(57)【要約】【課題】分波点が少なく、変調入力信号光を効率良く利用することができる光波長変換装置を提供する。【解決手段】光波長変換装置Ａ１にはＭＺＩ４が設けられている。ＭＺＩ４には、光路５と光路６とからなる一対の干渉用光路が設けられている。光路５には第１ＳＯＡ１が介設され、光路６には第２ＳＯＡ２が介設されている。また、ＭＺＩ４には、第１ＳＯＡ１に変調入力信号光を入力するための光路７と、被波長変換信号光を入力するための光路８と、波長変換信号光を出力するための光路９とが接続されている。ＭＺＩ４には、光路５と光路６とを相互に接続する光路１０が設けられている。第１ＳＯＡ１と第２ＳＯＡ２とは、光路１０を介して、変調入力信号光に対して直列に接続されている。【選択図】        図１
2004246101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ入力端と出力端とに接続された一対の干渉用光路を備えたマッハツェンダ干渉計と、
該マッハツェンダ干渉計に入力される変調入力信号光に対して直列に配置された２つの半導体光増幅器とが設けられていることを特徴とする光波長変換装置。
【請求項２】
上記２つの半導体光増幅器が、上記両干渉用光路に１つずつ配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光波長変換装置。
【請求項３】
上記両干渉用光路を相互に接続する中間光路に可変光減衰器が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の光波長変換装置。
【請求項４】
上記両干渉用光路を相互に接続する中間光路に可変光増幅器が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の光波長変換装置。
【請求項５】
上記マッハツェンダ干渉計の入力端および／または出力端が可変合分波比カプラであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の光波長変換装置。
【請求項６】
変調入力信号光をマッハツェンダ干渉計に入力させるカプラとマッハツェンダ干渉計の出力端となるカプラとの間の干渉用光路に可変光増幅器が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の光波長変換装置。
【請求項７】
変調入力信号光をマッハツェンダ干渉計に入力させるカプラとマッハツェンダ干渉計の出力端となるカプラとの間の干渉用光路に可変光減衰器が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の光波長変換装置。
【請求項８】
一方の半導体光増幅器が一方の干渉用光路に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光波長変換装置。
【請求項９】
直列に配置された両半導体光増幅器間の距離が、（光速）／（ビットレート）×０．１以下の長さであることを特徴とする請求項８に記載の光波長変換装置。
【請求項１０】
変調入力信号光が入力されない方の干渉用光路に、半導体光増幅器の利得を制御する可変光増幅器が設けられていることを特徴とする請求項８または９に記載の光波長変換装置。
【請求項１１】
上記両干渉用光路の一方または両方に、可変光減衰器が設けられていることを特徴とする請求項８または９に記載の光波長変換装置。
【請求項１２】
上記マッハツェンダ干渉計の入力端および／または出力端が可変合分波比カプラであることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１つに記載の光波長変換装置。
【請求項１３】
半導体光増幅器に光アシスト光が入射されるようになっていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載の光波長変換装置。
【請求項１４】
該光波長変換装置の各構成要素が基板に集積されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載の光波長変換装置。
【請求項１５】
上記基板に、被波長変換信号光の光源が集積されていることを特徴とする請求項１４に記載の光波長変換装置。
【請求項１６】
上記基板に、上記光アシスト光の光源が集積されていることを特徴とする請求項１４または１５に記載の光波長変換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信システム等において使用される光波長変換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、マッハツェンダ干渉計（Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ：以下、「ＭＺＩ」という。）と半導体光増幅器（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：以下、「ＳＯＡ」という。）とを利用して光の波長変換を行う（あるいは光の強度変調を行う）光波長変換装置（ないし光変調装置）は、光通信分野等において広く用いられている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
