JP3533199B2 - 波長変換装置 - Google Patents
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- G02F1/355—Non-linear optics characterised by the materials used
- G02F1/3551—Crystals
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- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長多重光通信等
に利用される波長変換装置に関するものである。次世代
の超高速光通信ネットワークでは、本質的に全光学式の
各種の光素子が必要となる。本発明の波長変換装置は、
光ＡＴＭ交換スイッチングやルーティングなどに使用さ
れる重要なネットワーク構成部品となる。
に利用される波長変換装置に関するものである。次世代
の超高速光通信ネットワークでは、本質的に全光学式の
各種の光素子が必要となる。本発明の波長変換装置は、
光ＡＴＭ交換スイッチングやルーティングなどに使用さ
れる重要なネットワーク構成部品となる。
【０００２】
【従来の技術】現在の光通信では、通信波長帯を数十か
ら数百の狭帯域チャンネルに分割する波長多重方式によ
り、光ファイバ１本あたりの通信回線容量を低コストで
飛躍的に増大させている。この方式では、それぞれのチ
ャンネルの波長は送信と受信とで固定されているため
に、波長多重されたひとつの通信チャンネルの波長を別
の波長に変換する事が出来れば、通信経路の変換の自由
度が出来るので、例えば空きチャンネルを有効に使用で
きる光信号をあるチャンネルから別のチャンネルに移す
必要がある場合には、光信号の波長を変換する必要があ
る。波長多重光通信における波長変換の方法は、たとえ
ば参考文献１に詳しい。この文献では、波長変換の方法
は、（ａ）Optelectronic （O ／E − E／O ） Wavele
ngth Conversion, （ｂ）Optical Grating Wave1e
ngth Conversion，（ｃ）Wave− mixing Wavelength
Conversionの３種類に分類されている。（ａ）の方法
は、光信号をいったん電気信号に変換し、電気的方法で
波長を変更してから、光信号に戻す方法である。（ｂ）
の方法は、回折格子を用いる方法である。（ｃ）の方法
は、非線形光学効果をもつ材料に信号光と制御光を同時
に入射させて、非線形光学効果の作用のもとに混合し、
波長変換を行うものである。（ｃ）の方法による波長変
換の原理を、図１２により説明する。
ら数百の狭帯域チャンネルに分割する波長多重方式によ
り、光ファイバ１本あたりの通信回線容量を低コストで
飛躍的に増大させている。この方式では、それぞれのチ
ャンネルの波長は送信と受信とで固定されているため
に、波長多重されたひとつの通信チャンネルの波長を別
の波長に変換する事が出来れば、通信経路の変換の自由
度が出来るので、例えば空きチャンネルを有効に使用で
きる光信号をあるチャンネルから別のチャンネルに移す
必要がある場合には、光信号の波長を変換する必要があ
る。波長多重光通信における波長変換の方法は、たとえ
ば参考文献１に詳しい。この文献では、波長変換の方法
は、（ａ）Optelectronic （O ／E − E／O ） Wavele
ngth Conversion, （ｂ）Optical Grating Wave1e
ngth Conversion，（ｃ）Wave− mixing Wavelength
