンが知られている。与えられた異常分散の
値に対して精度よく規定された振幅、パルス幅及びピー
クパワーを有する光信号パルスが発生させられ、それに
より光カー効果によるSPMと異常分散とによるパルス
圧縮と、分散によるパルス拡がりとがバランスし、光ソ
リトンはその波形を維持したまま伝搬して行く。
Optical soliton is known as a technique for compensating for chromatic dispersion and nonlinearity. An optical signal pulse having precisely defined amplitude, pulse width, and peak power is generated for a given value of anomalous dispersion, whereby the SPM due to the optical Kerr effect and the pulse compression due to the anomalous dispersion and the dispersion The pulse spread balances, and the optical soliton propagates while maintaining its waveform.

【0008】波長分散及び非線形性を補償するための他
の技術として、光位相共役の適用がある。例えば、伝送
路の波長分散を補償するための方法がヤリフ(Yari
v)らによって提案されている(A. Yariv, D. Fekete,
and D. M. Pepper,“Compensation for channel dispe
rsion by nonlinear optical phase conjugation” Op
t. Lett., vol. 4, pp. 52-54, 1979)。伝送路の中間
点で光信号が位相共役光に変換され、伝送路の前半で受
けた波長分散による波形歪みが伝送路の後半の波長分散
による歪みで補償される。
Another technique for compensating for chromatic dispersion and nonlinearity is the application of optical phase conjugation. For example, a method for compensating for chromatic dispersion in a transmission line is described in Yari (Yari).
v) et al. (A. Yariv, D. Fekete,
and DM Pepper, “Compensation for channel dispe
rsion by nonlinear optical phase conjugation ”Op
t. Lett., vol. 4, pp. 52-54, 1979). At the midpoint of the transmission line, the optical signal is converted into phase conjugate light, and waveform distortion due to chromatic dispersion received in the first half of the transmission line is compensated for by distortion due to chromatic dispersion in the second half of the transmission line.

【0009】特に、2つの地点での電場の位相変化の要
因が同じであり、その要因をもたらす環境変化が2地点
の間の光の伝搬時間内で緩やかであるとすれば、2地点
の中間に位相共役器(位相共役光発生器)を配置するこ
とによって、位相変化は補償される(S. Watanabe,“Co
mpensation of phase fluctuation in a transmission
line by optical conjugation ”Opt. Lett., vol. 17,
pp. 1355-1357, 1992)。従って、位相共役器の採用に
よって、SPMに起因する波形歪みも補償される。しか
し、位相共役器の前後で光パワーの分布が非対称である
場合には、非線形性の補償が不完全になる。
In particular, if the factor of the phase change of the electric field at the two points is the same, and the environmental change causing the factor is gradual within the light propagation time between the two points, the intermediate between the two points The phase change is compensated for by arranging a phase conjugator (phase conjugate light generator) in (S. Watanabe, “Co
mpensation of phase fluctuation in a transmission
line by optical conjugation ”Opt. Lett., vol. 17,
pp. 1355-1357, 1992). Therefore, by using the phase conjugator, the waveform distortion caused by the SPM is also compensated. However, if the distribution of the optical power before and after the phase conjugator is asymmetric, the non-linearity compensation is incomplete.

【0010】発明者は、先に、位相共役器を用いる場合
に光パワーの非対称性による補償の不完全さを克服する
ための技術を提案した(S. Watanabe and M. Shirasak
i, “Exact compensation for both chromatic dispers
ion and Kerr effect in a transmission fiber using
optical phase conjugation”J. Lightwave Technol.,v
ol. 14, pp. 243-248, 1996 )。位相共役器は伝送路に
おけるその前後の分散値又は非線形効果の総量が等しく
なる点の近傍に配置され、その前後における種々のパラ
メータが微小区間ごとに設定される。
The inventor has previously proposed a technique for overcoming incomplete compensation due to optical power asymmetry when using a phase conjugator (S. Watanabe and M. Shirasak).
i, “Exact compensation for both chromatic dispers
ion and Kerr effect in a transmission fiber using
optical phase conjugation ”J. Lightwave Technol., v
ol. 14, pp. 243-248, 1996). The phase conjugator is arranged near a point in the transmission path where the total value of the dispersion value or the nonlinear effect before and after the phase conjugator becomes equal, and various parameters before and after the phase conjugator are set for each minute section.

【0011】位相共役器及びその光ファイバ通信への適
用に関しては、例えば、本発明者による出願(特願平6
−509844号、特願平7−44574号、特願平7
−304229号、特開平7−98464号及び特開平
7−301830号)がある。
Regarding the phase conjugator and its application to optical fiber communication, for example, an application by the present inventor (Japanese Patent Application No.
No. 509844, Japanese Patent Application No. 7-44574, Japanese Patent Application No. 7
-304229, JP-A-7-98464 and JP-A-7-301830).

【0012】進行波型半導体レーザ増幅器を用いた位相
共役波の発生方法は、〔1〕A. MECOZZI ET AL., IEEE
JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS, VOL.31, NO.4, APRI
L 1995, PP.689-699に記載されている。この方法では、
その文献の図6に示されているように、ポンプ(励起)
光とプローブ光(信号光ともいう)を方向性結合器によ
って結合し、結合されたポンプ光とプローブ光をレンズ
及び光アイソレーションを介して進行波型半導体レーザ
増幅器に入力し、これにより位相共役波を進行波型半導
体レーザ増幅器から取り出すようにしている。そのポン
プ光は、色中心レーザ(CCL)から出力された光を光
アイソレータ(OI)、バビネソレイユ(BABINE
T−SOLEIL)補償板及びレンズを通して方向性結
合器に入力することにより与えられている。また、プロ
ーブ光は、外部共振器半導体レーザ(ECLD)から出
力された光を光アイソレーション、λ/2板及びλ/4
板を通して方向性結合器に入力することにより与えられ
ている。
A method for generating a phase conjugate wave using a traveling wave type semiconductor laser amplifier is described in [1] A. MECOZZI ET AL., IEEE.
JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS, VOL.31, NO.4, APRI
L 1995, PP.689-699. in this way,
As shown in FIG. 6 of that document, the pump (excitation)
The light and the probe light (also referred to as signal light) are combined by a directional coupler, and the combined pump light and probe light are input to a traveling-wave semiconductor laser amplifier via a lens and optical isolation, and thereby phase conjugate. Waves are extracted from the traveling wave type semiconductor laser amplifier. The pump light is obtained by converting light output from a color center laser (CCL) into an optical isolator (OI) and Babine Soleil (BABINE).
(T-SOLEIL) compensator and lens input to the directional coupler. Further, the probe light converts light output from an external cavity semiconductor laser (ECLD) into optical isolation, a λ / 2 plate and a λ / 4
It is given by input to the directional coupler through the plate.

【0013】半導体レーザ増幅器の代わりに半導体レー
ザを用いて位相共役波を発生させる方法は、〔2〕PATR
ICK P. IANNONE ET AL., IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELE
CTRONICS, VOL.31, NO.7, JULY 1995, PP.1285-1291 に
記載されている。この方法では、半導体レーザを使用し
ている他は文献〔1〕とほぼ同じ機構の装置を用いてい
る。その半導体レーザでは、外部から注入されるポンプ
光の波長と同じ波長の光を発振するようになっている。
A method of generating a phase conjugate wave using a semiconductor laser instead of a semiconductor laser amplifier is described in [2] PATR
ICK P. IANNONE ET AL., IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELE
CTRONICS, VOL.31, NO.7, JULY 1995, PP.1285-1291. In this method, a device having substantially the same mechanism as that of the document [1] is used except that a semiconductor laser is used. The semiconductor laser oscillates light having the same wavelength as the wavelength of pump light injected from the outside.

【0014】これら2つの例は、半導体レーザ増幅器又
は半導体レーザの一端にポンプ光とプローブ光を入れる
とともに、その他端からポンプ光とプローブ光と位相共
役波を取り出す点で共通している。
These two examples are common in that pump light and probe light are input to one end of a semiconductor laser amplifier or a semiconductor laser, and pump light, probe light, and a phase conjugate wave are extracted from the other end.

【0015】これに対してポンプ光を発振する半導体レ
ーザの第1の端面からその内部にプローブ光を入れ、そ
の同じ第1の端面から位相共役波を出力する方法が、
〔3〕S. MURATA EL AL., APPL. PHYS. LETT. 58 (14),
8 APRIL 1991, PP.1458-1460に記載されている。
On the other hand, a method of inputting probe light from the first end face of a semiconductor laser that oscillates pump light and outputting a phase conjugate wave from the same first end face has been proposed.
[3] S. MURATA EL AL., APPL. PHYS. LETT. 58 (14),
8 APRIL 1991, PP.1458-1460.

【0016】上述した文献〔1〕,〔2〕に記載された
方法では、プローブ光を発生させる光源とポンプ光を発
生させる光源と位相共役波を発生させる半導体レーザ増
幅器又は半導体レーザというように、3つの光デバイス
が必要になるのでそれらを結合する光学系が複雑にな
る。特に、プローブ光とポンプ光を効率よく結合するた
めの光結合器が要求される。
In the methods described in the above documents [1] and [2], a light source for generating probe light, a light source for generating pump light, and a semiconductor laser amplifier or semiconductor laser for generating a phase conjugate wave are used. The need for three optical devices complicates the optical system that couples them. In particular, an optical coupler for efficiently coupling the probe light and the pump light is required.

【0017】また、文献〔3〕に記載された方法におい
ては、位相共役波を出力する半導体レーザの非出力端面
に高反射率の反射膜を形成しておく必要があるので、半
導体レーザにファブリペローモードが存在する。従っ
て、その位相共役波の波長は、文献〔3〕にも記載され
ているように、ファブリペローモードに共鳴した波長に
限定されることになる。
In the method described in the document [3], it is necessary to form a high-reflectance reflective film on the non-output end face of the semiconductor laser that outputs a phase conjugate wave. Perot mode exists. Therefore, the wavelength of the phase conjugate wave is limited to the wavelength that resonates in the Fabry-Perot mode, as described in document [3].

【0018】最近、発振状態のDFB−LD内の非縮退
の四光波混合(Four-Wave Mixing:FWM)による位相
共役光の発生方法が、次の論文にて報告されている。 H. Kuwatsuka, H. Shoji, M. Matsuda and H. Ishikaw
a, “THz frequency conversion using nondegenerate
four-wave mixing prosess in a lasing long-cavity
λ/4- shifted laser ”, ELECTRONICS LETTERS, Vol.3
1, No.24, pp.2108-2110, 1995. この方法による位相共役光の発生方法について、簡単に
説明する。キャリアを高注入した半導体高利得媒質は、
大きな三次の非線形感受性を持つため、四光波混合を行
なうのに最適な物質の1つである。半導体レーザが発振
している状態では、その内部に高い強度の発振光が存在
しているため、外部から光を入れることにより四光波混
合が起き、位相共役光が発生することが理論的には知ら
れていたが、実際には、発振しているレーザに外部から
光を入れると、発振光がその光の波長に引き込まれた
り、発振光が不安定になったりする問題があった。ま
た、位相共役光が発生したとしても、半導体レーザを構
成する共振器に共鳴する波長の光のみで位相共役光の発
生が可能であり、自由に波長を変換することができなか
った。
Recently, a method for generating phase conjugate light by non-degenerate four-wave mixing (FWM) in an oscillating DFB-LD has been reported in the following paper. H. Kuwatsuka, H. Shoji, M. Matsuda and H. Ishikaw
a, “THz frequency conversion using nondegenerate
four-wave mixing prosess in a lasing long-cavity
λ / 4- shifted laser ”, ELECTRONICS LETTERS, Vol.3
1, No. 24, pp. 2108-2110, 1995. A method of generating phase conjugate light by this method will be briefly described. A semiconductor high gain medium with high carrier injection is
Due to its large third-order nonlinear sensitivity, it is one of the most suitable materials for performing four-wave mixing. In a state where a semiconductor laser is oscillating, high-intensity oscillating light exists inside the semiconductor laser. Therefore, it is theoretically possible that four-wave mixing occurs when light is input from the outside and phase conjugate light is generated. Although known, actually, when light is externally applied to the oscillating laser, there is a problem that the oscillating light is drawn to the wavelength of the light or the oscillating light becomes unstable. Further, even if phase conjugate light is generated, phase conjugate light can be generated only with light having a wavelength that resonates with the resonator constituting the semiconductor laser, and the wavelength cannot be freely converted.

【0019】上記論文では、1/4波長位相シフトDF
B半導体レーザ内部に、発振させたい波長の光のみを反
射させる2つの回折格子が、お互いが1/4波長だけ位
相シフトするように形成されている。この2つの回折格
子により、発振光は半導体レーザ内部に強く閉じ込めら
れ、半導体レーザの両端面を無反射コートすることによ
り、発振光と異なる波長の光は、レーザ内部で反射され
ることなく通過する。このため、発振光をポンプ光とし
て用いて、外部より半導体レーザに入力する光の位相共
役光を発生することが可能となり、外部からのポンプ光
を用いることなく、高効率で高速・広帯域の変換が可能
である。
In the above paper, a quarter-wave phase shift DF
Inside the B semiconductor laser, two diffraction gratings that reflect only light of a wavelength to be oscillated are formed so that they are phase-shifted from each other by お 互 い wavelength. Oscillation light is strongly confined inside the semiconductor laser by these two diffraction gratings, and light having a wavelength different from that of the oscillation light passes through without being reflected inside the laser by coating both end faces of the semiconductor laser with antireflection. . Therefore, it is possible to generate the phase conjugate light of the light input to the semiconductor laser from the outside by using the oscillation light as the pump light, and to achieve high-efficiency, high-speed, wide-band conversion without using the pump light from the outside. Is possible.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】ところで、位相共役光
発生器における変換効率はプローブ光及びポンプ光の偏
波面の一致性に依存しているにも関わらず、一般的な光
ファイバ伝送路は偏波面を保存する能力を有していな
い。従って、光位相共役を用いた光システムを構成する
ためには、高効率で高速・広帯域であり、しかも偏波依
存性のない位相共役光発生器を実現する必要がある。
The conversion efficiency of the phase conjugate light generator depends on the coincidence of the polarization planes of the probe light and the pump light. Does not have the ability to preserve the wavefront. Therefore, in order to configure an optical system using optical phase conjugation, it is necessary to realize a phase conjugate light generator having high efficiency, high speed and wide band, and having no polarization dependency.

【0021】よって、本発明の目的は次の通りである。 (1)信号光ビームから位相共役光ビームへの変換効率
を高くすることができる方法、装置を提供すること。
The objects of the present invention are as follows. (1) To provide a method and apparatus capable of increasing the conversion efficiency from a signal light beam to a phase conjugate light beam.

【0022】(2)信号光ビームから位相共役光ビーム
への変換効率が信号光ビームの偏波状態に大きく依存し
なくなるような方法、装置を提供すること。 (3)信号光ビームから位相共役光ビームへの変換にお
ける変換帯域を広くするための方法、装置、該装置の製
造方法を提供すること。
(2) To provide a method and apparatus in which the conversion efficiency from a signal light beam to a phase conjugate light beam does not largely depend on the polarization state of the signal light beam. (3) To provide a method and apparatus for widening a conversion band in conversion from a signal light beam to a phase conjugate light beam, and a method for manufacturing the apparatus.

【0023】(4)信号対雑音比に優れた位相共役光ビ
ームを得るための方法、装置を提供すること。 (5)(1)〜(4)の装置を有する、或いは、(1)
〜(4)の方法が適用される、光通信に適したシステム
を提供すること。
(4) To provide a method and an apparatus for obtaining a phase conjugate light beam having an excellent signal-to-noise ratio. (5) Having the device of (1) to (4), or (1)
To provide a system suitable for optical communication to which the method of (4) is applied.

【0024】(6)柔軟性に富んだ光ネットワークシス
テムを構築するのに適した新規な構成を有するシステム
を提供すること。
(6) To provide a system having a novel configuration suitable for constructing a highly flexible optical network system.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】本発明のある側面による
と、以下に示す(1)〜(58)の特徴を有する方法、
装置又はシステムが提供される。
According to one aspect of the present invention, there is provided a method having the following features (1) to (58):
An apparatus or system is provided.

【0026】(1)(a)信号光ビームを第1の偏波面
を有する第1の偏波成分と上記第1の偏波面に垂直な第
2の偏波面を有する第2の偏波成分とに偏波分離するス
テップと、(b)上記第1及び第2の偏波成分を分布帰
還(DFB)レーザダイオードに供給してそれぞれ上記
第1及び第2の偏波成分に対応する第1及び第2の位相
共役光ビームを発生させるステップと、(c)上記第1
及び第2の位相共役光ビームを偏波合成するステップと
を備えた方法。
(1) (a) A signal light beam is divided into a first polarization component having a first polarization plane and a second polarization component having a second polarization plane perpendicular to the first polarization plane. (B) supplying the first and second polarization components to a distributed feedback (DFB) laser diode to provide first and second polarization components corresponding to the first and second polarization components, respectively. Generating a second phase conjugate light beam; and (c) generating the first phase conjugate light beam.
And polarization combining the second phase conjugate light beam.

【0027】(2)上記(1)の方法であって、上記ス
テップ(b)は、上記DFBレーザダイオードが上記信
号光ビームの波長と異なる波長を有するポンプ光を発生
するように上記DFBレーザダイオードに電流を注入す
るステップを含み、それにより上記DFBレーザダイオ
ード内における上記ポンプ光に基づく四光波混合によっ
て上記第1及び第2の位相共役光ビームが発生する方
法。
(2) In the method of the above (1), the step (b) is such that the DFB laser diode generates a pump light having a wavelength different from the wavelength of the signal light beam. Injecting a current into the DFB laser diode to generate the first and second phase conjugate light beams by four-wave mixing based on the pump light.

【0028】(3)上記(1)の方法であって、上記D
FBレーザダイオードはそれぞれ上記第1及び第2の偏
波成分を受ける第1及び第2のDFBレーザダイオード
からなり、上記ステップ(a)及び(c)はそれぞれ第
1及び第2の偏波ビームスプリッタによりなされる方
法。
(3) The method according to (1) above, wherein
The FB laser diode is composed of first and second DFB laser diodes receiving the first and second polarization components, respectively, and the steps (a) and (c) are respectively performed by the first and second polarization beam splitters. The method made by.

【0029】(4)上記(1)の方法であって、上記D
FBレーザダイオードはそれぞれ上記第1及び第2の偏
波成分を受ける第1及び第2の励振端を有しており、上
記第1及び第2の位相共役光ビームはそれぞれ上記第2
及び第1の励振端から出力され、上記ステップ(a)及
び(c)は共通の偏波ビームスプリッタによりなされる
方法。
(4) The method according to (1) above, wherein
The FB laser diode has first and second excitation ends for receiving the first and second polarization components, respectively, and the first and second phase conjugate light beams respectively correspond to the second and second phase conjugate light beams.
And the output from the first excitation end, wherein steps (a) and (c) are performed by a common polarization beam splitter.

【0030】(5)信号光ビームを第1の偏波面を有す
る第1の偏波成分と上記第1の偏波面に垂直な第2の偏
波面を有する第2の偏波成分とに偏波分離するための手
段と、上記第1及び第2の偏波成分を供給されそれぞれ
該第1及び第2の偏波成分に対応する第1及び第2の位
相共役光ビームを発生させる分布帰還(DFB)レーザ
ダイオードとを備えた装置。
(5) The signal light beam is polarized into a first polarization component having a first polarization plane and a second polarization component having a second polarization plane perpendicular to the first polarization plane. Means for splitting and distributed feedback for supplying the first and second polarization components and generating first and second phase conjugate light beams corresponding to the first and second polarization components, respectively. DFB) device comprising a laser diode.

【0031】(6)上記(5)の装置であって、上記偏
波分離する手段は、上記信号光ビームを受ける第1のポ
ートと上記第1及び第2の偏波成分をそれぞれ出力する
第2及び第3のポートとを有する第1の偏波ビームスプ
リッタを含み、上記DFBレーザダイオードはそれぞれ
上記第2及び第3のポートに動作的に接続される第1及
び第2のDFBレーザダイオードからなり、上記第1及
び第2の位相共役光ビームはそれぞれ上記第1及び第2
のDFBレーザダイオードから出力され、上記第1及び
第2の位相共役光ビームを偏波合成する第2の偏波ビー
ムスプリッタを更に備えた装置。
(6) In the apparatus according to (5), the polarization separating means includes a first port for receiving the signal light beam and a first port for outputting the first and second polarization components, respectively. A first polarization beam splitter having second and third ports, wherein the DFB laser diode comprises a first and second DFB laser diode operatively connected to the second and third ports, respectively. And the first and second phase conjugate light beams are respectively the first and second phase conjugate light beams.
Further comprising a second polarization beam splitter that is output from the DFB laser diode and that polarization-combines the first and second phase conjugate light beams.

【0032】(7)上記(6)の装置であって、上記第
1のDFBレーザダイオードは第3の偏波面を有する第
1のポンプ光を発生し、上記第1の位相共役光ビームは
上記第1のDFBレーザダイオード内における上記第1
の偏波成分及び上記第1のポンプ光に基づく四光波混合
により発生し、上記第2のDFBレーザダイオードは第
4の偏波面を有する第2のポンプ光を発生し、上記第2
の位相共役光ビームは上記第2のDFBレーザダイオー
ド内における上記第2の偏波成分及び上記第2のポンプ
光に基づく四光波混合により発生し、上記第1の偏波面
と上記第3の偏波面とが一致し且つ上記第2の偏波面と
上記第4の偏波面とが一致するように偏波面を90°回
転させる手段を更に備えた装置。
(7) In the apparatus of (6), the first DFB laser diode generates a first pump light having a third polarization plane, and the first phase conjugate light beam is In the first DFB laser diode, the first
, And the second DFB laser diode generates a second pump light having a fourth polarization plane, and the second DFB laser diode generates a second pump light having a fourth polarization plane.
Is generated by four-wave mixing based on the second polarization component and the second pump light in the second DFB laser diode, and the first polarization plane and the third polarization Apparatus further comprising means for rotating the polarization plane by 90 ° so that the wavefront coincides and the second polarization plane coincides with the fourth polarization plane.

【0033】(8)上記(7)の装置であって、上記回
転させる手段は、上記第1の偏波ビームスプリッタ及び
上記第2のDFBレーザダイオード間に動作的に接続さ
れる第1の1/2波長板と、上記第1のDFBレーザダ
イオード及び上記第2の偏波ビームスプリッタ間に動作
的に接続される第2の1/2波長板とを含む装置。
(8) The apparatus according to (7), wherein the rotating means is a first mirror operatively connected between the first polarization beam splitter and the second DFB laser diode. A device comprising: a half-wave plate; and a second half-wave plate operatively connected between the first DFB laser diode and the second polarization beam splitter.

【0034】(9)上記(7)の装置であって、上記回
転させる手段は偏波面保存ファイバを含む装置。 (10)上記(6)の装置であって、上記第1及び第2
の偏波ビームスプリッタは共通の導波路基板上に形成さ
れている装置。
(9) The apparatus according to (7), wherein the rotating means includes a polarization maintaining fiber. (10) The device according to (6), wherein the first and second devices are
The polarization beam splitter is formed on a common waveguide substrate.

【0035】(11)上記(5)の装置であって、上記
偏波分離するための手段は第1乃至第4のポートを有す
る偏波ビームスプリッタを含み、該第1のポートには上
記信号光ビームが供給され、上記第1及び第3のポート
間並びに上記第2及び第4のポート間は上記第1の偏波
面により結合され、上記第1及び第2のポート間並びに
上記第3及び第4のポート間は上記第2の偏波面により
結合され、上記第1及び第2の偏波成分はそれぞれ上記
第3及び第2のポートから出力され、上記DFBレーザ
ダイオードは、上記第1及び第2の偏波成分をそれぞれ
受ける第1及び第2の励振端を有し、第3の偏波面を有
するポンプ光を発生し、上記第1及び第2の位相共役光
ビームはそれぞれ上記第2及び第1の励振端から出力さ
れてそれぞれ上記第2及び第3のポートに供給され、上
記第1及び第2の偏波面が上記第3の偏波面に一致する
ように上記第1及び第2の偏波面のいずれか一方を90
°回転させる手段を更に備えた装置。
(11) In the apparatus according to (5), the means for polarization separation includes a polarization beam splitter having first to fourth ports, and the first port has the signal beam. A light beam is supplied and the first and third ports and the second and fourth ports are coupled by the first polarization plane, and the first and second ports are coupled to each other and the third and third ports are coupled to each other. The fourth port is coupled by the second polarization plane, the first and second polarization components are output from the third and second ports, respectively, and the DFB laser diode is connected to the first and second ports. It has first and second excitation ends respectively receiving a second polarization component, generates pump light having a third polarization plane, and the first and second phase conjugate light beams respectively have the second and third phase conjugate light beams. And output from the first excitation end respectively It is supplied to the second and third port, the first and second polarization plane of one of said first and second polarization plane to match the third polarization plane 90
° The device further comprising means for rotating.

【0036】(12)上記(11)の装置であって、上
記回転させる手段は1/2波長板を含む装置。 (13)上記(11)の装置であって、上記回転させる
手段は偏波面保存ファイバを含む装置。
(12) The apparatus according to (11), wherein the rotating means includes a half-wave plate. (13) The apparatus according to (11), wherein the rotating means includes a polarization maintaining fiber.

【0037】(14)上記(11)の装置であって、第
5乃至第7のポートを有する光サーキュレータを更に備
え、上記第5乃至第7のポートのいずれか1つは上記偏
波ビームスプリッタの第1のポートに接続され、上記偏
波ビームスプリッタの第4のポートは無反射終端されて
いる装置。
(14) The apparatus according to (11), further comprising an optical circulator having fifth to seventh ports, wherein one of the fifth to seventh ports is the polarization beam splitter. And the fourth port of the polarization beam splitter is reflectionless terminated.

【0038】(15)上記(11)の装置であって、第
5乃至第7のポートを有する第1の光サーキュレータ
と、第8乃至第10のポートを有する第2の光サーキュ
レータとを更に備え、上記第5乃至第7のポートのいず
れか1つは上記偏波ビームスプリッタの第1のポートに
接続され、上記第8乃至第10のポートのいずれか1つ
は上記偏波ビームスプリッタの第4のポートに接続され
る装置。
(15) The apparatus according to (11), further comprising a first optical circulator having fifth to seventh ports, and a second optical circulator having eighth to tenth ports. One of the fifth to seventh ports is connected to a first port of the polarization beam splitter, and one of the eighth to tenth ports is connected to a first port of the polarization beam splitter. Device connected to port 4.

【0039】(16)上記(15)の装置であって、上
記DFBレーザダイオードにカスケード接続される第2
のDFBレーザダイオードを更に備え、該第2のDFB
レーザダイオードは上記第3の偏波面に垂直な偏波面を
有する第2のポンプ光を発生する装置。
(16) The device according to (15), wherein the second device is cascaded to the DFB laser diode.
The second DFB laser diode.
A laser diode for generating a second pump light having a polarization plane perpendicular to the third polarization plane;

【0040】(17)上記(5)の装置であって、上記
DFBレーザダイオードがポンプ光を発生するように上
記DFBレーザダイオードに電流を注入する手段を更に
備え、上記DFBレーザダイオード内における上記ポン
プ光に基づく四光波混合により上記第1及び第2の位相
共役光ビームが発生する装置。
(17) The apparatus according to (5), further comprising a means for injecting a current into the DFB laser diode so that the DFB laser diode generates pump light, wherein the pump in the DFB laser diode is provided. An apparatus for generating the first and second phase conjugate light beams by light-based four-wave mixing.

【0041】(18)上記(17)の装置であって、上
記DFBレーザダイオードは、その実質的な中央部に4
分の1波長の位相シフト構造を有する回折格子と、上記
電流を注入するための電極とを有しており、該電極は上
記回折格子の方向に分割された複数の部分を含む装置。
(18) The apparatus according to (17), wherein the DFB laser diode has a substantially central portion at 4
An apparatus comprising: a diffraction grating having a one-wavelength phase shift structure; and an electrode for injecting the current, wherein the electrode includes a plurality of portions divided in the direction of the diffraction grating.

【0042】(19)(a)分布帰還(DFB)レーザ
ダイオードがポンプ光を発生するように上記DFBレー
ザダイオードに電流を注入するステップと、(b)上記
DFBレーザダイオードに信号光ビームを供給し、上記
DFBレーザダイオード内における上記信号光ビーム及
び上記ポンプ光に基づく四光波混合によって位相共役光
ビームを発生させるステップと、(c)上記信号光ビー
ム、上記ポンプ光及び上記位相共役光ビームを非線形光
学媒質に供給して該非線形光学媒質内における四光波混
合によって上記位相共役光ビームのパワーを高めるステ
ップとを備えた方法。
(19) (a) injecting a current into the DFB laser diode so that the distributed feedback (DFB) laser diode generates pump light; and (b) supplying a signal light beam to the DFB laser diode. Generating a phase conjugate light beam by four-wave mixing based on the signal light beam and the pump light in the DFB laser diode; and (c) non-linearly converting the signal light beam, the pump light, and the phase conjugate light beam. Feeding the optical medium to increase the power of the phase conjugate light beam by four-wave mixing in the nonlinear optical medium.

【0043】(20)信号光ビームが供給される分布帰
還(DFB)レーザダイオードと、上記DFBレーザダ
イオードがポンプ光を発生するように上記DFBレーザ
ダイオードに電流を注入する手段と、上記DFBレーザ
ダイオードに光学的に接続される非線形光学媒質とを備
え、上記DFBレーザダイオード内における上記信号光
ビーム及び上記ポンプ光に基づく四光波混合によって位
相共役光ビームが発生し、上記非線形光学媒質内におけ
る四光波混合によって上記位相共役光ビームのパワーが
高められる装置。
(20) A distributed feedback (DFB) laser diode to which a signal light beam is supplied, means for injecting a current into the DFB laser diode so that the DFB laser diode generates pump light, and the DFB laser diode And a non-linear optical medium optically connected to the DFB laser diode, and a phase conjugate light beam is generated by four-wave mixing based on the signal light beam and the pump light in the DFB laser diode. An apparatus for increasing the power of the phase conjugate light beam by mixing.

【0044】(21)上記(20)の装置であって、上
記非線形光学媒質は半導体光アンプを含む装置。 (22)上記(20)の装置であって、上記非線形光学
媒質は光ファイバを含む装置。
(21) The device according to (20), wherein the nonlinear optical medium includes a semiconductor optical amplifier. (22) The device according to (20), wherein the nonlinear optical medium includes an optical fiber.

【0045】(23)上記(22)の装置であって、上
記光ファイバは上記ポンプ光の波長に実質的に等しい零
分散波長を有している装置。 (24)上記(22)の装置であって、上記ポンプ光を
周波数変調又は位相変調する手段を更に備え、それによ
り上記光ファイバ内における誘導ブリユアン散乱が抑圧
される装置。
(23) The apparatus according to (22), wherein the optical fiber has a zero dispersion wavelength substantially equal to the wavelength of the pump light. (24) The apparatus according to (22), further comprising means for frequency-modulating or phase-modulating the pump light, whereby stimulated Brillouin scattering in the optical fiber is suppressed.

【0046】(25)上記(22)の装置であって、上
記光ファイバは、該光ファイバが偏波面保存能力を有す
る程度に該光ファイバの長さを短くするのに十分大きな
非線形係数を有している装置。
(25) The apparatus according to (22), wherein the optical fiber has a nonlinear coefficient large enough to shorten the length of the optical fiber to such an extent that the optical fiber has a polarization plane preserving ability. Equipment.

【0047】(26)上記(25)の装置であって、上
記光ファイバはGeO2 がドープされたコアとフッ素が
ドープされたクラッドとを含む装置。 (27)上記(25)の装置であって、上記光ファイバ
はシングルモードファイバからなり、該シングルモード
ファイバは伝送路として使用されるシングルモードファ
イバのモードフィールド径よりも小さなモードフィール
ド径を有している装置。
(26) The apparatus according to (25), wherein the optical fiber includes a GeO 2 -doped core and a fluorine-doped clad. (27) The apparatus according to (25), wherein the optical fiber is a single mode fiber, and the single mode fiber has a mode field diameter smaller than that of a single mode fiber used as a transmission line. Equipment.

【0048】(28)上記(20)の装置であって、上
記DFBレーザダイオードと上記非線形光学媒質との間
に動作的に接続される光増幅器を更に備えた装置。 (29)(a)第1の偏波面を有する第1の偏波成分と
該第1の偏波面に垂直な第2の偏波面を有する第2の偏
波成分とからなる信号光ビームを上記第1の偏波面に対
応する偏波面を有するポンプ光を発生させる第1のDF
Bレーザダイオードに供給して該第1のDFBレーザダ
イオードにおける上記第1の偏波成分及び上記第1のポ
ンプ光に基づく四光波混合によって上記第1の偏波面に
対応する偏波面を有する第1の位相共役光ビームを発生
させるステップと、(b)上記第1のDFBレーザダイ
オードから出力された上記第1の位相共役光ビームと上
記第1のDFBレーザダイオードを透過した上記第2の
偏波成分とを上記第2の偏波面に対応する偏波面を有す
る第2のポンプ光を発生させる第2のDFBレーザダイ
オードに供給して該第2のDFBレーザダイオード内に
おける上記第2の偏波成分及び上記第2のポンプ光に基
づく四光波混合によって上記第2の偏波面に対応する偏
波面を有する第2の位相共役光ビームを発生させるステ
ップとを備えた方法。
(28) The apparatus according to (20), further comprising an optical amplifier operatively connected between the DFB laser diode and the nonlinear optical medium. (29) (a) A signal light beam composed of a first polarization component having a first polarization plane and a second polarization component having a second polarization plane perpendicular to the first polarization plane is converted into the above-described signal light beam. First DF for generating pump light having a polarization plane corresponding to the first polarization plane
The first DFB laser diode has a polarization plane corresponding to the first polarization plane by four-wave mixing based on the first polarization component and the first pump light supplied to the first DFB laser diode. Generating a phase conjugate light beam of (b); and (b) the first phase conjugate light beam output from the first DFB laser diode and the second polarization transmitted through the first DFB laser diode. To the second DFB laser diode that generates a second pump light having a polarization plane corresponding to the second polarization plane, and supplies the second polarization component in the second DFB laser diode. And generating a second phase conjugate light beam having a polarization plane corresponding to the second polarization plane by four-wave mixing based on the second pump light. .

【0049】(30)第1の偏波面を有する第1のポン
プ光を発生する第1のDFBレーザダイオードと、該第
1のDFBレーザダイオードにカスケード接続され上記
第1の偏波面に垂直な第2の偏波面を有する第2のポン
プ光を発生する第2のDFBレーザダイオードとを備
え、上記第1及び第2の偏波面にそれぞれ対応する偏波
面を有する第1及び第2の偏波成分からなる信号光ビー
ムが上記第1のDFBレーザダイオードに供給されたと
きに上記第1のDFBレーザダイオードでは上記第1の
偏波成分及び上記第1のポンプ光に基づく四光波混合に
よって上記第1の偏波面に対応する偏波面を有する第1
の位相共役光ビームが発生し上記第2の偏波成分は上記
第1のDFBレーザダイオードを透過し上記第2のDF
Bレーザダイオードでは上記第2の偏波成分及び上記第
2のポンプ光に基づく四光波混合によって上記第2の偏
波面に対応する偏波面を有する第2の位相共役光ビーム
が発生し上記第1の位相共役光ビームは上記第2のDF
Bレーザダイオードを透過する装置。
(30) A first DFB laser diode for generating a first pump light having a first polarization plane, and a first DFB laser diode cascaded to the first DFB laser diode and perpendicular to the first polarization plane. A second DFB laser diode for generating a second pump light having two polarization planes, the first and second polarization components having polarization planes respectively corresponding to the first and second polarization planes Is supplied to the first DFB laser diode, the first DFB laser diode performs four-wave mixing based on the first polarization component and the first pump light to perform the first DFB laser diode. Having a polarization plane corresponding to the polarization plane of
And the second polarization component passes through the first DFB laser diode and passes through the second DF.
The B laser diode generates a second phase conjugate light beam having a polarization plane corresponding to the second polarization plane by four-wave mixing based on the second polarization component and the second pump light. The phase conjugate light beam of the second DF
A device that transmits a B laser diode.

【0050】(31)上記(30)に記載の装置であっ
て、上記第1及び第2の偏波面を有する光に対して異な
る損失又は利得を与えるための偏波依存エレメントを更
に備え、該偏波依存エレメントは上記第1及び第2のD
FBレーザダイオードの各々における上記第1及び第2
の偏波面を有する光の透過率の違いを抑圧するように設
けられている装置。
(31) The apparatus according to the above (30), further comprising a polarization dependent element for giving different loss or gain to the light having the first and second polarization planes. The polarization dependent element is the first and second D
The first and the second in each of the FB laser diodes
An apparatus provided to suppress a difference in transmittance of light having a polarization plane.

【0051】(32)(a)分布帰還(DFB)レーザ
ダイオードがポンプ光を発生するように該DFBレーザ
ダイオードに電流を注入するステップと、(b)上記D
FBレーザダイオードに信号光ビームを供給し、上記D
FBレーザダイオード内における上記信号光ビーム及び
上記ポンプ光に基づく四光波混合によって位相共役光ビ
ームを発生させるステップと、(c)上記DFBレーザ
ダイオードから出力された上記信号光ビーム、上記位相
共役光ビーム及び上記ポンプ光を、上記ポンプ光の波長
を含む阻止帯域を有する光帯域阻止フィルタに供給する
ステップとを備えた方法。
(32) (a) injecting a current into the distributed feedback (DFB) laser diode so that the laser diode generates pump light;
A signal light beam is supplied to the FB laser diode, and the above D
Generating a phase conjugate light beam by four-wave mixing based on the signal light beam and the pump light in the FB laser diode; (c) the signal light beam and the phase conjugate light beam output from the DFB laser diode And supplying the pump light to an optical band stop filter having a stop band including the wavelength of the pump light.

【0052】(33)信号光ビームが供給される分布帰
還(DFB)レーザダイオードと、上記DFBレーザダ
イオードがポンプ光を発生し該ポンプ光及び上記信号光
ビームに基づく四光波混合によって上記DFBレーザダ
イオードが上記信号光ビームを位相共役光ビームに変換
するように上記DFBレーザダイオードに電流を注入す
る手段と、上記ポンプ光の波長を含む阻止帯域を有し、
上記DFBレーザダイオードから出力された上記信号光
ビーム、上記位相共役光ビーム及び上記ポンプ光が供給
される光帯域阻止フィルタとを備えた装置。
(33) A distributed feedback (DFB) laser diode to which a signal light beam is supplied, and the DFB laser diode generates pump light, and the DFB laser diode is subjected to four-wave mixing based on the pump light and the signal light beam. Means for injecting a current into the DFB laser diode so as to convert the signal light beam into a phase conjugate light beam, and a stop band including a wavelength of the pump light;
An apparatus comprising: an optical band stop filter to which the signal light beam output from the DFB laser diode, the phase conjugate light beam, and the pump light are supplied.

【0053】(34)上記(33)の装置であって、上
記光帯域阻止フィルタはファイバグレーティングからな
る装置。 (35)(a)予め定められた波長を含む阻止帯域を有
する光帯域阻止フィルタに信号光ビームを供給するステ
ップと、(b)上記光帯域阻止フィルタから出力された
上記信号光ビームを位相共役光発生器に供給し、上記予
め定められた波長に実質的に等しい波長を有する位相共
役光ビームを発生させるステップとを備えた方法。
(34) The apparatus according to the above (33), wherein the optical band rejection filter comprises a fiber grating. (35) (a) supplying a signal light beam to an optical band stop filter having a stop band including a predetermined wavelength; and (b) phase conjugating the signal light beam output from the optical band stop filter. Supplying to a light generator to generate a phase conjugate light beam having a wavelength substantially equal to the predetermined wavelength.

【0054】(36)予め定められた波長を含む阻止帯
域を有し、信号光ビームが供給される光帯域阻止フィル
タと、上記光帯域阻止フィルタから出力された上記信号
光ビームが供給され、上記予め定められた波長に実質的
に等しい波長を有する位相共役光ビームを四光波混合に
より発生させる位相共役光発生器とを備えた装置。
(36) An optical band stop filter having a stop band including a predetermined wavelength and supplied with a signal light beam, and the signal light beam output from the optical band stop filter is supplied. A phase conjugate light generator for generating a phase conjugate light beam having a wavelength substantially equal to a predetermined wavelength by four-wave mixing.

