JPH0561078A - 光周波数変換方法 - Google Patents
光周波数変換方法Info
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- JPH0561078A JPH0561078A JP383992A JP383992A JPH0561078A JP H0561078 A JPH0561078 A JP H0561078A JP 383992 A JP383992 A JP 383992A JP 383992 A JP383992 A JP 383992A JP H0561078 A JPH0561078 A JP H0561078A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 偏波依存性のない光周波数変換を可能とす
る。 【構成】 ３次の光非線形媒質１０に対し、任意の偏波
状態をもつ周波数ｆs の信号光Ｓと偏波の直交する２つ
の直線偏波光Ｐx ，Ｐy からなるポンプ光Ｐ(x,y) を入
力させることにより、信号光Ｓと同一偏波状態のポンプ
光成分により、周波数変換光を生じさせる。
る。 【構成】 ３次の光非線形媒質１０に対し、任意の偏波
状態をもつ周波数ｆs の信号光Ｓと偏波の直交する２つ
の直線偏波光Ｐx ，Ｐy からなるポンプ光Ｐ(x,y) を入
力させることにより、信号光Ｓと同一偏波状態のポンプ
光成分により、周波数変換光を生じさせる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ある光周波数の信号光
を別の周波数の光に変換する光周波数変換方法に関する
ものである。
を別の周波数の光に変換する光周波数変換方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、光周波数変換方法としては、
２次あるいは３次の光非線形性を利用する方法や、半導
体光増幅器を利用する方法が知られている。ここで、３
次の光非線形性および半導体光増幅器を利用する２つの
光周波数変換方法について説明する。
２次あるいは３次の光非線形性を利用する方法や、半導
体光増幅器を利用する方法が知られている。ここで、３
次の光非線形性および半導体光増幅器を利用する２つの
光周波数変換方法について説明する。
【０００３】まず、３次の光非線形性を用いる光周波数
変換方法について説明する。
変換方法について説明する。
【０００４】光非線形媒質に光を入射したときに生じる
分極Ｐは、一般に次の(1) 式のように表される。
分極Ｐは、一般に次の(1) 式のように表される。
【０００５】 Ｐ＝ｘ1 Ｅ＋ｘ2 ＥＥ＋ｘ3 ＥＥＥ＋…… …(1) ここで、Ｅは光電場、ｘは媒質によって決まる定数であ
る。分極および光電場は２つの偏波成分を持つので、光
電場Ｅ，分極Ｐは一般にはベクトル量であり、ｘはテン
ソル量である。この光非線形媒質に周波数ｆs の信号光
と周波数ｆp のポンプ光を入力する。この時、光電場Ｅ
は次の(2) 式のように表される。
る。分極および光電場は２つの偏波成分を持つので、光
電場Ｅ，分極Ｐは一般にはベクトル量であり、ｘはテン
ソル量である。この光非線形媒質に周波数ｆs の信号光
と周波数ｆp のポンプ光を入力する。この時、光電場Ｅ
は次の(2) 式のように表される。
【０００６】 Ｅ＝Ｅp ｅｘｐ（ｉ２πｆp ｔ）＋Ｅs ｅｘｐ（ｉ２πｆs ｔ）＋c.c.…(2) この(2) 式を上記(1) 式に代入すると、第２項，第３項
よりいろいろな周波数成分の分極が生じることが分か
る。例えば第３項より、 Ｐ＝ｘ3 Ｅp Ｅp Ｅs ＊ｅｘｐ｛ｉ２π（２ｆp −ｆs ）ｔ｝＋c.c. …(3) という分極波が生じる。但し、＊は複素共役を表す。こ
の分極成分より、周波数（２ｆp −ｆs ）の光が生じ
る。ここでポンプ光を無変調光とすると、この周波数光
は、周波数ｆs の信号光と同じ変調信号を有する。従っ
て、この過程により周波数ｆs から周波数（２ｆp −ｆ
s ）への周波数変換が可能となる。
よりいろいろな周波数成分の分極が生じることが分か