この種の従来の光波長変換装置では、例えば、ＭＺＩの一対の干渉用光路の両方にそれぞれＳＯＡが配置される。さらに、一方のＳＯＡに変調入力信号光を入力するための入力ポートと、ＭＺＩに被波長変換信号光（光源）を入力するための入力ポートと、波長変換信号光をＭＺＩから出力するための出力ポートと、光を合分波する複数のカプラとが設けられている。そして、ＭＺＩの入力ポートに入力された被波長変換信号光は、両干渉用光路に分波される。かくして、一方の干渉用通路において変調入力信号光により位相変調された被波長変換信号光と、他方の干渉用通路の位相変調されていない被波長変換信号光とが合波されて波長変換光が生成され、この波長変換信号光は出力ポートから出力される。
【０００４】
この一方の干渉用光路にのみ変調入力信号光が入力される光波長変換装置では、変調入力信号光はＭＺＩの一方の干渉用光路に配置されたＳＯＡに入力され、ＳＯＡ内のキャリア密度変化を生じさせる。キャリア密度が変化すると屈折率が変化するので、ＳＯＡの光路長が変化し、ＳＯＡ出力端における位相が変化する。このため、ＭＺＩの出力端において変調入力信号光が入力されていないときに位相差が０となるように設計されている場合、変調入力信号光が入力されると位相差が生じ、出力光強度が変化する。この原理により、変調入力信号光の信号が波長変換信号光へと受け渡される。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２２８４９６号公報（段落［００２０］、図１）
【特許文献２】
特開２００２−２３６２７２号公報（段落［００１７］、図１）
【特許文献３】
特開２００２−２３６２７１号公報（段落［００１７］、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、かかる構成の光波長変換装置においては、ＳＯＡのキャリアライフタイムが長いので、位相変化に裾引きが生じ、高速変調において光波形の劣化が生じるといった問題がある。そこで、この問題を改善するために、変調入力信号光を分波して両ＳＯＡに入力するようにした光波長変換装置も用いられている。この光波長変換装置では、分波点から両ＳＯＡまでの光路長に△Ｌの差が設けられ、この差がゲート時間となり、裾引きのない光波形の形成が可能となる。しかしながら、かかる光波長変換装置では、分波点が多くなり、光波長変換装置の構造が複雑化するといった問題がある。また、変調入力信号光を効率良く利用することができないので、ＳＯＡが高い動作性能を備えることを必要とするといった問題がある。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであって、分波点が少なく、変調入力信号光を効率良く利用することができる光波長変換装置を提供することを解決すべき課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた本発明にかかる光波長変換装置は、それぞれ入力端（入力カプラ）と出力端（出力カプラ）とに接続された一対の干渉用光路を備えたマッハツェンダ干渉計と、該マッハツェンダ干渉計に入力される変調入力信号光に対して直列に配置された２つの半導体光増幅器とが設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を説明する。なお、図１〜図９において、各実施の形態に共通の部材ないし対応する部材には、同一の参照番号が付されている。また、以下に開示されている各実施の形態は全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えるべきである。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる光波長変換装置のシステム構成を示す図である。図１に示すように、この光波長変換装置Ａ１には、第１ＳＯＡ１（半導体光増幅器）および第２ＳＯＡ２（半導体光増幅器）と、ＭＺＩ４（マッハツェンダ干渉計）とが設けられている。ＭＺＩ４には、光路５と光路６とからなる一対の干渉用光路が設けられている。ここで、第１ＳＯＡ１は光路５に介設（配置）され、第２ＳＯＡ２は光路６に介設（配置）されている。
【００１１】
