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公開番号2025136559
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-19
出願番号2024035220
出願日2024-03-07
発明の名称光増幅器
出願人KDDI株式会社
代理人弁理士法人大塚国際特許事務所
主分類G02F 1/35 20060101AFI20250911BHJP(光学)
要約【課題】アイドラ光を除去するフィルタを不要にする。
【解決手段】光増幅器は、波長多重信号光と第1ポンプ光とを合波して第1合波光を生成する手段と、波長多重信号光と第2ポンプ光とを合波して第2合波光を生成する手段と、第1ポンプ光により第1合波光に含まれる波長多重信号光を光パラメトリック増幅することで第3合波光を出力し、第2ポンプ光により第2合波光に含まれる波長多重信号光を光パラメトリック増幅することで第4合波光を出力する手段と、第3合波光と、第4合波光と、に基づき波長多重信号光を出力する処理を行う手段と、を備え、第1ポンプ光と第2ポンプ光の周波数は同じであり、第1ポンプ光の位相は第2ポンプ光の位相とπ/2だけ異なる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数の信号光を含む波長多重信号光と第１ポンプ光とを合波して第１合波光を生成する第１合波手段と、
前記波長多重信号光と第２ポンプ光とを合波して第２合波光を生成する第２合波手段と、
前記第１合波光に含まれる前記第１ポンプ光により前記第１合波光に含まれる前記波長多重信号光を光パラメトリック増幅することで、前記光パラメトリック増幅により生成されたアイドラ光を含む第３合波光を出力し、前記第２合波光に含まれる前記第２ポンプ光により前記第２合波光に含まれる前記波長多重信号光を光パラメトリック増幅することで、前記光パラメトリック増幅により生成されたアイドラ光を含む第４合波光を出力する増幅手段と、
前記第３合波光と、前記第４合波光と、に基づき前記波長多重信号光を出力する処理を行う処理手段と、
を備え、
前記第１ポンプ光と前記第２ポンプ光の周波数は同じであり、前記第１ポンプ光の位相は前記第２ポンプ光の位相とπ／２だけ異なる、光増幅器。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記複数の信号光の内の少なくとも１つの信号光は、前記第１ポンプ光より低周波数側にあり、かつ、前記複数の信号光の内の少なくとも１つの信号光は、前記第１ポンプ光より高周波数側にある、請求項１に記載の光増幅器。
【請求項３】
前記処理手段は、前記第３合波光と前記第４合波光とを合波することで前記波長多重信号光を生成する、請求項１に記載の光増幅器。
【請求項４】
前記処理手段は、前記第３合波光及び前記第４合波光に対するＭＩＭＯ処理を光領域で行うことで前記波長多重信号光を生成する、請求項１に記載の光増幅器。
【請求項５】
前記処理手段は、
前記第３合波光を波長分離することで前記複数の信号光の内の第１信号光と、前記複数の信号光の内の第２信号光に基づき生成された第１アイドラ光と、を含む第１帯域の光を出力する第１波長分離手段と、
前記第４合波光を波長分離することで前記第１帯域の光を出力する第２波長分離手段と、
前記第１波長分離手段が出力する光をコヒーレント受信して第１電気信号を出力する第１受信手段と、
前記第２波長分離手段が出力する光をコヒーレント受信して第２電気信号を出力する第２受信手段と、
前記第１電気信号及び前記第２電気信号に対するＭＩＭＯ処理を電気領域で行うことで前記第１信号光に対応する電気信号と、前記第２信号光に対応する電気信号と、を出力するＭＩＭＯ処理手段と、
を備えている、請求項２に記載の光増幅器。
【請求項６】
前記第１ポンプ光及び前記第２ポンプ光は、第１偏波及び前記第１偏波に直交する第２偏波それぞれに対して４５度だけ異なる偏波であり、
前記処理手段は、前記第３合波光を前記第１偏波の第５合波光と前記第２偏波の第６合波光に偏波分離し、前記第４合波光を前記第１偏波の第７合波光と前記第２偏波の第８合波光に偏波分離し、前記第５合波光、前記第６合波光、前記第７合波光及び前記第８合波光に基づき前記波長多重信号光を出力する、請求項１に記載の光増幅器。
【請求項７】
前記増幅手段は、
前記第１合波光に含まれる前記第１ポンプ光により前記第１合波光に含まれる前記波長多重信号光を光パラメトリック増幅する第１媒体と、
前記第２合波光に含まれる前記第２ポンプ光により前記第２合波光に含まれる前記波長多重信号光を光パラメトリック増幅する第２媒体と、
を備えている、請求項１から６のいずれか１項に記載の光増幅器。
【請求項８】
前記増幅手段は、前記第１合波光に含まれる前記第１ポンプ光により前記第１合波光に含まれる前記波長多重信号光を光パラメトリック増幅し、前記第２合波光に含まれる前記第２ポンプ光により前記第２合波光に含まれる前記波長多重信号光を光パラメトリック増幅する媒体を有し、
前記媒体において前記第１合波光の伝搬方向と前記第２合波光の伝搬方向は互いに異なる、請求項１から６のいずれか１項に記載の光増幅器。
【請求項９】
前記第１合波手段は、
光サーキュレータと、
