JP2002287185A - Multi-frequency light source - Google Patents
Multi-frequency light sourceInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 四光波混合を利用して、入射WDM光のチャ
ンネル数と同じまたはそれよりもチャンネル数が増加
し、かつ光出力の波長依存性が小さいWDM光を出射す
る多周波数光源を提供する。
【解決手段】 四光波混合を利用してWDM光のチャン
ネル数を増加する多周波数光源であって、光源部Cから
の入射WDM光とポンプ光源1のポンプ光を光合波器2
で合波したのちに光ファイバ3に入射し、そこでFWM
相互作用を実現させたのち、ポンプ光のみを除去する光
フィルタ4Aを備える四光波混合部Aと、その光フィル
タ4AをFWM光のみを透過する光フィルタに置換し四
光波混合部Bとを組み合わせて光複合部D1を構成し、
入射WDM光のチャンネル数よりもチャンネル数の増加
したWDM光を出射する多周波数光源U1。
(57) [PROBLEMS] To use WDM to emit WDM light whose number of channels is equal to or greater than the number of channels of incident WDM light and whose optical output has small wavelength dependence. Provide a frequency light source. A multi-frequency light source for increasing the number of channels of WDM light using four-wave mixing, wherein an optical multiplexer (2) combines incident WDM light from a light source section (C) and pump light of a pump light source (1).
And then enters the optical fiber 3 where the FWM
After realizing the interaction, a four-wave mixing unit A having an optical filter 4A for removing only the pump light and a four-wave mixing unit B replacing the optical filter 4A with an optical filter transmitting only the FWM light are combined. To form the optical composite part D 1
A multi-frequency light source U 1 that emits WDM light whose number of channels is greater than the number of channels of the incident WDM light.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は多周波数光源に関
し、更に詳しくは、波長分割多重方式による光通信シス
テムで用いられる多周波数光源に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-frequency light source, and more particularly, to a multi-frequency light source used in a wavelength division multiplexing optical communication system.
【0002】[0002]
【従来の技術】波長分割多重(Wavelength Division Mu
ltiplexing:以下、WDMという)方式の進歩により、
現在では1チャンネル当たりの伝送容量が10Gbits/
sで、160チャンネル以上のWDM伝送が実現してい
る。その場合の使用波長領域は1530〜1610nmで
ある。2. Description of the Related Art Wavelength division multiplexing
ltiplexing (WDM)
At present, the transmission capacity per channel is 10Gbits /
With s, WDM transmission of 160 channels or more is realized. In this case, the used wavelength region is 1530 to 1610 nm.
【0003】更なる伝送容量の増加のためにチャンネル
数を増加させることを目的として、WDM伝送での使用
波長領域は更に広げられようとしており、現在では、1
530nm以下の短波長帯域も積極的に利用するための研
究が行われている(先行技術1:J. X. Cai, et.al., E
COC2000, Munich, PD1. 12, 2000、先行技術2:T. Sak
amoto, S. Aozasa, T. Kanamori, K. Hoshino and M. S
himizu, OFC2000, Baltimore, PD4-1, 2000. を参
照)。[0003] In order to increase the number of channels in order to further increase the transmission capacity, the wavelength range used in WDM transmission is being further expanded.
Research has been conducted to actively use the short wavelength band of 530 nm or less (prior art 1: JX Cai, et.al., E
COC2000, Munich, PD1. 12, 2000, Prior art 2: T. Sak
amoto, S. Aozasa, T. Kanamori, K. Hoshino and M. S
himizu, OFC2000, Baltimore, PD4-1, 2000.).
【0004】しかしながら、このような広い波長帯域で
数多くの光源を用いてWDM伝送を実現しようとする場
合には、用いる光源が故障したときに使用されるバック
アップ用の光源が必要になる。広波長帯域で用いる光源
としては、例えば、SC(Super-Continuum)光源(先行
技術3:T. Morioka, et. al., Electron. Lett., 31,
1995, pp. 1064〜1066を参照)や、四光波混合を利用し
た多周波数光源(先行技術4:特開平8−288930
号公報を参照)が提案されている。However, when WDM transmission is to be realized using a large number of light sources in such a wide wavelength band, a backup light source used when a used light source fails. As a light source used in a wide wavelength band, for example, a SC (Super-Continuum) light source (prior art 3: T. Morioka, et. Al., Electron. Lett., 31,
1995, pp. 1064-1066) and a multi-frequency light source using four-wave mixing (prior art 4: Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-288930).
No. 1) has been proposed.
【0005】これらのうち、SC光源はパルス光しか発
生しないため、使用可能な信号光の変調形式が制限を受
けるという問題がある。他方、非線形媒体内で引き起こ
させる後述する四光波混合(Four Wave Mixing:以下、
FWMという)を利用すれば、2以上の異なる周波数成
分の連続光(Continuous Wave光:以下、CW光とい
う)を種光源としてFWMを発生させることにより、C
W光の多周波数光源を実現することができる。実現され
た多周波数光源の各チャンネルの光はCW光であるた
め、この多周波数光源は、変調方式の選択に原理的には
制限を受けないという利点を備えている。[0005] Among these, the SC light source generates only pulsed light, and thus there is a problem that the modulation format of usable signal light is limited. On the other hand, Four Wave Mixing (Four Wave Mixing:
FWM) is used to generate FWM by using continuous light having two or more different frequency components (Continuous Wave light: hereinafter, referred to as CW light) as a seed light source.
A multi-frequency light source of W light can be realized. Since the light of each channel of the realized multi-frequency light source is CW light, the multi-frequency light source has an advantage that selection of a modulation method is not restricted in principle.
【0006】ところで、上記したFWMを利用した多周
波数光源に関する前記先行技術4では、経済的に安価に
するため、できるだけ少ない個数の、周波数が異なるC
W光を種光源として多周波数CW光を実現しようとして
いる。このため、種光源になる複数個のCW光は2〜3
の異なる周波数成分から成るように構成されている。し
かしながら、入射した2または3のCW光のみを種とす
るFWM相互作用で新たに発生したFWM光(以下、1
次のFWM光という)のみを用いると、実現できる多周
波数光源の周波数成分はそれぞれ4または8が上限であ
る。In the above-mentioned prior art 4 relating to the multi-frequency light source using the FWM, in order to make it economically inexpensive, a small number of C with different frequencies is used.
Attempts are being made to realize multi-frequency CW light using W light as a seed light source. Therefore, a plurality of CW lights serving as seed light sources are 2-3.
Are constituted by different frequency components. However, newly generated FWM light (hereinafter referred to as 1 or 2) due to FWM interaction using only the incident 2 or 3 CW light as a seed.
If only the following FWM light is used, the upper limit of the frequency components of the multi-frequency light source that can be realized is 4 or 8, respectively.
【0007】このため、充分にチャンネル数の多い多周
波数光源を実現する場合には、1次のFWM光を種とし
て入射CW光とFWM相互作用を起こさせて2次のFW
M光を生成し、更にこの2次のFWM光を種として3次
のFWM光を生成するという態様を次々と行わせるのよ
うにして、高次のFWM光(先行技術5:N.Shibata,R.
P.Brawn and R.G.Waarts, J. Quantum Electron., QE-2
3, 1987, pp.1205〜1210を参照)を利用することが、チ
ャネル数増加の上限を上げながら多周波数光源を実現す
るためには不可避になる。For this reason, in order to realize a multi-frequency light source having a sufficiently large number of channels, the primary FWM light is used as a seed to cause FWM interaction with the incident CW light to produce a secondary FW.
M light is generated, and the second-order FWM light is used as a seed to generate a third-order FWM light one after another. Thus, high-order FWM light (Prior Art 5: N. Shibata, R.
P.Brawn and RGWaarts, J. Quantum Electron., QE-2
3, 1987, pp. 1205-1210) is inevitable to realize a multi-frequency light source while increasing the upper limit of the number of channels.
【0008】先行技術5で明らかにされているように、
この高次のFWM光は、その次数が大きくなればなるほ
ど弱くなるため、非線形媒体内のFWM相互作用で発生
した多周波数のCW光の光強度をその非線形媒体の出射
端で観察すると、その光強度は一般に揃っていない。こ
のことは、多周波数光源の開発という立場から考える
と、上記したFWM相互作用で発生したCW光の光強度
は、その周波数平坦性がよくないという問題がある。As disclosed in Prior Art 5,
Since the higher-order FWM light becomes weaker as its order increases, the light intensity of the multi-frequency CW light generated by the FWM interaction in the nonlinear medium is observed at the exit end of the nonlinear medium. Strength is generally not uniform. Considering this from the standpoint of developing a multi-frequency light source, there is a problem that the light intensity of the CW light generated by the above-described FWM interaction has poor frequency flatness.
【0009】このようなことから、FWMを利用した多
周波数光源の実現にとっては、1次のFWM光のみを用
いるべきであると考えることができる。FWMは、その
素過程において、2または3の互いに異なる周波数(エ
ネルギー)を有する光子の3個が関与して3次の非線形
分極を有する非線形媒体内で非線形相互作用を起こすこ
とにより、それら3個の光子のいずれとも周波数(エネ
ルギー)が異なる光子を発生する現象であるとみなすこ
とができる。本発明では、以後、一貫してFWMをその
ような意味で用いる。From the above, it can be considered that only a first-order FWM light should be used for realizing a multi-frequency light source using the FWM. The FWM involves three photons having two or three different frequencies (energy) in its elementary process to cause a nonlinear interaction in a nonlinear medium having a third-order nonlinear polarization. Can be regarded as a phenomenon that generates photons whose frequency (energy) is different from any of the photons. In the present invention, hereinafter, FWM will be used consistently in such a meaning.
【0010】このようにして生成した光が前記したFW
M光である。また、非線形相互作用に関与する3個の光
子のうち、光波としての振幅が最も小さい光の周波数成
分を有する光(どれもが同種類であれば、そのうちの任
意の1つ)がプローブ光、残りの2つがポンプ光と呼ば
れる。以下、本発明を正確に説明するために、前記した
1次のFWM光に関する考え方を更に次のような意味に
限定する。[0010] The light generated in this way is the above-mentioned FW.
M light. Further, among the three photons involved in the non-linear interaction, light having a frequency component of light having the smallest amplitude as a light wave (any one of them if they are of the same type) is probe light, The other two are called pump light. Hereinafter, in order to accurately describe the present invention, the above-described concept of the first-order FWM light is further limited to the following meaning.
【0011】ある1種の単一周波数を有するプローブ光
の光波に着目すると、プローブ光の光強度がポンプ光と
同程度である場合、このプローブ光が関与してポンプ光
との間で生じるFWM相互作用は、一般に複数個存在す
る。通常の用途ではこれらは全て1次のFWM相互作用
であり、それによって生成するFWM光は全て1次のF
WM光である。Focusing on one kind of light wave of the probe light having a single frequency, if the light intensity of the probe light is almost the same as that of the pump light, the FWM generated between the probe light and the pump light due to the participation of the probe light Generally, there are a plurality of interactions. In normal applications, these are all first-order FWM interactions, and the resulting FWM light is all first-order FWM.
WM light.
【0012】しかしながら、以後の説明では、プローブ
光の光強度がポンプ光の光強度に比べて充分弱い場合を
考えて、上記1次のFWM相互作用で生成するFWM光
のうち、FWM光の光強度が最も大きくなる相互作用の
ことを1次のFWM相互作用といい、これによって得ら
れたFWM光のことを1次のFWM光と呼ぶ。したがっ
て、プローブ光がWDMされた多チャンネルの光波から
成り、プローブ光の各チャンネルの光強度がポンプ光の
光強度よりも非常に小さい場合には、ポンプ光と各チャ
ンネルのプローブ光間のFWM相互作用が相互作用の中
で最も支配的であり、これが1次のFWM相互作用にな
る。この1次のFWM相互作用で発生する1次のFWM
光は、したがってプローブ光のチャンネル数だけしか存
在しない。However, in the following description, considering the case where the light intensity of the probe light is sufficiently weaker than the light intensity of the pump light, the light of the FWM light out of the FWM light generated by the first-order FWM interaction is considered. The interaction with the highest intensity is called primary FWM interaction, and the FWM light obtained by this is called primary FWM light. Therefore, when the probe light is composed of WDM multi-channel light waves and the light intensity of each channel of the probe light is much smaller than the light intensity of the pump light, the FWM mutual transmission between the pump light and the probe light of each channel is made. The action is the most dominant of the interactions, which is the first order FWM interaction. First-order FWM generated by this first-order FWM interaction
Light therefore exists only in the number of channels of the probe light.
【0013】このようなことから、FWM相互作用が発
生したのちにあっては、プローブ光のチャンネル数に相
当するチャンネル数を有する1次のFWM光の生成によ
り、出射光全体としてのチャンネル数は増加する。この
ようなFWM相互作用をWDM伝送に利用することによ
り伝送容量の更なる増大を実現するための研究が行われ
ている。For this reason, after the occurrence of the FWM interaction, the generation of the first-order FWM light having the number of channels corresponding to the number of the channels of the probe light causes the number of channels as the whole emitted light to be reduced. To increase. Research is being conducted to realize a further increase in transmission capacity by using such FWM interaction for WDM transmission.
【0014】例えば、WDM伝送において、ある周波数
帯域内に存在し、波長分割多重により多チャンネル化さ
れた光(以下、WDM光という)をプローブ光とし、そ
のプローブ光と、そのプローブ光の光強度よりも100
倍以上の光強度を有するポンプ光とを合波し、合波され
た光を光ファイバまたは半導体光増幅器などの非線形媒
体に入射させ、そこでFWM相互作用を発生させること
により、前記したプローブ光の周波数帯域を一括して別
の周波数帯域に変換する研究が知られている(先行技術
6:O.Aso, S.Arai, S., T.Yagi, M.Tadakuma, Y.Suzuk
i and S.Namiki, Electron Lett., 36, 2000, pp. 709-
711を参照)。For example, in WDM transmission, light existing in a certain frequency band and multi-channeled by wavelength division multiplexing (hereinafter referred to as WDM light) is used as probe light, and the probe light and the light intensity of the probe light are used. More than 100
A pump light having a light intensity twice or more is multiplexed, and the multiplexed light is made incident on a non-linear medium such as an optical fiber or a semiconductor optical amplifier, where an FWM interaction is generated. Research on converting a frequency band into another frequency band at a time is known (prior art 6: O.Aso, S.Arai, S., T.Yagi, M.Tadakuma, Y.Suzuk).
i and S. Namiki, Electron Lett., 36, 2000, pp. 709-
711).
【0015】上記した先行技術6においては、FWM相
互作用ののちに、非線形媒体である光ファイバから出射
する光は、元々存在していた前記WDMされたプローブ
光とポンプ光、およびFWM相互作用によって生成した
FWM光の3種類の光波である。そして、上記先行技術
6では、生成したFWM光は、入射したWDMされたプ
ローブ光(以下、入射WDM光という)が一括して周波
数変換されたWDM光になっている。In the above-mentioned prior art 6, after the FWM interaction, the light emitted from the optical fiber, which is a nonlinear medium, is caused by the WDM probe light, the pump light, and the FWM interaction that existed originally. These are three types of light waves of the generated FWM light. In the prior art 6, the generated FWM light is WDM light obtained by frequency-converting the incident WDM probe light (hereinafter, referred to as incident WDM light) collectively.
【0016】したがって、上記先行技術6において、非
線形媒体からの出射光の中から1次のFWM光のみを光
フィルタで取り出せば、それはWDM光の周波数変換デ
バイスとして機能することができる。また、上記した光
フィルタと異なる周波数特性を有する光フィルタを用い
てポンプ光のみを除去すれば、非線形媒体からの出射光
の中から、1次のFWM光と入射WDM光の両者を取り
出すことができる。このことは、FWM光を利用して、
入射WDM光のチャンネル数を倍増した光源として機能
することを意味する。更には、周波数変換が異なるFW
M相互作用を複数回実施して、それぞれの場合につき、
異なった周波数特性を有する光フィルタを用いて上記し
た操作を行えば、プローブ光(入射WDM光)のチャン
ネル数を次々と効率的に増加させることができる。Therefore, in the above prior art 6, if only the first-order FWM light is extracted from the light emitted from the nonlinear medium by the optical filter, it can function as a WDM light frequency conversion device. Further, if only the pump light is removed using an optical filter having a frequency characteristic different from that of the above-described optical filter, both the primary FWM light and the incident WDM light can be extracted from the light emitted from the nonlinear medium. it can. This means that using FWM light
This means that it functions as a light source that doubles the number of channels of incident WDM light. Furthermore, FWs with different frequency conversions
Perform M interactions multiple times and in each case,
If the above operation is performed using optical filters having different frequency characteristics, the number of channels of the probe light (incident WDM light) can be efficiently increased one after another.
