(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝播する光に対して自己位相変調により入力光信号のスペクトル幅が拡大する非線形光学効果を与える光非線形媒体と、
前記光非線形媒体の前端および後端にそれぞれ接続された第１光サーキュレータおよび第２光サーキュレータと、
入力された光信号を増幅して前記第１光サーキュレータに入射させる第１光増幅器と、
前記第１光サーキュレータを経由して前記光非線形媒体の前端から入射し後端から出射する往路光が、前記第２光サーキュレータを経由して入射される、所定の波長帯域の光を通過させる前記第１光フィルタと、
前記第１光フィルタを通過した光信号を増幅して前記第２光サーキュレータに入射させる第２光増幅器と、
前記第２光サーキュレータを経由して前記光非線形媒体の後端から入射し前端から出射する復路光が、前記第１光サーキュレータを経由して入射される、所定の波長帯域の光を通過させる第２光フィルタとを備え、
前記第１光増幅器に入力された光信号が、前記光非線形媒体、前記第１光フィルタ、前記第２光増幅器、前記光非線形媒体、および前記第２光フィルタを順次経由して出力され、
前記第１光フィルタは、前記光非線形媒体から出力される光信号の一部であって、前記入力光信号の波長からずれたスペクトル成分を透過させる帯域特性を有し、
前記第２光フィルタは、前記光非線形媒体から出力される光信号の一部であって、前記第１光フィルタの通過帯域特性の中心波長からずれたスペクトル成分を透過させる帯域特性を有することを特徴とする双方向伝播型光信号再生器。
【請求項２】
前記光非線形媒体は正常分散の高非線形光ファイバーであり、前記光非線形媒体中を伝播する間に光信号はスペクトル幅が拡大され、
前記第１光フィルタの通過帯域特性における中心波長は、入力信号波長λからΔλずれており、前記第２光フィルタの通過帯域特性における中心波長は、入力信号波長λと同一である請求項１に記載の双方向伝播型光信号再生器。
【請求項３】
前記第１光増幅器および前記第２光増幅器は、前記光非線形媒体により所定の非線形光学効果が得られる範囲に光信号を増幅する請求項１に記載の双方向伝播型光信号再生器。
【請求項４】
光信号を伝送する光ファイバ伝送路と、
上記光ファイバ伝送路中に配置された請求項１〜３のいずれか１項に記載の双方向伝播型光信号再生器とを備え、
前記光ファイバ伝送路の送信側からの光信号が前記第１光増幅器に入力され、前記第２光フィルタの出力が前記光ファイバ伝送路の受信側に供給される光信号伝送システム。
【請求項５】
入力光信号に所定の処理を施す光信号処理部を有し、前記入力光信号から送信信号を復調する光受信機において、
前記光信号処理部は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の双方向伝播型光信号再生器を備え、前記光信号再生器への入力信号は前記第１光増幅器に入力され、前記第２光フィルタの出力が前記光信号再生器の出力信号となる光受信機。
【請求項６】
入力された光信号を第１光増幅器により増幅した後、光非線形媒体の前端から入射させて伝播させることにより、前記光非線形媒体によって自己位相変調により前記光信号のスペクトル幅が拡大する非線形光学効果を与え、
前記光非線形媒体の後端から出射した光信号を、所定の波長帯域の光を通過させる第１光フィルタによりフィルタリングし、
前記第１光フィルタを通過した光信号を第２光増幅器により増幅した後、前記光非線形媒体の後端から入射させて伝播させることにより前記非線形光学効果を与え、
前記光非線形媒体の前端から出射した光信号を、所定の波長帯域の光を通過させる第２光フィルタによりフィルタリングして出力させ、
前記第１光フィルタは、前記光非線形媒体から出力される光信号の一部であって、前記入力光信号の波長からずれたスペクトル成分を透過させる帯域特性を有し、
