(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光周波数の信号光を第２の光周波数の信号光にシフトする光周波数シフト装置であって、
前記第１の光周波数の信号光を第１の偏波の信号光及び前記第１の偏波に直交する第２の偏波の信号光に分離する分離部と、
前記第１の光周波数と前記第２の光周波数との差分の周波数間隔を有し、前記第１の偏波の第１の制御光及び前記第２の偏波の第２の制御光を生成すると共に、前記第１の光周波数と前記第２の光周波数との差分の周波数間隔を有し、前記第１の偏波の第３の制御光及び前記第２の偏波の第４の制御光を生成する生成部と、
前記第１の偏波の信号光、前記第１の制御光及び前記第２の制御光を相互位相変調して前記第２の偏波のアイドラ光と前記第１の偏波の信号光とを含む出力信号光を出力すると共に、前記第２の偏波の信号光、前記第３の制御光及び前記第４の制御光を相互位相変調して前記第１の偏波のアイドラ光と前記第２の偏波の信号光とを含む出力信号光を出力する非線形光学媒質と、
前記第２の偏波のアイドラ光と前記第１の偏波の信号光とを含む出力信号光から前記第１の偏波の信号光を阻止して前記第２の偏波のアイドラ光を透過すると共に、前記第１の偏波のアイドラ光と前記第２の偏波の信号光とを含む出力信号光から前記第２の偏波の信号光を阻止して前記第１の偏波のアイドラ光を透過する偏光子で透過された前記第２の偏波のアイドラ光及び前記第１の偏波のアイドラ光を合波することで前記第２の光周波数の信号光に出力する光合波部と
を有することを特徴とする光周波数シフト装置。
【請求項２】
前記非線形光学媒質は、
前記第１の偏波の信号光、前記第１の制御光及び前記第２の制御光を相互位相変調することで前記第２の偏波のアイドラ光と前記第１の偏波の信号光とを含む前記出力信号光を出力する第１の非線形光学媒質と、
前記第２の偏波の信号光、前記第３の制御光及び前記第４の制御光を相互位相変調することで前記第１の偏波のアイドラ光と前記第２の偏波の信号光とを含む前記出力信号光を出力する第２の非線形光学媒質と
を有することを特徴とする請求項１に記載の光周波数シフト装置。
【請求項３】
前記生成部は、
第１の連続光、第２の連続光、第３の連続光及び第４の連続光を発光する光源と、
前記第１の連続光を前記第２の偏波の前記第１の制御光に偏波すると共に、前記第２の連続光を、前記第１の制御光と直交する前記第１の偏波の前記第２の制御光に偏波すると共に、前記第３の連続光を前記第１の偏波の前記第３の制御光に偏波すると共に、前記第４の連続光を、前記第３の制御光と直交する前記第２の偏波の前記第４の制御光に偏波する偏波制御部と
を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光周波数シフト装置。
【請求項４】
前記生成部は、
発振信号に応じて所定周波数間隔の複数の連続光を発生する光コム発生部と、
前記光コム発生部で発生した複数の連続光の内、第１の連続光、第２の連続光、第３の連続光及び第４の連続光を選択出力する波長選択スイッチと、
前記第１の連続光を前記第２の偏波の前記第１の制御光に偏波すると共に、前記第２の連続光を、前記第１の制御光と直交する前記第１の偏波の前記第２の制御光に偏波すると共に、前記第３の連続光を前記第１の偏波の前記第３の制御光に偏波すると共に、前記第４の連続光を、前記第３の制御光と直交する前記第２の偏波の前記第４の制御光に偏波する偏波制御部と
を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光周波数シフト装置。
【請求項５】
第１の光周波数の信号光を第２の光周波数の信号光にシフトする光周波数シフト方法であって、
前記第１の光周波数の信号光を第１の偏波の信号光及び、前記第１の偏波と直交する第２の偏波の信号光に分離し、
前記第１の光周波数と前記第２の光周波数との差分の周波数間隔を有し、前記第１の偏波の第１の制御光及び前記第２の偏波の第２の制御光を生成すると共に、前記第１の光周波数と前記第２の光周波数との差分の周波数間隔を有し、前記第１の偏波の第３の制御光及び前記第２の偏波の第４の制御光を生成し、
前記第１の偏波の信号光、前記第１の制御光及び前記第２の制御光を相互位相変調して前記第２の偏波のアイドラ光と前記第１の偏波の信号光とを含む出力信号光を出力すると共に、前記第２の偏波の信号光、前記第３の制御光及び前記第４の制御光を相互位相変調して第１の偏波のアイドラ光と前記第２の偏波の信号光とを含む出力信号光を出力し、
前記第２の偏波のアイドラ光と前記第１の偏波の信号光とを含む出力信号光から前記第１の偏波の信号光を阻止して前記第２の偏波のアイドラ光を透過すると共に、前記第１の偏波のアイドラ光と前記第２の偏波の信号光とを含む出力信号光から前記第２の偏波の信号光を阻止して前記第１の偏波のアイドラ光を透過し、
前記透過された前記第２の偏波のアイドラ光及び前記第１の偏波のアイドラ光を合波することで前記第２の光周波数の信号光に出力する
各処理を実行することを特徴とする光周波数シフト方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光周波数シフト装置及び光周波数シフト方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば、伝送容量の拡大やネットワークの柔軟性を向上させるために、信号光の光周波数を自在に制御することが求められる。しかしながら、例えば、光ベクトル変調器や音響光学スイッチ等では光周波数のシフト帯域に制限があり、異なる波長グリッドに信号光の光周波数をシフトさせることは困難である。更に、偏波多重光信号に対応することも困難である。そこで、光／電気／光変換を使用することで、所望の光周波数の光信号を生成できる。
【０００３】
例えば、光挿入分岐装置では、光周波数のみを変えたい信号光があった場合に光周波数のみを変えたい信号光をＤｒｏｐポートへ出力して光電気変換し、光周波数を変えて電気光変換して再びＡｄｄポートから入力する。つまり、光挿入分岐装置では、光／電気／光変換を使用して信号光の光周波数をシフトできる。
【０００４】
また、ＷＤＭ（Wavelength  Division  Multiplex）合波装置では、ＷＤＭ信号を光電気変換して、新たな光周波数グリッドの光送信部でＷＤＭ信号を合波する。つまり、ＷＤＭ合波装置では、光／電気／光変換を使用してＷＤＭ信号の光周波数をシフトしてＷＤＭ信号を合波できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−４５４２８号公報
【特許文献２】特開２００４−９３５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、光／電気／光変換を使用して所望の光周波数の信号光を生成する場合には、消費電力が大きくなり、しかも、光周波数確度の高い光源が求められる。そこで、単一の信号光に限らず、複数の信号光に対して、電気／光変換を介さずに光周波数グリッドを跨ぐような数十ＧＨｚ以上の光周波数シフトを実現する、すなわち、低消費電力かつ広帯域の光周波数シフトを実現できる光周波数シフト装置が求められている。
