JPH0822038A - 位相共役光発生器 - Google Patents
位相共役光発生器Info
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
- H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
- H04B10/2513—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion
- H04B10/2531—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion using spectral inversion
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/353—Frequency conversion, i.e. wherein a light beam is generated with frequency components different from those of the incident light beams
- G02F1/3536—Four-wave interaction
- G02F1/3538—Four-wave interaction for optical phase conjugation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
- H01S3/067—Fibre lasers
- H01S3/06754—Fibre amplifiers
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡易な小型の構成で、充分な強度の位相共役
光を得ることのできる位相共役光発生器を提供する。 【構成】 位相共役光の発生媒体として増幅作用のある
光ファイバ増幅器などの非線形媒質１００を使用する。
そして、非線形媒質１００に第１の光周波数を有する原
信号光である第１の光と第２の光周波数を有するポンプ
光である第２の光とを入力し、非線形光学効果により位
相共役光を発生させる。この非線形媒質１００には原信
号光やポンプ光に対して増幅作用があるので、本発明の
位相共役光発生器は、位相共役光の発生や吸収などによ
る減衰を補償しつつ、効率よく位相共役光を発生する。
光を得ることのできる位相共役光発生器を提供する。 【構成】 位相共役光の発生媒体として増幅作用のある
光ファイバ増幅器などの非線形媒質１００を使用する。
そして、非線形媒質１００に第１の光周波数を有する原
信号光である第１の光と第２の光周波数を有するポンプ
光である第２の光とを入力し、非線形光学効果により位
相共役光を発生させる。この非線形媒質１００には原信
号光やポンプ光に対して増幅作用があるので、本発明の
位相共役光発生器は、位相共役光の発生や吸収などによ
る減衰を補償しつつ、効率よく位相共役光を発生する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、２種の光を混合して新
たな波長の第３の光を発生する位相共役光発生器に関す
るものである。
たな波長の第３の光を発生する位相共役光発生器に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ通信が普及・進展している
が、更なる発展のためには、長距離化および伝送路の長
距離化に伴って生じる情報転送速度の低下の抑制が必須
である。こうした要請に応じて、伝送距離の長距離化に
伴う伝送媒体である伝送用光ファイバでの光の吸収によ
る信号光強度の減衰対策として、希土類元素を添加した
光ファイバ増幅器による高速な信号光の増幅が提案され
ている。
が、更なる発展のためには、長距離化および伝送路の長
距離化に伴って生じる情報転送速度の低下の抑制が必須
である。こうした要請に応じて、伝送距離の長距離化に
伴う伝送媒体である伝送用光ファイバでの光の吸収によ
る信号光強度の減衰対策として、希土類元素を添加した
光ファイバ増幅器による高速な信号光の増幅が提案され
ている。
【０００３】また、伝送路の長距離化に伴って生じる情
報転送速度の低下の一因である、光ファイバにおける光
の波長分散に伴う信号波形の歪みに対する対策として
は、波長分散補償ファイバの採用などが提案されてい
る。
報転送速度の低下の一因である、光ファイバにおける光
の波長分散に伴う信号波形の歪みに対する対策として
は、波長分散補償ファイバの採用などが提案されてい
る。
【０００４】近年、デジタル光伝送における波長分散の
補償の新しい方法として、伝送路中の所定の位置で非線
形光学効果により位相共役光を発生し、所定の位置以降
は位相共役光を信号光として取り扱う方法が提案され、
注目されている（S.Watanabeet al. : IEEE PHOTONICS
TECHNOLOGY LETTERS, VOL.5, NO.1, JANUARY 1993,pp.9
2-95）。図６は、この波長分散補償方法の説明図であ
る。図６に示すように、この方法を採用した伝送系で
は、原信号光ｆ1 （ｔ）（波長：λS 、光角周波数
ωS ）がシングルモードファイバ（以後、ＳＭＦとも呼
ぶ）９２０（周波数依存性伝搬定数：βS （ω））を介
した後、位相共役光発生器９３０に入力する。位相共役
光発生器９３０は、位相共役光（波長：λC 、光角周波
数ωC ）を発生してＳＭＦ９４０（周波数依存性伝搬定
数：βS （ω））に送出し、ＳＭＦ９４０を介した後の
位相共役光を新たな信号光ｆ2 （ｔ）として取り出す。
こうした伝送系においては、
補償の新しい方法として、伝送路中の所定の位置で非線
形光学効果により位相共役光を発生し、所定の位置以降
は位相共役光を信号光として取り扱う方法が提案され、
注目されている（S.Watanabeet al. : IEEE PHOTONICS
TECHNOLOGY LETTERS, VOL.5, NO.1, JANUARY 1993,pp.9
2-95）。図６は、この波長分散補償方法の説明図であ
る。図６に示すように、この方法を採用した伝送系で
は、原信号光ｆ1 （ｔ）（波長：λS 、光角周波数
ωS ）がシングルモードファイバ（以後、ＳＭＦとも呼
ぶ）９２０（周波数依存性伝搬定数：βS （ω））を介
した後、位相共役光発生器９３０に入力する。位相共役
光発生器９３０は、位相共役光（波長：λC 、光角周波
数ωC ）を発生してＳＭＦ９４０（周波数依存性伝搬定
数：βS （ω））に送出し、ＳＭＦ９４０を介した後の
位相共役光を新たな信号光ｆ2 （ｔ）として取り出す。
こうした伝送系においては、
【０００５】
【数１】
【０００６】が成立すると、出力波形ｆ2 （ｔ）として
得られる信号波形が、入力波形ｆ1 （ｔ）に関する光フ
ァイバ伝播による波形歪みが整形されることが知られて
いる（A.Yariv et al. : Opt. Lett., vol.4, 1979, p
p.52-54）。
得られる信号波形が、入力波形ｆ1 （ｔ）に関する光フ
ァイバ伝播による波形歪みが整形されることが知られて
いる（A.Yariv et al. : Opt. Lett., vol.4, 1979, p
p.52-54）。
【０００７】図７は、上記のS.Watanabeらが構築した光
伝送系の構成図である。図７に示すように、この伝送系
は、（ａ）伝送対象の原信号光（波長：λS ＝１５４６
ｎｍ）を発生する光送信器９１０と、（ｂ）光発信器９
１０から出射された原信号光を導波するシングルモード
ファイバ（以後、ＳＭＦとも呼ぶ）９２０と、（ｃ）Ｓ
ＭＦ９２０を介した原信号光を入力し、非線形光学効果
により位相共役光（波長：λC （＝１５５２ｎｍ））を
発生する位相共役光発生器９３０と、（ｄ）位相共役光
発生器９３０から出射された位相共役光を導波するＳＭ
Ｆ９４０と、（ｅ）ＳＭＦ９４０を介した位相共役光を
入力して光強度を検出する光受信器９５０と、を備え
る。
