JPH10206917A - 波長変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 変換光のスペクトル幅を狭くすることができ
る波長変換装置を提供する。 【解決手段】 半導体レーザ２は波長選択素子４によっ
て波長が制限された帰還光に応じたポンプ光を発生す
る。波長変換素子１はバンドパスフィルタ３ａ又は３ｂ
を介して入射された信号光と半導体レーザ２からのポン
プ光に応じた変換光を発生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システムに
おいて使用される波長変換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、光通信における回線容量の増
加等を目的として、波長の異なる複数の光を多重化して
伝送する波長多重（ＷＤＭ）通信が研究されている。こ
のような波長多重通信においては、複数の入力信号（光
信号）の多重化を行うために光の波長を変換する必要が
ある。

【０００３】従来、光の波長を変換する波長変換素子と
しては、半導体光増幅器を用いるもの、四光波混合を利
用するもの、過飽和吸収領域を備えた半導体レーザを利
用するもの等が提案されていた。しかしながら、これら
の波長変換素子では光通信システムにおいて求められる
高効率、高速、広帯域、低ノイズ、偏波無依存等の条件
を満足させることができなかった。

【０００４】そこで、本発明の発明者らは、光導波路を
利用して２次の非線形光学効果の一種である疑似位相整
合による差周波発生（ＤＦＧ）を使うことを考え、先の
特許出願（特願平６−１７５２６５）及び以下の論文 ［１］C.Q.Xu, et.a1. App1.Phys.Lett. 63, 1170(199
3) ［２］徐長青、他 信学技報 OCS95-3, P‐17(1995) において波長多重（Wavelength division multiplexin
g：ＷＤＭ）通信システムのキーデバイスとして波長変
換素子を利用することを提案している。

【０００５】ここで用いられている波長変換素子では、
ＬｉＮｂＯ₃ に周期的分極反転構造が形成され、この分
極反転構造を基本波光が伝播するように光導波路が形成
されている。これらの文献では、このような構成の波長
変換素子を用いてＤＦＧにより、１．５３μｍから１．
５５μｍの光へと光交換を実現した例を報告している。
このような構成の波長変換素子によれば、超高速、広帯
域（１４０ｎｍ以上）、低ノイズ（量子雑音以下）、多
チャンネル間の交換が可能、高変換効率（４ｍＷのポン
プ光を使って−３０ｄＢ）等の条件を満足させることが
可能となっている。これにより、偏波無依存についての
課題が残されているが、ＤＦＧによる波長変換技術を光
通信システムに取り込むことの有効性が示されている。

【０００６】また、この他にも同様の提案が以下の文献
に示されている。

【０００７】［３］S.J.B.Yoo, et.a1. App1.Phys.Let
t. 63, 2609(1996) この文献では、ＧａＡｓ基板を用い、この基盤に他のＧ
ａＡｓ基板を結晶の直接接着法により面方位が反対の方
向となるように接着し、接着したＧａＡｓ基板をフォト
リソグラフィーにより周期的に除去して面方位が反対と
なったパターンを形成し、このパターン上に有機金属気
相成長法で周期的分極反転構造を形成して波長変換素子
としている。結晶の面方位を反対の方向に形成すること
で分極の方向も反対の方向となるので、接着した２枚の
ＧａＡｓ結晶基板を用いて分極反転構造を形成してい
る。このように構成された波長変換素子では、超高速、
広帯域、低ノイズ、多チャンネル間の交換が可能、高変
換効率という特性に加えて、偏波無依存を実現してい
る。

【０００８】上述の文献［１］［２］［３］によるいず
れの提案も光通信システムにおいて交換機能の部分に波
長変換技術を利用しようとするものである。このように
波長変換技術を利用することにより、電子素子では実現
できない超高速、広帯域、低ノイズ、多チャンネル間の
交換が可能、高変換効率を実現することができる。

【０００９】ところで、２次の非線形光学効果を利用し
た波長変換技術には２次高調波発生（ＳＨＧ）、和周波
発生（ＳＦＧ）、差周波発生（ＤＦＧ）がある。このよ
うな技術のうちで光導波路を用いた素子が使われた代表
的な例として、以下の文献に示されたものがある。

【００１０】［４］K.Yamamoto, et.a1. App1.Phys.Let
t. 58, 1227(1991) ［５］F.Lauren, et.a1. App1.Phys.Lett. 62, 1872(19
93) 文献［４］には、光導波路を用いて、チェレンコフ放射
スキームにより位相整合を実現し、ＳＨＧ、ＳＦＧによ
り波長変換を行った例が報告されている。この文献に示
されている方法では、半導体レーザの波長の不安定性を
チェレンコフ放射角の変化で吸収できるので位相整合が
常に実現できるが、変換された光の放射方向はレーザ波
長のゆらぎに従って常に変化することになる。また、半
導体レーザの発振スペクトルの広がり、多モード性はそ
のまま変換光のスペクトルの広がりとして反映される。

【００１１】光通信システムでは基本波光と共に変換光
のスペクトルも十分に狭い必要があるので、この文献に
示されている方法を光通信システムに用いることはでき
ない。また、基本波光の波長のゆらぎが変換光の放射方
向の変換となって現れるという特性も応用上極めて不都
合である。

【００１２】文献［５］では、文献［４］と同様に光導
波路を用いて波長変換を実現しているが、文献［４］と
異なり疑似位相整合と呼ばれる方法で位相整合を実現し
ているので、変換光の放射方向が変化することはない
が、基本波光の波長ゆらぎにより変換効率そのものが変
動するという問題がある。また、文献［４］と同様に基
本波のスペクトルの広さがそのまま変換光のスペクトル
の広がりに反映される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】波長多重を行う光交換
装置に波長変換技術を適用するためには、光のスペクト
ル幅が、例えば５ＭＨｚ以下程度に十分に狭いことが必
要である。しかしながら、上述のいずれの光変換素子
も、変換光のスペクトルが十分狭くないため、そのまま
では光通信システムに用いることはできない。

【００１４】例えば、上述の文献［３］に示されている
波長変換素子は、一般に、ファブリ・ペロ型のレーザダ
イオード（ＬＤ）の光共振器内で用いられ、このファブ
リ・ペロ型のＬＤの発振光のスペクトルが一般に多モー
ドであるため、この点が解決できない。また、文献
［４］に示されている波長変換素子でも各モードの半値
幅は比較的狭いがＴｉ：サファイヤレーザが多モードで
あることから、スペクトル幅が十分に小さくはなく、光
交換システムにそのまま適用することができない。ま
た、Ｔｉ：サファイヤレーザ装置そのものが大きく光交
換システムに適用することが困難である。