【０００７】
一つの側面では、低消費電力かつ広帯域の光周波数シフトを単一の信号光に限らず、複数の信号光に対して一括で実現できる光周波数シフト装置及び光周波数シフト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】
【０００８】
一つの案の光周波数シフト装置は、第１の光周波数の信号光を第２の光周波数の信号光にシフトする。光周波数シフト装置は、分離部と、生成部と、非線形光学媒質と、光合波部とを有する。分離部は、前記第１の光周波数の信号光を第１の偏波の信号光及び前記第１の偏波に直交する第２の偏波の信号光に分離する。生成部は、前記第１の光周波数と前記第２の光周波数との差分の周波数間隔を有し、前記第１の偏波の第１の制御光及び前記第２の偏波の第２の制御光を生成すると共に、前記第１の偏波の第３の制御光及び前記第２の偏波の第４の制御光を生成する。非線形光学媒質は、前記第１の偏波の信号光、前記第１の制御光及び前記第２の制御光を相互位相変調して前記第２の偏波のアイドラ光を出力する。非線形光学媒質は、前記第２の偏波の信号光、前記第３の制御光及び前記第４の制御光を相互位相変調して前記第１の偏波のアイドラ光を出力する。光合波部は、前記第２の偏波のアイドラ光及び前記第１の偏波のアイドラ光を合波することで前記第２の光周波数の信号光に出力する。
【発明の効果】
【０００９】
一つの側面では、低消費電力かつ広帯域の光周波数シフトを単一の信号光に限らず、複数の信号光に対して一括で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施例１のノードの一例を示す説明図である。
【図２】図２は、実施例１の光周波数シフト装置の一例を示す説明図である。
【図３】図３は、第１の非線形光学媒質及び第２の非線形光学媒質の入力信号光及び出力信号光の一例を示す説明図である。
【図４】図４は、実施例２の光周波数シフト装置の一例を示す説明図である。
【図５】図５は、第３の生成部の一例を示す説明図である。
【図６】図６は、実施例３の光周波数シフト装置の一例を示す説明図である。
【図７】図７は、実施例４の光周波数シフト装置の一例を示す説明図である。
【図８】図８は、実施例５の第３の生成部の一例を示す説明図である。
【図９】図９は、実施例６の第３の生成部の一例を示す説明図である。
【図１０】図１０は、実施例７のＷＤＭ合波装置の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて、本願の開示する光周波数シフト装置及び光周波数シフト方法の実施例を詳細に説明する。尚、本実施例により、開示技術が限定されるものではない。また、以下に示す各実施例は、矛盾を起こさない範囲で適宜組み合わせても良い。
【実施例１】
【００１２】
図１は、実施例１のノードの一例を示す説明図である。図１に示すノード１は、ＲＯＡＤＭ（Reconfigurable  Optical  Add/Drop  Multiplexer）である。ノード１は、第１の波長選択スイッチ２と、第２の波長選択スイッチ３と、光周波数シフト装置４とを有する。第１の波長選択スイッチ２は、入力ポート２Ａと、出力ポート２Ｂとを有する。出力ポート２Ｂは、例えば、スルーポート２Ｃ及びＤｒｏｐポート２Ｄ等を有する。第２の波長選択スイッチ３は、入力ポート３Ａと、出力ポート３Ｂとを有する。入力ポート３Ａは、例えば、Ａｄｄポート３Ｃやスルーポート３Ｄ等を有する。
【００１３】
第１の波長選択スイッチ２は、異なる光周波数の信号光ａ，ｂ，ｃ，ｄを入力し、光周波数の信号光ａ及びｂをスルーポート２Ｃから第２の波長選択スイッチ３に出力する。また、第１の波長選択スイッチ２は、光周波数の信号光ｄをＤｒｏｐポート２Ｄから出力する。更に、第１の波長選択スイッチ２は、光周波数の信号光ｃを光周波数シフト装置４に出力する。光周波数シフト装置４は、光周波数ν０の信号光ｃを光周波数ν０＋Δνにシフトし、シフト後の信号光ｃを第２の波長選択スイッチ３に出力する。
【００１４】
更に、第２の波長選択スイッチ３は、スルーポート３Ｄを通じて光周波数の信号光ａ及びｂを入力すると共に、Ａｄｄポート３Ｃを通じて光周波数の信号光ｅを入力する。第２の波長選択スイッチ３は、光周波数シフト装置４からシフト後の信号光ｃを入力する。そして、第２の波長選択スイッチ３は、出力ポート３Ｂを通じて異なる光周波数の信号光ａ，ｂ，ｃ，ｅを出力する。
【００１５】
光周波数シフト装置４は、第１の波長選択スイッチ２の出力ポート２Ｂと、第２の波長選択スイッチ３の入力ポート３Ａとの間に配置し、第１の光周波数ν０の入力信号光ｃを第２の光周波数ν０＋Δνにシフトする。つまり、光周波数シフト装置４は、Δνの光周波数シフトを実現できる。
【００１６】
図２は、実施例１の光周波数シフト装置４の一例を示す説明図である。図２に示す光周波数シフト装置４は、偏波ビームスプリッタ１１と、第１の生成部１２と、第１の非線形光学媒質１３と、第１の偏光子１４と、偏波ビームコンバイナ１５とを有する。光周波数シフト装置４は、第２の生成部１６と、第２の非線形光学媒質１７と、第２の偏光子１８とを有する。
【００１７】
偏波ビームスプリッタ１１は、入力信号光を水平偏波の信号光と垂直偏波の信号光とに分離する。偏波ビームスプリッタ１１は、水平偏波の信号光を第１の非線形光学媒質１３に入力すると共に、垂直偏波の信号光を第２の非線形光学媒質１７に入力する。
【００１８】
第１の生成部１２は、第１の連続光ＣＷ１である水平偏波の第１の制御光及び第２の連続光ＣＷ２である垂直偏波の第２の制御光を生成する。第１の制御光の光周波数ν１と第２の制御光の光周波数ν２との光周波数間隔はν２−ν１＝Δνである。第２の制御光は、第１の制御光と直交する垂直偏波の偏波状態である。尚、第１の制御光の光周波数ν１及び第２の制御光の光周波数ν２は入力信号光の第１の光周波数ν０と異なる。第１の制御光と第２の制御光との光周波数間隔Δνは、入力信号光の光周波数と出力信号光の光周波数との差分と同じである。ν２＞ν１の場合、高周波数側へシフトし、ν２＜ν１の場合、低周波数側へシフトする。
【００１９】
第１の非線形光学媒質１３は、例えば、光ファイバ、高非線形ファイバ、シリコン等のコアを有する高屈折率差光導波路や周期分極電気光学結晶で実現するものとする。尚、第１の非線形光学媒質１３は、光周波数の異なる複数の光信号を入射し、四光波混合や相互位相変調等の非線形光学効果が生じ、入力信号光のアイドラ光が発生する。第１の非線形光学媒質１３は、水平偏波の入力信号光と、水平偏波の第１の制御光と、垂直偏波の第２の制御光とを入力する。第１の非線形光学媒質１３は、水平偏波の入力信号光、第１の制御光及び第２の制御光を非線形光学効果で相互位相変調するため、水平偏波の入力信号光と直交する垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを含む信号光を出力する。図３は、第１の非線形光学媒質１３及び第２の非線形光学媒質１７の入力信号光及び出力信号光の一例を示す説明図である。出力信号光は、水平偏波の入力信号光を第１の光周波数ν０から、垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉとして第２の光周波数ν０＋Δνにシフトする。尚、光周波数のシフト量は、第１の制御光の光周波数と、第２の制御光の光周波数との間の周波数間隔に等しい。