【0017】このようにして、多チャンネル化している
入射WDM光のチャンネル数を更に増加させ、多周波数
光源を組み立てることが可能である。ところで、入射W
DM光のうち、注目する1つのプローブ光の周波数をf
s、ポンプ光の周波数をfp(ポンプ光の周波数が2種存
在する場合はfp1,fp2とする)、そして周波数fsの
プローブ光とポンプ光間の1次のFWM相互作用によっ
て発生する1次のFWM光の周波数をfiとすると、こ
れら周波数の間には次の関係が成立する(先行技術5を
参照)。 fi=2fp−fs fi=fp1+fp2−fs In this way, it is possible to further increase the number of channels of the incident WDM light which has been multi-channeled and to assemble a multi-frequency light source. By the way, the incident W
The frequency of one probe light of interest out of the DM light is represented by f
s , the frequency of the pump light is f p (if there are two types of pump light, f p1 and f p2 ), and it is generated by the first-order FWM interaction between the probe light and the pump light of frequency f s Assuming that the frequency of the primary FWM light is f i , the following relationship is established between these frequencies (see Prior Art 5). f i = 2f p -f s f i = f p1 + f p2 -f s
【0018】したがって、ポンプ光の周波数を変化させ
ることにより、同じプローブ光から異なる周波数のFW
M光を生成させることができる。なお、この場合、FW
M相互作用を発生させる非線形媒体として光ファイバを
用いるとすれば、その光ファイバは、色分散の値が0に
なる周波数(零分散周波数f0とする)と上記fp(また
はfp1,fp2)値との間では下記の関係が成立するとい
う特性を備えていることが、効率のよいFWM光の発生
のためには要求される。Therefore, by changing the frequency of the pump light, FWs of different frequencies can be obtained from the same probe light.
M light can be generated. In this case, FW
Assuming that an optical fiber is used as the nonlinear medium that generates the M interaction, the optical fiber has a frequency at which the chromatic dispersion value becomes 0 (the zero dispersion frequency f 0 ) and the above-mentioned f p (or f p1 , f p ). It is required to have a characteristic that the following relationship is established with the value p2 ) for efficient generation of FWM light.
【0019】[0019]
【数1】 (Equation 1)
【0020】このことを踏まえて、零分散周波数が異な
る光ファイバを多段直列に接続し、周波数が可変のポン
プ光を用い、それを、入射したプローブ光と合波して周
波数変換を行う可変波長四光波混合器が提案されている
(先行文献7:特開平2000−180907号公報を
参照)。この先行技術では、周波数可変のポンプ光の周
波数を所望のFWM光を生成させるために必要なポンプ
光周波数fpに設定し、当該ポンプ光周波数fp近傍に零
分散周波数foを有する光ファイバの中でのみFWM相
互作用を発生させ、他の光ファイバとはFWM相互作用
を発生させずに、周波数変換を起こしている。Based on this, optical fibers having different zero-dispersion frequencies are connected in series in multiple stages, a pump light having a variable frequency is used, and this is combined with the incident probe light to perform frequency conversion. A four-wave mixer has been proposed (see Reference 7: JP-A-2000-180907). In this prior art, an optical fiber having a zero-dispersion frequency f o Set the pump light frequency f p required for the pumping light frequency f p vicinity in order to the frequency of the pump light of variable frequency to produce a desired FWM light The FWM interaction occurs only in the optical fiber, and the frequency conversion occurs without generating the FWM interaction with other optical fibers.
【0021】この先行技術7を踏まえれば、光ファイバ
の接続段数と同数のポンプ光を用意し、そのポンプ光の
周波数のそれぞれが、全ての光ファイバの零分散周波数
をそれぞれ満たすように当該ポンプ光をWDMし(WD
Mポンプ光)、そのポンプ光と入射WDM光を合波し、
合波した光を多段接続の光ファイバに入射すれば、各段
の光ファイバの零分散周波数の近傍の周波数を有する周
波数のポンプ光のみがプローブ光とFWM相互作用をお
こす。これを繰り返せば、入射プローブ光は異なった周
波数のFWM光を各段で発生しながら多段接続の光ファ
イバ中を伝播するため,光ファイバの出射端にWDMポ
ンプ光を一括して除去するフィルタを配置したとすれ
ば、一括して多周波数信号を実現することが可能である
ように考えられる。Based on this prior art 7, pump light is prepared in the same number as the number of optical fiber connection stages, and the pump light is so adjusted that each of the frequencies of the pump light satisfies the zero dispersion frequency of all the optical fibers. To WDM (WD
M pump light), multiplexes the pump light and the incident WDM light,
When the multiplexed light is incident on the multi-stage connected optical fibers, only the pump light having a frequency near the zero dispersion frequency of the optical fibers at each stage causes FWM interaction with the probe light. If this is repeated, the incident probe light generates FWM light of different frequencies at each stage and propagates through the multi-stage connected optical fiber.Therefore, a filter that collectively removes the WDM pump light is provided at the output end of the optical fiber. If they are arranged, it is considered that a multi-frequency signal can be realized at once.
【0022】しかしながら、このようなことは実現でき
ない。その理由は、光ファイバ中におけるFWM相互作
用の発生において、ポンプ光と入射WDM光との相関が
重要な因子となっているからである(先行技術8:O.As
o, S.Arai, S., T.Yagi, M.Tadakuma, Y.Suzuki and S.
Namiki, IEICE Trans, Electron., E83-C, 2000, pp.81
6-823を参照)。However, this cannot be realized. The reason is that the correlation between the pump light and the incident WDM light is an important factor in the occurrence of the FWM interaction in the optical fiber (prior art 8: O. As).
o, S. Arai, S., T. Yagi, M. Tadakuma, Y. Suzuki and S.
Namiki, IEICE Trans, Electron., E83-C, 2000, pp.81
See 6-823).
【0023】すなわち、光ファイバへの入射前にはそれ
ぞれ独立した光であるポンプ光とWDM光は、それらが
光ファイバに同時に入射されると、FWM相互作用を媒
介して互いの間で相関が形成される。そして、次式で定
義されるコヒーレント長(Lcoh)だけ光ファイバ内を
伝搬したのちに、互いの相関を劣化させるからである。That is, the pump light and the WDM light, which are independent lights before being incident on the optical fiber, simultaneously enter the optical fiber and, when they are simultaneously incident on the optical fiber, have a correlation between each other through the FWM interaction. It is formed. Then, after propagating in the optical fiber by the coherent length (Lcoh) defined by the following equation, the mutual correlation is deteriorated.
【0024】[0024]
【数2】 (Equation 2)
【0025】(ただし、Δβは伝搬定数の位相不整合の
度合いを表す量、β2はポンプ光の周波数(ポンプ光が
2つの異なる周波数を有する場合はそれらの中間の周波
数)における光ファイバの群速度分散、Δωは周波数変
換帯域を示す)したがって、例えば最初に、ポンプ光波
長において群速度分散(β2)が大きい光ファイバに入
射した場合、対応するLcohはβ2の絶対値に反比例して
短くなるので、ポンプ光とWDM光は短距離を伝搬した
のちに急速に相関を劣化させる。そして、先行技術8に
示されているように、相関の劣化は、生成するFWM光
の周波数帯域を縮小する。そのため、入射WDM光が周
波数変換した光であるFWM光を広帯域で生成すること
ができなくなる。(Where Δβ is an amount representing the degree of phase mismatch of the propagation constant, β 2 is the group of optical fibers at the frequency of the pump light (or intermediate frequency if the pump light has two different frequencies). (The velocity dispersion, Δω indicates the frequency conversion band.) Therefore, for example, when first incident on an optical fiber having a large group velocity dispersion (β 2 ) at the pump light wavelength, the corresponding Lcoh is inversely proportional to the absolute value of β 2. Since the length becomes shorter, the pump light and the WDM light rapidly deteriorate the correlation after propagating over a short distance. Then, as shown in Prior Art 8, the deterioration of the correlation reduces the frequency band of the generated FWM light. Therefore, it becomes impossible to generate FWM light, which is light obtained by frequency-converting incident WDM light, in a wide band.
【0026】ポンプ光が群速度分散の絶対値の大きい光
ファイバを通過したのちに、群速度分散の絶対値が小さ
い光ファイバに入射したとしても、既に相関を劣化させ
ている光の間では有意なFWM相互作用は発生しない。
また、上記した場合とは逆に、最初に群速度分散の絶対
値が小さい光ファイバにポンプ光とWDM光が入射した
場合、最初に効率よくFWM相互作用を起こしてFWM
光を広周波数帯域で生成するが、その後に入射する群速
度分散の絶対値が大きい光ファイバで急速に相関を劣化
させる。そのため、最初の光ファイバで発生させたFW
M光が存在可能な周波数帯域は、群速度分散の絶対値が
大きい光ファイバの中で急速に狭くなる。結局は有意な
FWM光が広帯域で生成しなくなり、多周波数光源とし
ても充分な特性を備えていないことになる。Even if the pump light enters an optical fiber having a small absolute value of the group velocity dispersion after passing through an optical fiber having a large absolute value of the group velocity dispersion, there is a significant difference between the lights which have already deteriorated the correlation. No serious FWM interaction occurs.
Conversely, when the pump light and the WDM light are first incident on an optical fiber having a small absolute value of the group velocity dispersion, the FWM interaction occurs efficiently and the FWM
Although the light is generated in a wide frequency band, the correlation is rapidly deteriorated in an optical fiber having a large absolute value of the group velocity dispersion incident thereafter. Therefore, the FW generated by the first optical fiber
The frequency band in which M light can exist rapidly narrows in an optical fiber having a large absolute value of group velocity dispersion. Eventually, significant FWM light is not generated in a wide band, and does not have sufficient characteristics as a multi-frequency light source.
【0027】[0027]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した先行
技術における諸問題、とりわけ、先行技術4おける問
題、すなわち、従来、2〜3の種光源を基にしてFWM
を発生させて多周波数光源を実現する際に問題になる多
周波数光のチャンネルの周波数平坦性が劣化するという
問題、および、先行技術7から推考される問題、すなわ
ち、広い周波数帯域のFWM相互作用を複数回発生さ
せ、それを利用して多周波数光源を実現する際における
問題を解決し、入射WDM光の周波数変換されたFWM
光を広帯域で生成し、入射WDM光のチャンネル数と同
じまたはそれよりもチャンネル数が増加したWDM光の
形成を可能にした新規な多周波数光源の提供を目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to the above-mentioned problems in the prior art, in particular, the problems in the prior art 4, that is, the conventional FWM based on a few seed light sources.
And the problem that the frequency flatness of the channel of the multi-frequency light deteriorates, which is a problem in realizing the multi-frequency light source, and the problem deduced from the prior art 7, that is, the FWM interaction in a wide frequency band. Is generated a plurality of times, and a problem in realizing a multi-frequency light source using the generated light is solved, and the frequency-converted FWM of the incident WDM light is solved.
It is an object of the present invention to provide a novel multi-frequency light source capable of generating light in a wide band and forming WDM light having the same or more channels as the number of channels of incident WDM light.
【0028】[0028]
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、複数の周波数のチャンネル
から成るWDM光と、前記WDM光の内の最大光出力を
有するチャンネルの光強度よりも10倍以上の光強度を
有するポンプ光とを、非線形媒体に入射してFWMを発
生させることにより、前記WDM光の占有周波数帯域幅
と同じまたはそれよりも広い周波数帯域幅を有する波長
分割多重光を出射することを特徴とする多周波数光源が
提供される。In order to achieve the above object, according to the present invention, a WDM light comprising a plurality of frequency channels and a light intensity of a channel having a maximum light output among the WDM lights are used. The wavelength division multiplexing having a frequency bandwidth equal to or wider than the occupied frequency bandwidth of the WDM light by injecting a pump light having a light intensity of 10 times or more into a nonlinear medium to generate FWM. A multi-frequency light source that emits light is provided.
【0029】具体的には、複数の周波数の光波から成る
WDMされた光を出射する光源部と、四光波混合部Aお
よび四光波混合部Bの2種のうち少なくとも1種を含む
ようにこれらの1以上複数個を組み合わせて成り、前記
光源部からの出射WDM光が入射する光複合部とを有
し、前記光複合部からの出射光のチャンネル数が前記光
源部からの出射光のチャンネル数と同じまたはそれより
も増加し、前記光複合部からの出射光を出射する出射端
を有する多周波数光源であって、前記四光波混合部A
は、単一または2つの異なる周波数から成るポンプ光を
出射するポンプ光源と、前記ポンプ光と合波されて四光
波混合を引き起こす対象となる入射光を受ける入射ポー
トと、前記ポンプ光と前記入射ポートで受けた前記入射
光とを合波する光合波器と、前記光合波器で合波された
光を入射することで四光波混合を発生させる非線形媒体
と、前記非線形媒体から出射する、四光波混合により新
たに発生した四光波混合光、前記ポンプ光、および前記
入射光のうち、前記ポンプ光のみを除去する光フィルタ
とから成り、前記四光波混合部Bは、単一または2つの
異なる周波数から成るポンプ光を出射するポンプ光源
と、前記ポンプ光と合波されて四光波混合を引き起こす
対象となる入射光を受ける入射ポートと、前記ポンプ光
と前記入射ポートで受けた前記入射光とを合波する光合
波器と、前記光合波器で合波された光を入射することで
四光波混合を発生させる非線形媒体と、前記非線形媒体
から出射する、四光波混合により新たに発生した四光波
混合光、前記ポンプ光、および前記入射光のうち、前記
新たに発生した四光波混合光のみを透過させる光フィル
タとから成ることを特徴とする多周波数光源が提供され
る。More specifically, the light source unit that emits WDM light composed of light waves of a plurality of frequencies and at least one of the four-wave mixing unit A and the four-wave mixing unit B include And a light combining section, into which the WDM light emitted from the light source section is incident, wherein the number of channels of light emitted from the light combining section is the number of channels of light emitted from the light source section. A multi-frequency light source having an emission end that is equal to or greater than the number and emits light emitted from the optical composite unit, wherein the four-wave mixing unit A
A pump light source that emits pump light having a single or two different frequencies, an input port that receives incident light that is multiplexed with the pump light to cause four-wave mixing, An optical multiplexer that multiplexes the incident light received at a port, a nonlinear medium that generates four-wave mixing by inputting the light multiplexed by the optical multiplexer, and an optical medium that emits light from the nonlinear medium. The four-wave mixing unit B includes a four-wave mixing light newly generated by light-wave mixing, the pump light, and an optical filter that removes only the pump light from the incident light. A pump light source that emits pump light having a frequency, an incident port that receives incident light that is multiplexed with the pump light and causes four-wave mixing, and the pump light and the incident port. An optical multiplexer that multiplexes the incident light with the beam, a nonlinear medium that generates four-wave mixing by entering the light multiplexed by the optical multiplexer, and exits from the non-linear medium, by four-wave mixing. A multi-frequency light source, comprising: a newly generated four-wave mixing light, the pump light, and an optical filter that transmits only the newly generated four-wave mixing light among the incident light. .
【0030】更に具体的には、前記非線形媒体が、光フ
ァイバまたは半導体光増幅器であり、前記光複合部は、
1以上複数個の前記四光波混合部Aおよび/または前記
四光波混合部Bを直列に接続して成るブロックとして形
成されている多周波数光源(以後、このタイプの多周波
数光源を直列ブロック型多周波数光源という)、また
は、前記光複合部は、前記光源部からの出射光を分岐す
る光分岐器と、1個以上複数個の前記四光波混合部Aお
よび/または前記四光波混合部Bを、互いに並列に、前
記光分岐器の出射ポートの個数以下配置し、前記光分岐
器の出射端が前記四光波混合部の入射端にそれぞれ接続
されて成るブロックと、前記ブロックにおける前記四光
波混合部のそれぞれからの出射光を合波する光合波器と
から成る多周波数光源(以後、このタイプの多周波数光
源を並列ブロック型多周波数光源という)が提供され
る。More specifically, the nonlinear medium is an optical fiber or a semiconductor optical amplifier, and the optical composite section is
A multi-frequency light source formed as a block formed by connecting one or more of the four-wave mixing units A and / or the four-wave mixing units B in series (hereinafter, this type of multi-frequency light source A frequency light source), or the optical composite unit includes an optical splitter that splits outgoing light from the light source unit and one or more of the four-wave mixing unit A and / or the four-wave mixing unit B. A block in which the number of output ports of the optical splitter is equal to or less than the number of output ports of the optical splitter, and an output end of the optical splitter is connected to an input end of the four-wave mixing unit, and the four-wave mixing in the block. A multi-frequency light source (hereinafter, this type of multi-frequency light source is referred to as a parallel block type multi-frequency light source) comprising an optical multiplexer for multiplexing the light emitted from each of the units.
【0031】上記した四光波混合部Aおよび四光波混合
部Bにおいて、非線形媒体として光ファイバを用いる際
には次のような光ファイバが用いられる。すなわち、ポ
ンプ光が単一の周波数成分を有する場合には、当該光フ
ァイバの群速度分散値が0になる周波数がポンプ光の周
波数近傍に位置する光ファイバを用い、また、ポンプ光
が2つの異なる周波数成分を有する場合には、当該光フ
ァイバの群速度分散値が0なる周波数がポンプ光の周波
数の相加平均値の近傍に位置する光ファイバを用いる。In the four-wave mixing section A and the four-wave mixing section B, when an optical fiber is used as the nonlinear medium, the following optical fiber is used. That is, when the pump light has a single frequency component, an optical fiber whose frequency at which the group velocity dispersion value of the optical fiber is 0 is located near the frequency of the pump light is used. If the optical fiber has different frequency components, an optical fiber whose frequency at which the group velocity dispersion value of the optical fiber is 0 is located near the arithmetic mean of the pump light frequencies is used.