【００１５】本発明は、変換光のスペクトルの幅を小さ
くすることができ、また、装置そのものを小型化するこ
とができる波長変換装置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】本発明に係る波長変換装
置は、基本波光を発生する半導体レーザと、半導体レー
ザからの基本波光と外部からの信号光に基づいて変換光
を発生して出力する波長変換手段と、半導体レーザに帰
還させる光の波長を制限し、所定の波長の光のみを選択
的に帰還させる波長選択手段とを備えている。

【００１７】また、本発明に係る他の波長変換装置は、
光路の一端に高反射コーティングを有し、高反射コーテ
ィングの反対側の出力端面から発生した基本波光を出力
する半導体レーザと、周期的分極反転構造等からなるＱ
ＰＭ手段と、周期的屈折率分布等からなるＤＢＲ手段と
を有し、半導体レーザからの基本波光と外部からの信号
光に基づいて変換光を発生する波長変換手段とを備え、
半導体レーザの出力端面の反射率をｒ、上記波長変換手
段の両端面の反射率をｒ’、ｒ”、ＤＢＲ手段からの帰
還率をｒ_D とし、 ｒ’，ｒ” ＜＜ ｒ_D ， ｒ＜＜ｒ_D ， ｒ’，ｒ”＜＜ｒ なる関係を満たすように各端面の反射率が設定されてい
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】

第１の実施形態 図１は本発明の第１の実施形態に係る波長変換装置の構
成を示すブロック図である。この波長変換装置は、同図
中に示すように、入射された複数の光の波長に基づいて
波長変換を行う波長変換素子１と、この波長変換素子１
のポンプ光（基本波光）となる光を発生する半導体レー
ザ２と、波長変換素子１と半導体レーザ２の間に配置さ
れた波長選択素子４とを備えている。

【００１９】半導体レーザ２は、例えばファブリ・ペロ
型の半導体レーザからなり、その光導波路の一端（波長
選択素子４に面していない方）に反射面２ａを備えてい
る。また、波長選択素子４は光路の波長変換素子１側に
反射面を有しており、この反射面と半導体レーザ２の反
射面２ａとにより光共振器が構成されている。

【００２０】この波長選択素子４は、半導体レーザ２に
波長選択素子４からの特定の波長の光のみが選択的にフ
ィードバックされるように構成されている。このフィー
ドバックされる光のスペクトルの半値幅は波長選択素子
４の選択特性を適当に選択することによりＷＤＭシステ
ム等の光通信において求められている所定の幅、例えば
５ＭＨｚ程度以下とされている。このように帯域制限さ
れ、半導体レーザ２にフィードバックされた光により発
振したレーザ光は、ポンプ光として波長変換素子１に供
給される。

【００２１】また、この波長変換装置では、光ファイバ
を介して入射された信号光は、以下のいずれかの方法に
より波長変換素子１に入射される。第１の方法では、半
導体レーザ２と波長選択素子４との間にバンドパスフィ
ルタ（ＢＰＦ）３ａを挿入して図１の下方向（光ファイ
バ６ａ）から信号光を入射させる。第２の方法では、波
長選択素子４と波長変換素子１との間にバンドパスフィ
ルタ（ＢＰＦ）３ｂを挿入して図１の下方向（光ファイ
バ６ｂ）から信号光を入射させる。いずれの方法により
信号光を入射させるかは、波長変換素子１、波長選択素
子４あるいはＢＰＦ等の構成に応じて選択する。

【００２２】また、波長変換素子１は、半導体レーザ２
からのポンプ光と信号光の波長に基づく変換光を発生
し、この変換光を出力する。この波長変換素子は、例え
ばＤＦＧ（差周波発生）、ＳＦＧ（和周波発生）等を行
う素子から構成されている。

【００２３】このように構成された波長変換装置では、
上述のように半導体レーザ２の端面２ａと波長選択素子
４で光共振器が形成される。半導体レーザ２の光導波路
中で発生した光は端面２ａ又は波長選択素子４で反射さ
れ、レーザ発振が起こる。このレーザ発振の発振波長は
波長選択素子４で選択される波長となる。

【００２４】この発振は、例えば波長選択素子４がブラ
ッグ反射器であるとすると原理的にブラッグ帰還型半導
体レーザと同じであり、その発振波長は単色性に優れ
（発振波長のスペクトルが単一モードであり、半値幅が
狭い）、かつ安定した発振状態が得られる。

【００２５】ここで、波長選択素子４によって半導体レ
ーザ２に帰還される帰還光のスペクトルについて検討す
る。ブラッグ反射器を構成するブラッグ回折格子の反射
率Ｒは次式で与えられる。

【００２６】

【数１】 ここで、

【数２】 である。また、κ：結合係数、α：吸収係数、Ｌ：ブラ
ッグ反射器の全長、Ｎ（λ）：ブラッグ領域の屈折率、
Λ_B ：ブラッグ反射器の周期、ｑ：ブラッグ回折次数で
ある。

【００２７】ここで、ＬｉＮｂＯ₃ の代表的な値とし
て、κ＝５．０×１０^-4μｍ^-1、α＝０．５ｄＢ／ｃ
ｍ、Ｌ＝４ｍｍ、ｑ＝１７と仮定するとブラッグ反射ス
ペクトルの半値幅は、ほぼ０．１ｎｍとなる。

【００２８】一方、半導体レーザ２の縦モード間隔は、
半導体レーザ２の共振器長が３５０μｍで波長０．７８
μｍである場合、ほぼ０．３ｎｍであるから、ブラッグ
反射領域の長さＬを上述の値（＝４ｍｍ）より長めに設
定すれば、この波長変換装置を光通信システムに用いる
ことができることになる。

【００２９】以上、概略の計算を行ったが、実際の設計
では、（１）式を用いてブラッグ反射スペクトルの半値
幅を計算し、ポンプ光として用いる半導体レーザの縦モ
ード間隔以下となるようにＤＢＲ領域（ブラッグ反射
器）を設計すればよい。