る。例えば第３項より、 Ｐ＝ｘ3 Ｅp Ｅp Ｅs ＊ｅｘｐ｛ｉ２π（２ｆp −ｆs ）ｔ｝＋c.c. …(3) という分極波が生じる。但し、＊は複素共役を表す。こ
の分極成分より、周波数（２ｆp −ｆs ）の光が生じ
る。ここでポンプ光を無変調光とすると、この周波数光
は、周波数ｆs の信号光と同じ変調信号を有する。従っ
て、この過程により周波数ｆs から周波数（２ｆp −ｆ
s ）への周波数変換が可能となる。
【０００７】次に、半導体光増幅器を利用する光周波数
変換方法について説明する。
変換方法について説明する。
【０００８】半導体光増幅器に周波数ｆs の信号光と周
波数ｆp1の第１のポンプ光を入力する。すると両者を合
わせた光強度は、干渉効果によりその差周波数（ｆp1−
ｆs ）でビート振動を起こす。
波数ｆp1の第１のポンプ光を入力する。すると両者を合
わせた光強度は、干渉効果によりその差周波数（ｆp1−
ｆs ）でビート振動を起こす。
【０００９】ところで、半導体光増幅器内の電子キャリ
ア数は、光強度に応じて変化する。従って、ビート周波
数が電子キャリア数が応答できる周波数であれば、電子
キャリア数も周波数（ｆp1−ｆs ）で振動することにな
る。電子キャリア数が振動するとそれに伴って媒質の屈
折率が変調され、これにより入力光に対して位相変調が
かかることになる。
ア数は、光強度に応じて変化する。従って、ビート周波
数が電子キャリア数が応答できる周波数であれば、電子
キャリア数も周波数（ｆp1−ｆs ）で振動することにな
る。電子キャリア数が振動するとそれに伴って媒質の屈
折率が変調され、これにより入力光に対して位相変調が
かかることになる。
【００１０】ここで、上記２つの周波数光に加えて、周
波数ｆp2の第２のポンプ光を入力する。この第２のポン
プ光に周波数（ｆp1−ｆs ）の位相変調がかかると、ｆ
p2±（ｆp1−ｆs ）の周波数位置に変調側帯波が生じ
る。いま、２つのポンプ光が無変調光であると、この変
調側帯波は周波数ｆs の信号光と同じ変調信号を有す
る。従って、この過程により周波数ｆs から周波数｛ｆ
p2±（ｆp1−ｆs ）｝への周波数変換が可能となる。
波数ｆp2の第２のポンプ光を入力する。この第２のポン
プ光に周波数（ｆp1−ｆs ）の位相変調がかかると、ｆ
p2±（ｆp1−ｆs ）の周波数位置に変調側帯波が生じ
る。いま、２つのポンプ光が無変調光であると、この変
調側帯波は周波数ｆs の信号光と同じ変調信号を有す
る。従って、この過程により周波数ｆs から周波数｛ｆ
p2±（ｆp1−ｆs ）｝への周波数変換が可能となる。
【００１１】なお、以上の説明では２つのポンプ光は別
の周波数光としたが、１つの周波数光で両者の機能を兼
ねさせてもよい。
の周波数光としたが、１つの周波数光で両者の機能を兼
ねさせてもよい。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た２つの方法においては、その周波数変換過程におい
て、偏波依存性が存在するという欠点がある。
た２つの方法においては、その周波数変換過程におい
て、偏波依存性が存在するという欠点がある。
【００１３】前者の３次の光非線形性を利用する光周波
数変換方法の場合、前述のようにｘ3 はテンソル量であ
り、そのテンソル成分の値は一様ではない。従って、信
号光およびポンプ光の偏波状態によって光電場Ｅ，分極
Ｐのベクトル成分が異なると、これに従い発生する非線
形分極の大きさも異なってくる。すなわち、周波数変換
効率は、入力偏波状態に依存することになる。
数変換方法の場合、前述のようにｘ3 はテンソル量であ
り、そのテンソル成分の値は一様ではない。従って、信
号光およびポンプ光の偏波状態によって光電場Ｅ，分極
Ｐのベクトル成分が異なると、これに従い発生する非線
形分極の大きさも異なってくる。すなわち、周波数変換
効率は、入力偏波状態に依存することになる。
【００１４】このような偏波依存性が存在する光周波数
変換方法は、信号光の偏波状態が固定された状況にしか
使えないことになり、その適用範囲は限定されたものと