【００２０】
第１の偏光子１４は、第１の非線形光学媒質１３の出力信号光から垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉのみを透過し、垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを偏波ビームコンバイナ１５に出力する。尚、第１の偏光子１４の偏波消光比で入力信号光の出力信号光に対する消光比を決定する。
【００２１】
第２の生成部１６は、第３の連続光ＣＷ３である垂直偏波の第３の制御光及び第４の連続光ＣＷ４である水平偏波の第４の制御光を生成する。第３の制御光の光周波数ν３と第４の制御光の光周波数ν４との光周波数間隔はν４−ν３＝Δνである。第３の制御光は、第４の制御光と直交する垂直偏波の偏波状態である。尚、第３の制御光の光周波数ν３及び第４の制御光の光周波数ν４は入力信号光の第１の光周波数ν０と異なる。第３の制御光と第４の制御光との光周波数間隔Δνは、入力信号光の光周波数と出力信号光の光周波数との差分と同じである。ν４＞ν３の場合、高周波数側へシフトし、ν４＜ν３の場合、低周波数側へシフトする。
【００２２】
第２の非線形光学媒質１７は、垂直偏波の入力信号光と、垂直偏波の第３の制御光と、水平偏波の第４の制御光とを入力する。尚、第２の非線形光学媒質１７は、第１の非線形光学媒質１３と同一の材質である。第２の非線形光学媒質１７は、垂直偏波の入力信号光、第３の制御光及び第４の制御光を非線形光学効果で相互位相変調するため、垂直偏波の入力信号光と直交する水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉを含む信号光を出力する。出力信号光は、垂直偏波の入力信号光を第１の光周波数ν０から、水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉとして第２の光周波数ν０＋Δνにシフトする。尚、光周波数のシフト量は、第３の制御光の光周波数と、第４の制御光の光周波数との間の周波数間隔に等しい。
【００２３】
第２の偏光子１８は、第２の非線形光学媒質１７の出力信号光から水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉのみを透過し、水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉを偏波ビームコンバイナ１５に出力する。尚、第２の偏光子１８の偏波消光比で入力信号光の出力信号光に対する消光比を決定する。
【００２４】
偏波ビームコンバイナ１５は、垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉ及び水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉを合波して第２の光周波数にシフト後の信号光を出力する。
【００２５】
実施例１の光周波数シフト装置４は、水平偏波の入力信号光、水平偏波の第１の制御光及び垂直偏波の第２の制御光を相互位相変調で垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを生成する。更に、光周波数シフト装置４は、垂直偏波の入力信号光、垂直偏波の第３の制御光及び水平偏波の第４の制御光を相互位相変調で水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉを生成する。光周波数シフト装置４は、垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉ及び水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉを合波して第１の光周波数ν０から第２の光周波数ν０＋ΔνにΔνの光周波数シフトを実現できる。その結果、低消費電力かつ広帯域の光周波数シフトを実現できる。
【００２６】
光周波数シフト装置４は、第１の制御光の光周波数と第２の制御光の光周波数との間の光周波数間隔及び、第３の制御光の光周波数と第４の制御光の光周波数との間の光周波数間隔に基づき、光周波数のシフト量を調整できる。
【００２７】
従来の光周波数シフト装置では、４つの位相変調光の干渉や音響光学効果で実現できるが、変調帯域でシフト量が制限され、数十ＧＨｚまでである。しかも、位相変調光の干渉を使用する場合、入力信号光の出力信号光に対する消光比は干渉の不完全性により劣化する。これに対して、本実施例の光周波数シフト装置４では、広帯域な位相変調として非線形光学媒質による相互位相変調を利用するため、広帯域の光周波数シフトを実現できる。
【００２８】
第１の制御光と第２の制御光との間の差分である差分周波数及び、第３の制御光と第４の制御光との間の差分である差分周波数を使用して入力信号光の光周波数シフトを実現できる。差分周波数の精度は、第１の連続光ＣＷ１、第２の連続光ＣＷ２、第３の連続光ＣＷ３及び第４の連続光ＣＷ４の光周波数確度で決まる。入力信号光を水平偏波の信号光及び垂直偏波の信号光に偏波分離するため、偏波依存性のない光周波数シフトを実現できる。
【実施例２】
【００２９】
図４は、実施例２の光周波数シフト装置４Ａの一例を示す説明図である。図４に示す光周波数シフト装置４Ａは、第１の偏波ビームスプリッタ２１と、第３の生成部２２と、第１の偏波制御部２３と、第１の光合波部２４と、第３の非線形光学媒質２５と、第１の光スプリッタ２６と、第１のモニタ部２７とを有する。光周波数シフト装置４Ａは、第１の光位相調整部２８と、第２の偏波制御部２９と、第１の偏波ビームコンバイナ３０とを有する。光周波数シフト装置４Ａは、第３の偏波制御部３１と、第２の光合波部３２と、第４の非線形光学媒質３３と、第２の光スプリッタ３４と、第２のモニタ部３５とを有する。光周波数シフト装置４Ａは、第２の光位相調整部３６と、第４の偏波制御部３７と、第３の光スプリッタ３８と、第３のモニタ部３９とを有する。
【００３０】
第１の偏波ビームスプリッタ２１は、入力信号光を水平偏波の信号光及び垂直偏波の信号光に分離する。第３の生成部２２は、光周波数ν１の第１の連続光ＣＷ１、光周波数ν２の第２の連続光ＣＷ２、光周波数ν３の第３の連続光ＣＷ３及び光周波数ν４の第４の連続光ＣＷ４を生成する。第１の偏波制御部２３は、光周波数ν１の第１の連続光ＣＷ１を水平偏波の第１の制御光に、光周波数ν２の連続光ＣＷ２を第１の制御光と直交する垂直偏波の第２の制御光に偏波を制御し、第１の制御光及び第２の制御光を第１の光合波部２４に出力する。
【００３１】
第１の光合波部２４は、第１の偏波ビームスプリッタ２１からの水平偏波の信号光と、水平偏波の第１の制御光及び垂直偏波の第２の制御光とを合波し、その合波した信号光を第３の非線形光学媒質２５に入力する。第３の非線形光学媒質２５は、水平偏波の信号光、水平偏波の第１の制御光及び垂直偏波の第２の制御光の合波信号光を非線形光学効果で相互位相変調することで垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを含む信号光を第１の光スプリッタ２６に出力する。