【００３０】上述のように波長が制限された帰還光によ
り発振した半導体レーザ２からのポンプ光と光ファイバ
３からの信号光が共に波長変換素子１に入射すると、こ
れらの光の波長に基づいて変換光が発生する。この波長
変換素子１は、例えば周期的分極反転構造による疑似位
相整合（ＱＰＭ）素子を使うのが便利である。この周期
的分極反転構造の周期Λは、以下の疑似位相整合条件を
満たすように設定されている。 ｋ３−ｋ２−ｋ１＝２π／Λ （２） ここで、ｋ３、ｋ２、ｋ１は、それぞれポンプ光、信号
光、変換光の波数である。

【００３１】この波長変換素子１として、例えば上述の
ＤＦＧ素子を用いた場合には変換光として入射するポン
プ光と信号光の差の周波数の光が発生し、ＳＦＧ素子を
用いた場合には、ポンプ光と信号光の和の周波数の光が
発生する。

【００３２】ＤＦＧ素子を用いた場合、ポンプ光、信号
光、変換光の波長をそれぞれλ３、λ２、λ１とすると
これらの波長の間の関係はエネルギー保存則から以下の
ようになる。 １／λ１＝１／λ３−１／λ２ （３） 同様に、ＳＦＧ素子を用いた場合には、 １／λ１＝１／λ３＋１／λ２ （４） となる。

【００３３】上述のような波長変換装置を光通信システ
ム中で用い、信号光として送信データ等に応じて変調さ
れた信号光を供給することにより、信号光の波長の変換
を行って波長交換を実現することができる。

【００３４】ところで、強度、波長が共に安定した変換
光を得るためには、ポンプ光の波長が安定していること
が必要である。上述の波長変換装置では、半導体レーザ
２にフィードバックされる光の波長を波長選択素子４に
より制限（選択）しているために、半導体レーザ２の発
振波長は波長選択素子４により選択される波長となり、
ファブリ・ペロ型の半導体レーザが有する発振波長の不
安定さを低減させることができ、半導体レーザ２におい
て発生するポンプ光の波長を安定させることができる。

【００３５】また、波長変換素子１の位相整合条件は、
ポンプ光と信号光の波長によって決まるため、この位相
整合条件が安定的に満たされるためには、ポンプ光、信
号光の波長が安定していることが要求される。

【００３６】光通信においては、信号光は一般的に、分
布帰還型レーザ（ＤＦＢレーザ）あるいはブラッグ帰還
型レーザ（ＤＢＲレーザ）によって発生されているので
本来的に波長が安定化されている。

【００３７】しかしながら、一般にポンプ光の発生には
ファブリ・ペロ型の半導体レーザが使われることが多
く、波長の安定度が低い。ポンプ光もファブリ・ペロ型
の半導体レーザを使わず、波長の安定した上述のＤＢＲ
レーザ、ＤＢＲレーザを用いればよいことになるが、信
号光、ポンプ光の波長を共に確定してしまうと波長変換
素子の位相整合条件も確定してしまい、波長変換装置を
構成する際の自由度が全く無くなってしまうため技術的
に困難になる。このため、波長変換装置を構成する段階
では、ポンプ光の波長に調整のためのマージンを確保し
ておくことが好ましく、ポンプ光の発生にはファブリ・
ペロ型の半導体レーザが使われることが多い。

【００３８】動作時には、上述のようにポンプ光の波長
も安定していることが要求される。上述の波長変換装置
では、上述のように、波長選択素子４により半導体レー
ザ２にフィードバックされる光を制限しているため、半
導体レーザ２としてファブリ・ペロ型の半導体レーザを
用いてもポンプ光の波長を安定させることができる。こ
のため、信号光とポンプ光の波長で決まる波長変換素子
１の位相整合条件が安定的に満たされるので、変換光の
強度、波長を共に安定させることができる。

【００３９】第２の実施形態 上述の第１の実施形態では、波長選択素子４が波長変換
素子１と半導体レーザ２の間に配置されていたが、波長
選択素子４として用いる素子によっては、図２に示す第
２の実施形態に係る波長変換装置のように、波長変換素
子１を半導体レーザ２と波長選択素子４の間に配置する
ことができる。

【００４０】この波長変換装置では、波長選択素子４の
波長変換素子１から遠い方の面に反射面が形成されてい
る。この反射面と半導体レーザ２の反射面２ａとで光共
振器が構成されている。

【００４１】また、この波長変換装置では、光ファイバ
を介して入射された信号光は、以下のいずれかの方法に
より波長変換素子１に入射される。

【００４２】第１の方法では、半導体レーザ２と波長変
換素子１との間にバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１３ａ
を挿入して図２の下方向（光ファイバ１６ａ）から信号
光を入射させる。第２の方法では、波長変換素子１と波
長選択素子４との間にバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１
３ｂを挿入して図２の下方向（光ファイバ１６ｂ）から
信号光を入射させる。第３の方法では、波長選択素子４
に対して図２の右（光ファイバ１６ｃ）から信号光を入
射させる。いずれの方法により信号光を入射させるか
は、波長変換素子１、波長選択素子４あるいはＢＰＦ等
の構成に応じて選択する。

【００４３】このように構成された波長変換装置は、上
述の第１の実施形態に係る波長変換装置と同様に動作
し、第１の実施形態と同様に、波長選択素子４により半
導体レーザ２にフィードバックされる光の波長を制限し
ているために、ポンプ光の波長を安定化させ、変換光の
強度、波長を共に安定させることができる。

【００４４】なお、第１及び第２の実施形態における波
長変換装置に対する信号光の入射方法は、実際の光通信
システムの設計に応じていずれかを選択する。

【００４５】第３の実施形態 図３は本発明の第３の実施形態に係る波長変換装置の構
成を示している。この波長変換装置は、同図中に示すよ
うに、ポンプ光を発生する半導体レーザ２２と、半導体
レーザ２２からのポンプ光を透過させるバンドパスフィ
ルタ２３と、疑似位相整合部分（ＱＰＭ部分）２４ｃと
ブラッグ反射部分（ＤＢＲ部分）２４ｄとが一体に形成
された波長変換素子２４と、光ファイバ２６からの信号
光を波長変換素子２４に伝播させると共に、波長変換素
子２４からの光を光ファイバ２６に伝播させない光アイ
ソレータ２５とを備えている。