伝送系の構成図である。図７に示すように、この伝送系
は、（ａ）伝送対象の原信号光（波長：λS ＝１５４６
ｎｍ）を発生する光送信器９１０と、（ｂ）光発信器９
１０から出射された原信号光を導波するシングルモード
ファイバ（以後、ＳＭＦとも呼ぶ）９２０と、（ｃ）Ｓ
ＭＦ９２０を介した原信号光を入力し、非線形光学効果
により位相共役光（波長：λC （＝１５５２ｎｍ））を
発生する位相共役光発生器９３０と、（ｄ）位相共役光
発生器９３０から出射された位相共役光を導波するＳＭ
Ｆ９４０と、（ｅ）ＳＭＦ９４０を介した位相共役光を
入力して光強度を検出する光受信器９５０と、を備え
る。
【０００８】ここで、位相共役光発生器９３０は、原
信号光を入力して増幅するＥｒ添加ファイバ増幅器９３
１と、Ｅｒ添加ファイバ増幅器９３１から出力された
光を入力し、原信号光の波長λS と略同一の波長の光を
選択的に透過する波長フィルタ９３２と、ポンプ光
（波長：λP （＝１５４９ｎｍ））を発生するポンプ光
源９３３と、波長フィルタ９３２を介した光とポンプ
光源９３３から出力された光とを入力し、合波して出力
する光カプラ９３４と、光カプラ９３４から出力され
た光を入力して位相共役光を発生する分散シフト型光フ
ァイバ９３５と、分散シフト型ファイバ９３５から出
力された光を入力し、位相共役光の波長λC と略同一の
波長の光を選択的に透過する波長フィルタ９３６と、
波長フィルタ９３６から出力された光を入力した増幅す
るＥｒ添加ファイバ増幅器９３７と、を備える。そし
て、各要素の光学的な接続には光ファイバが適宜使用さ
れる。
信号光を入力して増幅するＥｒ添加ファイバ増幅器９３
１と、Ｅｒ添加ファイバ増幅器９３１から出力された
光を入力し、原信号光の波長λS と略同一の波長の光を
選択的に透過する波長フィルタ９３２と、ポンプ光
（波長：λP （＝１５４９ｎｍ））を発生するポンプ光
源９３３と、波長フィルタ９３２を介した光とポンプ
光源９３３から出力された光とを入力し、合波して出力
する光カプラ９３４と、光カプラ９３４から出力され
た光を入力して位相共役光を発生する分散シフト型光フ
ァイバ９３５と、分散シフト型ファイバ９３５から出
力された光を入力し、位相共役光の波長λC と略同一の
波長の光を選択的に透過する波長フィルタ９３６と、
波長フィルタ９３６から出力された光を入力した増幅す
るＥｒ添加ファイバ増幅器９３７と、を備える。そし
て、各要素の光学的な接続には光ファイバが適宜使用さ
れる。
【０００９】なお、位相共役光の発生素子である分散シ
フト型光ファイバ９３５に入力するポンプ光は、零分散
光であることが位相共役光の発生効率上から好適である
ことが知られており（K.Kikuchi et al. : IEEE PHOTON
ICS LETTERS, VOL.6, NO.1,JANUARY 1994, pp104-105,
“Compensation for Pulse Waveform Distortion inUlt
ra-Long Distance Optical Communication System by u
sing Midway OpticalPhase Conjugation”）、上記の装
置においても、ポンプ光として零分散光が使用されてい
る。
フト型光ファイバ９３５に入力するポンプ光は、零分散
光であることが位相共役光の発生効率上から好適である
ことが知られており（K.Kikuchi et al. : IEEE PHOTON
ICS LETTERS, VOL.6, NO.1,JANUARY 1994, pp104-105,
“Compensation for Pulse Waveform Distortion inUlt
ra-Long Distance Optical Communication System by u
sing Midway OpticalPhase Conjugation”）、上記の装
置においても、ポンプ光として零分散光が使用されてい
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来の位相共役光の発
生を利用した波長分散補償方法での位相共役光発生器は
以上のように構成されるので、下記のような性質を備え
る。
生を利用した波長分散補償方法での位相共役光発生器は
以上のように構成されるので、下記のような性質を備え
る。
【００１１】ポンプ光波長（λP ）と光ファイバの零分
散波長（λ0 ）とが等しい場合の光ファイバ中における
位相共役光の発生効率η（＝（発生位相共役光の強度）
／（入力信号光の強度））は、 η（ｚ）＝φ2 （ｚ）・ｅｘｐ（−α・ｚ） …（２） ここで、 α ：光ファイバの単位長あたりの光減衰率 φ（ｚ）：カー効果による位相回転量 ｚ ：光ファイバの長さ となる。ただし、 φ（ｚ）＝γ・＜ＰP ＞・ｚ …（３） ここで、 γ ：非線形係数 ＰP ：ポンプ光強度 ＜ＰP ＞：ポンプ光強度の経路平均 であり、 γ＝ｋ・ｎ(2) ／Ａeff …（４） ここで、ｋ ：波数 ｎ(2) ：非線形屈折率 Ａeff ：コアの実行断面積 ＜ＰP ＞＝ＰP ・［１−ｅｘｐ（−α・ｚ）］／（α・ｚ） …（５） である。
散波長（λ0 ）とが等しい場合の光ファイバ中における
位相共役光の発生効率η（＝（発生位相共役光の強度）
／（入力信号光の強度））は、 η（ｚ）＝φ2 （ｚ）・ｅｘｐ（−α・ｚ） …（２） ここで、 α ：光ファイバの単位長あたりの光減衰率 φ（ｚ）：カー効果による位相回転量 ｚ ：光ファイバの長さ となる。ただし、 φ（ｚ）＝γ・＜ＰP ＞・ｚ …（３） ここで、 γ ：非線形係数 ＰP ：ポンプ光強度 ＜ＰP ＞：ポンプ光強度の経路平均 であり、 γ＝ｋ・ｎ(2) ／Ａeff …（４） ここで、ｋ ：波数 ｎ(2) ：非線形屈折率 Ａeff ：コアの実行断面積 ＜ＰP ＞＝ＰP ・［１−ｅｘｐ（−α・ｚ）］／（α・ｚ） …（５） である。
【００１２】位相共役光の発生効率が最大となる光ファ
イバ長ｚOPT は、（２）式を用いて、ｄη（ｚ）／ｄｚ
＝０より、 ｚOPT ＝ｌｎ（３）／α …（６） であり、位相共役光の発生効率の最大値ηMAX は、 ηMAX ＝（４／２７）・（γＰP ／α）2 …（７） となる。
イバ長ｚOPT は、（２）式を用いて、ｄη（ｚ）／ｄｚ
＝０より、 ｚOPT ＝ｌｎ（３）／α …（６） であり、位相共役光の発生効率の最大値ηMAX は、 ηMAX ＝（４／２７）・（γＰP ／α）2 …（７） となる。
【００１３】通常のＧｅ添加のシリカ系光ファイバで伝
送光の波長が１．５μｍ程度を想定した場合、α＝０．
２［ｄＢ／ｋｍ］およびγ＝３．０［Ｗ-1・ｋｍ-1］を
代入すると、 ｚOPT ≒２３．９［ｋｍ］ ηMAX ≒６２５×ＰP 2 である。
送光の波長が１．５μｍ程度を想定した場合、α＝０．
２［ｄＢ／ｋｍ］およびγ＝３．０［Ｗ-1・ｋｍ-1］を
代入すると、 ｚOPT ≒２３．９［ｋｍ］ ηMAX ≒６２５×ＰP 2 である。
【００１４】図８は、上記のようにα＝０．２［ｄＢ／
ｋｍ］およびγ＝３．０［Ｗ-1・ｋｍ-1］とした場合で
の（７）式におけるポンプ光強度ＰP と発生効率ηMAX
との関係を表したグラフである。図８からも読み取るこ
とができるように、ηMAX ＝１＝１００％を達成するに
は、ＰP ≒４０ｍＷのポンプ光を発生する光源を必要と
する。なお、位相共役光発生器の規模を示す目安とし
て、ＰP ｚ値（以後、ＰP ｚ積値と呼ぶ）を用いること
が便宜である。上記の位相共役光発生器では、 ＰP ｚ＝（２７1/2 ／２）・（ｌｎ（３）／γ）・ηMAX 1/2 … （８） となり、γ＝３．０［Ｗ-1・ｋｍ-1］を想定した場合に
ＰP ｚ積値は、 ＰP ｚ＝９５１ηMAX 1/2 となる。
ｋｍ］およびγ＝３．０［Ｗ-1・ｋｍ-1］とした場合で
の（７）式におけるポンプ光強度ＰP と発生効率ηMAX
との関係を表したグラフである。図８からも読み取るこ
とができるように、ηMAX ＝１＝１００％を達成するに
は、ＰP ≒４０ｍＷのポンプ光を発生する光源を必要と
