発明の詳細な説明【技術分野】 【０００１】 本発明は、光中継装置及び光中継方法に関する。 続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】 【０００２】 最近の光通信では、光の振幅と位相に同時に情報を乗せる多値変調方式を用いたデジタルコヒーレント光伝送に関する研究が進められている。本方式では変調信号の多値度を増大することにより、限られた光周波数帯域内で効率よく伝送容量を増大することができる。しかしながら、多値度の高いデータ信号を正確に復調するためには、高い光S/Nがデータ信号に要求される。そのため多値データ信号の長距離光ファイバ伝送を実現するためには、信号の光S/Nを高く保ちながら、光ファイバ伝送路を伝搬することで減衰したデータ信号の強度を増幅することが出来る光中継技術が極めて重要な役割を果たす。 【０００３】 これまで光中継方式として、等化増幅、リタイミング、識別再生を行う再生中継方式（非特許文献１）、及びエルビウム添加光ファイバ増幅器（EDFA: Erbium-Doped Fiber Amplifier）を用いた線形中継方式（非特許文献２）が研究開発されている。再生中継方式は、光信号を一度電気信号に変換して増幅した後、波形整形等を行って再び光信号として送出するものであり、高い光S/Nを保ったまま長距離伝送することが可能である。一方、EDFAを用いた線形中継方式では、光信号を直接増幅しながら中継伝送するためシステムが簡便になる。また電子デバイスを必要としないため、超高速領域まで柔軟に伝送速度を選択でき、波長の異なる複数の光信号の一括増幅が可能であるといった利点がある。このため，線形中継方式は、波長多重方式を適用した伝送システムにおいて、運用波長帯の広帯域化による伝送容量の拡大などにも柔軟に対応することができる。 【０００４】 一方、光連続波（正弦波）の光を半導体レーザへ注入同期することによる、光連続波（正弦波）の光S/N改善効果が報告されている（非特許文献３）。注入同期は、自励発振している半導体レーザが外部から入力された基準光信号に位相同期する現象である。微弱で光S/Nが低い基準信号であっても安定な注入同期を実現することが可能であり、注入同期した半導体レーザから強度、光S/Nが共に高い位相同期信号を出力することができる。 【０００５】 これまで、光連続波または周期的に位相変調された基準光信号に対する半導体レーザの静的（位相変化の無い光連続波の基準光信号に対する特性）及び動的（位相がダイナミックに変化する基準光信号光に対する特性）な注入同期応答帯域や位相同期特性については理論、実験、両面から多数の研究が成されてきている（非特許文献４）。一般にその応答帯域は半導体レーザの共振器長に反比例する特性を示し、位相同期性能は応答帯域が広いほど良好となることが明らかとなっている（非特許文献５）。 【０００６】 しかしながら、位相や振幅がランダムに変化する基準光信号に対する半導体レーザの動的な注入同期応答帯域、パターン効果といった諸特性については、理論的にも実験的にもその詳細が解明されておらず、注入同期による中継方式のコヒーレント光多値通信への応用に関しても検討はなされていない。 【先行技術文献】 【非特許文献】 【０００７】 Y. Higo et al., “Fiber optic line terminating equipment and transmission line repeaters,” J. Inst. Elec. Comm. Eng. Jap., 63(11), 1981. M. Nakazawa et al., “Efficient Er3+ doped optical fiber amplifier pumped by a 1.48 mm InGaAsP laser diode,” App. Phys. Lett., 54(4), 1989. A. Kanno and T. Kawanishi, “Frequency-locked optical two-tone THz signal generation with optical frequency comb and injection-locked laser,” CLEO-PR, WC3-5, 2013. K. Kasai et al., “Broadband injection-locked homodyne receiver for digital coherent transmission using a low Q Fabry-Perot LD,” Opt. Express, 30(8), 2022. R. Lang, “Injection locking properties of a semiconductor laser,” IEEE J. Quantum Electron. 18(6), 1982. 【発明の概要】 【発明が解決しようとする課題】 【０００８】 再生中継方式では、データ信号を光→電気→光のように変換するための回路が必要となるため、高価であり、消費電力も大きくシステムが大型化する。また、EDFAを用いた線形中継方式では、EDFA中で発生する自然放出光に起因する雑音が中継器数の増加に伴って累積するため、長距離伝送後のデータ信号の光S/Nは必然的に劣化してしまい、多値度の高いデータ信号を長距離伝送することが困難となる。 【０００９】 本発明は、このような課題を解決するためのものであり、多値データ信号の光S/Nを高く保ちながら長距離光ファイバ伝送することができる、簡便且つ低消費電力な光中継装置及び光中継方法を提供することを目的とする。 【課題を解決するための手段】 【００１０】 本発明の一態様は、多値データ信号を送信する光送信機と、前記多値データ信号を受信する光受信機との間に設けられ、前記多値データ信号を中継する光中継装置であって、前記多値データ信号を用いて注入同期することで、前記多値データ信号を増幅する半導体レーザを備える、光中継装置である。 【発明の効果】 （【００１１】以降は省略されています） この特許をJ-PlatPatで参照する
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