なる。
変換方法は、信号光の偏波状態が固定された状況にしか
使えないことになり、その適用範囲は限定されたものと
なる。
【００１５】同様に、後者の半導体光増幅器による光周
波数変換方法においても、偏波依存性が存在する。すな
わち、この光周波数変換方法は、信号光と第１のポンプ
光とが干渉効果によりビート振動を起こすことがもとに
なっているが、干渉効果を生じさせるのは２つの光波の
同一偏波成分同士であるので、信号光と第１のポンプ光
が同一偏波状態のときに周波数変換が可能となる。この
２つの光波が直交偏波関係にあるときには、周波数変換
光は生じない。従って、この光周波数変換方法も信号光
の偏波状態が固定された状況にしか使えないことにな
り、その適用範囲は限定されたものとなる。
波数変換方法においても、偏波依存性が存在する。すな
わち、この光周波数変換方法は、信号光と第１のポンプ
光とが干渉効果によりビート振動を起こすことがもとに
なっているが、干渉効果を生じさせるのは２つの光波の
同一偏波成分同士であるので、信号光と第１のポンプ光
が同一偏波状態のときに周波数変換が可能となる。この
２つの光波が直交偏波関係にあるときには、周波数変換
光は生じない。従って、この光周波数変換方法も信号光
の偏波状態が固定された状況にしか使えないことにな
り、その適用範囲は限定されたものとなる。
【００１６】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、偏波依存性のない光周波数変換
を可能とする光周波数変換方法を提供することにある。
のであり、その目的は、偏波依存性のない光周波数変換
を可能とする光周波数変換方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１では、３次の光非線形を有する媒質に対
し、周波数ｆs の信号光と周波数ｆpのポンプ光を入力
することにより、周波数（２ｆp −ｆs ）の光を発生さ
せる光周波数変換方法において、ポンプ光として偏波の
直交する２つの光を用いるようにした。
め、請求項１では、３次の光非線形を有する媒質に対
し、周波数ｆs の信号光と周波数ｆpのポンプ光を入力
することにより、周波数（２ｆp −ｆs ）の光を発生さ
せる光周波数変換方法において、ポンプ光として偏波の
直交する２つの光を用いるようにした。
【００１８】また、請求項２では、請求項１記載の光周
波数変換方法において、３次の光非線形を有する媒質と
して複屈折性を有する媒質を用いるとともに、２つのポ
ンプ光の偏光方向と前記媒質の直交する２つの主軸方向
とがそれぞれ合致するように構成した。
波数変換方法において、３次の光非線形を有する媒質と
して複屈折性を有する媒質を用いるとともに、２つのポ
ンプ光の偏光方向と前記媒質の直交する２つの主軸方向
とがそれぞれ合致するように構成した。
【００１９】また、請求項３では、半導体光増幅器に対
し、周波数ｆs の信号光と周波数ｆp1とｆp2の２つのポ
ンプ光を入力することにより、周波数｛ｆp2±（ｆp1−
ｆs ）｝の光を発生させる光周波数変換方法において、
周波数ｆp1のポンプ光として偏波の直交する２つの光を
用いるようにした。
し、周波数ｆs の信号光と周波数ｆp1とｆp2の２つのポ
ンプ光を入力することにより、周波数｛ｆp2±（ｆp1−
ｆs ）｝の光を発生させる光周波数変換方法において、
周波数ｆp1のポンプ光として偏波の直交する２つの光を
用いるようにした。
【００２０】
【作用】請求項１によれば、３次の光非線形媒質に対
し、任意の偏波状態をもつ周波数ｆs の信号光と偏波の
直交する２つの光からなるポンプ光が入力される。これ
により、信号光と同一偏波状態のポンプ光成分により、
周波数変換光が生じる。従って、発生する周波数変換光
は常に一定となる。
し、任意の偏波状態をもつ周波数ｆs の信号光と偏波の
直交する２つの光からなるポンプ光が入力される。これ
により、信号光と同一偏波状態のポンプ光成分により、
周波数変換光が生じる。従って、発生する周波数変換光
は常に一定となる。