する。なお、位相共役光発生器の規模を示す目安とし
て、ＰP ｚ値（以後、ＰP ｚ積値と呼ぶ）を用いること
が便宜である。上記の位相共役光発生器では、 ＰP ｚ＝（２７1/2 ／２）・（ｌｎ（３）／γ）・ηMAX 1/2 … （８） となり、γ＝３．０［Ｗ-1・ｋｍ-1］を想定した場合に
ＰP ｚ積値は、 ＰP ｚ＝９５１ηMAX 1/2 となる。
【００１５】本発明は、上記を鑑みてなされたものであ
り、簡易な小型の構成で、充分な強度の位相共役光を得
ることのできる位相共役光発生器を提供することを目的
とする。
り、簡易な小型の構成で、充分な強度の位相共役光を得
ることのできる位相共役光発生器を提供することを目的
とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明の位相共役光発生
器は、第１の光周波数を有する第１の光と第２の光周波
数を有する第２の光とを入力し、３次の非線形光学効果
により第３の光周波数を有する第３の波長を有する第３
の光を発生する非線形媒質を備える位相共役光発生器で
あって、（ａ）第２の光を発生する第１の光源と、
（ｂ）第１の光を第１の端子から入力するとともに第２
の光を第２の端子から入力して合波し、第３の端子から
出力する第１の光結合器と、（ｃ）第２の光の照射によ
り活性化し、活性化状態で第１の光および第２の光に関
して誘導放射する元素が第１の光および第２の光の伝搬
媒質中に含有し、光結合器の第３の端子から出力された
光を入力して第３の光を発生する非線形媒質と、を備え
ることを特徴とする。
器は、第１の光周波数を有する第１の光と第２の光周波
数を有する第２の光とを入力し、３次の非線形光学効果
により第３の光周波数を有する第３の波長を有する第３
の光を発生する非線形媒質を備える位相共役光発生器で
あって、（ａ）第２の光を発生する第１の光源と、
（ｂ）第１の光を第１の端子から入力するとともに第２
の光を第２の端子から入力して合波し、第３の端子から
出力する第１の光結合器と、（ｃ）第２の光の照射によ
り活性化し、活性化状態で第１の光および第２の光に関
して誘導放射する元素が第１の光および第２の光の伝搬
媒質中に含有し、光結合器の第３の端子から出力された
光を入力して第３の光を発生する非線形媒質と、を備え
ることを特徴とする。
【００１７】ここで、非線形媒質から出力される第１の
光の強度は、非線形媒質への入射時の第１の光の強度以
上である、ことを特徴としてもよい。
光の強度は、非線形媒質への入射時の第１の光の強度以
上である、ことを特徴としてもよい。
【００１８】また、非線形媒質から出力される第２の光
の強度は、非線形媒質への入射時の第２の光の強度以上
である、ことを特徴としてもよい。
の強度は、非線形媒質への入射時の第２の光の強度以上
である、ことを特徴としてもよい。
【００１９】また、非線形媒質から出力される第３の光
の強度は、非線形媒質への入射時の第１の光の強度以上
である、ことを特徴としてもよい。
の強度は、非線形媒質への入射時の第１の光の強度以上
である、ことを特徴としてもよい。
【００２０】また、第１の光周波数、第２の光周波数、
および第３の光周波数の間には、 υ3 ＝２υ2 −υ1 …（９） ここで、υ1 ：第１の光周波数 υ2 ：第２の光周波数 υ3 ：第３の光周波数 という関係が成り立つ、ことを特徴としてもよい。
および第３の光周波数の間には、 υ3 ＝２υ2 −υ1 …（９） ここで、υ1 ：第１の光周波数 υ2 ：第２の光周波数 υ3 ：第３の光周波数 という関係が成り立つ、ことを特徴としてもよい。
【００２１】また、非線形媒質は、光ファイバの希土類
元素が添加されたコアであり、希土類元素を励起する励
起光を発生する第２の光源と、第２の光源から出力され
た励起光をコアに入力する導波器とを更に備える、こと
を特徴としてもよい。この場合、導波器は、第１の端
子から光ファイバから出力される光を入射して第２の端
子から出力するとともに、第３の端子から励起光を入力
して第１の端子から出力する方向性結合器とするとも可
能であるし、第１の光結合器から出力された光を第１
の端子から入力するとともに励起光を第２の端子から入
力して合波し、第３の端子から出力する第２の光結合器
とすることも可能である。
元素が添加されたコアであり、希土類元素を励起する励
起光を発生する第２の光源と、第２の光源から出力され
た励起光をコアに入力する導波器とを更に備える、こと
を特徴としてもよい。この場合、導波器は、第１の端
子から光ファイバから出力される光を入射して第２の端
子から出力するとともに、第３の端子から励起光を入力
して第１の端子から出力する方向性結合器とするとも可
能であるし、第１の光結合器から出力された光を第１
の端子から入力するとともに励起光を第２の端子から入
力して合波し、第３の端子から出力する第２の光結合器
とすることも可能である。
【００２２】ここで、光ファイバとして、分散シフト型
の光ファイバが好適であり、さらに、分散シフト型の光
ファイバであり、かつ、非屈折率差が１％以上である、
ことが好ましい。また、第２の光周波数が光ファイバの
零分散光の光周波数であることが好ましい。
の光ファイバが好適であり、さらに、分散シフト型の光
ファイバであり、かつ、非屈折率差が１％以上である、
ことが好ましい。また、第２の光周波数が光ファイバの
零分散光の光周波数であることが好ましい。
【００２３】また、希土類元素はエルビウムが好適に使
用することができ、コアへのエルビウムの添加量は１０
重量ｐｐｍ以下であることが好ましい。
用することができ、コアへのエルビウムの添加量は１０
重量ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００２４】更に、非線形媒質から出力された第３の光
の光路中に、第３の光のみを選択的に透過する波長フィ
ルタを更に備える、ことを特徴としてもよい。
の光路中に、第３の光のみを選択的に透過する波長フィ
ルタを更に備える、ことを特徴としてもよい。
【００２５】
【作用】本発明の位相共役光発生器では、第１の周波数
（υ1 ）を有する第１の光を原信号光として入力する。
この原信号光は、第１の端子から第１の光結合器に入力
する。第１の光結合器には、同時に、第２の端子から第
１の光源から出射された第２の周波数（υ2 ）を有する
第２の光が入力する。第１の光結合器は、第１の光と第
２の光とを合波して第３の端子から出力する。第１の光
結合器の第３の端子から出力された光は、非線形媒質に
入力して非線形媒質中を進行する。この合波光の進行に
ともなって、非線形媒質中では位相共役光が発生し、こ
の位相共役光を新たな信号光として得る。
（υ1 ）を有する第１の光を原信号光として入力する。
この原信号光は、第１の端子から第１の光結合器に入力
する。第１の光結合器には、同時に、第２の端子から第
１の光源から出射された第２の周波数（υ2 ）を有する
第２の光が入力する。第１の光結合器は、第１の光と第
２の光とを合波して第３の端子から出力する。第１の光
結合器の第３の端子から出力された光は、非線形媒質に
入力して非線形媒質中を進行する。この合波光の進行に
ともなって、非線形媒質中では位相共役光が発生し、こ
の位相共役光を新たな信号光として得る。
【００２６】非線形媒質としては、光ファイバの希土類
元素が添加されたコアとし、希土類元素を励起する希土
類励起光を光ファイバに入射する、一種の光ファイバ増
幅器を使用することができる。この場合、非線形媒質
（光ファイバ増幅器）に入射する第１の光および第２の
光は非線形媒質中の進行で吸収などにより減衰するとと
もに誘導放射によって増幅されるので、結果的に略一定
の強度の第１の光および第２の光が非線形媒質中を進行
する。この結果、発生する位相共役光について、自身の
増幅も含めて、効率の高い発生を達成する。
元素が添加されたコアとし、希土類元素を励起する希土
類励起光を光ファイバに入射する、一種の光ファイバ増
幅器を使用することができる。この場合、非線形媒質
（光ファイバ増幅器）に入射する第１の光および第２の