【0055】(37)上記(36)の装置であって、上
記位相共役光発生器は、上記信号光ビームが供給される
分布帰還(DFB)レーザダイオードと、該DFBレー
ザダイオードがポンプ光を発生するように該DFBレー
ザダイオードに電流を注入する手段とを含む装置。
(37) In the apparatus according to (36), the phase conjugate light generator includes a distributed feedback (DFB) laser diode to which the signal light beam is supplied, and the DFB laser diode generates pump light. Means for injecting a current into the DFB laser diode so as to perform the operation.

【0056】(38)上記(36)の装置であって、上
記位相共役光発生器は、ポンプ光を出力するポンプ光源
と、上記信号光ビームが供給される非線形光学媒質と、
上記ポンプ光が上記非線形光学媒質に供給されるように
上記ポンプ光源と上記非線形光学媒質とを光学的に接続
するための手段とを含む装置。
(38) The apparatus according to (36), wherein the phase conjugate light generator comprises: a pump light source for outputting pump light; a non-linear optical medium to which the signal light beam is supplied;
Means for optically connecting the pump light source and the nonlinear optical medium such that the pump light is supplied to the nonlinear optical medium.

【0057】(39)上記(36)の装置であって、上
記光帯域阻止フィルタはファイバグレーティングからな
る装置。 (40)(a)第1の非線形光学媒質に信号光ビームを
供給するステップと、(b)ポンプ光を用いた四光波混
合に基づいて上記第1の非線形光学媒質内において位相
共役光ビームを発生させるステップと、(c)上記第1
の非線形光学媒質から出力された上記信号光ビーム、上
記位相共役光ビーム及び上記ポンプ光を第2の非線形光
学媒質に供給するステップとを備えた方法。
(39) The apparatus according to the above (36), wherein the optical band rejection filter comprises a fiber grating. (40) (a) supplying a signal light beam to the first nonlinear optical medium; and (b) forming a phase conjugate light beam in the first nonlinear optical medium based on four-wave mixing using pump light. Generating (c) the first
Supplying the signal light beam, the phase conjugate light beam, and the pump light output from the nonlinear optical medium to a second nonlinear optical medium.

【0058】(41)信号光ビームを供給されてポンプ
光を用いた四光波混合に基づいて位相共役光ビームを発
生させる第1の非線形光学媒質と、該第1の非線形光学
媒質にカスケード接続され上記第1の非線形光学媒質か
ら出力された上記信号光ビーム、上記位相共役光ビーム
及び上記ポンプ光が供給される第2の非線形光学媒質と
を備えた装置。
(41) A first nonlinear optical medium that receives a signal light beam and generates a phase conjugate light beam based on four-wave mixing using pump light, and is cascaded to the first nonlinear optical medium. An apparatus comprising: the signal light beam output from the first nonlinear optical medium; the phase conjugate light beam; and a second nonlinear optical medium to which the pump light is supplied.

【0059】(42)上記(41)の装置であって、上
記第1の非線形光学媒質は第1の変換帯域を提供するた
めの半導体チップからなり、上記第2の非線形光学媒質
は上記第1の変換帯域よりも広い第2の変換帯域を提供
するための光ファイバからなる装置。
(42) In the apparatus according to (41), the first nonlinear optical medium is a semiconductor chip for providing a first conversion band, and the second nonlinear optical medium is the first nonlinear optical medium. An apparatus comprising an optical fiber for providing a second conversion band wider than the conversion band.

【0060】(43)上記(42)の装置であって、上
記半導体チップは半導体光増幅器によって提供され、該
半導体光増幅器に上記ポンプ光を供給するためのポンプ
光源を更に備えた装置。
(43) The apparatus according to (42), wherein said semiconductor chip is provided by a semiconductor optical amplifier, and further comprises a pump light source for supplying said semiconductor optical amplifier with said pump light.

【0061】(44)上記(42)の装置であって、上
記半導体チップは分布帰還(DFB)レーザダイオード
によって提供され、該DFBレーザダイオードが上記ポ
ンプ光を発生するように該DFBレーザダイオードに電
流を注入する手段を更に備えた装置。
(44) The apparatus according to (42), wherein said semiconductor chip is provided by a distributed feedback (DFB) laser diode, and a current is supplied to said DFB laser diode so that said DFB laser diode generates said pump light. Further comprising a means for injecting.

【0062】(45)上記(42)の装置であって、上
記光ファイバは上記ポンプ光の波長に実質的に等しい零
分散波長を有している装置。 (46)上記(42)の装置であって、上記位相共役光
ビームのパワーがより高くなるように上記ポンプ光の波
長を制御するためのフィードバックループを更に備えた
装置。
(45) The apparatus according to (42), wherein said optical fiber has a zero dispersion wavelength substantially equal to the wavelength of said pump light. (46) The apparatus according to (42), further comprising a feedback loop for controlling the wavelength of the pump light so that the power of the phase conjugate light beam becomes higher.

【0063】(47)(a)半導体非線形光学媒質に信
号光ビームを供給するステップと、(b)ポンプ光を用
いた四光波混合に基づいて上記半導体非線形光学媒質内
において位相共役光ビームを発生させるステップと、
(c)上記信号光ビームの波長を上記ポンプ光の波長よ
りも長くなるように設定するステップとを備えた方法。
(47) (a) supplying a signal light beam to the semiconductor nonlinear optical medium, and (b) generating a phase conjugate light beam in the semiconductor nonlinear optical medium based on four-wave mixing using pump light. The step of causing
(C) setting the wavelength of the signal light beam to be longer than the wavelength of the pump light.

【0064】(48)信号光ビームが供給される半導体
非線形光学媒質と、上記信号光ビームの波長よりも短い
波長を有するポンプ光を用いた四光波混合に基づいて上
記半導体非線形光学媒質が位相共役光ビームを発生させ
るように該半導体非線形光学媒質をポンピングする手段
とを備えた装置。
(48) The semiconductor nonlinear optical medium to which the signal light beam is supplied and the semiconductor nonlinear optical medium are phase-conjugated based on four-wave mixing using pump light having a wavelength shorter than the wavelength of the signal light beam. Means for pumping the semiconductor nonlinear optical medium to generate a light beam.

【0065】(49)上記(48)の装置であって、上
記半導体非線形光学媒質は半導体光増幅器によって提供
され、上記ポンピングする手段は上記ポンプ光を上記半
導体光増幅器に供給するためのポンプ光源を含む装置。
(49) In the apparatus according to (48), the semiconductor nonlinear optical medium is provided by a semiconductor optical amplifier, and the pumping means includes a pump light source for supplying the pump light to the semiconductor optical amplifier. Including equipment.

【0066】(50)上記(48)の装置であって、上
記半導体非線形光学媒質は分布帰還(DFB)レーザダ
イオードによって提供され、上記ポンピングする手段は
上記DFBレーザダイオードが上記ポンプ光を発生する
ように該DFBレーザダイオードに電流を注入する手段
を含む装置。
(50) The apparatus according to (48), wherein said semiconductor nonlinear optical medium is provided by a distributed feedback (DFB) laser diode, and said pumping means is such that said DFB laser diode generates said pump light. And means for injecting current into said DFB laser diode.

【0067】(51)信号光ビームを伝送するための第
1の光ファイバと、上記信号光ビームを位相共役光ビー
ムに変換するための位相共役光発生器と、上記位相共役
光ビームを伝送するための第2の光ファイバとを備え、
上記位相共役光発生器は、上記(5)〜(18),(2
0)〜(28),(30),(31),(33),(3
4),(36)〜(39),(41)〜(46),(4
8)〜(50)の何れかに記載された装置を含み、或い
は、上記位相共役光発生器には上記(1),(19),
(29),(32),(35),(40),(47)の
何れかに記載された方法が適用されるシステム。
(51) A first optical fiber for transmitting a signal light beam, a phase conjugate light generator for converting the signal light beam into a phase conjugate light beam, and transmitting the phase conjugate light beam A second optical fiber for
The phase conjugate light generator includes the above (5) to (18), (2)
0) to (28), (30), (31), (33), (3)
4), (36) to (39), (41) to (46), (4)
8) The apparatus according to any one of (50) to (50), or the phase conjugate light generator includes (1), (19),
(29) A system to which the method described in any one of (32), (35), (40), and (47) is applied.

【0068】(52)上記(51)のシステムであっ
て、上記第1及び第2の光ファイバが仮想的にそれぞれ
同数の区間に分割されたときに、上記位相共役光発生器
から数えて対応する2つの区間の波長分散の平均値及び
区間長の積は実質的に一致すると共に、当該2つの区間
における光パワーの平均値、非線形係数の平均値及び区
間長の積は実質的に一致するシステム。
(52) The system according to (51), wherein when the first and second optical fibers are virtually divided into the same number of sections, respectively, counting is performed from the phase conjugate light generator. The product of the average value of the chromatic dispersion and the product of the section lengths of the two sections substantially match, and the product of the average value of the optical power, the average value of the nonlinear coefficient, and the section length of the two sections substantially match. system.

【0069】(53)上記(51)のシステムであっ
て、上記位相共役光発生器からの波長分散の累積値が等
しい上記第1及び第2の光ファイバの2点の各々におけ
る光パワー及び非線形係数の積と波長分散との比が実質
的に一致するシステム。
(53) The system according to (51), wherein the optical power and the nonlinearity at each of the two points of the first and second optical fibers having the same cumulative chromatic dispersion from the phase conjugate light generator. A system in which the ratio between the product of the coefficients and the chromatic dispersion is substantially equal.

【0070】(54)上記(51)のシステムであっ
て、上記位相共役光発生器からの光パワー及び非線形係
数の積の累積値が等しい上記第1及び第2の光ファイバ
の2点の各々における光パワー及び非線形係数の積と波
長分散との比が実質的に一致するシステム。
(54) The system according to (51), wherein each of the two points of the first and second optical fibers has the same cumulative value of the product of the optical power and the nonlinear coefficient from the phase conjugate light generator. Wherein the ratio of the product of the optical power and the non-linear coefficient and the chromatic dispersion in the first embodiment substantially coincides.

【0071】(55)上記(51)のシステムであっ
て、上記第1の光ファイバの波長分散の平均値及び長さ
の積は上記第2の光ファイバの波長分散の平均値及び長
さの積に実質的に一致するシステム。
(55) In the system of (51), the product of the average value and the length of the chromatic dispersion of the first optical fiber is the product of the average value and the length of the chromatic dispersion of the second optical fiber. A system that substantially matches the product.

【0072】(56)上記(55)のシステムであっ
て、上記第1の光ファイバにおける光パワーの平均値及
び非線形係数の平均値並びに上記第1の光ファイバの長
さの積は上記第2の光ファイバにおける光パワーの平均
値及び非線形係数の平均値並びに上記第2の光ファイバ
の長さの積に実質的に一致するシステム。
(56) The system according to (55), wherein the product of the average value of the optical power and the average value of the nonlinear coefficient in the first optical fiber and the length of the first optical fiber is the second optical fiber. A system substantially corresponding to the product of the average value of the optical power and the average value of the non-linear coefficient in the optical fiber and the length of the second optical fiber.

【0073】(57)光学的に接続された複数のユニッ
トを備え、上記複数のユニットの各々は上記(51)〜
(56)のいずれかに記載されたシステムを含むシステ
ム。 (58)光学的に接続された複数のユニットと、該複数
のユニットの接続点に設けられた少なくとも1つの光信
号挿入分岐装置とを備え、上記複数のユニットの各々
は、信号光を伝送するための第1の光ファイバと、上記
信号光を位相共役光に変換するための手段と、上記位相
共役光を伝送するための第2の光ファイバとを備えてお
り、上記第1の光ファイバにおける波長分散及び光カー
効果が上記第2の光ファイバにおける波長分散及び光カ
ー効果によって補償されるシステム。
(57) A plurality of optically connected units are provided, each of the plurality of units being (51) to (51)
A system including the system according to any one of (56). (58) A plurality of units optically connected, and at least one optical signal insertion / branching device provided at a connection point of the plurality of units, wherein each of the plurality of units transmits signal light. A first optical fiber for converting the signal light into a phase conjugate light; and a second optical fiber for transmitting the phase conjugate light. Wherein the chromatic dispersion and the optical Kerr effect are compensated by the chromatic dispersion and the optical Kerr effect in the second optical fiber.

【0074】本発明の他の側面によると、以下に示す
(1′)〜(24′)の特徴を有する装置又はシステム
が提供される。 (1′)信号光を互いに直交する2つの偏光成分に分離
し、第1の信号光成分は第1の励起光を用いて第1の三
次非線形媒質内の四光波混合により第1の位相共役光に
変換した後偏光方向を90°回転し、第2の信号光成分
は偏光面を90°回転させた後、第1の励起光とほぼ等
しい波長の第2の励起光を用いて第2の三次非線形媒質
内の四光波混合により第2の位相共役光に第1の位相共
役光とほぼ同じ発生効率で変換し、これら2つの位相共
役光をタイミングを合わせて偏波合成する光位相共役
器。
According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus or system having the following features (1 ') to (24'). (1 ′) The signal light is separated into two polarization components orthogonal to each other, and the first signal light component is subjected to the first phase conjugate by four-wave mixing in the first tertiary nonlinear medium using the first pump light. After the light is converted into light, the polarization direction is rotated by 90 °, the second signal light component is rotated by 90 ° in the polarization plane, and then the second signal light is subjected to the second excitation light using the second excitation light having substantially the same wavelength as the first excitation light. The optical phase conjugation that converts the two phase conjugate lights into the second phase conjugate light with almost the same generation efficiency as the first phase conjugate light by the four-wave mixing in the third-order nonlinear medium, and combines the two phase conjugate lights with each other to make a polarization synthesis. vessel.

【0075】(2′)上記(1′)において、三次非線
形媒質としてDFB−LD又は1/4波長(λ/4)位
相シフト−DFB−LDを用い、四光波混合を発生する
励起光としてこのDFB−LD又は1/4波長(λ/
4)位相シフト−DFB−LDの発振光を用いる。
(2 ') In the above (1'), a DFB-LD or a quarter-wave (λ / 4) phase shift-DFB-LD is used as a third-order nonlinear medium, and this is used as an excitation light for generating four-wave mixing. DFB-LD or 1/4 wavelength (λ /
4) Phase shift—Uses oscillation light of DFB-LD.

【0076】(3′)上記(2′)において、信号光を
光サーキュレータを通した後偏光分離器により偏光分離
し、これら2つの直交偏波成分のうちDFB−LDの活
性層面に平行な第1の成分をこの第1の端面に入射し、
第2の端面から出射する発振光を励起光とする四光波混
合により第1の位相共役光に変換し、一方、DFB−L
Dの活性層面に垂直な第2の偏光成分は偏光方向を90
°回転させた後、DFB−LDの第2の端面に入射し、
第1の端面から出射する発振光を励起光とする四光波混
合により第2の位相共役光に変換し、第1の位相共役光
は偏光方向を90°回転させた後上記偏光分離器の第2
の信号光成分を出射したポートに入射し、第2の位相共
役光成分は上記偏光分離器の第1の信号光成分を出射し
たポートに入射し、これら2つの位相共役光成分を偏波
合成した後、上記光サーキュレータにおける信号光を出
射したポートに入力する。
(3 ') In the above (2'), the signal light is passed through an optical circulator and then polarization-separated by a polarization separator. Of the two orthogonal polarization components, the signal polarized parallel to the active layer surface of the DFB-LD is obtained. 1 is incident on this first end face,
The oscillation light emitted from the second end face is converted into the first phase conjugate light by four-wave mixing using the excitation light as the excitation light.
The second polarization component perpendicular to the active layer surface of D has a polarization direction of 90
After rotating, it is incident on the second end face of the DFB-LD,
The oscillating light emitted from the first end face is converted into the second phase conjugate light by four-wave mixing using the excitation light as the excitation light, and the first phase conjugate light is rotated by 90 ° in the polarization direction. 2
The second phase conjugate light component is incident on the port of the polarization splitter from which the first signal light component is emitted, and the two phase conjugate light components are polarization-combined. After that, the signal light in the optical circulator is input to the port from which the signal light is emitted.

【0077】(4′)上記(1′)〜(3′)におい
て、各光学デバイスを偏波保持ファイバを用いて結合
し、偏光面の90°回転は上記偏波保持ファイバの2つ
の偏光主軸を直交させて結合することにより実現する。
(4 ') In the above (1') to (3 '), each optical device is coupled by using a polarization maintaining fiber, and the 90 ° rotation of the polarization plane is caused by two principal axes of polarization of the polarization maintaining fiber. Are orthogonally combined.

【0078】(5′)上記(2′)において、偏光分離
及び偏波合成をLiNbO3 導波路による分岐合成を用
いて行なう。 (6′)信号光を上記DFB−LDの第1の端面に入力
し、このDFB−LDの第2の端面から出力する発振光
を励起光とする四光波混合により位相共役光を発生し、
第2の端面から出力するこれら信号光、発振光、及び位
相共役光をこのDFB−LDの外部に配置した三次非線
形光学媒質に入力し、この内部で上記発振光を励起光と
する四光波混合を発生させる。
(5 ') In the above (2'), the polarization separation and the polarization synthesis are performed by using the branch synthesis by the LiNbO 3 waveguide. (6 ′) The signal light is input to the first end face of the DFB-LD, and the phase conjugate light is generated by four-wave mixing using the oscillation light output from the second end face of the DFB-LD as excitation light;
The signal light, the oscillation light, and the phase conjugate light output from the second end face are input to a third-order nonlinear optical medium disposed outside the DFB-LD, and four-wave mixing in which the oscillation light is used as excitation light is performed. Generate.

【0079】(7′)上記(6′)において、三次非線
形光学媒質として半導体光アンプを用いる。 (8′)上記(6′)において、三次非線形光学媒質と
して光ファイバを用いる。
(7 ') In (6'), a semiconductor optical amplifier is used as the third-order nonlinear optical medium. (8 ') In the above (6'), an optical fiber is used as the third-order nonlinear optical medium.

【0080】(9′)上記(8′)において、上記励起
光の波長を上記光ファイバの零分散波長にほぼ一致させ
る。 (10′)上記(8′)において、上記励起光に周波数
又は位相変調をかけることにより光ファイバ内の誘導ブ
リユアン散乱(SBS)を抑圧する (11′)信号光を伝送する第1の光ファイバと、この
第1の光ファイバから供給された上記信号光を受け、こ
の信号光に対応する位相共役光を発生する位相共役光発
生器と、この位相共役光発生器から供給された上記位相
共役光を受け、この位相共役光を伝送する第2の光ファ
イバを備え、上記第1、及び第2の光ファイバをそれぞ
れ同数に分割したときに、各分割区間のうち上記位相共
役光発生器から順に数えたときに対応する区間の波長分
散の平均値を同符号且つ各分割区間の長さにほぼ反比例
する値にするとともに、各分割区間における光周波数、
光パワー、三次非線形係数の積の平均値を各分割区間の
長さにほぼ反比例するように設定した光ファイバ通信シ
ステムにおいて、位相共役光発生器として上記(1′)
〜(10′)に記載の構成を用いる。
(9 ') In the above (8'), the wavelength of the pump light is made substantially coincident with the zero dispersion wavelength of the optical fiber. (10 ') In (8'), the excitation light is subjected to frequency or phase modulation to suppress stimulated Brillouin scattering (SBS) in the optical fiber. (11 ') First optical fiber for transmitting signal light And a phase conjugate light generator that receives the signal light supplied from the first optical fiber and generates a phase conjugate light corresponding to the signal light; and the phase conjugate light supplied from the phase conjugate light generator. A second optical fiber for receiving the light and transmitting the phase conjugate light; and when the first and second optical fibers are each divided into the same number, the phase conjugate light generator outputs The average value of the chromatic dispersion of the corresponding section when counted in order is the same sign and a value substantially inversely proportional to the length of each divided section, and the optical frequency in each divided section,
In an optical fiber communication system in which the average value of the product of the optical power and the third-order nonlinear coefficient is set so as to be substantially inversely proportional to the length of each divided section, the phase conjugate light generator (1 ')
To (10 ').

【0081】(12′)信号光を伝送する第1の光ファ
イバと、この第1の光ファイバから供給された上記信号
光を受け、この信号光に対応する位相共役光を発生する
位相共役光発生器と、この位相共役光発生器から供給さ
れた上記位相共役光を受け、この位相共役光を伝送する
第2の光ファイバを備え、上記第1、及び第2の光ファ
イバの総分散値がほぼ等しくなるように設定した光ファ
イバ通信システムにおいて、位相共役光発生器として上
記(1′)〜(10′)に記載の構成を用いる。
(12 ') A first optical fiber for transmitting a signal light, and a phase conjugate light for receiving the signal light supplied from the first optical fiber and generating a phase conjugate light corresponding to the signal light A second optical fiber that receives the phase conjugate light supplied from the phase conjugate light generator and transmits the phase conjugate light; and a total dispersion value of the first and second optical fibers. In the optical fiber communication system in which is set to be substantially equal, the configurations described in the above (1 ′) to (10 ′) are used as the phase conjugate light generator.

【0082】(13′)上記(12′)において、更に
上記第1、及び第2の光ファイバ内の非線形係数と平均
光パワーと光ファイバ長さの積がほぼ等しくなるように
設定する。
(13 ') In (12') above, the product of the nonlinear coefficient, the average optical power, and the length of the optical fiber in the first and second optical fibers is set to be substantially equal.

【0083】(14′)上記(11′)において、上記
第1又は第2の光ファイバのいずれか一方又は両方の途
中、前又は後に、これら光ファイバの持つ分散と逆符号
の値の分散を与える分散補償器を1個又は複数個挿入す
る。
(14 ′) In the above (11 ′), the dispersion of the value of the sign opposite to the dispersion of these optical fibers is determined during, before or after either or both of the first and second optical fibers. One or more dispersion compensators to be provided are inserted.

【0084】(15′)上記(11′)〜(14′)に
おいて、第1又は第2の光ファイバは、中継光アンプに
より損失を補償する。 (16′)上記(11′)〜(15′)において、第1
の光ファイバの上流側及び第2の光ファイバの下流側に
それぞれ第1及び第2の端局を配置し、第1の端局は第
1の送信機と第2の受信機をもち、第2の端局には第1
の受信機と第2の送信機があり、上記第1の送信機から
出力する第1の信号光を第1の光ファイバを伝送後第1
の位相共役光に変換し、第2の光ファイバを伝送後第1
の受信機で受け、第2の送信機から出力される第2の信
号光を第2の光ファイバを伝送後第2の位相共役光に変
換し、第1の光ファイバを伝送後第2の受信機で受け
る。
(15 ') In the above (11') to (14 '), the loss of the first or second optical fiber is compensated by the relay optical amplifier. (16 ') In the above (11') to (15 '), the first
First and second terminal stations are respectively disposed on the upstream side of the optical fiber and on the downstream side of the second optical fiber, the first terminal station having a first transmitter and a second receiver, and Terminal 2 has the first
And a second transmitter. The first signal light output from the first transmitter is transmitted through a first optical fiber to a first signal fiber.
After being transmitted through the second optical fiber,
The second signal light received by the receiver and output from the second transmitter is converted into the second phase conjugate light after transmission through the second optical fiber, and the second signal light is transmitted through the first optical fiber. Receive at the receiver.

【0085】(17′)上記(1′)〜(16′)にお
いて、信号光が異なる波長の光キャリアをもつ信号の波
長多重信号である。 (18′)上記(11′)〜(17′)において、上記
第1の光ファイバと位相共役器を送信端局に配置し、第
2の光ファイバは光アンプを非線形長よりも短い間隔で
中継伝送する。
(17 ') In the above (1') to (16 '), the signal light is a wavelength multiplexed signal of a signal having optical carriers of different wavelengths. (18 ') In the above (11') to (17 '), the first optical fiber and the phase conjugator are arranged at the transmitting terminal, and the second optical fiber has an optical amplifier at an interval shorter than the nonlinear length. Relay transmission.

【0086】(19′)上記(11′)〜(18′)に
おいて、上記第2の光ファイバと位相共役器を受信端局
に配置し、第2の光ファイバは光アンプを非線形長より
も短い間隔で中継伝送する。
(19 ') In the above (11') to (18 '), the second optical fiber and the phase conjugator are arranged at the receiving terminal. Relay transmission at short intervals.

【0087】(20′)上記(17′)において、信号
光として波長の異なる複数の信号光を用い、これら複数
の信号光の波長多重信号を各チャンネル毎に異なる値の
分散値をもつ上記(11′)に記載の複数の第1の光フ
ァイバを伝送し、各チャンネル毎に位相共役光に変換し
た後合波した信号光、又は合波した後位相共役光に変換
した信号光を第2の光ファイバを伝送するシステムにお
いて、これら複数の第1の光ファイバ又は第2の光ファ
イバのいずれか一方、又は両方に分散補償器を挿入す
る。
(20 ') In the above (17'), a plurality of signal lights having different wavelengths are used as the signal lights, and the wavelength-division multiplexed signal of the plurality of signal lights has a different dispersion value for each channel. 11 '), the signal light transmitted through the plurality of first optical fibers and converted into phase conjugate light for each channel and then combined, or the signal light combined and converted into phase conjugate light and converted into the second In the system for transmitting the optical fiber, a dispersion compensator is inserted into one or both of the plurality of first optical fibers and the second optical fibers.

【0088】(21′)上記(20′)において、波長
多重信号光を複数の第1の光ファイバを伝送し、合波し
た後に分岐し、複数の位相共役器と光フィルタによりこ
れら波長多重された位相共役光のうちの1つ又は複数の
チャネルを抽出し、この抽出信号を、これら各位相共役
器と光フィルタに付随した第2の光ファイバを伝送す
る。
(21 ') In the above (20'), the wavelength-division multiplexed signal light is transmitted through a plurality of first optical fibers, multiplexed, branched, and multiplexed by a plurality of phase conjugators and optical filters. One or more channels of the phase conjugate light are extracted, and the extracted signal is transmitted through a second optical fiber attached to each of these phase conjugate devices and the optical filter.

【0089】(22′)上記(21′)において、複数
のチャネルに共通の第1の光ファイバを伝送した後分岐
し、複数の位相共役器と光フィルタによりこれら波長多
重された位相共役光のうちの1つ又は複数のチャネルの
信号を抽出し、この抽出信号をこれら各位相共役器と光
フィルタに付随した第2の光ファイバを伝送する。
(22 ') In the above (21'), a first optical fiber common to a plurality of channels is transmitted and then branched, and a plurality of phase conjugators and optical filters are used to multiplex these wavelength-multiplexed phase conjugate lights. The signal of one or more of the channels is extracted, and the extracted signal is transmitted through a second optical fiber associated with each of the phase conjugator and the optical filter.

【0090】(23′)上記(22′)において、上記
共通の第1の光ファイバに入力する前に各チャネル毎に
別々の光ファイバを伝送する。 (24′)上記(11′)〜(23′)において、第1
又は第2の光ファイバに入力する信号パワー又は波長
を、受信状態が最適になるように調整する。
(23 ') In (22'), separate optical fibers are transmitted for each channel before inputting to the common first optical fiber. (24 ') In the above (11') to (23 '), the first
Alternatively, the signal power or the wavelength input to the second optical fiber is adjusted so that the reception state is optimized.

【0091】[0091]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。今、光パルスが分散媒
質中を伝搬する場合を考える。チャープしていないパル
スが分散媒質を透過する際、正常分散媒質(∂2 β/∂
ω2 >0)の場合には、パルスの立ち上がりにおいて低
周波側にシフトし、立ち下がりにおいて高周波側にシフ
トする。異常分散媒質(∂2 β/∂ω2 <0)の場合に
は、パルスの立ち上がりにおいて高周波側にシフトし、
立ち下がりにおいて低周波側にシフトする。ここで、β
は伝搬定数、ωは光の角周波数を表す。そして、正常分
散媒質においては波長が長いほど群速度が速く、異常分
散媒質においては波長が短いほど群速度が速いため、い
ずれの場合にもパルス幅が広がることになる。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Now, consider a case where an optical pulse propagates through a dispersion medium. When an unchirped pulse passes through the dispersion medium, the normal dispersion medium (∂ 2 β / ∂
When ω 2 > 0), the pulse shifts to the low frequency side at the rise of the pulse, and shifts to the high frequency side at the fall. In the case of an anomalous dispersion medium (∂ 2 β / ∂ω 2 <0), it shifts to the high frequency side at the rising of the pulse,
It shifts to the lower frequency side at the fall. Where β
Represents a propagation constant, and ω represents an angular frequency of light. In a normal dispersion medium, the group velocity increases as the wavelength increases, and in the abnormal dispersion medium, the group velocity increases as the wavelength decreases, so that the pulse width increases in any case.

【0092】一方、光の強度が大きい場合には、光カー
効果によって屈折率が Δn(t)=n2 |E(t)|2 だけ変化する。ここに、n2 は非線形屈折率と呼ばれる
量であり、通常のシリカファイバの場合にはその値は例
えば約3.2×10-20 2 /Wである。光パルスが非
線形媒質中で光カー効果を受けると、 Δω(t)=−∂Δφ(t)/∂t =−(2πn2 /λ)(∂|E(t)|2 /∂t)Δz だけスペクトルが拡散(チャープ)する。ここにΔzは
相互作用長である。
On the other hand, when the light intensity is high, the refractive index changes by Δn (t) = n 2 | E (t) | 2 due to the optical Kerr effect. Here, n 2 is an amount called a nonlinear refractive index. In the case of a normal silica fiber, the value is, for example, about 3.2 × 10 −20 m 2 / W. When an optical pulse undergoes the optical Kerr effect in a nonlinear medium, Δω (t) = − ∂Δφ (t) / ∂t = − (2πn 2 / λ) (∂ | E (t) | 2 / ∂t) Δz Only the spectrum spreads (chirps). Here, Δz is the interaction length.

【0093】この現象は、一般に自己位相変調(Self-p
hase modulation:SPM)と称される。このSPMによ
り光パルスの立ち上がりにおいては低周波側にシフト
し、立ち下がりにおいては高周波側にシフトする。この
SPMによるチャーピングのために分散の影響がより顕
著になり、その結果、パルスの歪みがより著しくなる。
そのため、光パルスが分散媒質中で光カー効果を受ける
と、正常分散媒質の場合には、パルスが分散だけの場合
よりも更に拡散するが、異常分散媒質の場合にはパルス
圧縮が起きる。
This phenomenon is generally caused by self-phase modulation (Self-p modulation).
ise modulation (SPM). Due to this SPM, the light pulse shifts to the low frequency side at the rise, and shifts to the high frequency side at the fall. Due to the chirping due to this SPM, the effect of dispersion becomes more pronounced and consequently the pulse distortion becomes more pronounced.
Therefore, when the optical pulse is subjected to the optical Kerr effect in the dispersion medium, the pulse is further diffused in the case of the normal dispersion medium than in the case of the dispersion alone, but pulse compression occurs in the case of the abnormal dispersion medium.

【0094】従って、上記の波長分散の効果を考え合わ
せると、正常分散媒質の場合には大きなパルス拡散が発
生し、異常分散媒質の場合には波長分散によるパルス拡
散とSPMによるパルス圧縮のうち大きい方の効果が表
れる。これら2つの効果をバランスさせたものが光ソリ
トンである。
Therefore, considering the effect of chromatic dispersion described above, a large pulse spread occurs in the case of a normal dispersion medium, and in the case of an abnormal dispersion medium, pulse spread due to chromatic dispersion and pulse compression due to SPM are large. The effect of one appears. An optical soliton balances these two effects.

【0095】一般に異常分散媒質においてSPMのよる
パルス圧縮を加えた方が高い信号対雑音比(S/N)を
保持できて都合がよいように考えがちであるが、最近光
アンプを用いて高いレベルの光パワーで伝送できるよう
になったことと、分散シフトファイバの開発により比較
的小さな波長分散値が実現できるようになったことによ
り、一概にパルス圧縮を加えた方がよいとも言えなくな
ってきた。
In general, it is considered that it is more convenient to apply pulse compression by SPM in an anomalous dispersion medium to maintain a higher signal-to-noise ratio (S / N). With the ability to transmit at the level of optical power and the development of dispersion-shifted fibers that have enabled relatively small chromatic dispersion values, it has become impossible to say that pulse compression should generally be added. Was.

【0096】つまり、パルス圧縮効果が大きくなり過ぎ
て大きな波形歪みが発生するのである。特に、NRZパ
ルスの場合には、パルスの立ち上がり、立ち下がり部分
において集中的にパルス圧縮が起こるため、急激な波形
変化や、極端な場合には、立ち下がり部分が立ち上がり
部分を追い抜き、パルスが3つに分裂するようなことも
起こる。また、長距離光増幅多中継伝送の場合には、信
号光を励起光として光アンプの自然放出光との間で四光
波混合が生じ、S/Nが著しく低下するという問題もあ
る(変調不安定性;modulation instability)。
That is, the pulse compression effect becomes too large, and a large waveform distortion occurs. In particular, in the case of an NRZ pulse, since pulse compression occurs intensively at the rising and falling portions of the pulse, a sharp waveform change or, in extreme cases, the falling portion overtakes the rising portion and the pulse becomes 3 pulses. Sometimes things break apart. Further, in the case of long-distance optical amplification multi-relay transmission, there is a problem that four-wave mixing occurs between the signal light as excitation light and the spontaneous emission light of the optical amplifier, and the S / N is significantly reduced (modulation instability). Qualitative; modulation instability).

【0097】上述したような波長分散及び非線形性に起
因する光パルスの歪みは、位相共役光学の適用によって
補償することができる。例えば、第1の光ファイバ伝送
路によって伝送された信号光ビームが位相共役光発生器
によって位相共役光ビームに変換され、位相共役光ビー
ムは第2の光ファイバ伝送路によって伝送される。第1
及び第2の光ファイバにおける波長分散及び非線形性に
関連するパラメータを適切に設定しておくことによっ
て、第2の光ファイバの出力端で実質的に歪みのない光
パルスを得ることができる。
The distortion of the optical pulse caused by the chromatic dispersion and the non-linearity as described above can be compensated by applying the phase conjugate optics. For example, the signal light beam transmitted by the first optical fiber transmission line is converted into a phase conjugate light beam by the phase conjugate light generator, and the phase conjugate light beam is transmitted by the second optical fiber transmission line. First
By setting parameters relating to chromatic dispersion and nonlinearity in the second optical fiber appropriately, it is possible to obtain an optical pulse having substantially no distortion at the output end of the second optical fiber.

【0098】しかし、位相共役光発生器における信号光
ビームから位相共役光ビームへの変換効率は信号光ビー
ムの偏波状態に依存するのが一般的であるから、変換効
率に偏波依存性のない位相共役光発生器が求められてい
るのである。
However, the conversion efficiency of a signal light beam into a phase conjugate light beam in a phase conjugate light generator generally depends on the polarization state of the signal light beam. There is no need for a phase conjugate light generator.

【0099】変換効率に偏波依存性のない位相共役光発
生器を構成するには、偏波スクランブル法、偏波ダイバ
ーシティ法又は偏波能動制御法を適用することができ
る。更には、偏波保持ファイバ(Polarization Maintai
ning Fiber:PMF)からなる光ファイバ伝送路を用い
ることによっても、位相共役光発生器における変換効率
の偏波依存性を排除することができる。本発明では、変
換効率の偏波依存性を排除するために、偏波ダイバシテ
ィ法が採用される。
To construct a phase conjugate light generator whose conversion efficiency has no polarization dependence, a polarization scrambling method, a polarization diversity method, or a polarization active control method can be applied. Furthermore, polarization maintaining fiber (Polarization Maintai
The use of an optical fiber transmission line made of ning fiber (PMF) can also eliminate the polarization dependence of the conversion efficiency in the phase conjugate light generator. In the present invention, a polarization diversity method is employed to eliminate the polarization dependence of the conversion efficiency.

【0100】図1は本発明による第1の方法を示す図で
ある。先ず、偏波分離のプロセスにおいては、信号光ビ
ームES が2つの偏波成分ES1及びES2に分離される。
偏波成分ES1及びES2は互いに直交する偏波面を有して
いる。
FIG. 1 is a diagram showing a first method according to the present invention. First, in the polarization separation process, the signal light beam E S is separated into two polarization components E S1 and E S2 .
The polarization components E S1 and E S2 have polarization planes orthogonal to each other.

【0101】次いで、変換のプロセスにおいては、偏波
成分ES1及びES2がそれぞれ対応する位相共役光ビーム
C1及びEC2に変換される。位相共役光ビームEC1及び
C2の偏波面はそれぞれ偏波成分ES1及びES2の偏波面
に一致している。
Next, in the conversion process, the polarization components E S1 and E S2 are converted into the corresponding phase conjugate light beams E C1 and E C2 , respectively. The polarization planes of the phase conjugate light beams E C1 and E C2 coincide with the polarization planes of the polarization components E S1 and E S2 , respectively.

【0102】そして、偏波合成のプロセスにおいて、位
相共役光ビームEC1及びEC2が偏波合成されて、位相共
役光ビームEC が得られる。本発明によると、変換のプ
ロセスにおいては、1つ又は2つの分布帰還(DFB)
レーザダイオードが用いられる。
In the polarization combining process, the phase conjugate light beams E C1 and E C2 are polarized and combined to obtain a phase conjugate light beam E C. According to the invention, in the process of conversion one or two distributed feedback (DFB)
A laser diode is used.

【0103】変換のプロセスにおいて1つのDFBレー
ザダイオードが用いられる場合には、そのDFBレーザ
ダイオードの第1励振端及び第2励振端にそれぞれ偏波
成分ES1及びES2が供給され、第2励振端及び第1励振
端からそれぞれ位相共役光ビームEC1及びEC2が出力さ
れる。この場合、偏波分離及び偏波合成のプロセスは共
通の偏波ビームスプリッタにより行なうことができる。
ここで、「励振端」という語は、DFBレーザダイオー
ドの活性層の端面という意味で使用されている。
When one DFB laser diode is used in the conversion process, the polarization components E S1 and E S2 are supplied to the first excitation end and the second excitation end of the DFB laser diode, respectively. The phase conjugate light beams E C1 and E C2 are output from the end and the first excitation end, respectively. In this case, the processes of polarization separation and polarization synthesis can be performed by a common polarization beam splitter.
Here, the term "excitation end" is used to mean the end face of the active layer of the DFB laser diode.

【0104】変換のプロセスにおいて2つのDFBレー
ザダイオードが用いられる場合には、これらのDFBレ
ーザダイオードは、それぞれ、偏波成分ES1から位相共
役光ビームEC1への変換と偏波成分ES2から位相共役光
ビームEC2への変換とに供される。この場合、偏波分離
及び偏波合成のプロセスはそれぞれ別の偏波ビームスプ
リッタにより行なうことができる。
When two DFB laser diodes are used in the conversion process, these DFB laser diodes convert the polarization component E S1 to the phase conjugate light beam E C1 and the polarization component E S2 , respectively. It is used for conversion into a phase conjugate light beam E C2 . In this case, the processes of polarization separation and polarization synthesis can be performed by different polarization beam splitters.

【0105】望ましくは、DFBレーザダイオードが信
号光ビームES の波長と異なる波長を有するポンプ光を
発生するようにDFBレーザダイオードには電流が注入
され、それによりDFBレーザダイオード内における四
光波混合によって位相共役光ビームEC1及びEC2が発生
する。
Preferably, a current is injected into the DFB laser diode so that the DFB laser diode generates a pump light having a wavelength different from the wavelength of the signal light beam E S , whereby four-wave mixing in the DFB laser diode is performed. Phase conjugate light beams E C1 and E C2 are generated.

【0106】図1の方法によると、偏波成分ES1及びE
S2の双方に基づいて位相共役光ビームEc が得られてい
るので、変換効率が信号光ビームEs の偏波状態に依存
しにくくなる。即ち、偏波依存性が小さくなる乃至はな
くなる。
According to the method of FIG. 1, the polarization components E S1 and E S1
Because the phase conjugate light beam E c based on both the S2 is obtained, the conversion efficiency is less likely to depend on the polarization state of the signal light beam E s. That is, the polarization dependence is reduced or eliminated.