【0032】また、上記した多周波数光源は、ポンプ光
と多チャンネルの入射WDM光とを種光源としているの
で、1次のFWM相互作用のみを利用してチャンネル数
が増加する。そのため、入射WDM光の各チャンネルの
光強度に比べて10倍以上の光強度を有するポンプ光を
用いることにより、入射WDM光の各チャンネルとポン
プ光の間におけるFWM相互作用の大きさ、すなわち1
次のFWM相互作用の大きさは他の高次のFWM相互作
用の大きさよりも充分大きくなり、その結果、生成する
FWM光の波長平坦性の劣化は抑制される。Further, since the above-mentioned multi-frequency light source uses the pump light and the multi-channel incident WDM light as seed light sources, the number of channels is increased using only the first-order FWM interaction. Therefore, by using the pump light having the light intensity 10 times or more the light intensity of each channel of the incident WDM light, the magnitude of the FWM interaction between each channel of the incident WDM light and the pump light, ie, 1
The magnitude of the next FWM interaction becomes sufficiently larger than the magnitude of the other higher-order FWM interactions, and as a result, the deterioration of the wavelength flatness of the generated FWM light is suppressed.
【0033】更に、本発明の直列ブロック型多周波数光
源では、光複合部を構成する各四光波混合部Aおよび/
または各四光波混合部Bを光波が伝播するごとに一回ず
つポンプ光が取り除かれるため、その都度、ポンプ光と
各四光波混合部への入射WDM光との相関もなくなり、
各段の四光波混合部Aまたは四光波混合部Bの内部にあ
るポンプ光と各四光波混合部Aまたは四光波混合部Bへ
の入射WDM光が各非線形媒体の中でつくる相関のみで
FWM特性が決まる。したがって各段ごとに広帯域のF
WM相互作用を繰り返し,結果として広帯域の多周波数
光源を実現できることになる。Further, in the serial block type multi-frequency light source of the present invention, each of the four-wave mixing units A and / or
Alternatively, since the pump light is removed once each time the light wave propagates through each four-wave mixing unit B, there is no correlation between the pump light and the incident WDM light to each four-wave mixing unit,
The FWM is obtained only by the correlation between the pump light inside the four-wave mixing unit A or the four-wave mixing unit B and the WDM light incident on the four-wave mixing unit A or the four-wave mixing unit B in each nonlinear medium. Characteristics are determined. Therefore, a wide band F
By repeating the WM interaction, a broadband multi-frequency light source can be realized as a result.
【0034】また、本発明においては、前記光源部の出
射光であるWDMされた光波全てが同一の偏光状態にあ
り、それを前記光複合部へ入射する入射WDM光として
使用する多周波数光源、その場合、前記光複合部は、前
記ポンプ光と入射した前記WDM光を偏波保持して同一
偏光状態で合波する光合波手段、具体的にはポンプ光の
偏光状態を変化させる機能を有する偏波コントローラを
ポンプ光の入射端に備えた光合波器または偏波保持光合
波器、により合波された光をそのまま前記非線形媒体に
入射させる多周波数光源、前記非線形媒体として、偏波
保持光ファイバを用い、非線形媒質中で偏光状態を保持
したまま伝播するように光合波手段からの出射光を入射
する多周波数光源、前記光複合部における各四光波混合
部内の前記光合波手段は、光合波器と、前記光合波器に
おける、ポンプ光の入射ポートの直前に配置された偏波
コントローラとを備え、前記偏波コントローラは、前記
光複合部からの出射光における新たに発生したFWM光
の強度が最大になるように設定されている多周波数光
源、前記光複合部における前記光合波手段として、偏波
保持特性を有する光合波器を用い、前記ポンプ光源から
のポンプ光の偏光状態と前記WDM光の各チャンネルの
偏光状態が前記光合波器において一致するようにして前
記光合波器に入射させる多周波数光源、1以上複数個の
前記四光波混合部Aおよび/または前記四光波混合部B
を直列に接続して形成されている前記光複合部におい
て、前記光源部に最も近い箇所に位置する四光波混合部
における前記光合波手段または前記光合波器からの出射
光を、偏波保持特性を有する非線形媒体中において偏光
状態を保持したまま伝播するように前記非線形媒体に入
射する多周波数光源、1以上複数個の前記四光波混合部
Aおよび/または前記四光波混合部Bを並列に接続して
形成されている前記光複合部において、全ての四光波混
合部における前記光合波手段または前記光合波器からの
出射光を、非線形媒体中において偏光状態を保持したま
ま伝播するように前記非線形媒体に入射する多周波数光
源、前記四光波混合部Aにおける前記光フィルタを、前
記非線形媒体からの出射光の偏光状態を保持したまま前
記ポンプ光のみを除去する光フィルタとし、1以上複数
個の前記四光波混合部Aおよび/または前記四光波混合
部Bを直列に接続して形成されている前記光複合部にお
いて、隣り合う四光波混合部間における前段の四光波混
合部からの出射光が偏光状態を保持したままで次段の四
光波混合部へ入射する多周波数光源、また、前記四光波
混合部Bの前記光フィルタを、前記非線形媒体からの出
射光の偏光状態を保持したまま前記入射WDM光の周波
数変換が行われたFWM光のみを透過する光フィルタと
し、1または2以上の四光波混合部Aまたは/および四
光波混合部Bを組み合わせることにより前記光複合部が
形成され、前記した入射WDM光の偏光状態が前記光複
合部を伝搬する間保持される多周波数光源、前記光複合
部全体の最も出射端側に位置する前記四光波混合部Aま
たは前記四光波混合部Bにおける前記非線形媒体は偏波
保持しない光ファイバから成り、前記四光波混合部Aま
たは前記四光波混合部Bが上記した四光波混合部Aまた
は四光波混合部Bである多周波数光源、前記光複合部に
おける出射端には、出射端の光強度の周波数依存性を平
坦化するための光等化器が配置されている多周波数光
源、および、前記光源部からの出射端の1つまたは複数
が変調される多周波数光源が提供される。Also, in the present invention, a multi-frequency light source, wherein all the WDM light waves emitted from the light source unit are in the same polarization state and are used as incident WDM light incident on the optical composite unit, In this case, the optical composite unit has a function of changing the polarization state of the pump light, specifically, an optical multiplexing unit that polarization-maintains the pump light and the incident WDM light and multiplexes the same in the same polarization state. A multi-frequency light source for directly inputting the light multiplexed by the optical multiplexer or the polarization maintaining optical multiplexer provided with a polarization controller at the input end of the pump light to the nonlinear medium, and a polarization maintaining light as the nonlinear medium. A multi-frequency light source that emits light from an optical multiplexing unit so as to propagate while maintaining a polarization state in a nonlinear medium using a fiber, and the optical multiplexing in each four-wave mixing unit in the optical composite unit The stage includes an optical multiplexer, and a polarization controller disposed in the optical multiplexer immediately before an input port of the pump light, wherein the polarization controller newly generates light emitted from the optical composite unit. A multi-frequency light source that is set so that the intensity of the obtained FWM light is maximized, and an optical multiplexer having a polarization maintaining characteristic is used as the optical multiplexing unit in the optical combining unit, and pump light from the pump light source is used. A multi-frequency light source and one or more four-wave mixing units A and / or a plurality of four-wave mixing units A, which are incident on the optical multiplexer such that the polarization state and the polarization state of each channel of the WDM light coincide in the optical multiplexer. Light wave mixing section B
Are connected in series, in the four-wave mixing unit located closest to the light source unit, the light emitted from the optical multiplexing means or the optical multiplexer is a polarization maintaining characteristic. A multi-frequency light source, and one or more of the four-wave mixing sections A and / or the four-wave mixing sections B, which are incident on the non-linear medium so as to propagate while maintaining the polarization state in the non-linear medium having In the optical composite part formed as described above, the light emitted from the optical multiplexing means or the optical multiplexer in all four-wave mixing parts is nonlinearly propagated while maintaining the polarization state in a nonlinear medium. A multi-frequency light source incident on a medium, the optical filter in the four-wave mixing unit A is filtered to remove only the pump light while maintaining the polarization state of light emitted from the nonlinear medium. In the optical composite section formed by connecting one or more of the four-wave mixing sections A and / or the four-wave mixing sections B in series, the former stage between adjacent four-wave mixing sections. The multi-frequency light source in which the light emitted from the four-wave mixing unit enters the next-stage four-wave mixing unit while maintaining the polarization state, and the optical filter of the four-wave mixing unit B, An optical filter that transmits only the FWM light that has undergone the frequency conversion of the incident WDM light while maintaining the polarization state of the output light is combined with one or two or more four-wave mixing units A and / or four-wave mixing units B The optical composite part is formed by this, the multi-frequency light source in which the polarization state of the incident WDM light is maintained while propagating through the optical composite part, the multi-frequency light source located at the most exit end side of the entire optical composite part The non-linear medium in the light wave mixing unit A or the four wave mixing unit B is made of an optical fiber that does not maintain polarization, and the four wave mixing unit A or the four wave mixing unit B is the four wave mixing unit A or the four wave mixing unit. A multi-frequency light source that is part B, a multi-frequency light source in which an optical equalizer for flattening the frequency dependence of light intensity at the emission end is arranged at an emission end of the optical composite unit, and the light source A multi-frequency light source is provided in which one or more of the exit ends from the part are modulated.
【0035】[0035]
【発明の実施の形態】図1に本発明の多周波数光源の基
本構成例U1を示す。この多周波数光源U1は、前記した
直列ブロック型多周波数光源において、四光波混合部A
が1個の場合であり、その1個の四光波混合部Aで光複
合部D1が形成されているものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Figure 1 shows a basic configuration example U 1 of the multi-frequency light source of the present invention. This multi-frequency light source U 1 is the same as the above-mentioned series block type multi-frequency light source,
Is a single unit, and the optical composite unit D1 is formed by the single four-wave mixing unit A.
【0036】図1の多周波数光源U1において、光源部
Cは多チャンネル光源C1と光合波器C2で構成されてい
る。多チャンネル光源C1は、発振周波数の異なる複数
のCW光光源を集合して成り、また光合波器C2として
は例えばアレイ型導波路回折格子(Arrayed Waveguide
Grating:AWG)を用いる。多チャンネル光源C1から
の光は光合波器C2で合波され、それは単一周波数の光
または複数の周波数を有するWDM光になって、後述す
る四光波混合部Aに入射される。In the multi-frequency light source U 1 of FIG. 1, the light source section C comprises a multi-channel light source C 1 and an optical multiplexer C 2 . Multi-channel light source C 1, the oscillation varies made by assembling a plurality of the CW light source frequency, also as an optical multiplexer C 2 is for example an array waveguide diffraction grating (Arrayed Waveguide
Grating: AWG) is used. Light from the multi-channel light source C 1 are multiplexed by the optical multiplexer C 2, it becomes in the WDM light having the light frequency or frequencies of a single frequency, and enters the later-described four-wave mixing section A.
【0037】四光波混合部Aは、周波数fpのポンプ光
を発振するポンプ光源1と、ポンプ光源1からのポンプ
光と前記した光源部Cから光複合部D1への入射光(入
射WDM光)とを合波する光合波器2と、合波された光
にFWM相互作用を発生させる非線形媒体3と、非線形
媒体3から出射するポンプ光、入射WDM光、FWM光
のうち、ポンプ光のみを除去するポンプ光除去用光フィ
ルタ4Aで構成されている。The four-wave mixing unit A includes a pump light source 1 that oscillates a pump light frequency f p, the incident light from the light source section C mentioned above the pump light from the pump light source 1 to the optical composite section D 1 (incident WDM Multiplexed light, a non-linear medium 3 for generating FWM interaction in the multiplexed light, and pump light out of pump light, incident WDM light, and FWM light emitted from the non-linear medium 3. It is composed of a pump light removing optical filter 4A for removing only the light.
【0038】この場合の光フィルタ4Aとしては例えば
バンドパスフィルタ(Band Pass Filter:BPF)を用
いることができる。なお、非線形媒体3としては、光フ
ァイバと半導体光増幅を用いることができるが、以後の
説明は、非線形媒体として光ファイバを採用した場合に
ついて行う。In this case, as the optical filter 4A, for example, a band pass filter (BPF) can be used. Note that an optical fiber and a semiconductor optical amplifier can be used as the nonlinear medium 3, but the following description will be made for a case where an optical fiber is used as the nonlinear medium.
【0039】この四光波混合部Aでは、次のような光学
現象が起こって周波数変換が実現する。それを、図1と
図2に基づいて説明する。まず、光源部Cからの入射W
DM光と周波数fpのポンプ光とが光合波器2で合波さ
れる。このとき、入射WDM光の存在する周波数帯F1
は、図2の実線で示したF1であるとする。In the four-wave mixing section A, the following optical phenomenon occurs to realize frequency conversion. This will be described with reference to FIGS. First, the incident light W from the light source section C
A pump light of DM light and the frequency f p are multiplexed by the optical multiplexer 2. At this time, the frequency band F 1 in which the incident WDM light exists.
And is F 1 indicated by the solid line in FIG.
【0040】合波された光は光ファイバ3に入射し、そ
こでFWM相互作用を起こしてFWM光が生成する。そ
のFWM光は、図2の破線で示したように、ポンプ光の
周波数fpを中心にしてその周りに、入射WDM光の周
波数帯と対称をなす周波数帯F2に存在する。光ファイ
バ3からはポンプ光、FWM光、入射WDM光が出射す
るが、それらのうちポンプ光のみが光フィルタ4Aで除
去される。The multiplexed light enters the optical fiber 3, where it causes FWM interaction to generate FWM light. Its FWM light, as shown by the broken line in FIG. 2, around the around the frequency f p of the pump light is present in the frequency band F 2 constituting the frequency band and symmetry of the incident WDM light. Pump light, FWM light, and incident WDM light are emitted from the optical fiber 3, but only the pump light is removed by the optical filter 4A.
【0041】その結果、四光波混合部Aからは、WDM
光であり、かつチャンネル数が同数のFWM光と入射W
DM光が出射し、結局、その出射光は入射WDM光の2
倍のチャンネル数を有することになる。ここで、光ファ
イバ3内でのFWM相互作用を効率よく実現させるため
の位相整合条件を満たすために、ポンプ光が単一周波数
の光である場合には、用いる光ファイバ3としては、群
速度分散が0になる周波数の零分散周波数値foがポン
プ光の周波数fpの近傍に存在することが必要になる。
また、ポンプ光が2つの異なる周波数成分f1,f2を有
する光である場合は、零分散周波数が周波数f1,f2の
相加平均値の近傍に存在する光ファイバを用いることが
必要になる。As a result, from the four-wave mixing section A, the WDM
FWM light that is light and has the same number of channels and incident W
The DM light is emitted, and eventually, the emitted light is 2 of the incident WDM light.
It will have twice the number of channels. Here, in order to satisfy the phase matching condition for efficiently realizing the FWM interaction in the optical fiber 3, when the pump light is light of a single frequency, the optical fiber 3 used has a group velocity dispersion it is necessary to zero-dispersion frequency value f o frequency becomes 0 is present near a frequency f p of the pump light.
When the pump light is light having two different frequency components f 1 and f 2 , it is necessary to use an optical fiber whose zero dispersion frequency is near the arithmetic mean of the frequencies f 1 and f 2. become.
【0042】なお、複数個の四光波混合部Aと四光波混
合部Bのいずれかまたは両方を直列に接続して光複合部
を形成し、光複合部を構成する各四光波混合部の内部の
各ポンプ光の周波数fpと各光ファイバ3の零分散周波
数を互いに調整することにより、光複合部への入射WD
M光の存在するいかなる周波数帯に対しても、FWM相
互作用で生成されるFWM光の周波数帯が各四光波混合
部への入射WDM光の周波数帯F1と重複しないように
してチャンネル数を増加させることができる。One or both of the plurality of four-wave mixing sections A and the four-wave mixing sections B are connected in series to form an optical composite section, and the inside of each of the four-wave mixing sections constituting the optical composite section is formed. by adjusting the frequency f p and the zero dispersion frequency of each optical fiber 3 of each pump light to each other, the incident WD of the optical composite section
For any frequency band in which the M light exists, the number of channels is set such that the frequency band of the FWM light generated by the FWM interaction does not overlap with the frequency band F 1 of the WDM light incident on each four-wave mixing unit. Can be increased.
【0043】具体的には、このことを利用して、例え
ば、図3で示したような直列ブロック型の多周波数光源
U2を形成することができる。この多周波数光源U2は、
2個の四光波混合部A-1,A-2を直列に接続して光複合部
D2を形成し、光源部Cから光複合部D2への入射WDM
光を四光波混合部A-1に入射する。[0043] More specifically, by utilizing this, for example, it is possible to form the multi-frequency light source U 2 of the series block type as shown in FIG. This multi-frequency light source U 2
Two four-wave mixing section A-1, the A-2 are connected in series to form a light composite portion D 2, incident WDM from the light source unit C to the optical composite section D 2
Light enters the four-wave mixing unit A-1.