【００３２】
第１の光スプリッタ２６は、第３の非線形光学媒質２５の出力光を第１の光位相調整部２８及び第１のモニタ部２７に光分岐する。第１のモニタ部２７は、出力光の光強度をモニタし、そのモニタ結果を第１の偏波制御部２３に通知する。第１の偏波制御部２３は、第１のモニタ部２７のモニタ結果に基づき、第１の制御光及び第２の制御光を偏波制御する。第１の偏波制御部２３は、第１のモニタ部２７のモニタ結果に基づき、例えば、光周波数ν０−Δνの成分の光強度が最小になるようにフィードバック制御する。
【００３３】
第１の光位相調整部２８は、第１のモニタ部２７のモニタ結果に基づき、垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉの位相を調整する。第１の光位相調整部２８は、試験用パルス信号又は入力信号中の既知の信号列に基づき、後述する水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉとの光遅延が一致するように調整する。尚、ディザ信号を付加して最適化するようにしても良い。第２の偏波制御部２９は、光位相調整後の垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉが第１の偏波ビームコンバイナ３０を透過出力すべく、垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉの偏波状態を制御し、垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを第１の偏波ビームコンバイナ３０に出力する。
【００３４】
また、第３の偏波制御部３１は、光周波数ν３の第３の連続光ＣＷ３を垂直偏波の第３の制御光に、光周波数ν４の第４の連続光ＣＷ４を第３の制御光と直交する水平偏波の第４の制御光に偏波を制御する。第３の偏波制御部３１は、垂直偏波の第３の制御光及び、第３の制御光と直交する水平偏波の第４の制御光を第２の光合波部３２に出力する。第２の光合波部３２は、第１の偏波ビームスプリッタ２１からの垂直偏波の入力信号光と、垂直偏波の第３の制御光及び水平偏波の第４の制御光とを合波し、その合波した信号光を第４の非線形光学媒質３３に出力する。第４の非線形光学媒質３３は、垂直偏波の信号光、第３の制御光及び第４の制御光の合波信号光を非線形光学効果で相互位相変調するため、水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉを含む信号光を第２の光スプリッタ３４に出力する。
【００３５】
第２の光スプリッタ３４は、第４の非線形光学媒質３３の出力光を第２の光位相調整部３６及び第２のモニタ部３５に光分岐する。第２のモニタ部３５は、出力光の光強度をモニタし、そのモニタ結果を第３の偏波制御部３１に通知する。第３の偏波制御部３１は、第２のモニタ部３５のモニタ結果に基づき、第３の制御光及び第４の制御光を偏波制御する。第３の偏波制御部３１は、第２のモニタ部３５のモニタ結果に基づき、例えば、光周波数ν０−Δνの成分の光強度が最小になるようにフィードバック制御する。
【００３６】
第２の光位相調整部３６は、第２のモニタ部３５のモニタ結果に基づき、水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉの位相を調整する。第２の光位相調整部３６は、試験用パルス信号又は入力信号中の既知の信号列に基づき、前述した垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉとの光遅延が一致するように調整する。第４の偏波制御部３７は、光位相調整後の水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉが第１の偏波ビームコンバイナ３０を透過出力すべく、水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉの偏波状態を制御し、水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉを第１の偏波ビームコンバイナ３０に出力する。
【００３７】
第１の偏波ビームコンバイナ３０は、第２の偏波制御部２９からの垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉ及び第４の偏波制御部３７からの水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉを結合することで第２の光周波数ν０＋Δνの信号光を第３の光スプリッタ３８に出力する。第３の光スプリッタ３８は、第１の偏波ビームコンバイナ３０の出力光を出力段及び第３のモニタ部３９に分岐出力する。第３のモニタ部３９は、出力光（アイドラ光）の光強度をモニタし、そのモニタ結果を第１の偏波制御部２３、第１の光位相調整部２８、第２の偏波制御部２９、第３の偏波制御部３１、第２の光位相変調部３６及び第４の偏波制御部３７に通知する。
【００３８】
第１の偏波制御部２３、第１の光位相調整部２８及び第２の偏波制御部２９は、第３のモニタ部３９のモニタ結果に基づき、アイドラ光の光強度が最大になるように、フィードバック制御する。第３の偏波制御部３１、第２の光位相調整部３６及び第４の偏波制御部３７は、第３のモニタ部３９のモニタ結果に基づき、アイドラ光の光強度が最大になるように、フィードバック制御する。
【００３９】
図５は、第３の生成部２２の一例を示す説明図である。図５に示す第３の生成部２２は、第１のＣＷ光源４１Ａと、第２のＣＷ光源４１Ｂと、第８の偏波制御部４２Ａと、第９の偏波制御部４２Ｂと、第１の光カプラ４３Ａと、第１の制御光スプリッタ４４Ａとを有する。第３の生成部２２は、第３のＣＷ光源４１Ｃと、第４のＣＷ光源４１Ｄと、第１０の偏波制御部４２Ｃと、第１１の偏波制御部４２Ｄと、第２の光カプラ４３Ｂと、第２の制御光スプリッタ４４Ｂとを有する。
【００４０】
第１のＣＷ光源４１Ａは、光周波数ν１の第１の連続光ＣＷ１を発光し、第１の連続光ＣＷ１を第８の偏波制御部４２Ａに出力する。第８の偏波制御部４２Ａは、第１の連続光ＣＷ１を水平偏波の第１の制御光を生成し、第１の制御光を第１の光カプラ４３Ａに出力する。
【００４１】
第２のＣＷ光源４１Ｂは、光周波数ν２の第２の連続光ＣＷ２を発光し、第２の連続光ＣＷ２を第９の偏波制御部４２Ｂに出力する。第９の偏波制御部４２Ｂは、第２の連続光ＣＷ２を垂直偏波の第２の制御光を生成し、垂直偏波の第２の制御光を第１の光カプラ４３Ａに出力する。
【００４２】
第１の光カプラ４３Ａは、第８の偏波制御部４２Ａからの水平偏波の第１の制御光と、第９の偏波制御部４２Ｂからの垂直偏波の第２の制御光とを合波して合波光を第１の制御光スプリッタ４４Ａに出力する。第１の制御光スプリッタ４４Ａは、第１の制御光及び第２の制御光を分離出力する。