【0107】図2は、本発明に適用可能な非縮退四光波
混合(nondegenerate four-wave mixing)による位相共役
光発生器を示す図である。分布帰還( DFB(distribu
tedfeedback))レーザダイオード1の第1の励振端に
は、レンズ3を介して光ファイバ2が光学的に接続され
ており、第2の励振端にはレンズ6及び光ファイバ4を
介して光フィルタ10が光学的に接続されている。DF
Bレーザダイオード1には駆動回路7から駆動電流が供
給される。
FIG. 2 is a diagram showing a phase conjugate light generator by nondegenerate four-wave mixing applicable to the present invention. Distributed feedback (DFB)
An optical fiber 2 is optically connected to a first excitation end of a laser diode 1 via a lens 3, and an optical filter is connected to a second excitation end via a lens 6 and an optical fiber 4. 10 is optically connected. DF
A drive current is supplied from the drive circuit 7 to the B laser diode 1.

【0108】DFBレーザダイオード1は例えば図3及
び図4に示されるような構造を有している。図3におい
て、n−InP基板11の上面にはn−InGaAsP
ガイド層12が形成され、それらの接合面には、膜厚が
光進行方向に周期的に変化する波形の回折格子13が形
成されている。回折格子13は、図4によく示されるよ
うに、その実質的な中央部13cで周期をλ/4(λ:
導波構造内の光の波長)だけずらした位相シフト構造を
有している。
The DFB laser diode 1 has a structure as shown in FIGS. 3 and 4, for example. 3, the upper surface of the n-InP substrate 11 has n-InGaAsP
A guide layer 12 is formed, and a diffraction grating 13 having a waveform whose film thickness changes periodically in the light traveling direction is formed on a joint surface between them. As shown in FIG. 4, the diffraction grating 13 has a period λ / 4 (λ:
It has a phase shift structure shifted by the wavelength of light in the waveguide structure).

【0109】ガイド層12の上にはアンドープト多重量
子井戸(MQW)活性層14が形成され、更に活性層1
4の上にはp−InGaAsPバッファ層15及びp−
InP層16がこの順に形成されている。
On the guide layer 12, an undoped multiple quantum well (MQW) active layer 14 is formed.
4 has a p-InGaAsP buffer layer 15 and p-
The InP layer 16 is formed in this order.

【0110】MQW活性層14は、膜厚7nmのInx'
Ga1-x'As(x’=0.532)井戸層と膜厚10n
mのGax In1-x Asy 1-y (x=0.283,y
=0.611)障壁層とが交互に5層ずつ積層されて構
成されている。
The MQW active layer 14 is a 7 nm-thick In x ′
Ga 1-x ′ As (x ′ = 0.532) well layer and thickness 10 n
m of Ga x In 1-x As y P 1-y (x = 0.283, y
= 0.611) The barrier layer and the barrier layer are alternately laminated by five layers.

【0111】p−InP層16からn−InP基板11
の上部までは凸状にパターニングされ、その平面形状は
光進行方向に伸びたストライプ形状になっている。ま
た、n−InP基板11のうちストライプ形状の凸部の
両側にはp−InP層17及びn−InP層18がこの
順に形成され、また、最上のp−InP層16及びn−
InP層18の上にはp−InGaAsP層19が形成
されている。
From the p-InP layer 16 to the n-InP substrate 11
Is patterned in a convex shape up to the upper portion, and its planar shape is a stripe shape extending in the light traveling direction. A p-InP layer 17 and an n-InP layer 18 are formed in this order on both sides of the stripe-shaped protrusions of the n-InP substrate 11, and the uppermost p-InP layer 16 and n-
A p-InGaAsP layer 19 is formed on the InP layer 18.

【0112】n−InP基板11の下面にはn側電極2
0が形成され、p−InGaAsP層19の上には3つ
に分割されたp側電極21a,21b及び21cが形成
されている。
The n-side electrode 2 is provided on the lower surface of the n-InP substrate 11.
0 is formed, and three p-side electrodes 21a, 21b, and 21c are formed on the p-InGaAsP layer 19.

【0113】DFBレーザダイオード1の両端面(第1
及び第2の励振端)には、少なくとも位相共役光を透過
させるための無反射膜22がコーティングされている。
DFBレーザダイオード1の共振器長は例えば900μ
m、中央のp側電極21bの長さは例えば約580μ
m、両端寄りのp側電極21a及び21cの長さはそれ
ぞれ例えば約160μmとなっている。
Both ends of the DFB laser diode 1 (first
And the second excitation end) are coated with an anti-reflection film 22 for transmitting at least phase conjugate light.
The cavity length of the DFB laser diode 1 is, for example, 900 μm.
m, the length of the central p-side electrode 21b is, for example, about 580 μm.
m and the lengths of the p-side electrodes 21a and 21c near both ends are, for example, about 160 μm, respectively.

【0114】この位相共役光発生器の動作について説明
する。先ず、DFBレーザダイオード1のp側電極21
a,21b及び21cからMQW活性層14を通してn
側電極20に駆動電流を流すことにより、MQW活性層
14において波長1549nmの光を出力40mWで連
続発振させる。この場合、電極21a,21b及び21
cには例えば400mAの電流を流す。
The operation of the phase conjugate light generator will be described. First, the p-side electrode 21 of the DFB laser diode 1
a, 21b and 21c through the MQW active layer 14
By supplying a drive current to the side electrode 20, light having a wavelength of 1549 nm is continuously oscillated at an output of 40 mW in the MQW active layer 14. In this case, the electrodes 21a, 21b and 21
A current of, for example, 400 mA is passed through c.

【0115】DFBレーザダイオード1において発振す
る光は、レーザモードが単一でありしかも利得帯域幅が
狭いことに起因して、狭く且つ安定したスペクトルを有
している。そこで、DFBレーザダイオード1により発
振される光を四光波混合のためのポンプ光として使用す
る。
The light oscillating in the DFB laser diode 1 has a narrow and stable spectrum due to a single laser mode and a narrow gain bandwidth. Therefore, light oscillated by the DFB laser diode 1 is used as pump light for four-wave mixing.

【0116】図2において、光ファイバ2及びレンズ3
を介してDFBレーザダイオード1の第1の励振端にプ
ローブ光を供給すると、第2の励振端からは幾つかのス
ペクトルピークを有する光がレンズ6及び光ファイバ4
を介して出力される。その出力光のスペクトルを図示し
ない光スペクトルアナライザによって調べたところ、図
5に示されるような結果が得られた。
In FIG. 2, the optical fiber 2 and the lens 3
When the probe light is supplied to the first excitation end of the DFB laser diode 1 through the lens, light having some spectral peaks is emitted from the second excitation end to the lens 6 and the optical fiber 4.
Is output via. When the spectrum of the output light was examined by an optical spectrum analyzer (not shown), the result shown in FIG. 5 was obtained.

【0117】図5においては、ポンプ光の波長1549
nmとプローブ光の波長1569nmにスペクトルピー
クが存在するだけでなく、波長1529nmにもスペク
トルのピークが存在しており、このスペクトルのピーク
は位相共役光に対応している。尚、プローブ光の角周波
数をωs 、ポンプ光の角周波数をωP 、位相共役光の角
周波数をωC とすると、次式が成り立つ。
In FIG. 5, the wavelength of the pump light is 1549.
In addition to a spectral peak at a wavelength of 1569 nm and a wavelength of the probe light of 1569 nm, a spectral peak also exists at a wavelength of 1529 nm, and this spectral peak corresponds to phase conjugate light. When the angular frequency of the probe light is ω s , the angular frequency of the pump light is ω P , and the angular frequency of the phase conjugate light is ω C , the following equation holds.

【0118】ωC =2ωP −ωS このように、非縮退四光波混合によって位相共役光を発
生させることによって、プローブ光(信号光)から位相
共役光への光周波数変換、即ち波長変換が可能になるこ
とがわかる。この波長変換のプロセスにおいては、プロ
ーブ光が主信号により変調されている場合には、その変
調は位相共役光においても保存されるので、この種の波
長変換機能は後述するようなネットワークを構築する上
で極めて有用である。
Ω C = 2ω P −ω S As described above, by generating the phase conjugate light by the non-degenerate four-wave mixing, the optical frequency conversion from the probe light (signal light) to the phase conjugate light, that is, the wavelength conversion is performed. It turns out that it becomes possible. In this wavelength conversion process, when the probe light is modulated by the main signal, the modulation is also preserved in the phase conjugate light, so this kind of wavelength conversion function constructs a network as described later. Above is very useful.

【0119】以上のように、ポンプ光をDFBレーザダ
イオード1の内部で発生させると、プローブ光とポンプ
光を結合するための機構が不要となり、位相共役光発生
器の構造が簡素化する。従って、その発生器が組み込ま
れる光通信装置の小型化が可能になる。
As described above, when the pump light is generated inside the DFB laser diode 1, a mechanism for coupling the probe light and the pump light becomes unnecessary, and the structure of the phase conjugate light generator is simplified. Therefore, the size of the optical communication device in which the generator is incorporated can be reduced.

【0120】また、DFBレーザダイオード1内でポン
プ光を発生しているので、外部からポンプ光を入れよう
とするときの光ファイバを通すことによるポンプ光の強
度の減衰を考慮する必要はなく、強いポンプ光によって
プローブ光から位相共役光への変換効率を高めることが
できる。尚、得られる位相共役光の強度はポンプ光の強
度の2乗に比例する。
Further, since the pump light is generated in the DFB laser diode 1, it is not necessary to consider the attenuation of the pump light intensity caused by passing through the optical fiber when the pump light is to be input from the outside. The conversion efficiency from the probe light to the phase conjugate light can be increased by the strong pump light. Note that the intensity of the obtained phase conjugate light is proportional to the square of the intensity of the pump light.

【0121】さらに、DFBレーザダイオード1の発振
モードは単一であるが、波長は自由に変えることができ
る。波長を変える方法としては、活性層14に供給され
る電流分布を変化させる方法がある。これを具体的に説
明する。
Furthermore, although the DFB laser diode 1 has a single oscillation mode, the wavelength can be freely changed. As a method of changing the wavelength, there is a method of changing the distribution of the current supplied to the active layer 14. This will be described specifically.

【0122】3つのp側電極21a,21b及び21c
に流す電流の大きさを相違させると、DFBレーザダイ
オード1の単一の発振モードがシフトすることが知られ
ている (Y.KOTAKI et al., OFC'90, THURSDAY MORNING,
159) 。
The three p-side electrodes 21a, 21b and 21c
It is known that a single oscillation mode of the DFB laser diode 1 shifts when the magnitude of the current flowing through the DFB laser diode 1 is shifted (Y. KOTAKI et al., OFC'90, THURSDAY MORNING,
159).

【0123】例えば、DFBレーザダイオード1の両端
寄りのp側電極21a及び21cに注入する電流を一定
に保持するとともに、中央のp側電極21bに注入する
電流を増やしてやると、発振波長が長波長側にシフトす
る。尚、p側電極21a,21b,21cの各々に流す
電流の調整は、駆動回路7によって行なう。
For example, if the current injected to the p-side electrodes 21a and 21c near both ends of the DFB laser diode 1 is kept constant and the current injected to the central p-side electrode 21b is increased, the oscillation wavelength becomes longer. Shift to the wavelength side. The adjustment of the current flowing through each of the p-side electrodes 21a, 21b, 21c is performed by the drive circuit 7.

【0124】従って、図4に示されるような複数のp側
電極21a,21b及び21cを有し且つ両端面に無反
射膜22が形成されたDFBレーザダイオード1を使用
すると、ポンプ光の波長を自由に変えることができるの
で、それに伴って位相共役光の波長も自由に変えること
ができる。これにより、上述の位相共役光発生器を使用
することによって、波長分割多重光通信において各チャ
ネルの光信号の波長変換を行なうことができる。
Therefore, when a DFB laser diode 1 having a plurality of p-side electrodes 21a, 21b and 21c as shown in FIG. 4 and having antireflection films 22 formed on both end surfaces is used, the wavelength of the pump light is reduced. Since the wavelength can be freely changed, the wavelength of the phase conjugate light can be freely changed accordingly. Thus, the wavelength conversion of the optical signal of each channel can be performed in the wavelength division multiplexing optical communication by using the above-described phase conjugate light generator.

【0125】上述の例では、InP/InGaAsPの
層構造によりDFBレーザダイオード1を構成している
が、InP/InAlGaAsの層構造その他を採用し
たものであってもよい。また、GaAs基板に整合する
材料系でもよい。
In the above-described example, the DFB laser diode 1 is constituted by the InP / InGaAsP layer structure. However, an InP / InAlGaAs layer structure or the like may be employed. Further, a material based on a GaAs substrate may be used.

【0126】DFBレーザダイオード1で発生した位相
共役光は、プローブ光及びポンプ光と共に出力されるの
で、位相共役光だけを取り出したい場合には、DFBレ
ーザダイオード1の出力端の外方に光フィルタ10を配
置すればよい。光フィルタ10は、図2において、DF
Bレーザダイオード1とレンズ6との間或いはレンズ6
と光ファイバ4との間に設けられていてもよい。
Since the phase conjugate light generated by the DFB laser diode 1 is output together with the probe light and the pump light, if it is desired to extract only the phase conjugate light, an optical filter is provided outside the output end of the DFB laser diode 1. 10 may be arranged. The optical filter 10 is a DF in FIG.
Between the B laser diode 1 and the lens 6 or the lens 6
And the optical fiber 4.

【0127】次に、上述したDFBレーザダイオードを
用いた位相共役光発生の実験について述べる。両端面に
ARコート(無反射コート)したλ/4位相シフトDF
Bレーザダイオード(共振器長900μm)を用い、そ
の前後にシングルモードファイバ(SMF)を結合して
なるモジュールによる波長変換実験を行なった。このモ
ジュールを素子出力40mWで発振させ(ポンプ光の波
長λp =1550nm)、前方端面から波長λS の信号
光を入力し、後方端面から出力される光のスペクトルを
観測した。
Next, an experiment of generating phase conjugate light using the above-mentioned DFB laser diode will be described. Λ / 4 phase shift DF with AR coating (anti-reflection coating) on both ends
A wavelength conversion experiment was performed using a B laser diode (resonator length 900 μm) and a module having a single mode fiber (SMF) coupled before and after the laser diode. This module was oscillated with an element output of 40 mW (wavelength λ p of pump light = 1550 nm), a signal light having a wavelength λ S was input from the front end face, and the spectrum of light output from the rear end face was observed.

【0128】図6に、ポンプ光及び信号光間の離調周波
数Δfに対する変換効率の変化の様子を示す。Δf=1
25GHz(波長差1.0nm)の場合で−8.7d
B、Δf=2.5THz(同20nm)の場合でも−2
3dBの変換効率を得た。THz領域まで高い効率の変
換が可能であり、波長分割多重信号光等の波長変換への
適用が期待できる。また、ARコートにより、ファブリ
ペローモードによる帯域制限は殆ど観測されなかった。
FIG. 6 shows how the conversion efficiency changes with respect to the detuning frequency Δf between the pump light and the signal light. Δf = 1
-8.7d at 25 GHz (wavelength difference 1.0 nm)
B, -2 even when Δf = 2.5 THz (20 nm)
A conversion efficiency of 3 dB was obtained. Conversion with high efficiency up to the THz region is possible, and application to wavelength conversion of wavelength division multiplexed signal light or the like can be expected. Further, almost no band limitation due to the Fabry-Perot mode was observed by the AR coating.

【0129】次に、上記変換光が位相共役光であること
を確認するために、短パルス伝送における分散補償実験
を試みた。2段のLiNbO3 変調器を用いて生成した
幅約23psのRZ信号パルス(λS =1552nm)
を長さ50kmの第1のSMF(分散:+18.1ps
/nm/km)で伝送したのち、DFBレーザダイオー
ドによりλC =1548nmの光に波長変換し、この変
換光を長さ51kmの第2のSMF(+17.8ps/
nm/km)で伝送した。
Next, in order to confirm that the converted light is phase conjugate light, a dispersion compensation experiment in short pulse transmission was attempted. RZ signal pulse of about 23 ps width generated using a two-stage LiNbO 3 modulator (λ S = 1552 nm)
To a first 50 km long SMF (dispersion: +18.1 ps)
/ Nm / km), the wavelength is converted by a DFB laser diode into light of λ C = 1548 nm, and the converted light is converted into a second SMF (+17.8 ps / 51 km) having a length of 51 km.
(nm / km).

【0130】図7の(a)及び(b)にそれぞれ送信及
び101km伝送後のパルス形状を示す。送信された信
号光に対して変換光のパルス形状が再現されており(図
7の(b))、変換光が信号光に対して位相共役関係を
満足していることがわかる。比較のため、位相共役光発
生器を用いずに101km伝送した場合のパルス形状を
図7の(c)に示す。波長分散及び光カー効果によるパ
ルス形状の歪みが著しい。
FIGS. 7A and 7B show pulse shapes after transmission and transmission of 101 km, respectively. The pulse shape of the converted light is reproduced with respect to the transmitted signal light (FIG. 7B), and it can be seen that the converted light satisfies the phase conjugate relationship with the signal light. For comparison, FIG. 7C shows a pulse shape in the case of transmitting 101 km without using the phase conjugate light generator. The pulse shape is significantly distorted due to chromatic dispersion and optical Kerr effect.

【0131】以上の実験結果より、DFBレーザダイオ
ードを用いた位相共役光発生器によって、50Gb/s
相当の高速光信号(パルス)の波形歪みを補償すること
ができることがわかる。
From the above experimental results, it was found that the phase conjugate light generator using the DFB laser diode provided 50 Gb / s
It can be seen that the waveform distortion of a considerable high-speed optical signal (pulse) can be compensated.

【0132】上述したように、ポンプ光をDFBレーザ
ダイオード内で発生させると、プローブ光とポンプ光と
を結合するための機構が不要となり、位相共役光発生器
の構造が簡素化する。従って、位相共役光発生器が組み
込まれる光通信装置の小型化が可能になる。
As described above, when the pump light is generated in the DFB laser diode, a mechanism for coupling the probe light and the pump light becomes unnecessary, and the structure of the phase conjugate light generator is simplified. Therefore, the size of the optical communication device in which the phase conjugate light generator is incorporated can be reduced.

【0133】図8は図1に従う位相共役光発生器の第1
実施形態を示す図である。信号光ビームES を第1の偏
波成分ES1及び第2の偏波成分ES2に偏波分離するため
に、第1の偏波ビームスプリッタ(PBS)32が用い
られている。第1の偏波成分ES1は、ポンプ光EP1を発
生するように駆動されている第1のDFBレーザダイオ
ード1(#1)に供給され、第1の位相共役光ビームE
C1がDFBレーザダイオード(#1)から出力される。
偏波成分ES1、ポンプ光EP1及び位相共役光ビームEC1
の偏波面は一致している。
FIG. 8 shows a first embodiment of the phase conjugate light generator according to FIG.
It is a figure showing an embodiment. A first polarization beam splitter (PBS) 32 is used to split the signal light beam E S into a first polarization component E S1 and a second polarization component E S2 . The first polarization component E S1 is supplied to a first DFB laser diode 1 (# 1) driven to generate a pump light E P1, and a first phase conjugate light beam E S1 is supplied.
C1 is output from the DFB laser diode (# 1).
The polarization component E S1 , the pump light E P1, and the phase conjugate light beam E C1
Have the same polarization plane.

【0134】第2の偏波成分ES2のために第2のDFB
レーザダイオード1(#2)が用いられる。DFBレー
ザダイオード1(#2)は第2のポンプ光EP2を発生す
るように駆動されている。ここでは、DFBレーザダイ
オード1(#1及び#2)の各々の駆動回路その他の図
示は省略されており(以下同様)、ポンプ光EP1及びE
P2の偏波面は平行であるとする。
For the second polarization component E S2 , the second DFB
The laser diode 1 (# 2) is used. The DFB laser diode 1 (# 2) is driven to generate the second pump light E P2 . Here, the driving circuits and the like for each of the DFB laser diodes 1 (# 1 and # 2) and the like are omitted (the same applies hereinafter), and the pump lights E P1 and E P1.
It is assumed that the polarization plane of P2 is parallel.

【0135】偏波成分ES1及びES2の偏波面は互いに直
交しているので、第2の偏波成分E S2の偏波面が第2の
ポンプ光EP2の偏波面に一致して偏波成分ES2が第2の
DFBレーザダイオード1(#2)に供給されるように
するために、1/2波長板(λ/2)34が用いられて
いる。
Polarization component ES1And ES2Polarization planes are
And the second polarization component E S2Polarization plane of the second
Pump light EP2And the polarization component ES2Is the second
To be supplied to DFB laser diode 1 (# 2)
す る wavelength plate (λ / 2) 34 is used to
I have.

【0136】1/2波長板34は偏波ビームスプリッタ
32とDFBレーザダイオード1(#2)との間に動作
的に接続されている。本出願において、ある要素と他の
要素とが動作的に接続されるというのは、これらの要素
が直接接続される場合を含み、更に、これらの要素の間
で電気信号又は光信号の受渡しができる程度の関連性を
もってこれらの要素が設けられている場合を含む。
The half-wave plate 34 is operatively connected between the polarization beam splitter 32 and the DFB laser diode 1 (# 2). In this application, operative connection between one element and another element includes the case where these elements are directly connected, and furthermore, the transfer of an electric signal or an optical signal between these elements. This includes cases where these elements are provided with as much relevance as possible.

【0137】DFBレーザダイオード1(#2)からは
第2の位相共役光ビームEC2が出力される。第1及び第
2の位相共役光ビームEC1及びEC2を偏波合成して1つ
の位相共役光ビームEC を得るために、第2の偏波ビー
ムスプリッタ(PBS)38が用いられている。ここで
は、偏波ビームスプリッタ38は偏波ビームスプリッタ
32に対応して設けられているので、DFBレーザダイ
オード1(#1)からの第1の位相共役光ビームEC1
1/2波長板36によって偏波面を90°回転された後
偏波ビームスプリッタ38に供給される。
A second phase conjugate light beam E C2 is output from the DFB laser diode 1 (# 2). A second polarization beam splitter (PBS) 38 is used to polarization combine the first and second phase conjugate light beams E C1 and E C2 to obtain one phase conjugate light beam E C. . Here, since the polarization beam splitter 38 is provided corresponding to the polarization beam splitter 32, the first phase conjugate light beam E C1 from the DFB laser diode 1 (# 1) is used for the half-wave plate 36. After the polarization plane is rotated by 90 °, it is supplied to the polarization beam splitter 38.

【0138】信号光ビームES から位相共役光ビームE
C への変換効率の偏波依存性を完全に排除するために
は、DFBレーザダイオード1(#1及び#2)として
特性の等しいものを用いると共に、偏波ビームスプリッ
タ32から偏波ビームスプリッタ38に至るまでのDF
Bレーザダイオード1(#1及び#2)をそれぞれ含む
光路の長さを等しくすればよいが、本発明はこれに限定
されるものではない。
From the signal light beam E S to the phase conjugate light beam E
In order to completely eliminate the polarization dependence of the conversion efficiency into C , the DFB laser diodes 1 (# 1 and # 2) having the same characteristics are used, and the polarization beam splitter 32 and the polarization beam splitter 38 are used. DF up to
The lengths of the optical paths including the B laser diodes 1 (# 1 and # 2) may be made equal, but the present invention is not limited to this.

【0139】DFBレーザダイオード1(#1及び#
2)の特性の同一性は、例えば、ポンプ光EP1及びEP2
のパワー及び波長が実質的に等しくなるような駆動条件
によって与えられる。そのためには、例えば、図4に示
される活性層14におけるλ/4位相シフトの位置が適
切に設定され、或いは、活性層14に供給される電流の
分布が調整される。
DFB laser diode 1 (# 1 and # 1)
The identity of the characteristic of 2) is, for example, that the pump lights EP1 and EP2
And the driving conditions such that the power and the wavelength of the light are substantially equal. For this purpose, for example, the position of the λ / 4 phase shift in the active layer 14 shown in FIG. 4 is appropriately set, or the distribution of the current supplied to the active layer 14 is adjusted.

【0140】前述のようにλ/4位相シフトの位置が活
性層14の実質的な中点にあり、且つ、対称な構造が得
られている場合には、駆動電流IC (電極21bに注入
される電流)を駆動電流IS (電極21a及び21cに
注入される電流)に等しく設定することによって、後述
するような双方向の位相共役光発生における変換効率を
均等にすることができる。
As described above, when the position of the λ / 4 phase shift is substantially at the midpoint of the active layer 14 and a symmetrical structure is obtained, the driving current I C (injection to the electrode 21b) is obtained. ) Is set equal to the drive current I S (the current injected into the electrodes 21a and 21c), it is possible to equalize the conversion efficiency in generating bidirectional phase conjugate light as described later.

【0141】尚、DFBレーザダイオード1(#1及び
#2)の温度の調整によってポンプ光EP1及びEP2のパ
ワー又は波長が調整されてもよい。この実施形態では、
偏波面を90°回転させるために、1/2波長板34及
び36が用いられているが、他の構造によって偏波面を
90°回転させるようにしてもよい。
The power or wavelength of the pump light E P1 and E P2 may be adjusted by adjusting the temperature of the DFB laser diode 1 (# 1 and # 2). In this embodiment,
Although the half-wave plates 34 and 36 are used to rotate the polarization plane by 90 °, the polarization plane may be rotated by 90 ° by another structure.

【0142】例えば、1/2波長板34に代えて1本の
偏波面保存ファイバ(PMF)を用い、その一端の主軸
が他端の主軸に対して90°回転するようにそのPMF
をひねればよい。或いは、1/2波長板34に代えて直
列に接続された2本のPMFを用い、これらの接続点に
おいてそれぞれの主軸が直交するようにこれらを接続し
てもよい。
For example, one polarization preserving fiber (PMF) is used in place of the half-wave plate 34, and the PMF at one end is rotated by 90 ° with respect to the main axis at the other end.
Can be twisted. Alternatively, two PMFs connected in series may be used instead of the half-wave plate 34, and these may be connected such that their main axes are orthogonal at these connection points.

【0143】尚、PMFを用いる場合における偏波分散
を少なくするためには、前者の接続形態の方が望まし
い。このPMFを用いた偏波面の回転方法は本発明のす
べての実施形態に適用可能である。
In order to reduce the polarization dispersion in the case of using the PMF, the former connection mode is more preferable. This method of rotating the plane of polarization using the PMF is applicable to all embodiments of the present invention.

【0144】尚、図8の第1実施形態は、信号光ビーム
S の入力ポートと位相共役光ビームEC の出力ポート
とについて対称な構成を有しているので、後述するよう
な双方向光通信システムにこの位相共役光発生器を適用
した場合に、上りチャネル及び下りチャネルの双方に対
して位相共役光ビームを発生することができ、しかも変
換効率が偏波状態に依存しない。
The first embodiment shown in FIG. 8 has a symmetrical structure with respect to the input port of the signal light beam E S and the output port of the phase conjugate light beam E C. When this phase conjugate light generator is applied to an optical communication system, a phase conjugate light beam can be generated for both the upstream channel and the downstream channel, and the conversion efficiency does not depend on the polarization state.

【0145】図9は図1に従う位相共役光発生器の第2
実施形態を示す図である。この実施形態は、図8の偏波
ビームスプリッタ32及び38に代えて、導波路基板4
0上に形成された偏波ビームスプリッタ32′及び3
8′が用いられている点で特徴付けられる。
FIG. 9 shows a second embodiment of the phase conjugate light generator according to FIG.
It is a figure showing an embodiment. In this embodiment, a waveguide substrate 4 is used instead of the polarization beam splitters 32 and 38 in FIG.
Polarization beam splitters 32 'and 3 formed on
8 'is used.

【0146】偏波ビームスプリッタ32′及び38′
は、例えば、LiNbO3 基板上に形成された導波構造
によって提供される。この場合、1/2波長板34及び
36の機能をなす素子は、LiNbO3 光導波路とSi
2 膜等の組み合わせにより実現可能である。
The polarization beam splitters 32 'and 38'
Is provided, for example, by a waveguide structure formed on a LiNbO 3 substrate. In this case, the elements functioning as the half-wave plates 34 and 36 are LiNbO 3 optical waveguide and Si
This can be realized by a combination of an O 2 film and the like.

【0147】DFBレーザダイオード1(#1及び#
2)は例えば導波路基板40上に形成された溝内に収容
されている。この場合、1/2波長板34及び36の使
用によってDFBレーザダイオード1(#1及び#2)
の活性層を互いに平行に設定することができるので、製
造が容易である。
DFB laser diode 1 (# 1 and # 1)
2) is accommodated in a groove formed on the waveguide substrate 40, for example. In this case, by using the half-wave plates 34 and 36, the DFB laser diode 1 (# 1 and # 2)
Since the active layers can be set in parallel with each other, manufacturing is easy.

【0148】ところで、DFBレーザダイオードの前述
したような対称性或いは双方向性によって、1台のDF
Bレーザダイオードを用いて偏波ダイバーシティを実施
することができる。具体的には次の通りである。
By the way, due to the aforementioned symmetry or bidirectionality of the DFB laser diode, one DF
Polarization diversity can be implemented using a B laser diode. Specifically, it is as follows.

【0149】図10は図1に従う位相共役光発生器の第
3実施形態を示す図である。ここでは、励振端1A及び
1Bを有する1台のDFBレーザダイオード1と偏波分
離及び偏波合成のための1台の偏波ビームスプリッタ4
2とを含む光ループが構成されている。
FIG. 10 is a diagram showing a third embodiment of the phase conjugate light generator according to FIG. Here, one DFB laser diode 1 having excitation ends 1A and 1B and one polarization beam splitter 4 for polarization separation and polarization synthesis are provided.
2 is formed.

【0150】偏波ビームスプリッタ42は4つのポート
42A,42B,42C及び42Dを有している。ポー
ト42A及び42C間並びにポート42B及び42D間
はTE偏波面により結合されており、ポート42A及び
42B間並びにポート42C及び42D間はTM偏波面
により結合されている。
The polarization beam splitter 42 has four ports 42A, 42B, 42C and 42D. Ports 42A and 42C and ports 42B and 42D are connected by a TE polarization plane, and ports 42A and 42B and ports 42C and 42D are connected by a TM polarization plane.

【0151】ここで、「TE偏波面」及び「TM偏波
面」という表現は、相対的に直交する2つの偏波状態を
表現するために便宜的に用いたものである。図では、T
E偏波面はDFBレーザダイオード1の活性層及び紙面
に平行であり、TM偏波面は紙面に垂直である。
Here, the expressions “TE polarization plane” and “TM polarization plane” are used for convenience to express two polarization states that are relatively orthogonal. In the figure, T
The E polarization plane is parallel to the active layer of the DFB laser diode 1 and the plane of the paper, and the TM polarization plane is perpendicular to the plane of the paper.

【0152】ポート42CはDFBレーザダイオード1
の励振端1Aに光学的に接続され、ポート42Bは1/
2波長板44を介してDFBレーザダイオード1の励振
端1Bに光学的に接続されている。また、ポート42D
は光学的に無反射終端されている。
The port 42C is a DFB laser diode 1.
Optically connected to the excitation end 1A of the
It is optically connected to the excitation end 1B of the DFB laser diode 1 via a two-wave plate 44. Also, port 42D
Are optically non-reflection terminated.

【0153】得られた位相共役光ビームEC を信号光ビ
ームES から分離(ドロッピング)するために、光サー
キュレータ46が用いられる。光サーキュレータ46は
3つのポート46A,46B及び46Cを有している。
光サーキュレータ46は、ポート46Aから入力した光
をポート46Bから出力し、ポート46Bから入力した
光をポート46Cから出力するように機能する。
The optical circulator 46 is used to separate (drop) the obtained phase conjugate light beam E C from the signal light beam E S. The optical circulator 46 has three ports 46A, 46B and 46C.
The optical circulator 46 functions to output light input from the port 46A from the port 46B and output light input from the port 46B from the port 46C.

【0154】ポート46Aは信号光ビームES が供給さ
れる入力ポート48に接続されており、ポート46Bは
偏波ビームスプリッタ42のポート42Aに接続されて
おり、ポート46Cは位相共役光ビームEC の出力ポー
ト50に接続されている。
The port 46A is connected to the input port 48 to which the signal light beam E S is supplied, the port 46B is connected to the port 42A of the polarization beam splitter 42, and the port 46C is connected to the phase conjugate light beam E C. Are connected to the output port 50.

【0155】ポート48,46A及び46Bを通ってポ
ート42Aに供給された信号光ビームES は、偏波ビー
ムスプリッタ42によってTE偏波面を有する第1の偏
波成分ES1とTM偏波面を有する第2の偏波成分ES2
に偏波分離される。
[0155] Port 48,46A and 46B the signal light beam supplied to the port 42A through E S has a first polarization component E S1 and TM polarization plane having a TE polarization plane by the polarization beam splitter 42 The polarization is separated into a second polarization component ES2 .

【0156】第1の偏波成分ES1はポート42CからD
FBレーザダイオード1の励振端1Aに供給され、第2
の偏波成分ES2はポート42Bから1/2波長板44を
介してDFBレーザダイオード1の励振端1Bに供給さ
れる。
The first polarization component E S1 is supplied from port 42C to D
The FB laser diode 1 is supplied to the excitation end 1A,
Polarization component E S2 in is supplied to the excitation end 1B of the DFB laser diode 1 through the half-wave plate 44 from the port 42B.

【0157】第2の偏波成分ES2が1/2波長板44を
通過することによって、その偏波面はTM偏波面からT
E偏波面に変換される。従って、DFBレーザダイオー
ド1に供給される第1及び第2の偏波成分ES1及びES2
は共にTE偏波面を有していることとなる。
When the second polarization component E S2 passes through the half-wave plate 44, its polarization plane is shifted from the TM polarization plane by T.
Converted to E polarization plane. Therefore, the first and second polarization components E S1 and E S2 supplied to the DFB laser diode 1
Have both TE polarization planes.

【0158】DFBレーザダイオード1において発生す
るポンプ光は主としてTE偏波面を有しており、このポ
ンプ光は、励振端1Aから励振端1Bに向かう方向の第
1のポンプ光成分EP1と励振端1Bから励振端1Aに向
かう方向の第2のポンプ光成分EP2とからなる。
The pump light generated in the DFB laser diode 1 mainly has a TE polarization plane. The pump light includes a first pump light component E P1 in the direction from the excitation end 1A to the excitation end 1B and the excitation end. The second pump light component E P2 extends in the direction from 1B to the excitation end 1A.

【0159】励振端1Aに供給された第1の偏波成分E
S1と第1のポンプ光成分EP1とに基づく四光波混合によ
ってDFBレーザダイオード1内においてはTE偏波面
を有する第1の位相共役光ビームEC1が発生し、位相共
役光ビームEC1は励振端1Bから1/2波長板44を通
って偏波ビームスプリッタ42のポート42Bに供給さ
れる。従って、位相共役光ビームEC1はポート42Bに
おいてTM偏波面を有することとなる。
The first polarization component E supplied to the excitation end 1A
Fourth-wave mixing based on S1 and the first pump light component E P1 generates a first phase conjugate light beam E C1 having a TE polarization plane in the DFB laser diode 1, and the phase conjugate light beam E C1 is excited. The beam is supplied from the end 1B to the port 42B of the polarization beam splitter 42 through the half-wave plate 44. Therefore, the phase conjugate light beam E C1 has a TM polarization plane at the port 42B.

【0160】DFBレーザダイオード1の励振端1Bに
供給された第2の偏波成分ES2と第2のポンプ光成分E
P2とに基づく四光波混合によって、DFBレーザダイオ
ード1内においては第2の位相共役光ビームEC2が発生
し、この位相共役光ビームE C2はTE偏波面を有したま
ま励振端1Aから偏波ビームスプリッタ42のポート4
2Cに供給される。
At the excitation end 1B of the DFB laser diode 1,
The supplied second polarization component ES2And the second pump light component E
P2DFB laser diode by four-wave mixing based on
In the mode 1, the second phase conjugate light beam EC2Occurs
And the phase conjugate light beam E C2Has a TE polarization plane
From the excitation end 1A to the port 4 of the polarization beam splitter 42
2C.

【0161】偏波ビームスプリッタ42に供給された位
相共役光ビームEC1及びEC2は偏波合成されて位相共役
光ビームEC となり、この位相共役光ビームEC はポー
ト42A,46B,46C及び50をこの順に通って出
力される。
The phase conjugate light beams E C1 and E C2 supplied to the polarization beam splitter 42 are polarization-combined to form a phase conjugate light beam E C , and this phase conjugate light beam E C is supplied to the ports 42A, 46B, 46C and The data is output through the 50 in this order.

【0162】この実施形態では、前述した特徴を有する
1台のDFBレーザダイオード1が用いられているの
で、偏波成分ES1及びES2に対する変換効率を一致させ
るのが容易である。変換効率の一致は、例えば、前述し
たようなDFBレーザダイオード1の動作条件の設定に
より容易に行うことができ、これにより、信号光ビーム
S の偏波状態に係わらず一定強度の位相共役光ビーム
C を得ることができる。
In this embodiment, since one DFB laser diode 1 having the above-described characteristics is used, it is easy to make the conversion efficiencies for the polarization components E S1 and E S2 coincide. Match conversion efficiency, for example, it can be easily performed by setting the DFB operating conditions of the laser diode 1 as mentioned above, thereby, the signal light beam phase conjugate light having a constant intensity regardless of the polarization state of E S A beam E C can be obtained.

【0163】また、この実施形態では、光ループにおけ
る時計周りの光路長と反時計周りの光路長が同じである
ので、位相共役光ビームEC1及びEC2の偏波合成をタイ
ミングのあった状態で行うことができる。これにより、
位相共役光発生器の正確な動作が確保される。
Further, in this embodiment, since the clockwise optical path length and the counterclockwise optical path length in the optical loop are the same, the polarization combination of the phase conjugate light beams E C1 and E C2 is performed with the timing. Can be done with This allows
Accurate operation of the phase conjugate light generator is ensured.

【0164】偏波ビームスプリッタ42としては、誘電
体多層膜等の偏波分離膜を用いたもの、方解石等の結晶
を用いたバルクタイプのもの、ファイバ型のものその他
を用いることができる。
As the polarization beam splitter 42, one using a polarization separation film such as a dielectric multilayer film, a bulk type using a crystal such as calcite, a fiber type or the like can be used.

【0165】位相共役光ビームEC だけを抽出するため
に、出力ポート50に光フィルタを接続してもよい。こ
の実施形態における光ループは、レンズ系を用いた空間
結合又は光ファイバ若しくは光導波路による結合によっ
て提供することができる。特に光ファイバを用いる場合
には、偏波状態を保持するために、偏波保持ファイバ
(PMF)の使用或いは偏波制御器の付加的な使用が採
用される。PMFを用いる場合には、前述したように1
/2波長板を省略することができるので便利である。
An optical filter may be connected to the output port 50 in order to extract only the phase conjugate light beam E C. The optical loop in this embodiment can be provided by spatial coupling using a lens system or coupling by an optical fiber or optical waveguide. In particular, when an optical fiber is used, the use of a polarization maintaining fiber (PMF) or the additional use of a polarization controller is employed to maintain the polarization state. When using PMF, as described above, 1
This is convenient because the / 2 wavelength plate can be omitted.

【0166】図11は図10の実施形態の実証実験のた
めの配置を示す図である。直線偏波として与えられる信
号光ビームES が光サーキュレータ46に供給され、そ
の偏波面を0°〜180°の間の範囲で回転させるため
に、回転可能なポラライザ52が用いられた。偏波ビー
ムスプリッタ42とDFBレーザダイオード1の励振端
1Aは偏波面保存ファイバ(PMF)54により接続さ
れ、偏波ビームスプリッタ42とDFBレーザダイオー
ド1の励振端1BはPMF56によって接続された。
FIG. 11 is a diagram showing an arrangement for a demonstration experiment of the embodiment of FIG. The signal light beam E S given as linearly polarized supplied to the optical circulator 46, the polarization plane to rotate in the range between 0 ° to 180 °, rotatable polarizer 52 was used. The polarization beam splitter 42 and the excitation end 1A of the DFB laser diode 1 were connected by a polarization plane preserving fiber (PMF) 54, and the polarization beam splitter 42 and the excitation end 1B of the DFB laser diode 1 were connected by a PMF 56.