前記第１ポンプ光を反射する様に構成されたファイバブラッググレーティングと、
を有する請求項１から６のいずれか１項に記載の光増幅器。
【請求項１０】
前記光サーキュレータに入力された前記第１ポンプ光は、前記ファイバブラッググレーティングが接続された前記光サーキュレータのポートから出力され、前記波長多重信号光は、前記ファイバブラッググレーティングを介して前記光サーキュレータに入力される、請求項９に記載の光増幅器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、光増幅器に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
２次や３次等の非線形光学効果を用いた光増幅器は、光パラメトリック増幅器と呼ばれる。ＥＤＦＡ等のイオンを添加したイオン添加光ファイバを使用する光増幅器と比較して、光パラメトリック増幅器では、非常に広い帯域の信号の増幅が可能になる。非特許文献１は、光パラメトリック増幅器により、波長多重された複数の信号光を含む波長多重信号光を増幅する構成を開示している。
【０００３】
光パラメトリック増幅器は、半導体デバイス上の導波路や光ファイバである非線形媒体を有し、当該非線形媒体において信号光をポンプ光で増幅する。ポンプ光は、通常、無変調の連続光である。ポンプ光による増幅の過程においてポンプ光は減衰すると共にアイドラ光が生じる。アイドラ光は、周波数軸上において、ポンプ光を中心として、信号光とは逆側の位置に生じ、その帯域幅は信号光の帯域幅に対応する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
Ｔ．Ｋｏｂａｙａｓｈｉ，ｅｔａｌ．，"１０３－ｃｈ．１３２－ＧｂａｕｄＰＳ－ＱＡＭＳｉｇｎａｌＩｎｌｉｎｅ－ａｍｐｌｉｆｉｅｄＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｗｉｔｈ１４．１－ＴＨｚＢａｎｄｗｉｄｔｈＬｕｍｐｅｄＰＰＬＮ－ｂａｓｅｄＯＰＡｓｏｖｅｒ４００－ｋｍＧ．６５２．ＤＳＭＦ"．，２０２３ＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｅｒＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅａｎｄＥｘｈｉｂｉｔｉｏｎ（ＯＦＣ），ＳａｎＤｉｅｇｏ，ＣＡ，ＵＳＡ，２０２３，ｐｐ．１－３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、複数の信号光を含む波長多重信号光を光パラメトリック増幅器で増幅する場合、アイドラ光が信号光に対する干渉光とはならない様にする必要がある。つまり、干渉光が信号光と重複することがない様に複数の信号光及びポンプ光の周波数配置を決定する必要がある。また、アイドラ光は不要な信号であるため、光増幅器は、アイドラ光を除去する必要がある。非特許文献１ではフィルタにより不要なアイドラ光を除去している。
【０００６】
本開示は、アイドラ光が信号光と重複する周波数配置を利用可能にする技術又はアイドラ光を除去するフィルタを不要にする技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様によると、光増幅器は、複数の信号光を含む波長多重信号光と第１ポンプ光とを合波して第１合波光を生成する第１合波手段と、前記波長多重信号光と第２ポンプ光とを合波して第２合波光を生成する第２合波手段と、前記第１合波光に含まれる前記第１ポンプ光により前記第１合波光に含まれる前記波長多重信号光を光パラメトリック増幅することで、前記光パラメトリック増幅により生成されたアイドラ光を含む第３合波光を出力し、前記第２合波光に含まれる前記第２ポンプ光により前記第２合波光に含まれる前記波長多重信号光を光パラメトリック増幅することで、前記光パラメトリック増幅により生成されたアイドラ光を含む第４合波光を出力する増幅手段と、前記第３合波光と、前記第４合波光と、に基づき前記波長多重信号光を出力する処理を行う処理手段と、を備え、前記第１ポンプ光と前記第２ポンプ光の周波数は同じであり、前記第１ポンプ光の位相は前記第２ポンプ光の位相とπ／２だけ異なる。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によると、アイドラ光が信号光と重複する周波数配置を利用可能にすることができる、或いは、アイドラ光を除去するフィルタを不要にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
光増幅器の構成例を示す図。
波長多重信号光、合波光、非線形媒体を通過した合波光の例を示す図。
合波器の構成例を示す図。
光増幅器の構成例を示す図。
光増幅器の構成例を示す図。
光増幅器の構成例を示す図。
光増幅器の構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうちの二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
（【００１１】以降は省略されています）

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