また、ＭＺＩ４には、第１ＳＯＡ１（ひいては第２ＳＯＡ２）に変調入力信号光を入力するための光路７と、ＭＺＩ４に被波長変換信号光（光源からの光）を入力するための光路８と、ＭＺＩ４から波長変換信号光を出力するための光路９とが接続されている。なお、ＭＺＩ４には、光路５と光路６とを相互に接続する光路１０（中間光路）が設けられている。さらに、光波長変換装置Ａ１には、光路５〜１０のうちの所定の光路を接続する５つのカプラ１１〜１５が設けられている。
【００１２】
光波長変換装置Ａ１において、カプラ１５は、光路８と光路５と光路６とを接続し、光路８を介してＺＭＩ４に入力される被波長変換信号光を、両光路５、６に分波する。すなわち、カプラ１５は、ＺＭＩ４の入力カプラないし入力端として機能する。また、カプラ１２は、光路５と光路６と光路９とを接続し、光路５の光と光路６の光とを合波し、波長変換信号光を生成して光路９に出力する。すなわち、カプラ１２は、ＺＭＩ４の出力カプラないし出力端として機能する。カプラ１１は、光路７と、第１ＳＯＡ１より出力端側（カプラ１２側）の光路５とを接続し、変調入力信号光を第１ＳＯＡ１に導入する。
【００１３】
カプラ１３は、第１ＳＯＡ１より入力端側（カプラ１５側）の光路５と、光路１０とを接続する。また、カプラ１４は、光路１０と、第２ＳＯＡ２より出力端側（カプラ１２側）の光路６とを接続する。したがって、第１ＳＯＡ１と第２ＳＯＡ２とは、光路１０を介して、変調入力信号光に対して直列に接続（配置）されている。
【００１４】
なお、変調入力信号光が両ＳＯＡ１、２に入力されると、各ＳＯＡ１、２内ではキャリア密度の変化が生じる。キャリア密度が変化すると屈折率が変化するので、各ＳＯＡ１、２の光路長が変化し、ＳＯＡ出力端における位相が変化する。このため、例えば両ＳＯＡ１、２が、変調入力信号光が入力されていないときに位相差が０となるように設計されている場合、変調入力信号光が入力されることにより位相差が生じ、出力光強度が変化する。この原理により、変調入力信号光の信号が波長変換信号光へと受け渡される。
【００１５】
この光波長変換装置Ａ１においては、ＭＺＩ４の一対の干渉用の光路５、６は、ＭＺＩ４の出力端（カプラ１２）で、それぞれの光路５、６への入力時間差によるゲート時間が所定（特定）の値となっている。ここで、ゲート時間に対応するゲート長を△Ｌとすれば、ＭＺＩ４における各光路５、６、１０および各ＳＯＡ１、２の光学長は、次のように設定される。
【００１６】
第１ＳＯＡ１：ＬＳＯＡ１
第１ＳＯＡ１とカプラ１２との間の光路５：Ｌ０＋Ｌ１＋ＬＳＯＡ１＋ΔＬ
第１ＳＯＡ１とカプラ１５との間の光路５：Ｌ２
第２ＳＯＡ２：ＬＳＯＡ２
第２ＳＯＡ２とカプラ１２との間の光路６：Ｌ１
第２ＳＯＡ２とカプラ１５との間の光路６：Ｌ０＋Ｌ２＋２ＬＳＯＡ１−ＬＳＯＡ２＋ΔＬ
光路１０（中間光路）：Ｌ０
【００１７】
以下、光波長変換装置Ａ１の動作を説明する。この光波長変換装置Ａ１では、第１ＳＯＡ１（初段のＳＯＡ）と第２ＳＯＡ２（２段目のＳＯＡ）とが、変調入力信号光に対して直列に接続されている。このため、変調入力信号光は、まず第１ＳＯＡ１に屈折率変化を生じさせる。この後、変調入力信号光は、ＭＺＩ４の両光路５、６を相互に接続する光路１０を通って第２ＳＯＡ２に入力され、この第２ＳＯＡ２にも屈折率変化を生じさせる。
【００１８】
また、被波長変換信号光は、ＭＺＩ４の入力端であるカプラ１５からＭＺＩ４に入力される。そして、被波長変換信号光の一部は変調入力信号光により屈折率変化が生じた第１ＳＯＡ１を通って、ＭＺＩ４の出力端であるカプラ１２へと伝播し、被波長変換光の残部は変調入力信号光により屈折率変化が生じた第２ＳＯＡ２を通ってカプラ１２へと伝播する。このとき、ＭＺＩ４の両光路５、６は、その光学長差が△Ｌとなるように構成されているので、ＭＺＩ４の出力光は、光学長差△Ｌに対応するゲート時間だけ強度変化を受け、被波長変換信号光は変調入力信号光の信号を受け取る。
【００１９】
このように、実施の形態１にかかる光波長変換装置Ａ１においては、変調入力信号光が、ＭＺＩ４の両光路５、６にそれぞれ配置された両ＳＯＡ１、２のうち、まず第１ＳＯＡ１を通過した後に第２ＳＯＡ２を通過するようにしているので、分波点の数を低減することができる。また、変調入力信号光を２回使用するので、変調入力信号光の利用効率が高くなり、各ＳＯＡ１、２に要求される特性が緩和され、小消費電力化が可能となる。
【００２０】
実施の形態２．
以下、図２を参照しつつ、本発明の実施の形態２を説明する。しかしながら、実施の形態２にかかる光波長変換装置は、実施の形態１にかかる光波長変換装置Ａ１と多くの共通点を有するので、以下では説明の重複を避けるため、主として、実施の形態１と異なる点を説明する。
【００２１】