【0044】ここで、四光波混合部A-1において、光フ
ァイバ3-1はその零分散周波数がポンプ光源1-1からのポ
ンプ光の周波数fp1の近傍に存在しており、また四光波
混合部A-2における光ファイバ3-2はその零分散周波数が
ポンプ光源1-2からのポンプ光の周波数fp2の近傍に位
置するように設計されている。この周波数光源U2で
は、光複合部D2内で次のような光学現象が起こって光
源部Cからの入射WDM光のチャンネル数増加が実現す
る。Here, in the four-wave mixing section A-1, the optical fiber 3-1 has a zero-dispersion frequency in the vicinity of the frequency fp1 of the pump light from the pump light source 1-1. The optical fiber 3-2 in the mixing section A-2 is designed so that its zero dispersion frequency is located near the frequency fp2 of the pump light from the pump light source 1-2. In the frequency light source U 2 , the following optical phenomenon occurs in the optical composite unit D 2 , and the number of channels of the incident WDM light from the light source unit C is increased.
【0045】まず、四光波混合部A-1では、光源部Cか
らのCW光である入射WDM光と、周波数fp1のポンプ
光が光合波器2-1で合波される。このときの入射WDM
光の周波数帯は、図4で示したF1に存在する。このF1
の周波数帯域幅をWとする。また、周波数帯F1におけ
る最も低周波数の光とポンプ光の周波数fp1との間隔は
W/2だけ開いているとする。First, in the four-wave mixing section A-1, the incident WDM light, which is the CW light from the light source section C, and the pump light having the frequency f p1 are multiplexed by the optical multiplexer 2-1. The incident WDM at this time
The light frequency band exists at F 1 shown in FIG. This F 1
Is W. Further, the spacing between the frequency f p1 the lowest frequency of the light and the pump light in a frequency band F 1 is open by W / 2.
【0046】光合波器2-1で合波された光は光ファイバ3
-1に入射し、そこでFWM相互作用を起こしてFWM光
が生成する。そして、図4で示したように、ポンプ光源
1-1からのポンプ光の周波数fp1を対称軸にして、入射
WDM光の周波数帯F1が一括して周波数帯F3に周波数
変換され、周波数帯F3にFWM光が発生する。この周
波数帯F3の帯域幅はWである。したがって、光ファイ
バ3-1から出射した光のうち、周波数fp1のポンプ光の
みが光フィルタ(BPF)4A-1で除去され、その結果、
四光波混合部A-1からは、周波数帯F1とF3を有し、入
射WDM光の2倍のチャンネル数を有するCW光が出射
する。The light multiplexed by the optical multiplexer 2-1 is transmitted to the optical fiber 3
−1, where FWM interaction occurs to generate FWM light. Then, as shown in FIG.
The frequency f p1 of the pump light from 1-1 with the axis of symmetry, the frequency band F 1 of the incident WDM light is frequency converted to a frequency band F 3 collectively, FWM light is generated in the frequency band F 3. The bandwidth of this frequency band F 3 is a W. Therefore, of the light emitted from the optical fiber 3-1, only the pump light having the frequency fp1 is removed by the optical filter (BPF) 4A-1, and as a result,
Four-wave from the mixing unit A-1 has a frequency band F 1 and F 3, CW light is emitted with twice the number of channels of the incident WDM light.
【0047】周波数帯F1と周波数帯F3は周波数間隔W
だけ開いており、かつ互いの周波数帯域幅もWである、
異なる2つの周波数帯である。更に、四光波混合部A-1
からの出射WDM光のチャンネル数を倍増させるために
は、上記した2つの周波数帯の光を再び四光波混合部A
を通過させればよい。しかしながら、以下のように設計
した四光波混合部A-2を用いることにより、出射WDM
光のチャンネル数は四光波混合部A-1からの出射WDM
光のチャンネル数よりも倍増し、かつ連続に分布した広
帯域なWDM光が得られる。Frequency band F 1 and frequency band F 3 have a frequency interval W
Only open, and each other's frequency bandwidth is also W,
Two different frequency bands. Further, the four-wave mixing unit A-1
In order to double the number of channels of the WDM light emitted from the
Should be passed. However, by using the four-wave mixing unit A-2 designed as follows, the output WDM
The number of light channels is the WDM output from the four-wave mixing unit A-1.
Broadband WDM light that is twice as large as the number of light channels and distributed continuously can be obtained.
【0048】四光波混合部A-1からの出射光を四光波混
合部A-2に入射し、それをポンプ光源1-2からの周波数f
p2のポンプ光と光合波器2-2で合波する。そして、合波
された光は光ファイバ3-2に入射し、そこでFWM相互
作用によりFWM光を生成させる。その場合、前段の四
光波混合発生部A-1の光フィルタ(BPF)4A-1によっ
て周波数fp2のポンプ光と四光波混合部A-2への入射光と
の間の相関はなくなっているので、光ファイバ3-2の内
部では四光波混合部A-2への入射光と周波数fp2のポンプ
光との間のFWM相互作用、および相互作用を媒介にし
た相関のみを考慮すればよくなる。The light emitted from the four-wave mixing unit A-1 is incident on the four-wave mixing unit A-2, and the light is output to the frequency f from the pump light source 1-2.
The light is multiplexed with the p2 pump light by the optical multiplexer 2-2. Then, the multiplexed light enters the optical fiber 3-2, where FWM light is generated by FWM interaction. In this case, the optical filter (BPF) 4A-1 of the preceding four-wave mixing generation unit A-1 eliminates the correlation between the pump light having the frequency fp2 and the light incident on the four-wave mixing unit A-2. since, it allows to consider only correlation was mediated FWM interaction, and the interaction between the pump light of the incident light and the frequency f p2 to four-wave mixing section a-2 is inside the optical fiber 3-2 .
【0049】前記したように、FWM光は周波数軸上に
おいてポンプ光を中心にして軸対称の位置に発生する。
周波数帯F1と周波数帯F3は周波数間隔Wだけ開いてい
るので、周波数帯F1または周波数帯F3をプローブ光と
して発生するFWM光がこの周波数帯の隙間を埋めるよ
うにポンプ光の周波数を設計すればよい。図4は、周波
数帯F3をプローブ光とするFWM光により、周波数帯
F1と周波数帯F3の間の周波数帯が埋められる場合を示
している。更にこのとき、周波数帯F1をプローブ光と
するFWM光はポンプ光の周波数fp2との間隔が2Wだ
け開いているため、FWM光は周波数帯F1、F2、F3
のどの周波数帯とも重ならない周波数帯F4に発生す
る。しかも周波数帯F4は周波数帯F3のすぐ隣の位置に
発生する。光ファイバ3-2の零分散周波数がfp2の近傍に
あるという条件を実現していれば、周波数帯F1と周波
数帯F3に存在するWDM光がプローブ光となり、上記
したWDM光が出射する。As described above, the FWM light is generated at a position axially symmetric about the pump light on the frequency axis.
Since the frequency band F 1 and the frequency band F 3 are open only the frequency interval W, FWM light generated frequency bands F 1 or a frequency band F 3 as probe light frequency of the pump light so as to fill the gaps of the band Can be designed. Figure 4 shows a case where the FWM light frequency band F 3 and the probe light, the frequency band between the frequency band F 1 and the frequency band F 3 are filled. Moreover this time, since the distance between the FWM light frequency f p2 of the pump light to the frequency band F 1 and the probe light are open only 2W, FWM light frequency band F 1, F 2, F 3
Generated in the frequency band F 4 which does not overlap with the frequency band of the throat. Moreover, the frequency band F 4 is generated in the position immediately adjacent to the frequency band F 3. If the zero-dispersion frequency of the optical fiber 3-2 to realize the condition that in the vicinity of f p2, WDM light becomes probe light that exists in the frequency band F 1 and the frequency band F 3, WDM light is emitted to the above I do.
【0050】光ファイバ3-2からの出射光のうち、周波
数fp2のポンプ光のみが光フィルタ4A-1とは周波数特性
が異なる光フィルタ(BPF)4A-2で除去され、そのこ
とにより、光源部Cからの出射光の帯域の4倍で、かつ
連続した周波数帯が形成されているWDM光が多周波数
光源U2から出射する。図3で示した直列ブロック型多
周波数光源U2は、最初の四光波混合部A-1においてポン
プ光周波数fp1の値を適切に選択することにより、プロ
ーブ光と周波数軸上で連続しない帯域にFWM光が生成
するようにFWM相互作用を起こさせ、2段目での四光
波混合部A-2においてポンプ光周波数fp2の値を適切に選
択することにより、四光波混合部A-1でのプローブ光と
FWM光の間に位置する空の周波数帯を埋めるようにF
WMを発生させることを特徴としている。とくに、この
ような態様は、ポンプ光が1つの周波数の光波である場
合には、高次のFWM光に起因して発生する雑音を回避
することに応用できる。Of the light emitted from the optical fiber 3-2, only the pump light having the frequency fp2 is removed by the optical filter (BPF) 4A-2 having a frequency characteristic different from that of the optical filter 4A-1, whereby at four times the bandwidth of the light emitted from the light source station C, a and WDM light consecutive frequency band is formed is emitted from the multi-frequency light source U 2. Serial block type multi-frequency light source U 2 shown in FIG. 3, by appropriately selecting the values of the pump light frequency f p1 in the first four-wave mixing section A-1, bands not continuous on the probe light and the frequency axis In the four-wave mixing unit A-2 in the second stage, the value of the pump light frequency fp2 is appropriately selected, so that the four-wave mixing unit A-1 F so as to fill the empty frequency band located between the probe light and the FWM light at
It is characterized in that WM is generated. In particular, such an aspect can be applied to avoiding noise generated due to higher-order FWM light when the pump light is a light wave of one frequency.
【0051】上記した直列ブロック型多周波数光源U2
は、FWM相互作用を2回繰り返して引き起こさせるこ
とでチャンネル数を光源部から出射されたチャンネル数
の4倍にすることを可能にする。すなわち、各四光波混
合部Aへの入射WDM光の周波数帯を構成するF1と、
この周波数帯F1からその周波数帯域幅の大きさW/2だ
け離れた周波数帯の位置にポンプ光を立てることによ
り、周波数帯F1から帯域幅Wの周波数間隔を置いた空
の周波数帯の位置に周波数帯F3を発生させている。そ
して、この周波数帯F3の帯域幅もWである。The above-mentioned series block type multi-frequency light source U 2
Enables the number of channels to be four times the number of channels emitted from the light source unit by causing the FWM interaction to be repeated twice. That is, F 1 constituting the frequency band of the WDM light incident on each four-wave mixing unit A,
By make the pump light from this band F 1 to the position of the frequency band separated by size W / 2 of the frequency bandwidth, an empty frequency band spaced frequency intervals bandwidth W from the frequency band F 1 It is generating a frequency band F 3 to the position. Then, the band width of the frequency band F 3 is also a W.
【0052】ついで、四光波混合により周波数変換され
た信号の帯域幅が変換対象の信号の帯域幅と同じである
ことを利用して、周波数帯F1と周波数帯F3の間に空の
帯域幅Wを埋めるようにポンプ光を周波数軸に立てる。
具体的には、周波数帯F1の低周波数側または周波数帯
F3の高周波数側に四光波混合部A-2のポンプ光を立てる
ことで信号の存在していない帯域幅Wの周波数帯を埋め
ることができる。[0052] Then, four and the bandwidth of the frequency-converted signal by wave mixing utilizing that it is the same as the bandwidth of the signal to be transformed, the empty band between the frequency band F 1 and the frequency band F 3 The pump light is set on the frequency axis so as to fill the width W.
Specifically, the frequency band of the band width W that is not present in the signal by make a pump light of four-wave mixing section A-2 to the high frequency side of the low-frequency side or the frequency band F 3 frequency bands F 1 Can be filled.
【0053】しかしながら、チャンネル数を4倍にする
態様は図3および図4に示した態様の一通りだけではな
い。他の方法でもFWM相互作用を2回繰り返して引き
起こさせてチャンネル数を4倍にすることを実現するこ
とができる。図5は、別の直列ブロック型多周波数光源
U3を示す。この多周波数光源U3では、前記した多周波
数光源U2と同じ構造の光複合部D3が形成されている。However, the mode for quadrupling the number of channels is not limited to one of the modes shown in FIGS. In another method, the number of channels can be quadrupled by causing the FWM interaction to be repeated twice. Figure 5 shows another series block type multi-frequency light source U 3. In this multi-frequency light source U 3 , an optical composite portion D 3 having the same structure as the above-mentioned multi-frequency light source U 2 is formed.
【0054】しかしながら、この光複合部D3において
は、四光波混合部A-3におけるポンプ光源1-3からのポン
プ光の周波数fp3および光ファイバ3-3の零分散周波数
は、それぞれ図3で示した四光波混合部A-1におけるf
p1,零分散周波数と異なっており、また四光波混合部A-
4におけるポンプ光源1-4からのポンプ光の周波数fp4お
よび光ファイバ3-4の零分散周波数は、それぞれ図3で
示した四光波混合部A-2におけるfp2、零分散周波数と
異なっている。However, in the optical composite section D 3 , the frequency f p3 of the pump light from the pump light source 1-3 and the zero dispersion frequency of the optical fiber 3-3 in the four-wave mixing section A-3 are respectively shown in FIG. F in the four-wave mixing unit A-1 indicated by
p1, it is different from the zero dispersion frequency, also the four-wave mixing section A-
4, the frequency fp4 of the pump light from the pump light source 1-4 and the zero dispersion frequency of the optical fiber 3-4 are different from fp2 and the zero dispersion frequency of the four-wave mixing unit A-2 shown in FIG. 3, respectively. I have.
【0055】この多周波数光源U3の場合、光複合部D3
内で図6で示すような光学現象が起こって光源部Cから
の入射WDM光のチャンネル数増加が実現する。まず、
四光波混合部A-3では、光源部CからのCW光である入
射WDM光と、周波数fp3のポンプ光が光合波器2-3で
合波される。このときの入射WDM光の周波数帯は図6
で示したF1であり、その帯域幅はWとする。In the case of this multi-frequency light source U 3 , the optical composite unit D 3
6, an optical phenomenon as shown in FIG. 6 occurs, and the number of channels of the WDM light incident from the light source unit C is increased. First,
In the four-wave mixing section A-3, the incident WDM light, which is the CW light from the light source section C, and the pump light having the frequency fp3 are multiplexed by the optical multiplexer 2-3. The frequency band of the incident WDM light at this time is shown in FIG.
A F 1 shown in its bandwidth and W.
【0056】合波された光は光ファイバ3-3に入射し、
そこでFWM相互作用を起こしてFWM光が生成する。
そのFWM光は、図6で示したように、ポンプ光1-3の
周波数fp3を対称軸にして、入射WDM光の周波数帯F
1が一括して周波数帯F2に周波数変換されたCW光にな
っている。その帯域幅は同じくWである。そして、光フ
ァイバ3-3からの出射光のうち、周波数fp3のポンプ光
のみが光フィルタ(BPF)4A-3で除去される。その結
果、四光波混合部A-3からは、周波数帯F1とF2を有
し、入射WDM光の2倍のチャンネル数と帯域幅2Wを
有するCW光が出射する。The multiplexed light enters the optical fiber 3-3,
Then, an FWM interaction occurs to generate FWM light.
As shown in FIG. 6, the FWM light has the frequency fp3 of the pump light 1-3 as a symmetric axis and the frequency band F of the incident WDM light.
1 is in the CW light is frequency-converted into a frequency band F 2 collectively. Its bandwidth is also W. Of the light emitted from the optical fiber 3-3, only the pump light of frequency f p3 is removed by the optical filter (BPF) 4A-3. As a result, CW light having frequency bands F 1 and F 2 and having twice the number of channels and bandwidth 2 W of the incident WDM light is emitted from the four-wave mixing unit A-3.
【0057】このCW光は四光波混合部A-4に入射し、
ポンプ光源1-4からの周波数fp4のポンプ光と光合波器2
-4で合波される。そして、合波された光は光ファイバ3-
4に入射し、そこでFWM相互作用によりFWM光が生
成する。このときも、図6に示したように、ポンプ光の
周波数fp4を周波数帯F2の最も低周波数成分に近接して
立てることにより、周波数帯F3,F4を同時に周波数帯
F2に隣り合った位置に生成することができる。そのF
WM光は、図6で示したように、結果として光源部Cか
らの出射光よりもチャンネル数、周波数帯のいずれもが
4倍に増加したWDM光として光ファイバ3-4で生成さ
れる。This CW light enters the four-wave mixing section A-4,
Pump light of frequency fp4 from pump light source 1-4 and optical multiplexer 2
Combined at -4. Then, the multiplexed light is converted into an optical fiber 3-
4, where FWM interaction produces FWM light. In this case, as shown in FIG. 6, the frequency f p4 of the pump light by stand close to the lowest frequency component of the frequency band F 2, the frequency band F 3, F 4 simultaneously in frequency band F 2 It can be generated at adjacent positions. That F
As a result, as shown in FIG. 6, the WM light is generated in the optical fiber 3-4 as WDM light in which both the number of channels and the frequency band are quadrupled compared to the light emitted from the light source unit C.