【００２１】また、請求項２によれば、複屈折性を有す
る３次の光非線形媒質に対し、任意の偏波状態をもつ周
波数ｆs の信号光が入力され、また、偏波の直交する２
つのポンプ光がそれぞれ直交する２つの主軸方向と合致
するように入力される。これにより、２つの主軸方向の
偏波成分に分かれた信号光と同一偏波状態のポンプ光成
分とにより、周波数変換光が生じる。従って、発生する
周波数変換光は常に一定となる。
る３次の光非線形媒質に対し、任意の偏波状態をもつ周
波数ｆs の信号光が入力され、また、偏波の直交する２
つのポンプ光がそれぞれ直交する２つの主軸方向と合致
するように入力される。これにより、２つの主軸方向の
偏波成分に分かれた信号光と同一偏波状態のポンプ光成
分とにより、周波数変換光が生じる。従って、発生する
周波数変換光は常に一定となる。
【００２２】また、請求項３によれば、半導体光増幅器
に対し、任意の偏波状態をもつ周波数ｆs の信号光と周
波数ｆp1で、偏波が互いに直交する２つの光からなる第
１のポンプ光が入力される。これにより、周波数ｆs の
信号光Ｓと周波数ｆp1の第１のポンプ光の両者を合わせ
た光強度は、干渉効果によりその差周波数（ｆp1−
ｆs ）でビート振動を起こす。
に対し、任意の偏波状態をもつ周波数ｆs の信号光と周
波数ｆp1で、偏波が互いに直交する２つの光からなる第
１のポンプ光が入力される。これにより、周波数ｆs の
信号光Ｓと周波数ｆp1の第１のポンプ光の両者を合わせ
た光強度は、干渉効果によりその差周波数（ｆp1−
ｆs ）でビート振動を起こす。
【００２３】このとき、第１のポンプ光を、偏波が互い
に直交する２つの光により構成しているため、信号光と
同一偏波成分の振幅が常に一定となる。これにより、信
号光と第１のポンプ光とのビート振動は常に一定とな
る。
に直交する２つの光により構成しているため、信号光と
同一偏波成分の振幅が常に一定となる。これにより、信
号光と第１のポンプ光とのビート振動は常に一定とな
る。
【００２４】このビート振動により、半導体光増幅器内
の電子キャリア数も周波数（ｆp1−ｆs ）で振動するこ
とになる。電子キャリア数が振動すると、それに伴って
媒質の屈折率が変調され、これにより入力光に対して位
相変調がかかる。
の電子キャリア数も周波数（ｆp1−ｆs ）で振動するこ
とになる。電子キャリア数が振動すると、それに伴って
媒質の屈折率が変調され、これにより入力光に対して位
相変調がかかる。
【００２５】ここで、信号光，第１のポンプ光の２つの
周波数光に加えて、周波数ｆp2の第２のポンプ光Ｐ2
が、半導体光増幅器へ入力される。この第２のポンプ光
に周波数（ｆp1−ｆs ）の位相変調がかかると、ｆp2±
（ｆp1−ｆs ）の周波数位置に変調側帯波が生じる。い
ま、第１および第２のポンプ光が無変調光であると、こ
の変調側帯波は、周波数ｆs の信号光と同じ変調信号を
有する。従って、この過程により周波数ｆs から周波数
｛ｆp2±（ｆp1−ｆs ）｝への偏波依存性のない周波数
変換が可能となる。
周波数光に加えて、周波数ｆp2の第２のポンプ光Ｐ2
が、半導体光増幅器へ入力される。この第２のポンプ光
に周波数（ｆp1−ｆs ）の位相変調がかかると、ｆp2±
（ｆp1−ｆs ）の周波数位置に変調側帯波が生じる。い
ま、第１および第２のポンプ光が無変調光であると、こ
の変調側帯波は、周波数ｆs の信号光と同じ変調信号を
有する。従って、この過程により周波数ｆs から周波数
｛ｆp2±（ｆp1−ｆs ）｝への偏波依存性のない周波数
変換が可能となる。
【００２６】
【実施例１】図１は、本発明に係る３次の光非線形性を
利用した光周波数変換方法を説明するための図である。
利用した光周波数変換方法を説明するための図である。
【００２７】図１において、１０は偏波保持光ファイバ
などの複屈折性を有する３次の光非線形媒質、１１は偏
波ビームスプリッタ、１２はハーフミラー、Ｓは周波数
ｆs の信号光、Ｐx は周波数ｆp の直線偏波光からなる
ポンプ光、Ｐy はポンプ光Ｐx と偏波方向が互いに直交
し、かつ、周波数およびパワーが同一に設定された直線