【００４６】半導体レーザ２２の一方の端面（波長変換
素子２４に臨む端面の反対側の端面）には高反射コーテ
ィング部（１００％反射が望ましい）２２ａが形成され
ている。

【００４７】また、この反射面２２ａと反対側の半導体
レーザ２２の出力端面２２ｂの反射率をｒ、波長変換素
子の端面２４ａ及び２４ｂの反射率をｒ’、ｒ”、ＤＢ
Ｒ部分２４ｃからの帰還率をｒ_D とすると、 ｒ’、ｒ” ＜＜ ｒ_D ｒ ＜＜ ｒ_D （５） ｒ’、ｒ” ＜ ｒ なる関係を満たすように、コーティング等の表面処理を
選択することによって各端面２２ｂ、２４ａ、２４ｂの
反射率が設定されており、半導体レーザ２２の低反射側
２２ｂから発振光（ポンプ光）を出力する構成となって
いる。

【００４８】半導体レーザ２２の低反射側２２ｂから出
力されたポンプ光は、バンドパスフィルタ２３を介して
波長変換素子２４に入射する。この波長変換素子２４の
ポンプ光の入力側には周期的分極反転構造からなるＱＰ
Ｍ部分２４ｃが形成されており、反対側には、周期的屈
折率分布からなる分布帰還構造部分（ＤＢＲ）が形成さ
れている。このような構成では、図３中に示すように、
共に左向き方向に伝播するポンプ光（波数ベクトルｋ
ｐ）と信号光（波数ベクトルｋｓ）の間で位相整合が取
られる。従って、ポンプ光を反射するＤＢＲ部分の反射
率を十分に大きくしてポンプ光の強度を保つ必要があ
る。

【００４９】この波長変換装置では、光ファイバ２６か
らの信号光（例えば波長１．５５μｍ）は、光アイソレ
ータ２５を介して半導体レーザ２２からのポンプ光（例
えば波長０．７８μｍ）とは反対側から波長変換素子２
４に入射する構成とされている。これは、上述の図２に
示す第２の実施形態における第３の方法に相当する。

【００５０】このように構成された波長変換装置では、
波長変換素子２４のＤＢＲ部分２４ｄと半導体レーザ２
２の高反射コーティング部２２ａより光共振器が構成さ
れる。従って、ＤＢＲ部分２４ｄにより反射される光の
波長が制限され、レーザの発振波長が制限されて単一波
長モードで発振する。すなわち、波長変換素子２４のＤ
ＢＲ部分２４ｄにより反射される光の波長はＤＢＲ部分
２４ｄの屈折率の周期構造の周期によって決まるため、
半導体レーザ２２はこの屈折率の周期構造の周期（ブラ
ッグ条件という。）によって決まる波長で発振する。

【００５１】半導体レーザ２２からのポンプ光（具体的
には、さらにＤＢＲ部分２４ｄで反射されたポンプ光）
と光ファイバ２６からの信号光が波長変換素子２４に入
射されると、ＱＰＭ部分２４ｃでこれらの光の波長に基
づく波長の光（例えばこれらの光の波長の差の周波数の
光）が発生する。このように発生した変換光は、バンド
パスフィルタ２３において、波長に対して選択的に反射
され、外部に取り出される。これにより、信号光（波長
１．５５μｍ）及び変換光（波長１．５７μｍ）が図３
中の下方向に出力される。

【００５２】ここで、半導体レーザ２２の発振動作をさ
らに詳しく説明する。図３に示す波長変換装置全体をレ
ーザ発振器と考えると、半導体レーザ２２の活性領域を
挟んで複数の共振器構造が構成されていると考えること
ができる。

【００５３】すなわち、半導体レーザ２２の高反射コー
ティング部２２ａと端面２２ｂにより構成される共振器
（第１の共振器、この共振器が半導体レーザ２２のみを
ファブリ・ペロ型レーザと見た場合の共振器に相当す
る）、半導体レーザ２２の高反射コーティング部２２ａ
と波長変換素子２４の端面２４ａにより構成される共振
器（第２の共振器）、半導体レーザの高反射コーティン
グ部２２ａとＤＢＲ部分２４ｄで構成される共振器（第
３の共振器）、半導体レーザの高反射コーティング部２
２ａと端面２４ｂにより構成される共振器（第４の共振
器）が考えられる。この他にも共振構造と見なせる部分
はあるが、これらは上述の第１〜第４の共振器に比較し
てレーザ発振に対する寄与が少なく、無視することがで
きる。

【００５４】この実施形態においては、半導体レーザ２
２を通常のキャビティ長３５０μｍの半導体レーザとし
ているので、第１の共振器の発振モード間隔は当然に通
常のキャビティ長３５０μｍの半導体レーザ２２のモー
ド間隔に等しく０．３ｎｍ程度、第２及び第４の共振器
の発振モード間隔はこれより約数百分の１程度以下の極
めて狭い間隔である。一方、第３の共振器の発振モード
はＤＢＲ部分２４ｄの屈折率周期で決まる高反射条件に
相当する波長に対応し、これは１００ｎｍ程度の間隔で
存在する。

【００５５】そこで、半導体レーザ２２の高反射コーテ
ィング部２２ａの反射率をほぼ１００％として、半導体
レーザの出力端面２２ｂの反射率をｒ、波長変換素子２
４の端面２４ａ及び２４ｂの反射率をｒ’、ｒ”、ＤＢ
Ｒ部分２４ｄからの帰還率をｒ_D とした場合、 ｒ’、ｒ” ＜＜ ｒ_D ｒ ＜＜ ｒ_D （５） ｒ’、ｒ” ＜ ｒ なる関係を満たすようにコーティングがされていれば、
第２の共振器による発振モードが選択されることはまず
なく、第１及び第３の共振器によって決まるモードが選
択される。具体的には、第１共振器の０．３ｎｍ間隔の
モードのうち第３の共振器のＤＢＲ部分２４ｄからの帰
還光の波長に最も近いモードが選択されることになる。