光は非線形媒質中の進行で吸収などにより減衰するとと
もに誘導放射によって増幅されるので、結果的に略一定
の強度の第１の光および第２の光が非線形媒質中を進行
する。この結果、発生する位相共役光について、自身の
増幅も含めて、効率の高い発生を達成する。
【００２７】以上のようにして、本発明の位相共役光発
生器では位相共役光を発生するが、位相共役光発生器の
出力光の行路上に位相共役光の波長と略同一の波長の光
を選択的に透過する波長フィルタを配置すれば、新たな
信号光として位相共役光のみを得ることができる。
生器では位相共役光を発生するが、位相共役光発生器の
出力光の行路上に位相共役光の波長と略同一の波長の光
を選択的に透過する波長フィルタを配置すれば、新たな
信号光として位相共役光のみを得ることができる。
【００２８】
【実施例】以下、添付図面を参照しながら本発明の位相
共役光発生器の一実施例を説明する。なお、図面の説明
において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説
明は省略する。
共役光発生器の一実施例を説明する。なお、図面の説明
において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説
明は省略する。
【００２９】図１は、本発明の実施例に係る位相共役光
発生器の構成図である。図１に示すように、本実施例の
装置は、（ａ）ポンプ光（波長λP ＝１５５１ｎｍ）を
発生する光源４１０と、（ｂ）原信号光（波長λS ＝１
５５４ｎｍ）を端子２１１から入力するとともにポンプ
光を端子２１２から入力して、合波後に端子２１３から
出力する光カプラ２１０と、（ｃ）光ファイバ５００か
ら出力された光を入力して位相共役光（波長λC ＝１５
４８ｎｍ）を発生する、コアにＥｒが添加され、零分散
波長（λ0 ）がポンプ光の波長と同一な分布型Ｅｒ添加
ファイバ１００と、（ｄ）Ｅｒを励起するＥｒ励起光
（波長λE ＝１４８０ｎｍ）を発生する光源４２０と、
（ｆ）分布型Ｅｒ添加ファイバ１００から出力された光
を端子２２１から入力して端子２２２から出力するとと
もに、Ｅｒ励起光を端子２２３から入力して端子２２１
から分布型Ｅｒ添加ファイバ１００へ向けて出力する光
カプラ２２０と、（ｆ）端子２２２から出力された光を
入力し、波長が略１５４８ｎｍの光を選択的に透過する
波長フィルタ３００と、を備える。そして、原信号光は
端子２１１に接続された光ファイバ６０１を介して本装
置に入力し、位相共役光は波長フィルタ３００に接続さ
れた光ファイバ６０３を介して本装置から出力される。
また、光源４１０と端子２１２とは光ファイバ６１１
で、光源４２０と端子２２３とは光ファイバ６１２で、
端子２２２と波長フィルタ３００とは光ファイバ６０２
で接続される。なお、上記の光ファイバは、全てシング
ルモード光ファイバである。
発生器の構成図である。図１に示すように、本実施例の
装置は、（ａ）ポンプ光（波長λP ＝１５５１ｎｍ）を
発生する光源４１０と、（ｂ）原信号光（波長λS ＝１
５５４ｎｍ）を端子２１１から入力するとともにポンプ
光を端子２１２から入力して、合波後に端子２１３から
出力する光カプラ２１０と、（ｃ）光ファイバ５００か
ら出力された光を入力して位相共役光（波長λC ＝１５
４８ｎｍ）を発生する、コアにＥｒが添加され、零分散
波長（λ0 ）がポンプ光の波長と同一な分布型Ｅｒ添加
ファイバ１００と、（ｄ）Ｅｒを励起するＥｒ励起光
（波長λE ＝１４８０ｎｍ）を発生する光源４２０と、
（ｆ）分布型Ｅｒ添加ファイバ１００から出力された光
を端子２２１から入力して端子２２２から出力するとと
もに、Ｅｒ励起光を端子２２３から入力して端子２２１
から分布型Ｅｒ添加ファイバ１００へ向けて出力する光
カプラ２２０と、（ｆ）端子２２２から出力された光を
入力し、波長が略１５４８ｎｍの光を選択的に透過する
波長フィルタ３００と、を備える。そして、原信号光は
端子２１１に接続された光ファイバ６０１を介して本装
置に入力し、位相共役光は波長フィルタ３００に接続さ
れた光ファイバ６０３を介して本装置から出力される。
また、光源４１０と端子２１２とは光ファイバ６１１
で、光源４２０と端子２２３とは光ファイバ６１２で、
端子２２２と波長フィルタ３００とは光ファイバ６０２
で接続される。なお、上記の光ファイバは、全てシング
ルモード光ファイバである。
【００３０】図２は、分布型Ｅｒ添加ファイバ１００の
説明図である。図２に示すように、分布型Ｅｒ添加ファ
イバ１００は、階段型の屈折率分布を有し、モードフィ
ールド径は８μｍである。また、分布型Ｅｒ添加ファイ
バ１００での光増幅作用は、少なくとも信号光のファイ
バ１００中の進行に伴う減衰を補償する程度の増幅能力
を有する。すなわち、ファイバ１００から出力される入
射信号光の強度は、少なくともファイバ１００への入力
時の強度以上である。
説明図である。図２に示すように、分布型Ｅｒ添加ファ
イバ１００は、階段型の屈折率分布を有し、モードフィ
ールド径は８μｍである。また、分布型Ｅｒ添加ファイ
バ１００での光増幅作用は、少なくとも信号光のファイ
バ１００中の進行に伴う減衰を補償する程度の増幅能力
を有する。すなわち、ファイバ１００から出力される入
射信号光の強度は、少なくともファイバ１００への入力
時の強度以上である。
【００３１】ファイバ１００において、ポンプ光の波長
（λP ）を光ファイバの零分散波長（λ0 ）と等しくす
ると、ファイバ１００中での共役光の発生効率ηは、
（４）式でα＝０として、 η（ｚ）＝φ2 （ｚ） …（１０） ここで、φ（ｚ）：カー効果による位相回転量 ｚ ：光ファイバの長さ となる。また、ポンプ光も同様に、ファイバ１００の増
幅作用によって減衰しないので、（５）式でα＝０とし
て、 ＜ＰP ＞＝ＰP …（１１） となる。
（λP ）を光ファイバの零分散波長（λ0 ）と等しくす
ると、ファイバ１００中での共役光の発生効率ηは、
（４）式でα＝０として、 η（ｚ）＝φ2 （ｚ） …（１０） ここで、φ（ｚ）：カー効果による位相回転量 ｚ ：光ファイバの長さ となる。また、ポンプ光も同様に、ファイバ１００の増
幅作用によって減衰しないので、（５）式でα＝０とし
て、 ＜ＰP ＞＝ＰP …（１１） となる。
【００３２】したがって、位相共役光の発生効率ηは、 η＝（γＰｚ）2 …（１２） であり、ＰP ｚ積値は、 ＰP ｚ＝η1/2 ／γ …（１３） となる。通常のＧｅ添加のシリカ系光ファイバで伝送光
の波長が１．５μｍ程度を想定した場合のγ＝３．０
［Ｗ-1・ｋｍ-1］を代入すると、 ＰP ｚ≒３３３η1/2 …（１４） となる。したがって、上記の従来の位相共役光発生器と
比較して約１／３の規模で同等の変換効率を達成する。
の波長が１．５μｍ程度を想定した場合のγ＝３．０
［Ｗ-1・ｋｍ-1］を代入すると、 ＰP ｚ≒３３３η1/2 …（１４） となる。したがって、上記の従来の位相共役光発生器と
比較して約１／３の規模で同等の変換効率を達成する。
【００３３】本実施例の位相共役光発生器では、以下の
ようにして位相共役光を発生する。
ようにして位相共役光を発生する。
【００３４】原信号光（波長λS ＝１５５４ｎｍ）が光
ファイバ６０１を介して端子２１１から光カプラ２１０
に入力する。一方、光カプラ２１０は、端子２１２から
光源４１０が発生したポンプ光（波長λP ＝１５５１ｎ
ｍ）を光ファイバ６１１を介して入力する。光カプラ２
１０は、こうして入力した２つの光を合波して、端子２
１３から出力する。光カプラ２１０から出力された光
（原信号光およびポンプ光）は、分布型Ｅｒ添加ファイ
バ１００に入力する。ここで、分布型Ｅｒ添加ファイバ
１００に入力する原信号光とポンプ光とは、位相共役光
の発生の観点からすると偏波面の方向が揃っていること
が好ましい。したがって、本実施例の光ファイバ６０１
および光ファイバ６１１には偏波面制御ファイバを使用
している。なお、光源４１０から出力されたポンプ光の
偏波面が揃っており、かつ、光ファイバ６１１が偏波面