【0058】そして、光ファイバ3-4からの出射光のう
ち、周波数fp4のポンプ光のみが光フィルタ4A-3とは別
の周波数特性を有する光フィルタ(BPF)4A-4で除去
される。その結果、周波数帯F1,F2,F3,F4を有す
るCW光がこの多周波数光源U3から出射する。すなわ
ち、この多周波数光源U3におけるチャンネル数増加の
態様は、周波数帯を増やすためにWDM光の近傍にポン
プ光を立てて、次々に隣り合った帯域にFWM光を発生
させることで帯域を広げていく態様である。その意味で
は、図3および図4で示した同じ構成の直列ブロック型
多周波数光源とは異なっている。このようにして、2段
の四光波混合部Aを用いて、CW光である入射WDM光
のチャンネル数の4倍のチャンネル数を有するCW光が
得られる。[0058] Then, among the light emitted from the optical fiber 3-4, only the pump light of frequency f p4 is removed by the optical filter (BPF) 4A-4 having a different frequency characteristic from the optical filter 4A-3 . As a result, CW light having frequency bands F 1 , F 2 , F 3 , and F 4 is emitted from the multi-frequency light source U 3 . That is, aspects of the number of channels increases in the multi-frequency light source U 3 may make a pump light in the vicinity of the WDM light to increase the frequency band, spread bandwidth by generating FWM light band adjacent one after another It is a mode of going. In that sense, this is different from the series block type multi-frequency light source of the same configuration shown in FIGS. In this manner, CW light having four times the number of channels of incident WDM light, which is CW light, is obtained using the two-stage four-wave mixing unit A.
【0059】上記した多周波数光源U2,U3は、いずれ
も、四光波混合部Aを2個直列に接続して光複合部を形
成することにより、光源部Cからの入射WDM光のチャ
ンネル数の4倍のチャンネル数を有するWDM光(CW
光)を生成している。このことを一般化すると次のよう
になる。今、四光波混合部AをN個直列に接続して光複
合部を構成すると、そのポンプ光源の数もN個になる。
ただし、1つのポンプ光源から2つの異なる周波数から
成るポンプ光を出射することもある。ここに、チャンネ
ル数がn個である入射WDM光が光複合部に入射したと
すると、最終的には、2×n×N個のチャンネル数を有
する多周波数のWDM光が光複合部から出射されること
になる。Each of the above-mentioned multi-frequency light sources U 2 and U 3 is formed by connecting two four-wave mixing units A in series to form an optical composite unit, thereby forming a channel for the WDM light incident from the light source unit C. WDM light (CW) having four times the number of channels
Light). This can be generalized as follows. If N optical four-wave mixing units A are connected in series to form an optical composite unit, the number of pump light sources becomes N.
However, one pump light source may emit pump light having two different frequencies. Here, assuming that the incident WDM light having n channels is incident on the optical composite unit, finally, multi-frequency WDM light having 2 × n × N channels is emitted from the optical composite unit. Will be done.
【0060】図7は、本発明の多周波数光源の別の例U
4の構成を示す。この多周波数光源U4は、前記した並列
ブロック型の多周波数光源であって、この構成では、1
個の四光波混合部Aと図8で示す四光波混合部Bの2個
とを互いに並列に配置してブロックを形成し、このブロ
ックの上流側に光分岐器5、下流側に光合波器6をそれ
ぞれ配置して光複合部D4が構成されている。FIG. 7 shows another example U of the multi-frequency light source of the present invention.
4 shows the configuration. The multi-frequency light source U 4 is the parallel block type multi-frequency light source described above.
A four-wave mixer A and two four-wave mixers B shown in FIG. 8 are arranged in parallel with each other to form a block, and an optical splitter 5 is provided upstream of the block, and an optical multiplexer is provided downstream. light composite unit D 4 and 6 were respectively arranged are configured.
【0061】この多周波数光源U4に組み込まれている
四光波混合部Bは、図8で示したように、ポンプ光除去
用光フィルタA4に代えて、FWM光のみを透過する周
波数特性を有するFWM光透過光フィルタ4Bが配置さ
れていることを除いては、四光波混合部Aと同じ構成に
なっている。この多周波数光源U4では、光複合部D4で
次のような周波数変換が実現する。As shown in FIG. 8, the four-wave mixing section B incorporated in the multi-frequency light source U 4 has a frequency characteristic of transmitting only the FWM light instead of the pump light removing optical filter A 4. The configuration is the same as that of the four-wave mixing unit A, except that the FWM light transmitting optical filter 4B is arranged. In the multi-frequency light source U 4 , the following frequency conversion is realized in the optical composite unit D 4 .
【0062】まず、光源部Cからは、発振周波数の異な
る複数のCW光光源(図示しない)と光合波器(同じく
図示しない)により多チャンネルのWDM光が出射す
る。このWDM光は、その全てのチャンネルが図9で示
した周波数帯F1に含まれている。入射WDM光は光分
岐器5で分岐され、分岐された光のそれぞれは四光波混
合部Aと四光波混合部Bに入射する。First, a multi-channel WDM light is emitted from the light source section C by a plurality of CW light sources (not shown) having different oscillation frequencies and an optical multiplexer (also not shown). The WDM light is all of the channels are included in the frequency band F 1 shown in FIG. The incident WDM light is split by the optical splitter 5, and each of the split light enters the four-wave mixing unit A and the four-wave mixing unit B.
【0063】四光波混合部Aでは、入射した分岐光(周
波数帯F1)とポンプ光源1-5からの周波数fp5のポンプ
光が光合波器2-5で合波され、更に光ファイバ3-5でFW
M相互作用を受けて、図9で示したように、周波数fp5
を対称軸にして周波数帯F2のFWM光が生成する。そ
して、光フィルタ4Aで周波数fp5のポンプ光のみが除
去される。したがって、この四光波混合部Aからは分岐
光のチャンネル数の2倍のチャンネル数を有するWDM
光(分岐光とFWM光)が出射する。In the four-wave mixing section A, the incident branch light (frequency band F 1 ) and the pump light having the frequency fp5 from the pump light source 1-5 are multiplexed by the optical multiplexer 2-5, and the optical fiber 3 -5 at FW
Receiving M interaction, as shown in FIG. 9, the frequency f p5
The FWM light is generated in the frequency band F 2 in the axis of symmetry. Then, only the pump light having the frequency fp5 is removed by the optical filter 4A. Therefore, from the four-wave mixing unit A, a WDM having twice the number of channels of the split light is provided.
Light (branched light and FWM light) is emitted.
【0064】四光波混合部B-1では、同様にしてポンプ
光の周波数fp6を対称軸にして周波数帯F1のWDM光
とポンプ光の間でFWM相互作用が起こり、周波数帯F
3のFWM光が生成する。そして、光ファイバ3-6から
は、上記FWM光と四光波混合部B-1への入射WDM光
(分岐光)とポンプ光が出射するが、これらから、FW
M光のみが光フィルタ4B-1で取り出されるので、四光波
混合部B-1からの出射光は、図9で示したように、周波
数帯F3のFWM光のみとなる。[0064] four in wave mixing section B-1, occur FWM interaction between the WDM light and the pump light frequency band F 1 frequency f p6 to the axis of symmetry of the pump light in the same manner, the frequency band F
3 FWM light is generated. Then, from the optical fiber 3-6, the FWM light, the WDM light (branched light) incident on the four-wave mixing unit B-1, and the pump light are emitted.
Since only M light is extracted by the optical filter 4B-1, the light emitted from the four-wave mixing section B-1, as shown in FIG. 9, and only the FWM light frequency band F 3.
【0065】同様に四光波混合部B-2では、ポンプ光の
周波数fp7を対称軸にして周波数帯F1のWDM光とポ
ンプ光の間でFWM相互作用が起こり、周波数帯F4の
FWM光が生成する。そして、光ファイバ3-6からは、
上記FWM光と四光波混合部B-2への入射WDM光(分
岐光)とポンプ光が出射するが、これらから、FWM光
のみが光フィルタ4B-2で取り出されるので、四光波混
合部B-2からの出射光は、図9で示したように、周波数
帯F4のFWM光のみとなる。[0065] Similarly in the four-wave mixing section B-2, occur FWM interaction frequency f p7 of the pump light between the WDM light and the pump light frequency band F 1 to the axis of symmetry, FWM frequency band F 4 Light is generated. And from optical fiber 3-6,
The FWM light, the WDM light (branched light) incident on the four-wave mixing unit B-2 and the pump light are emitted. From these, only the FWM light is extracted by the optical filter 4B-2. light emitted from -2, as shown in FIG. 9, and only the FWM light frequency band F 4.
【0066】四光波混合部A、四光波混合部B-1、およ
び四光波混合部B-2からの出射光の全ては光合波器6で
合波される。したがって、多周波数光源U4からの出射
光は、周波数帯F1,F2,F3,F4を有し、チャンネル
数が光源部Cからの入射WDM光のチャンネル数の4倍
になっているWDM光として生成される。なお、この多
周波数光源U4において、例えば四光波混合部A、四光
波混合部B-1,B-2におけるFWM相互作用が互いに異な
る周波数で、かつfp5,fp6,fp 7のうちのいずれかで
起こるようにポンプ光の周波数をふりわけ、そして、そ
のポンプ光で広帯域のFWM相互作用が発生するよう
に、対応する各四光波混合部に組み込む光ファイバとし
て,その群速度分散が零になる周波数が上記したポンプ
光の周波数の近傍に位置するような光ファイバを用い、
光ファイバからの出射光が入射する光フィルタの周波数
特性をそれぞれ最適化することによっても、上記したと
同様の効果を得ることができる。All of the lights emitted from the four-wave mixing unit A, the four-wave mixing unit B-1, and the four-wave mixing unit B-2 are multiplexed by the optical multiplexer 6. Therefore, the outgoing light from the multi-frequency light source U 4 has frequency bands F 1 , F 2 , F 3 , and F 4 , and the number of channels is four times the number of channels of the incident WDM light from the light source unit C. Generated WDM light. Incidentally, in the multi-frequency light source U 4, for example, four-wave mixing section A, four FWM interaction in wave mixing section B-1, B-2 at different frequencies from each other, and among the f p5, f p6, f p 7 , And the group velocity dispersion is zero as an optical fiber to be incorporated in each corresponding four-wave mixer so that broadband FWM interaction occurs in the pump light. Using an optical fiber whose frequency becomes near the frequency of the pump light described above,
The same effects as described above can be obtained by optimizing the frequency characteristics of the optical filters on which the light emitted from the optical fiber enters.
【0067】例えば図9において、多周波数光源U4か
らの出射WDM光が周波数軸上に連続したチャンネルの
光波からなるようにするためには、周波数帯F1を構成
するチャンネルの最低周波数をfxとし、かつ周波数帯F
1を構成するチャンネルの周波数間隔をΔfとすると、 f5=fx−Δf/2For example, in FIG. 9, in order for the WDM light emitted from the multi-frequency light source U 4 to consist of light waves of a continuous channel on the frequency axis, the lowest frequency of the channel constituting the frequency band F 1 is set to f. x and frequency band F
Assuming that the frequency interval of the channel constituting 1 is Δf, f 5 = f x −Δf / 2
【0068】[0068]
【数3】 (Equation 3)
【0069】f7=f5−W−Δf なる関係を満たすように各ポンプ光を配置すればよい。
このように、多周波数光源U4では、光源部Cからの入
射WDM光のチャンネル数の4倍のチャンネル数を有す
るWDM光を生成することができる。Each pump light may be arranged so as to satisfy the relationship of f 7 = f 5 −W−Δf.
As described above, the multi-frequency light source U 4 can generate WDM light having four times the number of channels of the WDM light incident from the light source unit C.
【0070】一般化すれば、今、1個の四光波混合部A
と(M−1)個の四光波混合部Bとを並列に配置して光
複合部D4を形成し、ここに、チャンネル数がn個であ
る入射WDM光を入射すれば、最終的には、n+M個の
光源から、M×(n+1)個のチャンネル数を有する多
周波数のWDM光が生成されることになる。なお、上記
した多周波数光源U1,U2,U3,U4は、いずれも、ポ
ンプ光の周波数が単一周波数の場合である。ポンプ光が
2つの異なる周波数を有する場合には、それぞれの周波
数をfp1,fp2としたとすれば、次式:In general, one four-wave mixing unit A
And (M−1) four-wave mixing sections B are arranged in parallel to form an optical composite section D 4. When incident WDM light having n channels is incident on this section, finally, Means that multi-frequency WDM light having M × (n + 1) channels is generated from n + M light sources. It should be noted that each of the multi-frequency light sources U 1 , U 2 , U 3 , and U 4 is a case where the frequency of the pump light is a single frequency. If the pump light has two different frequencies, assuming that the respective frequencies are f p1 and f p2 , the following equation is obtained:
【0071】[0071]
【数4】 (Equation 4)
【0072】に換算した値をその系におけるポンプ光の
周波数として上記したと同様に考察すれば多周波数光源
を実現することができる。その場合、図3で示した多周
波数光源U2の直列ブロック型タイプのものは、四光波
混合部Aの個数をN−1、入射WDM光のチャンネル数
をnとすれば、最終的には、ポンプ光も含めたn+2N
の光源から2nN個のチャンネル数を有する多周波数の
WDM光を生成することができる。By considering the value converted into the frequency of the pump light in the system in the same manner as described above, a multi-frequency light source can be realized. In that case, multi-frequency light source that series block type Type of U 2 is shown in FIG. 3, four wave mixing unit N-1 the number of A, if the number of channels of the incident WDM light is n, eventually N + 2N including pump light
Can generate multi-frequency WDM light having 2nN channels.
【0073】また、図7で示した多周波数光源U4の並
列ブロック型タイプのものは、最終的には、n+2Mの
光源からM×(n+1)個のチャンネル数を有する多周
波数のWDM光を生成することができる。図10は、本
発明の多周波数光源U5の構成を示す。この多周波数光
源U5の場合、1個の四光波混合部Aで光複合部D5が形
成され、これと光源部Cで構成されていることは図3で
示した多周波数光源U1の場合と同じであるが、次の点
が異なっている。The parallel block type multi-frequency light source U 4 shown in FIG. 7 finally outputs multi-frequency WDM light having M × (n + 1) channels from an n + 2M light source. Can be generated. Figure 10 shows the structure of a multi-frequency light source U 5 of the present invention. In the case of this multi-frequency light source U 5 , the optical composite unit D 5 is formed by one four-wave mixing unit A, and is constituted by this and the light source unit C, which is the same as that of the multi-frequency light source U 1 shown in FIG. Same as above, except for the following:
【0074】まず、光源部Cにおける多チャンネル光源
C1は直線偏光を出射し、この多チャンネル光源C1と光
合波器C2は偏波保持光ファイバ(Polarization Mainta
ining Fiber:PMF)7で接続され、そして、四光波
混合部Aにおけるポンプ光源1の直後には偏波コントロ
ーラ8が接続されていることである。この多周波数光源
U5では、発振周波数が異なる複数のCW光光源から成
る多チャンネル光源C1から直線偏光が出射し、これら
はPMF7でそれぞれのチャンネルの偏光状態を保持し
たまま光合波器C2で合波され、偏光状態が同一に揃え
られているWDM光が光源部Cから出射したのち、四光
波混合部Aに入射する。First, the multi-channel light source C 1 in the light source section C emits linearly polarized light, and the multi-channel light source C 1 and the optical multiplexer C 2 are connected to a polarization maintaining optical fiber (Polarization Mainta).
An ining fiber (PMF) 7 is connected, and a polarization controller 8 is connected immediately after the pump light source 1 in the four-wave mixing unit A. In this multi-frequency light source U 5 , linearly polarized light is emitted from a multi-channel light source C 1 composed of a plurality of CW light sources having different oscillation frequencies, and these are combined by an optical multiplexer C 2 while maintaining the polarization state of each channel by a PMF 7. WDM light having the same polarization state is emitted from the light source unit C, and then enters the four-wave mixing unit A.
【0075】ところで、ポンプ光源1からのポンプ光と
上記した光複合部D5への入射WDM光とが光ファイバ
3でFWM相互作用を起こすためには、当該ポンプ光と
光複合部D5への入射WDM光との各偏光状態を一致さ
せることが必要である。そのため、この多周波数光源U
5では、光複合部D5への入射WDM光とポンプ光との偏
光状態を揃えて合波する光合波手段として、ポンプ光源
1の直後で、かつ光合波器2の直前に偏波コントローラ
8を接続し、そのことにより、ポンプ光の偏光状態を、
光複合部D5への入射WDM光の偏光状態と一致するよ
うに偏波コントローラ8で調整する。By the way, in order for the pump light from the pump light source 1 and the WDM light incident on the optical composite section D 5 to cause an FWM interaction in the optical fiber 3, the pump light and the optical composite section D 5 must be coupled to each other. It is necessary to match the respective polarization states with the incident WDM light. Therefore, this multi-frequency light source U
In 5 , a polarization controller 8 is provided immediately after the pump light source 1 and immediately before the optical multiplexer 2 as an optical multiplexing means for multiplexing the WDM light and the pump light incident on the optical composite unit D 5 while aligning the polarization state. And thereby change the polarization state of the pump light,
Adjusted by the polarization controller 8 so as to coincide with the polarization state of the incident WDM light to the optical composite unit D 5.