【００５６】ＤＢＲ部分２４ｄからの帰還光のうち発振
光の波長となり得るのは、モード間隔が１００ｎｍ程度
あり、（レーザダイオード２２の）活性領域の利得の幅
が１００ｎｍ程度であることからただ１つの波長に限ら
れる。またＤＢＲ部分２４ｄからの帰還光のスペクトル
半値幅が上述のように０．１ｎｍ程度であるので、これ
より広いモード間隔をもつ第１共振器のモードは問題な
く１つに選択できる。この選択されたモードのスペクト
ル半値幅は通常のキャビティ長３５０μｍの半導体レー
ザの半値幅に等しく、これは一般的に数ＭＨｚ程度であ
る。この半値幅は上述のような外部からの帰還がなくと
も通常のファブリ・ペロモードで発振している半導体レ
ーザにおいても変わらず、各モード一つ一つの半値幅は
やはり数ＭＨｚである。この値は半導体レーザの活性領
域に特別な利得のゆらぎ等を加えるといった特別な操作
を加えない限りファブリ・ペロ型のレーザ固有の値とな
っている。

【００５７】一方、第２、第４の共振器のモード間隔
は、第１の共振器のモード間隔に比べ数百分の１程であ
るので、ＤＢＲ部分２４ｄからの帰還光のスペクトル半
値幅よりはるかに狭くなってＤＢＲ部分２４ｄからの帰
還光の半値幅の中に複数の発振可能モードが含まれるこ
とになり、ＤＢＲ部分２４ｄからの帰還光による発振モ
ードの選択は安定的にはできないことになる。このた
め、この波長変換装置では、これら第２及び第４の共振
器によるモードが支配的にならないように、波長変換素
子の端面２４ａ及び２４ｂの反射率ｒ’、ｒ”を半導体
レーザの出力端面２２ｂの反射率ｒ及びＤＢＲ部分２４
ｄからの帰還率ｒ_D に比べて十分に小さく構成してい
る。

【００５８】ところで、この波長変換装置では、波長変
換素子２４がＱＰＭ部分２４ｃ及びＤＢＲ部分２４ｄを
一体化して形成されているので、十分な精度を持って疑
似位相整合条件を満たすことができ、発振波長を確定さ
せることができる。このため、システムを構成する際の
作業を簡単化することができ、また、構成したシステム
の経年変化を低減させることができる。

【００５９】また、この図３に示す波長変換装置では、
変換光を取り出す方向（図３中のバンドパスフィルタ２
３の下方向）にポンプ光が全く混入しないことである。
システムの設計上、ポンプ光が混入することが不都合で
ある場合には、図３に示すような構成を取ることで解決
する。

【００６０】ポンプ光の帰還効率を十分に大きく取るた
めには、ＤＢＲ部分２４ｄの反射率を十分に大きくする
必要があり、さらに、この波長変換装置では、ＤＢＲ部
分２４ｄからの帰還光が往復する途中に波長変換部分
（ＱＰＭ部分２４ｃ）があるのでこのＱＰＭ部分２４ｃ
でのポンプ光の減衰をできるだけ小さくしなければなら
ない。しかしながら、変換光の変換効率を高くすると、
ＱＰＭ部分２４ｃにおけるポンプ光の減衰が大きくなる
ため、特に高効率の波長変換装置を構成する場合には、
全体的な効率を考慮してポンプ光の帰還効率を設定する
必要がある。

【００６１】上述のように、この第３の実施形態に係る
波長変換装置では、ポンプ光を発生する半導体レーザ２
２に帰還される光をＤＢＲ部分２４ｄによって帯域制限
しているため、上述の第１及び第２の実施形態と同様
に、半導体レーザ２２の発振波長が極めて安定してお
り、また、ポンプ光のスペクトルの半値幅が極めて狭
い。このため、波長変換素子２４において発生される変
換光の波長を安定させることができ、さらに変換光のス
ペクトルの半値幅を極めて狭いものとすることができ
る。このような波長変換装置をＷＤＭシステム用いるこ
とにより、システムの性能の向上に寄与することができ
る。

【００６２】第４の実施形態 図４は、本発明の第４の実施形態に係る波長変換装置の
構成を示している。この波長変換装置は、上述の図３に
示す第３の実施形態と同様に、半導体レーザ３２と、バ
ンドパスフィルタ３３と、ＱＰＭ部分３４ｃとＤＢＲ部
分３４ｄとが一体に形成された波長変換素子３４と、バ
ンドパスフィルタ３３からの光を光ファイバ３６に伝播
させない光アイソレータ３５とを備えている。

【００６３】半導体レーザ３２の一方の端面（波長変換
素子３４に臨む端面の反対側の端面）には高反射コーテ
ィング部（１００％反射が望ましい）３２ａが形成され
ている。

【００６４】また、半導体レーザ３２、波長変換素子３
４の各々の端面は、半導体レーザ３２の出力端面３２ｂ
の反射率をｒ、波長変換素子の端面３４ａ及び３４ｂの
反射率をｒ’、ｒ”、ＤＢＲ部分３４ｄからの帰還率を
ｒ_D とすると、 ｒ’、ｒ” ＜＜ ｒ_D ｒ ＜＜ ｒ_D （５） ｒ’、ｒ” ＜ ｒ なる関係を満たすようにコーティング等によって反射率
が調整されており、半導体レーザ３２の低反射側３２ｂ
から発振光（ポンプ光）を出力する構成となっている。

【００６５】半導体レーザ３２からのポンプ光は、バン
ドパスフィルタ３３を通して波長変換素子３４に入射す
る。この波長変換素子３４には、上述の第３の実施形態
とは逆に、ポンプ光の入射側に周期的屈折率分布からな
る分布帰還構造（ＤＢＲ）部分３４ｄが形成されてお
り、これと反対側に周期的分極反転構造からなる疑似位
相整合（ＱＰＭ）部分３４ｃが形成されている。

【００６６】また、この波長変換装置では、第３の実施
形態とは異なり、図４中の右方向に伝播するポンプ光
（波数ベクトルｋｐ）、信号光（波数ベクトルｋｓ）に
対して位相整合が取られる。

【００６７】一方、信号光（ここでは波長１．５５μ
ｍ）は、光ファイバ３６、光アイソレータ３５を介して
ポンプ光（ここでは波長０．７８μｍ）とは直角方向に
バンドパスフィルタ３３に入射し、このバンドパスフィ
ルタ３３により選択的に反射されて波長変換素子３４に
入射する構成とされている。これは第１の実施形態の第
１の方法に相当する。