の大きな分散が発生する程には長くなければ、光ファイ
バは通常の光ファイバを使用することができる。
ファイバ６０１を介して端子２１１から光カプラ２１０
に入力する。一方、光カプラ２１０は、端子２１２から
光源４１０が発生したポンプ光（波長λP ＝１５５１ｎ
ｍ）を光ファイバ６１１を介して入力する。光カプラ２
１０は、こうして入力した２つの光を合波して、端子２
１３から出力する。光カプラ２１０から出力された光
（原信号光およびポンプ光）は、分布型Ｅｒ添加ファイ
バ１００に入力する。ここで、分布型Ｅｒ添加ファイバ
１００に入力する原信号光とポンプ光とは、位相共役光
の発生の観点からすると偏波面の方向が揃っていること
が好ましい。したがって、本実施例の光ファイバ６０１
および光ファイバ６１１には偏波面制御ファイバを使用
している。なお、光源４１０から出力されたポンプ光の
偏波面が揃っており、かつ、光ファイバ６１１が偏波面
の大きな分散が発生する程には長くなければ、光ファイ
バは通常の光ファイバを使用することができる。
【００３５】分布型Ｅｒ添加ファイバ１００に入力した
光は、位相共役光（波長λC ＝１５４８ｎｍ）を発生し
ながら、ファイバ１００中を進行する。一方、ファイバ
１００には光源４２０が発生したＥｒ励起光（波長＝１
４８０ｎｍ）が光ファイバ６１２および光カプラ２２０
を介して入力し、ファイバ１００中のＥｒは励起され、
増幅機能が付与されている。この結果、原信号光、ポン
プ光、および位相共役光が、ファイバ１００の増幅作用
により減衰分が補償されつつ進行する。
光は、位相共役光（波長λC ＝１５４８ｎｍ）を発生し
ながら、ファイバ１００中を進行する。一方、ファイバ
１００には光源４２０が発生したＥｒ励起光（波長＝１
４８０ｎｍ）が光ファイバ６１２および光カプラ２２０
を介して入力し、ファイバ１００中のＥｒは励起され、
増幅機能が付与されている。この結果、原信号光、ポン
プ光、および位相共役光が、ファイバ１００の増幅作用
により減衰分が補償されつつ進行する。
【００３６】ファイバ１００から出力された光（原信号
光、ポンプ光、および位相共役光）は、端子２２１から
光カプラ２２０に入力して端子２２２から出力される。
光カプラ２２０から出力された光は、光ファイバ６０２
を介して波長フィルタ３００に入力する。波長フィルタ
３００は、位相共役光の波長と略同一の波長の光を選択
して透過し、位相共役光発生器の出力信号である新たな
信号光を出力する。
光、ポンプ光、および位相共役光）は、端子２２１から
光カプラ２２０に入力して端子２２２から出力される。
光カプラ２２０から出力された光は、光ファイバ６０２
を介して波長フィルタ３００に入力する。波長フィルタ
３００は、位相共役光の波長と略同一の波長の光を選択
して透過し、位相共役光発生器の出力信号である新たな
信号光を出力する。
【００３７】こうして、位相共役光発生器に入射する前
の伝送路で生じた入射時の原信号光の波形の歪を後の伝
送路を介することにより歪の低減を図ることが可能な原
信号光の波長と異なる波長の位相共役光を新たな信号光
として、次段の伝送路に供給することができる。
の伝送路で生じた入射時の原信号光の波形の歪を後の伝
送路を介することにより歪の低減を図ることが可能な原
信号光の波長と異なる波長の位相共役光を新たな信号光
として、次段の伝送路に供給することができる。
【００３８】図３は、図２に示した分布型Ｅｒ添加ファ
イバの構成とは異なる構成を備える高ＮＡ型の光ファイ
バで、本実施例の位相共役光発生器で採用可能な分布型
Ｅｒ添加ファイバの例の説明図である。なお、高ＮＡ型
の光ファイバを採用するにあたっては、比屈折率差が
１．２％以上であることが好ましい。
イバの構成とは異なる構成を備える高ＮＡ型の光ファイ
バで、本実施例の位相共役光発生器で採用可能な分布型
Ｅｒ添加ファイバの例の説明図である。なお、高ＮＡ型
の光ファイバを採用するにあたっては、比屈折率差が
１．２％以上であることが好ましい。
【００３９】図３に示す光ファイバは、一層のコア（直
径＝５μｍ）を有すること、および比屈折率差が１．４
％と通常の光ファイバよりも大きいことが図２に示した
光ファイバと異なる。この結果、図３に示す光ファイバ
のモードフィールド径は５μｍとなり、コアの中央部へ
の導波光の集中度が高まっている。したがって、図２の
光ファイバと比較して、位相共役光の発生効率が高ま
る。（６）式より、非線形係数γはモードフィールド径
の二乗に反比例する結果、（１４）式より、ＰPｚ積値
はモードフィールド径の二乗に比例すると考えられる。
すなわち、図３に示す光ファイバを採用した場合、ＰP
ｚ積値は、 ＰP ｚ≒１３３η1/2 …（１５） となる。したがって、上記の従来の位相共役光発生器と
比較して約１／８の規模で同等の変換効率を達成する。
すなわち、ポンプ光強度ＰP ＝１０［ｍＷ］とすると、
ｚ≒１３［ｋｍ］で位相共役光の発生効率η＝１００％
を達成できる。
径＝５μｍ）を有すること、および比屈折率差が１．４
％と通常の光ファイバよりも大きいことが図２に示した
光ファイバと異なる。この結果、図３に示す光ファイバ
のモードフィールド径は５μｍとなり、コアの中央部へ
の導波光の集中度が高まっている。したがって、図２の
光ファイバと比較して、位相共役光の発生効率が高ま
る。（６）式より、非線形係数γはモードフィールド径
の二乗に反比例する結果、（１４）式より、ＰPｚ積値
はモードフィールド径の二乗に比例すると考えられる。
すなわち、図３に示す光ファイバを採用した場合、ＰP
ｚ積値は、 ＰP ｚ≒１３３η1/2 …（１５） となる。したがって、上記の従来の位相共役光発生器と
比較して約１／８の規模で同等の変換効率を達成する。
すなわち、ポンプ光強度ＰP ＝１０［ｍＷ］とすると、
ｚ≒１３［ｋｍ］で位相共役光の発生効率η＝１００％
を達成できる。
【００４０】図４は、図２の分布型Ｅｒ添加ファイバを
使用した本実施例の装置および図３の分布型Ｅｒ添加フ
ァイバを使用した本実施例の装置と従来の位相共役光発
生器とにおける、発生効率ηとＰP ｚ積値との関係を示
したグラフである。図４からも、従来の位相共役光発生
器に対して本実施例の位相共役光発生器での位相共役光
の発生効率の向上を確認できる。
使用した本実施例の装置および図３の分布型Ｅｒ添加フ
ァイバを使用した本実施例の装置と従来の位相共役光発
生器とにおける、発生効率ηとＰP ｚ積値との関係を示
したグラフである。図４からも、従来の位相共役光発生
器に対して本実施例の位相共役光発生器での位相共役光
の発生効率の向上を確認できる。
【００４１】なお、分布型Ｅｒ添加ファイバ１００のコ
アへのＥｒ添加濃度は、“M.Shigematsu et al. : OFC'
92, JhA1(1992)”に示されるように、１０重量％以下が
好ましく、１重量％程度であることが最適である。
アへのＥｒ添加濃度は、“M.Shigematsu et al. : OFC'
92, JhA1(1992)”に示されるように、１０重量％以下が
好ましく、１重量％程度であることが最適である。
【００４２】図５は、上記の実施例の位相共役光発生器
の変形例の構成図である。この装置は、図１に示した装
置ではＥｒ励起光をファイバ１００へ入力するにあたっ
て、原信号光の出射端から原信号光の進行方向とは逆方
向に入射（後方励起）したのに対して、原信号光の入射
端から原信号光の進行方向と同一の方向に入射（前方励
起）することとしたものである。
の変形例の構成図である。この装置は、図１に示した装
置ではＥｒ励起光をファイバ１００へ入力するにあたっ
て、原信号光の出射端から原信号光の進行方向とは逆方
向に入射（後方励起）したのに対して、原信号光の入射
端から原信号光の進行方向と同一の方向に入射（前方励
起）することとしたものである。
【００４３】すなわち、本変形例の位相共役光発生器
は、（ａ）ポンプ光（波長λP ＝１５５１ｎｍ）を発生
する光源４１０と、（ｂ）原信号光（波長λS ＝１５５
４ｎｍ）を端子２１１から入力するとともにポンプ光を