【００４３】
第３のＣＷ光源４１Ｃは、光周波数ν３の第３の連続光ＣＷ３を発光し、第３の連続光ＣＷ３を第１０の偏波制御部４２Ｃに出力する。第１０の偏波制御部４２Ｃは、第３の連続光ＣＷ３を垂直偏波の第３の制御光を生成し、第３の制御光を第２の光カプラ４３Ｂに出力する。
【００４４】
第４のＣＷ光源４１Ｄは、光周波数ν４の第４の連続光ＣＷ４を発光し、第４の連続光ＣＷ４を第１１の偏波制御部４２Ｄに出力する。第１１の偏波制御部４２Ｄは、第４の連続光ＣＷ４を第３の制御光と直交する水平偏波の第４の制御光を生成し、垂直偏波の第４の制御光を第２の光カプラ４３Ｂに出力する。
【００４５】
第２の光カプラ４３Ｂは、第１０の偏波制御部４２Ｃからの垂直偏波の第３の制御光と、第１１の偏波制御部４２Ｄからの水平偏波の第４の制御光とを合波して合波光を第２の制御光スプリッタ４４Ｂに出力する。第２の制御光スプリッタ４４Ｂは、第３の制御光及び第４の制御光を分離出力する。
【００４６】
次に実施例２の光周波数シフト装置４Ａの動作について説明する。
【００４７】
図４に示す第３の非線形光学媒質２５は、水平偏波の入力信号光と、水平偏波の第１の制御光及び垂直偏波の第２の制御光を非線形光学効果で相互位相変調し、その水平偏波の入力信号光の垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを第１の光スプリッタ２６に出力する。第１の光位相調整部２８は、垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを位相調整し、位相調整後の垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを第２の偏波制御部２９に出力する。更に、第２の偏波制御部２９は、垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを第１の偏波ビームコンバイナ３０に出力する。
【００４８】
第４の非線形光学媒質３３は、垂直偏波の入力信号光と、垂直偏波の第３の制御光及び水平偏波の第４の制御光を非線形光学効果で相互位相変調し、その垂直偏波の入力信号光の水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉを第２の光スプリッタ３４に出力する。第２の光位相調整部３６は、水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉを位相調整し、位相調整後の水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉを第４の偏波制御部３７に出力する。更に、第４の偏波制御部３７は、水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉを第１の偏波ビームコンバイナ３０に出力する。
【００４９】
第１の偏波ビームコンバイナ３０は、第２の偏波制御部２９からの垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉと、第４の偏波制御部３７からの水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉとを結合して光周波数ν０＋Δνの信号光を出力する。その結果、第１の光周波数から第２の光周波数ν０＋Δνに信号光をシフトできる。
【００５０】
実施例２の光周波数シフト装置４Ａは、水平偏波の入力信号光と、水平偏波の第１の制御光及び垂直偏波の第２の制御光を非線形光学効果で相互位相変調し、その水平偏波の入力信号光の垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを出力する。更に、光周波数シフト装置４Ａは、垂直偏波の入力信号光と、垂直偏波の第３の制御光及び水平偏波の第４の制御光を非線形光学効果で相互位相変調し、その垂直偏波の入力信号光の水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉを出力する。そして、光周波数シフト装置４Ａは、垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉと水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉを結合して第１の光周波数から第２の光周波数にシフトする。その結果、低消費電力で、偏光依存性のなく、かつ広帯域の光周波数シフトを実現できる。
【００５１】
光周波数シフト装置４Ａは、第１のＣＷ光源４１Ａからの第１の連続光ＣＷ１で水平偏波の第１の制御光と、第２のＣＷ光源４１Ｂからの第２の連続光ＣＷ２で垂直偏波の第２の制御光とを出力する。更に、光周波数シフト装置４Ａは、第３のＣＷ光源４１Ｃからの第３の連続光ＣＷ３で垂直偏波の第３の制御光と、第４のＣＷ光源４１Ｄからの第４の連続光ＣＷ４で水平偏波の第４の制御光とを出力する。その結果、光周波数シフト装置４Ａは、第１の制御光、第２の制御光、第３の制御光及び第４の制御光を生成できる。
【００５２】
尚、第３の生成部２２は、第１の制御光と、第２の制御光と、第３の制御光と、第４の制御光とを異なる光周波数としたが、第１の制御光と第３の制御光とを同一の光周波数、第２の制御光と第４の制御光とを同一の光周波数にしても良く、適宜変更可能である。
【実施例３】
【００５３】
図６は、実施例３の光周波数シフト装置４Ｂの一例を示す説明図である。尚、実施例２の光周波数シフト装置４Ａと同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。図６に示す光周波数シフト装置４Ｂは、偏波ビーム合分波部５１と、第４の光スプリッタ５２と、第４のモニタ部５３と、第３の光合波部５４と、第５の非線形光学媒質５５とを有する。更に、光周波数シフト装置４Ｂは、第３の生成部２２と、第６の偏波制御部５６と、第７の偏波制御部５７とを有する。光周波数シフト装置４Ｂは、第５の偏波制御部５８と、第５の光スプリッタ５９と、第５のモニタ部６０と、第４の光合波部６１と、第６の光スプリッタ６２と、第６のモニタ部６３とを有する。
【００５４】
偏波ビーム合分波部５１は、入力信号光を水平偏波の信号光及び垂直偏波の信号光に分離出力する。偏波ビーム合分波部５１は、水平偏波の信号光を第４の光スプリッタ５２に出力する。第４の光スプリッタ５２は、水平偏波の信号光を第４のモニタ部５３及び第３の光合波部５４に分岐出力する。
【００５５】
第３の生成部２２は、光周波数ν１の第１の連続光ＣＷ１及び光周波数ν２の第２の連続光ＣＷ２を第６の偏波制御部５６に出力する。第６の偏波制御部５６は、第１の連続光ＣＷ１で水平偏波の第１の制御光と、第２の連続光ＣＷ２で、第１の制御光と直交する垂直偏波の第２の制御光を第３の光合波部５４に出力する。第３の光合波部５４は、水平偏波の信号光、水平偏波の第１の制御光及び垂直偏波の第２の制御光を合波した合波信号光を第５の非線形光学媒質５５に出力する。
【００５６】