【0076】そして、これらの光複合部D5への入射W
DM光とポンプ光は光合波器2で合波されたのち、光フ
ァイバ3に入射され、FWM相互作用によりFWM光を
生成し、ついで光フィルタ4Aでポンプ光のみが除去さ
れる。なお、上記した多周波数光源U5の構成は、四光
波混合部Bに対しても採用できることはいうまでもな
い。Then, the incident W to these optical composite parts D 5
After the DM light and the pump light are multiplexed by the optical multiplexer 2, the light is incident on the optical fiber 3, generates FWM light by FWM interaction, and then only the pump light is removed by the optical filter 4A. The configuration of the multi-frequency light source U 5 described above, it goes without saying that can be employed also for four-wave mixing section B.
【0077】なお、この多周波数光源U5の場合、出射
端でFWM光の光強度をモニタし、それを偏波コントロ
ーラ8にフィードバックすることにより、ポンプ光の偏
光状態を制御することもできる。原理的には、ポンプ光
と入射WDM光の偏光状態が一致していれば出射FWM
光の強度が最も大きくなり、直交していれば最も小さく
なることが知られている(先行技術9、K. Inoue, J. Q
uantum Electron., vol. 28, 1992, pp.883-894.を参
照)。しかしながら、一般には、それぞれの光の偏光状
態を把握した上で互いの偏光状態を一致させるよりも、
結果として得られてくるFWM光の光強度をモニタしな
がら、偏光状態を変化させたときのFWM光の光強度変
化を観察し、最も大きい光強度のFWM光が実現するよ
うに偏光状態を決める手法の方が性能・コストともに実
用的である。In the case of the multi-frequency light source U 5 , the polarization state of the pump light can be controlled by monitoring the light intensity of the FWM light at the emission end and feeding it back to the polarization controller 8. In principle, if the polarization states of the pump light and the incident WDM light match, the output FWM
It is known that the light intensity is the highest, and the light intensity is the lowest if they are orthogonal (see Prior Art 9, K. Inoue, J. Q.
uantum Electron., vol. 28, 1992, pp. 883-894.). However, in general, rather than matching the polarization state of each light after grasping the polarization state of each light,
While monitoring the light intensity of the resulting FWM light, observe the change in the light intensity of the FWM light when the polarization state is changed, and determine the polarization state so that the FWM light with the highest light intensity is realized. The method is more practical in terms of both performance and cost.
【0078】図11は、本発明の更に別の多周波数光源
例U6を示すこの多周波数光源U6は、光複合部D6への
入射WDM光とポンプ光の偏光状態を揃えて合波する合
波手段として、光源部Cと四光波混合部Aの光合波器2
の間、ポンプ光源1と光合波器2の間、および光合波器
2と光ファイバ3の入射端の間を全てPMF7で構成し
たことを除いては、前記した多周波数光源U5の場合と
同じ構成になっている。FIG. 11 shows still another example of a multi-frequency light source U 6 of the present invention. This multi-frequency light source U 6 combines the WDM light incident on the optical composite unit D 6 and the pump light by aligning the polarization states thereof. The optical multiplexer 2 of the light source unit C and the four-wave mixing unit A is
Except that while, constructed between the pump light source 1 and the optical multiplexer 2, and between the optical multiplexer 2 and the incident end of the optical fiber 3 in all PMF7 of, in the case of the multi-frequency light source U 5 described above It has the same configuration.
【0079】この多周波数光源U6の場合、光ファイバ
3に入射するポンプ光と入射WDM光は全て同じ偏光状
態になり、光ファイバ3でFWM相互作用を受ける。ま
た、上記した構成は、四光波混合部Bに対しても採用で
きることはいうまでもない。以上を要約すれば、ポンプ
光と入射WDM光の各チャンネルの光の偏光状態が、前
記1次のFWM相互作用によって発生するFWM光の強
度に影響を与える。そこで、ポンプ光の偏光状態を変え
ながら、FWM相互作用により発生するFWM光の強度
が最も大きくなるように偏波コントローラを設定する。
このことを効率よく実現するためには、非線形媒体に入
射する直前におけるWDM光の各チャンネルの偏光状態
を揃えておくことが好ましい。In the case of the multi-frequency light source U 6 , the pump light and the incident WDM light incident on the optical fiber 3 are all in the same polarization state, and undergo FWM interaction in the optical fiber 3. Needless to say, the above-described configuration can be adopted for the four-wave mixing unit B. In summary, the polarization state of the light in each channel of the pump light and the incident WDM light affects the intensity of the FWM light generated by the first-order FWM interaction. Therefore, while changing the polarization state of the pump light, the polarization controller is set so that the intensity of the FWM light generated by the FWM interaction is maximized.
In order to realize this efficiently, it is preferable to make the polarization state of each channel of the WDM light immediately before the light enters the nonlinear medium.
【0080】本発明の更に別の多周波数光源例U7を図
12に示す。この多周波数光源U7は、光複合部D7とし
て2個の後述する四光波混合部A'-1,A'-2を直列接続し
て用いて構成した直列ブロック型多周波数光源であり、
光源部Cから出射される直線偏光の入射WDM光を、そ
の偏光状態を保持したまま直列接続した四光波混合部
A’の個数と同じ回数だけFWM相互作用させる。その
結果、多周波数光源U7の出射端におけるWDM光のチ
ャンネル数が、光源部Cから出射された光複合部D7へ
の入射WDM光のチャンネル数よりも増加して出射する
光源である。[0080] illustrates yet another multi-frequency light source Example U 7 in FIG. 12 of the present invention. The multi-frequency light source U 7 is a serial block type multi-frequency light source configured by using two four-wave mixing units A′-1 and A′-2, which will be described later, connected in series as an optical composite unit D 7 .
The linearly-polarized incident WDM light emitted from the light source section C is subjected to FWM interaction by the same number of times as the number of the four-wave mixing sections A ′ connected in series while maintaining the polarization state. As a result, the number of channels of the WDM light at the output end of the multi-frequency light source U 7 is than the number of channels of the incident WDM light from the light source unit C to the optical composite part D 7 emitted a light source that emits increased.
【0081】光源部Cから出射された光複合部D7への
入射WDM光の各チャンネルの偏光状態は直線偏光に揃
っており、光複合部D7を構成している2個の四光波混
合部A'-1および四光波混合部A'-2はそれぞれ伝播する光
の偏光状態を保存する。また、ポンプ光と四光波混合部
A'-1,A'-2への入射WDM光が同一の直線偏光状態にあ
るならば、非線形媒質3’の内部で生成するFWM光も
同じ偏光状態にあることが先行技術9で知られている。The polarization state of each channel of the WDM light emitted from the light source section C and incident on the optical composite section D 7 is aligned with the linear polarization, and the two four-wave mixing constituting the optical composite section D 7 are performed. The part A′-1 and the four-wave mixing part A′-2 each preserve the polarization state of the propagating light. Also, the pump light and four-wave mixing unit
It is known from prior art 9 that if the WDM light incident on A'-1 and A'-2 is in the same linear polarization state, the FWM light generated inside the nonlinear medium 3 'is also in the same polarization state. ing.
【0082】ポンプ光除去フィルタ4A'-8により、偏光
状態を保持したままで光ファイバ3'-8からの出射光の中
からポンプ光のみを除去すると、四光波混合部A'-1から
は四光波混合部A'-2への入射WDM光とFWM光が出射
することになる。これらが四光波混合部A'-2への入射W
DM光になる。そして、四光波混合部A'-2への入射WD
M光の全チャンネルの偏光は揃っているため、ポンプ光
源1-9から出射されるポンプ光を、これらの偏光状態と
同一偏光状態になるようにして光合波器2'-9で合波し、
光ファイバ3'-9へ入射すると、効率よくFWM相互作用
が起こり、四光波混合部A'-2への入射WDM光のFWM
光が生成する。When only the pump light is removed from the light emitted from the optical fiber 3′-8 while maintaining the polarization state by the pump light removing filter 4A′-8, the four-wave mixing unit A′-1 outputs WDM light and FWM light incident on the four-wave mixing unit A'-2 are emitted. These are incident W on the four-wave mixing section A'-2.
It becomes DM light. Then, the incident WD into the four-wave mixing unit A'-2
Since the polarization of all the channels of the M light is uniform, the pump light emitted from the pump light source 1-9 is multiplexed by the optical multiplexer 2'-9 so as to be in the same polarization state as these polarization states. ,
When the light enters the optical fiber 3'-9, the FWM interaction occurs efficiently, and the FWM of the WDM light incident on the four-wave mixing unit A'-2
Light is generated.
【0083】光ファイバ3'-9からの全ての出射光のうち
他の光波の偏光状態を保持したままでポンプ光のみがポ
ンプ光除去フィルタ4A’-9で除去され、残りが光複合部
D7から出射する。この結果,全ての偏光状態が揃い、か
つ光源部Cから出射されたWDM光よりもチャンネル数
が4倍に増加したWDM光が光複合部U7より出射され
る。Out of all the outgoing light from the optical fiber 3′-9, only the pump light is removed by the pump light removing filter 4A′-9 while maintaining the polarization state of the other light wave, and the rest is the optical composite part D 7 is emitted from. As a result, uniform all polarization states, and the WDM light channel number than WDM light emitted from the light source unit C is increased four times is emitted from the optical composite unit U 7.
【0084】図13は、本発明の更に別の多周波数光源
例U8を示す。この多周波数光源U8は、光複合部D8と
して2個の後述する四光波混合部A’およびA”を直列
接続して用いて構成した直列ブロック型多周波数光源で
あり、光源部Cより出射される直線偏光の入射WDM光
を、四光波混合部A’の個数と四光波混合部A”の個数
の和と同じ回数だけFWM相互作用させる。[0084] Figure 13 shows yet another multi-frequency light source Example U 8 of the present invention. The multi-frequency light source U 8 is an in-line block type multi-frequency light source to "four-wave mixing section A 'and A was constructed using connected in series to the two described later as the light composite section D 8, from the light source unit C The emitted linearly polarized incident WDM light is subjected to FWM interaction by the same number of times as the sum of the number of the four-wave mixing units A ′ and the number of the four-wave mixing units A ″.
【0085】基本的な構成は図12に示した直列ブロッ
ク型多周波数光源U7の場合と同じであるが、図5で示
した多周波数光源U3の出射端に最も近く位置する四光
波混合部Aが四光波混合部A”に置換されていることが
異なっている。先行技術8で示されているように、非線
形媒質である光ファイバ3-11への入射直前でポンプ光と
光ファイバへの入射WDM光の偏光が一致していれば、
光ファイバが偏波保持特性を備えていなくても、ファイ
バ長を短尺化することにより充分広帯域なFWM相互作
用を引き起こすことが可能である。[0085] The basic structure is the same as that of the series-blocking multi-frequency light source U 7 shown in FIG. 12, closest to the position four-wave mixing in the multi-frequency light source U 3 exit end shown in FIG. 5 The difference is that the part A is replaced by a four-wave mixing part A ″. As shown in the prior art 8, the pump light and the optical fiber immediately before the light enters the optical fiber 3-11 which is a nonlinear medium. If the polarization of the incident WDM light to
Even if the optical fiber does not have the polarization maintaining characteristic, it is possible to cause a sufficiently wide band FWM interaction by shortening the fiber length.
【0086】したがって、多周波数光源からの出射WD
M光の偏光状態を揃えることが必要でない場合は、光複
合部D8における最も出射端側に位置する四光波混合部
A”の光ファイバ3-11とそれから出射端までの光経路は
偏光状態を保つ必要がない。図14は、本発明の更に別
の多周波数光源例U9を示す。この多周波数光源U9は、
光複合部D9として1個の四光波混合部A”と2個の四
光波混合部B"-1,B"-2を並列して用いて構成した並列ブ
ロック型多周波数光源であり、光源部Cから出射される
直線偏光の入射WDM光のチャンネル数を増加させる。Therefore, the emission WD from the multi-frequency light source
If it is not necessary to align the polarization states of the M light, the light path of the optical fiber 3-11 four-wave mixing section A "located closest to the exit end side of the optical composite section D 8 therefrom to the exit end polarization state there is no need to keep. Figure 14 shows yet another multi-frequency light source example U 9 of the present invention. the multi-frequency light source U 9 is
Light composite section D 9 as a single four-wave mixing portion A "and two four-wave mixing section B" -1, a parallel block type multi-frequency light source configured using in parallel the B "-2, the light source The number of channels of the linearly polarized incident WDM light emitted from the portion C is increased.
【0087】この多周波数光源U9は、光複合部D9への
入射WDM光とポンプ光との偏光状態を揃えて合波する
光合波手段として、光源部Cと四光波混合部Aの分岐器
5の間、ポンプ光源1と偏波保持光合波器2'-12,2'-1
3,2'-14の間、および偏波保持光合波器2'-12.2'-13,
2'-14と光ファイバ3-12,3-13,3-14の入射端の間を全
てPMF7で結合したことを除いては、前記した多周波
数光源U4の場合と同じ構成になっている。The multi-frequency light source U 9 serves as an optical multiplexing means for multiplexing the WDM light and the pump light incident on the optical composite unit D 9 while aligning the polarization states thereof, and divides the light source unit C and the four-wave mixing unit A. , The pump light source 1 and the polarization maintaining optical multiplexers 2'-12, 2'-1
3, 2'-14, and polarization-maintaining optical multiplexer 2'-12.
2'-14 and except that between the entrance end of the optical fiber 3-12,3-13,3-14 bound in all PMF7, is the same configuration as that of multi-frequency light source U 4 mentioned above I have.
【0088】この多周波数光源U9の場合、光ファイバ3
-12,3-13,3-14に入射するポンプ光と入射WDM光は
全て同じ偏光状態になり、光ファイバへ入射されてFW
M相互作用を受ける。また、上記した構成は、四光波混
合部Bに対しても採用できることはいうまでもない。In the case of this multi-frequency light source U 9 , the optical fiber 3
-12, 3-13, and 3-14, the pump light and the incident WDM light are all in the same polarization state,
Subject to M interaction. Needless to say, the above-described configuration can be adopted for the four-wave mixing unit B.
【0089】並列ブロック型多周波数光源U9において
用いられる四光波混合部A”および四光波混合部B"-1,
B"-2は、光複合部D9の中でともに多周波数光源U9の最
も出射端側にある。したがって、図13で示した多周波
数光源U8での場合と同じ理由により、多周波数光源U9
の出力端において出射される光波の偏光状態を揃えるこ
とが必要でない場合は、光ファイバ3-12,3-13,3-14と
それ以降の出射端までの光経路は偏波保持する必要はな
い。The four-wave mixing unit A ″ and the four-wave mixing unit B ″ −1, used in the parallel block type multi-frequency light source U 9 ,
B "-2 is both the most emitting end side of the multi-frequency light source U 9 in the light composite section D 9. Thus, for the same reason as the case of a multi-frequency light source U 8 shown in FIG. 13, multi-frequency Light source U 9
If it is not necessary to align the polarization states of the light waves emitted at the output end of the optical fiber 3-12, 3-13, and 3-14, the optical paths from the optical fiber 3-12, 3-13, and 3-14 to the output end need to maintain polarization. Absent.
【0090】また、光ファイバ3-12,3-13,3-14とそれ
以降の出射端までの光経路を偏波保持することにより、
多周波数光源U9からの出射光の偏光状態を全て一致さ
せることができる。本発明の更に別の多周波数光源例U
10を図15に示す。この多周波数光源U10は、光複合部
D10として1個の後述する四光波混合部B’を用いるこ
とにより、多チャンネル数を有する直線偏光の入射WD
M光を、その偏光状態を保持したまま光ファイバ中のF
WM相互作用によりチャンネル数を増加させ、かつ偏光
状態を一定に保持したまま出射させる光源である。Also, by maintaining the polarization of the optical path between the optical fibers 3-12, 3-13, 3-14 and the subsequent emission ends,
The polarization state of the light emitted from the multi-frequency light source U 9 can all agree. Still another multi-frequency light source example U of the present invention
10 is shown in FIG. The multi-frequency light source U 10 uses a single four-wave mixing unit B ′, which will be described later, as the optical composite unit D 10 , and thus has a linearly polarized incident WD having multiple channels.
M light, while maintaining its polarization state,
This is a light source that increases the number of channels by WM interaction and emits light while maintaining the polarization state constant.