【0167】TE偏波面を有する第1の偏波成分ES1
そのままの偏波状態でDFBレーザダイオード1の励振
端1Aに供給されるようにするために、PMF54の両
端における主軸の方向は一致している。これに対し、P
MF56においては、1/2波長板44を用いずにその
機能を達成するために、PMF56の両端における主軸
は互いに直交している。これにより、偏波ビームスプリ
ッタ42から出力されたTM偏波面を有する第2偏波成
分ES2は、TE偏波面を有する状態で励振端1BからD
FBレーザダイオード1に入力される。
In order for the first polarization component E S1 having the TE polarization plane to be supplied to the excitation end 1A of the DFB laser diode 1 as it is in the polarized state, the directions of the main axes at both ends of the PMF 54 must be one. I do. In contrast, P
In the MF 56, main axes at both ends of the PMF 56 are orthogonal to each other in order to achieve the function without using the half-wave plate 44. As a result, the second polarization component E S2 having the TM polarization plane output from the polarization beam splitter 42 is transmitted from the excitation ends 1B to D with the TE polarization plane.
Input to FB laser diode 1.

【0168】図12を参照すると、図11の実験で得ら
れたデータが示されている。図12において、縦軸は変
換効率ηC (dB)を表し、横軸は偏波角θ(deg)
を表している。変換効率ηC は、信号光ビームES のパ
ワーをPS ,位相共役光ビームEC のパワーをPC とす
るときに、ηC =PC /PS で与えられる。また、偏波
角θは、直線偏波として入力された信号光ビームES
偏波面とTE偏波面とがなす角によって定義される。
Referring to FIG. 12, there is shown data obtained in the experiment of FIG. 12, the vertical axis represents the conversion efficiency η C (dB), and the horizontal axis represents the polarization angle θ (deg).
Is represented. The conversion efficiency η C is given by η C = P C / P S when the power of the signal light beam E S is P S and the power of the phase conjugate light beam E C is P C. The polarization angle θ is defined by the angle between the polarization plane of the signal light beam E S input as linear polarization and the TE polarization plane.

【0169】1つのDFBレーザダイオードに信号光を
一方向のみで入射する従来技術による場合、符号58で
示されるように、変換効率ηC が偏波角θに従って大き
く変動し(cos2 θに比例)、θ=90°では全く変
換されなかった。これに対して、図10の第3実施形態
によると、変換効率ηC について、偏波角θの変化に対
して0.4dBよりも小さい変動に抑えられており、シ
ステム設計上十分な特性が得られていることが確認され
た。
In the case of the prior art in which signal light is incident on one DFB laser diode in only one direction, as indicated by reference numeral 58, the conversion efficiency η C largely fluctuates according to the polarization angle θ (proportional to cos 2 θ). ), Θ = 90 ° did not convert at all. On the other hand, according to the third embodiment of FIG. 10, the conversion efficiency η C is suppressed to a change smaller than 0.4 dB with respect to the change of the polarization angle θ, and a sufficient characteristic in the system design is obtained. It was confirmed that it was obtained.

【0170】尚、図11及び図12の実験に関する付加
的な詳細は、Electronics Letters,Vol.33, No.4, pp.3
16-317, 1997 に記載されている。図13は図1に従う
位相共役光発生器の第4実施形態を示す図である。図1
0の第3実施形態では、1チャネルの信号光ビームES
に対して1チャネルの位相共役光ビームEC を発生させ
ているのに対して、この実施形態では、2チャネルの信
号光ビームES10 及びES20 に対して2チャネルの位相
共役光ビームEC10及びEC20 を発生させている。
For additional details regarding the experiments of FIGS. 11 and 12, see Electronics Letters, Vol. 33, No. 4, pp. 3
16-317, 1997. FIG. 13 is a diagram showing a fourth embodiment of the phase conjugate light generator according to FIG. FIG.
0 in the third embodiment, the one-channel signal light beam E S
Against whereas is generating a phase conjugate light beam E C of one channel, in this embodiment, two-channel signal light beam E S10 and the phase conjugate light beam E of 2 channels for E S20 of C10 And E C20 are generated.

【0171】図10の第3実施形態の機能はこの実施形
態に含まれているが、図10のビームES ,ES1
S2,EC1,EC2及びEC の標記は、それぞれ、
S10 ,ES11,ES12 ,EC11 ,EC12 及びEC10
変更されている。
Although the functions of the third embodiment shown in FIG. 10 are included in this embodiment, the beams E S , E S1 , and E S1 shown in FIG.
The notations E S2 , E C1 , E C2 and E C are respectively
E S10, E S11, E S12 , has been changed to E C11, E C12 and E C10.

【0172】偏波ビームスプリッタ42のポート42D
は無反射終端されずに光サーキュレータ62に接続され
ている。光サーキュレータ62はポート62A,62B
及び62Cを有している。
The port 42D of the polarization beam splitter 42
Are connected to the optical circulator 62 without non-reflection termination. The optical circulator 62 has ports 62A and 62B.
And 62C.

【0173】光サーキュレータ62はポート62Aから
入力した光をポート62Bから出力し、ポート62Bか
ら入力した光をポート62Cから出力する。ポート62
Aは第2チャネルの信号光ビームES20 の入力ポート6
4に接続されており、ポート62Bは偏波ビームスプリ
ッタ42のポート42Dに接続されており、ポート62
Cは第2チャネルの位相共役光ビームEC20 の出力ポー
ト66に接続されている。
The optical circulator 62 outputs the light input from the port 62A from the port 62B, and outputs the light input from the port 62B from the port 62C. Port 62
A is the input port 6 of the signal light beam E S20 of the second channel.
4, the port 62B is connected to the port 42D of the polarization beam splitter 42, and the port 62B is connected to the port 62D.
C is connected to the output port 66 of the phase conjugate light beam E C20 of the second channel.

【0174】尚、第2チャネルにおける信号光ビームE
S20 から位相共役光ビームEC20 への変換については、
第1チャネルにおける信号光ビームES10 から位相共役
光ビームEC10 への変換に準じて容易に理解することが
できるので、その説明を省略する。ここでは、DFBレ
ーザダイオード1はTM偏波面を有するポンプ光をも発
生しているものとする。
Note that the signal light beam E in the second channel
Regarding the conversion from S20 to the phase conjugate light beam E C20 ,
Since it can be easily understood according to the conversion from the signal light beam E S10 to the phase conjugate light beam E C10 in the first channel, the description is omitted. Here, it is assumed that the DFB laser diode 1 also generates pump light having a TM polarization plane.

【0175】一般的なDFBレーザダイオードにおいて
は、TE偏波面を有するポンプ光とTM偏波面を有する
ポンプ光との双方について必ずしも高い発生効率が得ら
れないかもしれない。このような場合には、2つのDF
Bレーザダイオードをカスケード接続して使用するとよ
い。具体的には次の通りである。
In a general DFB laser diode, high generation efficiency may not necessarily be obtained for both the pump light having the TE polarization plane and the pump light having the TM polarization plane. In such a case, two DFs
B laser diodes are preferably used in cascade connection. Specifically, it is as follows.

【0176】図33を参照すると、図13の位相共役光
発生器の変形例が示されている。ここでは、DFBレー
ザダイオード1と偏波ビームスプリッタ42との間にも
う1つのDFBレーザダイオード1′が設けられてお
り、DFBレーザダイオード1及び1′はカスケード接
続されている。DFBレーザダイオード1は主としてT
E偏波面を有するポンプ光を発生し、DFBレーザダイ
オード1′は主としてTM偏波面を有するポンプ光を発
生する。
Referring to FIG. 33, there is shown a modification of the phase conjugate light generator of FIG. Here, another DFB laser diode 1 'is provided between the DFB laser diode 1 and the polarization beam splitter 42, and the DFB laser diodes 1 and 1' are cascaded. DFB laser diode 1 is mainly T
Pump light having an E polarization plane is generated, and the DFB laser diode 1 'mainly generates pump light having a TM polarization plane.

【0177】この実施形態によると、信号光ビームE
S10 から位相共役光ビームEC10 への変換には主として
DFBレーザダイオード1が寄与し、信号光ビームE
S20 から位相共役光ビームEC20 への変換には主として
DFBレーザダイオード1′が寄与する。
According to this embodiment, the signal light beam E
The DFB laser diode 1 mainly contributes to the conversion from S10 to the phase conjugate light beam E C10 , and the signal light beam E C10 .
The DFB laser diode 1 'mainly contributes to the conversion from S20 to the phase conjugate light beam E C20 .

【0178】尚、DFBレーザダイオード1及び1′内
における位相共役光の発生及び波長変換の原理について
はこれまでの実施形態に準じて容易に理解することがで
きるのでその説明については省略する。
The principle of generation and wavelength conversion of the phase conjugate light in the DFB laser diodes 1 and 1 'can be easily understood according to the embodiments described above, and the description thereof will be omitted.

【0179】図33の構成においては、偏波ビームスプ
リッタ42及び1/2波長板44を含む光ループの中に
DFBレーザダイオード1及び1′が含まれているが、
カスケード接続されたDFBレーザダイオード1及び
1′だけを取り出して位相共役光発生器を構成すること
もできる。即ち、この場合、DFBレーザダイオード1
はTE偏波面を有するポンプ光を発生し、DFBレーザ
ダイオード1′はTM偏波面を有するポンプ光を発生し
ているので、このようなカスケード接続されたDFBレ
ーザダイオード1及び1′のいずれか一方に信号光ビー
ムを供給することによって、他方からは変換された位相
共役光ビームが出力され、その場合における変換効率は
入力信号光ビームの偏波状態には依存しない。また、カ
スケード接続されたDFBレーザダイオード1及び1′
は双方向性を有しているので、その位相共役光発生器を
双方向伝送システムに適用した場合に双方向チャネルの
双方について変換効率の偏波依存性を排除することがで
きる。
In the configuration of FIG. 33, the DFB laser diodes 1 and 1 'are included in the optical loop including the polarization beam splitter 42 and the half-wave plate 44.
A phase conjugate light generator may be constructed by taking out only the cascade-connected DFB laser diodes 1 and 1 '. That is, in this case, the DFB laser diode 1
Generates pump light having a TE polarization plane, and the DFB laser diode 1 'generates pump light having a TM polarization plane. Therefore, one of the cascade-connected DFB laser diodes 1 and 1' is used. , A converted phase conjugate light beam is output from the other, and the conversion efficiency in that case does not depend on the polarization state of the input signal light beam. Also, cascade-connected DFB laser diodes 1 and 1 '
Has bidirectionality, so that when the phase conjugate light generator is applied to a bidirectional transmission system, it is possible to eliminate the polarization dependence of the conversion efficiency for both bidirectional channels.

【0180】図14の(a)及び(b)は本発明による
第2の方法を説明するための図である。図14の(a)
に示されるように、光ファイバ及び半導体光増幅器等の
ような三次の非線形光学媒質(χ(3) )68を用いて非
縮退四光波混合により位相共役光を発生させる場合、角
周波数ωS の信号光と角周波数ωP (ωP ≠ωS )のポ
ンプ光とが光カプラ70を介して同一光路で非線形光学
媒質68に入力される。光カプラ70を用いているの
は、信号光及びポンプ光が異なる光源から出力されてい
る場合にこれを同一光路で非線形光学媒質68に供給し
これらの相互作用を可能にするためである。
FIGS. 14A and 14B are views for explaining the second method according to the present invention. (A) of FIG.
As shown in FIG. 7, when phase conjugate light is generated by non-degenerate four-wave mixing using a third-order nonlinear optical medium (χ (3) ) 68 such as an optical fiber and a semiconductor optical amplifier, the angular frequency ω S The signal light and the pump light having the angular frequency ω PP ≠ ω S ) are input to the nonlinear optical medium 68 via the optical coupler 70 on the same optical path. The reason why the optical coupler 70 is used is that when the signal light and the pump light are output from different light sources, they are supplied to the nonlinear optical medium 68 along the same optical path to enable their interaction.

【0181】非線形光学媒質68内における信号光及び
ポンプ光の四光波混合に基づき、角周波数2ωP −ωS
の位相共役光が発生し、この位相共役光は信号光及びポ
ンプ光と共に非線形光学媒質68から出力される。
Based on the four-wave mixing of the signal light and the pump light in the nonlinear optical medium 68, the angular frequency 2ω P −ω S
Is generated from the nonlinear optical medium 68 together with the signal light and the pump light.

【0182】尚、「非縮退」というのは、信号光の波長
(角周波数)とポンプ光の波長(角周波数)とが異なる
という意味で用いられている。信号光の波長、ポンプ光
の波長及び位相共役光の波長は前述した関係を満たすの
で、位相共役光の発生と同時に波長変換が行われること
になる。従って、この出願においては、発明の名称及び
発明の属する技術分野を除き、「位相共役光の発生」と
いうときには、プローブ光(信号光)から位相共役光へ
の位相共役変換及び波長変換の意味を含む概念として理
解されたい。
The term "non-degenerate" is used to mean that the wavelength (angular frequency) of the signal light is different from the wavelength (angular frequency) of the pump light. Since the wavelength of the signal light, the wavelength of the pump light, and the wavelength of the phase conjugate light satisfy the above-described relationship, the wavelength conversion is performed simultaneously with the generation of the phase conjugate light. Therefore, in this application, except for the title of the invention and the technical field to which the invention pertains, the term “generation of phase conjugate light” means the meanings of phase conjugate conversion and wavelength conversion from probe light (signal light) to phase conjugate light. It should be understood as a concept including.

【0183】図14の(b)に示されるように、DFB
レーザダイオード1を非線形光学媒質として用いる場
合、DFBレーザダイオード1への電流の注入によって
DFBレーザダイオード1内においてポンプ光が発生す
る。従って、DFBレーザダイオード1に外部から信号
光だけを供給することによって位相共役光が発生し、信
号光、ポンプ光及び位相共役光がDFBレーザダイオー
ド1から出力される。このようなDFBレーザダイオー
ド1の非線形光学媒質としての使用による効果は前述し
た通りである。
As shown in FIG. 14B, the DFB
When the laser diode 1 is used as a non-linear optical medium, pump light is generated in the DFB laser diode 1 by injecting a current into the DFB laser diode 1. Therefore, by supplying only the signal light from the outside to the DFB laser diode 1, phase conjugate light is generated, and the signal light, the pump light, and the phase conjugate light are output from the DFB laser diode 1. The effect of using such a DFB laser diode 1 as a nonlinear optical medium is as described above.

【0184】ここで注目すべきは、DFBレーザダイオ
ード1はファブリペロモードを有していないので、外部
からの信号光の入力が可能であるだけでなく、信号光、
ポンプ光及び位相共役光の取り出しが可能である点であ
る。即ち、DFBレーザダイオード1及び非線形光学媒
質68を光学的にカスケード接続することによって、位
相共役光のパワーを高めることができるのである。
It should be noted here that the DFB laser diode 1 does not have a Fabry-Perot mode, so that not only can external signal light be input, but also signal light,
The point is that pump light and phase conjugate light can be extracted. That is, by optically cascading the DFB laser diode 1 and the nonlinear optical medium 68, the power of the phase conjugate light can be increased.

【0185】本発明による第2の方法においては、ま
ず、DFBレーザダイオード1がポンプ光を発生するよ
うにDFBレーザダイオード1に電流が注入される。次
いで、DFBレーザダイオード1に信号光が供給され、
DFBレーザダイオード1内における信号光及びポンプ
を基づく四光波混合によって位相共役光が発生させられ
る。
In the second method according to the present invention, first, a current is injected into the DFB laser diode 1 so that the DFB laser diode 1 generates pump light. Next, signal light is supplied to the DFB laser diode 1,
Phase conjugate light is generated by four-wave mixing based on the signal light and the pump in the DFB laser diode 1.

【0186】そして、DFBレーザダイオード1から出
力された信号光、ポンプ光及び位相共役光が非線形光学
媒質68に供給され、非線形光学媒質68内における四
光波混合によって、位相共役光のパワーが高められる。
Then, the signal light, pump light and phase conjugate light output from the DFB laser diode 1 are supplied to the nonlinear optical medium 68, and the power of the phase conjugate light is increased by four-wave mixing in the nonlinear optical medium 68. .

【0187】本発明による第2の方法を実施する場合に
は、DFBレーザダイオード1から信号光、ポンプ光及
び位相共役光が同一光路で出力されるので、これらを非
線形光学媒質に供給する際に、図14の(a)に示され
るような光カプラ70が不要である。その結果、DFB
レーザダイオード1及び非線形光学媒質68内において
高いパワーのポンプ光を維持することが容易になり、信
号光から位相共役光への変換効率を高くすることができ
る。
When the second method according to the present invention is carried out, signal light, pump light and phase conjugate light are output from the DFB laser diode 1 on the same optical path. The optical coupler 70 as shown in FIG. As a result, DFB
It is easy to maintain high-power pump light in the laser diode 1 and the nonlinear optical medium 68, and the conversion efficiency from signal light to phase conjugate light can be increased.

【0188】本発明による第2の方法は本発明による第
1の方法と組み合わせて実施することもできる。例え
ば、図11に示される実証実験のための配置において
は、DFBレーザダイオード1の2つの励振端1A及び
1Bにそれぞれ偏波面保存ファイバ(PMF)54及び
56が接続されている。
The second method according to the present invention can be implemented in combination with the first method according to the present invention. For example, in the arrangement for the demonstration experiment shown in FIG. 11, polarization maintaining fibers (PMFs) 54 and 56 are connected to the two excitation ends 1A and 1B of the DFB laser diode 1, respectively.

【0189】一般に、光ファイバは3次非線形光学媒質
としての性質を備えているから、図11のファイバ54
及び56内で3次非線形効果を生じさせることができれ
ば、ファイバ54及び56内においてそれぞれ位相共役
光ビームEC2及びEC1が増幅され、その結果、偏波合成
により得られる位相共役光ビームEC のパワーを高める
ことができる。具体的には次の通りである。
In general, since the optical fiber has the property of a third-order nonlinear optical medium, the fiber 54 shown in FIG.
And 56, the phase conjugate light beams E C2 and E C1 are amplified in the fibers 54 and 56, respectively, and as a result, the phase conjugate light beam E C obtained by polarization combining is obtained. Power can be increased. Specifically, it is as follows.

【0190】3次非線形効果(具体的にはγの値)を高
めるためには、非線形屈折率n2 を大きくするかモード
フィード径(MFD)を小さくすればよい。非線形屈折
率n 2 を大きくする方法としては、クラッドにフッ素等
を添加しコアにGeO2 を高濃度に添加する方法があ
る。このような方法により、非線形屈折率n2 の値とし
て5×10-20 2 /W以上の大きな値が得られてい
る。
The third-order nonlinear effect (specifically, the value of γ) is increased.
To obtain a non-linear refractive index nTwoMode to increase
What is necessary is just to reduce a feed diameter (MFD). Nonlinear refraction
Rate n TwoIs to increase the cladding
Add GeO to the coreTwoThere is a method to add
You. By such a method, the nonlinear refractive index nTwoAnd the value of
5 × 10-20mTwo/ W or larger value
You.

【0191】一方、MFDを小さくすることは、コアと
クラッド間の非屈折率差やコアの形状の設計により可能
である(DCFと同様)。これらの手法により、γ値と
して15W-1km-1を越える大きな値が得られている
(通常のDSFではγ≒2.6W-1km-1)。また、こ
のような大きなγ値のファイバを零分散ファイバとする
ことも可能である。
On the other hand, it is possible to reduce the MFD by designing the non-refractive index difference between the core and the clad or designing the shape of the core (similar to DCF). These techniques, a large value exceeding 15W -1 miles -1 as gamma value is obtained (in the usual DSF γ ≒ 2.6W -1 km -1) . It is also possible to use a fiber having such a large γ value as a zero dispersion fiber.

【0192】変換効率はγPLの二乗に比例するから、
上述のように特別に設計されたファイバ(特別なファイ
バ)においては、通常のDSFと同様の3次非線形効果
を生じさせるためには、その長さは2.6/15(≒1
/5.8)程度でよいことになる。例えば通常のDSF
を用いて3次非線形効果を生じさせるのに約20km程
度の長さが必要であるとすれば、特別なファイバでは3
〜4km程度の長さで同様の効果が得られることにな
る。実際には、短くなる分損失が小さくなるので、更に
特別なファイバの長さを短くすることができる。また、
このような特別なファイバにおいては、零分散波長の制
御の精度が向上するため、極めて広い変換帯域の実現が
期待される。更に、数km(例えば6km)のファイバ
長であれば、偏波面保存(偏波保持)能力が確保されて
いるので、このような特別なファイバの本発明への適用
は高い変換効率及び偏波依存性のない変換効率を得る上
で極めて有用である。
Since the conversion efficiency is proportional to the square of γPL,
In the fiber specially designed as described above (special fiber), the length is 2.6 / 15 (≒ 1) in order to generate a third-order nonlinear effect similar to that of a normal DSF.
/5.8). For example, normal DSF
If a length of about 20 km is required to generate a third-order nonlinear effect using
A similar effect can be obtained with a length of about 4 km. Actually, since the loss is reduced by the shortening, the length of the special fiber can be further reduced. Also,
In such a special fiber, an extremely wide conversion band is expected to be realized because the precision of the control of the zero dispersion wavelength is improved. Furthermore, if the fiber length is several km (for example, 6 km), the polarization plane preserving (polarization preserving) ability is ensured. Therefore, application of such a special fiber to the present invention has high conversion efficiency and polarization. It is extremely useful in obtaining independent conversion efficiency.

【0193】尚、本発明においてDFBレーザダイオー
ド内における2方向の変換における変換効率を等しくす
るためには、DFBレーザダイオード及びそれに付随し
て設けられる3次非線形光学媒質としての光ファイバの
各々における変換効率を等しくしてもよいし、DFBレ
ーザダイオードと各ファイバによる変換の総量が等しく
なるようにしてもよい。
In the present invention, in order to make the conversion efficiencies in the two directions within the DFB laser diode equal, the conversion in each of the DFB laser diode and the optical fiber provided as a third-order nonlinear optical medium provided therewith is required. Efficiencies may be equal, or the total amount of conversion by the DFB laser diode and each fiber may be equal.

【0194】以上のように、本発明による第1及び第2
の方法を組み合わせることによって、変換効率の偏波依
存性がなく且つ変換効率の高い位相共役光の発生が可能
になる。
As described above, the first and second embodiments of the present invention
By combining the methods described above, it is possible to generate phase conjugate light having high conversion efficiency without polarization dependence of conversion efficiency.

【0195】図15は図14の(a)及び(b)に従う
位相共役光発生器の第1実施形態を示す図である。ここ
では、非線形光学媒質68として半導体光増幅器(SO
A)70が用いられている。
FIG. 15 is a diagram showing a first embodiment of the phase conjugate light generator according to (a) and (b) of FIG. Here, as the nonlinear optical medium 68, a semiconductor optical amplifier (SO
A) 70 is used.

【0196】DFBレーザダイオード1はポンプ光EP
を発生するように駆動されており、信号光ES がDFB
レーザダイオード1に供給される。DFBレーザダイオ
ード1内における信号光ES 及びポンプ光EP に基づく
四光波混合によって位相共役光EC が発生する。
The DFB laser diode 1 has a pump light E P
And the signal light E S is
It is supplied to the laser diode 1. Phase conjugate light E C is generated by four-wave mixing based on the signal light E S and the pump light E P in the DFB laser diode 1.

【0197】DFBレーザダイオード1からは信号光E
S 、ポンプ光EP 及び位相共役光E C が出力され、これ
らはSOA70に供給される。SOA70内において四
光波混合によって位相共役光EC のパワーが高められ、
その位相共役光EC はSOA70から出力される。
The signal light E is output from the DFB laser diode 1.
S, Pump light EPAnd phase conjugate light E CIs output and this
Are supplied to the SOA 70. Four in SOA70
Phase conjugate light E by light wave mixingCPower is increased,
The phase conjugate light ECIs output from the SOA 70.

【0198】図16を参照すると、図14の(a)及び
(b)に従う位相共役光発生器の第2実施形態が示され
ている。ここでは、非線形光学媒質68として光ファイ
バ72が用いられている。光ファイバ72としては単一
モードファイバが望ましく、変換効率を高めるために
は、光ファイバ72の零分散波長をポンプ光の波長に実
質的に一致させておくのが有効である。例えば、ポンプ
光の波長が1.5μm帯にある場合には、分散シフトフ
ァイバ(DSF)を光ファイバ72として用いることに
よって、光ファイバ72の零分散波長とポンプ光の波長
とを一致させることができる。
Referring to FIG. 16, there is shown a second preferred embodiment of the phase conjugate light generator according to (a) and (b) of FIG. Here, an optical fiber 72 is used as the nonlinear optical medium 68. As the optical fiber 72, a single mode fiber is desirable, and in order to increase the conversion efficiency, it is effective to make the zero dispersion wavelength of the optical fiber 72 substantially coincide with the wavelength of the pump light. For example, when the wavelength of the pump light is in the 1.5 μm band, the zero-dispersion wavelength of the optical fiber 72 and the wavelength of the pump light can be matched by using a dispersion-shifted fiber (DSF) as the optical fiber 72. it can.

【0199】光ファイバ72に供給される信号光ES
ポンプ光EP 或いは位相共役光ECのパワーが光ファイ
バ72の誘導ブリユアン散乱(Stimulated
Brillouin Scattering:SBS)
のしきい値を越えると、変換効率が低下し、得られる位
相共役光のパワーが減少する。
The signal light E S supplied to the optical fiber 72,
The power of the pump light E P or the phase conjugate light E C is changed by stimulated Brillouin scattering (Stimulated) of the optical fiber 72.
(Brillouin Scattering: SBS)
When the threshold value is exceeded, the conversion efficiency decreases and the power of the obtained phase conjugate light decreases.

【0200】SBSの影響を抑圧するためには、ポンプ
光EP 或いは信号光ES について周波数変調又は位相変
調を行えばよい。そのために、この実施形態では、DF
Bレーザダイオード1に変調回路74が接続されてい
る。変調速度は数百KHz以下で十分であり、信号光に
おける信号速度がGb/s以上である場合には、その変
調による伝送品質の劣化は問題にはならない。
[0200] In order to suppress the effect of SBS may be performed frequency modulation or phase modulation on pumping beam E P or the signal light E S. Therefore, in this embodiment, the DF
The modulation circuit 74 is connected to the B laser diode 1. A modulation speed of several hundred KHz or less is sufficient, and when the signal speed of the signal light is Gb / s or more, deterioration of transmission quality due to the modulation does not matter.

【0201】変調回路74は、例えば、図4に示される
電極21a,21b及び21cのいずれかに供給される
電流に変調速度に対応する低周波信号を重畳する。図4
のDFBレーザダイオード1は高い周波数変調効率を有
しているので、容易にSBSによる影響を抑圧すること
ができる(S. Ogita, Y. Kotaki, M. Matsuda, Y. Kuwa
hara, H. Onaka, H. Miyata, and H. Ishikawa, “FM r
esponse of narrow-linewidth, multielectrode λ/4 s
hift DFB laser, ”IEEE Photon. Technol. Lett., Vo
l.2, pp. 165-166, 1990.)。
The modulation circuit 74 superimposes a low-frequency signal corresponding to the modulation speed on the current supplied to one of the electrodes 21a, 21b and 21c shown in FIG. 4, for example. FIG.
DFB laser diode 1 has a high frequency modulation efficiency, so that the influence of SBS can be easily suppressed (S. Ogita, Y. Kotaki, M. Matsuda, Y. Kuwa).
hara, H. Onaka, H. Miyata, and H. Ishikawa, “FM r
esponse of narrow-linewidth, multielectrode λ / 4 s
hift DFB laser, ”IEEE Photon. Technol. Lett., Vo
l.2, pp. 165-166, 1990.).

【0202】以下に本発明の光通信システムへの応用例
を示す。図17に示される応用例は、伝送光ファイバの
波長分散と非線形光カー効果による波形歪みの補償を可
能にしたシステムである。この応用については、前述し
た本発明者による出願(特願平6−509844号、特
願平7−44574号、特願平7−304229号、特
開平7−98464号及び特開平7−301830号)
に開示された通りであるが、以下に説明する。
Hereinafter, an application example of the present invention to an optical communication system will be described. The application example shown in FIG. 17 is a system that enables compensation for waveform distortion due to chromatic dispersion of a transmission optical fiber and nonlinear optical Kerr effect. This application is described in the above-mentioned applications by the present inventor (Japanese Patent Application Nos. 6-509844, 7-44574, 7-304229, 7-98464 and 7-301830). )
, But will be described below.

【0203】送信機(TX)からの出力信号光ES を第
1の光ファイバF1(長さL1 、分散D1 、非線形係数
γ1 )で光伝送した後、位相共役光発生器(PC)に入
力する。PCで位相共役光EC に変換し、第2の光ファ
イバF2(長さL2 、分散D 2 、非線形係数γ2 )で受
信機(RX)まで光伝送する。受信機では、この位相共
役信号光を受光器で受けて信号検出する。尚、送信信号
の変調方式には光振幅(強度)、周波数、位相等あらゆ
る方式が適用可能であり、信号検出には位相共役光を帯
域フィルタで抽出した後の光直接検波や光ヘテロダイン
検波等が考えられる。
Output signal light E from the transmitter (TX)SThe
1 optical fiber F1 (length L1, Dispersion D1, Nonlinear coefficient
γ1), And enters the phase conjugate light generator (PC).
Power. Phase conjugate light E on PCCInto a second optical fiber.
Iva F2 (Length LTwo, Dispersion D Two, The nonlinear coefficient γTwo)
Optical transmission to a transmitter (RX). At the receiver, this phase
The signal light is received by the photodetector to detect the signal. The transmission signal
Modulation methods include optical amplitude (intensity), frequency, phase, etc.
The phase conjugate light is used for signal detection.
Optical detection and optical heterodyne after extraction with a bandpass filter
Detection can be considered.

【0204】また、ここで用いる光ファイバは多くの場
合単一モードの石英ファイバ(SMF)であり、光通信
において一般的に用いられている1.3μm零分散光フ
ァイバや1.55μm分散シフトファイバ(DSF)等
がその代表例である。さらに、信号光は波長の異なる複
数の光源からなる波長多重信号でもよい。
The optical fiber used here is a single mode silica fiber (SMF) in many cases, and a 1.3 μm zero-dispersion optical fiber or a 1.55 μm dispersion shift fiber generally used in optical communication. (DSF) is a typical example. Further, the signal light may be a wavelength multiplexed signal composed of a plurality of light sources having different wavelengths.

【0205】光ファイバ内の波長分散と自己位相変調
(Self Phase Modulation)による波形歪を図17に示し
たシステムで補償するためには、PCを挟んで対応する
部分の分散と非線形効果の大きさを同じにすればよい。
ここで、対応する部分とは、PCから測った分散又は光
カー効果の累積値が等しくなる2つの部分をいう。つま
り、伝送路を分割したときに、PCに近い側から順にP
Cに関して上記の意味で対象な位置にある各分割区間に
おいて分散と非線形効果の大きさを同じにすればよい。
このことはまた、各分割区間内の分散値を同じにすると
ともに、各区間内で、 D1 /γ1 1 =D2 /γ2 2 … (1a) が成り立つようにすればよいことを示している。ここに
1 ,P2 は各部分における光パワーであり、 γj =ωn2j/cAeffj … (2a) は光ファイバ内の光カー効果の非線形係数を表す。ここ
に、ωは光角周波数、cは真空中の光速を表し、n2j
effjは光ファイバj(j=1,2)の非線形屈折率と
有効コア断面積をそれぞれ表す。
In order to compensate for chromatic dispersion in an optical fiber and waveform distortion due to self-phase modulation (Self Phase Modulation) in the system shown in FIG. 17, the dispersion of the corresponding portion across the PC and the magnitude of the non-linear effect Should be the same.
Here, the corresponding portions refer to two portions where the dispersion or the cumulative value of the optical Kerr effect measured from the PC becomes equal. In other words, when the transmission path is divided, P
Regarding C, the variance and the magnitude of the nonlinear effect may be the same in each of the divided sections at the target positions in the above sense.
This means that the variance value in each divided section should be the same, and that D 1 / γ 1 P 1 = D 2 / γ 2 P 2 (1a) holds in each section. Is shown. Here, P 1 and P 2 are the optical power in each part, and γ j = ωn 2j / cA effj (2a) represents the nonlinear coefficient of the optical Kerr effect in the optical fiber. Here, ω represents the optical angular frequency, c represents the speed of light in a vacuum, and n 2j and A effj represent the nonlinear refractive index and the effective core area of the optical fiber j (j = 1, 2), respectively.

【0206】伝送路に沿って非線形効果の損失による減
少を補償するためには、分散を小さくしていくか光カー
効果を大きくすればよい。分散の値を変化させること
は、光ファイバの設計により可能であり有望である。例
えば、分散シフトファイバ(Dispersion Shifted Fiber)
の零分散波長を変化させることや、光ファイバのコアと
クラッドの比屈折率差やコア径を変えることにより現在
盛んに行われている。一方、光カー効果を変化させるこ
とは、非線形屈折率を変化させたり光強度を変化させる
ことにより可能となる。
In order to compensate for the decrease due to the loss of the nonlinear effect along the transmission line, the dispersion may be reduced or the optical Kerr effect may be increased. Varying the value of dispersion is possible and promising depending on the design of the optical fiber. For example, Dispersion Shifted Fiber
Currently, it is actively performed by changing the zero-dispersion wavelength of the optical fiber, and by changing the relative refractive index difference and the core diameter between the core and the clad of the optical fiber. On the other hand, it is possible to change the optical Kerr effect by changing the nonlinear refractive index or the light intensity.

【0207】分散補償ファイバ(Dispersion Compensati
on Fiber) の分散値を、長手方向に光カー効果の変化に
比例するように逓減する構造の分散逓減DCF(DD−
DCF)と正常分散のDSFによる伝送路によりシステ
ムを構成することにより、高速・長距離伝送が可能とな
る。
A dispersion compensating fiber (Dispersion Compensati)
on Fiber), the dispersion is gradually decreased in proportion to the change of the optical Kerr effect in the longitudinal direction.
A high-speed and long-distance transmission is made possible by configuring the system with a transmission path using DCF) and DSF with normal dispersion.

【0208】光アンプを用いた長距離伝送においては、
正常分散ファイバを用いるのが光アンプの雑音光による
非線形歪(変調不安定性;modulation instability)を
低減する上でよいことがわかっており、この構成は有望
である。
In long-distance transmission using an optical amplifier,
It has been found that the use of a normal dispersion fiber is good for reducing nonlinear distortion (modulation instability) due to noise light of an optical amplifier, and this configuration is promising.

【0209】上記の厳密な補償法の他に、光カー効果の
変化がさほど大きくない場合(光アンプの中継間隔が非
線形長に比べて十分短い場合など)には、以下のような
平均パワーによる近似が成り立つ。
In addition to the above strict compensation method, when the change of the optical Kerr effect is not so large (for example, when the relay interval of the optical amplifier is sufficiently short compared to the nonlinear length), the following average power is used. An approximation holds.

【0210】 D1 ′L1 =D2 ′L2 … (3a) γ1 1 ′L1 =γ2 2 ′L2 … (4a) ここに、P1 ′,P2 ′は、それぞれ光ファイバFj
(j=1,2)内の平均パワーであり、また、D1 ′,
2 ′はそれぞれ光ファイバFjの平均分散である。
D 1 'L 1 = D 2 ' L 2 (3a) γ 1 P 1 'L 1 = γ 2 P 2 ' L 2 (4a) Here, P 1 'and P 2 ' are respectively Optical fiber Fj
(J = 1, 2), and D 1 ′,
D 2 ′ is the average dispersion of the optical fiber Fj.

【0211】さらに、理想的な波形補償条件式(1a)
は満たさないが、伝送路に逆符号の分散を配置すること
による分散補償器を適宜配置することも可能である。こ
の方法は、特に海底伝送のような長距離伝送において有
効である。その理由は以下の通りである。
Further, the ideal waveform compensation condition expression (1a)
Is not satisfied, but it is also possible to appropriately arrange a dispersion compensator by arranging the dispersion of the opposite sign in the transmission path. This method is particularly effective in long-distance transmission such as undersea transmission. The reason is as follows.

【0212】即ち、PCを用いた補償においては、その
前後の光ファイバ内の波形歪を同じにする必要がある。
このため、最も波形が歪んでいるのは、PCの前後にお
いてである。従って、PCの位置においては、最も光パ
ルスのスペクトルの拡がった状態になっている。一方、
PC及び伝送路の光アンプからは雑音が付加されるが、
この雑音によるS/N劣化はスペクトルが広いほど大き
い。従って、PCの前後でのスペクトル拡がりが少ない
ようにシステムを設計することは、伝送距離を延ばす上
で非常に有効である。
That is, in the compensation using the PC, it is necessary to make the waveform distortion in the optical fiber before and after the PC the same.
Therefore, the waveform is most distorted before and after the PC. Therefore, at the position of the PC, the spectrum of the light pulse is in the widest state. on the other hand,
Noise is added from the PC and the optical amplifier on the transmission line,
The S / N degradation due to this noise increases as the spectrum increases. Therefore, designing the system so that the spectrum spread before and after the PC is small is very effective in extending the transmission distance.

【0213】この意味において、伝送路途中の分散補償
により伝送路の総分散値を小さくすることは有効であ
る。次に、本発明を波長多重(WDM)伝送システムに
適用した例を図18に示す。
In this sense, it is effective to reduce the total dispersion value of the transmission line by dispersion compensation in the middle of the transmission line. Next, FIG. 18 shows an example in which the present invention is applied to a wavelength division multiplexing (WDM) transmission system.

【0214】Nチャンネルの波長多重信号光ES1
S2,…,ESN(周波数:ωS1,ωS2,…,ωSN)を、
光ファイバF1により伝送した後、PCによりNチャン
ネルの波長多重位相共役光EC1,EC2,…,ECN(周波
数:ωC1,ωC2,…,ωCN)に変換し、光ファイバF2
により伝送した後受信する。
N-channel wavelength multiplexed signal light E S1 ,
E S2 , ..., E SN (frequency: ω S1 , ω S2 , ..., ω SN )
After transmitted by the optical fiber F1, the wavelength-multiplexed phase conjugate light E C1, E C2 of N-channel by PC, ..., E CN (Frequency: ω C1, ω C2, ... , ω CN) is converted into optical fiber F2
And then receive it.

【0215】PCによる分散補償においては、PCの前
後で分散の符号が同一である必要があるから、零分散に
対して図19のような配置になる。光ファイバF1及び
F2の零分散波長はそれぞれω10,ω20である。図の場
合は、正常分散から正常分散への変換になっている。こ
の場合、通常の伝送路には2次分散(分散傾斜)が存在
するために、光ファイバF1では第1チャネル(ch.
1)に対する分散の絶対値が最小であるのに対して、光
ファイバF2においては第Nチャネル(ch.N)に対
する分散の絶対値が最小になっている。従って、全チャ
ネルに対して同時に完全な分散補償をすることは不可能
である。
In the dispersion compensation by the PC, since the sign of the dispersion needs to be the same before and after the PC, the arrangement is as shown in FIG. 19 with respect to the zero dispersion. The zero-dispersion wavelengths of the optical fibers F1 and F2 are ω 10 and ω 20 , respectively. In the case of the figure, the normal variance is converted to the normal variance. In this case, since the secondary dispersion (dispersion gradient) exists in the ordinary transmission line, the first channel (ch.
The absolute value of the dispersion for the optical fiber F2 is the smallest while the absolute value of the dispersion for the 1) is the smallest. Therefore, it is impossible to perform complete dispersion compensation on all channels at the same time.

【0216】全チャネルを等しく理想的に補償するため
には図20に示したように、各チャネル毎に信号光を別
々の光ファイバF11、光ファイバF12、…、光ファ
イバF1Nで伝送し、その際、異なる分散に見合うパワ
ー(P11, 12, …,P1N)で伝達する。光ファイバの
出力光を1つのPCによる全チャネルの一括変換、また
は、各チャネル毎のPC−1,PC−2,…,PC−N
で位相共役光に変換し、これらを共通の光ファイバF2
で伝送して受信する。この際の各チャネルの分散と非線
形効果は上記で述べた方法で補償する。
In order to compensate all channels equally ideally, as shown in FIG. 20, signal light is transmitted for each channel through separate optical fibers F11, F12,..., Optical fiber F1N. when the power (P 11, P 12, ... , P 1N) commensurate with different dispersion transmit at. .., PC-N for all channels by one PC.
To convert them into phase conjugate light, and convert them into a common optical fiber F2.
To transmit and receive. At this time, the dispersion and the nonlinear effect of each channel are compensated by the method described above.