第５の非線形光学媒質５５は、水平偏波の信号光、水平偏波の第１の制御光及び垂直偏波の第２の制御光の合波信号光を非線形光学効果で相互位相変調することで垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを第４の光合波部６１に出力する。第４の光合波部６１は、垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを第５の光スプリッタ５９に出力する。第５の光スプリッタ５９は、垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを第５のモニタ部６０及び第５の偏波制御部５８に出力する。第５の偏波制御部５８は、垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉに偏波制御し、水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉを偏波ビーム合分波部５１に出力する。偏波ビーム合分波部５１は、第４の光スプリッタ５２→第３の光合波部５４→第５の非線形光学媒質５５→第４の光合波部６１→第５の光スプリッタ５９→第５の偏波制御部５８→偏波ビーム合分波部５１の反時計回りルートで水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉを入力する。
【００５７】
偏波ビーム合分波部５１は、入力信号光を分離した垂直偏波の信号光を第５の偏波制御部５８に出力する。第５の偏波制御部５８は、垂直偏波の信号光を水平偏波の信号光に偏波して第５の光スプリッタ５９に出力する。第５の光スプリッタ５９は、水平偏波の信号光を第５のモニタ部６０及び第４の光合波部６１に分岐出力する。
【００５８】
第７の偏波制御部５７は、第３の生成部２２からの光周波数ν３の第３の連続光ＣＷ３及び光周波数ν４の第４の連続光ＣＷ４を入力する。第７の偏波制御部５７は、第３の連続光ＣＷ３を垂直偏波の第３の制御光に偏波制御すると共に、第４の連続光ＣＷ４を第３の制御光と直交する水平偏波の第４の制御光に偏波制御し、これらの第３の制御光及び第４の制御光を第４の光合波部６１に出力する。
【００５９】
第４の光合波部６１は、第５の光スプリッタ５９からの水平偏波の信号光、垂直偏波の第３の制御光及び水平偏波の第４の制御光を合波して合波信号光を第５の非線形光学媒質５５に出力する。第５の非線形光学媒質５５は、第４の光合波部６１からの合波信号光を非線形光学効果で相互位相変調することで垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを第３の光合波部５４に出力する。第３の光合波部５４は、垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを第４の光スプリッタ５２に出力する。第４の光スプリッタ５２は、垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを第４のモニタ部５３及び偏波ビーム合分波部５１に出力する。偏波ビーム合分波部５１は、第５の偏波制御部５８→第５の光スプリッタ５９→第４の光合波部６１→第５の非線形光学媒質５５→第３の光合波部５４→第４の光スプリッタ５２→偏波ビーム合分波部５１の時計回りルートで垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを入力する。
【００６０】
偏波ビーム合分波部５１は、反時計回りルートで得た水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉと、時計回りルートで得た垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉとを結合して第１の光周波数ν０から第２の光周波数ν０＋Δνに信号光をシフト出力する。
【００６１】
光周波数シフト装置４Ｂの第５の非線形光学媒質５５は、一方の入力から第１の制御光及び第２の制御光、他方の入力から第３の制御光及び第４の制御光を入力する。その結果、非線形光学媒質内の誘導ブリュアン散乱（光ファイバ上で約１０ＧＨｚ）で制御光の信号品質が後方散乱により劣化する。そこで、第１の制御光、第２の制御光、第３の制御光及び第４の制御光の光周波数を異なる光周波数とすることで誘導ブリュアン散乱による信号劣化を抑制できる。例えば、第５の非線形光学媒質５５を光ファイバとした場合、第１の制御光、第２の制御光、第３の制御光及び第４の制御光は、１０ＧＨｚよりも大きい光周波数の差とする方が望ましい。
【００６２】
次に実施例３の光周波数シフト装置４Ｂの動作について説明する。
【００６３】
図６に示す偏波ビーム合分波部５１は、入力信号光を水平偏波の信号光及び垂直偏波の信号光に分離出力する。偏波ビーム合分波部５１は、水平偏波の信号光を第４の光スプリッタ経由で第３の光合波部５４に出力する。更に、第６の偏波制御部５６は、第１の制御光及び垂直偏波の第２の制御光を第３の光合波部５４に出力する。第３の光合波部５４は、水平偏波の信号光、第１の制御光及び第２の制御光を合波し、合波光を第５の非線形光学媒質５５に出力する。
【００６４】
第５の非線形光学媒質５５は、水平偏波の入力信号光と、水平偏波の第１の制御光及び垂直偏波の第２の制御光を非線形光学効果で相互位相変調することで、水平偏波の入力信号光の垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを生成する。第５の非線形光学媒質５５は、その水平偏波の入力信号光の垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを第４の光合波部６１及び第５の光スプリッタ５９経由で第５の偏波制御部５８に出力する。第５の偏波制御部５８は、垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉに偏波制御し、水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉを偏波ビーム合分波部５１に出力する。
【００６５】
第５の偏波制御部５８は、偏波ビーム合分波部５１からの垂直偏波の信号光を水平偏波の信号光に偏波制御し、水平偏波の信号光を第５の光スプリッタ５９経由で第４の光合波部６１に出力する。第７の偏波制御部５７は、垂直偏波の第３の制御光及び水平偏波の第４の制御光を第４の光合波部６１に出力する。
【００６６】
第４の光合波部６１は、水平偏波の信号光、垂直偏波の第３の制御光及び水平偏波の第４の制御光を合波し、合波光を第５の非線形光学媒質５５に出力する。第５の非線形光学媒質５５は、水平偏波の入力信号光と、垂直偏波の第３の制御光及び水平偏波の第４の制御光を非線形光学効果で相互位相変調することで、水平偏波の入力信号光の垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを生成する。第５の非線形光学媒質５５は、その水平偏波の入力信号光の垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを第３の光合波部５４及び第４の光スプリッタ５２経由で偏波ビーム合分波部５１に出力する。偏波ビーム合分波部５１は、水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉ及び垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを結合して第１の光周波数ν０を第２の光周波数ν０＋Δνに信号光をシフト出力する。