図２は、実施の形態２にかかる光波長変換装置のシステム構成を示す図である。図２に示すように、この光波長変換装置Ａ２でも、実施の形態１にかかる光波長変換装置Ａ１と同様に、第１ＳＯＡ１と、第２ＳＯＡ２と、ＭＺＩ４と、光路５〜１０と、カプラ１１〜１５とが設けられている。ただし、この光波長変換装置Ａ２では、カプラ１４は、光路１０と、第２ＳＯＡ２より入力端側（カプラ１５側）の光路６とを相互に接続している。したがって、実施の形態２においても、第１ＳＯＡ１と第２ＳＯＡ２とは、光路１０を介して、変調入力信号光に対して直列に接続されている。
【００２２】
また、この光波長変換装置Ａ２では、ＭＺＩ４における各光路５、６、１０および両ＳＯＡ１、２の光学長は、次のように設定される。
第１ＳＯＡ１：ＬＳＯＡ１
第１ＳＯＡ１とカプラ１２との間の光路５：Ｌ１＋ＬＳＯＡ１＋ＬＳＯＡ２＋Ｌ０＋ΔＬ
第１ＳＯＡ１とカプラ１５との間の光路５：Ｌ２
第２ＳＯＡ２：ＬＳＯＡ２
第２ＳＯＡ２とカプラ１２との間の光路６：Ｌ１
第２ＳＯＡ２とカプラ１５との間の光路６：Ｌ２＋２ＬＳＯＡ１＋Ｌ０＋ΔＬ
光路１０（中間光路）：Ｌ０
【００２３】
以下、光波長変換装置Ａ２の動作を説明する。この光波長変換装置Ａ２でも、第１ＳＯＡ１と第２ＳＯＡ２とが、変調入力信号光に対して直列に接続されているので、変調入力信号光は、まず第１ＳＯＡ１に屈折率変化を生じさせる。この後、変調入力信号光は、ＭＺＩ４の両光路５、６を結ぶ光路１０を通って第２ＳＯＡ２に入力され、この第２ＳＯＡ２にも屈折率変化を生じさせる。
【００２４】
また、被波長変換信号光は、ＭＺＩ４の入力端であるカプラ１５からＭＺＩ４に入力される。そして、被波長変換光の一部は変調入力信号光により屈折率変化が生じた第１ＳＯＡ１を通って、ＭＺＩ４の出力端であるカプラ１２へと伝播し、被波長変換光の残部は変調入力信号光により屈折率変化が生じた第２ＳＯＡ２を通ってカプラ１２へと伝播する。このとき、ＭＺＩ４の両光路５、６は、その光学長差が△Ｌとなるように構成されているので、ＭＺＩ４の出力光は、光学長差△Ｌに対応するゲート時間だけ強度変化を受け、被波長変換信号光は変調入力信号光の信号を受け取る。
【００２５】
例えば、分波カプラを分波比１：１で分波する３ｄＢカプラで構成し、図１０に示すように変調入力信号光を分波カプラで分波して両ＳＯＡに均等に入力させた場合、変調入力信号光が０．１ｍＷで入力されると、最初の分波カプラで０．０５ｍＷとなり、次のＭＺＩの光路との合波カプラで０．０２５ｍＷとなる。したがって、各ＳＯＡへは、０．０２５ｍＷの変調入力信号光しか入力されない。
【００２６】
これに対して、実施の形態２にかかる光波長変換装置Ａ２では、０．１ｍＷの変調入力信号光が分波比１：１でカプラ１１（ＭＺＩ４との合波カプラ）に入力された場合、このカプラ１１を経由して第１ＳＯＡ１側の光路５に入力される変調入力信号光は０．０５ｍＷとなる。したがって、第１ＳＯＡ１（初段のＳＯＡ）には０．０５ｍＷの変調入力信号光が入力される。
【００２７】
ここで、第１ＳＯＡ１に入力された変調入力信号光が、第１ＳＯＡ１の利得領域波長であり、第１ＳＯＡ１で６ｄＢだけ増幅されたとすれば、第１ＳＯＡ１の出力は０．２ｍＷとなる。そして、この０．２ｍＷの変調入力信号光は、第１ＳＯＡ１の近傍のカプラ１３（分波カプラ）で分波され、光路１０へは０．１ｍＷの変調入力信号光が入力される。さらに、この変調入力信号光は、第２ＳＯＡ２の近傍のカプラ１４（合波カプラ）により分波されて０．０５ｍＷの変調入力信号光となり、この後第２ＳＯＡ２（２段目のＳＯＡ）に入力される。
【００２８】
このように、この光波長変換装置Ａ２では、例えば図１０に示す普通の光波長変換装置に比べて、両ＳＯＡ１、２に変調入力信号光を効率良く入力することができ、効率的に変調入力信号光を利用することができる。また、これにより、両ＳＯＡ１、２に要求される特性が緩和され、小消費電力化が可能となる。なお、かかる作用・効果は、実施の形態１にかかる光波長変換装置Ａ１でも得られる。
【００２９】
以上、この光波長変換装置Ａ２においても、変調入力信号光が、まず第１ＳＯＡ１を通過した後に第２ＳＯＡ２を通過するようにしているので、分波点の数を低減することができる。また、変調入力信号光を２回使用するので、変調入力信号光の利用効率が高くなり、各ＳＯＡ１、２に要求される特性が緩和され、小消費電力化が可能となる。
【００３０】
実施の形態３．
以下、図３を参照しつつ、本発明の実施の形態３を説明する。しかしながら、実施の形態３にかかる光波長変換装置は、実施の形態２にかかる光波長変換装置Ａ２と多くの共通点を有するので、以下では説明の重複を避けるため、主として、実施の形態２と異なる点を説明する。
【００３１】
図３は、実施の形態３にかかる光波長変換装置のシステム構成を示す図である。図３に示すように、この光波長変換装置Ａ３でも、実施の形態２にかかる光波長変換装置Ａ２と同様に、第１ＳＯＡ１と、第２ＳＯＡと、ＭＺＩ４と、光路５〜１０と、カプラ１１〜１５とが設けられている。さらに、この光波長変換装置Ａ３では、ＭＺＩ４の両光路５、６を相互に接続する光路１０（中間光路）に、可変光減衰器２０（または可変光増幅器）が介設（設置）されている。