Conversionの３種類に分類されている。（ａ）の方法
は、光信号をいったん電気信号に変換し、電気的方法で
波長を変更してから、光信号に戻す方法である。（ｂ）
の方法は、回折格子を用いる方法である。（ｃ）の方法
は、非線形光学効果をもつ材料に信号光と制御光を同時
に入射させて、非線形光学効果の作用のもとに混合し、
波長変換を行うものである。（ｃ）の方法による波長変
換の原理を、図１２により説明する。
【０００３】図１２において、板状の非線形光学材料３
１の一方の面を、周波数の異なる信号光３２と制御光３
３により同時に照射する。物質に光が入射するとその物
質に分極が発生し、分極が振動するとき電磁波や光が発
生する。したがって、物質から出てくる光は入射光と、
この分極の特性に支配される。非線形光学材料３１で
は、この分極が、入射された光のエネルギーのたとえば
２次あるいは３次の非線形特性で変化するので、非線形
光学材料３１内において、信号光３２と制御光３３の２
乗あるいは３乗等での混合が生じ、非線形光学材料３１
の反対の面から、信号光３２と制御光３３の基本波およ
び高調波の各周波数間の和や差の種々の信号成分、つま
り波長変換光３４を出力することが可能となる。
１の一方の面を、周波数の異なる信号光３２と制御光３
３により同時に照射する。物質に光が入射するとその物
質に分極が発生し、分極が振動するとき電磁波や光が発
生する。したがって、物質から出てくる光は入射光と、
この分極の特性に支配される。非線形光学材料３１で
は、この分極が、入射された光のエネルギーのたとえば
２次あるいは３次の非線形特性で変化するので、非線形
光学材料３１内において、信号光３２と制御光３３の２
乗あるいは３乗等での混合が生じ、非線形光学材料３１
の反対の面から、信号光３２と制御光３３の基本波およ
び高調波の各周波数間の和や差の種々の信号成分、つま
り波長変換光３４を出力することが可能となる。
【０００４】しかし、従来の非線形光学材料の多くは、
非線形光学効果が小さくて波長変換効率がきわめて悪
く、逆に非線形光学効果の大きいものでは高速性が得ら
れず、また有機物材料の場合は分解、酸化することがあ
って材料の安定さが不十分であり、さらに多くの物質で
は動作を可能にするために液体ヘリウム温度にする必要
があるなど、実用には程遠いものであった。
非線形光学効果が小さくて波長変換効率がきわめて悪
く、逆に非線形光学効果の大きいものでは高速性が得ら
れず、また有機物材料の場合は分解、酸化することがあ
って材料の安定さが不十分であり、さらに多くの物質で
は動作を可能にするために液体ヘリウム温度にする必要
があるなど、実用には程遠いものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の光通信における波長変換方法では、（ｃ）の非線形光
学材料を用いる全光学式の方法が、原理的に超高速動作
が可能であることと、波長の変更が比較的容易であるこ
との点で、波長多重光通信への利用に適しているといえ
る。しかし、従来知られている非線形光学物質は、いず
れも、非線形分極の効果が極めて小さく、波長変換素子
への実際的な応用は困難であった。そのため、一般に
は、光信号をいったん電気信号に変換してから波長を変
更する（ａ）の波長変換方法が採用されていた。しか
し、（ａ）の方法では、波長変換を行う都度、光信号―
電気信号、電気信号―光信号の信号形式の変換動作が行
われ、しかもこれらの信号形式の変換に用いられるデバ
イスの動作は、光信号の伝送速度にくらべるとかなり遅
いのが通常であるため、結果的に、光伝送本来の高速性
を十分に発揮できなくなるという問題があった。