偏波光からなるポンプ光である。
などの複屈折性を有する３次の光非線形媒質、１１は偏
波ビームスプリッタ、１２はハーフミラー、Ｓは周波数
ｆs の信号光、Ｐx は周波数ｆp の直線偏波光からなる
ポンプ光、Ｐy はポンプ光Ｐx と偏波方向が互いに直交
し、かつ、周波数およびパワーが同一に設定された直線
偏波光からなるポンプ光である。
【００２８】偏波ビームスプリッタ１１は、別々の入力
端から入力された２つの直交する直線偏波光であるポン
プ光Ｐx とＰy を、直交偏波状態を保持したまま同一の
出力端へ出力する。また、ハーフミラー１２は、偏波ビ
ームスプリッタ１１にて偏波合成されたポンプ光Ｐ（x,
y)および信号光Ｓを光非線形媒質１０へ入力させる。
端から入力された２つの直交する直線偏波光であるポン
プ光Ｐx とＰy を、直交偏波状態を保持したまま同一の
出力端へ出力する。また、ハーフミラー１２は、偏波ビ
ームスプリッタ１１にて偏波合成されたポンプ光Ｐ（x,
y)および信号光Ｓを光非線形媒質１０へ入力させる。
【００２９】次に、図１に基づいて３次の光非線形性を
用いた光周波数変換方法について説明する。
用いた光周波数変換方法について説明する。
【００３０】まず、周波数ｆp で、パワーが同一の、互
いに直交する２つの直線偏波光からなるポンプ光Ｐx ，
Ｐy を、偏波ビームスプリッタ１１により合成する。こ
のようにして合成されたポンプ光Ｐ（x,y)は、２つの直
交偏波成分に分解すると、常に１対１のパワー比とな
る。
いに直交する２つの直線偏波光からなるポンプ光Ｐx ，
Ｐy を、偏波ビームスプリッタ１１により合成する。こ
のようにして合成されたポンプ光Ｐ（x,y)は、２つの直
交偏波成分に分解すると、常に１対１のパワー比とな
る。
【００３１】この偏波合成されたポンプ光Ｐ（x,y)と任
意の偏波状態をもつ周波数ｆs の信号光Ｓを、ハーフミ
ラー１２を介して等方的な３次の光非線形媒質１０に入
力する。ここで、偏波合成された２つのポンプ光は、各
々の偏波方向が複屈折性非線形媒質の直交する２つの主
軸方向に合致するように設定する。一方、任意の偏波状
態で複屈折性非線形媒質に入力された信号光は、２つの
主軸方向の偏波成分に分かれて媒質中を伝搬する。
意の偏波状態をもつ周波数ｆs の信号光Ｓを、ハーフミ
ラー１２を介して等方的な３次の光非線形媒質１０に入
力する。ここで、偏波合成された２つのポンプ光は、各
々の偏波方向が複屈折性非線形媒質の直交する２つの主
軸方向に合致するように設定する。一方、任意の偏波状
態で複屈折性非線形媒質に入力された信号光は、２つの
主軸方向の偏波成分に分かれて媒質中を伝搬する。
【００３２】ところで、複屈折性非線形媒質の場合、２
つの主軸方向の偏波成分同士がそれぞれで相互作用を起
こし、直交した偏波成分同士は相互作用を起こさない。
例えば、２つの主軸をＳ軸およびＦ軸とすると、Ｓ軸方
向の信号光成分とポンプ光から周波数変換光が、Ｆ軸方
向の信号成分とポンプ光から周波数変換光がそれぞれ発
生する。この場合、両軸のポンプ光強度は同一である。
従って、両軸にはそれぞれの信号光成分パワーに比例し
た周波数変換光が発生する。それが媒質の出力端で加え
合わされると、周波数変換光全体のパワーは元の信号光
全体のパワーに比例した値となる。これは、元の信号光
がどんな偏波状態であっても事情は変わらない。従っ
て、本例の場合、発生する周波数変換光は常に一定であ
る。すなわち、偏波依存性のない光周波数変換が可能と
なる。
つの主軸方向の偏波成分同士がそれぞれで相互作用を起
こし、直交した偏波成分同士は相互作用を起こさない。
例えば、２つの主軸をＳ軸およびＦ軸とすると、Ｓ軸方
向の信号光成分とポンプ光から周波数変換光が、Ｆ軸方
向の信号成分とポンプ光から周波数変換光がそれぞれ発
生する。この場合、両軸のポンプ光強度は同一である。
従って、両軸にはそれぞれの信号光成分パワーに比例し
た周波数変換光が発生する。それが媒質の出力端で加え
合わされると、周波数変換光全体のパワーは元の信号光
全体のパワーに比例した値となる。これは、元の信号光
