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公開番号2024046500
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-03
出願番号2022151925
出願日2022-09-22
発明の名称波長変換器および光伝送システム
出願人富士通株式会社
代理人個人
主分類G02F 1/35 20060101AFI20240327BHJP(光学)
要約【課題】非線形雑音の発生を抑えながら出力パワーを高くし、伝送容量を拡大できること。
【解決手段】波長変換器100は、入力される信号光に波長変換励起光を合波する第一の合波器104と、信号光にラマン励起光を合波する第二の合波器106と、非線形光学効果に基づき、信号光の波長変換光を生成する第一の非線形光学媒質107と、第一の非線形光学媒質107が出力する信号光の波長変換光を増幅する第二の非線形光学媒質108と、を含む。ラマン励起光の波長は、増幅帯域が波長変換光をラマン増幅する波長である。また、第二の非線形光学媒質108は、零分散波長が第一の非線形光学媒質107よりも信号光および波長変換光の波長帯での波長分散の絶対値が大きい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
入力される信号光に波長変換励起光を合波する第一の合波器と、
前記信号光にラマン励起光を合波する第二の合波器と、
非線形光学効果に基づき、前記信号光の波長変換光を生成する第一の非線形光学媒質と、
前記第一の非線形光学媒質が出力する信号光の前記波長変換光を増幅する第二の非線形光学媒質と、を含み、
前記ラマン励起光の波長は、増幅帯域が前記波長変換光をラマン増幅する波長であることを特徴とする波長変換器。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記第二の非線形光学媒質は、零分散波長が前記第一の非線形光学媒質よりも信号光および波長変換光の波長帯での波長分散の絶対値が大きいことを特徴とする請求項１に記載の波長変換器。
【請求項３】
前記第二の非線形光学媒質の前段に設けられ、前記波長変換励起光の波長の通過を阻止する光フィルタを含むことを特徴とする請求項１に記載の波長変換器。
【請求項４】
前記第二の非線形光学媒質の後段に設けられ、前記波長変換光の波長を抽出する光フィルタを含むことを特徴とする請求項１に記載の波長変換器。
【請求項５】
入力段に設けられ、前記信号光を偏波分離する第一の偏波ビームスプリッタと、
前記第一の非線形光学媒質よりも後段に配置され、前記信号光を偏波合成する第二の偏波ビームスプリッタと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の波長変換器。
【請求項６】
前記第二の合波器を前記第一の非線形光学媒質の前段に配置し前記ラマン励起光による前方励起、または、前記第二の合波器を前記第二の非線形光学媒質の後段に配置し前記ラマン励起光による後方励起、あるいはその組み合わせとしたことを特徴とする請求項１に記載の波長変換器。
【請求項７】
入力される信号光を偏波分離および偏波結合する偏波ビームスプリッタと、
前記偏波ビームスプリッタを変化制御する偏波制御器と、
前記偏波ビームスプリッタに接続され、前記第一の非線形光学媒質を含む偏波ダイバーシティループ回路と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の波長変換器。
【請求項８】
送信装置が送信する信号光を、伝送路を介して受信装置で受信する光伝送システムにおいて、
前記送信装置は、
入力される電気信号を第一の波長帯の信号光に変換する複数の送信器と、
前記複数の送信器のうち一部の複数の送信器が出力する信号光を第二の波長帯の信号光に変換する波長変換器と、
前記複数の送信器および前記波長変換器が出力する信号光を合波する合波器と、を含み、
前記受信装置は、
前記伝送路から受信した信号光を、前記第一の波長帯の信号光と、前記第二の波長帯の信号光とに分波する分波器と、
分波された前記第二の波長帯の信号光を前記第一の波長帯の信号に変換する波長変換器と、
前記分波器および前記波長変換器が出力する複数の第一の波長帯の信号光を電気信号に変換する複数の受信器と、を含み、
前記波長変換器は、
入力される信号光に波長変換励起光を合波する第一の合波器と、
前記信号光にラマン励起光を合波する第二の合波器と、
非線形光学効果に基づき、前記信号光の波長変換光を生成する第一の非線形光学媒質と、
前記第一の非線形光学媒質が出力する信号光の前記波長変換光を増幅する第二の非線形光学媒質と、を含み、
前記ラマン励起光の波長は、増幅帯域が前記波長変換光をラマン増幅する波長であることを特徴とする光伝送システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長変換器および光伝送システムに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