の光通信における波長変換方法では、（ｃ）の非線形光
学材料を用いる全光学式の方法が、原理的に超高速動作
が可能であることと、波長の変更が比較的容易であるこ
との点で、波長多重光通信への利用に適しているといえ
る。しかし、従来知られている非線形光学物質は、いず
れも、非線形分極の効果が極めて小さく、波長変換素子
への実際的な応用は困難であった。そのため、一般に
は、光信号をいったん電気信号に変換してから波長を変
更する（ａ）の波長変換方法が採用されていた。しか
し、（ａ）の方法では、波長変換を行う都度、光信号―
電気信号、電気信号―光信号の信号形式の変換動作が行
われ、しかもこれらの信号形式の変換に用いられるデバ
イスの動作は、光信号の伝送速度にくらべるとかなり遅
いのが通常であるため、結果的に、光伝送本来の高速性
を十分に発揮できなくなるという問題があった。
【０００６】本発明の課題は、実用可能な全光学式によ
る波長変換素子を提供することにあり、さらには、その
ような全光学式の波長変換素子を用いる波長変換装置に
おいて、波長変換を有効に機能させるための好適な構成
を実現することにある。
る波長変換素子を提供することにあり、さらには、その
ような全光学式の波長変換素子を用いる波長変換装置に
おいて、波長変換を有効に機能させるための好適な構成
を実現することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、先に、参
考文献２に示されるように、遷移金属の銅を用いた１次
元銅酸化物一重鎖（Ｃｕ−Ｏ）構造の物質Ｓｒ2 ＣｕＯ
3 が、大きな二光子吸収（ＴＰＡ）特性を持ち、１．５
μｍより長波長の領域で、３次の非線形分極の効果が非
常に大きいことを見出した。１次元銅酸化物一重鎖（Ｃ
ｕ−Ｏ）構造を有する物質におけるこのような３次の非
線形分極の効果は、１次元銅酸化物二重鎖物質のＳｒＣ
ｕＯ2 においても生じ、さらにはこれらの物質中のスト
ロンチュウムＳｒをカルシュウムＣａで置換した１次元
銅酸化物一重鎖物質のＣａ2 ＣｕＯ3 と１次元銅酸化物
二重鎖物質のＣａＣｕＯ2 においても出現することは明
らかである。本発明は、これらの知見に基づいて、１次
元銅酸化物一重鎖構造または１次元銅酸化物二重鎖構造
の物質の波長変換装置への好適な応用を提案したもので
ある。
考文献２に示されるように、遷移金属の銅を用いた１次
元銅酸化物一重鎖（Ｃｕ−Ｏ）構造の物質Ｓｒ2 ＣｕＯ
3 が、大きな二光子吸収（ＴＰＡ）特性を持ち、１．５
μｍより長波長の領域で、３次の非線形分極の効果が非
常に大きいことを見出した。１次元銅酸化物一重鎖（Ｃ
ｕ−Ｏ）構造を有する物質におけるこのような３次の非
線形分極の効果は、１次元銅酸化物二重鎖物質のＳｒＣ
ｕＯ2 においても生じ、さらにはこれらの物質中のスト
ロンチュウムＳｒをカルシュウムＣａで置換した１次元
銅酸化物一重鎖物質のＣａ2 ＣｕＯ3 と１次元銅酸化物
二重鎖物質のＣａＣｕＯ2 においても出現することは明
らかである。本発明は、これらの知見に基づいて、１次
元銅酸化物一重鎖構造または１次元銅酸化物二重鎖構造
の物質の波長変換装置への好適な応用を提案したもので
ある。
【０００８】本発明は、このように、全光学式の波長変
換を行う波長変換装置における波長変換素子の非線形光
学材料に、Ｓｒ2 ＣｕＯ3 またはＣａ2 ＣｕＯ3 のよう
な１次元銅酸化物一重鎖物質、またはＳｒＣｕＯ2 また
はＣａＣｕＯ2 のような１次元銅酸化物二重鎖物質を用
い、３次の非線形光学特性を利用して波長変換を行うこ
とにより、波長変換効率の高い超高速の波長変換装置を
実現する。