前記第２光フィルタは、前記光非線形媒体から出力される光信号の一部であって、前記第１光フィルタの通過帯域特性の中心波長からずれたスペクトル成分を透過させる帯域特性を有することを特徴とする双方向伝播型光信号再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバー通信ネットワーク等において、光信号の伝送中に発生し累積する信号波形歪みならびに増幅器雑音の除去を光領域で行うための、光非線形効果を利用した光信号再生器、および光信号再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現状の光ファイバー通信ネットワークにおいては、ネットワーク内での信号経路切り換え、信号の多重化および多重分離、信号再生などの処理は、光／電気および電気／光変換を介して電気領域で行われる。電気領域で処理できる信号速度は、現状ではせいぜい数十Ｇｂｐｓであり、また光／電気変換に伴って光信号の位相情報が失われる。このことが、ネットワーク内での電気信号処理が、光ファイバー通信ネットワークの潜在的な超高速性、トランスペアレント性、および柔軟性を十分に生かすことを妨げる原因となっている。【０００３】
この問題を解決するための方法として、電気信号処理を全光信号処理に置き換えることが注目されており、活発な研究が展開されている。長距離伝送において重要な全光信号処理のひとつが、光信号再生である。光信号再生は、伝送ファイバーやネットワーク素子の種々の分散性や非線形性に起因する、信号波形歪みならびに増幅器雑音の累積の除去を光領域で行う方法であり、大規模な全光ネットワークを実現するために欠くことのできない信号処理である。光信号再生器は、振幅増幅（reamplification）と波形整形（reshaping）機能からなる２Ｒ型再生器と、それにタイミング再生（retiming）機能を付加した３Ｒ型再生器に分類できる。【０００４】
いずれの再生器においても、閾値処理を含む波形整形機能を光領域で実現するためには、非線形光学効果の利用が必須である。また、ほとんどの３Ｒ型再生器におけるタイミング再生は、入力信号と同期させて生成したジッターのないクロックパルス列を入力信号パルスによってオン／オフすることで実現されており、そのスイッチング動作を実現するために光非線形性の利用が必要になる。光領域において非線形性を示す材料としては、半導体光増幅器をはじめとする半導体デバイスと光ファイバーが代表的である。【０００５】
そのうちの光ファイバーは、集積性に欠けるもののフェムト秒オーダーの非線形応答時間をもち、数百Ｇｂｐｓを超える速度の信号処理に応用できる。また、最近では、コアに高濃度のＧｅＯ2を添加した実効コア断面積が小さな高非線形シリカファイバー（非線形位相シフト係数γが２０／Ｗ／ｋｍ程度）に加えて、大きな非線形性を有するガラス材料と空孔ファイバー構造を組み合わせた高非線形光ファイバー（γが数百／Ｗ／ｋｍ以上）も開発されている。このように、必要なファイバー長の縮小に向けた取り組みが、活発に行われている。【０００６】
光ファイバーの非線形光学効果を利用した光信号再生器は種々のものが提案されているが、そのうち、自己位相変調効果を利用した光信号再生器について、以下に説明する。【０００７】
ファイバーを構成する媒質（主としてシリカガラス）はカー効果と呼ばれる非線形性を有しており、その屈折率が媒質中の光強度に応じて変化する。媒質の屈折率変化は、ファイバーを伝わる信号光の位相変化をもたらす。信号光自身の電力による位相変化（自己位相変調（self-phase modulation: ＳＰＭ））の大きさ∠φは、γを非線形係数、Ｐを信号光電力、Ｌをファイバー長として、∠φ＝γＰＬで与えられる。非線形係数がγ＝２０／Ｗ／ｋｍの高非線形光ファイバーの場合、ファイバー長を例えばＬ＝１ｋｍに選べば、１６０ｍＷ程度の光電力に対しておよそπの位相変化が生じ、電力制御スイッチング動作などが実現される。ＳＰＭを利用する信号再生器では、入力信号の強度に依存した非線形効果を用い、入力信号の一部を出力信号として用いるため、再生器内にプローブ光源やポンプ光源を備える必要がなく、装置の構成が簡単になる。【０００８】