【００６７】
実施例３の光周波数シフト装置４Ｂは、第５の非線形光学媒質５５の反時計回りルートで水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉを取得し、第５の非線形光学媒質５５の時計回りルートで垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを取得する。光周波数シフト装置４Ｂは、水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉと垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉとを結合して第１の光周波数の信号光を第２の光周波数にシフトする。その結果、低消費電力で、偏光依存性のなく、かつ広帯域の光周波数シフトを実現できる。しかも、経路の長さ合せが不要で、単一の非線形光学媒質で済み、部品個数を削減できる。
【実施例４】
【００６８】
図７は、実施例４の光周波数シフト装置４Ｃの一例を示す説明図である。尚、実施例３の光周波数シフト装置４Ｂと同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。図７に示す光周波数シフト装置４Ｃと図６に示す光周波数シフト装置４Ｂとが異なるところは、第５の非線形光学媒質５５の代わりに、第６の非線形光学媒質５５Ａ、光フィルタ６５及び第７の非線形光学媒質５５Ｂを使用した点にある。
【００６９】
第６の非線形光学媒質５５Ａは、第３の光合波部５４からの水平偏波の信号光、水平偏波の第１の制御光及び垂直偏波の第２の制御光を合波した合波光を非線形光学効果で相互位相変調することで垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを光フィルタ６５に出力する。光フィルタ６５は、垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを透過し、垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを第７の非線形光学媒質５５Ｂ、第４の光合波部６１及び第５の光スプリッタ５９経由で第５の偏波制御部５８に出力する。第５の偏波制御部５８は、垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉに偏波して偏波ビーム合分波部５１に出力する。つまり、偏波ビーム合分波部５１は、反時計回りルートで水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉを入力する。反時計回りルートは、第４の光スプリッタ５２→第３の光合波部５４→第６の非線形光学媒質５５Ａ→光フィルタ６５→第７の非線形光学媒質５５Ｂ→第４の光合波部６１→第５の光スプリッタ５９→第５の偏波制御部５８→偏波ビーム合分波部５１である。
【００７０】
第７の非線形光学媒質５５Ｂは、第４の光合波部６１からの水平偏波の信号光、垂直偏波の第３の制御光及び水平偏波の第４の制御光を合波した合波光を非線形光学効果で相互位相変調することで垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを光フィルタ６５に出力する。光フィルタ６５は、垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを透過し、垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを第６の非線形光学媒質５５Ａ、第３の光合波部５４及び第４の光スプリッタ５２経由で偏波ビーム合分波部５１に出力する。つまり、偏波ビーム合分波部５１は、時計回りルートで垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを入力する。時計回りルートは、第５の偏波制御部５８→第５の光スプリッタ５９→第４の光合波部６１→第７の非線形光学媒質５５Ｂ→光フィルタ６５→第６の非線形光学媒質５５Ａ→第３の光合波部５４→第４の光スプリッタ５２→偏波ビーム合分波部５１である。
【００７１】
偏波ビーム合分波部５１は、反時計回りルートで得た水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉと、時計回りルートで得た垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉとを結合して第１の光周波数ν０から第２の光周波数ν０＋Δνに信号光をシフト出力することになる。
【００７２】
光周波数シフト装置４Ｃの第６の非線形光学媒質５５Ａ及び第７の非線形光学媒質５５Ｂは、一方の入力から第１の制御光及び第２の制御光、他方の入力から第３の制御光及び第４の制御光を入力する。そこで、第１の制御光、第２の制御光、第３の制御光及び第４の制御光の光周波数を異なる光周波数とすることで誘導ブリュアン散乱による信号劣化を抑制できる。例えば、第６の非線形光学媒質５５Ａ及び第７の非線形光学媒質５５Ｂを光ファイバとした場合、第１の制御光、第２の制御光、第３の制御光及び第４の制御光は、１０ＧＨｚよりも大きい光周波数の差とする方が望ましい。
【００７３】
実施例４の光周波数シフト装置４Ｃは、反時計回りルートで水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉを取得し、時計回りルートで垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉを取得する。光周波数シフト装置４Ｃは、水平偏波のアイドラ光Ｅｘｉと垂直偏波のアイドラ光Ｅｙｉとを結合して第１の光周波数の信号光を第２の光周波数にシフトする。その結果、低消費電力で、偏光依存性のなく、かつ広帯域の光周波数シフトを実現できる。しかも、経路の長さ合せが不要となる。
【００７４】
尚、前述した通り、実施例２の第３の生成部２２は、図５に示すように構成したが、図５に示す構成に限定されるものではなく、適宜変更可能である。図８は、実施例５の第３の生成部２２Ａの一例を示す説明図である。
【実施例５】
【００７５】
図８に示す第３の生成部２２Ａは、光コム発生部７１と、発振部７２と、波長選択スイッチ７３とを有する。第３の生成部２２Ａは、第１２の偏波制御部４２Ｅと、第１３の偏波制御部４２Ｆと、第３の光カプラ４３Ｃと、第３の制御光スプリッタ４４Ｃとを有する。第３の生成部２２Ａは、第１４の偏波制御部４２Ｇと、第１５の偏波制御部４２Ｈと、第４の光カプラ４３Ｄと、第４の制御光スプリッタ４４Ｄとを有する。
【００７６】