換を行う波長変換装置における波長変換素子の非線形光
学材料に、Ｓｒ2 ＣｕＯ3 またはＣａ2 ＣｕＯ3 のよう
な１次元銅酸化物一重鎖物質、またはＳｒＣｕＯ2 また
はＣａＣｕＯ2 のような１次元銅酸化物二重鎖物質を用
い、３次の非線形光学特性を利用して波長変換を行うこ
とにより、波長変換効率の高い超高速の波長変換装置を
実現する。
【０００９】図１は、本発明による波長変換装置の基本
構成を概略的に示したものである。図１において、波長
変換素子１の材料には、例示的に１次元銅酸化物一重鎖
物質のＳｒ2 ＣｕＯ3 あるいは１次元銅酸化物二重鎖物
質のＳｒＣｕＯ2 が用いられるものとされる。Ｓｒ2 Ｃ
ｕＯ3 あるいはＳｒＣｕＯ2 は、入力光のレベル変化に
対して３次の非線形分極特性を呈する。そこで、図示の
ように、周波数ｆ1 の第１の入力光２と周波数ｆ2 の第
２の入力光３を波長変換素子１に同時に入射した場合、
この３次の非線形分極特性の混合作用により、ｆ3 ＝２
ｆ1 −ｆ2 の周波数を持つ３次の非線形分極Ｐ(3) ( ｆ
3 ) と、ｆ4 ＝２ｆ2 −ｆ1 の周波数を持つ３次の非線
形分極Ｐ(3) ( ｆ4 ) が発生し、その結果、それぞれの
周波数をもつ第１の出力光４と第２の出力光５が発生す
る。つまり、入力光の周波数ｆ1またはｆ2 を、新しい
周波数ｆ3 ＝２ｆ2 −ｆ1 またはｆ4 ＝２ｆ1 −ｆ2 に
変換して、光出力することができる。
構成を概略的に示したものである。図１において、波長
変換素子１の材料には、例示的に１次元銅酸化物一重鎖
物質のＳｒ2 ＣｕＯ3 あるいは１次元銅酸化物二重鎖物
質のＳｒＣｕＯ2 が用いられるものとされる。Ｓｒ2 Ｃ
ｕＯ3 あるいはＳｒＣｕＯ2 は、入力光のレベル変化に
対して３次の非線形分極特性を呈する。そこで、図示の
ように、周波数ｆ1 の第１の入力光２と周波数ｆ2 の第
２の入力光３を波長変換素子１に同時に入射した場合、
この３次の非線形分極特性の混合作用により、ｆ3 ＝２
ｆ1 −ｆ2 の周波数を持つ３次の非線形分極Ｐ(3) ( ｆ
3 ) と、ｆ4 ＝２ｆ2 −ｆ1 の周波数を持つ３次の非線
形分極Ｐ(3) ( ｆ4 ) が発生し、その結果、それぞれの
周波数をもつ第１の出力光４と第２の出力光５が発生す
る。つまり、入力光の周波数ｆ1またはｆ2 を、新しい
周波数ｆ3 ＝２ｆ2 −ｆ1 またはｆ4 ＝２ｆ1 −ｆ2 に
変換して、光出力することができる。
【００１０】本発明による波長変換装置は、以下の
（１）〜（５）に示す構成をとることができる。 （１） 波長変換素子の非線形光学材料に、１次元銅酸
化物一重鎖構造または１次元銅酸化物二重鎖構造を有す
る物質を用い、３次の非線形光学特性を利用して波長変
換を行う波長変換装置であって、波長変換素子に周波数
ｆ 1 の第１の入力光を入射する手段と、波長変換素子に
周波数ｆ 2 の第２の入力光を入射する手段と、波長変換
素子から出射される光のうちの周波数ｆ 3 ＝２ｆ 2 −ｆ
1 の成分か周波数ｆ 4 ＝２ｆ 1 −ｆ 2 の成分のいずれか
一方の成分の光を出力光として選択する手段とを備えて
いる波長変換装置の構成。 （２） 第１の入力光の周波数ｆ1 と出力光の周波数ｆ
3 は、それぞれ波長多重光通信のあるチャンネルの周波
数であり、第２の入力光の周波数ｆ2 と第１の入力光の
周波数ｆ1 との差をΔとし、チャンネル間の周波数差を
δとし、ｍを正の整数またはゼロとして、関係式 Δ＝｜ｆ2 −ｆ1 ｜＝（２ｍ＋１）δ／２ を満たすように第２の入力光の周波数ｆ2 が定められて
いることを特徴とする前項（１）に記載の波長変換装置