ＳＰＭを利用した信号再生器として、ファイバー中の非線形的なスペクトル幅の変動と光バンドパスフィルタリングを組み合わせたものが、特許文献１に開示されている。その構成の概略を図６に示す。図６の信号再生器は、高非線形光ファイバー（highly nonlinear fiber: ＨＮＬＦ）１ａ、光増幅器４、および狭帯域光バンドバスフィルター（optical bandpass filter: ＯＢＰＦ）５ａから構成される。高非線形光ファイバー１ａ中のＳＰＭ効果は、信号電力に依存したスペクトル広がりをもたらすため、中心波長や帯域幅を固定したＯＢＰＦ５ａを介して出力を取り出すことによって、入力信号電力と出力信号電力の間に非線形関係をもたせることができる。【０００９】
この構成は光の干渉効果を利用するものではないため、安定で入力偏波依存性が小さい動作が可能であり、また構成素子のパラメーター設定の許容範囲が比較的広いという利点をもつ。図６の信号再生器は、動作原理の違いにより、正常分散性の高非線形光ファイバーを用いるスペクトル幅拡大／スペクトル切り出し型再生器（以下、スペクトルスライス型と呼ぶ）と、異常分散性の高非線形光ファイバーを用いるソリトン圧縮／フィルタリング型再生器（以下、ソリトン型と呼ぶ）の２種に分類できる。【００１０】
スペクトルスライス型の再生器では、図６に示すように、入力信号パルスＳ0（波長λｓ）は光増幅器４により増幅された後（信号Ｓ1）、正常分散の高非線形光ファイバー１ａに入力され、スペクトル幅が大きく広げられる（信号Ｓ2）。入力パルスの振幅の変動は、出力においては主としてスペクトル幅の変動となって現れ、スペクトルの電力密度は大きくは変動しない。そのため、広がったスペクトルの一部をＯＢＰＦ５ａによって切り出せば、エネルギーが安定化された出力パルスＳ3を取り出すことができる。また、入力信号（パルス）Ｓ0の振幅が小さい場合は、スペクトル広がりが生じないため、ＯＢＰＦの通過帯域特性ｆ１における中心波長を入力信号波長からずらせておくと（λ＋Δλ）、低電力の入力信号は出力されずに再生器によって除去される。したがって、この信号再生器は、信号パルスの振幅を安定化すると同時に、信号ゼロ状態での雑音を除去する働きも備えることになる。【００１１】
ソリトン型の再生器の場合、入力パルスのピーク電力が高非線形光ファイバー中の基本ソリトンピーク電力ＰPよりも大きいときは、パルス圧縮が生じファイバー出力におけるスペクトル幅が広がる。入力パルスのピーク電力がＰPよりも小さいときは、ファイバー出力に現れるソリトンのパルス幅が広がるため、分散波を除いた信号のスペクトル幅は狭くなる。したがって、ファイバー出力に置かれたＯＢＰＦは、ファイバー入力パルス電力に依存する損失（入力電力が大きいほど損失が大）をパルスに与えることになり、パルス振幅が安定化される。この再生器では、ＯＢＰＦの中心波長が入力信号の波長と同一である点が、スペクトルスライス型の再生器と異なる。この信号再生器の問題点は、非線形ファイバーとＯＢＰＦの組み合わせだけでは信号ゼロ状態での雑音（ＯＢＰＦの帯域内の雑音）が除去されず、逆にゆるやかに増幅される点である。再生器を伝送路中に多数個挿入し、信号再生を繰り返し行う場合は，ゼロ状態の安定化も必要である。そのためには，再生器内に可飽和吸収特性をもつ素子を追加して挿入する必要がある。【００１２】
同期振幅変調器はパルス列のタイミングを再生する機能をもち、簡易な構成で３Ｒ動作を実現できる。また、同期振幅変調は雑音などの低振幅の線形波に対しては損失を与える効果があるので、ソリトン型再生器において、可飽和吸収素子を用いずにゼロ状態を安定化させることができる。【００１３】
スペクトルスライス型再生器のほうがよりディジタル的な入出力特性をもち、強い振幅再生効果を有する。ソリトン型再生器の場合は、入出力特性における非線形性が小さく，再生器１回あたりの振幅再生効果は弱い。しかし、多数個の再生器を伝送路中に配置することによって，高品質で安定な信号伝送を実現できる。また、ＨＮＬＦに入力する信号のエネルギーは、スペクトルスライス型再生器の場合の数分の１でよい。【００１４】
これらの信号再生器の有効性は、長距離伝送実験によって確認されている。スペクトルスライス型再生器については、同期振幅変調によるタイミング再生を併用した４０Ｇｂｐｓ、１００万ｋｍ周回伝送実験（信号のＱ値は１９ｄＢ以上、再生器間隔は４００ｋｍ）が報告されている。