【００３２】
このように、実施の形態３にかかる光波長変換装置Ａ３では、可変光減衰器２０（または可変光増幅器）が設けられているので、第２ＳＯＡ２（２段目のＳＯＡ）への変調入力信号光の光強度を調整することが可能となり、波長変換信号光の最適化が可能となる。この光波長変換装置Ａ３でも、実施の形態２にかかる光波長変換装置Ａ２と同様に、分波点の数を低減することができ、かつ変調入力信号光の利用効率を高くすることができるのはもちろんである。
なお、実施の形態１にかかる光波長変換装置Ａ１の光路１０に可変光減衰器２０（または可変光増幅器）を介設（設置）してもよい。この場合も、この光波長変換装置Ａ３と同様の作用・効果を奏することができる。
【００３３】
実施の形態４．
以下、本発明の実施の形態４を説明する。しかしながら、実施の形態４にかかる光波長変換装置は、実施の形態１〜３にかかる光波長変換装置Ａ１〜Ａ３と多くの共通点を有するので、以下では説明の重複を避けるため、主として、実施の形態１〜３と異なる点を説明する。
【００３４】
実施の形態４にかかる光波長変換装置では、ＭＺＩ４のカプラ１１〜１５の一部または全部（入力分波カプラおよび／または出力合波カプラ）が可変合分波カプラとされている。その他の点については、実施の形態１〜３のいずれかの場合と同様である。これにより、ＭＺＩ４の各光路における作用・効果を調整することが可能となり、波長変換信号光の最適化が可能となる。この実施の形態４にかかる光波長変換装置でも、実施の形態１〜３のいずれかにかかる光波長変換装置Ａ１〜Ａ３と同様に、分波点の数を低減することができ、かつ変調入力信号光の利用効率を高くすることができるのはもちろんである。
【００３５】
実施の形態５．
以下、図４を参照しつつ、本発明の実施の形態５を説明する。しかしながら、実施の形態５にかかる光波長変換装置は、実施の形態２にかかる光波長変換装置Ａ２と多くの共通点を有するので、以下では説明の重複を避けるため、主として、実施の形態２と異なる点を説明する。
【００３６】
図４は、実施の形態５にかかる光波長変換装置のシステム構成を示す図である。図４に示すように、この光波長変換装置Ａ４でも、実施の形態２にかかる光波長変換装置Ａ２と同様に、第１ＳＯＡ１と、第２ＳＯＡ２と、ＭＺＩ４と、光路５〜１０と、カプラ１１〜１５とが設けられている。さらに、この光波長変換装置Ａ４では、カプラ１１とカプラ１２との間において、光路５に可変光増幅器２１（または可変光減衰器）が介設（設置）されている。
【００３７】
これにより、ＭＺＩ４の一方の光路５の光強度調整が可能となり、波長変換信号光の最適化が可能となる。この光波長変換装置Ａ４でも、実施の形態２にかかる光波長変換装置Ａ２と同様に、分波点の数を低減することができ、かつ変調入力信号光の利用効率を高くすることができるのはもちろんである。
なお、実施の形態１、３または４にかかる光波長変換装置Ａ１、Ａ３の光路５に、前記と同様に、可変増幅衰器２１（または可変光減衰器）を介設してもよい。この場合も、この光波長変換装置Ａ４と同様の作用・効果を奏することができる。
【００３８】
実施の形態６．
以下、図５を参照しつつ、本発明の実施の形態６を説明する。しかしながら、実施の形態６にかかる光波長変換装置は、実施の形態１にかかる光波長変換装置Ａ１と多くの共通点を有するので、以下では説明の重複を避けるため、主として、実施の形態１と異なる点を説明する。
【００３９】
図５は、実施の形態６にかかる光波長変換装置のシステム構成を示す図である。図５に示すように、この光波長変換装置Ａ５でも、実施の形態１にかかる光波長変換装置Ａ１と同様に、第１ＳＯＡ１と、第２ＳＯＡ２と、ＭＺＩ４と、光路５〜９と、カプラ１１、１２、１５とが設けられている。
【００４０】
しかしながら、この光波長変換装置Ａ５では、ＭＺＩ４の光路５と光路６とを相互に接続する中間光路（実施の形態１では光路１０）、および、該中間光路を光路５、６に接続するためのカプラ（実施の形態１ではカプラ１３、１４）は設けられていない。また、第２ＳＯＡ２は、ＭＺＩ４の光路６ではなく、ＭＺＩ４に被波長変換信号光を入力するための光路８に介設（配置）されている。したがって、実施の形態６においても、第１ＳＯＡ１と第２ＳＯＡ２とは、光路５と光路８とを介して、変調入力信号光に対して直列に接続されている。
【００４１】
また、この光波長変換装置Ａ５においては、ＭＺＩ４の一対の干渉用の光路５、６は、ＭＺＩ４の出力端（カプラ１２）でゲート時間となる特定の光学長差となっている。ここで、ゲート時間に対応するゲート長を△Ｌとすれば、ＭＺＩ４における各光路５、６および第１ＳＯＡ１の光学長は、次のように設定される。
第１ＳＯＡ１：ＬＳＯＡ１