の構成。 （３） １．５２μｍより長い波長帯域で使用されるこ
とを特徴とする前項（１）または（２）に記載の波長変
換装置の構成。 （４） １次元銅酸化物一重鎖構造を有する物質は，Ｓ
ｒ2 ＣｕＯ3 またはＣａ2 ＣｕＯ3 であり、１次元銅酸
化物二重鎖を有する物質は、ＳｒＣｕＯ2 またはＣａＣ
ｕＯ2 であることを特徴とする前項（１）ないし（３）
のいずれかに記載の波長変換装置の構成。 （５） １次元銅酸化物一重鎖構造を有する物質は，Ｓ
ｒ2 ＣｕＯ3 とＣａ2 ＣｕＯ3 の混合物であり、１次元
銅酸化物二重鎖構造を有する物質は、ＳｒＣｕＯ2 とＣ
ａＣｕＯ2 の混合物であることを特徴とする前項（１）
ないし（３）のいずれかに記載の波長変換装置の構成。
（１）〜（５）に示す構成をとることができる。 （１） 波長変換素子の非線形光学材料に、１次元銅酸
化物一重鎖構造または１次元銅酸化物二重鎖構造を有す
る物質を用い、３次の非線形光学特性を利用して波長変
換を行う波長変換装置であって、波長変換素子に周波数
ｆ 1 の第１の入力光を入射する手段と、波長変換素子に
周波数ｆ 2 の第２の入力光を入射する手段と、波長変換
素子から出射される光のうちの周波数ｆ 3 ＝２ｆ 2 −ｆ
1 の成分か周波数ｆ 4 ＝２ｆ 1 −ｆ 2 の成分のいずれか
一方の成分の光を出力光として選択する手段とを備えて
いる波長変換装置の構成。 （２） 第１の入力光の周波数ｆ1 と出力光の周波数ｆ
3 は、それぞれ波長多重光通信のあるチャンネルの周波
数であり、第２の入力光の周波数ｆ2 と第１の入力光の
周波数ｆ1 との差をΔとし、チャンネル間の周波数差を
δとし、ｍを正の整数またはゼロとして、関係式 Δ＝｜ｆ2 −ｆ1 ｜＝（２ｍ＋１）δ／２ を満たすように第２の入力光の周波数ｆ2 が定められて
いることを特徴とする前項（１）に記載の波長変換装置
の構成。 （３） １．５２μｍより長い波長帯域で使用されるこ
とを特徴とする前項（１）または（２）に記載の波長変
換装置の構成。 （４） １次元銅酸化物一重鎖構造を有する物質は，Ｓ
ｒ2 ＣｕＯ3 またはＣａ2 ＣｕＯ3 であり、１次元銅酸
化物二重鎖を有する物質は、ＳｒＣｕＯ2 またはＣａＣ
ｕＯ2 であることを特徴とする前項（１）ないし（３）
のいずれかに記載の波長変換装置の構成。 （５） １次元銅酸化物一重鎖構造を有する物質は，Ｓ
ｒ2 ＣｕＯ3 とＣａ2 ＣｕＯ3 の混合物であり、１次元
銅酸化物二重鎖構造を有する物質は、ＳｒＣｕＯ2 とＣ
ａＣｕＯ2 の混合物であることを特徴とする前項（１）
ないし（３）のいずれかに記載の波長変換装置の構成。
【００１１】遷移金属元素の銅の酸化物であるＣｕＯ
は、銅イオンと酸素イオンがある特定の結晶構造を形作
る様に配置されているが、ある特定の結晶方位だけが特
別の性質を持つことは無い。ところが、雲母のようにへ
き開が容易な物質は層状物質と呼ばれ、２次元的な性質
を示す。このように、ある種の物質では特定の方向に特
別な性質をもつことがある。遷移金属酸化物において
も、このような物質が存在する。
は、銅イオンと酸素イオンがある特定の結晶構造を形作
る様に配置されているが、ある特定の結晶方位だけが特
別の性質を持つことは無い。ところが、雲母のようにへ
き開が容易な物質は層状物質と呼ばれ、２次元的な性質
を示す。このように、ある種の物質では特定の方向に特
別な性質をもつことがある。遷移金属酸化物において
も、このような物質が存在する。
【００１２】ところで、遷移金属酸化物のＳｒ2 ＣｕＯ
3 は、図２に示すような結晶構造を持つが、１次元的な
性質を示し、擬１次元性の物質と呼ばれている。図２に
示す結晶構造では、ｂ軸が１次元鎖の方向である。この