【特許文献１】特開２００２−７７０５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記従来の光ファイバーの非線形効果を利用した光信号再生器では、増幅した光信号を長さ数百メートルの高非線形光ファイバーに入射し、スペクトル幅を広げることによって光信号再生を行う。このように、スペクトル幅を十分に広げるためには、高非線形光ファイバーに十分な長さが必要である。【００１６】
また、光伝送ネットワークが大規模で高速になる程、光信号再生器を多数用いることが必要になることから、高価な高非線形光ファイバーを多量に用いることになり、光信号伝送システムのコストが高騰する。【００１７】
したがって、本発明は、非線形光学効果を利用した光信号の再生のために必要な、光ファイバーのような光非線形媒体の長さを縮小することが可能な光信号再生器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】
【００１８】
上記課題を解決するために、本発明の双方向伝播型光信号再生器は、伝播する光に対して自己位相変調により入力光信号のスペクトル幅が拡大する非線形光学効果を与える光非線形媒体と、前記光非線形媒体の前端および後端にそれぞれ接続された第１光サーキュレータおよび第２光サーキュレータと、入力された光信号を増幅して前記第１光サーキュレータに入射させる第１光増幅器と、前記第１光サーキュレータを経由して前記光非線形媒体の前端から入射し後端から出射する往路光が、前記第２光サーキュレータを経由して入射される、所定の波長帯域の光を通過させる第１光フィルタと、前記第１光フィルタを通過した光信号を増幅して前記第２光サーキュレータに入射させる第２光増幅器と、前記第２光サーキュレータを経由して前記光非線形媒体の後端から入射し前端から出射する復路光が、前記第１光サーキュレータを経由して入射される、所定の波長帯域の光を通過させる第２光フィルタとを備える。前記第１光増幅器に入力された光信号が、前記光非線形媒体、前記第１光フィルタ、前記第２光増幅器、前記光非線形媒体、および前記第２光フィルタを順次経由して出力され、前記第１光フィルタは、前記光非線形媒体から出力される光信号の一部であって、前記入力光信号の波長からずれたスペクトル成分を透過させる帯域特性を有し、前記第２光フィルタは、前記光非線形媒体から出力される光信号の一部であって、前記第１光フィルタの通過帯域特性の中心波長からずれたスペクトル成分を透過させる帯域特性を有することを特徴とする。
【００１９】
本発明の双方向伝播型光信号再生方法は、入力された光信号を第１光増幅器により増幅した後、光非線形媒体の前端から入射させて伝播させることにより、前記光非線形媒体によって自己位相変調により前記光信号のスペクトル幅が拡大する非線形光学効果を与え、前記光非線形媒体の後端から出射した光信号を、所定の波長帯域の光を通過させる第１光フィルタによりフィルタリングし、前記第１光フィルタを通過した光信号を第２光増幅器により増幅した後、前記光非線形媒体の後端から入射させて伝播させることにより前記非線形光学効果を与え、前記光非線形媒体の前端から出射した光信号を、所定の波長帯域の光を通過させる第２光フィルタによりフィルタリングして出力させ、前記第１光フィルタは、前記光非線形媒体から出力される光信号の一部であって、前記入力光信号の波長からずれたスペクトル成分を透過させる帯域特性を有し、前記第２光フィルタは、前記光非線形媒体から出力される光信号の一部であって、前記第１光フィルタの通過帯域特性の中心波長からずれたスペクトル成分を透過させる帯域特性を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、光非線形媒体から出力された光信号を増幅した後、再度同じ光非線形媒体に入射し、逆方向に伝播させることにより、１つの光非線形媒体を２度用いて２重に増幅された再生効果を得ることができる。したがって、高価な光非線形媒体を有効に活用して、光非線形媒体の使用量を低減することが可能となる。【００２１】