【００６８】このように構成された波長変換装置では、
半導体レーザ３２の高反射コーティング部３２ａと波長
変換装置３４のＤＢＲ部分３４ｄにより光共振器が構成
される。このＤＢＲ部分３４ｄにより半導体レーザ３２
に帰還される光の波長は、上述のＤＢＲ部分３４ｄの屈
折率の周期的分布の周期（ブラッグ条件）によって決ま
る波長に制限される。これにより、半導体レーザ３２は
制限された波長（単一波長モード）で発振する。

【００６９】また、ＤＢＲ部分３４ｄを通過したポンプ
光とバンドパスフィルタ３３を介して波長変換素子３４
に入射した信号光がＱＰＭ部分３４ｃに入射すると、こ
のＱＰＭ部分３４ｄにおいてポンプ光と信号光の差の周
波の光（変換光）が発生する。この変換光は、図４中の
波長変換素子３４の右端から出力される。

【００７０】この波長変換装置は、上述の第３の実施形
態と同様に半導体レーザ３２に帰還される光の波長を制
限しているため、半導体レーザ３２により発生されるポ
ンプ光の発振波長を安定させることができ、またポンプ
光のスペクトルの半値幅を極めて狭くすることができ
る。従って、波長変換素子において発生する変換光の波
長を安定させ、変換光のスペクトルの半値幅を極めて狭
くすることができる。

【００７１】また、この波長変換装置では、上述の第３
の実施形態と同様に、波長変換素子がＱＰＭ部分２４ｄ
及びＤＢＲ部分２４ｃとを一体化して形成されているの
で、十分な精度を持って疑似位相整合条件を満たすこと
ができ、発振波長を確定させることができる。このた
め、システムを構成する際の作業を簡単化することがで
き、また、構成したシステムの経年変化を低減させるこ
とができる。

【００７２】また、この波長変換装置では、変換光の出
力中にポンプ光が混入するため、この点を考慮して設計
を行う必要があるが、半導体レーザ３２の発振のための
帰還光が往復する光路中に波長変換部分（ＱＰＭ部分３
４ｃ）がないため、このＱＰＭ部分３４ｃにおけるポン
プ光の減衰を考慮する必要がなく、ポンプ光の強度を高
くする等の設計を容易にすることができる。

【００７３】第５の実施形態図５に示すように、本発明
の第５の実施形態に係る波長変換装置の構成を示してい
る。この波長変換装置は、上述の図３に示す第３の実施
形態に係る波長変換素子２４のＤＢＲ部分２４ｄ、アイ
ソレータ２５の代わりに光ファイバ４６の出力端近傍に
ＤＢＲ部分４６ａを備えたものである。

【００７４】この波長変換装置は、第３の実施形態と同
様に、半導体レーザ４２と、バンドパスフィルタ４３
と、ＱＰＭ部分４４ｃが形成された波長変換素子４４と
を備えている。

【００７５】半導体レーザ４２の一方の端面（波長変換
素子３４に臨む端面の反対側の端面）には高反射コーテ
ィング部（１００％反射が望ましい）３２ａが形成され
ている。

【００７６】また、半導体レーザ４２、波長変換素子４
４の各々の端面は、半導体レーザ４２の出力端面４２ｂ
の反射率をｒ、波長変換素子の端面４４ａ及び４４ｂの
反射率をｒ’、ｒ”、光ファイバ４６のＤＢＲ部分４６
ａからの帰還率をｒ_D とすると、 ｒ’、ｒ” ＜＜ ｒ_D ｒ ＜＜ ｒ_D （５） ｒ’、ｒ” ＜ ｒ なる関係を満たすようにコーティング等によって反射率
が調整されており、半導体レーザ４２の低反射側４２ｂ
から発振光（ポンプ光）を出力する構成とされている。

【００７７】半導体レーザ４２からのポンプ光は、バン
ドパスフィルタ４３を通して波長変換素子４４に入射す
る。上述のように、この波長変換素子４４にはＱＰＭ部
分４４ｃだけが形成されており、光ファイバ４６の出力
端近傍にＤＢＲ部分４６が形成されている。

【００７８】この波長変換装置では、上述の第３の実施
形態と同様に、共に図５中の左方向に伝播するポンプ光
（波数ベクトルｋｐ）、信号光（波数ベクトルｋｓ）に
対して位相整合が取られる。従って、ポンプ光を反射す
るＤＢＲ部分の反射率を十分に大きくする必要がある点
では、上述の第３の実施形態と同様である。

【００７９】一方、信号光（ここでは波長１．５５μ
ｍ）は、光ファイバ４６に導かれ、この光ファイバ４６
の出射端近傍のＤＢＲ部分４６ａを通って半導体レーザ
４２からのポンプ光（ここでは波長０．７８μｍ）とは
反対側から波長変換素子４４に入射する構成とされてい
る。これは第２の実施形態の第３の方法に相当する。

【００８０】このように構成された波長変換装置では、
半導体レーザ４２の高反射コーティング部４２ａと光フ
ァイバ４６の出射端近傍のＤＢＲ部分４６ａにより光共
振器が構成される。このＤＢＲ部分４６ａにより半導体
レーザ４２に帰還される光の波長は、上述のＤＢＲ部分
４６ａの構造によって決まる波長に制限される。これに
より、半導体レーザ４２は制限された波長（単一波長モ
ード）で発振する。

【００８１】ＤＢＲ部分４６ａにより反射されたポンプ
光と、ＤＢＲ部分４６ａを介して波長変換素子４４に入
射した信号光がＱＰＭ部分４４ｃに入射すると、このＱ
ＰＭ部分４４ｃにおいてポンプ光と信号光の差の周波の
光（変換光）が発生する。この変換光は、図５中の波長
変換素子４４の左端から出力され、バンドパスフィルタ
４３で反射され、信号光（波長１．５５μｍ）及び変換
光（波長１．５７μｍ）図５中の下方向に出力される。

【００８２】この波長変換装置では、上述の各実施形態
と同様に、半導体レーザ４２に帰還される光がＤＢＲ部
分４６ａによって波長制限されているため、ポンプ光の
発振波長が極めて安定しており、またポンプ光のスペク
トルの半値幅が極めて狭い。このため、波長変換素子４
４において発生する変換光の波長を安定させることがで
き、また変換光のスペクトルの半値幅を極めて狭くする
ことができる。このような波長変換装置をＷＤＭシステ
ムに用いることより、システムの性能の向上に寄与する
ことができる。