増大し続ける光ネットワークのトラフィックに対し、波長多重チャネル数を増やして伝送容量の拡大等のために、波長変換技術の研究が進められている。伝送容量の拡大は、波長多重チャネル数を増やすことで実現することができる。また、伝送容量の拡大は、個別の帯域の光部品を使わず、波長変換器により信号光を波長変換して伝送することで共通の光送受信器および光増幅器等を利用することができる。
【０００３】
先行技術としては、例えば、ポンプ光波長を波長変換用光ファイバの異常分散領域に設定し、ポンプ光強度を所定のしきい値以上にして縮退四光波混合により変換効率が下がる課題を光パラメトリック増幅の効果と相殺させて広帯域の波長変換を行う技術がある。また、４光波混合の励起光と信号光を非線形性を高めた分散シフト光ファイバに入力し、非線形性を高めた分散シフト光ファイバにラマン励起光を供給することで光出力が大きい波長変換を行う技術がある。また、広帯域光源に関し、半導体ファブリペローレーザの連続光を単一モードファイバでパルス光にし、希土類高非線形ファイバに入力させて光周波数を拡大させる技術がある（例えば、下記特許文献１～３参照。）。
【０００４】
また、ラマン増幅とパラメトリック増幅とを組み合わせることで、信号光を広帯域に増幅する技術がある（例えば、下記非特許文献１～３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００１－０７５１３６号公報
特開２００４－１６３５５８号公報
特開２００６－１２８４０８号公報
【非特許文献】
【０００６】
Ｍｉｎ－ＣｈｅｎＨｏ，外４名，”２００－ｎｍ－ＢａｎｄｗｉｄｔｈＦｉｂｅｒＯｐｔｉｃａｌＡｍｐｌｉｆｉｅｒＣｏｍｂｉｎｉｎｇＰａｒａｍｅｔｒｉｃａｎｄＲａｍａｎＧａｉｎ”，ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＬＩＧＨＴＷＡＶＥＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ，ＶＯＬ．１９，ＮＯ．７，ＪＵＬＹ２００１，ｐｐ．９７７－９８１
Ｍ．Ａ．Ｕｍｍｙ，外４名，”ＥｘｔｅｎｄｉｎｇｔｈｅＧａｉｎＢａｎｄｗｉｄｔｈｏｆＣｏｍｂｉｎｅｄＲａｍａｎ－ＰａｒａｍｅｔｒｉｃＦｉｂｅｒＡｍｐｌｉｆｉｅｒｓＵｓｉｎｇＨｉｇｈｌｙＮｏｎｌｉｎｅａｒＦｉｂｅｒ”，ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＬＩＧＨＴＷＡＶＥＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ，ＶＯＬ．２７，ＮＯ．５，ＭＡＲＣＨ１，２００９，ｐｐ．５８３－５８９
ＦｒｅｄｅｒｉｋＫｌｅｊｓ，外５名，”ＳＮＲ－ＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆＦｏｕｒ－Ｗａｖｅ－ＭｉｘｉｎｇＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＣｏｎｖｅｒｔｅｒｓｕｓｉｎｇＲａｍａｎＡｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ”，２０２１ＥｕｒｏｐｅａｎＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＯｐｔｉｃａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ（ＥＣＯＣ），１３－１６Ｓｅｐｔ．２０２１，ＩＥＥＥ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来技術では、単純に波長多重チャネル数を増加させようとしても、光送受信器および光増幅器等による帯域が制限され、増加分の帯域については、新たに光送受信器および光増幅器を開発する必要が生じる。また、波長変換による変換効率は、非線形光学媒質の特性で制限され、高効率化と非線形雑音の抑圧とを両立することは困難である。
【０００８】
一つの側面では、本発明は、非線形雑音の発生を抑えながら出力パワーを高くし、伝送容量を拡大できることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面によれば、入力される信号光に波長変換励起光を合波する第一の合波器と、前記信号光にラマン励起光を合波する第二の合波器と、非線形光学効果に基づき、前記信号光の波長変換光を生成する第一の非線形光学媒質と、前記第一の非線形光学媒質が出力する信号光の前記波長変換光を増幅する第二の非線形光学媒質と、を含み、前記ラマン励起光の波長は、増幅帯域が前記波長変換光をラマン増幅する波長であることを要件とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様によれば、非線形雑音の発生を抑えながら出力パワーを高くし、伝送容量を拡大できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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