【0217】図21は本発明の第3の応用例を示す図で
ある。送信機TX−1,…,TX−Nは互いに異なる波
長(光周波数)の信号光ES1,ES2,…,ESNを出力す
る。これらの信号光の角周波数はωS1,ωS2,…,ωSN
である。
FIG. 21 is a diagram showing a third applied example of the present invention. , TX-N output signal lights E S1 , E S2 ,..., E SN having different wavelengths (optical frequencies) from each other. The angular frequencies of these signal lights are ω S1 , ω S2 ,.
It is.

【0218】これらの信号光は複数の第1の光ファイバ
F11,…,F1Nによって伝送され、スターカプラ等
からなる光マルチ/デマルチプレクサによって加え合わ
されると共に分岐される。
These signal lights are transmitted by a plurality of first optical fibers F11,..., F1N, added and branched by an optical multi / demultiplexer comprising a star coupler or the like.

【0219】分岐された信号光はそれぞれ位相共役光発
生器PC−1,…,PC−Mへ供給される。位相共役光
発生器PC−1,…,PC−Mは供給された複数の信号
光の少なくとも1つに対応する位相共役光を発生する。
発生した位相共役光はそれぞれ光フィルタOF1,…,
OFM,を透過した後複数の第2の光ファイバF21,
…,F2Mによってそれぞれ光受信機RX−1,…,R
X−Mへ伝送される。
The branched signal lights are supplied to phase conjugate light generators PC-1,..., PC-M, respectively. The phase conjugate light generators PC-1,..., PC-M generate phase conjugate light corresponding to at least one of the supplied signal lights.
The generated phase conjugate lights are respectively applied to optical filters OF1,.
After passing through the OFM, a plurality of second optical fibers F21,
,..., F2M, the optical receivers RX-1,.
X-M.

【0220】複数の第2の光ファイバによって伝送され
る位相共役光は、E′C1,E′C2,…,E′CN)で示さ
れている。第1の光ファイバF1j(j=1,…,N)
のそれぞれの長さはL1J、分散はD1j、非線形係数はγ
1jであり、各信号光のパワーはP1jであるとする。ま
た、第2の光ファイバF2k(k=1,…,M)のそれ
ぞれの長さはL2k,分散はD 2k,非線形係数はγ2kであ
り、各位相共役光のパワーはP2kであるとする。
Transmitted by a plurality of second optical fibers
Phase conjugate light is E ′C1, E 'C2, ..., E 'CN)
Have been. First optical fiber F1j (j = 1,..., N)
Are of length L1JAnd the variance is D1j, The nonlinear coefficient is γ
1jAnd the power of each signal light is P1jAnd Ma
In addition, that of the second optical fiber F2k (k = 1,..., M)
The length of each is L2k, Dispersion is D 2k, The nonlinear coefficient is γ2kIn
And the power of each phase conjugate light is P2kAnd

【0221】このとき、次の2つの条件が満足されるよ
うに各パラメータが設定される。 D1j1j=D2k2k=(一定) γ1j1j/D1j=γ2k2k/D2k=(一定) 尚、ここでの一定という意味には、各ファイバ内の任意
の区間における平均値が一定であるということが含まれ
る。
At this time, each parameter is set so that the following two conditions are satisfied. D 1j L 1j = D 2k L 2k = (constant) γ 1j P 1j / D 1j = γ 2k P 2k / D 2k = (constant) The term “constant” here means an arbitrary section in each fiber. Is constant.

【0222】ここで、各第2の光ファイバF2kによる
波形歪みの補償は、光フィルタOFkの帯域を通過する
位相共役光に対して最適化されるように設定されてい
る。また、位相共役発生器PC−kと光フィルタOFk
の組み合わせによって抽出されるチャネルE′Ckは、信
号光の任意の1チャネル又はその近傍の光フィルタの帯
域に含まれる複数のチャネルの位相共役光である。
Here, the compensation for the waveform distortion by each second optical fiber F2k is set so as to be optimized for the phase conjugate light passing through the band of the optical filter OFk. Further, the phase conjugate generator PC-k and the optical filter OFk
The channel E ′ Ck extracted by the combination is a phase conjugate light of a plurality of channels included in the band of the optical filter near one arbitrary channel of the signal light or the vicinity thereof.

【0223】例えば、送信機TX−1,…,TX−N及
びファイバF11,…,F1Nが送信端局内に設けられ
ている場合、各ファイバF1jにおける分散又は非線形
効果を等しく設定しておく。この場合、各受信機RX−
kが所望のチャネルを選択することができるように、当
該ファイバF2kに対して当該位相共役光発生器PC−
k及び当該光フィルタOFkの機能の組み合わせが制御
される。このような制御は、例えば各位相共役光発生器
におけるポンプ光の波長制御及び/又は各光フィルタの
通過中心波長の制御によってなされる。そのためには、
チューナブル光フィルタの適用が望ましい。
For example, when the transmitters TX-1,..., TX-N and the fibers F11,..., F1N are provided in the transmitting terminal, the dispersion or nonlinear effect in each fiber F1j is set equal. In this case, each receiver RX-
k, the phase conjugate light generator PC- with respect to the fiber F2k so that k can select a desired channel.
k and the combination of the functions of the optical filter OFk are controlled. Such control is performed by, for example, controlling the wavelength of the pump light in each phase conjugate light generator and / or controlling the center wavelength passing through each optical filter. for that purpose,
It is desirable to apply a tunable optical filter.

【0224】このシステムは、例えば、第2の光ファイ
バが伝送路として用いられている場合には分配システム
として機能し、第2の光ファイバが受信局或いは中継器
内にある場合にはチャンネル交換(クロスコネクト)シ
ステムとして機能する。
This system functions as, for example, a distribution system when the second optical fiber is used as a transmission line, and performs channel switching when the second optical fiber is in a receiving station or a repeater. (Cross Connect) Functions as a system.

【0225】図22は本発明の第4の応用例を示す図で
ある。このシステムは、図21と対比して、複数の光送
信機TX−1,…,TX−Nに対して共通の第1の光フ
ァイバF1が用いられている点で特徴づけられる。
FIG. 22 is a diagram showing a fourth applied example of the present invention. This system is characterized in that a common first optical fiber F1 is used for a plurality of optical transmitters TX-1,..., TX-N as compared with FIG.

【0226】この変更に伴い、第1の光ファイバF1の
入力端は光マルチプレクサを介して各光送信機TX−j
に接続され、出力端は光デマルチプレクサを介して各位
相共役光発生器PC−kに接続される。
With this change, the input end of the first optical fiber F1 is connected to each optical transmitter TX-j via an optical multiplexer.
And the output terminal is connected to each phase conjugate light generator PC-k via an optical demultiplexer.

【0227】この共通の第1の光ファイバF1における
分散は全チャネルに対してほぼ一定になるようにされて
いる。例えば、第1の光ファイバF1としては、前述の
DD−DCF、分散の大きな分散シフトファイバ、1.
55μm帯の信号光に対する1.3μm帯零分散ファイ
バ、1.3μm帯の信号光に対する1.55μm帯零分
散ファイバを用いることにより、上述の条件を満足する
ことができる。
The dispersion in the common first optical fiber F1 is made substantially constant for all channels. For example, as the first optical fiber F1, the above-described DD-DCF, dispersion-shifted fiber having large dispersion, and 1.
The above condition can be satisfied by using a 1.3 μm band zero dispersion fiber for a 55 μm band signal light and a 1.55 μm band zero dispersion fiber for a 1.3 μm band signal light.

【0228】このような共通の第1の光ファイバF1に
対して、各第2の光ファイバF2kが本発明の条件を満
足することにより、各チャネルについて最適な受信状態
を得ることができる。
With respect to such a common first optical fiber F1, when each second optical fiber F2k satisfies the condition of the present invention, an optimum reception state can be obtained for each channel.

【0229】図23は本発明の第5の応用例を示す図で
ある。ここでは、第1の光ファイバとして、比較的大き
な分散のN個の光ファイバF11′,…,F1N′と比
較的小さな分散の共通の光ファイバF1′とを組み合わ
せたものが用いられている。
FIG. 23 is a diagram showing a fifth applied example of the present invention. Here, as the first optical fiber, a combination of N optical fibers F11 ',..., F1N' having a relatively large dispersion and a common optical fiber F1 'having a relatively small dispersion is used.

【0230】光ファイバF11′,…,F1N′と光フ
ァイバF1′とは光マルチプレクサによって接続されて
おり、光ファイバF1′と各位相共役光発生器PC−k
とは光デマルチプレクサによって接続されている。
The optical fibers F11 ',..., F1N' and the optical fiber F1 'are connected by an optical multiplexer, and the optical fiber F1' and each phase conjugate light generator PC-k are connected.
Are connected by an optical demultiplexer.

【0231】このシステムにおいても、第1の光ファイ
バと第2の光ファイバについて所定の条件を満足させる
ことによって、各チャネルについて波形歪みを良好に補
償することができ、最適な受信状態を得ることができ
る。
Also in this system, by satisfying predetermined conditions for the first optical fiber and the second optical fiber, it is possible to satisfactorily compensate waveform distortion for each channel and obtain an optimum reception state. Can be.

【0232】これらの機能を総合した波長多重伝送シス
テムの構成例を図24に示す。波長多重信号を第1の光
ファイバを伝送後、分岐し、各チャネル毎に最適な波長
の位相共役光に変換、抽出する。これら波長多重位相共
役信号光を合成して第2の光ファイバで受信機まで伝送
する。この構成をとれば、伝送路に2次分散がある場合
でも全てのチャネルの波形歪みを完全に補償可能であ
る。
FIG. 24 shows a configuration example of a wavelength division multiplexing transmission system integrating these functions. After transmitting the wavelength-division multiplexed signal through the first optical fiber, the wavelength division multiplexed signal is split and converted into phase conjugate light having an optimum wavelength for each channel. These wavelength multiplexed phase conjugate signal lights are combined and transmitted to the receiver via the second optical fiber. With this configuration, it is possible to completely compensate for the waveform distortion of all the channels even when the transmission path has second-order dispersion.

【0233】本発明の双方向光伝送システムへの応用例
を図25に示す。第1の端局内のTX−1からの波長λ
S1の信号光ES1を光ファイバF1を伝送後、DFB−L
D内において同じ方向の発振光(ポンプ光)EP1を用い
て波長λ C1の位相共役光EC1に変換し、光ファイバにF
2により伝送した後、第2の端局内のRX−1で受信す
る。一方、第2の端局内のTX−2からの波長λS2の信
号光ES2を光ファイバF2により伝送後、DFB−LD
内において同じ方向の発振光(ポンプ光)EP2を用いて
波長λC2の位相共役光EC2に変換し、光ファイバF1に
より伝送後第1の端局内のRX−2で受信する。
Example of application of the present invention to a bidirectional optical transmission system
Is shown in FIG. Wavelength λ from TX-1 in the first terminal
S1Signal light ES1After transmission through the optical fiber F1, the DFB-L
Oscillation light (pump light) E in the same direction within DP1Using
Wavelength λ C1Phase conjugate light EC1Into an optical fiber
2 and then received by RX-1 in the second terminal station.
You. On the other hand, the wavelength λ from TX-2 in the second terminal stationS2No faith
Light ES2After transmission through the optical fiber F2, the DFB-LD
Oscillation light (pump light) E in the same directionP2Using
Wavelength λC2Phase conjugate light EC2Into an optical fiber F1
After transmission, the signal is received by RX-2 in the first terminal station.

【0234】このとき、光ファイバF1及び光ファイバ
F2により伝送する信号光の波長は、各伝送路に用いる
帯域フィルタの透過帯域内にあることが望ましい。即
ち、λ S1とλC2、及びλC1とλS2が同じ透過帯域にある
ように設定することになる。勿論、このときの各信号光
は波長多重信号光であってもよい。
At this time, the optical fiber F1 and the optical fiber
The wavelength of the signal light transmitted by F2 is used for each transmission path.
It is desirable to be within the transmission band of the bandpass filter. Immediately
C, λ S1And λC2, And λC1And λS2Are in the same transmission band
It will be set as follows. Of course, each signal light at this time
May be a wavelength multiplexed signal light.

【0235】次に、位相共役光発生器を用いた光波ネッ
トワークの実現例について説明する。図26は光波ネッ
トワークの原理を説明するための図である。光送信機
(OS)202は信号ビームを出力する。
Next, an example of realizing a lightwave network using a phase conjugate light generator will be described. FIG. 26 is a diagram for explaining the principle of the lightwave network. An optical transmitter (OS) 202 outputs a signal beam.

【0236】第1の光ファイバ204は、信号ビームの
入力端及び出力端にそれぞれ相当する第1端204A及
び第2端204Bを有している。第2端204Bには第
1の位相共役光発生器(1st PC)206が動作的
に接続されている。
The first optical fiber 204 has a first end 204A and a second end 204B corresponding to an input end and an output end of a signal beam, respectively. A first phase conjugate light generator (1st PC) 206 is operatively connected to the second end 204B.

【0237】第1の位相共役光発生器206は、第1の
光ファイバ204から供給された信号ビームを第1の位
相共役ビームに変換して出力する。第2の光ファイバ2
08は、第1の位相共役ビームの入力端及び出力端にそ
れぞれ相当する第3端208A及び第4端208Bを有
している。第4端208Bには第2の位相共役光発生器
(2nd PC)210が動作的に接続される。
The first phase conjugate light generator 206 converts the signal beam supplied from the first optical fiber 204 into a first phase conjugate beam and outputs it. Second optical fiber 2
08 has a third end 208A and a fourth end 208B corresponding to the input end and the output end of the first phase conjugate beam, respectively. A second phase conjugate light generator (2nd PC) 210 is operatively connected to the fourth end 208B.

【0238】第2の位相共役光発生器210は、第2の
光ファイバ208から供給された第1の位相共役ビーム
を第2の位相共役ビームに変換して出力する。第3の光
ファイバ212は、第2の位相共役ビームの入力端及び
出力端にそれぞれ相当する第5端212A及び第6端2
12Bを有している。
The second phase conjugate light generator 210 converts the first phase conjugate beam supplied from the second optical fiber 208 into a second phase conjugate beam and outputs it. The third optical fiber 212 has a fifth end 212A and a sixth end 2 corresponding to an input end and an output end of the second phase conjugate beam, respectively.
12B.

【0239】第3の光ファイバ212によって伝送され
た第2の位相共役ビームを受けるために、光受信機(O
R)214が設けられている。第2の光ファイバ208
の途中にはシステム中間点216が設定される。システ
ム中間点216は後程定義される。
In order to receive the second phase conjugate beam transmitted by the third optical fiber 212, an optical receiver (O
R) 214 are provided. Second optical fiber 208
Is set in the middle of the process. The system waypoint 216 is defined later.

【0240】第2の光ファイバ208は、第3端208
A及びシステム中間点216の間の第1の部分281
と、システム中間点216及び第4端208Bの間の第
2の部分282とからなる。
The second optical fiber 208 is connected to the third end 208
A first part 281 between A and system waypoint 216
And a second portion 282 between the system midpoint 216 and the fourth end 208B.

【0241】本発明では、光ファイバ204,208及
び212における各パラメータが次のようにして設定さ
れる。先ず、第1の光ファイバ204がN個(Nは1よ
り大きい整数)の区間204(#1,…,#N)に仮想
的に分割され、第2の光ファイバ208の第1の部分2
81も同じ数の区間281(#1,…,#N)に仮想的
に分割される。このとき、第1の位相共役光発生器20
6から数えて対応する2つの区間の波長分散の平均値及
び区間長の積が実質的に一致するようにされる。即ち、
第1の光ファイバ204において第1の位相共役光発生
器206から数えてi(1≦i≦N)番目の区間204
(#i)の波長分散(または分散パラメータ)の平均値
及び区間長をそれぞれD1i及びL1iとし、第2の光ファ
イバ208の第1の部分281において第1の位相共役
光発生器206から数えてi番目の区間281(#i)
の波長分散(または分散パラメータ)の平均値及び区間
長をそれぞれD2i及びL2iとするときに、 D1i1i=D2i2i …(1) が満足される。
In the present invention, each parameter in the optical fibers 204, 208 and 212 is set as follows. First, the first optical fiber 204 is virtually divided into N (N is an integer greater than 1) sections 204 (# 1,..., #N), and the first portion 2 of the second optical fiber 208 is
81 is virtually divided into the same number of sections 281 (# 1,..., #N). At this time, the first phase conjugate light generator 20
The product of the average value and the section length of the chromatic dispersion of two corresponding sections counted from 6 is made to substantially match. That is,
I-th (1 ≦ i ≦ N) -th section 204 of the first optical fiber 204 counted from the first phase conjugate light generator 206
The average value and the section length of the chromatic dispersion (or dispersion parameter) of (#i) are D 1i and L 1i , respectively, and are transmitted from the first phase conjugate light generator 206 in the first portion 281 of the second optical fiber 208. I-th section 281 (#i)
When the average value and the section length of the chromatic dispersion (or dispersion parameter) of D are defined as D 2i and L 2i , respectively, D 1i L 1i = D 2i L 2i (1) is satisfied.

【0242】更に、区間204(#i)における光パワ
ーの平均値及び非線形係数の平均値をそれぞれP1i及び
γ1iとし、区間281(#i)における光パワーの平均
値及び非線形係数の平均値をそれぞれP2i及びγ2iとす
るときに、 P1iγ1i1i=P2iγ2i2i …(2) が満足される。
Further, the average value of the optical power and the average value of the nonlinear coefficient in the section 204 (#i) are P 1i and γ 1i , respectively, and the average value of the optical power and the average value of the nonlinear coefficient in the section 281 (#i) Are defined as P 2i and γ 2i , respectively, P 1i γ 1i L 1i = P 2i γ 2i L 2i (2) is satisfied.

【0243】一方、第2の光ファイバ208の第2の部
分282がM個(Mは1より大きい整数)の区間282
(#1,…,#M)に仮想的に分割され、第3の光ファ
イバ212も同じ数の区間212(#1,…,#M)に
仮想的に分割される。
On the other hand, the second portion 282 of the second optical fiber 208 has M (M is an integer greater than 1) sections 282.
(# 1,..., #M), and the third optical fiber 212 is virtually divided into the same number of sections 212 (# 1,..., #M).

【0244】このとき、第2の光ファイバ208の第2
の部分282において第2の位相共役光発生器210か
ら数えてj(1≦j≦M)番目の区間282(#j)の
波長分散の平均値及び区間長をそれぞれD3j及びL3j
し、第3の光ファイバ212において第2の位相共役光
発生器210から数えてj番目の区間212(#j)の
波長分散の平均値及び区間長をそれぞれD4j及びL4j
するときに、 D3j3j=D4j4j … (3) が満足される。更に、区間282(#j)における光パ
ワーの平均値及び非線形係数の平均値をそれぞれP3j
びγ3jとし、区間212(#j)における光パワーの平
均値及び非線形係数の平均値をそれぞれP4j及びγ4j
するときに、 P3jγ3j3j=P4jγ4j4j … (4) が満足される。
At this time, the second optical fiber 208
In the part 282, the average value and the section length of the chromatic dispersion of the j (1 ≦ j ≦ M) -th section 282 (#j) counted from the second phase conjugate light generator 210 are D 3j and L 3j , respectively. When the average value and the section length of the chromatic dispersion of the j-th section 212 (#j) counted from the second phase conjugate light generator 210 in the third optical fiber 212 are D 4j and L 4j , respectively: 3j L 3j = D 4j L 4j ... (3) are satisfied. Further, the average value of the optical power and the average value of the nonlinear coefficient in the section 282 (#j) are P 3j and γ 3j , respectively, and the average value of the optical power and the average value of the nonlinear coefficient in the section 212 (#j) are P When 4j and γ 4j are satisfied, P 3j γ 3j L 3j = P 4j γ 4j L 4j (4) is satisfied.

【0245】図26においては、第1の位相共役発生器
206の前後で波形歪みは一旦大きくなるが、(1)式
及び(2)式の条件により、システム中間点216にお
いて波長分散及び非線形性が補償され、波形は一旦元の
状態に戻る。この回復した波形は再び第2の位相共役発
生器210の前後で歪むが、(3)式及び(4)式の条
件により、光受信機214においては、波長分散及び非
線形性が補償された結果、波形は再び元に戻る。
In FIG. 26, although the waveform distortion once increases before and after the first phase conjugate generator 206, the chromatic dispersion and nonlinearity at the system midpoint 216 depend on the conditions of equations (1) and (2). Is compensated, and the waveform returns to the original state once. The recovered waveform is again distorted before and after the second phase conjugate generator 210, but the chromatic dispersion and the nonlinearity are compensated in the optical receiver 214 by the conditions of the equations (3) and (4). , The waveform is restored again.

【0246】また、図26の構成は、海底等に敷設され
る可能性のある第2の光ファイバ208についての長さ
等のパラメータの設定誤差に対して寛容である。即ち、
システム中間点216において例え波形が完全に元の状
態に戻らないとしても、この不完全性を第2の部分28
2、第2の位相共役光発生器210及び第3の光ファイ
バ212で再現することによって、光受信機214にお
いて波形を完全に元に戻すことができるのである。
The configuration shown in FIG. 26 is tolerant of errors in setting parameters such as the length of the second optical fiber 208 which may be laid on the sea floor or the like. That is,
Even if the waveform does not completely return to the original state at the system midpoint 216, this imperfection is eliminated by the second part 28.
2. By reproducing the signal with the second phase conjugate light generator 210 and the third optical fiber 212, it is possible to completely restore the waveform in the optical receiver 214.

【0247】図27を参照すると、波長分散及び非線形
性の補償の原理が示されている。この補償原理は図17
その他においても同じである。ここでは、光送信機20
2からシステム中間点216に至るまでの補償の原理が
説明される。先ず、図27の説明に先立ち、位相共役波
の一般的事項について説明する。
Referring to FIG. 27, the principle of compensation for chromatic dispersion and nonlinearity is shown. This compensation principle is shown in FIG.
The same applies to other cases. Here, the optical transmitter 20
The principle of compensation from 2 to the system midpoint 216 will be described. First, prior to the description of FIG. 27, general items of the phase conjugate wave will be described.

【0248】光ファイバ伝送における光信号E(x,
y,z,t)=F(x,y)φ(z,t)exp〔i
(ωt−kz)〕の伝搬は、一般に以下の非線形波動方
程式によって記述可能である。ここに、F(x,y)は
横方向のモード分布、φ(z,t)は光の複素包路線を
表し、このφ(z,t)は光の周波数ωに比べて十分に
ゆっくり変化すると仮定する。
An optical signal E (x,
y, z, t) = F (x, y) φ (z, t) exp [i
(Ωt−kz)] can be generally described by the following nonlinear wave equation. Here, F (x, y) represents a lateral mode distribution, φ (z, t) represents a complex envelope of light, and φ (z, t) changes sufficiently slowly as compared with the frequency ω of light. Suppose that.

【0249】[0249]

【数1】 (Equation 1)

【0250】ここに、T=t−β1 z(β1 は伝搬定
数)、αはファイバの損失、β2 はファイバの波長分散
を表し、
Here, T = t−β 1 z (β 1 is a propagation constant), α is the loss of the fiber, β 2 is the chromatic dispersion of the fiber,

【0251】[0251]

【数2】 (Equation 2)

【0252】は、3次の非線形係数(光カー効果の係
数)を表す。ここに、n2 とAeff はそれぞれファイバ
の非線形屈折率と有効コア断面積を表す。cは真空中の
光速である。ここでは1次分散までを考慮し、それより
高次の分散は省略した。また、α,β,γはzの関数で
あるとし、それぞれα(z),β(z),γ(z)と表
されるものとする。更に、位相共役光発生器の位置を原
点(z=0)とする。ここで、以下の規格化関数を導入
する。
Represents a third-order nonlinear coefficient (coefficient of optical Kerr effect). Here, n 2 and A eff represent the nonlinear refractive index and effective core area of the fiber, respectively. c is the speed of light in a vacuum. Here, the first order dispersion is considered, and higher order dispersions are omitted. Α, β, and γ are functions of z, and are represented as α (z), β (z), and γ (z), respectively. Further, the position of the phase conjugate light generator is set to the origin (z = 0). Here, the following normalization function is introduced.

【0253】[0253]

【数3】 (Equation 3)

【0254】ここに、Here,

【0255】[0255]

【数4】 (Equation 4)

【0256】は、振幅を表し、α(z)>0の場合は伝
送路が損失を持ち、α(z)<0の場合は利得を持つこ
とをそれぞれ表す。A(z)≡A(0)は損失無しの場
合を表す。また、A(z)2 =P(z)は光パワーに相
当する。(7),(8)式を(5)式に代入すると、次
の発展方程式が得られる。
Represents the amplitude. When α (z)> 0, the transmission path has a loss, and when α (z) <0, it has a gain. A (z) ≡A (0) represents the case without loss. A (z) 2 = P (z) corresponds to the optical power. By substituting equations (7) and (8) into equation (5), the following evolution equation is obtained.

【0257】[0257]

【数5】 (Equation 5)

【0258】ここで以下の変換を行う。Here, the following conversion is performed.

【0259】[0259]

【数6】 (Equation 6)

【0260】その結果、(9)式は以下のように変換で
きる。
As a result, equation (9) can be converted as follows.

【0261】[0261]

【数7】 (Equation 7)

【0262】ここで、sgn[β2 ]≡±1は、β2
0,即ち正常分散の場合には+1を、β2 <0,即ち以
上分散の場合には−1をそれぞれとる。(11)式が成
り立てばその複素共役も成り立ち、次の式が得られる。
Here, sgn [β 2 ] ≡ ± 1 is β 2 >
0, that is, +1 in the case of normal variance, and -1 in the case of β 2 <0, that is, variance of ≧ 2 . If the equation (11) holds, the complex conjugate holds, and the following equation is obtained.

【0263】[0263]

【数8】 (Equation 8)

【0264】複素共役光u* はuに対する発展方程式と
同じ発展方程式に従う。但し、その際の伝搬方向は反転
する。この動作は正しく位相共役器の動作である。特に
透過型の位相共役器においては上記のことは波長分散と
SPMとによる位相シフトを反転させることと等価であ
る。
The complex conjugate light u * obeys the same evolution equation as that for u. However, the propagation direction at that time is reversed. This operation is a correct operation of the phase conjugator. Particularly in a transmission type phase conjugator, the above is equivalent to inverting the phase shift due to chromatic dispersion and SPM.

【0265】ここで、図27においては、第1の光ファ
イバ204の長さはL1 であり、第2の光ファイバ20
8の第1の部分281の長さはL2 であるとする。ま
た、位相共役光発生器206はz軸座標及びζ座標の原
点z=0(ζ=0)に配置される。システム中間点21
6のz座標及びζ座標はそれぞれL2 及びζ0 である。
Here, in FIG. 27, the length of the first optical fiber 204 is L 1 and the length of the second optical fiber 204 is L 1.
It is assumed that the length of the first portion 281 of L 8 is L 2 . In addition, the phase conjugate light generator 206 is arranged at the origin z = 0 (ζ = 0) of the z-axis coordinate and the ζ coordinate. System midpoint 21
The z coordinate and ζ coordinate of 6 are L 2 and ζ 0 , respectively.

【0266】第1の光ファイバ204においては、信号
ビームu(Es)は発展方程式(11)に従って伝搬す
る。位相共役光発生器206により信号ビームuは位相
共役ビームu* (Ec)に変換される。位相共役ビーム
* は第2の光ファイバ208の第1の部分281にお
いて発展方程式(12)式に従って伝搬する。
In the first optical fiber 204, the signal beam u (Es) propagates according to the development equation (11). The signal beam u is converted into a phase conjugate beam u * (Ec) by the phase conjugate light generator 206. The phase conjugate beam u * propagates in the first portion 281 of the second optical fiber 208 according to the equation (12).

【0267】このときζ軸上の位相共役光発生器206
の位置(ζ=0)に関して対称な位置にある任意の2点
−ζ,ζにおける規格化距離dζ内において、(11)
式の右辺第1、2項の係数が等しくなるように各パラメ
ータの値を設定すれば、ζにおけるu* は−ζにおける
uの位相共役波となる。即ち、次の2式が条件となる。
At this time, the phase conjugate light generator 206 on the ζ axis
(11) within a normalized distance dζ at any two points − に, あ る symmetrical with respect to the position (の = 0)
If the values of the respective parameters are set so that the coefficients of the first and second terms on the right side of the equation become equal, u * in な る becomes a phase conjugate wave of u in −ζ. That is, the following two equations are conditions.

【0268】[0268]

【数9】 (Equation 9)

【0269】(13)式は第1の光ファイバ204及び
第1の部分281の分散の符号が等しい必要性を示して
いる。ファイバ内では、γ>0,A(z)2 >0である
ことを考慮すると、上記条件は次のようにまとめること
ができる。
Expression (13) indicates that the dispersion signs of the first optical fiber 204 and the first portion 281 must be equal. Considering that γ> 0 and A (z) 2 > 0 in the fiber, the above conditions can be summarized as follows.

【0270】[0270]

【数10】 (Equation 10)

【0271】第1の光ファイバ204内の(−ζ)にお
ける波長分散とSPMとによる位相シフトは位相共役光
発生器206により符号が反転する。従って、この位相
シフトによる波形歪みは第1の部分281内の(ζ)に
おける位相シフトによる歪みにより補償される。このよ
うに区間毎に上記のような設定による補償を繰り返して
いけば、全長に渡る補償が可能となる。
The sign of the phase shift due to chromatic dispersion and SPM in (−ζ) in the first optical fiber 204 is inverted by the phase conjugate light generator 206. Therefore, the waveform distortion due to the phase shift is compensated by the distortion due to the phase shift in (ζ) in the first portion 281. By repeating the above-described compensation for each section, compensation can be performed over the entire length.

【0272】次に、上記の補償条件をz座標で記述す
る。(15)式より、
Next, the above compensation conditions will be described by z coordinates. From equation (15),

【0273】[0273]

【数11】 [Equation 11]

【0274】を得る。即ち、各区間内での非線形係数と
光パワーの積に対する波長分散の比を等しくすることが
条件となる。ここで、−z1 ,z2 は次の式を満足させ
る2点である。
Is obtained. That is, the condition is that the ratio of the chromatic dispersion to the product of the nonlinear coefficient and the optical power in each section is made equal. Here, −z 1 and z 2 are two points that satisfy the following equation.

【0275】[0275]

【数12】 (Equation 12)

【0276】(16),(17)式より(18),(1
9)式が得られる。
From equations (16) and (17), (18) and (1)
9) is obtained.

【0277】[0277]

【数13】 (Equation 13)

【0278】dz1 ,dz2 はそれぞれ−z1 ,z2
おける小区間の長さであり、各区間長は当該区間内の分
散に反比例するか或いは非線形係数と光パワーの積に反
比例する。ここで、分散β2 と分散パラメータDの関
係、D=−(2πc/λ2 )β2を考慮すれば、(1
8),(19)式より以下の関係が得られる。Dはzの
関数であり、D(z)とも表される。
Dz 1 and dz 2 are the lengths of the small sections at −z 1 and z 2 , respectively. Each section length is inversely proportional to the variance in the section or the product of the nonlinear coefficient and the optical power. Here, considering the relationship between the variance β 2 and the dispersion parameter D, D = − (2πc / λ 2 ) β 2 , (1
The following relationships are obtained from equations 8) and (19). D is a function of z and is also represented as D (z).

【0279】[0279]

【数14】 [Equation 14]

【0280】分散及び非線形性についていずれも位相共
役光発生器206に関して対称な2つの位置の一方にお
ける増加分と他方の減少分とが等しいことが補償の条件
であることがわかる。
Regarding the dispersion and the non-linearity, it is understood that the condition for compensation is that the increment in one of the two positions symmetric with respect to the phase conjugate light generator 206 is equal to the decrease in the other.

【0281】(20),(21)式は、補償のための必
要条件であり、対応する2つの区間で総分散量と光カー
効果の総量とが等しくなることを示している。即ち、
(1)式乃至(4)式の条件の有効性が確認された。
Equations (20) and (21) are necessary conditions for compensation, and show that the total amount of dispersion and the total amount of the optical Kerr effect are equal in two corresponding sections. That is,
The validity of the conditions of the expressions (1) to (4) was confirmed.

【0282】特にα,D及びγが一定であり且つパワー
の変動が小さい場合には(20),(21)式を積分す
れば、 D1 1 =D2 2 … (22) γ1 1 1 =γ2 2 2 … (23) を得る。ここで、P1 ,P2 はそれぞれ第1の光ファイ
バ204及び第1の部分281における平均パワーであ
る。また、D1 ,γ1 はそれぞれ第1の光ファイバ20
4の分散パラメータの平均値及び非線形係数の平均値、
2 ,γ2 はそれぞれ第1の部分281の分散パラメー
タの平均値及び非線形係数の平均値である。(22),
(23)式は分散補償及び平均値近似によるSPMの補
償法における条件と一致する。
In particular, when α, D, and γ are constant and the fluctuation of the power is small, by integrating the equations (20) and (21), D 1 L 1 = D 2 L 2 (22) γ 1 P 1 L 1 = γ 2 P 2 L 2 (23) is obtained. Here, P 1 and P 2 are average powers in the first optical fiber 204 and the first portion 281 respectively. D 1 and γ 1 are the first optical fibers 20 respectively.
4, the average value of the dispersion parameter and the average value of the nonlinear coefficient.
D 2 and γ 2 are the average value of the dispersion parameter and the average value of the nonlinear coefficient of the first portion 281 respectively. (22),
Equation (23) matches the condition in the SPM compensation method by dispersion compensation and average value approximation.

【0283】実用的には、(22)式の条件を満足する
だけでも本発明を実施することができる。即ち、本発明
によると、信号ビームの入力端及び出力端にそれぞれ相
当する第1端及び第2端を有する第1の光ファイバと、
上記第2端に動作的に接続され上記信号ビームを位相共
役ビームに変換して出力する位相共役光発生器と、上記
位相共役ビームの入力端及び出力端にそれぞれ相当する
第3端及び第4端を有する第2の光ファイバとを備え、
上記第1の光ファイバの波長分散の平均値及び長さの積
は上記第2の光ファイバの波長分散の平均値及び長さの
積に実質的に一致する光ファイバ通信システムが提供さ
れる。
Practically, the present invention can be implemented only by satisfying the condition of the expression (22). That is, according to the present invention, a first optical fiber having a first end and a second end respectively corresponding to an input end and an output end of a signal beam;
A phase conjugate light generator operatively connected to the second end for converting the signal beam into a phase conjugate beam and outputting the converted signal; a third end and a fourth end corresponding to an input end and an output end of the phase conjugate beam, respectively. A second optical fiber having an end,
An optical fiber communication system is provided, wherein the product of the average value and the length of the chromatic dispersion of the first optical fiber substantially matches the product of the average value and the length of the chromatic dispersion of the second optical fiber.

【0284】望ましくは、(23)式の条件を満足する
ために、上記第1の光ファイバにおける光パワーの平均
値及び非線形係数の平均値並びに上記第1の光ファイバ
の長さの積は上記第2の光ファイバにおける光パワーの
平均値及び非線形係数の平均値並びに上記第2の光ファ
イバの長さの積に実質的に一致する。
Preferably, in order to satisfy the condition of the expression (23), the average value of the optical power and the average value of the nonlinear coefficient in the first optical fiber and the product of the length of the first optical fiber are The average value of the optical power and the average value of the nonlinear coefficient in the second optical fiber and the product of the length of the second optical fiber substantially coincide with each other.

【0285】第1及び第2の光ファイバを含む光路上に
複数の光増幅器が設けられている場合には、これらのう
ちの隣り合う2つの光増幅器の間隔を光路(光ファイ
バ)の非線形長よりも短く設定するのが望ましい。
In the case where a plurality of optical amplifiers are provided on the optical path including the first and second optical fibers, the interval between two adjacent optical amplifiers is determined by the nonlinear length of the optical path (optical fiber). It is desirable to set shorter.

【0286】図27においては、システム中間点216
の上流側における補償の原理が示されている。システム
中間点216の下流側における補償の原理はこれと同じ
ようにして理解することができるのでその説明を省略す
る。
In FIG. 27, the system intermediate point 216
The principle of compensation upstream of is shown. The principle of compensation on the downstream side of the system intermediate point 216 can be understood in the same manner, and the description thereof is omitted.

【0287】図27による説明においては、(10)式
に示されるように、位相共役光発生器206からの波長
分散の累積値によって規格化座標が定義されている。そ
の結果、要求される条件は、(15)式により示されて
いるように、位相共役光発生器206からの波長分散の
累積値が等しい第1の光ファイバ204及び第1の部分
281上の2点の各々における光パワー及び非線形係数
の積と波長分散との比が実質的に一致することである。
In the description with reference to FIG. 27, the normalized coordinates are defined by the cumulative value of the chromatic dispersion from the phase conjugate light generator 206, as shown in equation (10). As a result, the required condition is, as shown by the equation (15), on the first optical fiber 204 and the first portion 281 having the same cumulative value of the chromatic dispersion from the phase conjugate light generator 206. The ratio between the product of the optical power and the nonlinear coefficient and the chromatic dispersion at each of the two points substantially coincides.

【0288】図27においては、位相共役光発生器20
6からの非線形効果の累積値(即ち光パワー及び非線形
係数の積の累積値)によって規格化座標が定義されても
よい。この場合には、位相共役光発生器206からの当
該累積値が等しい第1の光ファイバ204及び第1の部
分281上の2点の各々における光パワー及び非線形係
数の積と波長分散との比が実質的に一致することが条件
となる。
In FIG. 27, the phase conjugate light generator 20
The normalized coordinates may be defined by the cumulative value of the nonlinear effect from Step 6 (ie, the cumulative value of the product of the optical power and the nonlinear coefficient). In this case, the ratio between the chromatic dispersion and the product of the optical power and the nonlinear coefficient at each of the two points on the first optical fiber 204 and the first portion 281 having the same cumulative value from the phase conjugate light generator 206 is obtained. Are substantially the same.

【0289】以上の説明の通り、位相共役光発生器に接
続される第1の光ファイバと第2の光ファイバとの間
で、光ファイバの総分散量と光カー(Kerr)効果と
の総量とが等しくなるように設定することにより、第1
の光ファイバに入力される光パルス波形と第2の光ファ
イバから出力される光パルス波形とがほぼ同一の形状を
有するように位相共役光発生器により補償されることが
わかる。即ち、光パルスの送信側(第1の光ファイバの
入力端)と光パルスの受信側(第2の光ファイバの出力
端)において、ほぼ同一形状の光パルス波形が得られる
こととなり、これらの入力端、出力端に光ADM(Add
Drop Multiplexer:光信号挿入分岐装置)を設けること
により、光ADMでは、受信光パルスが送信光パルスと
ほぼ同一の状態で受信することが可能となる。そのた
め、各ADMにおいて、受信光パルスのSNRを劣化さ
せることなく、受信光パルスの再生(波形整形・タイミ
ング再生)処理を不要にすることが可能となり、柔軟性
に富んだシステムの構築が可能になる。この原理を応用
した所謂光波ネットワークについて以下に説明する。
As described above, the total amount of the dispersion of the optical fiber and the total amount of the optical Kerr (Kerr) effect between the first optical fiber and the second optical fiber connected to the phase conjugate light generator. Is set to be equal to
It can be seen that the optical pulse waveform input to the optical fiber and the optical pulse waveform output from the second optical fiber are compensated by the phase conjugate light generator so that they have substantially the same shape. That is, on the transmitting side of the optical pulse (the input end of the first optical fiber) and the receiving side of the optical pulse (the output end of the second optical fiber), optical pulse waveforms having substantially the same shape can be obtained. Optical ADM (Add
By providing a Drop Multiplexer (optical signal add / drop device), in the optical ADM, it is possible to receive a received optical pulse in almost the same state as a transmitted optical pulse. For this reason, in each ADM, it is possible to eliminate the need for the process of reproducing (waveform shaping / timing) of the received optical pulse without deteriorating the SNR of the received optical pulse, and to construct a highly flexible system. Become. A so-called lightwave network to which this principle is applied will be described below.

【0290】図28は、位相共役光発生器を用いたリン
グ型光波ネットワークを示す図である。図において、各
ノード(Node)1,2,3はそれぞれ光ADMであ
り、外側光ファイバリング(単一モード光ファイバ伝送
路)と内側光ファイバリング(同じく、単一モード光フ
ァイバ伝送路)とに接続されている。
FIG. 28 is a diagram showing a ring lightwave network using a phase conjugate light generator. In the figure, each of nodes (Nodes) 1, 2, and 3 is an optical ADM, and includes an outer optical fiber ring (single mode optical fiber transmission line) and an inner optical fiber ring (similarly single mode optical fiber transmission line). It is connected to the.