光コム発生部７１は、発振部７２からの発振信号に応じて複数の所定周波数間隔の連続光を発生する。波長選択スイッチ７３は、光コム発生部７１で生成した複数の連続光から光周波数ν１の第１の連続光ＣＷ１、光周波数ν２の第２の連続光ＣＷ２、光周波数ν３の第３の連続光ＣＷ３及び光周波数ν４の第４の連続光ＣＷ４を選択出力する。
【００７７】
つまり、波長選択スイッチ７３は、光周波数ν１の第１の連続光ＣＷ１を第１２の偏波制御部４２Ｅに出力する。第１２の偏波制御部４２Ｅは、第１の連続光ＣＷ１を水平偏波の第１の制御光に偏波し、水平偏波の第１の制御光を第３の光カプラ４３Ｃに出力する。波長選択スイッチ７３は、光周波数ν２の第２の連続光ＣＷ２を第１３の偏波制御部４２Ｆに出力する。第１３の偏波制御部４２Ｆは、第２の連続光ＣＷ２を第１の制御光と直交する垂直偏波の第２の制御光に偏波し、垂直偏波の第２の制御光を第３の光カプラ４３Ｃに出力する。第３の光カプラ４３Ｃは、水平偏波の第１の制御光及び垂直偏波の第２の制御光を合波した合波光を第３の制御光スプリッタ４４Ｃに出力する。第３の制御光スプリッタ４４Ｃは、第１の制御光及び第２の制御光を合波した合波光を第１の制御光及び第２の制御光に分離出力する。
【００７８】
また、波長選択スイッチ７３は、光周波数ν３の第３の連続光ＣＷ３を第１４の偏波制御部４２Ｇに出力する。第１４の偏波制御部４２Ｇは、第３の連続光ＣＷ３を垂直偏波の第３の制御光に偏波し、垂直偏波の第３の制御光を第４の光カプラ４３Ｄに出力する。波長選択スイッチ７３は、光周波数ν４の第４の連続光ＣＷ４を第１５の偏波制御部４２Ｈに出力する。第１５の偏波制御部４２Ｈは、第４の連続光ＣＷ４を、第３の制御光と直交する水平偏波の第４の制御光に偏波し、水平偏波の第４の制御光を第４の光カプラ４３Ｄに出力する。第４の光カプラ４３Ｄは、垂直偏波の第３の制御光及び水平偏波の第４の制御光を合波した合波光を第４の制御光スプリッタ４４Ｄに出力する。第４の制御光スプリッタ４４Ｄは、垂直偏波の第３の制御光及び水平偏波の第４の制御光を合波した合波光を第３の制御光及び第４の制御光に分離出力する。
【００７９】
実施例５の第３の生成部２２Ａは、光コム発生部７１を使用するため、高精度の第１の制御光、第２の制御光、第３の制御光及び第４の制御光を生成できる。その結果、光周波数間隔Δνで数ＴＨｚまでのビート光による相互位相変調で精密な周波数制御が可能になるため、高精度の光周波数シフトを実現できる。
【実施例６】
【００８０】
図９は、実施例６の第３の生成部２２Ｂの一例を示す説明図である。尚、実施例５の第３の生成部２２Ａと同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。
【００８１】
図９に示す第３の生成部２２Ｂと第３の生成部２２Ａとが異なるところは、第３の制御光スプリッタ４４Ｃの後段に第１の光フィルタ７４Ａ及び第２の光フィルタ７４Ｂ、第４の制御光スプリッタ４４Ｄの後段に第３の光フィルタ７４Ｃ及び第４の光フィルタ７４Ｄを配置した点にある。
【００８２】
第１の光フィルタ７４Ａは、第３の制御光スプリッタ４４Ｃで光分岐した第１の制御光を透過出力する。第２の光フィルタ７４Ｂは、第３の制御光スプリッタ４４Ｃで光分岐した第２の制御光を透過出力する。第３の光フィルタ７４Ｃは、第４の制御光スプリッタ４４Ｄで光分岐した第３の制御光を透過出力する。第４の光フィルタ７４Ｄは、第４の制御光スプリッタ４４Ｄで光分岐した第４の制御光を透過出力する。その結果、第１の制御光、第２の制御光、第３の制御光及び第４の制御光の出力精度を高めることができる。つまり、光周波数間隔Δνで数ＴＨｚまでのビート光による相互位相変調で精密な周波数制御が可能になるため、高精度の光周波数シフトを実現できる。
【００８３】
尚、上記実施例１乃至６の光周波数シフト装置は、例えば、図１に示すようにＲＯＡＤＭのノード１に適用した場合を例示したが、ＲＯＡＤＭのノード１に限定されるものではなく、例えば、ＷＤＭ（Wavelength  Division  Multiplex）合波装置に適用しても良く。この場合の実施の形態につき、実施例７として以下に説明する。図１０は、実施例７のＷＤＭ合波装置の一例を示す説明図である。
【実施例７】
【００８４】
図１０に示すＷＤＭ合波装置８０は、光周波数シフト装置４（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）と、光合波器８１とを有する。光合波器８１は、例えば、所定周波数間隔Δνの光周波数の信号光ａ、ｂ及びｃを入力する。光周波数シフト装置４（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）は、信号光ａ、ｂ及びｃと同一の所定周波数間隔Δνの光周波数の信号光ｄ、ｅ及びｆを入力する。光周波数シフト装置４（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）は、信号光ｄ、ｅ及びｆの光周波数をシフトし、シフト後の信号光ｄ、ｅ及びｆを光合波器８１に入力する。その結果、光合波器８１は、Δν／２の周波数間隔で信号光ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｆを出力できる。
【００８５】
ＷＤＭ合波装置８０でも、光周波数シフト装置４（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）を利用して複数の信号光を出力できる。
【００８６】
尚、第１の光カプラ４３Ａ、第２の光カプラ４３Ｂ、第３の光カプラ４３Ｃ及び第４の光カプラ４３Ｄは、例えば、偏波ビームスプリッタや波長選択スイッチでも良い。
【００８７】
また、図示した各部の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各部の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。
【００８８】
更に、各装置で行われる各種処理機能は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）（又はＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）、ＭＣＵ（Micro  Controller  Unit）等のマイクロ・コンピュータ）上で、その全部又は任意の一部を実行するようにしても良い。また、各種処理機能は、ＣＰＵ（又はＭＰＵ、ＭＣＵ等のマイクロ・コンピュータ）で解析実行するプログラム上、又はワイヤードロジックによるハードウェア上で、その全部又は任意の一部を実行するようにしても良いことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８９】
４  光周波数シフト装置
１１  偏波ビームスプリッタ
１２  第１の生成部
１３  第１の非線形光学媒質
１５  偏波ビームコンバイナ
１６  第２の生成部
１７  第２の非線形光学媒質
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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