【0091】図15では、直線偏光の入射WDM光から
それと偏光状態が同じであるFWM光のみを出射する四
光波混合部B’に光源部Cが接続されているが、この光
源部Cは図10で示した多周波数光源U5の場合と同様
に直線偏光のWDM光を出射する。そして、四光波混合
部B’は、直線偏光をポンプ光として出射するポンプ光
源1’、偏波保持光合波器2’、偏波保持光ファイバ
3’、FWM光のみを透過する偏波保持光フィルタ4
B’を備え、これらの間は全て図15の破線で示すPM
F7で接続された構造になっていることを除いては、既
に図8で説明した四光波混合部Bの場合と変わることは
ない。In FIG. 15, the light source section C is connected to a four-wave mixing section B 'which emits only FWM light having the same polarization state as that of linearly polarized incident WDM light. as with the multi-frequency light source U 5 shown in 10 for emitting WDM light of the linearly polarized light. The four-wave mixing unit B ′ is provided with a pump light source 1 ′ that emits linearly polarized light as pump light, a polarization maintaining optical multiplexer 2 ′, a polarization maintaining optical fiber 3 ′, and a polarization maintaining light that transmits only the FWM light. Filter 4
B ′, and all of them have a PM shown by a broken line in FIG.
Except for the structure connected by F7, there is no difference from the case of the four-wave mixing unit B already described in FIG.
【0092】したがって、入射WDM光は多周波数光源
U8の四光波混合部Bと同じ挙動をする。その結果、偏
波保持光ファイバ3’からは全てが偏光状態を同じにし
てFWM光、ポンプ光、および光源部Cからの光複合部
D10への入射WDM光が出射する。そして、これらの光
からFWM光のみが光フィルタ4B’で取り出される。
このFWM光は、偏光状態が揃っており、かつ直線偏光
になっている。Therefore, the incident WDM light behaves the same as the four-wave mixing section B of the multi-frequency light source U 8 . As a result, all of the polarization-maintaining optical fiber 3 'is FWM light in the same polarization state, the pump light, and the incident WDM light to the optical composite part D 10 from the light source unit C emits. Then, only the FWM light is extracted from these lights by the optical filter 4B '.
This FWM light has a uniform polarization state and is linearly polarized light.
【0093】また、上記した四光波混合部B’における
FWM光のみ透過する光フィルタ4B’を偏波保持した
ままでポンプ光のみを除去する光フィルタ4A’に差し
替えることにより既に図12で説明した、偏波保持特性
を有する四光波混合部A’を実現することができる。図
16に、その四光波混合部A’を有する多周波数光源U
11を示す。Further, the optical filter 4B 'in the four-wave mixing section B', which transmits only FWM light, is replaced with the optical filter 4A ', which removes only pump light while maintaining polarization, as already described in FIG. And a four-wave mixing unit A ′ having polarization maintaining characteristics can be realized. FIG. 16 shows a multi-frequency light source U having the four-wave mixing section A ′.
Shows the 11.
【0094】上記した四光波混合部A’における光ファ
イバ3とそれ以降の光複合部D11の出射端までの光経路
を偏波保持特性を有しない様にしたものに置き換えるこ
とで四光波混合部A”が実現でき、また、図15で示し
た四光波混合部B’における光ファイバ3’とそれ以降
光複合部D11の出射端までの光経路を偏波保持特性を備
えないようにしたもので置換えることで四光波混合部
B”を実現することができる。[0094] four-wave mixing by replacing those so as not have a polarization retaining characteristics the light path to the exit end of the optical fiber 3 and later the optical composite part D 11 of the above-mentioned four-wave mixing section A ' part a "can be realized, and as not having polarization retaining characteristics the light path to the exit end of the subsequent optical composite unit D 11 'optical fiber 3 in the' four-wave mixing section B as shown in FIG. 15 The four-wave mixing unit B ″ can be realized by replacing the above-mentioned one.
【0095】上記した四光波混合部A’および/または
四光波混合部B’を複数個用いて光複合部を形成するこ
とにより、直線偏光で動作する既に図12で説明した構
成の直列ブロック型の多周波数光源を実現することがで
きる。更に、四光波混合部A’を複数個用い、出射端側
に最も近い四光波混合部を上記四光波混合部A”として
光複合部を形成することにより、直線偏光で動作する既
に図13で説明した構成の直列ブロック型の多周波数光
源を実現することができる。By forming an optical composite section using a plurality of the four-wave mixing sections A 'and / or the four-wave mixing sections B' described above, a series block type of the configuration described in FIG. Can be realized. Further, by using a plurality of four-wave mixing sections A ′ and forming an optical composite section with the four-wave mixing section closest to the emission end side as the four-wave mixing section A ″, the device operates with linearly polarized light already in FIG. It is possible to realize a series block type multi-frequency light source having the configuration described above.
【0096】四光波混合部A”と四光波混合部B”を並
列配置したブロックから成る光複合部を形成することに
より、図14で示したような構成の並列ブロック型の多
周波数光源を実現することができる。図14の説明で述
べた並列ブロック型の多周波数光源を構成する際、上記
四光波混合部A”と複数個の四光波混合部B”を並列に
接続して光複合部を構成することにより、出射WDM光
の各チャンネルの偏光状態が揃っている多周波数光源を
実現することができる。By forming an optical composite section composed of blocks in which four-wave mixing sections A ″ and four-wave mixing sections B ″ are arranged in parallel, a parallel block type multi-frequency light source having a configuration as shown in FIG. 14 is realized. can do. When configuring the parallel block type multi-frequency light source described with reference to FIG. 14, the four-wave mixing unit A ″ and a plurality of four-wave mixing units B ″ are connected in parallel to form an optical composite unit. Thus, a multi-frequency light source in which the polarization states of the respective channels of the output WDM light are uniform can be realized.
【0097】図13、図14で示した構成の光複合部を
備えた多周波数光源の場合、出射光の偏光状態は揃って
いないが、全ての要素が四光波混合部A’と四光波混合
部B’で構成されている多周波数光源の場合よりも製造
コストが安価になる。なお、上記した光複合部の出射端
に最も近い位置に配置されるいずれかまたは両方とは、
四光波混合部A’または四光波混合部B’が図12で示
したように直列に接続されている場合には、形成された
光複合部の出射端に最も近い箇所の四光波混合部のこと
を指し、また、四光波混合部A’と四光波混合部B’が
図4で示したように並列配置されている場合には、形成
された光複合部の出射端の直前に位置している光合波器
6への入射光を出射する四光波混合部A’と四光波混合
部B’の両方の全てを指す。In the case of the multi-frequency light source provided with the optical composite section having the configuration shown in FIGS. 13 and 14, the polarization states of the emitted lights are not uniform, but all the elements are composed of the four-wave mixing section A 'and the four-wave mixing section. The manufacturing cost is lower than in the case of the multi-frequency light source constituted by the part B '. Note that one or both of the above-described optical composite unit and one or both arranged at the position closest to the emission end are:
When the four-wave mixing section A ′ or the four-wave mixing section B ′ is connected in series as shown in FIG. 12, the four-wave mixing section closest to the emission end of the formed optical composite section is When the four-wave mixing section A ′ and the four-wave mixing section B ′ are arranged in parallel as shown in FIG. 4, the four-wave mixing section A ′ is located immediately before the emission end of the formed optical composite section. All of the four-wave mixing unit A ′ and the four-wave mixing unit B ′ that emit light incident on the optical multiplexer 6.
【0098】上記した本発明の多周波数光源の場合、高
次のFWM相互作用を利用した多周波数光源の場合に比
べて、光複合部から出射するWDM光の光強度の周波数
依存性は少ない。しかしながら、その光強度は完全に平
坦であるというわけではなく、若干の周波数依存性を有
している。このような問題に対しては、光複合部の出射
端に、透過特性に周波数特性を有するフィルタ型光部品
を配置すると出射光の光強度の周波数依存性を消去でき
るので好適である。In the case of the above-described multi-frequency light source of the present invention, the frequency dependence of the light intensity of the WDM light emitted from the optical composite unit is smaller than in the case of the multi-frequency light source utilizing higher-order FWM interaction. However, the light intensity is not completely flat and has some frequency dependence. To solve such a problem, it is preferable to dispose a filter-type optical component having a transmission characteristic with a frequency characteristic at the emission end of the optical composite unit, since the frequency dependence of the light intensity of the emitted light can be eliminated.
【0099】例えば、光ファイバ増幅器としては、複数
のエタロン型フィルタを組み合わせた利得平坦化フィル
タ(先行技術10、水野一庸,他、古河電工時報、105
号、pp.36-41,2000)をあげることができる。この技術
を用いることにより、光複合部からの出射光の光強度に
おける周波数依存性を補償する特性を備えた光減衰器、
すなわち、光等化器を製作することができる。この技術
を用いることで、光複合部から出射するWDM光の周波
数依存性を解消できる。For example, as an optical fiber amplifier, a gain flattening filter combining a plurality of etalon filters (Prior Art 10, Kazuyoshi Mizuno, et al., Furukawa Electric Time Report, 105
No., pp. 36-41, 2000). By using this technique, an optical attenuator having a characteristic of compensating for the frequency dependence of the light intensity of the light emitted from the optical composite unit,
That is, an optical equalizer can be manufactured. By using this technique, the frequency dependency of the WDM light emitted from the optical composite unit can be eliminated.
【0100】また、光源部において、多チャンネル光源
C1から出射したCW光を光合波器C2で合波する前に変
調をかけ、それから合波してWDM光にすると、光複合
部を通過して出射する信号光の周波数変換されたコピー
を生産することができる。In the light source section, the CW light emitted from the multi-channel light source C 1 is modulated before being multiplexed by the optical multiplexer C 2 and then multiplexed into WDM light. Thus, a frequency-converted copy of the output signal light can be produced.
【0101】[0101]
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明で
は、多チャンネルのWDM光に対して、それよりも光強
度の大きなポンプ光を中心にした1次のFWM相互作用
を起こさせることにより光パワーの周波数依存性が少な
い多周波数光源を実現する。また、上記した1次のFW
M相互作用を多重に引き起こさせることで、入射WDM
光のチャンネル数よりもチャンネル数が増加したWDM
光を生成する多周波数光源を実現することができる。こ
れは、ポンプ光源を独立して有し、入射WDM光とポン
プ光を合波したのちに非線形媒体(光ファイバまたは半
導体光増幅器)に入射してFWM相互作用を発生させ、
ついでポンプ光のみを除去する光フィルタを備えた四光
波混合部Aと、その光フィルタがFWM光のみを透過す
る光フィルタに置換した四光波混合部Bとを組み合わせ
て光複合部を形成することにより、FWM相互作用にお
ける入射WDM光とポンプ光の相関劣化の防止を実現し
たことによる効果である。As is apparent from the above description, in the present invention, a multi-channel WDM light is caused to cause a first-order FWM interaction centering on a pump light having a higher light intensity. Thus, a multi-frequency light source with less frequency dependence of optical power is realized. In addition, the above-mentioned primary FW
By causing multiple M interactions, the incident WDM
WDM with more channels than optical channels
A multi-frequency light source that generates light can be realized. This has an independent pump light source, multiplexes the incident WDM light and the pump light, and then enters the nonlinear medium (optical fiber or semiconductor optical amplifier) to generate FWM interaction.
Next, an optical composite unit is formed by combining a four-wave mixing unit A provided with an optical filter that removes only pump light and a four-wave mixing unit B in which the optical filter is replaced with an optical filter that transmits only FWM light. Thus, the effect of preventing the deterioration of the correlation between the incident WDM light and the pump light in the FWM interaction is realized.
【0102】また、光源部からの入射光が直線偏光であ
る場合、光複合部全体に偏波保持特性をもたせることで
入射光偏光状態を保持したままFWM相互作用を多重に
実現することができるので、FWM相互作用における入
射偏光依存性を解消することができる。したがって、本
発明の多周波数光源は、WDM通信方式で使用する光源
としてその工業的価値は大である。When the incident light from the light source section is linearly polarized light, the FWM interaction can be multiplexed while maintaining the polarization state of the incident light by providing the entire optical composite section with polarization maintaining characteristics. Therefore, the dependency of the FWM interaction on the incident polarization can be eliminated. Therefore, the multi-frequency light source of the present invention has great industrial value as a light source used in the WDM communication system.
【図1】本発明の多周波数光源U1を示す概略図であ
る。1 is a schematic diagram illustrating a multi-frequency light source U 1 of the present invention.
【図2】多周波数光源U1における光学現象を示す説明
図である。FIG. 2 is an explanatory view showing an optical phenomenon in multi-frequency light source U 1.
【図3】本発明の多周波数光源U2を示す概略図であ
る。Figure 3 is a schematic diagram illustrating a multi-frequency light source U 2 of the present invention.
【図4】多周波数光源U2における光学現象を示す説明
図である。4 is an explanatory diagram showing an optical phenomenon in multi-frequency light source U 2.
【図5】本発明の多周波数光源U3を示す概略図であ
る。5 is a schematic diagram illustrating a multi-frequency light source U 3 of the present invention.
【図6】多周波数光源U3における光学現象を示す説明
図である。6 is an explanatory view showing an optical phenomenon in multi-frequency light source U 3.
【図7】本発明の多周波数光源U4を示す概略図であ
る。7 is a schematic diagram illustrating a multi-frequency light source U 4 of the present invention.
【図8】四光波混合部Bを示す概略図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing a four-wave mixing unit B.
【図9】多周波数光源U4における光学現象を示す説明
図である。9 is an explanatory view showing an optical phenomenon in multi-frequency light source U 4.
【図10】本発明の多周波数光源U5を示す概略図であ
る。It is a schematic diagram illustrating a multi-frequency light source U 5 of the present invention; FIG.
【図11】本発明の多周波数光源U6を示す概略図であ
る。11 is a schematic diagram illustrating a multi-frequency light source U 6 of the present invention.
【図12】本発明の多周波数光源U7を示す概略図であ
る。12 is a schematic diagram illustrating a multi-frequency light source U 7 of the present invention.
【図13】本発明の多周波数光源U8を示す概略図であ
る。13 is a schematic diagram illustrating a multi-frequency light source U 8 of the present invention.
【図14】本発明の多周波数光源U9を示す概略図であ
る。14 is a schematic diagram illustrating a multi-frequency light source U 9 of the present invention.
【図15】本発明の多周波数光源U10および四光波混合
部B’を示す概略図である。15 is a schematic diagram illustrating a multi-frequency light source U 10 and four-wave mixing section B 'of the present invention.
【図16】本発明の多周波数光源U11および四光波混合
部A’示す概略図である。16 is a schematic diagram illustrating a multi-frequency light source U 11 and four-wave mixing section A 'of the present invention.
【符号の説明】 1,1-1,1-2,1-3,1-4,1-5,1-6,1-7,1-8,1-9,1
-10,1-11,1-12,1-13,1-14 ポンプ光源 2,2-1,2-2,2-3,2-4,2-5,2-6,2-7 光合
波器 2’,2'-8,2'-9,2'-10,2'-11,2'-12,2'-13,2'-1
4 偏波保持特性を有する光合波器 3,3-1,3-2,3-3,3-4,3-5,3-6,3-7,3-11 光フ
ァイバ(非線形媒体) 3’,3'-8,3'-9,3'-10 偏波保持光ファイバ(非線
形媒体) 4A,4A-1,4A-2,4A-3,4A-4,4A-11 ポン
プ光除去用光フィルタ 4A’,4A'-8,4A'-9 偏波保持特性を有するポン
プ光除去用光フィルタ 4B,4B-1,4B-2 FWM光のみを透過するフ
ィルタ 4B’ 偏波保持特性を有しFWM光のみを透過する
光フィルタ 5 光分岐器 6 光合波器 7 偏波保持光ファイバ 8 偏波コントローラ[Description of Signs] 1,1-1,1-2,1-3,1-4,1-5,1-6,1-7,1-8,1-9,1
-10, 1-11, 1-12, 1-13, 1-14 Pump light source 2,2-1,2-2,2-3,2-4,2-5,2-6,2-7 Wave 2 ', 2'-8, 2'-9, 2'-10, 2'-11, 2'-12, 2'-13, 2'-1
4 Optical multiplexer with polarization maintaining characteristics 3,3-1,3-2,3-3,3-4,3-5,3-6,3-7,3-11 Optical fiber (non-linear medium) 3 ', 3'-8, 3'-9, 3'-10 Polarization-maintaining optical fiber (non-linear medium) 4A, 4A-1, 4A-2, 4A-3, 4A-4, 4A-11 For pump light removal Optical filters 4A ', 4A'-8, 4A'-9 Pump light removing optical filters 4B, 4B-1 and 4B-2 having polarization maintaining characteristics Filters transmitting only FWM light 4B' Having polarization maintaining characteristics Optical filter that transmits only FWM light 5 optical splitter 6 optical multiplexer 7 polarization maintaining optical fiber 8 polarization controller
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04J 14/00 H04B 9/00 E 14/02 Y H04B 10/28 10/26 10/14 10/04 10/06 (72)発明者 坂野 操 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 忠隈 昌輝 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 Fターム(参考) 2K002 AA02 AB12 BA01 CA13 CA15 DA10 DA11 HA31 5F072 AB07 AK06 JJ20 KK11 MM07 QQ04 SS02 YY17 5F073 AB22 BA01 5K002 BA02 BA04 BA05 CA01 CA05 CA13 CA14 DA02 FA02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H04J 14/00 H04B 9/00 E 14/02 Y H04B 10/28 10/26 10/14 10/04 10 / 06 (72) Inventor Misao Sakano 2-6-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Furukawa Electric Co., Ltd. (72) Inventor Masateru Tadakuma 2-6-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Furukawa Electric Co., Ltd. In-house F term (reference) 2K002 AA02 AB12 BA01 CA13 CA15 DA10 DA11 HA31 5F072 AB07 AK06 JJ20 KK11 MM07 QQ04 SS02 YY17 5F073 AB22 BA01 5K002 BA02 BA04 BA05 CA01 CA05 CA13 CA14 DA02 FA02
Claims (19)
分割多重光と、前記波長分割多重光の内の最大光出力を
有するチャンネルの光強度よりも10倍以上の光強度を
有するポンプ光とを、非線形媒体に入射して四光波混合
を発生させることにより、前記波長分割多重光の占有周
波数帯域幅と同じまたはそれよりも広い周波数帯域幅を
有する波長分割多重光を出射することを特徴とする多周
波数光源。1. A wavelength division multiplexed light comprising channels of a plurality of frequencies, and a pump light having a light intensity 10 times or more higher than a light intensity of a channel having a maximum light output among the wavelength division multiplexed light, A wavelength-division multiplexed light having a frequency bandwidth equal to or wider than the occupied frequency bandwidth of the wavelength-division multiplexed light is emitted by entering the nonlinear medium to generate four-wave mixing. Frequency light source.