【0291】各ノード1,2,3間の外側光ファイバリ
ングと内側光ファイバリングの途中には、位相共役光発
生器(PC12,PC21,PC23,PC32,PC
13,PC31)が設けられている。各PC又は各ノー
ドは、それぞれ、入力側光ファイバリングと出力側光フ
ァイバリングの総分散量と光カー効果との総量とが等し
くなる位置に設けられている。
A phase conjugate light generator (PC12, PC21, PC23, PC32, PC) is provided between the outer optical fiber ring and the inner optical fiber ring between the nodes 1, 2, and 3.
13, PC 31). Each PC or each node is provided at a position where the total amount of dispersion and the total amount of the optical Kerr effect of the input side optical fiber ring and the output side optical fiber ring are equal.

【0292】ノード1はノード2へ信号を波長λ12の
光波を用いて送信し、ノード2はノード1へ信号を波長
λ21の光波を用いて送信する場合について説明する。
ノード1は、λ12の光波を外側光ファイバリング10
1に送信する。
A case will be described in which the node 1 transmits a signal to the node 2 using a lightwave having a wavelength λ12, and the node 2 transmits a signal to the node 1 using a lightwave having a wavelength λ21.
The node 1 transmits the light wave of λ12 to the outer optical fiber ring 10
Send to 1.

【0293】PC12は、光ファイバリング101から
受信したλ12の光波の位相共役光λ′12を発生す
る。PC12としては、前述のDFB−LDを用いるの
が好適である。
The PC 12 generates a phase conjugate light λ′12 of the lightwave of λ12 received from the optical fiber ring 101. As the PC 12, it is preferable to use the above-mentioned DFB-LD.

【0294】PC12は、λ12の位相共役光λ′12
を光ファイバリング102に入力し、ノード2へ送信す
る。ノード2では、光ファイバリング102より、λ′
12の光波を受信し、これをノード1からの光信号とし
て扱う。
The PC 12 outputs the phase conjugate light λ′12 of λ12.
Is input to the optical fiber ring 102 and transmitted to the node 2. At node 2, λ '
Twelve lightwaves are received and treated as an optical signal from node 1.

【0295】PC12を、光ファイバリング101と光
ファイバリング102との総分散量と光カー効果の総量
とが等しくなる位置に設けることにより、ノード1で外
側光ファイバリングに挿入される光信号λ12とほぼ同
一波形の位相共役光λ′12をノード2において外側光
ファイバリングから分岐することができる。従って、ノ
ード2では、受信光信号の複雑な波形整形・タイミング
再生を行う必要はなくなる。
By providing the PC 12 at a position where the total amount of dispersion of the optical fiber ring 101 and the optical fiber ring 102 is equal to the total amount of the optical Kerr effect, the optical signal λ12 inserted into the outer optical fiber ring at the node 1 is provided. The phase conjugate light λ′12 having substantially the same waveform as the above can be branched from the outer optical fiber ring at the node 2. Therefore, the node 2 does not need to perform complicated waveform shaping and timing regeneration of the received optical signal.

【0296】ノード2からノード1へ信号を送信する場
合は、内側光ファイバリングを用いる。即ち、ノード2
からノード1への信号を波長λ21の光波を用いて送信
する場合、λ21の光波を光ファイバリング103に送
信する。
When transmitting a signal from node 2 to node 1, an inner optical fiber ring is used. That is, node 2
When transmitting a signal from to the node 1 using a lightwave having a wavelength λ21, the lightwave having the wavelength λ21 is transmitted to the optical fiber ring 103.

【0297】PC21では、光ファイバリング103か
ら受信した光波λ21の位相共役光λ′21を発生し、
光ファイバリング104に送信する。ノード1では、光
ファイバリング104より、光波λ′21を受信し、こ
の光波λ21′をノード2からの送信信号として受信す
る。
The PC 21 generates a phase conjugate light λ′21 of the light wave λ21 received from the optical fiber ring 103,
The signal is transmitted to the optical fiber ring 104. The node 1 receives the lightwave λ'21 from the optical fiber ring 104, and receives the lightwave λ21 'as a transmission signal from the node 2.

【0298】PC21を、光ファイバリング103と光
ファイバリング104との総分散量と光カー効果の総量
とが等しくなる位置に設けることにより、ノード2で内
側光ファイバリングに挿入される光信号λ21とほぼ同
一波形の位相共役光λ′21をノード1において内側光
ファイバリングから分岐することができる。
By providing the PC 21 at a position where the total amount of dispersion of the optical fiber ring 103 and the optical fiber ring 104 is equal to the total amount of the optical Kerr effect, the optical signal λ 21 inserted into the inner optical fiber ring at the node 2 is provided. The phase conjugate light λ'21 having substantially the same waveform as the above can be branched from the inner optical fiber ring at the node 1.

【0299】従って、ノード1においても、受信光信号
の複雑な波形整形・タイミング再生を行う必要はなくな
る。ノード1からノード3への通信は、内側光ファイバ
リング106を経由して波長λ13を用いて行い、ノー
ド3からノード1への通信は外側光ファイバリング10
5を経由して波長λ31の光波を用いて行う。
Therefore, the node 1 does not need to perform complicated waveform shaping and timing reproduction of the received optical signal. The communication from the node 1 to the node 3 is performed using the wavelength λ13 via the inner optical fiber ring 106, and the communication from the node 3 to the node 1 is performed using the outer optical fiber ring 10.
5 and using a lightwave of wavelength λ31.

【0300】PC13は、λ13の位相共役光λ′13
を発生して、光ファイバリング108に入力し、ノード
3は、λ′13の光波をノード1からの光信号として受
信する。
The PC 13 outputs the phase conjugate light λ′13 of λ13.
Is generated and input to the optical fiber ring 108. The node 3 receives the lightwave of λ'13 as an optical signal from the node 1.

【0301】また、ノード3からノード1への通信は、
外側光ファイバリング107を経由して行う。PC31
は、λ31の位相共役光λ′31を発生し、光ファイバ
リング105に入力する。ノード1は、λ′31の光波
をノード3からの光信号として受信する。
The communication from the node 3 to the node 1 is as follows.
This is performed via the outer optical fiber ring 107. PC31
Generates a phase conjugate light λ′31 of λ31 and inputs it to the optical fiber ring 105. The node 1 receives the lightwave of λ'31 as an optical signal from the node 3.

【0302】同様に、ノード2からノード3への通信
は、外側光ファイバリング112を経由して波長λ23
を用いて行い、ノード3からノード2への通信は内側光
ファイバリング109を経由して波長λ32の光波を用
いて行う。
Similarly, the communication from the node 2 to the node 3 is transmitted via the outer optical fiber ring 112 to the wavelength λ23.
The communication from the node 3 to the node 2 is performed using the lightwave of the wavelength λ32 via the inner optical fiber ring 109.

【0303】PC23は、λ23の位相共役光λ′23
を発生して、光ファイバリング110に入力し、ノード
3は、λ′23の光波をノード2からの光信号として受
信する。
The PC 23 receives the phase conjugate light λ'23 of λ 23
Is generated and input to the optical fiber ring 110. The node 3 receives the lightwave of λ′23 as an optical signal from the node 2.

【0304】また、PC32は、λ32の位相共役光
λ′32を発生し、光ファイバリング111に入力す
る。ノード2は、λ′32の光波をノード3からの光信
号として受信する。
The PC 32 generates a phase conjugate light λ′32 of λ32 and inputs the conjugate light to the optical fiber ring 111. The node 2 receives the lightwave of λ'32 as an optical signal from the node 3.

【0305】図28に示すリング型光波ネットワークで
は、光ファイバリングが断となった際にも、通信を継続
可能である。即ち、光ファイバリング101が断となっ
た場合、ノード1からノード2への通信は、内側光ファ
イバリング106,108,109,111からなる迂
回路を用いて継続することが可能である。
In the ring lightwave network shown in FIG. 28, communication can be continued even when the optical fiber ring is disconnected. That is, when the optical fiber ring 101 is disconnected, communication from the node 1 to the node 2 can be continued by using a bypass composed of the inner optical fiber rings 106, 108, 109, and 111.

【0306】ここで、「光ファイバリングが断になる」
というのは、光ファイバリングが物理的に損傷を受けて
伝送不能になった場合を含み、更に、光ファイバリング
が伝送容量のオーバーフローをきたして伝送困難になっ
た場合を含む。
Here, "the optical fiber ring is broken"
This includes the case where the optical fiber ring is physically damaged and transmission becomes impossible, and the case where the optical fiber ring overflows the transmission capacity and becomes difficult to transmit.

【0307】この場合、ノード1は、波長λ12の光波
を光ファイバリング106に送信する。PC13の位置
には、PC12′を設けておき、このPC12′によ
り、λ12の光波からλ″12の位相共役光を発生し、
光ファイバリング108に送信する。
[0307] In this case, the node 1 transmits a lightwave having the wavelength λ12 to the optical fiber ring 106. A PC 12 ′ is provided at the position of the PC 13, and the PC 12 ′ generates a phase conjugate light of λ ″ 12 from the light wave of λ 12,
The signal is transmitted to the optical fiber ring 108.

【0308】ノード3は、λ″12の光波を通過させ、
光ファイバリング109に送信する。PC32の位置に
は、PC12″を設けておき、光ファイバリング111
から受信したλ″12の光波から、λ′12の位相共役
光を発生し、光ファイバリング111に送信する。
The node 3 transmits the light wave of λ ″ 12,
The signal is transmitted to the optical fiber ring 109. The PC 12 ″ is provided at the position of the PC 32, and the optical fiber ring 111 is provided.
The phase conjugate light of λ′12 is generated from the lightwave of λ ″ 12 received from the optical fiber ring 111 and transmitted to the optical fiber ring 111.

【0309】ノード2では、光ファイバリング111か
ら受信したλ′12の光波をノード1からの光信号とし
て受信する。上記の場合、PC13の位置に設けたPC
12′と、PC32の位置に設けたPC12″により、
2段階の位相共役光発生が行われるため、2段階の波長
変換が行われることになる。
At the node 2, the lightwave of λ′12 received from the optical fiber ring 111 is received as an optical signal from the node 1. In the above case, the PC provided at the position of the PC 13
12 ′ and the PC 12 ″ provided at the position of the PC 32,
Since two-stage phase conjugate light generation is performed, two-stage wavelength conversion is performed.

【0310】従って、PC12′とPC12″で用いる
ポンプ光波長を適宜選択して、ノード1から受信する光
波λ12と、ノード2へ送信する光波λ′12とが、P
C12における入力光波λ12と位相共役光λ′12の
波長と等しくなるようにすることが好ましい。
Therefore, by appropriately selecting the pump light wavelength used in the PCs 12 ′ and 12 ″, the lightwave λ12 received from the node 1 and the lightwave λ′12 transmitted to the node 2 become P
It is preferable to make the wavelength of the input light wave λ12 and the wavelength of the phase conjugate light λ'12 at C12 equal.

【0311】このように設定することにより、ノード1
では、障害時にも同一の光源を用いることができ、ま
た、ノード2でも同一の光受信系を用いることができ
る。従って、ノード1においては、ノード1への光源を
1つだけ用意しておき、光スイッチにより、光ファイバ
リング101と接続するか、光ファイバリング106と
接続するかを障害状況に応じて選択するだけでよい。
By setting as described above, the node 1
In this case, the same light source can be used even in the event of a failure, and the same optical receiving system can be used in the node 2. Therefore, in the node 1, only one light source for the node 1 is prepared, and the connection to the optical fiber ring 101 or the connection to the optical fiber ring 106 is selected by an optical switch according to the failure situation. Just need.

【0312】この場合、ノード2では、光ファイバリン
グ102及び光ファイバリング111をそれぞれ同一の
受信系に接続しておくだけで、ノード1からの光波λ′
12を受信することが可能である。また、逆に、ノード
1においては、常に光ファイバリング101及び光ファ
イバリング106に光波λ12を送信し、ノード2にお
いて、障害状況に応じて、光ファイバリング102から
光波λ′12を受信するか、光ファイバリング111か
ら光波λ′12を受信するかを選択すればよい。
In this case, at the node 2, the optical fiber ring 102 and the optical fiber ring 111 are simply connected to the same receiving system, respectively, and the lightwave λ '
12 can be received. Conversely, the node 1 always transmits the lightwave λ12 to the optical fiber ring 101 and the optical fiber ring 106, and the node 2 receives the lightwave λ'12 from the optical fiber ring 102 depending on the failure state. It is sufficient to select whether to receive the lightwave λ′12 from the optical fiber ring 111.

【0313】以上において、PC12′及びPC12″
をPC13及びPC32と同一位置に設けることができ
るのは、PC13が光ファイバリング106と光ファイ
バリング109の総分散量と光カー効果の総量とが等し
くなる位置に設けられており、更に、PC32が光ファ
イバリング109と光ファイバリング111の総分散量
と光カー効果の総量とが等しくなる位置に設けられてい
るからである。
In the above, PC12 'and PC12 "
Can be provided at the same position as the PC 13 and the PC 32 because the PC 13 is provided at a position where the total amount of dispersion of the optical fiber ring 106 and the optical fiber ring 109 is equal to the total amount of the optical Kerr effect. Is provided at a position where the total amount of dispersion of the optical fiber ring 109 and the optical fiber ring 111 is equal to the total amount of the optical Kerr effect.

【0314】尚、ノード2からノード1への迂回路とし
ては、光ファイバリング112,110,107,10
5の経路を用いることができ、ノード2からノード3へ
の迂回路としては、光ファイバリング103,104,
106,108の経路を用いることができ、更にノード
3からノード2への迂回路としては、光ファイバリング
107,105,101,102の経路を用いることが
できる。動作等は、上記のようにノード1からノード2
への通信の迂回路の場合と同様である。
Incidentally, as a detour from the node 2 to the node 1, the optical fiber rings 112, 110, 107, 10
5 can be used, and as a detour from the node 2 to the node 3, optical fiber rings 103, 104,
The paths of 106 and 108 can be used, and the paths of the optical fiber rings 107, 105, 101 and 102 can be used as a detour from the node 3 to the node 2. The operation and the like are performed from node 1 to node 2 as described above.
It is the same as the case of the detour of communication to.

【0315】尚、以上の例では、内側光ファイバリング
と外側光ファイバリングとして別の光路を用いる場合を
説明したが、光波λ12とλ21との波長として別の波
長を用いることにより、同一の光路を用いて双方向光通
信を行うこともできる。この場合は、外側光ファイバリ
ングと内側光ファイバリングとが物理的に同一であるの
で、当然、それぞれの総分散量と光カー効果との総量と
が等しくなるので、PC12,PC21をそれぞれ同じ
位置に設けることができる。
In the above example, the case where different optical paths are used as the inner optical fiber ring and the outer optical fiber ring has been described. However, the same optical path is used by using different wavelengths for the light waves λ12 and λ21. Can be used for bidirectional optical communication. In this case, since the outer optical fiber ring and the inner optical fiber ring are physically the same, the total amount of dispersion and the total amount of the optical Kerr effect are naturally equal. Can be provided.

【0316】図29には、ノード1の具体的構成を示
す。図において、DMUXは、光波長分離装置であり、
光学的に異なる波長の光波に分離するものである。ま
た、MUXは、光波長多重化装置であり、光学的に異な
る波長の光を多重化して、1本の光ファイバに結合する
ためのものである。ノード2,3も同様に構成すること
ができる。また、1本の光ファイバリングにて双方向光
伝送を行う場合には、図の点線で示すように、光ファイ
バリング101をDMUXに接続し、光ファイバリング
105をMUXに接続すればよい。
FIG. 29 shows a specific configuration of node 1. In the figure, DMUX is an optical wavelength separation device,
It separates the optical waves into optically different wavelengths. The MUX is an optical wavelength multiplexing device for multiplexing light having optically different wavelengths and coupling the multiplexed light to one optical fiber. Nodes 2 and 3 can be similarly configured. When bidirectional optical transmission is performed using one optical fiber ring, the optical fiber ring 101 may be connected to the DMUX, and the optical fiber ring 105 may be connected to the MUX, as shown by the dotted line in the figure.

【0317】図30は、位相共役光発生器PC12,P
C21の具体的構成を示すものである。PC12,PC
13′,PC32′としては、前述したようにDFB−
LDを用いることが好適である。
FIG. 30 shows a phase conjugate light generator PC12, P
3 shows a specific configuration of C21. PC12, PC
13 ′ and PC 32 ′, as described above, DFB-
It is preferable to use LD.

【0318】DFB−LDを用いることにより、位相共
役光発生器を大幅に小型化・簡素化できるため、光波長
多重通信において、図30のように、各波長毎に位相共
役光発生装置を設け、個別に波長変換を行うことができ
る。
By using the DFB-LD, the phase conjugate light generator can be greatly reduced in size and simplified. Therefore, in optical wavelength division multiplexing communication, a phase conjugate light generator is provided for each wavelength as shown in FIG. , Wavelength conversion can be performed individually.

【0319】従って、位相共役光発生器の所要帯域を拡
大するための制御の必要がなくなる。尚、図30におい
ては、位相共役光のみを光ファイバリングに入力するた
め(プローブ光、ポンプ光を除去するため)位相共役光
の波長のみを透過する帯域通過光フィルタを設けてい
る。
Therefore, it is not necessary to perform control for expanding the required band of the phase conjugate light generator. In FIG. 30, a band-pass optical filter that transmits only the wavelength of the phase conjugate light is provided to input only the phase conjugate light to the optical fiber ring (to remove the probe light and the pump light).

【0320】図31は、図28の光波ネットワークの更
に別の構成例を示すものである。図中、○は、図28と
同様のノードを示し特定の波長の光波の挿入・分岐機能
を持つものである。この場合、図28と異なるのは、位
相共役光発生器PCに、光分岐・切替機能を持たせてい
る点である。PC121の具体的構成について、図32
を参照して説明する。
FIG. 31 shows still another configuration example of the lightwave network of FIG. In the figure, ○ indicates the same node as in FIG. 28 and has a function of inserting / branching a lightwave of a specific wavelength. In this case, the difference from FIG. 28 is that the phase conjugate light generator PC has an optical branching / switching function. FIG. 32 shows a specific configuration of the PC 121.
This will be described with reference to FIG.

【0321】いま、PC121は、ノード(Node)
11側のサブ・ネットワーク(Sub−Networ
k)1から光信号を受信し、ノード12側のサブ・ネッ
トワークへ光信号を送信する場合を考える。ノード11
側のサブ・ネットワーク1は、光波長分離装置DMUX
に接続され、各波長毎に光波λ11〜λ1jに分離され
る。λ11〜λ1iの光波をサブ・ネットワーク1の光
通信用として用いる場合、それぞれの光波λ11〜λ1
iの位相共役光を発生し、光フィルタにより、この位相
共役光のみを抽出して、これらを光波長多重化装置MU
Xに入力して多重化し、サブ・ネットワーク1のノード
12側へ入力する。また、光波λ1m〜λ1jをメイン
・ネットワーク(Main−Network)との通信
用として用いる場合は、それぞれの光波λ1m〜λ1j
の位相共役光を発生し、光フィルタにより、この位相共
役光のみを抽出して、これらを光波長多重化装置MUX
に入力して、多重化し、メイン・ネットワークの光ファ
イバ130に入力する。この場合、ノード11とPC1
21との間の光ファイバ131とPC121とノード1
2との間の光ファイバ132との間で、総分散量及び光
カー効果の総量とを等しく設定し、更に、ノード11と
PC121との間の光ファイバ131とPC121とノ
ード10との間の光ファイバ130との間で総分散量及
び光カー効果の総量とを等しく設定する。
Now, the PC 121 is a node (Node).
11 sub network (Sub-Network)
k) Consider a case where an optical signal is received from 1 and the optical signal is transmitted to the sub-network on the node 12 side. Node 11
Sub-network 1 is an optical wavelength demultiplexer DMUX
And separated into light waves λ11 to λ1j for each wavelength. When the lightwaves of λ11 to λ1i are used for optical communication of the sub-network 1, the respective lightwaves λ11 to λ1
i, and extracts only this phase conjugate light by an optical filter, and multiplexes them with an optical wavelength multiplexing device MU.
X is multiplexed and input to the node 12 side of the sub-network 1. When the lightwaves λ1m to λ1j are used for communication with a main network (Main-Network), the respective lightwaves λ1m to λ1j are used.
, And only the phase conjugate light is extracted by an optical filter, and these are multiplexed into an optical wavelength multiplexing device MUX.
, Multiplexed, and input to the optical fiber 130 of the main network. In this case, node 11 and PC1
, The optical fiber 131 between the PC 21 and the node 1
2, the total amount of dispersion and the total amount of the optical Kerr effect are set equal to each other, and further, the optical fiber 131 between the node 11 and the PC 121, and the optical fiber 131 between the PC 121 and the node 10 The total amount of dispersion and the total amount of the optical Kerr effect are set equal to the optical fiber 130.

【0322】尚、ノード10においては、例えば、特公
平6−66982号に記載された光マトリクススイッチ
を用いて、光波の経路を切り替えることができる。この
光マチリクススイッチを用いることにより、PC12
4,PC125,PC126のいずれへも光波信号を送
信することができる。
In the node 10, the path of the light wave can be switched using, for example, an optical matrix switch described in Japanese Patent Publication No. 6-66982. By using this optical matrix switch, PC12
4, lightwave signals can be transmitted to any of PC125 and PC126.

【0323】尚、図28乃至図32の実施形態において
は、DFBレーザダイオードを用いていない位相共役光
発生器も採用可能である。この種の位相共役光発生器
は、例えば、信号光ビームが供給される非線形光学媒質
(例えば光ファイバ又は半導体光増幅器)と、ポンプ光
を出力するポンプ光源と、ポンプ光を非線形光学媒質に
供給するための光カプラとを備えている。非線形光学媒
質内において信号光ビーム及びポンプ光に基づく四光波
混合によって位相共役光ビームが発生し、位相共役光ビ
ームは非線形光学媒質から出力される。
In the embodiments shown in FIGS. 28 to 32, a phase conjugate light generator not using a DFB laser diode can be adopted. This type of phase conjugate light generator includes, for example, a nonlinear optical medium (for example, an optical fiber or a semiconductor optical amplifier) to which a signal light beam is supplied, a pump light source that outputs pump light, and a pump light that supplies pump light to the nonlinear optical medium. And an optical coupler for performing the operation. In the nonlinear optical medium, a phase conjugate light beam is generated by four-wave mixing based on the signal light beam and the pump light, and the phase conjugate light beam is output from the nonlinear optical medium.

【0324】図34の(A),(B)及び(C)は図4
のDFBレーザダイオードの変形例を示す断面図であ
る。図34の(A)は、各層12,14及び15間の接
合面に垂直な平面に対して傾斜した第1の端面(劈開
面)と接合面に対して実質的に垂直な第2の端面(劈開
面)とを有するDFBレーザダイオードを示している。
第1の端面には信号光ビームが供給され、第2の端面は
信号光ビーム、ポンプ光及び位相共役光ビームを出力す
る。図34の(A)に示される構成においては、第1の
端面からDFBレーザダイオード内部に向けて反射する
光は漏洩モードになるので、この反射光が導波路層12
内に導き入れられることが防止される。その結果、位相
共役光ビームを安定に発生させることができる。従っ
て、図34の(A)に示される構成は、図2,8,9,
15及び16に示されるような一方向型の位相共役光発
生器に適している。
FIGS. 34 (A), (B) and (C) show FIG.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a modification of the DFB laser diode of FIG. FIG. 34A shows a first end surface (cleavage surface) inclined with respect to a plane perpendicular to a bonding surface between the layers 12, 14 and 15, and a second end surface substantially perpendicular to the bonding surface. (Cleavage plane).
The first end face is supplied with a signal light beam, and the second end face outputs a signal light beam, pump light, and a phase conjugate light beam. In the configuration shown in FIG. 34A, light reflected from the first end face toward the inside of the DFB laser diode is in a leaky mode.
It is prevented from being guided into. As a result, a phase conjugate light beam can be generated stably. Therefore, the configuration shown in FIG.
It is suitable for a one-way type phase conjugate light generator as shown in 15 and 16.

【0325】図34の(B)及び(C)はそれぞれ図1
0,11,13及び33に示されるような双方向型の位
相共役光発生器に適したDFBレーザダイオードを示し
ている。図34の(B)及び(C)に示されるDFBレ
ーザダイオードの各々は、接合面に垂直な平面に対して
傾斜した第1及び第2の端面(劈開面)を有している。
図34の(B)の第1及び第2の端面は互いにほぼ平行
であり、図34の(C)の第1及び第2の端面は互いに
平行ではない。図34の(B)又は(C)に示される構
成によると、第1及び第2の端面の各々で反射した光が
漏洩モードになるので、反射光が導波路層12内に導き
入れられることが防止される。その結果、DFBレーザ
ダイオード内において互いに逆方向に伝搬する位相共役
光ビームを安定に発生させることができる。
FIGS. 34 (B) and 34 (C) show FIG.
9 shows a DFB laser diode suitable for a bidirectional phase conjugate light generator as shown at 0, 11, 13 and 33. Each of the DFB laser diodes shown in FIGS. 34B and 34C has first and second end faces (cleavage planes) inclined with respect to a plane perpendicular to the bonding plane.
The first and second end faces in FIG. 34B are substantially parallel to each other, and the first and second end faces in FIG. 34C are not parallel to each other. According to the configuration shown in FIG. 34 (B) or (C), the light reflected at each of the first and second end faces is in a leaky mode, so that the reflected light is guided into the waveguide layer 12. Is prevented. As a result, it is possible to stably generate phase conjugate light beams that propagate in opposite directions in the DFB laser diode.

【0326】反射光の影響を更に抑圧するために、図3
4に示される変形例においては、第1及び第2の端面の
何れか一方又は両方に反射防止膜(図4において符号2
2で示されるものを参照)が設けられていてもよい。反
射防止膜の適切な設計によって、0.1%よりも小さい
反射率を得ることができる。
To further suppress the influence of reflected light, FIG.
In the modification shown in FIG. 4, an antireflection film (reference numeral 2 in FIG. 4) is provided on one or both of the first and second end faces.
2 (see FIG. 2). With proper design of the anti-reflection coating, a reflectance of less than 0.1% can be obtained.

【0327】図35は図10に示される位相共役光発生
器の第1の変形例を示す図である。ここでは光帯域阻止
フィルタ202が付加的に設けられている。フィルタ2
02は光サーキュレータ46のポート46Cと出力ポー
ト50との間に光学的に接続されており、フィルタ20
2はDFBレーザダイオード1において発生したポンプ
光成分EP1及びEP2を除去する。
FIG. 35 is a diagram showing a first modification of the phase conjugate light generator shown in FIG. Here, an optical band stop filter 202 is additionally provided. Filter 2
02 is optically connected between the port 46C of the optical circulator 46 and the output port 50,
2 removes the pump light components E P1 and E P2 generated in the DFB laser diode 1.

【0328】図36は図35に示される光帯域阻止フィ
ルタ202の透過率の波長特性を示している。フィルタ
202はポンプ光成分EP1及びEP2の波長λP を含む狭
い阻止帯域を有している。即ち、波長λP の近傍の領域
における透過率は実質的に0%であり、それ以外の領域
における透過率は実質的に100%である。図36に示
されるような波長特性は例えば光帯域阻止フィルタ20
2としてファイバグレーティングを用いることにより得
ることができる。
FIG. 36 shows the wavelength characteristic of the transmittance of the optical band stop filter 202 shown in FIG. The filter 202 has a narrow stop band including the wavelengths λ P of the pump light components E P1 and E P2 . That is, the transmittance in a region near the wavelength λ P is substantially 0%, and the transmittance in other regions is substantially 100%. The wavelength characteristic as shown in FIG.
2 can be obtained by using a fiber grating.

【0329】光学媒質(例えばガラス)の屈折率が光照
射によって恒久的に変化する場合、その媒質は感光性で
あるといわれる。この性質を用いることにより、光ファ
イバのコアにファイバグレーティングを作製することが
できる。このようなファイバグレーティングの特徴は、
グレーティングピッチ及びファイバモードの有効屈折率
によって決定される共振波長近傍の狭い帯域で光をブラ
ッグ反射させることである。ファイバグレーティング
は、例えば、フェイズマスクを用いて波長248nm又
は193nmで発振するエキシマレーザを照射すること
によって作製することができる(K. O. Hill, B. Malo,
F. Bilodeau, D. C. Johnson, and J. Albert, “Brag
g gratings fabricated in monomode photosensitive o
ptical fiber by UV exposure through a phase mas
k”, Applied Physics Letters, Vol.62, No.10, pp.10
35-1037, March 8, 1993 )。従って、ファイバグレー
ティングの共振波長を最適化することによって、波長λ
P を含む、光帯域阻止フィルタの狭い素子帯域を得るこ
とができる。
When the refractive index of an optical medium (eg, glass) changes permanently due to light irradiation, the medium is said to be photosensitive. By using this property, a fiber grating can be manufactured in the core of the optical fiber. The characteristics of such a fiber grating are
Bragg reflection of light in a narrow band near the resonance wavelength determined by the grating pitch and the effective refractive index of the fiber mode. The fiber grating can be manufactured by, for example, irradiating an excimer laser oscillating at a wavelength of 248 nm or 193 nm using a phase mask (KO Hill, B. Malo,
F. Bilodeau, DC Johnson, and J. Albert, “Brag
g gratings fabricated in monomode photosensitive o
ptical fiber by UV exposure through a phase mas
k ”, Applied Physics Letters, Vol.62, No.10, pp.10
35-1037, March 8, 1993). Therefore, by optimizing the resonance wavelength of the fiber grating, the wavelength λ
A narrow element band of the optical band rejection filter including P can be obtained.

【0330】特に図35に示される光帯域阻止フィルタ
202の阻止帯域が波長λP に実質的に等しい中心波長
を有する場合には、DFBレーザダイオード1内におい
て発生したポンプ光成分EP1及びEP2はフィルタ202
により効果的に除去される。従って、ポンプ光成分EP1
及びEP2は出力ポート50から出力されない。このよう
に、受信局或いは光伝送路の下流側に配置される光デバ
イスに対するポンプ光の影響が低減され、位相共役光ビ
ームの処理(抽出、増幅等)が容易になる。
In particular, when the stop band of the optical band stop filter 202 shown in FIG. 35 has a center wavelength substantially equal to the wavelength λ P , the pump light components E P1 and E P2 generated in the DFB laser diode 1 are obtained. Is the filter 202
Effectively removed. Therefore, the pump light component E P1
And E P2 are not output from the output port 50. As described above, the influence of the pump light on the receiving station or the optical device disposed downstream of the optical transmission line is reduced, and the processing (extraction, amplification, etc.) of the phase conjugate light beam is facilitated.

【0331】図37は図10に示される位相共役光発生
器の第2の変形例を示す図である。図35のフィルタ2
02に代えて2つの光帯域阻止フィルタ202(#1及
び#2)が設けられている。フィルタ202(#1)は
1/2波長板44とDFBレーザダイオード1の励振端
1Bとの間に光学的に接続されており、フィルタ202
(#2)はDFBレーザダイオード1の励振端1Aと偏
波ビームスプリッタ42のポート42Cとの間に光学的
に接続されている。フィルタ202(#1及び#2)の
各々は、図35に示されるフィルタ202と同等の波長
特性、即ち図36に示されるような波長特性を有してい
る。従って、図37に示される実施形態によると、DF
Bレーザダイオード1内において発生したポンプ光成分
P1及びEP2はそれぞれフィルタ202(#1及び#
2)により除去され、ポート50から出力することはな
い。
FIG. 37 is a diagram showing a second modification of the phase conjugate light generator shown in FIG. Filter 2 in FIG.
02, two optical band stop filters 202 (# 1 and # 2) are provided. The filter 202 (# 1) is optically connected between the half-wave plate 44 and the excitation end 1B of the DFB laser diode 1, and the filter 202 (# 1)
(# 2) is optically connected between the excitation end 1A of the DFB laser diode 1 and the port 42C of the polarization beam splitter 42. Each of the filters 202 (# 1 and # 2) has a wavelength characteristic equivalent to that of the filter 202 shown in FIG. 35, that is, a wavelength characteristic as shown in FIG. Therefore, according to the embodiment shown in FIG.
Pump light components E P1 and E P2 generated in the B laser diode 1 are respectively filtered by filters 202 (# 1 and # 1).
2), and is not output from the port 50.

【0332】位相共役光発生器がDFBレーザダイオー
ドを含む場合、上述のような光帯域阻止フィルタを使用
することの効果は絶大である。何故ならば、DFBレー
ザダイオードにおいて発生して出力されるポンプ光は、
位相共役光を発生させるために非線形光学媒質に外部か
ら導入したポンプ光の残留成分のパワーに比べて大きな
パワーを有しているので、そのようなハイパワーなポン
プ光の影響がその位相共役光発生器の下流側において生
じ易いからである。
When the phase conjugate light generator includes a DFB laser diode, the effect of using the above-described optical band stop filter is enormous. Because, the pump light generated and output from the DFB laser diode is:
Since the power of the residual component of the pump light introduced from the outside into the nonlinear optical medium to generate the phase conjugate light is large, the influence of such high power pump light is This is because it easily occurs on the downstream side of the generator.

【0333】図38は図10の位相共役光発生器の第3
の変形例を示す図である。ここでは、入力ポート48と
光サーキュレータ46のポート46Aとの間に光学的に
接続される光帯域阻止フィルタ204が付加的に設けら
れている。フィルタ204は例えばファイバグレーティ
ングからなる。フィルタ204は予め定められた波長を
含む狭い阻止帯域を有している。上記予め定められた波
長は、DFBレーザダイオード1内において四光波混合
により発生する位相共役光ビームEC1及びEC2の波長λ
c に実質的に一致するように設定される。
FIG. 38 shows a third example of the phase conjugate light generator of FIG.
It is a figure which shows the modification of. Here, an optical band stop filter 204 that is optically connected between the input port 48 and the port 46A of the optical circulator 46 is additionally provided. The filter 204 is made of, for example, a fiber grating. Filter 204 has a narrow stopband containing a predetermined wavelength. The predetermined wavelength is the wavelength λ of the phase conjugate light beams E C1 and E C2 generated by four-wave mixing in the DFB laser diode 1.
It is set to substantially match c .

【0334】図39の(A)は図38に示される光帯域
阻止フィルタ204の透過率の波長特性を示している。
波長λc の近傍の領域における透過率は実質的に0%で
あり、他の領域における透過率は実質的に100%であ
る。
FIG. 39A shows the wavelength characteristic of the transmittance of the optical band stop filter 204 shown in FIG.
The transmittance in a region near the wavelength λ c is substantially 0%, and the transmittance in other regions is substantially 100%.

【0335】図39の(B)は図38に示される光帯域
阻止フィルタ204を透過した光のパワースペクトルを
示している。入力ポート48に供給された入力光ビーム
は、ASE(自然放出光)雑音と、波長λs にてASE
雑音に重畳された信号成分(Es )とを有している。入
力光ビームが光帯域阻止フィルタ204を通過すること
によって、ASE雑音の一部分が波長λc の近傍におい
て除去される。
FIG. 39B shows a power spectrum of light transmitted through the optical band rejection filter 204 shown in FIG. The input light beam supplied to the input port 48 has ASE (spontaneous emission light) noise and ASE at wavelength λ s .
And a signal component (E s ) superimposed on the noise. By the input light beam passes through the optical band stop filter 204, a portion of the ASE noise is eliminated in the vicinity of the wavelength lambda c.

【0336】図39の(C)は図38に示される位相共
役光発生器から出力される光のパワースペクトルを示し
ている。DFBレーザダイオード1内における信号光ビ
ームEs (偏波成分Es1及びEs2)及びポンプ光E
p (ポンプ光成分Ep1及びEp2)に基づく四光波混合の
結果、位相共役光ビームEc (Ec1及びEc2)が波長λ
cにおいて発生する。ASE雑音は波長λc の近傍にお
いて予め除去されているので、得られた位相共役光ビー
ムは良好な信号対雑音比(SNR)を提供する。
FIG. 39C shows a power spectrum of light output from the phase conjugate light generator shown in FIG. The signal light beam E s (polarization components E s1 and E s2 ) and the pump light E in the DFB laser diode 1
p a result of four-wave mixing based on (pump light components E p1 and E p2), a phase conjugate light beam E c (E c1 and E c2) the wavelength λ
Occurs at c . The resulting phase conjugate light beam provides a good signal-to-noise ratio (SNR) because the ASE noise has been previously removed near wavelength λ c .

【0337】図40は図15に示される位相共役光発生
器の変形例を示す図である。DFBレーザダイオード1
と非線形光学媒質68との間に光学的に接続された光増
幅器206が付加的に設けられている。DFBレーザダ
イオード1はポンプ光Ep を発生するように駆動されて
おり、信号光ビームEs はDFBレーザダイオード1に
供給される。DFBレーザダイオード1内における信号
光ビームEs 及びポンプ光Ep に基づく四光波混合によ
って位相共役光ビームEc が発生する。DFBレーザダ
イオード1から出力された信号光ビームEs 、ポンプ光
p 及び位相共役光ビームEc は光増幅器206におい
て増幅され、次いで非線形光学媒質68に供給される。
非線形光学媒質68内においては、位相共役光ビームE
c が四光波混合によって強められ、非線形光学媒質68
から出力される。特にこの実施形態では、ポンプ光Ep
が非線形光学媒質68に供給される前に光増幅器206
により増幅されているので、非線形光学媒質68内にお
ける非線形効果が高められ、得られる位相共役光ビーム
c のパワーが効果的に増大される。
FIG. 40 is a diagram showing a modification of the phase conjugate light generator shown in FIG. DFB laser diode 1
An optical amplifier 206 optically connected between the optical amplifier and the nonlinear optical medium 68 is additionally provided. DFB laser diode 1 is driven so as to generate pump light E p, the signal light beam E s is supplied to the DFB laser diode 1. Phase conjugate light beam E c is generated by four-wave mixing based on the signal light beam E s and the pump light E p in the DFB laser diode 1. The signal light beam E s , the pump light Ep and the phase conjugate light beam E c output from the DFB laser diode 1 are amplified in the optical amplifier 206 and then supplied to the nonlinear optical medium 68.
In the nonlinear optical medium 68, the phase conjugate light beam E
c is enhanced by four-wave mixing, and the nonlinear optical medium 68
Output from In particular, in this embodiment, the pump light E p
Before being supplied to the nonlinear optical medium 68.
Because it is amplified by the non-linear effect is enhanced in the nonlinear optical medium 68, the power of the resulting phase conjugate light beam E c is effectively increased.

【0338】波長1.5μm帯における増幅の場合、光
増幅器206としてはエルビウムドープファイバ増幅器
(EDFA)が適している。非線形光学媒質68は、例
えば、半導体光増幅器(SOA)或いは分散シフトファ
イバ(DSF)等の光ファイバである。光ファイバが非
線形光学媒質68として用いられており、その零分散波
長がポンプ光Ep の波長に実質的に一致している場合、
位相整合条件を容易に満足することができるので、得ら
れる位相共役光ビームEc のパワーを高めることができ
る。
For amplification in the wavelength band of 1.5 μm, an erbium-doped fiber amplifier (EDFA) is suitable as the optical amplifier 206. The nonlinear optical medium 68 is, for example, an optical fiber such as a semiconductor optical amplifier (SOA) or a dispersion shift fiber (DSF). Optical fibers have been used as the nonlinear optical medium 68, if the zero-dispersion wavelength is substantially matched to the wavelength of the pump light E p,
Because it is easy to satisfy the phase matching condition, it is possible to increase the power of the resulting phase conjugate light beam E c.