第１ＳＯＡ１とカプラ１２との間の光路５：Ｌ１
第１ＳＯＡ１とカプラ１５との間の光路５：Ｌ２
カプラ１２とカプラ１５との間の光路６：Ｌ１＋Ｌ２＋ＬＳＯＡ１＋ΔＬ
【００４２】
以下、光波長変換装置Ａ５の動作を説明する。この光波長変換装置Ａ５では、両ＳＯＡ１、２が変調入力信号光に対して直列に接続されている。このため、変調入力信号光は、まず第１ＳＯＡ１（その初段のＳＯＡ）に屈折率変化を生じさせる。この後、変調入力信号光は第２ＳＯＡ２（２段目のＳＯＡ）に入力され、この第２ＳＯＡ２にも屈折率変化を生じさせる。このとき、ＭＺＩ４の両光路５、６の光学長差が△Ｌとなるように構成されているので、ＭＺＩ４の出力は、光学長差△Ｌに対応したゲート時間だけ出力光強度変化を受け、波長変換信号光は変調入力信号光の信号を受け取る。
【００４３】
以上、この光波長変換装置Ａ５においても、変調入力信号光が、まず第１ＳＯＡ１を通過した後に第２ＳＯＡ２を通過するようにしているので、分波点の数を低減することができる。また、変調入力信号光を２回使用するので、変調入力信号光の利用効率が高くなり、各ＳＯＡ１、２に要求される特性が緩和され、小消費電力化が可能となる。
【００４４】
実施の形態７．
以下、本発明の実施の形態７を説明する。しかしながら、実施の形態７にかかる光波長変換装置は、実施の形態６にかかる光波長変換装置Ａ５と多くの共通点を有するので、以下では説明の重複を避けるため、主として、実施の形態６と異なる点を説明する。
【００４５】
実施の形態７にかかる光波長変換装置では、第１ＳＯＡ１と第２ＳＯＡ２との間の距離が、［（光速）／（ビットレート）×０．１］以下の長さに設定されているその他の点については、実施の形態６の場合と同様である。かかる構成の光波長変換装置においては、被波長変換信号光は両ＳＯＡ１、２において２回位相変化を受ける。この場合、両ＳＯＡ１、２間の距離が長いと、２回の位相変化に時間差が生じるので、波長変換信号光の光波形が劣化する。
【００４６】
しかしながら、実施の形態７にかかる光波長変換装置では、両ＳＯＡ１、２間の距離を、［（光速）／（ビットレート）×０．１］以下の長さとしているので、該光波長変換装置の上記構造に起因による光波形ジッタを低減することが可能となる。このため、波長変換信号光として良好な光変調波形を得ることが可能となる。なお、実施の形態７にかかる光波長変換装置でも、実施の形態６にかかる光波長変換装置Ａ５と同様に、分波点の数を低減することができ、かつ変調入力信号光の利用効率を高くすることができるのはもちろんである。
【００４７】
実施の形態８．
以下、図６を参照しつつ、本発明の実施の形態８を説明する。しかしながら、実施の形態８にかかる光波長変換装置は、実施の形態６または７にかかる光波長変換装置と多くの共通点を有するので、以下では説明の重複を避けるため、主として、実施の形態６または７と異なる点を説明する。
【００４８】
図６は、実施の形態８にかかる光波長変換装置のシステム構成を示す図である。図６に示すように、この光波長変換装置Ａ６でも、実施の形態６または７にかかる光波長変換装置Ａ５と同様に、第１ＳＯＡ１と、第２ＳＯＡと、ＭＺＩ４と、光路５〜９と、カプラ１１、１２、１５とが設けられている。さらに、この光波長変換装置Ａ６では、ＭＺＩ４の変調入力信号光が入力されない方の光路６に、可変光増幅器２１が介設（設置）されている。
【００４９】
このように、実施の形態８にかかる光波長変換装置Ａ６では、可変光増幅器２１により、ＭＺＩ４の一方の光路６の光強度調整が可能となり、波長変換信号光の最適化が可能となる。この光波長変換装置Ａ６でも、実施の形態６または７にかかる光波長変換装置Ａ５と同様に、分波点の数を低減することができ、かつ変調入力信号光の利用効率を高くすることができるのはもちろんである。
【００５０】
実施の形態９．
以下、図７を参照しつつ、本発明の実施の形態９を説明する。しかしながら、実施の形態９にかかる光波長変換装置は、実施の形態６または７にかかる光波長変換装置と多くの共通点を有するので、以下では説明の重複を避けるため、主として、実施の形態６または７と異なる点を説明する。
【００５１】
図７は、実施の形態９にかかる光波長変換装置のシステム構成を示す図である。図７に示すように、この光波長変換装置Ａ７でも、実施の形態６または７にかかる光波長変換装置Ａ５と同様に、第１ＳＯＡ１と、第２ＳＯＡ２と、ＭＺＩ４と、光路５〜９と、カプラ１１、１２、１５とが設けられている。さらに、この光波長変換装置Ａ７では、ＭＺＩ４の変調入力信号光が入力されない方の光路６に、可変光減衰器２０が介設（設置）されている。
【００５２】
このように、実施の形態９にかかる光波長変換装置Ａ７では、可変光減衰器２０により、ＭＺＩ４の一方の光路６の光強度調整が可能となり、波長変換信号光の最適化が可能となる。この光波長変換装置Ａ７でも、実施の形態６または７にかかる光波長変換装置Ａ５と同様に、分波点の数を低減することができ、かつ変調入力信号光の利用効率を高くすることができるのはもちろんである。
