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公開番号2025161605
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-24
出願番号2024064933
出願日2024-04-12
発明の名称波長変換装置および波長変換方法
出願人富士通株式会社
代理人個人
主分類G02F 1/37 20060101AFI20251017BHJP(光学)
要約【課題】波長変換での非線形歪の増大を抑えながら信号品質の劣化を抑え、伝送容量を拡大できること。
【解決手段】波長変換装置100は、入力される信号光の光パワー変動をモニタする光パワーモニタ112と、励起光源115と、励起光源115の励起光の出力を強度変調する光変調器114と、信号光に強度変調された励起光を合波する合波器117と、非線形光学効果に基づき合波器117が出力する信号光の波長変換光を生成する非線形光学媒質118と、制御部と、を含む。制御部は、光パワーモニタ112で検出した、入力される信号光の光パワー変動に基づき励起光源115の励起光の光パワーを変動させて光変調器114に出力する、制御を行う。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
入力される信号光の光パワー変動をモニタする光パワーモニタと、励起光源と、前記励起光源の励起光の出力を強度変調する光変調器と、前記信号光に前記強度変調された励起光を合波する合波器と、非線形光学効果に基づき前記合波器が出力する信号光の波長変換光を生成する非線形光学媒質と、制御部と、を含む波長変換装置において、
前記制御部は、
前記光パワーモニタで検出した、前記入力される信号光の光パワー変動に基づき前記励起光源の前記励起光の光パワーを変動させて前記光変調器に出力する、
制御を行うことを特徴とする波長変換装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記制御部は、
前記光パワーモニタで検出した、前記入力される信号光の光パワー変動の検出出力の増減に対応して、前記励起光源の出力を同様に増減させる制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の波長変換装置。
【請求項３】
前記入力される信号光の低域の周波数成分を通過させ前記光変調器に出力するローパスフィルタを含み、
前記光変調器は、前記強度変調の周波数帯域を前記信号光の変調速度より低く制限することを特徴とする請求項１に記載の波長変換装置。
【請求項４】
さらに、前記波長変換光の出力パワーおよび前記励起光の入出力の光パワーをそれぞれ検出する光パワーモニタと、
装置に入力される前記信号光の光パワーを可変自在な可変光減衰器と、
装置が出力する前記波長変換光を光増幅する光増幅器と、を含み、
前記制御部は、
前記入力される信号光および出力する信号光の光パワーに基づき前記波長信号光の変換効率を算出し、
前記励起光の入出力パワーにより前記励起光の減衰量を算出し、
目標とする所定の変換効率となるよう前記励起光の光パワーの調整、あるいは前記可変光減衰器の減衰量と前記光増幅器の利得の調整、を行うことを特徴とする請求項１に記載の波長変換装置。
【請求項５】
さらに、前記非線形光学媒質の出力から前記励起光の雑音パワーを検出する光パワーモニタと、
前記光変調器に入力される前記信号光の光パワーを減衰させる光減衰器と、を含み、
前記制御部は、
前記励起光の雑音パワーが目標とする所定の励起光雑音パワーとなるよう前記光減衰器の減衰量の調整、を行うことを特徴とする請求項１に記載の波長変換装置。
【請求項６】
前記非線形光学媒質は、２次非線形光学媒質であり、
前記励起光源は、通信波長帯の基本波の励起光を出力し、
前記光変調器の変調出力を、２次高調波を発生させる２次高調波発生器を介して前記合波器に出力することを特徴とする請求項１に記載の波長変換装置。
【請求項７】
前記非線形光学媒質は、２次非線形光学媒質であり、
前記励起光源は、通信波長帯の基本波の２倍波の励起光を出力することを特徴とする請求項１に記載の波長変換装置。
【請求項８】
前記非線形光学媒質は、３次非線形光学媒質であり、
前記励起光源は、通信波長帯の基本波の励起光を出力することを特徴とする請求項１に記載の波長変換装置。
【請求項９】
入力される信号光の光パワー変動をモニタする光パワーモニタと、励起光源と、前記励起光源の励起光の出力を強度変調する光変調器と、前記信号光に前記強度変調された励起光を合波する合波器と、非線形光学効果に基づき前記合波器が出力する信号光の波長変換光を生成する非線形光学媒質と、制御部と、を含む波長変換装置の波長変換方法において、
前記制御部は、
前記光パワーモニタで検出した、前記入力される信号光の光パワー変動に基づき前記励起光源の前記励起光の光パワーを変動させて前記光変調器に出力する、
制御を行うことを特徴とする波長変換方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長変換装置および波長変換方法に関する。
続きを表示（約 1,700 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、マルチバンド伝送技術の導入が進められている。マルチバンド伝送を効果的に実現するため波長変換技術の研究が進められている。例えば、従来開発が進んできた帯域の光送受信器を用いながら、伝送路では新規の波長帯で伝送することで、伝送帯域を拡大することを可能にする。光送受信器に設ける波長変換器に対して入力する光パワーが適切でないと信号に歪あるいは線形雑音の増大が生じる。
【０００３】
先行技術としては、例えば、ラマン増幅媒体に入力される信号光パワーを測定した結果に応じて前方励起光の生じる利得と後方励起光の生じる利得の割合を制御し、前方励起で発生する付加的な非線形波形歪みによる劣化を抑える技術がある。また、光増幅器で入力信号と光ポンプを含む他のシステム特性をモニタし、散乱を補償するコンポーネントを有する技術がある。また、入力光をモニタフォトダイオードで受光し、入出力アンプの電力測定に応じて電流源を安定化するために必要な信号をコントローラが生成してＡＳＥの低減および増幅器系のＳ／Ｎ比を向上させる技術がある。また、多重光の差周波数の強度ノイズを受信機で検出し、誤差信号を使用して励起レーザーの駆動電流特性を調整して誤差信号を低減する技術がある（例えば、下記特許文献１～４参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００３－１３１２７３号公報
特開２０１６－１６４６６４号公報
米国特許出願公開第２００４／００１７６０３号明細書
米国特許出願公開第２００４／０２５３００１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
波長変換器に高い光パワーを入力すると、変換効率が飽和し変換信号が歪んでしまうため、従来技術では、この非線形歪を避けるために波長変換器への入力パワーを制限している。しかし、入力光パワーを制限すると、後段の光増幅器で発生する線形雑音が増大してしまう。
【０００６】
詳細は後述するが、波長変換器への入力パワーを低減し、その入力パワー低減分を後段の光アンプで補償することで、非線形歪の発生を避けることができるが、光アンプで発生する線形雑音量が増加する。結果として、従来技術では、非線形雑音もしくは線形雑音が増大し、信号品質が劣化した。
【０００７】
そして、従来技術の波長変換器を用いたマルチバンド伝送では、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た。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の両立が困難であった。
【０００８】
一つの側面では、本発明は、波長変換での非線形歪の増大を抑えながら信号品質の劣化を抑え、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、入力される信号光の光パワー変動をモニタする光パワーモニタと、励起光源と、前記励起光源の励起光の出力を強度変調する光変調器と、前記信号光に前記強度変調された励起光を合波する合波器と、非線形光学効果に基づき前記合波器が出力する信号光の波長変換光を生成する非線形光学媒質と、制御部と、を含む波長変換装置において、前記制御部は、前記光パワーモニタで検出した、前記入力される信号光の光パワー変動に基づき前記励起光源の前記励起光の光パワーを変動させて前記光変調器に出力する、制御を行うことを要件とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様によれば、波長変換での非線形歪の増大を抑えながら信号品質の劣化を抑え、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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