端子２１２から入力して、合波後に端子２１３から出力
する光カプラ２１０と、（ｃ）Ｅｒを励起するＥｒ励起
光（波長λE ＝１４８０ｎｍ）を発生する光源４２０
と、（ｄ）光カプラ２１０から出力された光を端子２３
１から入力するとともにＥｒ励起光を端子２３２から入
力して、合波後に端子２３３から出力する光カプラ２３
０と、（ｅ）光ファイバ５００から出力された光を入力
して位相共役光（波長λC ＝１５４８ｎｍ）を発生す
る、コアにＥｒが添加され、零分散波長（λ0 ）がポン
プ光の波長と同一な分布型Ｅｒ添加ファイバ１００と、
（ｆ）分布型Ｅｒ添加ファイバ１００から出力された光
を入力し、波長が略１５４８ｎｍの光を選択的に透過す
る波長フィルタ３００と、を備える。そして、原信号光
は端子２１１に接続された光ファイバ６０１を介して本
装置に入力し、位相共役光は波長フィルタ３００に接続
された光ファイバ６０３を介して本装置から出力され
る。また、光源４１０と端子２１２とは光ファイバ６１
１で、光源４２０と端子２３２とは光ファイバ６１３
で、端子２１３と端子２３１とは光ファイバ６０４で接
続される。
は、（ａ）ポンプ光（波長λP ＝１５５１ｎｍ）を発生
する光源４１０と、（ｂ）原信号光（波長λS ＝１５５
４ｎｍ）を端子２１１から入力するとともにポンプ光を
端子２１２から入力して、合波後に端子２１３から出力
する光カプラ２１０と、（ｃ）Ｅｒを励起するＥｒ励起
光（波長λE ＝１４８０ｎｍ）を発生する光源４２０
と、（ｄ）光カプラ２１０から出力された光を端子２３
１から入力するとともにＥｒ励起光を端子２３２から入
力して、合波後に端子２３３から出力する光カプラ２３
０と、（ｅ）光ファイバ５００から出力された光を入力
して位相共役光（波長λC ＝１５４８ｎｍ）を発生す
る、コアにＥｒが添加され、零分散波長（λ0 ）がポン
プ光の波長と同一な分布型Ｅｒ添加ファイバ１００と、
（ｆ）分布型Ｅｒ添加ファイバ１００から出力された光
を入力し、波長が略１５４８ｎｍの光を選択的に透過す
る波長フィルタ３００と、を備える。そして、原信号光
は端子２１１に接続された光ファイバ６０１を介して本
装置に入力し、位相共役光は波長フィルタ３００に接続
された光ファイバ６０３を介して本装置から出力され
る。また、光源４１０と端子２１２とは光ファイバ６１
１で、光源４２０と端子２３２とは光ファイバ６１３
で、端子２１３と端子２３１とは光ファイバ６０４で接
続される。
【００４４】本変形例の位相共役光発生器では、以下の
ようにして位相共役光を発生する。
ようにして位相共役光を発生する。
【００４５】原信号光（波長λS ＝１５５４ｎｍ）が光
ファイバ６０１を介して端子２１１から光カプラ２１０
に入力する。一方、光カプラ２１０は、端子２１２から
光源４１０が発生したポンプ光（波長λP ＝１５５１ｎ
ｍ）を光ファイバ６１１を介して入力する。光カプラ２
１０は、こうして入力した２つの光を合波して、端子２
１３から出力する。光カプラ２１０から出力された光
（原信号光およびポンプ光）は、光ファイバ６０４を介
して端子２３１から光カプラ２３０に入力する。一方、
光カプラ２３０は、端子２３２から光源４２０が発生し
たＥｒ励起光（波長＝１４８０ｎｍ）を光ファイバ６１
３を介して入力する。光カプラ２３０は、こうして入力
した２つの光を合波して、端子２３３から出力する。光
カプラ２３０から出力された光は、分布型Ｅｒ添加ファ
イバ１００に入力する。
ファイバ６０１を介して端子２１１から光カプラ２１０
に入力する。一方、光カプラ２１０は、端子２１２から
光源４１０が発生したポンプ光（波長λP ＝１５５１ｎ
ｍ）を光ファイバ６１１を介して入力する。光カプラ２
１０は、こうして入力した２つの光を合波して、端子２
１３から出力する。光カプラ２１０から出力された光
（原信号光およびポンプ光）は、光ファイバ６０４を介
して端子２３１から光カプラ２３０に入力する。一方、
光カプラ２３０は、端子２３２から光源４２０が発生し
たＥｒ励起光（波長＝１４８０ｎｍ）を光ファイバ６１
３を介して入力する。光カプラ２３０は、こうして入力
した２つの光を合波して、端子２３３から出力する。光
カプラ２３０から出力された光は、分布型Ｅｒ添加ファ
イバ１００に入力する。
【００４６】分布型Ｅｒ添加ファイバ１００に入力した
光は、位相共役光（波長λC ＝１５４８ｎｍ）を発生し
ながら、ファイバ１００中を進行する。一方、ファイバ
１００には光源４２０が発生したＥｒ励起光（波長＝１
４８０ｎｍ）が入力しているので、ファイバ１００中の
Ｅｒは励起され、増幅機能が付与されている。この結
果、原信号光、ポンプ光、および位相共役光が、ファイ
バ１００の増幅作用により減衰分が補償されつつ進行す
る。
光は、位相共役光（波長λC ＝１５４８ｎｍ）を発生し
ながら、ファイバ１００中を進行する。一方、ファイバ
１００には光源４２０が発生したＥｒ励起光（波長＝１
４８０ｎｍ）が入力しているので、ファイバ１００中の
Ｅｒは励起され、増幅機能が付与されている。この結
果、原信号光、ポンプ光、および位相共役光が、ファイ
バ１００の増幅作用により減衰分が補償されつつ進行す
る。
【００４７】ファイバ１００から出力された光（原信号
光、ポンプ光、Ｅｒ励起光、および位相共役光）は、波
長フィルタ３００に入力する。波長フィルタ３００は、
位相共役光の波長と略同一の波長の光を選択して透過
し、位相共役光発生器の出力信号である新たな信号光を
出力する。
光、ポンプ光、Ｅｒ励起光、および位相共役光）は、波
長フィルタ３００に入力する。波長フィルタ３００は、
位相共役光の波長と略同一の波長の光を選択して透過
し、位相共役光発生器の出力信号である新たな信号光を
出力する。
【００４８】こうして、上記の実施例と同様に、位相共
役光発生器に入射する前の伝送路で生じた入射時の原信
号光の波形の歪を後の伝送路を介することにより歪の低
減を図ることが可能な原信号光の波長と異なる波長の位
相共役光を新たな信号光として、次段の伝送路に供給す
ることができる。
役光発生器に入射する前の伝送路で生じた入射時の原信
号光の波形の歪を後の伝送路を介することにより歪の低
減を図ることが可能な原信号光の波長と異なる波長の位
相共役光を新たな信号光として、次段の伝送路に供給す
ることができる。
【００４９】なお、本変形例においても上記の実施例と
同様に、図２および図３の分布型Ｅｒ添加ファイバの双
方を採用することができる。
同様に、図２および図３の分布型Ｅｒ添加ファイバの双
方を採用することができる。
【００５０】更に、信号光の波長とポンプ光の波長との
差は４ｎｍ程度以下であることが好ましい。なお、この
差の値は目安であり、本発明を限定するものではない。
また、上記の実施例で示した各光の波長の値も本発明を
限定するものではない。
差は４ｎｍ程度以下であることが好ましい。なお、この
差の値は目安であり、本発明を限定するものではない。
また、上記の実施例で示した各光の波長の値も本発明を
限定するものではない。
【００５１】本発明は、上記の実施例に限定されるもの
ではなく、変形が可能である。例えば、分布型Ｅｒ添加
ファイバへのＥｒ励起光の供給方式は、前方励起と後方
励起とを組合わせた双方向励起を採用することも可能で
ある。また、位相共役光を発生する光ファイバのコアの
組成は、上記の実施例で示した成分に加えて、例えば、
鉛などを添加すれば、非線形定数を大きくすることが可
能であり、より効率的な位相共役光の発生を期待でき
る。
ではなく、変形が可能である。例えば、分布型Ｅｒ添加
ファイバへのＥｒ励起光の供給方式は、前方励起と後方
励起とを組合わせた双方向励起を採用することも可能で
ある。また、位相共役光を発生する光ファイバのコアの
組成は、上記の実施例で示した成分に加えて、例えば、
鉛などを添加すれば、非線形定数を大きくすることが可
能であり、より効率的な位相共役光の発生を期待でき
る。
【００５２】
【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明の位
相共役光発生器によれば、位相共役光の発生媒体として