重された光を出射する光源部と、四光波混合部Aおよび
四光波混合部Bの2種のうち少なくとも1種を含むよう
にこれらの1以上複数個を組み合わせて成り、前記光源
部からの出射波長分割多重光が入射する光複合部とを有
し、前記光複合部からの出射光のチャンネル数が前記光
源部からの出射光のチャンネル数と同じまたはそれより
も増加し、前記光複合部からの出射光を出射する出射端
を有する多周波数光源であって、 前記四光波混合部Aは、 単一または2つの異なる周波数から成るポンプ光を出射
するポンプ光源と、 前記ポンプ光と合波されて四光波混合を引き起こす対象
となる入射光を受ける入射ポートと、 前記ポンプ光と前記入射ポートで受けた前記入射光とを
合波する光合波器と、 前記光合波器で合波された光を入射することで四光波混
合を発生させる非線形媒体と、 前記非線形媒体から出射する、四光波混合により新たに
発生した四光波混合光、前記ポンプ光、および前記入射
光のうち、前記ポンプ光のみを除去する光フィルタとか
ら成り、 前記四光波混合部Bは、 単一または2つの異なる周波数から成るポンプ光を出射
するポンプ光源と、 前記ポンプ光と合波されて四光波混合を引き起こす対象
となる入射光を受ける入射ポートと、 前記ポンプ光と前記入射ポートで受けた前記入射光とを
合波する光合波器と、 前記光合波器で合波された光を入射することで四光波混
合を発生させる非線形媒体と、 前記非線形媒体から出射する、四光波混合により新たに
発生した四光波混合光、前記ポンプ光、および前記入射
光のうち、前記新たに発生した四光波混合光のみを透過
させる光フィルタとから成ることを特徴とする多周波数
光源。2. A light source unit for emitting wavelength-division multiplexed light composed of light waves of a plurality of frequencies, and a four-wave mixing unit A and a four-wave mixing unit B so as to include at least one of these two types. An optical composite part, which is formed by combining one or more pluralities, and the wavelength division multiplexed light emitted from the light source part is incident thereon, and the number of channels of the light emitted from the optical composite part is the number of channels of the light emitted from the light source part. A multi-frequency light source having an emission end that is equal to or greater than the number of channels and emits light emitted from the optical composite unit, wherein the four-wave mixing unit A has a single or two different frequencies. A pump light source that emits pump light, an incident port that receives incident light that is multiplexed with the pump light and causes four-wave mixing, and multiplexes the pump light and the incident light that is received at the incident port. Shining light A non-linear medium that generates four-wave mixing by injecting the light multiplexed by the optical multiplexer, and a four-wave mixed light newly generated by four-wave mixing, emitted from the non-linear medium, The four-wave mixing unit B includes a pump light, and a pump light source that emits pump light having a single or two different frequencies. An incident port for receiving incident light that is multiplexed with pump light to cause four-wave mixing, an optical multiplexer for multiplexing the pump light and the incident light received at the incident port, and the optical multiplexer. A non-linear medium that generates four-wave mixing by injecting the light multiplexed in the above, and four-wave mixing light newly generated by four-wave mixing, the pump light, and the pump light that are emitted from the non-linear medium. Of the incident light, multi-frequency light source, characterized in that it consists of an optical filter that transmits only the new four-wave mixing light generated.
導体光増幅器である請求項1または2の多周波数光源。3. The multi-frequency light source according to claim 1, wherein said nonlinear medium is an optical fiber or a semiconductor optical amplifier.
光波混合部Aおよび/または前記四光波混合部Bを直列
に接続して形成されている請求項1〜3のいずれかの多
周波数光源。4. The optical composite section according to claim 1, wherein one or more of the four-wave mixing sections A and / or the four-wave mixing sections B are connected in series. Multi-frequency light source.
よび/または前記四光波混合部Bを1以上複数個互いに
並列に配置し、前記光源部からの出射光を分岐する光分
岐器の出射端が前記四光波混合部Aと前記四光波混合部
Bの入射端にそれぞれ接続され、かつ、前記四光波混合
部Aおよび前記四光波混合部Bのそれぞれの出射端から
の出射光を合波する光合波器が配置されている請求項1
〜3のいずれかの多周波数光源。5. The optical splitter according to claim 1, wherein one or more of the four-wave mixing units A and / or the four-wave mixing units B are arranged in parallel with each other, and the light splitter splits light emitted from the light source unit. Are connected to the incident ends of the four-wave mixing unit A and the four-wave mixing unit B, respectively, and output light from the respective outgoing ends of the four-wave mixing unit A and the four-wave mixing unit B. 2. An optical multiplexer for multiplexing is arranged.
3. The multi-frequency light source according to any one of to 3 above.
多重光の各チャンネルの光波の偏光状態が、前記光複合
部の前記入射ポートへ入射する際に同一の偏光状態であ
る請求項1〜5のいずれかの多周波数光源。6. The polarization state of the lightwave of each channel of the wavelength division multiplexed light emitted from the light source unit is the same polarization state when the lightwave enters the incident port of the optical composite unit. 5. The multi-frequency light source according to any one of 5.
び/または前記四光波混合部Bを直列に接続して形成さ
れている前記光複合部において、前記光源部に最も近い
箇所に位置する四光波混合部におけるポンプ光の偏光状
態と、前記四光波混合部の入射ポートに入射する前記波
長分割多重光の各チャンネルの偏光状態とを、同一の偏
光状態として合波する光合波手段を備え、合波された光
が、四光波混合を発生させる非線形媒体に入射すること
を特徴とする、請求項4または6の多周波数光源。7. In the optical composite section formed by connecting one or more of the four-wave mixing sections A and / or the four-wave mixing sections B in series, a position closest to the light source section is provided. The optical multiplexing means for multiplexing the polarization state of the pump light in the four-wave mixing unit and the polarization state of each channel of the wavelength division multiplexed light incident on the input port of the four-wave mixing unit as the same polarization state. 7. The multi-frequency light source according to claim 4, wherein the combined light is incident on a nonlinear medium that generates four-wave mixing.
び/または前記四光波混合部Bを並列に接続して形成さ
れている前記光複合部において、前記光複合部を形成す
る全ての四光波混合部Aおよび四光波混合部Bにおける
各ポンプ光の偏光状態と、前記光複合部における全ての
四光波混合部Aおよび四光波混合部Bの入射ポートに入
射する前記波長分割多重光の各チャンネルの偏光状態と
を、同一の偏光状態として合波する光合波手段を備え、
各四光波混合部で合波された光が、四光波混合を発生さ
せる非線形媒体に入射することを特徴とする請求項5ま
たは6の多周波数光源。8. In the optical composite section formed by connecting one or more of the four-wave mixing sections A and / or the four-wave mixing sections B in parallel, all of the optical composite sections are formed. The polarization state of each pump light in the four-wave mixing unit A and the four-wave mixing unit B, and the polarization state of the wavelength-division multiplexed light incident on all the input ports of the four-wave mixing unit A and the four-wave mixing unit B in the optical composite unit. With the polarization state of each channel, comprising an optical multiplexing means for multiplexing as the same polarization state,
7. The multi-frequency light source according to claim 5, wherein the lights multiplexed by the four-wave mixing units are incident on a nonlinear medium that generates four-wave mixing.
の前記光合波手段は、光合波器と、前記光合波器におけ
る、ポンプ光の入射ポートの直前に配置された偏波コン
トローラとを備え、前記偏波コントローラは、前記光複
合部からの出射光における、前記新たに発生した四光波
混合光の強度が最大になるように設定されていることを
特徴とする請求項7または8の多周波数光源。9. The optical multiplexing means in each of the four-wave mixing units in the optical multiplexing unit includes an optical multiplexer, and a polarization controller disposed in the optical multiplexer immediately before a pump light input port. The polarization controller according to claim 7 or 8, wherein the polarization controller is set so that the intensity of the newly generated four-wave mixing light in the light emitted from the optical composite unit is maximized. Frequency light source.
として、偏波保持特性を有する光合波器を用い、前記ポ
ンプ光源からのポンプ光の偏光状態と前記波長分割多重
光の各チャンネルの偏光状態が前記光合波器において一
致するようにして前記光合波器に入射させる請求項7ま
たは8の多周波数光源。10. The polarization state of pump light from the pump light source and the polarization state of each channel of the wavelength division multiplexed light using an optical multiplexer having polarization maintaining characteristics as the optical multiplexing means in the optical multiplexing unit. 9. The multi-frequency light source according to claim 7, wherein the light is incident on the optical multiplexer so that the light beams coincide with each other in the optical multiplexer.
よび/または前記四光波混合部Bを直列に接続して形成
されている前記光複合部において、前記光源部に最も近
い箇所に位置する四光波混合部における前記光合波手段
または前記光合波器からの出射光を、偏波保持特性を有
する非線形媒体中において偏光状態を保持したまま伝播
するように前記非線形媒体に入射する請求項7、9また
は10のいずれかの多周波数光源。11. The optical composite section formed by connecting one or more of the four-wave mixing sections A and / or the four-wave mixing sections B in series, positioned at a position closest to the light source section. 8. An outgoing light from the optical multiplexing means or the optical multiplexer in the four-wave mixing section to be incident on the nonlinear medium so as to propagate while maintaining a polarization state in a nonlinear medium having polarization maintaining characteristics. , 9 or 10 multi-frequency light source.
よび/または前記四光波混合部Bを並列に接続して形成
されている前記光複合部において、全ての四光波混合部
における前記光合波手段または前記光合波器からの出射
光を、非線形媒体中において偏光状態を保持したまま伝
播するように前記非線形媒体に入射する請求項8〜10
いずれかの多周波数光源。12. In the optical composite section formed by connecting one or more of the four-wave mixing sections A and / or the four-wave mixing sections B in parallel, the light combining section in all four-wave mixing sections is provided. The light emitted from the wave means or the optical multiplexer is incident on the nonlinear medium so as to propagate while maintaining the polarization state in the nonlinear medium.
Any multi-frequency light source.
の光フィルタを、前記非線形媒体からの出射光の偏光状
態を保持したままポンプ光のみを除去する光フィルタと
し、また、前記四光波混合部Bの光フィルタを、前記非
線形媒体からの出射光の偏光状態を保持したまま、新た
に発生した四光波混合光のみを透過する光フィルタとし
て形成されている請求項11または12の多周波数光
源。13. The four-wave mixing unit A, wherein:
Is an optical filter that removes only the pump light while maintaining the polarization state of the light emitted from the nonlinear medium, and the optical filter of the four-wave mixing unit B is a filter for the light emitted from the nonlinear medium. 13. The multi-frequency light source according to claim 11, wherein the multi-frequency light source is formed as an optical filter that transmits only newly generated four-wave mixing light while maintaining the polarization state.
よび/または前記四光波混合部Bを直列に接続して形成
されている前記光複合部において、隣り合う四光波混合
部間における前段の四光波混合部からの出射光が偏光状
態を保持したままで次段の四光波混合部へ入射する請求
項4、6、7、9〜11、13のいずれかの多周波数光
源。14. A pre-stage between adjacent four-wave mixing sections in the optical composite section formed by connecting one or more of the four-wave mixing sections A and / or the four-wave mixing sections B in series. 14. The multi-frequency light source according to any one of claims 4, 6, 7, 9 to 11, and 13, wherein the light emitted from the four-wave mixing unit of (1) enters the next-stage four-wave mixing unit while maintaining the polarization state.
よび/または前記四光波混合部Bを直列に接続して形成
されている前記光複合部において、前記光源部から最も
遠い箇所に位置する四光波混合部における前記非線形媒
体の入射端から前記光複合部の出射端までの部分のみが
偏光状態を保持しない請求項4、6、7、9〜11,1
3、14のいずれかの多周波数光源。15. In the optical composite section formed by connecting one or more of the four-wave mixing sections A and / or the four-wave mixing sections B in series, the four-wave mixing section is located at a position farthest from the light source section. 4. A portion of the four-wave mixing section from the input end of the nonlinear medium to the output end of the optical composite section which does not maintain the polarization state.
3. The multi-frequency light source according to any one of items 3 and 14.
ト以降の前記波長分割多重光は、前記光複合部の出射端
まで偏光状態が保持されたままである請求項1〜14の
いずれかの多周波数光源。16. The multi-frequency device according to claim 1, wherein the wavelength division multiplexed light after the input port is kept in a polarization state up to an output end of the optical composite unit in the optical composite unit. light source.
ある請求項6〜16のいずれかの多周波数光源。17. The multi-frequency light source according to claim 6, wherein the polarization state held is a linear polarization state.
数光源の出射端の間には、出射端の光強度の周波数依存
性を平坦化するための光等化器が配置されている請求項
1〜17のいずれかの多周波数光源。18. An optical equalizer for flattening the frequency dependence of the light intensity at the emission end is disposed between the emission end of the optical composite unit and the emission end of the multi-frequency light source. Item 19. The multi-frequency light source according to any one of Items 1 to 17.
長分割多重信号の1つまたは複数のチャンネルの搬送波
が変調されている請求項1〜18のいずれかの多周波数
光源。19. The multi-frequency light source according to claim 1, wherein a carrier of one or more channels of the wavelength division multiplexed signal emitted from the emission end of the light source unit is modulated.
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004341035A (en) * | 2003-05-13 | 2004-12-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical amplifying device and optical repeater transmission system using the same |
| JP2007219323A (en) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Fujitsu Ltd | Optical pulse train generator |
| JP2008243953A (en) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Broadband light source device |
| KR100916659B1 (en) * | 2007-11-06 | 2009-09-08 | 한국표준과학연구원 | Photon Pair Generator |
| JP2011053319A (en) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Optical fiber type device |
| JP2016082347A (en) * | 2014-10-15 | 2016-05-16 | 日本電信電話株式会社 | Optical transmitter, optical receiver and optical transmission and reception method |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11243370A (en) * | 1997-11-27 | 1999-09-07 | Alcatel Cit | A method for reducing collision-induced jitter by wavelength switching in fiber optic transmission systems using soliton signals and wavelength division multiplexing |
| JP2000180907A (en) * | 1998-12-18 | 2000-06-30 | Fujitsu Ltd | Mixer for variable wavelength four light wave |
| JP2000347228A (en) * | 1999-03-29 | 2000-12-15 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Four-photon mixing method in optical fiber and short pulse generator using the same |
-
2001
- 2001-03-27 JP JP2001090324A patent/JP2002287185A/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11243370A (en) * | 1997-11-27 | 1999-09-07 | Alcatel Cit | A method for reducing collision-induced jitter by wavelength switching in fiber optic transmission systems using soliton signals and wavelength division multiplexing |
| JP2000180907A (en) * | 1998-12-18 | 2000-06-30 | Fujitsu Ltd | Mixer for variable wavelength four light wave |
| JP2000347228A (en) * | 1999-03-29 | 2000-12-15 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Four-photon mixing method in optical fiber and short pulse generator using the same |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004341035A (en) * | 2003-05-13 | 2004-12-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical amplifying device and optical repeater transmission system using the same |
| JP2007219323A (en) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Fujitsu Ltd | Optical pulse train generator |
| JP2008243953A (en) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Broadband light source device |
| KR100916659B1 (en) * | 2007-11-06 | 2009-09-08 | 한국표준과학연구원 | Photon Pair Generator |
| JP2011053319A (en) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Optical fiber type device |
| JP2016082347A (en) * | 2014-10-15 | 2016-05-16 | 日本電信電話株式会社 | Optical transmitter, optical receiver and optical transmission and reception method |
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