【００８３】また、この波長変換装置では、バンドパス
フィルタ４３を用いて信号光、変換光を選択的に反射さ
せて出力しているため、原理的に変換光を出力する方向
にポンプ光が全く混入しない。従って、システムの設計
上、ポンプ光が混入することが不都合である場合には、
この図５に示した構成を取ることで解決する。ただし、
ポンプ光の帰還効率を十分に大きく取るためには、ＤＢ
Ｒ部分４６ａの反射率を十分に大きくする必要がある点
については上述の第３の実施形態と同様である。

【００８４】また、この波長変換装置では、上述の第３
の実施形態と同様に、ＤＢＲ部分４６ａからの帰還光が
往復する途中にＱＰＭ部分４４ｃが挟まれているため、
ポンプ光の帰還効率を十分に大きく取るためには、第３
の実施形態と同様に、ＤＢＲ部分４６ａの反射率を十分
に大きくこのＱＰＭ部分４４ｃでのポンプ光の減衰をで
きるだけ小さくしなければならない。しかしながら、第
３の実施形態と同様に、変換光の変換効率を高くする
と、ＱＰＭ部分４４ｃにおけるポンプ光の減衰が大きく
なるため、特に高効率の波長変換装置を構成する場合に
は、全体的な効率を考慮してポンプ光の帰還効率を設定
する必要がある。

【００８５】また、この波長変換装置では、ＱＰＭ部分
４４ｃとＤＢＲ部分４６ａが一体化されていないので、
疑似位相整合条件と発振波長の確定を十分な精度を保持
したまま同時に満たすことができない。ところで、ＱＰ
Ｍ部分とＤＢＲ部分とでは製造プロセスが異なるので、
これらを一体化した場合では両方の部分を同時に最適条
件で作成することが難しい。この波長変換装置では、Ｑ
ＰＭ部分４６ａとＤＢＲ部分４４ｃを一体化していない
ので、これらを別個に作成することができ、これらを最
適条件で作成することが容易となる。

【００８６】なお、上述の第３〜第５の実施形態の波長
変換装置には、実際の機器の設計時に若干の注意を要す
るが、実際の機器に最適な構成を選択すればよい。

【００８７】以上説明したように、上述の各実施形態の
波長変換装置では、変換光のスペクトルの半値幅がＷＤ
Ｍシステム等の光通信システムにおいて求められる光の
スペクトル幅（例えば５ＭＨｚ）程度かそれ以下、具体
的には５ＭＨｚ程度あるいはそれ以下にできる。また、
半導体レーザを用いることができるため、これらの波長
変換装置用いた機器を小型化することができる。

【００８８】上述のような波長変換装置は、例えばＷＤ
Ｍ（波長多重）交換システムにおいて異なる波長間のス
イッチングを行う波長スイッチング素子として用いられ
る。図６はこのようなＷＤＭ交換システムの構成例を示
している。

【００８９】このＷＤＭ交換システムは、入力された光
を分岐する光分岐素子５０と、分岐された光から特定の
波長の光を選択する波長選択素子５１と、選択された光
の波長を変換する波長変換素子（上述の波長変換装置が
用いられる）５２と、波長変換素子の出力光の波長を特
定の波長に制限する波長選択素子５３と、波長選択素子
５３からの出力光を合成する合波器５４とを備えてい
る。また、このシステムは、各波長の光の使用状況等に
応じて各波長選択素子５１、波長変換素子５２、波長選
択素子５３等の制御を行う制御部（図示せず）等を備え
ている。

【００９０】この制御部は、例えば出力伝送路中の波長
λ１の光で形成されているチャンネルが混雑している場
合等にこれを検出し、波長λ１として入力された光が空
いているチャンネルの波長（例えば波長λ２）に変換さ
れるように各波長選択素子５１、波長変換素子５２、波
長選択素子５３等の制御を行う。

【００９１】このような制御に基づいて、まず、光分岐
素子５０と波長選択素子５１によって波長λ１の光を分
離選択して波長変換素子５２に導く。次に、波長変換素
子５２によって、波長λ１の光を波長λ２の光に変換
し、更に波長選択素子５３によって波長λ２の光だけを
合波器５４に出力し、合波器５４において他の波長の光
と合成し出力伝送路に送出する。

【００９２】このような波長交換を行うことにより、出
力伝送路の特定の波長のチャンネルが使用中であって
も、他の波長チャンネルが空いていれば波長変換を行っ
て通信を継続することができる。これにより、一時待機
等の手段を講ずることなくスムーズな通信が可能とな
り、通信効率を高めることができる。

【００９３】ところで、被変換光（上述の各実施形態で
は、半導体レーザからのポンプ光に相当する）の波長を
安定化する方法として、例えば特開平６−２８３７９１
号、特開平５−１１２９７号、特開平５−６６４４０号
等に示された方法がある。これらの方法では、半導体レ
ーザの発振光（被変換光）の第２高調波を発生する装置
において、このブラッグ反射により半導体レーザに帰還
する光の波長を制限する波長固定法（ブラッグロッキン
グ）が用いられている。

【００９４】しかしながら、上述の各実施形態において
差周波発生等を行う場合のように２種類以上の基本波光
（この場合はポンプ光と信号光に相当）を必要とする波
長変換装置にこのブラッグロッキングが採用された例は
従来にはない。

【００９５】また、上述の各公開公報に記載されている
発明中で用いられているブラッグロッキング法はあくま
で半導体レーザの発振波長の安定化を目的としているも
のであり、上述の各実施形態のように発振光のスペクト
ルの半値幅を狭くして波長の純粋性を確保する目的では
ない。

【００９６】従って、上述の各公開公報に記載された発
明では、発振光のスペクトルの半値幅を狭くするための
ブラッグ構造の長さの最適化等の課題の検討はなされて
おらず、これらの発明の単なる延長として上記各実施形
態を完成させることは不可能である。変換光のスペクト
ル狭線化に注目して差周波発生を光交換技術に取り入れ
ることが可能であることに着目して一連の技術を完成す
ることは、大きな発想の転換が必要であり容易に完成す
ることはできない。