ような擬１次元性の物質の特性は、例えば、参考文献３
の論文中で明らかにされているように、中赤外波長域で
の光吸収が結晶軸方向によって大きく異なることに代表
される。擬１次元性の物質でかつ遷移金属酸化物である
物質は、物質中の電子と電子の相互作用が特殊な関係に
なり易く、強相関物質と呼ばれる物質に分類され、高温
超伝導現象の研究と関連させて最近研究が盛んになって
きている。
3 は、図２に示すような結晶構造を持つが、１次元的な
性質を示し、擬１次元性の物質と呼ばれている。図２に
示す結晶構造では、ｂ軸が１次元鎖の方向である。この
ような擬１次元性の物質の特性は、例えば、参考文献３
の論文中で明らかにされているように、中赤外波長域で
の光吸収が結晶軸方向によって大きく異なることに代表
される。擬１次元性の物質でかつ遷移金属酸化物である
物質は、物質中の電子と電子の相互作用が特殊な関係に
なり易く、強相関物質と呼ばれる物質に分類され、高温
超伝導現象の研究と関連させて最近研究が盛んになって
きている。
【００１３】図３は、１次元銅酸化物一重鎖物質Ｓｒ2
ＣｕＯ3 の二光子吸収βの波長依存性を示している。図
からわかるように、波長が１．５２μｍよりも短い領域
では、吸収βが大きくなり、光はほとんど透過しなくな
るので使用できない。この物質は、１．５２μｍより長
い波長領域では吸収βが小さくなり、かなり透明になる
が、波長が１．６μｍよりも長い領域ではさらに透明に
なってくる。将来、この物質の結晶成長技術が改良され
て、一層純粋な結晶が得られるようになれば、１．５μ
ｍ付近の吸収量はもっと小さくなる可能性があるが、現
状では、１．５２μｍ以上のＣバンド、Ｌバンド及びＬ
＋バンドが、波長変換素子としての実用領域となろう
（Ｃバンド：１５２０−１５８０ｎｍ、Ｌバンド：１５
６０−１６２０ｎｍ、Ｌ＋バンド：１６００ｎｍ−１６
５０ｎｍ）。
ＣｕＯ3 の二光子吸収βの波長依存性を示している。図
からわかるように、波長が１．５２μｍよりも短い領域
では、吸収βが大きくなり、光はほとんど透過しなくな
るので使用できない。この物質は、１．５２μｍより長
い波長領域では吸収βが小さくなり、かなり透明になる
が、波長が１．６μｍよりも長い領域ではさらに透明に
なってくる。将来、この物質の結晶成長技術が改良され
て、一層純粋な結晶が得られるようになれば、１．５μ
ｍ付近の吸収量はもっと小さくなる可能性があるが、現
状では、１．５２μｍ以上のＣバンド、Ｌバンド及びＬ
＋バンドが、波長変換素子としての実用領域となろう
（Ｃバンド：１５２０−１５８０ｎｍ、Ｌバンド：１５
６０−１６２０ｎｍ、Ｌ＋バンド：１６００ｎｍ−１６
５０ｎｍ）。
【００１４】また、１次元銅酸化物で２重鎖の構造をも
つ１次元銅酸化物二重鎖物質のＳｒＣｕＯ2 も、Ｓｒ2
ＣｕＯ3 とほぼ同じ光吸収や非線形光学特性の光学的性
質を持っているので、この物質でも特に問題なしに波長
変換素子に適用できる。またこれらの物質Ｓｒ2 ＣｕＯ
3 ，ＳｒＣｕＯ2 中のストロンチウムＳｒを、同じ周期
率表の２族に属するカルシウムＣａに置き換えた物質Ｃ
ａ2 ＣｕＯ3 ，ＣａＣｕＯ2 、あるいはＳｒ2 ＣｕＯ3
とＣａ2 ＣｕＯ3 の混合物や，ＳｒＣｕＯ2 とＣａＣｕ
Ｏ2 の混合物であっても問題が無いことは明らかであ
る。
つ１次元銅酸化物二重鎖物質のＳｒＣｕＯ2 も、Ｓｒ2
ＣｕＯ3 とほぼ同じ光吸収や非線形光学特性の光学的性
質を持っているので、この物質でも特に問題なしに波長
変換素子に適用できる。またこれらの物質Ｓｒ2 ＣｕＯ
3 ，ＳｒＣｕＯ2 中のストロンチウムＳｒを、同じ周期