【0339】図41は本発明による偏波無依存位相共役
光発生器の実施形態を示す図である。この位相共役光発
生器は、例えば図33の光ループから取り出したような
カスケード接続されたDFBレーザダイオード1及び
1′を有している。DFBレーザダイオード1はTE偏
波面を有するポンプ光Ep を発生するように駆動され、
DFBレーザダイオード1′はTM偏波面を有するポン
プ光Ep ′を発生するように駆動されている。DFBレ
ーザダイオード1に供給される信号光ビームEsはそれ
ぞれTE及びTM偏波面に対応する偏波面を有する第1
及び第2の信号成分からなる。第1の信号成分は、DF
Bレーザダイオード1内において第1の信号成分及びポ
ンプ光Ep に基づく四光波混合プロセスを通して第1の
位相共役光成分に変換され、第2の信号成分はDFBレ
ーザダイオード1を透過する。第2の信号成分は、次い
で、DFBレーザダイオード1′内における第2の信号
成分及びポンプ光Ep ′に基づく四光波混合プロセスを
通して第2の位相共役光成分に変換され、DFBレーザ
ダイオード1内において発生した第1の位相共役光成分
はDFBレーザダイオード1′を透過する。第1及び第
2の位相共役光成分はDFBレーザダイオード1′から
位相共役光ビームEc として出力される。この実施形態
によると、第1及び第2の信号成分の両方が位相共役光
ビームに変換されるので、変換効率の偏波依存性が小さ
くなる。
FIG. 41 is a diagram showing an embodiment of a polarization independent phase conjugate light generator according to the present invention. This phase conjugate light generator has cascaded DFB laser diodes 1 and 1 ', for example as taken out of the optical loop of FIG. DFB laser diode 1 is driven so as to generate pump light E p having a TE polarization plane,
The DFB laser diode 1 'is driven to generate a pump light E p ' having a TM polarization plane. The has a polarization plane DFB laser diode signal light beam E s supplied to one corresponding to the TE and TM polarization planes, respectively 1
And the second signal component. The first signal component is DF
In B the laser diode 1 is converted through four-wave mixing process based on the first signal component and the pump light E p in the first phase conjugate light component, the second signal component is transmitted through the DFB laser diode 1. The second signal component is then converted into a second phase conjugate light component through a four-wave mixing process based on the second signal component and the pump light E p ′ in the DFB laser diode 1 ′, Is transmitted through the DFB laser diode 1 '. Phase conjugate light component in the first and second is output as the phase conjugate light beam E c from the DFB laser diode 1 '. According to this embodiment, since both the first and second signal components are converted into a phase conjugate light beam, the polarization dependence of the conversion efficiency is reduced.

【0340】図42は図41に示される位相共役光発生
器の変形例を示す図である。DFBレーザダイオード1
及び1′の各々がTE及びTM偏波モードに対して異な
る透過率を有している場合、偏波依存性の減少の程度が
悪くなる可能性がある。この可能性に対処するために、
ここでは、DFBレーザダイオード1及び1′の間に偏
波依存エレメント208が設けられている。エレメント
208はTE及びTM偏波モードに対して異なる損失又
は利得を有しており、エレメント208は、この位相共
役光発生器における変換効率の偏波依存性が最小になる
ように設定又は調節されている。エレメント208とし
ては、例えば光増幅器又は偏光子を用いることができ
る。
FIG. 42 is a diagram showing a modification of the phase conjugate light generator shown in FIG. DFB laser diode 1
And 1 'each have a different transmission for the TE and TM polarization modes, the degree of polarization dependence reduction may be worse. To address this possibility,
Here, a polarization dependent element 208 is provided between the DFB laser diodes 1 and 1 '. Element 208 has different losses or gains for TE and TM polarization modes, and element 208 is set or adjusted so that the polarization dependence of the conversion efficiency in this phase conjugate light generator is minimized. ing. As the element 208, for example, an optical amplifier or a polarizer can be used.

【0341】ところで、位相共役変換がカスケード接続
された第1及び第2の非線形光学媒質(例えば図16に
示されるDFBレーザダイオード1及び光ファイバ7
2)を含む位相共役光発生器において行なわれる場合、
変換効率及び変換帯域は第1及び第2の非線形光学媒質
における非線形効果の和によって決定される。ここで、
変換帯域は、あるパワーの位相共役光ビームが得られる
条件下におけるポンプ光及び信号光の最大の離調波長
(離調周波数)で定義される。一般に、第2の非線形光
学媒質としての光ファイバは第1の非線形光学媒質とし
てのDFBレーザダイオード又は半導体光増幅器よりも
広い変換帯域を有している。従って第1の非線形光学媒
質としてのDFBレーザダイオード又は半導体光増幅器
と第2の非線形光学媒質としての光ファイバとの組み合
わせは、高い変換効率及び広い変換帯域を有する位相共
役光発生器を提供する。
By the way, the first and second nonlinear optical media (for example, the DFB laser diode 1 and the optical fiber 7 shown in FIG.
When performed in a phase conjugate light generator including 2),
The conversion efficiency and the conversion band are determined by the sum of the nonlinear effects in the first and second nonlinear optical media. here,
The conversion band is defined by the maximum detuning wavelength (detuning frequency) of the pump light and the signal light under the condition that a phase conjugate light beam of a certain power is obtained. Generally, the optical fiber as the second nonlinear optical medium has a wider conversion band than the DFB laser diode or the semiconductor optical amplifier as the first nonlinear optical medium. Therefore, a combination of a DFB laser diode or a semiconductor optical amplifier as the first nonlinear optical medium and an optical fiber as the second nonlinear optical medium provides a phase conjugate light generator having high conversion efficiency and a wide conversion band.

【0342】一般の目的で使用される分散シフトファイ
バ(DSF)は、その非線形係数γとして約2.6W-1
km-1程度の値しか有しておらず、従って、十分な変換
効率を得るためにはファイバ長を10km以上にするこ
とが要求される。従って、ファイバ長を短くするのに十
分大きな非線形係数γを有するDSFの提供が要望され
ているのである。もし、第2の非線形光学媒質として使
用されるDSFの長さを短くすることができるとすれ
ば、その零分散波長の管理が容易になり、従ってポンプ
光の波長をDSFの零分散波長に実質的に一致させるの
が容易になり、その結果広い変換帯域を得ることができ
る。
A dispersion-shifted fiber (DSF) used for general purposes has a nonlinear coefficient γ of about 2.6 W −1.
It has a value of only about km −1 , and therefore, in order to obtain sufficient conversion efficiency, it is required that the fiber length be 10 km or more. Therefore, there is a demand for providing a DSF having a nonlinear coefficient γ large enough to shorten the fiber length. If the length of the DSF used as the second nonlinear optical medium can be reduced, the management of the zero-dispersion wavelength becomes easy, and therefore, the wavelength of the pump light is substantially reduced to the zero-dispersion wavelength of the DSF. Therefore, it is easy to achieve the same, and as a result, a wide conversion band can be obtained.

【0343】非線形係数γは、 γ=ωn2 /cAeff で与えられる。ここで、ωは光周波数、n2 及びAeff
はそれぞれ光ファイバの非線形屈折率及び有効コア断面
積、cは光速である。従って、大きな非線形係数γを得
るためには、非線形屈折率n2 を大きくし或いは有効コ
ア断面積Aeff に対応するDSFのモードフィールド径
(MFD)を小さくすることが有効である。非線形屈折
率n2 を大きくすることは、例えば、クラッドにフッ素
等をドープし或いはコアに高濃度のGeO2 をドープす
ることにより可能である。コアにGeO2 を25乃至3
0mol%ドープすることによって、非線形屈折率n2
として5×10-20 2 /W以上の大きな値が得られて
いる。MFDを小さくすることは、比屈折率差Δ又はコ
アの形状の設計により可能である。このようなDSFの
設計はDCF(分散補償ファイバ)の場合と同様であ
る。例えば、コアにGeO2 を25乃至30mol%で
ドープし、且つ、比屈折率差Δを2.5乃至3.0%に
設定することによって、4μmよりも小さなMFDの値
が得られている。これらの総合効果として、15W-1
-1以上の大きな非線形係数γの値が得られている。
The non-linear coefficient γ is given by γ = ωn 2 / cA eff . Where ω is the optical frequency, n 2 and A eff
Is the nonlinear refractive index and effective core area of the optical fiber, respectively, and c is the speed of light. Therefore, in order to obtain a large nonlinear coefficient γ, it is effective to increase the nonlinear refractive index n 2 or reduce the mode field diameter (MFD) of the DSF corresponding to the effective core area A eff . The non-linear refractive index n 2 can be increased by, for example, doping the cladding with fluorine or the like or doping the core with high concentration GeO 2 . 25 to 3 GeO 2 in the core
By doping 0 mol%, the nonlinear refractive index n 2
As a result, a large value of 5 × 10 −20 m 2 / W or more is obtained. The MFD can be reduced by designing the relative refractive index difference Δ or the shape of the core. The design of such a DSF is similar to that of a DCF (dispersion compensation fiber). For example, an MFD value smaller than 4 μm is obtained by doping the core with GeO 2 at 25 to 30 mol% and setting the relative refractive index difference Δ to 2.5 to 3.0%. As a total effect of these, 15W -1 k
A large nonlinear coefficient γ value of m −1 or more is obtained.

【0344】他の重要な点として、このような大きな値
の非線形係数γを提供するDSFがポンプ帯域に含まれ
る零分散波長を有すべきことが挙げられる。零分散波長
とポンプ帯域とのこのような一致性は、ファイバパラメ
ータ(例えば比屈折率差Δ及びMFD)を次のようにし
て設定することにより可能である。通常の光ファイバに
おいては、MFDを一定にした条件で比屈折率差Δを大
きくすると分散値は正常分散領域で大きくなる。位相共
役光発生器による前置補償或いは後置補償に用いられる
前述のようなDD−DCFはこのような原理により実現
するものである。一方、コア径を大きくすると分散は減
少し、逆にコア径を小さくすると分散は大きくなる。従
って、MFDをポンプ帯域に適合するある値に設定した
後に、零分散波長がポンプ光の予め定められた値に一致
するようにコア径を調節すればよいのである。
Another important point is that the DSF that provides such a large value of the nonlinear coefficient γ should have a zero dispersion wavelength included in the pump band. Such agreement between the zero-dispersion wavelength and the pump band is possible by setting the fiber parameters (for example, the relative refractive index difference Δ and the MFD) as follows. In a normal optical fiber, when the relative refractive index difference Δ is increased under the condition that the MFD is kept constant, the dispersion value increases in the normal dispersion region. The above-described DD-DCF used for pre-compensation or post-compensation by the phase conjugate light generator is realized by such a principle. On the other hand, as the core diameter increases, the dispersion decreases, and conversely, as the core diameter decreases, the dispersion increases. Therefore, after setting the MFD to a certain value suitable for the pump band, the core diameter may be adjusted so that the zero dispersion wavelength matches a predetermined value of the pump light.

【0345】変換効率はγPL(Pは光パワー、LはD
SFの長さ)の二乗に比例するから、大きな非線形係数
γを有するDSFは、通常のDSFに比べて2.6/1
5≒1/5.7程度の長さで同じ変換効率を達成可能で
ある。前述のように十分大きな変換効率を得るためには
通常のDSFにあっては10km程度の長さが必要であ
るのに対して、このような大きな非線形係数γを有する
光ファイバにあっては、1乃至2km程度の長さで同様
の変換効率を得ることができる。実際には、ファイバ長
を短くすることができる分損失が小さくなるので、同じ
変換効率を得るために更にファイバ長を短くすることが
できる。このような短い長さのDSFにおいては、零分
散波長の制御性がよくなり、従ってポンプ光の波長を零
分散波長に実質的に一致するように容易に制御すること
ができ、広い変換帯域を提供することができる。更に、
数kmのファイバ長であれば偏波面保存能力が確保され
ているので、このようなDSFの本発明への適用は、高
い変換効率及び広い変換帯域を達成し偏波依存性を排除
する上で極めて有効である。
The conversion efficiency is γPL (P is optical power, L is D
Therefore, a DSF having a large non-linear coefficient γ is 2.6 / 1 as compared with a normal DSF because it is proportional to the square of the SF length).
The same conversion efficiency can be achieved with a length of about 5 ≒ 1 / 5.7. As described above, in order to obtain a sufficiently large conversion efficiency, a normal DSF requires a length of about 10 km, whereas an optical fiber having such a large nonlinear coefficient γ requires: Similar conversion efficiency can be obtained with a length of about 1 to 2 km. Actually, since the loss can be reduced by reducing the fiber length, the fiber length can be further reduced to obtain the same conversion efficiency. In such a short-length DSF, the controllability of the zero-dispersion wavelength is improved, so that the wavelength of the pump light can be easily controlled to substantially coincide with the zero-dispersion wavelength, and a wide conversion band can be obtained. Can be provided. Furthermore,
If the fiber length is several km, the polarization preserving ability is ensured. Therefore, such an application of the DSF to the present invention is effective in achieving high conversion efficiency and a wide conversion band and eliminating polarization dependence. Extremely effective.

【0346】位相共役光を発生するための非線形光学媒
質として光ファイバを有している装置においては、変換
帯域は光ファイバの分散により制限される。従って、光
ファイバの長手方向の分散が完全に制御され、例えば全
長(非線形長)に渡り唯一の零分散波長しかない場合に
は、ポンプ光の波長を零分散波長に合わせることによ
り、事実上無限大の(分散傾斜が直線状である範囲内で
制限のない)変換帯域が得られる。実際には、光ファイ
バの製造技術上零分散波長が光ファイバの長手方向にば
らつくため、位相整合条件が理想状態からずれ、これに
より変換帯域が制限される。
In an apparatus having an optical fiber as a nonlinear optical medium for generating phase conjugate light, the conversion band is limited by the dispersion of the optical fiber. Therefore, the dispersion in the longitudinal direction of the optical fiber is completely controlled. For example, when there is only one zero-dispersion wavelength over the entire length (nonlinear length), the wavelength of the pump light is adjusted to the zero-dispersion wavelength, so that it is practically infinite. A large (unlimited within a range where the dispersion slope is linear) conversion band is obtained. Actually, the zero dispersion wavelength varies in the longitudinal direction of the optical fiber due to the manufacturing technology of the optical fiber, so that the phase matching condition deviates from the ideal state, thereby limiting the conversion band.

【0347】しかし、このような場合であっても、光フ
ァイバを切断して複数の小区間に分割し、零分散波長の
似ている区間同士をスプライス等により繋ぎ合わせてゆ
くことにより(当初のファイバ端から数えた順番とは違
う順番で)、全長における平均分散は同じであるにもか
かわらず、広い変換帯域を有する位相共役光発生装置を
提供するのに適した光ファイバを得ることができる。
However, even in such a case, the optical fiber is cut and divided into a plurality of small sections, and sections having similar zero-dispersion wavelengths are connected to each other by a splice or the like (the initial state). An optical fiber suitable for providing a phase conjugate light generator having a wide conversion band can be obtained despite the same average dispersion over the entire length and in the order different from the order counted from the fiber end). .

【0348】或いはまた、十分広い変換帯域を得るのに
必要な程度に高精度な分散制御が可能な長さ(例えば数
百メートル以下)のファイバを予め多数用意しておき、
所要の零分散波長のものを組み合わせて所要の変換効率
を得るのに必要な長さのファイバを得、これを用いて位
相共役光発生装置を製造することによって、広い変換帯
域を得ることができる。
Alternatively, a large number of fibers having a length (for example, several hundred meters or less) capable of controlling the dispersion with high precision necessary to obtain a sufficiently wide conversion band are prepared in advance.
A wide conversion band can be obtained by combining fibers having a required zero-dispersion wavelength to obtain a fiber having a length necessary for obtaining a required conversion efficiency and manufacturing a phase conjugate light generator using the fiber. .

【0349】尚、このようにして変換帯域を拡大する場
合には、ポンプ光のパワーが高いファイバのポンプ光入
力端の近くに零分散波長の小さい部分或いは零分散波長
のバラツキの少ない部分を集めることが有効である。ま
た、必要に応じて順次分割数を増やしたり、ポンプ光入
力端から離れた位置で比較的分散値の大きなところで
は、分散値の正負を交互に配置する等により適当に組み
合わせることによって更に変換帯域を拡大することがで
きる。
When the conversion band is expanded in this manner, a portion having a small zero dispersion wavelength or a portion having a small dispersion of the zero dispersion wavelength is collected near the pump light input end of a fiber having a high pump light power. It is effective. If necessary, the conversion band can be further increased by appropriately increasing the number of divisions or by arranging the dispersion values positively and negatively alternately at locations far from the pump light input end where dispersion values are relatively large. Can be expanded.

【0350】このように、本発明のある側面によると、
位相共役光を発生するための非線形光学媒質として光フ
ァイバを有する装置を製造するための方法であって、
(a)光ファイバを切断して複数の区間に分割するステ
ップと、(b)非縮退四光波混合による変換帯域が拡大
されるように上記複数の区間を並べ替えて繋ぎ合わせる
ステップとを含む方法が提供される。
As described above, according to one aspect of the present invention,
A method for manufacturing a device having an optical fiber as a nonlinear optical medium for generating phase conjugate light,
(A) cutting an optical fiber to divide it into a plurality of sections; and (b) rearranging and joining the plurality of sections so that a conversion band by non-degenerate four-wave mixing is expanded. Is provided.

【0351】望ましくは、上記複数の区間の各々の分散
値(例えばポンプ光に対する分散値)が測定され、光フ
ァイバにポンプ光を入力するときの入力端に近い側に比
較的分散値の小さい区間が配置されるように上記複数の
区間が並び替えられる。これにより、ポンプ光のパワー
が高い部分で効果的に位相整合条件を得ることができる
ので、変換帯域が効果的に拡大される。
Desirably, the dispersion value (eg, the dispersion value for the pump light) of each of the plurality of sections is measured, and the section having a relatively small dispersion value near the input end when the pump light is input to the optical fiber. Are arranged in such a manner that are arranged. Thereby, the phase matching condition can be effectively obtained in a portion where the power of the pump light is high, so that the conversion band is effectively expanded.

【0352】望ましくは、上記複数の区間の少なくとも
一部は分散値の正負が交互になるように繋ぎ合わされ
る。これにより、光ファイバの各部分の平均分散を小さ
く抑えることができるので、変換帯域の効果的な拡大が
可能になる。
Desirably, at least a part of the plurality of sections is connected so that the variance values are alternately positive and negative. As a result, the average dispersion of each portion of the optical fiber can be suppressed to a small value, so that the conversion band can be effectively expanded.

【0353】本発明の他の側面によると、位相共役光を
発生するための非線形光学媒質として光ファイバを有す
る装置を製造するための方法であって、(a)光ファイ
バを切断して複数の区間に分割するステップと、(b)
上記複数の区間の各々の分散値(例えばポンプ光に対す
る分散値)を測定するステップと、(c)非縮退四光波
混合による所要の変換帯域を得るのに十分小さい分散値
を有する区間だけを選んで繋ぎ合わせるステップとを含
む方法が提供される。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a device having an optical fiber as a nonlinear optical medium for generating phase conjugate light, comprising the steps of: Dividing into sections, (b)
Measuring a variance value (for example, a variance value for pump light) of each of the plurality of sections; and (c) selecting only sections having a variance value sufficiently small to obtain a required conversion band by non-degenerate four-wave mixing. And stitching together.

【0354】次に、非線形効果を用いた変換帯域の拡大
方法について説明する。非線形効果が大きな光ファイバ
(ポンプ光のパワーP0 が大きい場合を含む)を想定
し、信号光とポンプ光の周波数差をΩ(≡|ωp −ωc
|=|ωs −ωp |)とすると、四光波混合における位
相不整合量Δkは次式で与えられる。
Next, a method of expanding the conversion band using the nonlinear effect will be described. Assuming an optical fiber having a large nonlinear effect (including a case where the power P 0 of the pump light is large), the frequency difference between the signal light and the pump light is represented by Ω (≡ | ω p −ω c
| = | Ω s −ω p |), the amount of phase mismatch Δk in four-wave mixing is given by the following equation.

【0355】Δk=β2 Ω2 +2γP0 ここで、β2 はポンプ光の波長における分散値である。
通常のファイバにおいては、2γP0 が十分に小さいの
で、位相整合(Δk=0)のための条件はβ2=0で与
えられる。これに対して、非線形効果の大きなファイバ
の場合には、2γP0 の値を無視することができないの
で、位相整合のための条件が変わってくる。2γP0
常に正の値であるから、β2 がある負の値になることが
位相整合の条件となる。即ち、ポンプ光の波長を異常分
散領域に配置すればよい。このとき、最も位相整合のと
れる離調周波数Ω1 は次式で与えられる。
Δk = β 2 Ω 2 + 2γP 0 where β 2 is the dispersion value at the wavelength of the pump light.
In a normal fiber, since 2γP 0 is sufficiently small, the condition for phase matching (Δk = 0) is given by β 2 = 0. On the other hand, in the case of a fiber having a large nonlinear effect, the value of 2γP 0 cannot be neglected, and the condition for phase matching changes. Since 2γP 0 is always a positive value, the condition for phase matching is that β 2 be a certain negative value. That is, the wavelength of the pump light may be arranged in the anomalous dispersion region. At this time, the detuning frequency Ω 1 at which the best phase matching is obtained is given by the following equation.

【0356】Ω1 =(2γP0 /|β2 |)1/2 従って、γ及びP0 に対してポンプ光を適宜調整するこ
とにより、変換帯域をΩ1 付近まで広げることが可能と
なる。
Ω 1 = (2γP 0 / | β 2 |) 1/2 Therefore, by appropriately adjusting the pump light with respect to γ and P 0 , the conversion band can be extended to the vicinity of Ω 1 .

【0357】図43及び44は高い変換効率及び広い変
換帯域を有する位相共役光発生器を示す図である。これ
らの位相共役光発生器の各々は、カスケード接続された
第1の非線形光学媒質68(#1)と第2の非線形光学
媒質68(#2)との組み合わせを有している。図43
は第1の非線形光学媒質68(#1)が半導体光増幅器
(SOA)70を含む場合を示しており、図44は第1
の非線形光学媒質68(#1)がDFBレーザダイオー
ド1を含む場合を示している。図43及び44の双方共
に、第2の非線形光学媒質68(#2)はDSF72を
含む。
FIGS. 43 and 44 show a phase conjugate light generator having a high conversion efficiency and a wide conversion band. Each of these phase conjugate light generators has a combination of a cascade-connected first nonlinear optical medium 68 (# 1) and second nonlinear optical medium 68 (# 2). FIG.
Shows a case where the first nonlinear optical medium 68 (# 1) includes a semiconductor optical amplifier (SOA) 70, and FIG.
Shows a case where the nonlinear optical medium 68 (# 1) includes the DFB laser diode 1. 43 and 44, the second nonlinear optical medium 68 (# 2) includes the DSF 72.

【0358】図43の実施形態においては、供給された
信号光ビームとポンプ光源210から出力されたポンプ
光とが光カプラ209により加え合わされてSOA70
に入力される。SOA70内における信号光ビーム及び
ポンプ光に基づく四光波混合によって、位相共役光ビー
ムが発生する。SOA70から出力された信号光ビー
ム、ポンプ光及び位相共役光ビームは次いでDSF72
に供給される。DSF72においては、四光波混合によ
って位相共役光ビームのパワーが高められ、その位相共
役光ビームは次いでDSF72から出力される。このよ
うなSOA70及びDSF72の組み合わせを用いたプ
ロセスにおいては、変換効率が高められる。
In the embodiment shown in FIG. 43, the supplied signal light beam and the pump light output from the pump light source 210 are added by the optical coupler 209, and the SOA 70
Is input to A phase conjugate light beam is generated by four-wave mixing based on the signal light beam and the pump light in the SOA 70. The signal light beam, pump light and phase conjugate light beam output from the SOA 70 are
Supplied to In the DSF 72, the power of the phase conjugate light beam is increased by four-wave mixing, and the phase conjugate light beam is then output from the DSF 72. In the process using the combination of the SOA 70 and the DSF 72, the conversion efficiency is improved.

【0359】変換帯域を広くし且つ変換効率を更に高め
るために、ここでは光帯域通過フィルタ216、フォト
ディテクタ218及び制御ユニット220を含むフィー
ドバックループが設けられている。ポンプ光源210は
駆動回路212によって駆動されている。駆動回路21
2は、供給された制御信号に従ってポンプ光の波長を調
節する。DSF72から出力された光は光カプラ214
によって2つのビームに分けられ、これらのビームのう
ちの一方は光帯域通過フィルタ216に供給される。フ
ィルタ216は位相共役光ビームの波長λc を含む狭い
通過帯域を有している。フィルタ216を通過したビー
ム成分は、フォトディテクタ218によって光パワーに
対応するレベル(例えば電圧レベル)を有する電気信号
に変換される。制御ユニット220は、フォトディテク
タ218から出力された信号を受け、フォトディテクタ
218による検出光パワーがより高くなるように前述の
制御信号を発生する。このようなフィードバック制御の
結果として、SOA70及びDSF72に供給されるポ
ンプ光の波長は望ましい値(例えばDSF72の零分散
波長)に等しくなるように制御される。それによって、
広い変換帯域及び高い変換効率が得られる。何故なら
ば、得られる位相共役光ビームのパワーが最大になると
きにポンプ光の波長が最適値に等しいからである。ポン
プ光源210としてレーザダイオードが用いられている
場合には、ポンプ光の波長はレーザダイオードの注入電
流或いは温度により変化させることができる。
In order to widen the conversion band and further increase the conversion efficiency, a feedback loop including an optical bandpass filter 216, a photodetector 218 and a control unit 220 is provided here. The pump light source 210 is driven by a drive circuit 212. Drive circuit 21
2 adjusts the wavelength of the pump light according to the supplied control signal. The light output from the DSF 72 is applied to the optical coupler 214.
, And one of these beams is supplied to an optical bandpass filter 216. The filter 216 has a narrow pass band including the wavelength λ c of the phase conjugate light beam. The beam component that has passed through the filter 216 is converted by the photodetector 218 into an electric signal having a level (for example, a voltage level) corresponding to the optical power. The control unit 220 receives the signal output from the photodetector 218, and generates the above-described control signal so that the light power detected by the photodetector 218 becomes higher. As a result of such feedback control, the wavelength of the pump light supplied to the SOA 70 and the DSF 72 is controlled to be equal to a desired value (for example, the zero dispersion wavelength of the DSF 72). Thereby,
A wide conversion band and high conversion efficiency can be obtained. This is because the wavelength of the pump light is equal to the optimum value when the power of the obtained phase conjugate light beam is maximized. When a laser diode is used as the pump light source 210, the wavelength of the pump light can be changed by the injection current or temperature of the laser diode.

【0360】図44に示される実施形態においては、制
御ユニット220から出力される制御信号はDFBレー
ザダイオード1の駆動回路7に供給される。駆動回路7
は、供給された制御信号に基づいて、DFBレーザダイ
オード1内において発生するポンプ光の波長を制御する
(図2乃至図5の説明を参照)。その結果、ポンプ光の
波長は望ましい値(例えばDSF72の零分散波長)に
一致するように制御され、それにより広い変換帯域及び
高い変換効率が得られる。ここではDFBレーザダイオ
ード1の駆動電流が制御されているが、DFBレーザダ
イオードの温度が制御されてもよい。
In the embodiment shown in FIG. 44, the control signal output from the control unit 220 is supplied to the drive circuit 7 of the DFB laser diode 1. Drive circuit 7
Controls the wavelength of the pump light generated in the DFB laser diode 1 based on the supplied control signal (see the description of FIGS. 2 to 5). As a result, the wavelength of the pump light is controlled to match a desired value (for example, the zero-dispersion wavelength of the DSF 72), thereby obtaining a wide conversion band and high conversion efficiency. Here, the drive current of the DFB laser diode 1 is controlled, but the temperature of the DFB laser diode may be controlled.

【0361】図示はしないが、第1の非線形光学媒質6
8(#1)と第2の非線形光学媒質(#2)との間に光
増幅器を設けておき、第2の非線形光学媒質68(#
2)に供給されるポンプ光のパワーが高くなるようにし
てもよい。これにより変換効率が更に高まる。
Although not shown, the first nonlinear optical medium 6
8 (# 1) and the second nonlinear optical medium (# 2), an optical amplifier is provided in advance, and the second nonlinear optical medium 68 (#
The power of the pump light supplied to 2) may be increased. This further increases the conversion efficiency.

【0362】ところで、DFBレーザダイオード及び半
導体光増幅器等の半導体非線形光学媒質における非縮退
四光波混合プロセスにおいては、信号光ビームの波長が
ポンプ光の波長よりも長い場合(λp <λs )の変換効
率の方が、信号光の波長がポンプ光の波長よりも短い場
合(λs <λp )の変換効率よりも高い。これは次のよ
うな理由によるものと考えられている。半導体非線形光
学媒質を用いた変換プロセスにおいては、次に示すよう
な三次の非線形効果の総合効果に基づいて四光波混合が
発生する。
By the way, in the non-degenerate four-wave mixing process in a semiconductor nonlinear optical medium such as a DFB laser diode and a semiconductor optical amplifier, when the wavelength of the signal light beam is longer than the wavelength of the pump light (λ ps ). The conversion efficiency is higher than the conversion efficiency when the wavelength of the signal light is shorter than the wavelength of the pump light (λ sp ). This is thought to be due to the following reasons. In a conversion process using a semiconductor nonlinear optical medium, four-wave mixing occurs based on the total effect of the following third-order nonlinear effects.

【0363】(1)キャリア密度の変調効果(帯域0.
1nm以下) (2)キャリアヒーティング効果(約10nmの帯域) (3)スペクトルホールバーニング効果(帯域50nm
以上) 結果として、四光波混合プロセスを通して発生した光の
位相関係は、λp <λ s の場合には相乗されるのに対し
て、λs <λp の場合には互いにキャンセルアウトされ
るのである。従って、半導体非線形光学媒質を用いて位
相共役光ビームを発生させる場合には、信号光ビームの
波長をポンプ光の波長よりも長く設定しておくことによ
って、変換効率を高くすることができる。
(1) Modulation effect of carrier density (band 0.
(1 nm or less) (2) Carrier heating effect (about 10 nm band) (3) Spectral hole burning effect (band 50 nm)
As a result, the light generated through the four-wave mixing process
The phase relationship is λp sIn the case of
And λspIn the case of cancel each other out
Because Therefore, using a semiconductor nonlinear optical medium,
When generating a phase conjugate light beam, the signal light beam
By setting the wavelength longer than the wavelength of the pump light
Thus, the conversion efficiency can be increased.

【0364】このような半導体非線形光学媒質における
波長関係の制限は、半導体非線形光学媒質に波長関係の
制限がない外部非線形光学媒質をカスケード接続するこ
とにより回避することができる。即ち、前述したよう
な、第1の非線形光学媒質としてのDFBレーザダイオ
ード或いは半導体光増幅器と第2の非線形光学媒質とし
ての光ファイバとの組み合わせは、上述のような波長関
係の制限を回避して変換帯域を拡大する上で有効であ
る。
The limitation of the wavelength relationship in the semiconductor nonlinear optical medium can be avoided by cascading an external nonlinear optical medium having no wavelength limitation in the semiconductor nonlinear optical medium. That is, as described above, the combination of the DFB laser diode or the semiconductor optical amplifier as the first nonlinear optical medium and the optical fiber as the second nonlinear optical medium avoids the above-described limitation of the wavelength relationship. This is effective in expanding the conversion band.

【0365】尚、半導体光増幅器と光ファイバとをカス
ケード接続する場合には、これらの順序は限定されな
い。また、異なる変換帯域を提供する第1及び第2の光
ファイバをカスケード接続して位相共役光発生装置を提
供する場合においても、狭い方の変換帯域に起因する帯
域制限を排除することができるので、このような非線形
光学媒質の組み合わせも変換帯域を拡大する上で有効で
ある。
When the semiconductor optical amplifier and the optical fiber are connected in cascade, their order is not limited. In addition, even when the first and second optical fibers that provide different conversion bands are cascaded to provide a phase conjugate light generator, the band limitation caused by the narrower conversion band can be eliminated. Such a combination of nonlinear optical media is also effective in expanding the conversion band.

【0366】[0366]

【発明の効果】本発明により、光ファイバ内の波長分散
と光カー効果による波形歪みを理想的に補償することが
可能になり、光速・大容量の光信号の長距離光ファイバ
伝送が可能になる。
According to the present invention, it is possible to ideally compensate for chromatic dispersion in an optical fiber and waveform distortion due to the optical Kerr effect, thereby enabling long-distance optical fiber transmission at a light speed and a large capacity. Become.

【0367】また、以上説明した本発明による構成又は
手順によると次のような効果がある。 (1)信号光ビームから位相共役光ビームへの変換効率
を高くすることができる方法及び装置の提供が可能にな
る。
According to the configuration or procedure of the present invention described above, the following effects can be obtained. (1) It is possible to provide a method and apparatus capable of increasing the conversion efficiency from a signal light beam to a phase conjugate light beam.

【0368】(2)信号光ビームから位相共役光ビーム
への変換における変換帯域を広くすることができる方法
及び装置並びに該装置の製造方法を提供することができ
る。 (3)信号光ビームから位相共役光ビームへの変換効率
が信号光ビームの偏波状態に依存しにくい方法及び装置
を提供することができる。
(2) It is possible to provide a method and apparatus capable of widening a conversion band in conversion from a signal light beam to a phase conjugate light beam, and a method of manufacturing the apparatus. (3) It is possible to provide a method and an apparatus in which the conversion efficiency from a signal light beam to a phase conjugate light beam hardly depends on the polarization state of the signal light beam.

【0369】(4)信号対雑音比が良好な位相共役光ビ
ームを得ることができる方法及び装置の提供が可能にな
る。 (5)(1)〜(4)の装置を有する、或いは、(1)
〜(4)の方法が適用される、光通信に適したシステム
の提供が可能になる。
(4) It is possible to provide a method and apparatus capable of obtaining a phase conjugate light beam having a good signal-to-noise ratio. (5) Having the device of (1) to (4), or (1)
It is possible to provide a system suitable for optical communication to which the method of (4) is applied.

【0370】(6)柔軟性に富んだ光ネットワークシス
テムを提供するのに適した、位相共役光発生器を有する
新規なシステムの提供が可能になる。
(6) It is possible to provide a novel system having a phase conjugate light generator suitable for providing an optical network system with high flexibility.

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

【図1】本発明による第1の方法を示す図である。FIG. 1 shows a first method according to the invention.

【図2】本発明に適用可能な位相共役光発生器を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing a phase conjugate light generator applicable to the present invention.

【図3】図2のDFBレーザダイオードの一部破断斜視
図である。
FIG. 3 is a partially cutaway perspective view of the DFB laser diode of FIG. 2;

【図4】図3におけるI−I線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along the line II in FIG. 3;

【図5】図2のDFBレーザダイオードから出力される
光のスペクトルの一例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a spectrum of light output from the DFB laser diode of FIG. 2;

【図6】変換効率の信号光周波数依存性を示すグラフで
ある。
FIG. 6 is a graph showing signal light frequency dependence of conversion efficiency.

【図7】実験結果を示し、(a)は送信パルス波形、
(b)は位相共役光発生器(PC)を用いた場合におけ
る101kmのSMF(単一モード光ファイバ)伝送後
のパルス波形、(c)はPCを用いない場合における1
01kmのSMF伝送後のパルス波形である。
FIG. 7 shows experimental results, in which (a) shows a transmission pulse waveform,
(B) is a pulse waveform after transmission of a 101 km SMF (single mode optical fiber) when a phase conjugate light generator (PC) is used, and (c) is a pulse waveform when no PC is used.
It is a pulse waveform after SMF transmission of 01 km.

【図8】図1に従う位相共役光発生器の第1実施形態を
示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a first embodiment of the phase conjugate light generator according to FIG. 1;

【図9】図1に従う位相共役光発生器の第2実施形態を
示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a second embodiment of the phase conjugate light generator according to FIG. 1;

【図10】図1に従う位相共役光発生器の第3実施形態
を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a third embodiment of the phase conjugate light generator according to FIG. 1;

【図11】図10の実施形態の実証実験のための配置を
示す図である。
11 is a diagram showing an arrangement for a demonstration experiment of the embodiment of FIG. 10;

【図12】図11の実験で得られたデータを示すグラフ
である。
FIG. 12 is a graph showing data obtained in the experiment of FIG.

【図13】図1に従う位相共役光発生器の第4実施形態
を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a fourth embodiment of the phase conjugate light generator according to FIG. 1;

【図14】本発明による第2の方法を説明するための図
である。
FIG. 14 is a diagram for explaining a second method according to the present invention.

【図15】図14に従う位相共役光発生器の第1実施形
態を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a first embodiment of the phase conjugate light generator according to FIG. 14;

【図16】図14に従う位相共役光発生器の第2実施形
態を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a second embodiment of the phase conjugate light generator according to FIG. 14;

【図17】本発明の応用例を示す光通信システムのブロ
ック図である。
FIG. 17 is a block diagram of an optical communication system showing an application example of the present invention.

【図18】本発明の波長多重伝送システムへの第1の応
用例を示す図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating a first application example of the present invention to a wavelength division multiplexing transmission system.

【図19】本発明を波長多重伝送システムに適用する際
の周波数配置を説明するための図である。
FIG. 19 is a diagram for explaining a frequency arrangement when the present invention is applied to a wavelength division multiplexing transmission system.

【図20】本発明の波長多重伝送システムへの第2の応
用例を示す図である。
FIG. 20 is a diagram illustrating a second application example of the present invention to a wavelength division multiplexing transmission system.

【図21】本発明の波長多重伝送システムへの第3の応
用例を示す図である。
FIG. 21 is a diagram illustrating a third application example of the present invention to a wavelength division multiplexing transmission system.

【図22】本発明の波長多重伝送システムへの第4の応
用例を示す図である。
FIG. 22 is a diagram illustrating a fourth application example of the present invention to a wavelength division multiplexing transmission system.

【図23】本発明の波長多重伝送システムへの第5の応
用例を示す図である。
FIG. 23 is a diagram showing a fifth application example of the present invention to a wavelength division multiplexing transmission system.

【図24】本発明の波長多重伝送システムへの第6の応
用例を示す図である。
FIG. 24 is a diagram illustrating a sixth application example of the present invention to a wavelength division multiplexing transmission system.

【図25】本発明の双方向伝送システムへの応用例を示
す図である。
FIG. 25 is a diagram illustrating an application example of the present invention to a bidirectional transmission system.

【図26】光波ネットワークの基本原理を説明する図で
ある。
FIG. 26 is a diagram illustrating the basic principle of a lightwave network.

【図27】図26における補償原理の説明図である。FIG. 27 is an explanatory diagram of a compensation principle in FIG. 26;

【図28】位相共役光発生器(PC)を用いたリングネ
ットワークのシステム構成例を示す図である。
FIG. 28 is a diagram illustrating a system configuration example of a ring network using a phase conjugate light generator (PC).

【図29】図28におけるノード(Node)1の構成
図である。
FIG. 29 is a configuration diagram of a node (Node) 1 in FIG. 28;

【図30】図28におけるPC(位相共役光発生器)の
構成図である。
30 is a configuration diagram of a PC (phase conjugate light generator) in FIG. 28.

【図31】図28のリングネットワークを更に発展させ
たWDMネットワーク(光波長多重ネットワーク)の一
例を示す図である。
31 is a diagram illustrating an example of a WDM network (optical wavelength division multiplexing network) obtained by further developing the ring network of FIG. 28.

【図32】図31における位相共役光発生器(PC)1
21の構成例を示す図である。
32 is a phase conjugate light generator (PC) 1 in FIG.
FIG. 21 is a diagram illustrating an example of the configuration of a first embodiment.

【図33】図13の位相共役光発生器の変形例を示す図
である。
FIG. 33 is a diagram showing a modification of the phase conjugate light generator of FIG. 13;

【図34】図4のDFBレーザダイオードの変形例を示
す図である。
FIG. 34 is a diagram showing a modification of the DFB laser diode of FIG. 4;

【図35】図10の位相共役光発生器の第1の変形例を
示す図である。
FIG. 35 is a diagram showing a first modification of the phase conjugate light generator of FIG. 10;

【図36】図35の光帯域阻止フィルタの透過率の波長
特性を示す図である。
36 is a diagram illustrating a wavelength characteristic of transmittance of the optical band rejection filter of FIG. 35;

【図37】図10の位相共役光発生器の第2の変形例を
示す図である。
FIG. 37 is a diagram showing a second modification of the phase conjugate light generator of FIG. 10;

【図38】図10の位相共役光発生器の第3の変形例を
示す図である。
FIG. 38 is a diagram showing a third modification of the phase conjugate light generator of FIG. 10;

【図39】図38における光帯域阻止フィルタの作用を
説明するための図である。
FIG. 39 is a diagram for explaining the operation of the optical band rejection filter in FIG. 38;

【図40】図15の位相共役光発生器の変形例を示す図
である。
FIG. 40 is a diagram showing a modification of the phase conjugate light generator of FIG.