本発明は、光非線形媒体を双方向に伝播する光信号間で、信号強度が強くても実質的に相互作用が生じず、独立な波動伝播が得られることを、実験的に確認したことに基づくものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態１における双方向伝播型光信号再生器の概略構成を示す図
【図２Ａ】図１の光信号再生器による作用について説明するための図
【図２Ｂ】図１の光信号再生器による作用について説明するための図
【図２Ｃ】図１の光信号再生器による作用について説明するための図
【図３】図１の光信号再生器の性能を実験したときに得られた各部における光信号のスペクトルを示す図
【図４】本発明の実施の形態２における光信号伝送システムを示す図
【図５】本発明の実施の形態３における雑音除去装置を備えた光受信機を示すブロック図
【図６】従来例の光信号再生器の概略構成を示す図
【符号の説明】
【００２３】
１  光非線形媒体
１ａ  高非線形光ファイバー
２  第１光サーキュレータ
３  第２光サーキュレータ
４  第１光増幅器
５  第１光フィルタ
５ａ  光フィルタ
６  第２光増幅器
７  第２光フィルタ
８  双方向伝播型光信号再生器
１０  光送信機
１１ａ〜１１ｄ  光ファイバ伝送路
１２、１３  光増幅器
１４、１５  光受信機
１６  光復号器
１７  干渉雑音除去装置
１８  符号判定器
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明は、上記構成を基本として、以下のような種々の態様をとることができる。【００２５】
すなわち、上記構成の双方向伝播型光信号再生器において、前記光非線形媒体は、入力された光信号にチャ−ピングが生じるように非線形光学効果を付与し、前記第１光フィルタおよび前記第２光フィルタは、前記光非線形媒体から出力された光信号から前記チャ−ピングの小さい成分を除去する通過帯域特性を有する構成とすることができる。【００２６】
また、前記光非線形媒体は正常分散の高非線形光ファイバーであり、前記光非線形媒体中を伝播する間に光信号はスペクトル幅が拡大され、前記第１光フィルタの通過帯域特性における中心波長は、入力信号波長λからΔλずれており、前記第２光フィルタの通過帯域特性における中心波長は、入力信号波長λと同一である構成とすることができる。【００２７】
また、前記第１光増幅器および前記第２光増幅器は、前記光非線形媒体により所定の非線形光学効果が得られる範囲に光信号を増幅することが好ましい。【００２８】
本発明の光信号伝送システムは、光信号を伝送する光ファイバ伝送路と、上記光ファイバ伝送路中に配置された上記いずれかの構成の双方向伝播型光信号再生器とを備え、前記光ファイバ伝送路の送信側からの光信号が前記第１光増幅器に入力され、前記第２光フィルタの出力が前記光ファイバ伝送路の受信側に供給される。【００２９】
本発明の光受信機は、入力光信号に所定の処理を施す光信号処理部を有し、前記入力光信号から送信信号を復調するように構成され、前記光信号処理部は、上記いずれかの構成の双方向伝播型光信号再生器を備え、前記光信号再生器への入力信号は前記第１光増幅器に入力され、前記第２光フィルタの出力が前記光信号再生器の出力信号となる。【００３０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。【００３１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における双方向伝播型光信号再生器の概略構成を示す図である。【００３２】
光非線形媒体１は、伝播する光に対して非線形光学効果を与える、例えば高非線形シリカファイバーにより構成される。本実施の形態では、光非線形媒体１は、非線形光学効果として正常分散を与えるものが用いられる。したがって、光非線形媒体１中を伝播する間に光信号はスペクトル幅が拡大される。光非線形媒体１の前端および後端にはそれぞれ、第１光サーキュレータ２および第２光サーキュレータ３が接続されている。【００３３】