がどんな偏波状態であっても事情は変わらない。従っ
て、本例の場合、発生する周波数変換光は常に一定であ
る。すなわち、偏波依存性のない光周波数変換が可能と
なる。
【００３３】以上説明したように、本実施例によれば、
３次の光非線形媒質１０に対し、周波数ｆs の信号光Ｓ
と周波数ｆp のポンプ光Ｐを入力することにより、周波
数（２ｆp −ｆs ）の光を発生させる光周波数変換方法
において、ポンプ光として偏波の直交する２つの光を合
成したものを用いるため、任意の偏波状態をもつ信号光
Ｓに対し、常に一定の効率で周波数変換を行うことがで
きる。
３次の光非線形媒質１０に対し、周波数ｆs の信号光Ｓ
と周波数ｆp のポンプ光Ｐを入力することにより、周波
数（２ｆp −ｆs ）の光を発生させる光周波数変換方法
において、ポンプ光として偏波の直交する２つの光を合
成したものを用いるため、任意の偏波状態をもつ信号光
Ｓに対し、常に一定の効率で周波数変換を行うことがで
きる。
【００３４】
【実施例２】図２は、本発明に係る半導体光増幅器を用
いた光周波数変換方法を説明するための図である。
いた光周波数変換方法を説明するための図である。
【００３５】図２において、２０は半導体光増幅器、２
１は偏波ビームスプリッタ、２２，２３はハーフミラ
ー、Ｓは任意の偏波状態を持つ周波数ｆs の信号光、Ｐ
1xは周波数ｆp1の直線偏波光からなる第１のポンプ光、
Ｐ1yはポンプ光Ｐ1xと偏波方向が互いに直交し、かつ、
周波数およびパワーが同一に設定された直線偏波光から
なる第１のポンプ光、Ｐ2 は任意の偏波状態を持つ周波
数ｆp2の第２のポンプ光である。
１は偏波ビームスプリッタ、２２，２３はハーフミラ
ー、Ｓは任意の偏波状態を持つ周波数ｆs の信号光、Ｐ
1xは周波数ｆp1の直線偏波光からなる第１のポンプ光、
Ｐ1yはポンプ光Ｐ1xと偏波方向が互いに直交し、かつ、
周波数およびパワーが同一に設定された直線偏波光から
なる第１のポンプ光、Ｐ2 は任意の偏波状態を持つ周波
数ｆp2の第２のポンプ光である。
【００３６】偏波ビームスプリッタ２１は、図１の偏波
ビームスプリッタ１１と同様の機能を有し、２つの直交
する直線偏波光である第１のポンプ光Ｐ1xと第２のポン
プ光Ｐ1yを、直交偏波状態を保持したまま同一の出力端
へ出力する。また、ハーフミラー２２は、信号光Ｓおよ
び第２のポンプ光Ｐ2 をハーフミラー２３へ入力させ
る。ハーフミラー２３は、偏波ビームスプリッタ２１に
て偏波合成された第１のポンプ光Ｐ1(x,y)並びに信号光
Ｓおよび第２のポンプ光Ｐ2 を半導体光増幅器２０へ入
力させる。
ビームスプリッタ１１と同様の機能を有し、２つの直交
する直線偏波光である第１のポンプ光Ｐ1xと第２のポン
プ光Ｐ1yを、直交偏波状態を保持したまま同一の出力端
へ出力する。また、ハーフミラー２２は、信号光Ｓおよ
び第２のポンプ光Ｐ2 をハーフミラー２３へ入力させ
る。ハーフミラー２３は、偏波ビームスプリッタ２１に
て偏波合成された第１のポンプ光Ｐ1(x,y)並びに信号光
Ｓおよび第２のポンプ光Ｐ2 を半導体光増幅器２０へ入
力させる。
【００３７】次に、図２に基づいて半導体光増幅器を用
いた光周波数変換方法について説明する。
いた光周波数変換方法について説明する。
【００３８】まず、周波数ｆp1で、パワーが同一の、互
いに直交する２つの直線偏波光からなる第１のポンプ光
Ｐ1x，Ｐ1yを、偏波ビームスプリッタ２１により合成す
る。次いで、この偏波合成された第１のポンプ光Ｐ1(x,
y)と任意の偏波状態をもつ周波数ｆs の信号光Ｓを、ハ
ーフミラー２３を介して半導体光増幅器２０へ入力す
る。これにより、周波数ｆs の信号光Ｓと周波数ｆp1の
第１のポンプ光Ｐ1(x,y)の両者を合わせた光強度は、干
渉効果によりその差周波数（ｆp1−ｆs ）でビート振動
を起こす。
いに直交する２つの直線偏波光からなる第１のポンプ光
Ｐ1x，Ｐ1yを、偏波ビームスプリッタ２１により合成す
る。次いで、この偏波合成された第１のポンプ光Ｐ1(x,
y)と任意の偏波状態をもつ周波数ｆs の信号光Ｓを、ハ