増幅作用のある光ファイバ増幅器などの非線形媒質を使
用するので、従来の位相共役光発生器に比べて小規模の
装置構成で同様の強度の位相共役光を、あるいは、従来
の位相共役光発生器と同様の装置構成であればより強度
の大きな位相共役光を発生することができる。
相共役光発生器によれば、位相共役光の発生媒体として
増幅作用のある光ファイバ増幅器などの非線形媒質を使
用するので、従来の位相共役光発生器に比べて小規模の
装置構成で同様の強度の位相共役光を、あるいは、従来
の位相共役光発生器と同様の装置構成であればより強度
の大きな位相共役光を発生することができる。
【図１】本発明の位相共役光発生器の実施例の構成図で
ある。
ある。
【図２】本発明の実施例で使用可能な分布型Ｅｒ添加フ
ァイバの説明図である。
ァイバの説明図である。
【図３】本発明の実施例で使用可能な他の分布型Ｅｒ添
加ファイバの説明図である。
加ファイバの説明図である。
【図４】発生効率とＰP ｚ積値との関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図５】本発明の位相共役光発生器の変形例の構成図で
ある。
ある。
【図６】位相共役光発生器を使用した歪補償型伝送路の
構成図である。
構成図である。
【図７】従来の位相共役光発生器の構成図である。
【図８】従来の位相共役光発生器におけるポンプ光強度
と発生効率との関係を示すグラフである。
と発生効率との関係を示すグラフである。
１００…分布型Ｅｒ添加ファイバ、２１０，２２０，２
３０…光カプラ，３００…波長フィルタ、４１０，４２
０…光源。
３０…光カプラ，３００…波長フィルタ、４１０，４２
０…光源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 6/122
Claims (14)
- 【請求項１】 第１の光周波数を有する第１の光と第２
の光周波数を有する第２の光とを入力し、非線形光学効
果により第３の光周波数を有する第３の波長を有する第
３の光を発生する位相共役光発生媒質を備える位相共役
光発生器であって、 前記第１の光を第１の端子から入力するとともに前記第
２の光を第２の端子から入力して合波し、第３の端子か
ら出力する第１の光結合器と、 前記第２の光の照射により活性化し、活性化状態で前記
第１の光および前記第２の光に関して誘導放射する元素
が前記第１の光および前記第２の光の伝搬媒質中に含有
し、前記光結合器の前記第３の端子から出力された光を
入力して前記第３の光を発生する非線形媒質と、 を備えることを特徴とする位相共役光発生器。 - 【請求項２】 前記非線形媒質から出力される前記第１
の光の強度は、前記非線形媒質への入射時の前記第１の
光の強度以上である、ことを特徴とする請求項１記載の
位相共役光発生器。 - 【請求項３】 前記非線形媒質から出力される前記第２
の光の強度は、前記非線形媒質への入射時の前記第２の
光の強度以上である、ことを特徴とする請求項１記載の
位相共役光発生器。 - 【請求項４】 前記非線形媒質から出力される前記第３
の光の強度は、前記非線形媒質への入射時の前記第１の
光の強度以上である、ことを特徴とする請求項１記載の
位相共役光発生器。 - 【請求項５】 前記第１の光周波数、前記第２の光周波
数、および前記第３の光周波数の間には、 υ3 ＝２υ2 −υ1 ここで、υ1 ：第１の光周波数 υ2 ：第２の光周波数 υ3 ：第３の光周波数 という関係が成り立つ、ことを特徴とする請求項１記載
の位相共役光発生器。 - 【請求項６】 前記非線形媒質は、光ファイバの希土類
元素が添加されたコアであり、 前記希土類元素を励起する励起光を発生する第２の光源
と、前記第２の光源から出力された励起光を前記コアに
入力する導波器とを更に備える、ことを特徴とする請求
項１記載の位相共役光発生器。 - 【請求項７】 前記導波器は、第１の端子から前記光フ
ァイバから出力される光を入射して第２の端子から出力
するとともに、前記第３の端子から前記励起光を入力し
て前記第１の端子から出力する方向性結合器である、こ
とを特徴とする請求項６記載の位相共役光発生器。 - 【請求項８】 前記導波器は、前記第１の光結合器から
出力された光を第１の端子から入力するとともに前記励
起光を第２の端子から入力して合波し、第３の端子から
出力する第２の光結合器である、ことを特徴とする請求
項６記載の位相共役光発生器。 - 【請求項９】 前記光ファイバは分散シフト型の光ファ
イバである、ことを特徴とする請求項６記載の位相共役
光発生器。 - 【請求項１０】 前記光ファイバは分散シフト型の光フ
ァイバであり、かつ、非屈折率差が１．２％以上であ
る、ことを特徴とする請求項６記載の位相共役光発生
器。 - 【請求項１１】 前記第２の光周波数は前記光ファイバ
の零分散光の光周波数である、ことを特徴とする請求項
６記載の位相共役光発生器。 - 【請求項１２】 前記希土類元素はエルビウムである、
ことを特徴とする請求項６記載の位相共役光発生器。 - 【請求項１３】 前記コアへのエルビウムの添加量は１
０重量ｐｐｍ以下である、ことを特徴とする請求項１２
記載の位相共役光発生器。 - 【請求項１４】 前記非線形媒質から出力された前記第
３の光の光路中に、前記第３の光のみを選択的に透過す
る波長フィルタを更に備える、ことを特徴とする請求項
１記載の位相共役光発生器。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6157661A JPH0822038A (ja) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | 位相共役光発生器 |
| US08/498,985 US5694239A (en) | 1994-07-08 | 1995-07-06 | Optical phase conjugator, optical transmission system using the same, and optical phase conjugation method |
| EP95110669A EP0691716A3 (en) | 1994-07-08 | 1995-07-07 | Optical phase conjugator, optical transmission system using it, and optical phase conjugation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6157661A JPH0822038A (ja) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | 位相共役光発生器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0822038A true JPH0822038A (ja) | 1996-01-23 |
Family
ID=15654618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6157661A Pending JPH0822038A (ja) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | 位相共役光発生器 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5694239A (ja) |
| EP (1) | EP0691716A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0822038A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016071063A (ja) * | 2014-09-29 | 2016-05-09 | 沖電気工業株式会社 | 位相共役光発生素子及び位相共役光発生装置 |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3506283B2 (ja) * | 1995-03-20 | 2004-03-15 | 富士通株式会社 | 光位相共役器 |