率表の２族に属するカルシウムＣａに置き換えた物質Ｃ
ａ2 ＣｕＯ3 ，ＣａＣｕＯ2 、あるいはＳｒ2 ＣｕＯ3
とＣａ2 ＣｕＯ3 の混合物や，ＳｒＣｕＯ2 とＣａＣｕ
Ｏ2 の混合物であっても問題が無いことは明らかであ
る。
【００１５】
【発明の実施の形態】ＩＴＵ−Ｔによると、波長多重伝
送光通信では、周波数１９３．１ＴＨｚ（波長１５５
２．５２５ｎｍ 即ち１．５５２５２５μｍ）を基準
に、１００ＴＨｚ（約０．８ｎｍ）間隔で並んだ周波数
グリッド上に波長を設定することが推奨されている。こ
こでは、その推奨にしたがって波長分割された波長多重
光通信装置の波長変換装置に関して実施の形態を説明す
る。
送光通信では、周波数１９３．１ＴＨｚ（波長１５５
２．５２５ｎｍ 即ち１．５５２５２５μｍ）を基準
に、１００ＴＨｚ（約０．８ｎｍ）間隔で並んだ周波数
グリッド上に波長を設定することが推奨されている。こ
こでは、その推奨にしたがって波長分割された波長多重
光通信装置の波長変換装置に関して実施の形態を説明す
る。
【００１６】図１で説明したように、波長変換素子１に
おいて、周波数ｆ1 とｆ2 （ｆ 2 ＞ｆ 1 とする）の２つ
の入力光から、３次の非線形光学特性により新たな周波
数ｆ3 ，ｆ4 の光を発生する波長変換の式は、 ｆ3 ＝２ｆ1 −ｆ2 ｆ4 ＝２ｆ2 −ｆ1 で与えられるが、Δ＝ｆ2 −ｆ1 とすると、図４に示す
ように、各光は、ｆ3 ，ｆ1 ，ｆ2 ，ｆ4 の順で、周波
数軸上でΔずつ離れて配列され、ｆ1 −ｆ3 ＝Δ，ｆ4
−ｆ1 ＝２Δ，となる。ここで、周波数ｆ1 の入力光を
信号光とし、周波数ｆ2 の入力光を制御光とする。波長
多重光通信装置において、波長変換装置により信号光の
チャンネル間スイッチングを任意に行うものとすると、
信号光の周波数ｆ1 は、現在のあるチャンネルの光の周
波数であるから、波長変換された出力光の周波数ｆ3 ま
たはｆ4 が他のあるチャンネルの光の周波数となるため
には、周波数差ｆ 1 −ｆ 3 ＝Δまたはｆ 4 −ｆ 1 ＝２Δ
が、チャンネル間隔の大きさの整数倍になる必要があ
る。すなわち、δをチャンネル間隔（周波数差）とし、
ｎ，ｎ' を任意の正の整数とすると、２Δ＝ｎδまたは
Δ＝ｎ' δであることが必要となる。
おいて、周波数ｆ1 とｆ2 （ｆ 2 ＞ｆ 1 とする）の２つ
の入力光から、３次の非線形光学特性により新たな周波
数ｆ3 ，ｆ4 の光を発生する波長変換の式は、 ｆ3 ＝２ｆ1 −ｆ2 ｆ4 ＝２ｆ2 −ｆ1 で与えられるが、Δ＝ｆ2 −ｆ1 とすると、図４に示す
ように、各光は、ｆ3 ，ｆ1 ，ｆ2 ，ｆ4 の順で、周波
数軸上でΔずつ離れて配列され、ｆ1 −ｆ3 ＝Δ，ｆ4
−ｆ1 ＝２Δ，となる。ここで、周波数ｆ1 の入力光を
信号光とし、周波数ｆ2 の入力光を制御光とする。波長
多重光通信装置において、波長変換装置により信号光の
チャンネル間スイッチングを任意に行うものとすると、
信号光の周波数ｆ1 は、現在のあるチャンネルの光の周
波数であるから、波長変換された出力光の周波数ｆ3 ま
たはｆ4 が他のあるチャンネルの光の周波数となるため
には、周波数差ｆ 1 −ｆ 3 ＝Δまたはｆ 4 −ｆ 1 ＝２Δ
が、チャンネル間隔の大きさの整数倍になる必要があ
る。すなわち、δをチャンネル間隔（周波数差）とし、
ｎ，ｎ' を任意の正の整数とすると、２Δ＝ｎδまたは
Δ＝ｎ' δであることが必要となる。
【００１７】ところで、周波数ｆ3 とｆ4 の２つの出力
光のうち、周波数ｆ3 の出力光は、ｆ3 ＝２ｆ1 −ｆ2
により、信号光の２倍の高調波成分２ｆ1 を波長変換し