光信号再生器に対する入力光信号は、第１光増幅器４に入力されて増幅される。第１光増幅器４の出力光は、第１光サーキュレータ２を経由して光非線形媒体１に入射し往路光として伝播する。この往路光は、光非線形媒体１の後端から出射した後、第２光サーキュレータ３を経由して第１光フィルタ５に入射する。第１光フィルタ５は、光非線形媒体１によりスペクトル幅が拡大された往路光のうち、後述する所定の波長帯域の光のみを通過させる。【００３４】
第１光フィルタ５を通過した光信号は、第２光増幅器６により増幅される。第２光増幅器６の出力光は、第２光サーキュレータ３を経由して光非線形媒体１に再度入射し、復路光として伝播する。この復路光は、光非線形媒体１の前端から出射した後、第１光サーキュレータ２を経由して第２光フィルタ７に入射する。第２光フィルタ７は、光非線形媒体１によりスペクトル幅が拡大された復路光のうち、後述する所定の波長帯域の光のみを通過させる。【００３５】
以上のように、第１光増幅器４に入力された光信号が、第１光サーキュレータ２、光非線形媒体１、第１光フィルタ５、第２光増幅器６、第２光サーキュレータ３、光非線形媒体１、第１光サーキュレータ２、および第２光フィルタ７を順次経由して、光信号再生器から出力される。【００３６】
上記構成による作用について、図２を参照して説明する。図２の各図において、横軸は波長であり、縦軸は光信号の強度である。【００３７】
図２Ａは、波長λｓの入力信号Ｓ0を示す。図２Ｂは、第１光増幅器４により増幅され、光非線形媒体１によりスペクトル幅が拡大された信号ＳＰＭ１および第１光フィルタ５の通過帯域特性ＢＰＦ１を示す。信号ＳＰＭ１の中心波長はλｓ、通過帯域特性ＢＰＦ１の中心波長は（λｓ＋Δλ）である。このように入力信号Ｓ0の波長λｓからずれた波長帯域でスライスすることにより、低電力の入力信号が除去される。【００３８】
図２Ｃは、第２光増幅器６により増幅され、光非線形媒体１によりスペクトル幅が拡大された信号ＳＰＭ２および第２光フィルタ７の通過帯域特性ＢＰＦ２を示す。信号ＳＰＭ２の中心波長は（λｓ＋Δλ）、通過帯域特性ＢＰＦ２の中心波長はλｓである。このように設定することにより、第１光フィルタ５と同様の作用効果を得ながら、光信号再生器の出力信号の波長を、入力信号Ｓ0の波長λｓに戻すことができる。【００３９】
ただし、光フィルタの通過帯域特性をこのように設定することは、本発明の効果を得るためには必須ではない。光信号再生器の出力信号の波長が、入力信号Ｓ0の波長λｓから変化していても、例えば後段に配置した光信号再生器により、光信号の波長を元に戻すことも可能である。【００４０】
以上のように、光非線形媒体１は、入力された光信号にチャ−ピングが生じるように非線形光学効果を付与し、第１光フィルタ５および第２光フィルタ７は、光非線形媒体１から出力された光信号からチャ−ピングの小さい成分を除去する通過帯域特性を有するように設定される。それにより、低電力の入力信号は出力されずに光信号再生器によって除去され、信号パルスの振幅が安定化し、また信号ゼロ状態での雑音が除去される作用が得られる。【００４１】
そのような効果を十分に得るために、第１光増幅器４および第２光増幅器６は、光非線形媒体１により所定の非線形光学効果が得られる範囲に光信号を増幅するように設定される。光増幅器としては、例えば、エルビウム添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）を用いることができる。【００４２】
以上の構成のように光非線形媒体を双方向に伝播する光信号間では、信号強度が強くても実質的に相互作用が生じず、独立な波動伝播が得られることを、以下の実験により確認した。すなわち、上記構成の光信号再生器について、１０Ｇｂ／ｓの光信号を再生する性能を調べた。短パルスによりモードロックされた１５４８．５ｎｍで発振する半導体レーザを、１０ＧＨｚのパルス列源として用いた。パルスの振幅をＬｉＮｂＯ3光変調器で変調した後、帯域幅１ｎｍのＯＢＰＦを通過させてパルス時間幅を４．３ｐｓに拡大した。パルス列の減衰比は、変調器の駆動電圧により制御した。このようにして得られた１０Ｇｂ／ｓの光信号を光信号再生器に入力した。【００４３】