ーフミラー２３を介して半導体光増幅器２０へ入力す
る。これにより、周波数ｆs の信号光Ｓと周波数ｆp1の
第１のポンプ光Ｐ1(x,y)の両者を合わせた光強度は、干
渉効果によりその差周波数（ｆp1−ｆs ）でビート振動
を起こす。
【００３９】このとき、第１のポンプ光Ｐ1(x,y)とし
て、実施例１のポンプ光と同様に、偏波合成された光を
用いているので、信号光Ｓと同一偏波成分の振幅が常に
一定となる。これにより、信号光Ｓと第１のポンプ光Ｐ
1(x,y)とのビート振動は常に一定となる。
て、実施例１のポンプ光と同様に、偏波合成された光を
用いているので、信号光Ｓと同一偏波成分の振幅が常に
一定となる。これにより、信号光Ｓと第１のポンプ光Ｐ
1(x,y)とのビート振動は常に一定となる。
【００４０】このビート振動により、半導体光増幅器２
０内の電子キャリア数も周波数（ｆp1−ｆs ）で振動す
ることになる。電子キャリア数が振動すると、それに伴
って媒質の屈折率が変調され、これにより入力光に対し
て位相変調がかかる。
０内の電子キャリア数も周波数（ｆp1−ｆs ）で振動す
ることになる。電子キャリア数が振動すると、それに伴
って媒質の屈折率が変調され、これにより入力光に対し
て位相変調がかかる。
【００４１】ここで、信号光Ｓ，第１のポンプ光Ｐ1(x,
y)の２つの周波数光に加えて、周波数ｆp2の第２のポン
プ光Ｐ2 を、ハーフミラー２２，２３を介して半導体光
増幅器２０へ入力する。この第２のポンプ光に周波数
（ｆp1−ｆs ）の位相変調がかかると、ｆp2±（ｆp1−
ｆs ）の周波数位置に変調側帯波が生じる。いま、２つ
のポンプ光が無変調光であると、この変調側帯波は周波
数ｆs の信号光と同じ変調信号を有する。従って、この
過程により周波数ｆs から周波数｛ｆp2±（ｆp1−
ｆs ）｝への偏波依存性のない周波数変換が可能とな
る。
y)の２つの周波数光に加えて、周波数ｆp2の第２のポン
プ光Ｐ2 を、ハーフミラー２２，２３を介して半導体光
増幅器２０へ入力する。この第２のポンプ光に周波数
（ｆp1−ｆs ）の位相変調がかかると、ｆp2±（ｆp1−
ｆs ）の周波数位置に変調側帯波が生じる。いま、２つ
のポンプ光が無変調光であると、この変調側帯波は周波
数ｆs の信号光と同じ変調信号を有する。従って、この
過程により周波数ｆs から周波数｛ｆp2±（ｆp1−
ｆs ）｝への偏波依存性のない周波数変換が可能とな
る。
【００４２】以上説明したように、本実施例によれば、
半導体光増幅器２０に対し、周波数ｆs の信号光Ｓと周
波数ｆp1とｆp2の２つのポンプ光Ｐ1 とＰ2 を入力する
ことにより、周波数｛ｆp2±（ｆp1−ｆs ）｝の光を発
生させる光周波数変換方法において、周波数ｆp1のポン
プ光として偏波の直交する２つの光を合成したものを用
いるため、実施例１と同様に、任意の偏波状態をもつ信
号光Ｓに対し、常に一定の効率で周波数変換を行うこと
ができる。
半導体光増幅器２０に対し、周波数ｆs の信号光Ｓと周
波数ｆp1とｆp2の２つのポンプ光Ｐ1 とＰ2 を入力する
ことにより、周波数｛ｆp2±（ｆp1−ｆs ）｝の光を発
生させる光周波数変換方法において、周波数ｆp1のポン
プ光として偏波の直交する２つの光を合成したものを用
いるため、実施例１と同様に、任意の偏波状態をもつ信
号光Ｓに対し、常に一定の効率で周波数変換を行うこと
ができる。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし請
求項３によれば、任意の偏波状態をもつ信号光に対し常
に一定の効率で周波数変換を行うことが可能であるた
め、光通信、光情報処理の分野において、特に光周波数
多重を利用したシステムにおける周波数変換素子に応用
できる利点がある。
求項３によれば、任意の偏波状態をもつ信号光に対し常
に一定の効率で周波数変換を行うことが可能であるた
め、光通信、光情報処理の分野において、特に光周波数
多重を利用したシステムにおける周波数変換素子に応用
できる利点がある。
【図１】図１は本発明に係る３次の光非線形性を利用し
た光周波数変換方法を説明するための図