| US6175435B1 (en) | 1995-11-22 | 2001-01-16 | Fujitsu Limited | Optical communication system using optical phase conjugation to suppress waveform distortion caused by chromatic dispersion and optical kerr effect |
| US5920588A (en) * | 1996-04-11 | 1999-07-06 | Fujitsu Limited | Method and device for generation of phase conjugate light and wavelength conversion, and system having the device |
| WO1998008138A1 (en) * | 1996-08-22 | 1998-02-26 | Fujitsu Limited | Optical fiber communication system using optical phase conjugate, apparatus applicable to the system and its manufacturing method |
| JPH10339819A (ja) * | 1997-06-05 | 1998-12-22 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光増幅用光ファイバ |
| JP3973769B2 (ja) * | 1998-08-19 | 2007-09-12 | 富士通株式会社 | 波長変換のための方法及び装置 |
| US7155095B2 (en) * | 1999-03-29 | 2006-12-26 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Method for efficient four-wave mixing generation and short pulse generation equipment using the method |
| JP4494557B2 (ja) * | 1999-03-29 | 2010-06-30 | 古河電気工業株式会社 | 四光子混合用光ファイバのファイバ長の決定方法 |
| US6704519B1 (en) * | 2000-03-06 | 2004-03-09 | Lucent Technologies Inc. | Optical transmission system with reduced Kerr effect nonlinearities |
| JP2002229080A (ja) * | 2001-01-30 | 2002-08-14 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光パルス波形変換器、それを備えた光パルス光源 |
| CN1264031C (zh) * | 2001-10-04 | 2006-07-12 | 古河电气工业株式会社 | 非线性色散位移光纤、光信号处理设备和波长转换器 |
| US7016583B2 (en) * | 2003-01-31 | 2006-03-21 | Corning Incorporated | Dispersion management with phase conjugation |
| US8275263B1 (en) * | 2009-06-26 | 2012-09-25 | The Boeing Company | Multiplication of phase deviations |
| JP5830872B2 (ja) * | 2010-03-19 | 2015-12-09 | 富士通株式会社 | 光信号処理装置、光通信方法、受信機、および光ネットワークシステム |
| US10168599B2 (en) * | 2016-01-26 | 2019-01-01 | The Boeing Company | System and method for time reversal situational awareness |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4321550A (en) * | 1979-10-22 | 1982-03-23 | Hughes Aircraft Company | Phase conjugate correction for high gain amplifier systems |
| US4344042A (en) * | 1980-03-03 | 1982-08-10 | Hughes Aircraft Company | Self-regenerative laser oscillator-amplifier |
| EP0500964B1 (en) * | 1990-09-18 | 1996-03-06 | Fujitsu Limited | Optical amplifier |
| JP2830485B2 (ja) * | 1991-02-19 | 1998-12-02 | 日本電気株式会社 | 光ファイバ分散補償装置 |
| US5386314A (en) * | 1993-09-10 | 1995-01-31 | At&T Corp. | Polarization-insensitive optical four-photon mixer with orthogonally-polarized pump signals |
| US5532868A (en) * | 1994-09-23 | 1996-07-02 | At&T Corp. | Apparatus and method for compensating chromatic dispersion produced in optical phase conjugation or other types of optical signal conversion |
| US5550671A (en) * | 1995-03-02 | 1996-08-27 | Lucent Technologies Inc. | Intra-cavity optical four-wave mixer and optical communications system using the same |
-
1994
- 1994-07-08 JP JP6157661A patent/JPH0822038A/ja active Pending
-
1995
- 1995-07-06 US US08/498,985 patent/US5694239A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-07-07 EP EP95110669A patent/EP0691716A3/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016071063A (ja) * | 2014-09-29 | 2016-05-09 | 沖電気工業株式会社 | 位相共役光発生素子及び位相共役光発生装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0691716A2 (en) | 1996-01-10 |
| EP0691716A3 (en) | 1997-09-03 |
| US5694239A (en) | 1997-12-02 |
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