【図41】本発明による偏波無依存位相共役光発生器の
実施形態を示す図である。
FIG. 41 is a diagram showing an embodiment of a polarization independent phase conjugate light generator according to the present invention.

【図42】図41の位相共役光発生器の変形例を示す図
である。
FIG. 42 is a diagram showing a modification of the phase conjugate light generator of FIG. 41.

【図43】高い変換効率及び広い変換帯域を有する位相
共役光発生器の実施形態を示す図である。
FIG. 43 is a diagram illustrating an embodiment of a phase conjugate light generator having high conversion efficiency and a wide conversion band.

【図44】高い変換効率及び広い変換帯域を有する位相
共役光発生器の他の実施形態を示す図である。
FIG. 44 is a diagram showing another embodiment of the phase conjugate light generator having a high conversion efficiency and a wide conversion band.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 DFBレーザダイオード 32,38,42 偏波ビームスプリッタ 34,36,44 1/2波長板 46 光サーキュレータ 1 DFB laser diode 32, 38, 42 Polarization beam splitter 34, 36, 44 1/2 wavelength plate 46 Optical circulator

Claims (63)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)信号光ビームを第1の偏波面を有
する第1の偏波成分と上記第1の偏波面に垂直な第2の
偏波面を有する第2の偏波成分とに偏波分離するステッ
プと、 (b)上記第1及び第2の偏波成分を分布帰還(DF
B)レーザダイオードに供給してそれぞれ上記第1及び
第2の偏波成分に対応する第1及び第2の位相共役光ビ
ームを発生させるステップと、 (c)上記第1及び第2の位相共役光ビームを偏波合成
するステップとを備えた方法。
(A) A signal light beam is converted into a first polarization component having a first polarization plane and a second polarization component having a second polarization plane perpendicular to the first polarization plane. (B) distributed feedback (DF) of the first and second polarization components.
B) supplying to a laser diode to generate first and second phase conjugate light beams corresponding to the first and second polarization components, respectively; and (c) the first and second phase conjugates. Polarization combining the light beam.
【請求項2】 請求項1に記載の方法であって、 上記ステップ(b)は、上記DFBレーザダイオードが
上記信号光ビームの波長と異なる波長を有するポンプ光
を発生するように上記DFBレーザダイオードに電流を
注入するステップを含み、それにより上記DFBレーザ
ダイオード内における上記ポンプ光に基づく四光波混合
によって上記第1及び第2の位相共役光ビームが発生す
る方法。
2. The method according to claim 1, wherein said step (b) comprises: said DFB laser diode such that said DFB laser diode generates pump light having a wavelength different from the wavelength of said signal light beam. Injecting a current into the DFB laser diode to generate the first and second phase conjugate light beams by four-wave mixing based on the pump light.
【請求項3】 請求項1に記載の方法であって、 上記DFBレーザダイオードはそれぞれ上記第1及び第
2の偏波成分を受ける第1及び第2のDFBレーザダイ
オードからなり、 上記ステップ(a)及び(c)はそれぞれ第1及び第2
の偏波ビームスプリッタによりなされる方法。
3. The method according to claim 1, wherein said DFB laser diode comprises first and second DFB laser diodes receiving said first and second polarization components, respectively. ) And (c) are the first and second
The method performed by the polarization beam splitter.
【請求項4】 請求項1に記載の方法であって、 上記DFBレーザダイオードはそれぞれ上記第1及び第
2の偏波成分を受ける第1及び第2の励振端を有してお
り、 上記第1及び第2の位相共役光ビームはそれぞれ上記第
2及び第1の励振端から出力され、 上記ステップ(a)及び(c)は共通の偏波ビームスプ
リッタによりなされる方法。
4. The method of claim 1, wherein said DFB laser diode has first and second excitation ends for receiving said first and second polarization components, respectively. A method wherein the first and second phase conjugate light beams are output from the second and first excitation ends, respectively, and wherein steps (a) and (c) are performed by a common polarization beam splitter.
【請求項5】 信号光ビームを第1の偏波面を有する第
1の偏波成分と上記第1の偏波面に垂直な第2の偏波面
を有する第2の偏波成分とに偏波分離するための手段
と、 上記第1及び第2の偏波成分を供給されそれぞれ該第1
及び第2の偏波成分に対応する第1及び第2の位相共役
光ビームを発生させる分布帰還(DFB)レーザダイオ
ードとを備えた装置。
5. The polarization separation of a signal light beam into a first polarization component having a first polarization plane and a second polarization component having a second polarization plane perpendicular to the first polarization plane. Means for supplying the first and second polarization components and receiving the first and second polarization components, respectively.
And a distributed feedback (DFB) laser diode for generating first and second phase conjugate light beams corresponding to the second polarization component.
【請求項6】 請求項5に記載の装置であって、 上記偏波分離するための手段は、上記信号光ビームを受
ける第1のポートと上記第1及び第2の偏波成分をそれ
ぞれ出力する第2及び第3のポートとを有する第1の偏
波ビームスプリッタを含み、 上記DFBレーザダイオードはそれぞれ上記第2及び第
3のポートに動作的に接続される第1及び第2のDFB
レーザダイオードからなり、 上記第1及び第2の位相共役光ビームはそれぞれ上記第
1及び第2のDFBレーザダイオードから出力され、 上記第1及び第2の位相共役光ビームを偏波合成する第
2の偏波ビームスプリッタを更に備えた装置。
6. The apparatus according to claim 5, wherein said polarization separating means outputs a first port for receiving said signal light beam and said first and second polarization components, respectively. A first polarization beam splitter having second and third ports, wherein the first and second DFB laser diodes are operatively connected to the second and third ports, respectively.
A laser diode, wherein the first and second phase conjugate light beams are output from the first and second DFB laser diodes, respectively, and a second polarization multiplexing of the first and second phase conjugate light beams is performed. An apparatus further comprising a polarization beam splitter according to (1).
【請求項7】 請求項6に記載の装置であって、 上記第1のDFBレーザダイオードは第3の偏波面を有
する第1のポンプ光を発生し、 上記第1の位相共役光ビームは上記第1のDFBレーザ
ダイオード内における上記第1の偏波成分及び上記第1
のポンプ光に基づく四光波混合により発生し、 上記第2のDFBレーザダイオードは第4の偏波面を有
する第2のポンプ光を発生し、 上記第2の位相共役光ビームは上記第2のDFBレーザ
ダイオード内における上記第2の偏波成分及び上記第2
のポンプ光に基づく四光波混合により発生し、 上記第1の偏波面と上記第3の偏波面とが一致し且つ上
記第2の偏波面と上記第4の偏波面とが一致するように
偏波面を90°回転させる手段を更に備えた装置。
7. The apparatus according to claim 6, wherein the first DFB laser diode generates a first pump light having a third plane of polarization, and wherein the first phase conjugate light beam is The first polarization component in the first DFB laser diode and the first polarization component;
The second DFB laser diode generates a second pump light having a fourth plane of polarization, and the second phase conjugate light beam generates the second DFB laser beam. The second polarization component in the laser diode and the second polarization component;
The first polarization plane and the third polarization plane are generated by four-wave mixing based on the pump light, and the polarization directions are set so that the second polarization plane and the fourth polarization plane coincide with each other. An apparatus further comprising means for rotating the wavefront by 90 °.
【請求項8】 請求項7に記載の装置であって、 上記回転させる手段は、上記第1の偏波ビームスプリッ
タ及び上記第2のDFBレーザダイオード間に動作的に
接続される第1の1/2波長板と、上記第1のDFBレ
ーザダイオード及び上記第2の偏波ビームスプリッタ間
に動作的に接続される第2の1/2波長板とを含む装
置。
8. The apparatus according to claim 7, wherein said means for rotating comprises a first one operatively connected between said first polarization beam splitter and said second DFB laser diode. A device comprising: a half-wave plate; and a second half-wave plate operatively connected between the first DFB laser diode and the second polarization beam splitter.
【請求項9】 請求項7に記載の装置であって、 上記回転させる手段は偏波面保存ファイバを含む装置。9. The apparatus according to claim 7, wherein said rotating means includes a polarization maintaining fiber. 【請求項10】 請求項6に記載の装置であって、 上記第1及び第2の偏波ビームスプリッタは共通の導波
路基板上に形成されている装置。
10. The apparatus according to claim 6, wherein said first and second polarization beam splitters are formed on a common waveguide substrate.
【請求項11】 請求項5に記載の装置であって、 上記偏波分離するための手段は第1乃至第4のポートを
有する偏波ビームスプリッタを含み、該第1のポートに
は上記信号光ビームが供給され、上記第1及び第3のポ
ート間並びに上記第2及び第4のポート間は上記第1の
偏波面により結合され、上記第1及び第2のポート間並
びに上記第3及び第4のポート間は上記第2の偏波面に
より結合され、 上記第1及び第2の偏波成分はそれぞれ上記第3及び第
2のポートから出力され、 上記DFBレーザダイオードは、上記第1及び第2の偏
波成分をそれぞれ受ける第1及び第2の励振端を有し、
第3の偏波面を有するポンプ光を発生し、 上記第1及び第2の位相共役光ビームはそれぞれ上記第
2及び第1の励振端から出力されてそれぞれ上記第2及
び第3のポートに供給され、 上記第1及び第2の偏波面が上記第3の偏波面に一致す
るように上記第1及び第2の偏波面のいずれか一方を9
0°回転させる手段を更に備えた装置。
11. The apparatus according to claim 5, wherein said means for polarization separation comprises a polarization beam splitter having first to fourth ports, said first port having said signal. A light beam is supplied and the first and third ports and the second and fourth ports are coupled by the first polarization plane, and the first and second ports are coupled to each other and the third and third ports are coupled to each other. The fourth port is coupled by the second polarization plane, the first and second polarization components are output from the third and second ports, respectively, and the DFB laser diode is connected to the first and second ports. A first excitation end receiving a second polarization component and a second excitation end receiving the second polarization component;
Generating pump light having a third polarization plane, wherein the first and second phase conjugate light beams are output from the second and first excitation ends, respectively, and supplied to the second and third ports, respectively. Then, one of the first and second polarization planes is set to 9 so that the first and second polarization planes coincide with the third polarization plane.
An apparatus further comprising means for rotating 0 °.
【請求項12】 請求項11に記載の装置であって、 上記回転させる手段は1/2波長板を含む装置。12. The apparatus according to claim 11, wherein said rotating means includes a half-wave plate. 【請求項13】 請求項11に記載の装置であって、 上記回転させる手段は偏波面保存ファイバを含む装置。13. The apparatus according to claim 11, wherein said rotating means comprises a polarization maintaining fiber. 【請求項14】 請求項11に記載の装置であって、 第5乃至第7のポートを有する光サーキュレータを更に
備え、 上記第5乃至第7のポートのいずれか1つは上記偏波ビ
ームスプリッタの第1のポートに接続され、 上記偏波ビームスプリッタの第4のポートは無反射終端
されている装置。
14. The apparatus according to claim 11, further comprising an optical circulator having fifth to seventh ports, wherein one of the fifth to seventh ports is the polarization beam splitter. And a fourth port of the polarization beam splitter is non-reflectively terminated.
【請求項15】 請求項11に記載の装置であって、 第5乃至第7のポートを有する第1の光サーキュレータ
と、 第8乃至第10のポートを有する第2の光サーキュレー
タとを更に備え、 上記第5乃至第7のポートのいずれか1つは上記偏波ビ
ームスプリッタの第1のポートに接続され、 上記第8乃至第10のポートのいずれか1つは上記偏波
ビームスプリッタの第4のポートに接続される装置。
15. The apparatus according to claim 11, further comprising: a first optical circulator having fifth to seventh ports; and a second optical circulator having eighth to tenth ports. One of the fifth to seventh ports is connected to a first port of the polarization beam splitter, and one of the eighth to tenth ports is connected to a first port of the polarization beam splitter. Device connected to port 4.
【請求項16】 請求項15に記載の装置であって、 上記DFBレーザダイオードにカスケード接続される第
2のDFBレーザダイオードを更に備え、該第2のDF
Bレーザダイオードは上記第3の偏波面に垂直な偏波面
を有する第2のポンプ光を発生する装置。
16. The apparatus of claim 15, further comprising a second DFB laser diode cascaded with said DFB laser diode, said second DFB laser diode being cascaded to said DFB laser diode.
The B laser diode is a device for generating a second pump light having a polarization plane perpendicular to the third polarization plane.
【請求項17】 請求項5に記載の装置であって、 上記DFBレーザダイオードがポンプ光を発生するよう
に上記DFBレーザダイオードに電流を注入する手段を
更に備え、 上記DFBレーザダイオード内における上記ポンプ光に
基づく四光波混合により上記第1及び第2の位相共役光
ビームが発生する装置。
17. The apparatus according to claim 5, further comprising means for injecting current into said DFB laser diode so that said DFB laser diode generates pump light, wherein said pump in said DFB laser diode is provided. An apparatus for generating the first and second phase conjugate light beams by light-based four-wave mixing.
【請求項18】 請求項17に記載の装置であって、 上記DFBレーザダイオードは、その実質的な中央部に
4分の1波長の位相シフト構造を有する回折格子と、上
記電流を注入するための電極とを有しており、 該電極は上記回折格子の方向に分割された複数の部分を
含む装置。
18. The device according to claim 17, wherein the DFB laser diode has a diffraction grating having a quarter-wave phase shift structure at a substantially central portion thereof, and the DFB laser diode is configured to inject the current. And an electrode including a plurality of portions divided in the direction of the diffraction grating.
【請求項19】 (a)分布帰還(DFB)レーザダイ
オードがポンプ光を発生するように上記DFBレーザダ
イオードに電流を注入するステップと、 (b)上記DFBレーザダイオードに信号光ビームを供
給し、上記DFBレーザダイオード内における上記信号
光ビーム及び上記ポンプ光に基づく四光波混合によって
位相共役光ビームを発生させるステップと、 (c)上記信号光ビーム、上記ポンプ光及び上記位相共
役光ビームを非線形光学媒質に供給して該非線形光学媒
質内における四光波混合によって上記位相共役光ビーム
のパワーを高めるステップとを備えた方法。
19. Injecting a current into the DFB laser diode so that the distributed feedback (DFB) laser diode generates pump light; and (b) supplying a signal light beam to the DFB laser diode. Generating a phase conjugate light beam by four-wave mixing based on the signal light beam and the pump light in the DFB laser diode; and (c) nonlinearly optics the signal light beam, the pump light, and the phase conjugate light beam. Feeding the medium to increase the power of the phase conjugate light beam by four-wave mixing in the nonlinear optical medium.
【請求項20】 信号光ビームが供給される分布帰還
(DFB)レーザダイオードと、 上記DFBレーザダイオードがポンプ光を発生するよう
に上記DFBレーザダイオードに電流を注入する手段
と、 上記DFBレーザダイオードに光学的に接続される非線
形光学媒質とを備え、 上記DFBレーザダイオード内における上記信号光ビー
ム及び上記ポンプ光に基づく四光波混合によって位相共
役光ビームが発生し、上記非線形光学媒質内における四
光波混合によって上記位相共役光ビームのパワーが高め
られる装置。
20. A distributed feedback (DFB) laser diode to which a signal light beam is supplied; means for injecting a current into the DFB laser diode so that the DFB laser diode generates pump light; A non-linear optical medium optically connected, a four-wave mixing based on the signal light beam and the pump light in the DFB laser diode generates a phase conjugate light beam, and a four-wave mixing in the non-linear optical medium. A device for increasing the power of the phase conjugate light beam.
【請求項21】 請求項20に記載の装置であって、 上記非線形光学媒質は半導体光アンプを含む装置。21. The apparatus according to claim 20, wherein said nonlinear optical medium includes a semiconductor optical amplifier. 【請求項22】 請求項20に記載の装置であって、 上記非線形光学媒質は光ファイバを含む装置。22. The apparatus according to claim 20, wherein said nonlinear optical medium includes an optical fiber. 【請求項23】 請求項22に記載の装置であって、 上記光ファイバは上記ポンプ光の波長に実質的に等しい
零分散波長を有している装置。
23. The apparatus according to claim 22, wherein the optical fiber has a zero dispersion wavelength substantially equal to a wavelength of the pump light.
【請求項24】 請求項22に記載の装置であって、 上記ポンプ光を周波数変調又は位相変調する手段を更に
備え、それにより上記光ファイバ内における誘導ブリユ
アン散乱が抑圧される装置。
24. The apparatus according to claim 22, further comprising means for frequency-modulating or phase-modulating the pump light, whereby stimulated Brillouin scattering in the optical fiber is suppressed.
【請求項25】 請求項22に記載の装置であって、 上記光ファイバは、該光ファイバが偏波面保存能力を有
する程度に該光ファイバの長さを短くするのに十分大き
な非線形係数を有している装置。
25. The apparatus according to claim 22, wherein the optical fiber has a nonlinear coefficient large enough to shorten the length of the optical fiber to such an extent that the optical fiber has a polarization plane preserving ability. Equipment.
【請求項26】 請求項25に記載の装置であって、 上記光ファイバはGeO2 がドープされたコアとフッ素
がドープされたクラッドとを含む装置。
26. The apparatus according to claim 25, wherein the optical fiber includes a GeO 2 -doped core and a fluorine-doped cladding.
【請求項27】 請求項25に記載の装置であって、 上記光ファイバはシングルモードファイバからなり、該
シングルモードファイバは伝送路として使用されるシン
グルモードファイバのモードフィールド径よりも小さな
モードフィールド径を有している装置。
27. The apparatus according to claim 25, wherein the optical fiber is a single mode fiber, and the single mode fiber has a mode field diameter smaller than that of a single mode fiber used as a transmission line. An apparatus having a.
【請求項28】 請求項20に記載の装置であって、 上記DFBレーザダイオードと上記非線形光学媒質との
間に動作的に接続される光増幅器を更に備えた装置。
28. The apparatus according to claim 20, further comprising an optical amplifier operatively connected between said DFB laser diode and said nonlinear optical medium.
【請求項29】 (a)第1の偏波面を有する第1の偏
波成分と該第1の偏波面に垂直な第2の偏波面を有する
第2の偏波成分とからなる信号光ビームを上記第1の偏
波面に対応する偏波面を有するポンプ光を発生させる第
1の分布帰還(DFB)レーザダイオードに供給して該
第1のDFBレーザダイオードにおける上記第1の偏波
成分及び上記第1のポンプ光に基づく四光波混合によっ
て上記第1の偏波面に対応する偏波面を有する第1の位
相共役光ビームを発生させるステップと、 (b)上記第1のDFBレーザダイオードから出力され
た上記第1の位相共役光ビームと上記第1のDFBレー
ザダイオードを透過した上記第2の偏波成分とを上記第
2の偏波面に対応する偏波面を有する第2のポンプ光を
発生させる第2の分布帰還(DFB)レーザダイオード
に供給して該第2のDFBレーザダイオード内における
上記第2の偏波成分及び上記第2のポンプ光に基づく四
光波混合によって上記第2の偏波面に対応する偏波面を
有する第2の位相共役光ビームを発生させるステップと
を備えた方法。
29. (a) A signal light beam comprising a first polarization component having a first polarization plane and a second polarization component having a second polarization plane perpendicular to the first polarization plane. Is supplied to a first distributed feedback (DFB) laser diode that generates pump light having a polarization plane corresponding to the first polarization plane, and the first polarization component in the first DFB laser diode and the first Generating a first phase conjugate light beam having a polarization plane corresponding to the first polarization plane by four-wave mixing based on the first pump light; and (b) outputting from the first DFB laser diode. The first phase conjugate light beam and the second polarization component transmitted through the first DFB laser diode are used to generate a second pump light having a polarization plane corresponding to the second polarization plane. The second distributed feedback (D B) having a polarization plane corresponding to the second polarization plane by four-wave mixing based on the second polarization component and the second pump light supplied to the laser diode in the second DFB laser diode; Generating a second phase conjugate light beam.
【請求項30】 第1の偏波面を有する第1のポンプ光
を発生する第1の分布帰還(DFB)レーザダイオード
と、 該第1のDFBレーザダイオードにカスケード接続され
上記第1の偏波面に垂直な第2の偏波面を有する第2の
ポンプ光を発生する第2の分布帰還(DFB)レーザダ
イオードとを備え、 上記第1及び第2の偏波面にそれぞれ対応する偏波面を
有する第1及び第2の偏波成分からなる信号光ビームが
上記第1のDFBレーザダイオードに供給されたときに
上記第1のDFBレーザダイオードでは上記第1の偏波
成分及び上記第1のポンプ光に基づく四光波混合によっ
て上記第1の偏波面に対応する偏波面を有する第1の位
相共役光ビームが発生し上記第2の偏波成分は上記第1
のDFBレーザダイオードを透過し上記第2のDFBレ
ーザダイオードでは上記第2の偏波成分及び上記第2の
ポンプ光に基づく四光波混合によって上記第2の偏波面
に対応する偏波面を有する第2の位相共役光ビームが発
生し上記第1の位相共役光ビームは上記第2のDFBレ
ーザダイオードを透過する装置。
30. A first distributed feedback (DFB) laser diode for generating a first pump light having a first plane of polarization, and cascaded to the first DFB laser diode and connected to the first plane of polarization. A second distributed feedback (DFB) laser diode for generating a second pump light having a second perpendicular polarization plane, the first having a polarization plane respectively corresponding to the first and second polarization planes. When the signal light beam including the second polarization component and the second polarization component is supplied to the first DFB laser diode, the first DFB laser diode is based on the first polarization component and the first pump light. Fourth wave mixing generates a first phase conjugate light beam having a polarization plane corresponding to the first polarization plane, and the second polarization component is converted to the first polarization conjugate light beam.
And the second DFB laser diode has a polarization plane corresponding to the second polarization plane by four-wave mixing based on the second polarization component and the second pump light. An apparatus for generating a phase conjugate light beam, wherein the first phase conjugate light beam passes through the second DFB laser diode.
【請求項31】 請求項30に記載の装置であって、 上記第1及び第2の偏波面を有する光に対して異なる損
失又は利得を与えるための偏波依存エレメントを更に備
え、該偏波依存エレメントは上記第1及び第2のDFB
レーザダイオードの各々における上記第1及び第2の偏
波面を有する光の透過率の違いを抑圧するように設けら
れている装置。
31. The apparatus of claim 30, further comprising a polarization dependent element for providing different losses or gains to the light having the first and second polarization planes. Dependent elements are the first and second DFB
An apparatus provided to suppress a difference in transmittance of light having the first and second polarization planes in each of the laser diodes.
【請求項32】 (a)分布帰還(DFB)レーザダイ
オードがポンプ光を発生するように該DFBレーザダイ
オードに電流を注入するステップと、 (b)上記DFBレーザダイオードに信号光ビームを供
給し、上記DFBレーザダイオード内における上記信号
光ビーム及び上記ポンプ光に基づく四光波混合によって
位相共役光ビームを発生させるステップと、 (c)上記DFBレーザダイオードから出力された上記
信号光ビーム、上記位相共役光ビーム及び上記ポンプ光
を、上記ポンプ光の波長を含む阻止帯域を有する光帯域
阻止フィルタに供給するステップとを備えた方法。
32. (a) injecting current into the distributed feedback (DFB) laser diode so that the laser diode generates pump light; and (b) supplying a signal light beam to the DFB laser diode. Generating a phase conjugate light beam by four-wave mixing based on the signal light beam and the pump light in the DFB laser diode; and (c) the signal light beam output from the DFB laser diode and the phase conjugate light. Supplying the beam and the pump light to an optical band stop filter having a stop band including the wavelength of the pump light.
【請求項33】 信号光ビームが供給される分布帰還
(DFB)レーザダイオードと、 上記DFBレーザダイオードがポンプ光を発生し該ポン
プ光及び上記信号光ビームに基づく四光波混合によって
上記DFBレーザダイオードが上記信号光ビームを位相
共役光ビームに変換するように上記DFBレーザダイオ
ードに電流を注入する手段と、 上記ポンプ光の波長を含む阻止帯域を有し、上記DFB
レーザダイオードから出力された上記信号光ビーム、上
記位相共役光ビーム及び上記ポンプ光が供給される光帯
域阻止フィルタとを備えた装置。
33. A distributed feedback (DFB) laser diode to which a signal light beam is supplied, wherein said DFB laser diode generates pump light, and said DFB laser diode is formed by four-wave mixing based on said pump light and said signal light beam. Means for injecting a current into the DFB laser diode so as to convert the signal light beam into a phase conjugate light beam, and a stop band including a wavelength of the pump light;
An apparatus comprising: an optical band stop filter to which the signal light beam output from the laser diode, the phase conjugate light beam, and the pump light are supplied.
【請求項34】 請求項33に記載の装置であって、 上記光帯域阻止フィルタはファイバグレーティングから
なる装置。
34. The apparatus according to claim 33, wherein the optical band stop filter comprises a fiber grating.
【請求項35】 (a)予め定められた波長を含む阻止
帯域を有する光帯域阻止フィルタに信号光ビームを供給
するステップと、 (b)上記光帯域阻止フィルタから出力された上記信号
光ビームを位相共役光発生器に供給し、上記予め定めら
れた波長に実質的に等しい波長を有する位相共役光ビー
ムを発生させるステップとを備えた方法。
35. (a) supplying a signal light beam to an optical band stop filter having a stop band including a predetermined wavelength; and (b) applying the signal light beam output from the optical band stop filter. Providing a phase conjugate light generator and generating a phase conjugate light beam having a wavelength substantially equal to said predetermined wavelength.
【請求項36】 予め定められた波長を含む阻止帯域を
有し、信号光ビームが供給される光帯域阻止フィルタ
と、 上記光帯域阻止フィルタから出力された上記信号光ビー
ムが供給され、上記予め定められた波長に実質的に等し
い波長を有する位相共役光ビームを四光波混合により発
生させる位相共役光発生器とを備えた装置。
36. An optical band stop filter having a stop band including a predetermined wavelength, to which a signal light beam is supplied, and the signal light beam output from the optical band stop filter is supplied, and A phase conjugate light generator for generating a phase conjugate light beam having a wavelength substantially equal to the determined wavelength by four-wave mixing.
【請求項37】 請求項36に記載の装置であって、 上記位相共役光発生器は、上記信号光ビームが供給され
る分布帰還(DFB)レーザダイオードと、該DFBレ
ーザダイオードがポンプ光を発生するように該DFBレ
ーザダイオードに電流を注入する手段とを含む装置。
37. The apparatus according to claim 36, wherein the phase conjugate light generator includes a distributed feedback (DFB) laser diode to which the signal light beam is supplied, and the DFB laser diode generates pump light. Means for injecting a current into the DFB laser diode so as to perform the operation.
【請求項38】 請求項36に記載の装置であって、 上記位相共役光発生器は、ポンプ光を出力するポンプ光
源と、上記信号光ビームが供給される非線形光学媒質
と、上記ポンプ光が上記非線形光学媒質に供給されるよ
うに上記ポンプ光源と上記非線形光学媒質とを光学的に
接続するための手段とを含む装置。
38. The apparatus according to claim 36, wherein the phase conjugate light generator includes a pump light source that outputs a pump light, a nonlinear optical medium to which the signal light beam is supplied, and the pump light. Means for optically connecting the pump light source and the nonlinear optical medium so as to be supplied to the nonlinear optical medium.
【請求項39】 請求項36に記載の装置であって、 上記光帯域阻止フィルタはファイバグレーティングから
なる装置。
39. The apparatus according to claim 36, wherein the optical band stop filter comprises a fiber grating.
【請求項40】 (a)第1の非線形光学媒質に信号光
ビームを供給するステップと、 (b)ポンプ光を用いた四光波混合に基づいて上記第1
の非線形光学媒質内において位相共役光ビームを発生さ
せるステップと、 (c)上記第1の非線形光学媒質から出力された上記信
号光ビーム、上記位相共役光ビーム及び上記ポンプ光を
第2の非線形光学媒質に供給するステップとを備えた方
法。
40. (a) a step of supplying a signal light beam to a first nonlinear optical medium; and (b) the first light beam based on four-wave mixing using pump light.
Generating a phase conjugate light beam in the nonlinear optical medium of (c), and (c) converting the signal light beam, the phase conjugate light beam, and the pump light output from the first nonlinear optical medium to a second nonlinear optical medium. Supplying the medium.
【請求項41】 信号光ビームを供給されてポンプ光を
用いた四光波混合に基づいて位相共役光ビームを発生さ
せる第1の非線形光学媒質と、 該第1の非線形光学媒質にカスケード接続され上記第1
の非線形光学媒質から出力された上記信号光ビーム、上
記位相共役光ビーム及び上記ポンプ光が供給される第2
の非線形光学媒質とを備えた装置。
41. A first nonlinear optical medium which is supplied with a signal light beam and generates a phase conjugate light beam based on four-wave mixing using pump light, and a cascade-connected to the first nonlinear optical medium, First
The signal light beam, the phase conjugate light beam, and the pump light output from the nonlinear optical medium
A device comprising: a non-linear optical medium;
【請求項42】 請求項41に記載の装置であって、 上記第1の非線形光学媒質は第1の変換帯域を提供する
ための半導体チップからなり、上記第2の非線形光学媒
質は上記第1の変換帯域よりも広い第2の変換帯域を提
供するための光ファイバからなる装置。
42. The apparatus according to claim 41, wherein said first nonlinear optical medium comprises a semiconductor chip for providing a first conversion band, and said second nonlinear optical medium comprises said first nonlinear optical medium. An apparatus comprising an optical fiber for providing a second conversion band wider than the conversion band.
【請求項43】 請求項42に記載の装置であって、 上記半導体チップは半導体光増幅器によって提供され、
該半導体光増幅器に上記ポンプ光を供給するためのポン
プ光源を更に備えた装置。
43. The apparatus according to claim 42, wherein the semiconductor chip is provided by a semiconductor optical amplifier,
An apparatus further comprising a pump light source for supplying the pump light to the semiconductor optical amplifier.
【請求項44】 請求項42に記載の装置であって、 上記半導体チップは分布帰還(DFB)レーザダイオー
ドによって提供され、該DFBレーザダイオードが上記
ポンプ光を発生するように該DFBレーザダイオードに
電流を注入する手段を更に備えた装置。
44. The apparatus according to claim 42, wherein the semiconductor chip is provided by a distributed feedback (DFB) laser diode, and a current is applied to the DFB laser diode such that the DFB laser diode generates the pump light. Further comprising a means for injecting.
【請求項45】 請求項42に記載の装置であって、 上記光ファイバは上記ポンプ光の波長に実質的に等しい
零分散波長を有している装置。
45. The apparatus according to claim 42, wherein the optical fiber has a zero dispersion wavelength substantially equal to a wavelength of the pump light.
【請求項46】 請求項42に記載の装置であって、 上記位相共役光ビームのパワーがより高くなるように上
記ポンプ光の波長を制御するためのフィードバックルー
プを更に備えた装置。
46. The apparatus according to claim 42, further comprising a feedback loop for controlling the wavelength of the pump light so that the power of the phase conjugate light beam is higher.
【請求項47】 (a)半導体非線形光学媒質に信号光
ビームを供給するステップと、 (b)ポンプ光を用いた四光波混合に基づいて上記半導
体非線形光学媒質内において位相共役光ビームを発生さ
せるステップと、 (c)上記信号光ビームの波長を上記ポンプ光の波長よ
りも長くなるように設定するステップとを備えた方法。
47. (a) supplying a signal light beam to a semiconductor nonlinear optical medium; and (b) generating a phase conjugate light beam in the semiconductor nonlinear optical medium based on four-wave mixing using pump light. And (c) setting the wavelength of the signal light beam to be longer than the wavelength of the pump light.
【請求項48】 信号光ビームが供給される半導体非線
形光学媒質と、 上記信号光ビームの波長よりも短い波長を有するポンプ
光を用いた四光波混合に基づいて上記半導体非線形光学
媒質が位相共役光ビームを発生させるように該半導体非
線形光学媒質をポンピングする手段とを備えた装置。
48. A semiconductor nonlinear optical medium to which a signal light beam is supplied and a phase conjugate light based on four-wave mixing using pump light having a wavelength shorter than the wavelength of the signal light beam. Means for pumping the semiconductor nonlinear optical medium to generate a beam.
【請求項49】 請求項48に記載の装置であって、 上記半導体非線形光学媒質は半導体光増幅器によって提
供され、上記ポンピングする手段は上記ポンプ光を上記
半導体光増幅器に供給するためのポンプ光源を含む装
置。
49. The apparatus according to claim 48, wherein said semiconductor nonlinear optical medium is provided by a semiconductor optical amplifier, and said pumping means comprises a pump light source for supplying said pump light to said semiconductor optical amplifier. Including equipment.
【請求項50】 請求項48に記載の装置であって、 上記半導体非線形光学媒質は分布帰還(DFB)レーザ
ダイオードによって提供され、上記ポンピングする手段
は上記DFBレーザダイオードが上記ポンプ光を発生す
るように該DFBレーザダイオードに電流を注入する手
段を含む装置。
50. The apparatus according to claim 48, wherein said semiconductor nonlinear optical medium is provided by a distributed feedback (DFB) laser diode, and said pumping means is such that said DFB laser diode generates said pump light. And means for injecting current into said DFB laser diode.
【請求項51】 信号光ビームを伝送するための第1の
光ファイバと、 上記信号光ビームを位相共役光ビームに変換するための
位相共役光発生器と、 上記位相共役光ビームを伝送するための第2の光ファイ
バとを備え、 上記位相共役光発生器は、請求項5乃至18,20乃至
28,30,31,33,34,36乃至39,41乃
至46,48乃至50の何れかに記載された装置を含む
システム。
51. A first optical fiber for transmitting a signal light beam, a phase conjugate light generator for converting the signal light beam into a phase conjugate light beam, and for transmitting the phase conjugate light beam The phase conjugate light generator according to any one of claims 5 to 18, 20 to 28, 30, 31, 33, 34, 36 to 39, 41 to 46, and 48 to 50. A system comprising the device described in.
【請求項52】 請求項51に記載のシステムであっ
て、 上記第1及び第2の光ファイバが仮想的にそれぞれ同数
の区間に分割されたときに、上記位相共役光発生器から
数えて対応する2つの区間の波長分散の平均値及び区間
長の積は実質的に一致すると共に、当該2つの区間にお
ける光パワーの平均値、非線形係数の平均値及び区間長
の積は実質的に一致するシステム。
52. The system according to claim 51, wherein when the first and second optical fibers are virtually divided into the same number of sections, respectively, counting from the phase conjugate light generator. The product of the average value of the chromatic dispersion and the product of the section lengths of the two sections substantially match, and the product of the average value of the optical power, the average value of the nonlinear coefficient, and the section length of the two sections substantially match system.
【請求項53】 請求項51に記載のシステムであっ
て、 上記位相共役光発生器からの波長分散の累積値が等しい
上記第1及び第2の光ファイバの2点の各々における光
パワー及び非線形係数の積と波長分散との比が実質的に
一致するシステム。
53. The system according to claim 51, wherein the optical power and the nonlinearity at each of the two points of the first and second optical fibers having the same cumulative chromatic dispersion from the phase conjugate light generator. A system in which the ratio between the product of the coefficients and the chromatic dispersion is substantially equal.
【請求項54】 請求項51に記載のシステムであっ
て、 上記位相共役光発生器からの光パワー及び非線形係数の
積の累積値が等しい上記第1及び第2の光ファイバの2
点の各々における光パワー及び非線形係数の積と波長分
散との比が実質的に一致するシステム。
54. The system according to claim 51, wherein the accumulated value of the product of the optical power and the nonlinear coefficient from the phase conjugate light generator is equal to each other.
A system wherein the ratio of the product of the optical power and the non-linear coefficient at each of the points to the chromatic dispersion is substantially identical.
【請求項55】 請求項51に記載のシステムであっ
て、 上記第1の光ファイバの波長分散の平均値及び長さの積
は上記第2の光ファイバの波長分散の平均値及び長さの
積に実質的に一致するシステム。
55. The system according to claim 51, wherein the product of the average value and the length of the chromatic dispersion of the first optical fiber is the product of the average value and the length of the chromatic dispersion of the second optical fiber. A system that substantially matches the product.
【請求項56】 請求項55に記載のシステムであっ
て、 上記第1の光ファイバにおける光パワーの平均値及び非
線形係数の平均値並びに上記第1の光ファイバの長さの
積は上記第2の光ファイバにおける光パワーの平均値及
び非線形係数の平均値並びに上記第2の光ファイバの長
さの積に実質的に一致するシステム。
56. The system according to claim 55, wherein the product of the average value of the optical power and the average value of the nonlinear coefficient in the first optical fiber and the length of the first optical fiber is the second optical fiber. A system substantially corresponding to the product of the average value of the optical power and the average value of the non-linear coefficient in the optical fiber and the length of the second optical fiber.
【請求項57】 光学的に接続された複数のユニットを
備え、 上記複数のユニットの各々は請求項51乃至56のいず
れかに記載されたシステムを含むシステム。
57. A system comprising a plurality of optically connected units, each of said plurality of units including the system of any of claims 51-56.
【請求項58】 光学的に接続された複数のユニット
と、該複数のユニットの接続点に設けられた少なくとも
1つの光信号挿入分岐装置とを備え、 上記複数のユニットの各々は、 信号光を伝送するための第1の光ファイバと、 上記信号光を位相共役光に変換するための手段と、 上記位相共役光を伝送するための第2の光ファイバとを
備えており、 上記第1の光ファイバにおける波長分散及び光カー効果
が上記第2の光ファイバにおける波長分散及び光カー効
果によって補償されるシステム。
58. A system comprising: a plurality of optically connected units; and at least one optical signal insertion / branching device provided at a connection point between the plurality of units, wherein each of the plurality of units transmits a signal light. A first optical fiber for transmitting, a means for converting the signal light into a phase conjugate light, and a second optical fiber for transmitting the phase conjugate light; A system wherein chromatic dispersion and optical Kerr effect in an optical fiber are compensated by chromatic dispersion and optical Kerr effect in the second optical fiber.
【請求項59】 請求項41に記載の装置であって、 上記第1の非線形光学媒質は半導体チップからなり、上
記第2の非線形光学媒質は光ファイバからなる装置。
59. The apparatus according to claim 41, wherein said first nonlinear optical medium comprises a semiconductor chip, and said second nonlinear optical medium comprises an optical fiber.
【請求項60】 位相共役光を発生するための非線形光
学媒質として光ファイバを有する装置を製造するための
方法であって、 (a)光ファイバを切断して複数の区間に分割するステ
ップと、 (b)非縮退四光波混合による変換帯域が拡大されるよ
うに上記複数の区間を並べ替えて繋ぎ合わせるステップ
とを含む方法。
60. A method for manufacturing a device having an optical fiber as a non-linear optical medium for generating phase conjugate light, comprising: (a) cutting the optical fiber and dividing the optical fiber into a plurality of sections; (B) rearranging and joining the plurality of sections so that a conversion band by non-degenerate four-wave mixing is expanded.
【請求項61】 請求項60に記載の方法であって、 上記ステップ(b)は上記複数の区間の各々の分散値を
測定するステップを含み、 上記光ファイバにポンプ光を入力するときの入力端に近
い側に比較的分散値の小さい区間が配置されるように上
記複数の区間が並び替えられる方法。
61. The method according to claim 60, wherein the step (b) includes a step of measuring a dispersion value of each of the plurality of sections, and an input when pump light is input to the optical fiber. A method in which the plurality of sections are rearranged such that a section having a relatively small variance value is arranged on a side closer to an end.
【請求項62】 請求項61に記載の方法であって、 上記複数の区間の少なくとも一部は分散値の正負が交互
になるように繋ぎ合わされる方法。
62. The method according to claim 61, wherein at least some of the plurality of sections are joined such that the variance values are alternately positive and negative.
【請求項63】 位相共役光を発生するための非線形光
学媒質として光ファイバを有する装置を製造するための
方法であって、 (a)光ファイバを切断して複数の区間に分割するステ
ップと、 (b)上記複数の区間の各々の分散値を測定するステッ
プと、 (c)非縮退四光波混合による所要の変換帯域を得るの
に十分小さい分散値を有する区間だけを選んで繋ぎ合わ
せるステップとを含む方法。
63. A method for manufacturing a device having an optical fiber as a non-linear optical medium for generating phase conjugate light, comprising: (a) cutting the optical fiber to divide it into a plurality of sections; (B) measuring a variance value of each of the plurality of sections; and (c) selecting and joining only sections having a variance value small enough to obtain a required conversion band by non-degenerate four-wave mixing. A method that includes
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