た光周波数変換方法を説明するための図
【図２】図２は本発明に係る半導体光増幅器を用いた光
周波数変換方法を説明するための図
周波数変換方法を説明するための図
【符号の説明】 １０…光非線形媒質、１１，２１…偏波ビームスプリッ
タ、１２，２２，２３…ハーフミラー、２０…半導体光
増幅器。
タ、１２，２２，２３…ハーフミラー、２０…半導体光
増幅器。
Claims (3)
- 【請求項１】 ３次の光非線形を有する媒質に対し、周
波数ｆs の信号光と周波数ｆp のポンプ光を入力するこ
とにより、周波数（２ｆp −ｆs ）の光を発生させる光
周波数変換方法において、 ポンプ光として偏波の直交する２つの光を用いることを
特徴とする光周波数変換方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の光周波数変換方法におい
て、 ３次の光非線形を有する媒質として複屈折性を有する媒
質を用いるとともに、 ２つのポンプ光の偏光方向と前記媒質の直交する２つの
主軸方向とがそれぞれ合致するように構成したことを特
徴とする光周波数変換方法。 - 【請求項３】 半導体光増幅器に対し、周波数ｆs の信
号光と周波数ｆp1とｆp2の２つのポンプ光を入力するこ
とにより、周波数｛ｆp2±（ｆp1−ｆs ）｝の光を発生
させる光周波数変換方法において、 周波数ｆp1のポンプ光として偏波の直交する２つの光を
用いることを特徴とする光周波数変換方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP383992A JPH0561078A (ja) | 1991-06-21 | 1992-01-13 | 光周波数変換方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15063591 | 1991-06-21 | ||
| JP3-150635 | 1991-06-21 | ||
| JP383992A JPH0561078A (ja) | 1991-06-21 | 1992-01-13 | 光周波数変換方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0561078A true JPH0561078A (ja) | 1993-03-12 |
Family
ID=26337480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP383992A Pending JPH0561078A (ja) | 1991-06-21 | 1992-01-13 | 光周波数変換方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0561078A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7869713B2 (en) | 2004-12-01 | 2011-01-11 | Ericsson Ab | Multiplexer with aptical add/drop |
| JP2019200314A (ja) * | 2018-05-16 | 2019-11-21 | 富士通株式会社 | 波長変換器、波長変換方法及び伝送装置 |
-
1992
- 1992-01-13 JP JP383992A patent/JPH0561078A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7869713B2 (en) | 2004-12-01 | 2011-01-11 | Ericsson Ab | Multiplexer with aptical add/drop |
| JP2019200314A (ja) * | 2018-05-16 | 2019-11-21 | 富士通株式会社 | 波長変換器、波長変換方法及び伝送装置 |
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