なお、可変光減衰器２０を、ＭＺＩの両光路５、６に介設（設置）してもよい。このようにすれば、ＭＺＩ４の両光路５、６の光強度調整が可能となり、波長変換信号光の最適化が可能となる。
【００５３】
実施の形態１０．
以下、本発明の実施の形態１０を説明する。しかしながら、実施の形態１０に係る光波長変換装置は、実施の形態６〜９にかかる光波長変換装置Ａ５〜Ａ７と多くの共通点を有するので、以下では説明の重複を避けるため、主として、実施の形態６〜９と異なる点を説明する。
【００５４】
実施の形態１０にかかる光波長変換装置では、ＭＺＩ４のカプラ１１、１２、１５の一部または全部（入力分波カプラおよび／または出力合波カプラ）が可変合分波カプラとされている。その他の点については、実施の形態６〜９のいずれかの場合と同様である。これにより、ＭＺＩ４の各光路５、６における作用・効果を調整することが可能となり、波長変換信号光の最適化が可能となる。実施の形態１０にかかる光波長変換装置でも、実施の形態６〜９のいずれかにかかる光波長変換装置Ａ５〜Ａ７と同様に、分波点の数を低減することができ、かつ変調入力信号光の利用効率を高くすることができるのはもちろんである。
【００５５】
実施の形態１１．
以下、図８を参照しつつ、本発明の実施の形態１１を説明する。しかしながら、実施の形態１１にかかる光波長変換装置は、実施の形態２にかかる光波長変換装置Ａ２と多くの共通点を有するので、以下では説明の重複を避けるため、主として、実施の形態２と異なる点を説明する。
【００５６】
図８は、実施の形態１１にかかる光波長変換装置のシステム構成を示す図である。図８に示すように、この光波長変換装置Ａ８でも、実施の形態２にかかる光波長変換装置Ａ２と同様に、第１ＳＯＡ１と、第２ＳＯＡ２と、ＭＺＩ４と、光路５〜１０と、カプラ１１〜１５とが設けられている。さらに、この光波長変換装置Ａ８では、両ＳＯＡ１、２に、変調入力信号光および被波長変換信号光とともに光アシスト光を入射するための光路２３が、被波長変換信号光をＭＺＩ４に入力するためのカプラ１５に接続されている。
【００５７】
このように、この光波長変換装置Ａ８では、両ＳＯＡ１、２に、変調入力信号光および被波長変換信号光とともに光アシスト光が入射されるので、両ＳＯＡ１、２のキャリアの寿命を短くすることができ、パターン効果を抑制することができる。この光波長変換装置Ａ８でも、実施の形態２にかかる光波長変換装置Ａ２と同様に、分波点の数を低減することができ、かつ変調入力信号光の利用効率を高くすることができるのはもちろんである。
なお、実施の形態１、３〜５にかかる光波長変換装置Ａ１、Ａ３、Ａ４のいずれかにおいて、カプラ１５に光アシスト光を入射する光路２３を設けてもよい。この場合もまた、この光波長変換装置Ａ８と同様の作用・効果を奏することができる。
【００５８】
実施の形態１２．
以下、図９を参照しつつ、本発明の実施の形態１２を説明する。しかしながら、実施の形態１２にかかる光波長変換装置は、実施の形態６にかかる光波長変換装置と多くの共通点を有するので、以下では説明の重複を避けるため、主として、実施の形態６と異なる点を説明する。
【００５９】
図９は、実施の形態１２にかかる光波長変換装置のシステム構成を示す図である。図９に示すように、この光波長変換装置Ａ９でも、実施の形態６にかかる光波長変換装置Ａ５と同様に、第１ＳＯＡ１と、第２ＳＯＡ２と、ＭＺＩ４と、光路５〜９と、カプラ１１、１２、１５とが設けられている。さらに、この光波長変換装置Ａ９では、第２ＳＯＡ２より光源側において、光路８にカプラ２４が介設（配置）されている。そして、このカプラ２４に、両ＳＯＡ１、２に変調入力信号光および被波長変換信号光とともに光アシスト光を入射するための光路２３が接続されている。
【００６０】
このように、この光波長変換装置Ａ９では、両ＳＯＡ１、２に、変調入力信号光および被波長変換信号光とともに光アシスト光が入射されるので、両ＳＯＡ１、２のキャリアの寿命を短くすることができ、パターン効果を抑制することができる。この光波長変換装置Ａ９でも、実施の形態６にかかる光波長変換装置Ａ５と同様に、分波点の数を低減することができ、かつ変調入力信号光の利用効率を高くすることができるのはもちろんである。
なお、実施の形態７〜１０にかかる光波長変換装置Ａ６、Ａ７のいずれかにおいて、カプラ２４とアシスト光を入射する光路２３とを設けてもよい。この場合も、この光波長変換装置Ａ９と同様の作用・効果を奏することができる。
【００６１】
実施の形態１３．
以下、本発明の実施の形態１３を説明する。しかしながら、実施の形態１３にかかる光波長変換装置は、実施の形態１〜１２にかかる光波長変換装置Ａ１〜Ａ９と多くの共通点を有するので、以下では説明の重複を避けるため、主として、実施の形態１〜１２と異なる点を説明する。