【００９７】なお、上述の各実施形態の説明では、波長
変換素子として主にＤＦＧを中心に説明したが、変換光
を得るためにはＳＦＧによることも可能である。この場
合は、ポンプ光としての半導体レーザの発振波長を例え
ば１．５５μｍ近傍に設定し、これに対応させてバンド
パスフィルタの透過特性等をＳＦＧ用に変更する等の変
更を必要とする。

【００９８】また、ＤＦＧ、ＳＦＧ以外にも２次の非線
形光学効果である光パラメトリック発振・増幅等をも変
換光を得るために波長変換素子として用いることができ
る。さらに、３次以上の高次の非線形光学効果を利用す
ることも可能であり、特に四光波混合による波長変換を
用いることができる。これらの異なる光学効果を用いる
場合には、バンドパスフィルタの特性、半導体レーザの
発振可能波長帯域等の変更が必要であることは言うまで
もない。

【００９９】

【発明の効果】本発明に係る波長変換装置は、波長選択
手段によって半導体レーザに帰還させる光の波長を制限
することにより、半導体レーザの発振波長のスペクトル
幅を狭くすることができ、波長変換手段において発生す
る変換光のスペクトル幅を狭くすることができる。

【０１００】また、本発明に係る他の波長変換手段は、
分布帰還（ＤＢＲ）手段により半導体レーザに帰還され
る光の波長を制限することにより、半導体レーザの発振
波長のスペクトル幅を狭くして波長変換手段において発
生する変換光のスペクトル幅を狭くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態に係る波長変換装置
の構成を示す図である。

【図２】 本発明の第２の実施形態に係る波長変換装置
の構成を示す図である。

【図３】 本発明の第３の実施形態に係る波長変換装置
の構成を示す図である。

【図４】 本発明の第４の実施形態に係る波長変換装置
の構成を示す図である。

【図５】 本発明の第５の実施形態に係る波長変換装置
の構成を示す図である。

【図６】 ＷＤＭ交換システムの要部の構成例を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１、２４、２４、３４、４４ 波長変換素子、２、２
２、３２、４２ 半導体レーザ、３ａ、３ｂ、１３ａ〜
１３ｃ、２３、３３、４３ バンドパスフィルタ、２４
ｃ、３４ｃ、４４ｃ ＱＰＭ部分、２４ｄ、３４ｄ、４
６ａ ＤＢＲ部分

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基本波光を発生する半導体レーザと、 半導体レーザからの基本波光と外部からの信号光に基づ
   いて変換光を発生し、出力する波長変換手段と、 半導体レーザに帰還させる光の波長を制限し、所定の波
   長の光のみを選択的に帰還させる波長選択手段とを備え
   ることを特徴とする波長変換装置。
2. 【請求項２】 上記波長選択手段が半導体レーザと波長
   変換手段の間に配置されていることを特徴とする請求項
   １記載の波長変換装置。
3. 【請求項３】 上記波長選択手段が半導体レーザと波長
   変換手段の間に配置されていることを特徴とする請求項
   １記載の波長変換装置。
4. 【請求項４】 上記半導体レーザからの基本波光と異な
   る方向から供給された上記信号光を上記波長変換手段に
   入射させる信号光入射手段を備えることを特徴とする請
   求項１又は２に記載の波長変換装置。
5. 【請求項５】 上記波長変換手段からの変換光を、上記
   半導体レーザからの基本波光と異なる方向に出力させる
   変換光出力手段を備えることを特徴とする請求項１又は
   ３に記載の波長変換装置。
6. 【請求項６】 上記波長選択手段が帰還させる光のスペ
   クトルの半値幅が所定の半値幅以下程度であり、 上記半導体レーザは、波長選択手段により帰還された光
   の波長で発振することを特徴とする請求項１乃至３のい
   ずれかに記載の波長変換装置。
7. 【請求項７】 光路の一端に高反射コーティングを有
   し、該高反射コーティングの反対側の出力端面から発生
   した基本波光を出力する半導体レーザと、 疑似位相整合手段（以下、ＱＰＭ手段という。）と、上
   記半導体レーザに帰還させる光の波長を制限する分布帰
   還手段（以下、ＤＢＲ手段という。）とを有し、上記半
   導体レーザからの基本波光と外部からの信号光に基づい
   て変換光を発生する波長変換手段とを備え、 上記半導体レーザの出力端面の反射率をｒ、上記波長変
   換手段の両端面の反射率をｒ’、ｒ”、上記ＤＢＲ手段
   からの帰還率をｒ_D とし、 ｒ’，ｒ” ＜＜ ｒ_D， ｒ＜＜ｒ_D， ｒ’，ｒ”＜＜ｒ なる関係を満たすように各端面の反射率が設定されてい
   ることを特徴とする波長変換装置。
8. 【請求項８】 上記ＱＰＭ手段は、上記波長変換手段の
   上記半導体レーザからの基本波光の入力側に配置されて
   いることを特徴とする請求項７記載の波長変換装置。
9. 【請求項９】 上記ＱＰＭ手段は、上記波長変換手段の
   上記変換光の出力側に配置されていることを特徴とする
   請求項７記載の波長変換装置。
10. 【請求項１０】 上記半導体レーザからの基本波光と異
    なる方向から供給された上記信号光を上記波長変換手段
    に入射させる信号光入射手段を備えることを特徴とする
    請求項７又は９に記載の波長変換装置。
11. 【請求項１１】 上記波長変換手段からの変換光を、上
    記半導体レーザからの基本波光と異なる方向に出力させ
    る変換光出力手段を備えることを特徴とする請求項７又
    は８に記載の波長変換装置。
12. 【請求項１２】 上記ＱＰＭ手段とＤＢＲ手段が一体に
    形成されていることを特徴とする請求項８又は９に記載
    の波長変換手段。
13. 【請求項１３】 上記ＤＢＲ手段は、信号光を伝播させ
    て波長変換素子に入射させる光ファイバの出力端近傍に
    形成されていることを特徴とする請求項８記載の波長変
    換装置。
14. 【請求項１４】 上記信号光入射手段は、上記信号光を
    選択的に反射させるバンドパスフィルタからなり、 上記波長変換手段からバンドパスフィルタを介して出力
    される戻り光を防止する光アイソレータを備えることを
    特徴とする請求項１０記載の波長変換装置。
15. 【請求項１５】 上記変換光出力手段は、上記変換光を
    選択的に反射させるバンドパスフィルタからなることを
    特徴とする請求項１１記載の波長変換装置。