光信号再生器では、光信号をＥＤＦＡで増幅した後、ＨＮＬＦに入力した。ＨＮＬＦの分散、分散スロープ、非線形係数、損失、長さはそれぞれ、−０．３５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ（波長１５４８．５ｎｍにおける）、０．０３ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ、１６．２／Ｗ／ｋｍ、０．５２ｄＢ／ｋｍ、１,８００ｍとした。ＨＮＬＦでスペクトルが拡大された光信号に対して、第１のＯＢＰＦによりスペクトルスライスを行った。第１のＯＢＰＦの中心波長は１５５０〜１５５１ｎｍとした。第１のＯＢＰＦからの出力信号は、再度増幅して同じＨＮＬＦに入力し、第２のＯＢＰＦでスペクトルスライスを行った。第２のＯＢＰＦの中心波長は入力信号の波長と同じにした。【００４４】
図３において、曲線Ａは、ＨＮＬＦから出力された往路光のスペクトル、曲線Ｂは、第１のＯＢＰＦによるスペクトルスライス出力、曲線Ｃは、ＨＮＬＦから出力された復路光のスペクトル、曲線Ｄは、第２のＯＢＰＦによるスペクトルスライス出力を示す。ＨＮＬＦから出力された往路光、復路光の信号電力はそれぞれ、９．７ｄＢｍ、１２．９ｄＢｍであった。きれいに拡大されたスペクトルは、双方向に伝播する光信号間で実質的な相互作用が生じていないことを示している。【００４５】
本実施の形態による双方向伝播型光信号再生器を構成するために、光非線形媒体として用いられる高非線形光ファイバー（ＨＮＬＦ）の一例は、以下のとおりである。ＨＮＬＦの長さ、損失、非線形係数は１．５ｋｍ、０．５ｄＢ／ｋｍ、２０／Ｗ／ｋｍである。スペクトルスライス型再生器の場合は、ＨＮＬＦの分散は−０．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、ＯＢＰＦの帯域幅および中心波長のずれは１５０ＧＨｚおよび２．５ｎｍである。ソリトン型再生器の場合は、ＨＮＬＦの分散は１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、ＯＢＰＦの帯域幅は３００ＧＨｚである。【００４６】
（実施の形態２）
図４は、上記構成の双方向伝播型光信号再生器８を組み込んだ一例である、光信号伝送システムを示す。このシステムは、光信号を伝送する光ファイバ伝送路１１ａ〜１１ｄ中に、双方向伝播型光信号再生器８、および光増幅器１２、１３等を挿入して構成される。システムの送信側に光送信機１０が、受信側に光受信機１４が接続される。【００４７】
この様に構成された光信号伝送システムによれば、光非線形媒体１を有効に活用して、光信号再生器８のコストを低減することが可能である。【００４８】
（実施の形態３）
図５は、実施の形態１の構成の双方向伝播型光信号再生器８を組み込んだ他の例である、光受信機１５を示す。この光受信機１５は、例えば、光符号分割多元接続通信システムに用いられるものである。システム内を経由して入力される光信号は、光復号器１６により復号された後、干渉雑音除去装置１７に入力される。干渉雑音除去装置１７の出力信号は、符号判定器１８に入力され、符号判定される。【００４９】
干渉雑音除去装置１７は、実施の形態１の双方向伝播型光信号再生器８により構成され、光復号器１６からの光信号を上述のように再生する。その際、上述のとおり、信号ゼロ状態でのノイズが除去されるので、干渉雑音を除去する効果が得られる。【００５０】
以上の実施の形態の他、本発明の双方向伝播型光信号再生器は、光信号処理一般における雑音除去や光振幅の安定化のために適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の双方向伝播型光信号再生器は、高価な光非線形媒体を有効に活用して伝送システムを簡素化・小型化することができ、光ファイバー通信ネットワーク等の構成に有用である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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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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