【００６２】
この実施の形態１３にかかる光波長変換装置では、該光波長変換装置の構成要素が基板に集積されている。その他の点については、実施の形態１〜１２のいずれかの場合と同様である。これにより、光コネクション部に光ファイバやレンズを用いる必要がなくなり、該光波長変換装置のサイズを小さくすることが可能となる。すなわち、小型化、高安定性および部品点数の少数化を実現することができる。また、振動等の外乱に対しても安定した動作が可能となる。実施の形態１３にかかる光波長変換装置でも、実施の形態１〜１２のいずれかにかかる光波長変換装置Ａ１〜Ａ９と同様に、分波点の数を低減することができ、かつ変調入力信号光の利用効率を高くすることができるのはもちろんである。
【００６３】
実施の形態１４．
以下、本発明の実施の形態１４を説明する。しかしながら、実施の形態１４にかかる光波長変換装置は、実施の形態１３にかかる光波長変換装置と多くの共通点を有するので、以下では説明の重複を避けるため、主として、実施の形態１３と異なる点を説明する。
【００６４】
この実施の形態１４にかかる光波長変換装置では、被波長変換信号光の光源も上記基板（同一基板）に集積されている。その他の点については、実施の形態１３の場合と同様である。これにより、該光波長変換装置のサイズをさらに小さくすることが可能となる。また、振動等の外乱に対してもより安定した動作が可能となる。実施の形態１４にかかる光波長変換装置でも、実施の形態１３にかかる光波長変換装置と同様に、分波点の数を低減することができ、かつ変調入力信号光の利用効率を高くすることができるのはもちろんである。
【００６５】
実施の形態１５．
以下、本発明の実施の形態１５を説明する。しかしながら、実施の形態１５にかかる光波長変換装置は、実施の形態１３または１４にかかる光波長変換装置と多くの共通点を有するので、以下では説明の重複を避けるため、主として、実施の形態１３または１４と異なる点を説明する。
【００６６】
この実施の形態１５にかかる光波長変換装置では、光アシスト光の光源も上記基板（同一基板）に集積されている。その他の点については、実施の形態１３または１４の場合と同様である。これにより、該光波長変換装置のサイズを一層小さくすることが可能となる。また、振動等の外乱に対しても一層安定した動作が可能となる。実施の形態１５にかかる光波長変換装置でも、実施の形態１３または１４にかかる光波長変換装置と同様に、分波点の数を低減することができ、かつ変調入力信号光の利用効率を高くすることができるのはもちろんである。
【００６７】
【発明の効果】
本発明にかかる光波長変換装置では、マッハツェンダ干渉計に入力される変調入力信号光に対して直列に配置された２つの半導体光増幅器とが設けられているので、分波点が少なく、変調入力信号光を効率良く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる光波長変換装置のシステム構成図である。
【図２】本発明の実施の形態２にかかる光波長変換装置のシステム構成図である。
【図３】本発明の実施の形態３にかかる光波長変換装置のシステム構成図である。
【図４】本発明の実施の形態５にかかる光波長変換装置のシステム構成図である。
【図５】本発明の実施の形態６にかかる光波長変換装置のシステム構成図である。
【図６】本発明の実施の形態８にかかる光波長変換装置のシステム構成図である。
【図７】本発明の実施の形態９にかかる光波長変換装置のシステム構成図である。
【図８】本発明の実施の形態１１にかかる光波長変換装置のシステム構成図である。
【図９】本発明の実施の形態１２にかかる光波長変換装置のシステム構成図である。
【図１０】変調入力信号光を分波して２つのＳＯＡに入力するようにした普通の光波長変換装置のシステム構成図である。
【符号の説明】
Ａ１〜Ａ９  光波長変換装置、  １  第１ＳＯＡ（半導体光増幅器）、  ２  第２ＳＯＡ（半導体光増幅器）、  ４  ＭＺＩ（マッハツェンダ干渉計）、  ５〜１０  光路、  １１〜１５  カプラ、  ２０  可変光減衰器、  ２１  可変光増幅器、  ２３  光路、  ２４  カプラ。
【図１】
2004246101.tif 000003
【図２】
2004246101.tif 000004
【図３】
2004246101.tif 000005
【図４】
2004246101.tif 000006
【図５】
2004246101.tif 000007
【図６】
2004246101.tif 000008
【図７】
2004246101.tif 000009
【図８】
2004246101.tif 000010
【図９】
2004246101.tif 000011
【図１０】
2004246101.tif 000012