たものであるから、出力したくない邪魔な光になるの
で、図５に示すように、不要なｆ3 がチャンネル間のほ
ぼ中間の位置にくるようにΔの大きさを設定して、周波
数ｆ3 の光成分だけを狭帯域フィルターでカットし、周
波数ｆ3 の光成分が通信チャンネルに入り込むのを阻止
することが出来る。
光のうち、周波数ｆ3 の出力光は、ｆ3 ＝２ｆ1 −ｆ2
により、信号光の２倍の高調波成分２ｆ1 を波長変換し
たものであるから、出力したくない邪魔な光になるの
で、図５に示すように、不要なｆ3 がチャンネル間のほ
ぼ中間の位置にくるようにΔの大きさを設定して、周波
数ｆ3 の光成分だけを狭帯域フィルターでカットし、周
波数ｆ3 の光成分が通信チャンネルに入り込むのを阻止
することが出来る。
【００１８】たとえば、ｆ3 がチャンネル間のちょうど
中央の位置にくるようにするためには、ｍを正の整数ま
たはゼロとして、 Δ＝（ｍ＋１／２）δ＝（２ｍ＋１）δ／２ となればよい。これより、Δはδの半整数倍とすればよ
く、そのような条件を満たすように、制御光の周波数ｆ
2 を決定する。図５は、ｍ＝３とし、Δ＝（３＋１／
２）δ＝3.5 δとする場合の光とチャンネルの対応関係
を示している。そしてｆ2 は、 ｆ2 ＝ｆ1 ＋Δ＝ｆ1 ＋3.5 δ に定められる。なお、図４、図５の例は、ｆ2 ＞ｆ1 の
場合のものであったが、ｆ2 ＜ｆ1 であっても、同様な
手法によりｆ2 を決定することができる。ただし、ｆ2
＜ｆ1 の場合は、図４における周波数軸上での光の配列
は、図６のようにｆ4 ，ｆ2 ，ｆ1 ，ｆ3 の順となり、
光とチャンネルの対応関係は図７のようになる。
中央の位置にくるようにするためには、ｍを正の整数ま
たはゼロとして、 Δ＝（ｍ＋１／２）δ＝（２ｍ＋１）δ／２ となればよい。これより、Δはδの半整数倍とすればよ
く、そのような条件を満たすように、制御光の周波数ｆ
2 を決定する。図５は、ｍ＝３とし、Δ＝（３＋１／
２）δ＝3.5 δとする場合の光とチャンネルの対応関係
を示している。そしてｆ2 は、 ｆ2 ＝ｆ1 ＋Δ＝ｆ1 ＋3.5 δ に定められる。なお、図４、図５の例は、ｆ2 ＞ｆ1 の
場合のものであったが、ｆ2 ＜ｆ1 であっても、同様な
手法によりｆ2 を決定することができる。ただし、ｆ2
＜ｆ1 の場合は、図４における周波数軸上での光の配列
は、図６のようにｆ4 ，ｆ2 ，ｆ1 ，ｆ3 の順となり、
光とチャンネルの対応関係は図７のようになる。
【００１９】図５において、周波数軸上でチャンネル間
のちょうど中間にあるｆ2 ，ｆ3 の光は、それぞれのチ
ャンネルに備えられる狭帯域フィルターによりほとんど
カットされ、チャンネルへの出力を生じないようにされ
る。
のちょうど中間にあるｆ2 ，ｆ3 の光は、それぞれのチ
ャンネルに備えられる狭帯域フィルターによりほとんど
カットされ、チャンネルへの出力を生じないようにされ
る。
【００２０】図８は、各チャンネルに備えられる狭帯域
フィルターの帯域透過特性の例を示す。各狭帯域フィル
ターは、帯域透過特性の中心周波数をそのチャンネルの
中心周波数とし、チャンネル間隔δの中間で急激に減衰
する特性曲線を有している。そのため、図８に例示され
ている周波数ｆ2 の制御光は、両隣りのチャンネルのい
ずれからも排除される。なお、以上の説明では、波長変
換を周波数領域上で記述したが、光の周波数ｆと波長λ
の関係は、ｆ＝ｃ／λ （ここで、光速ｃ＝２９９７９
２４５８ｍ／ｓ）で与えられるので、周波数ｆ1 ，
ｆ2 ，ｆ3 ，ｆ4 の各対応する波長をλ1 ，λ2 ，
λ3 ，λ4 とし、上記の関係を用いて、波長変換の式
を、 （１／λ3 ）＝２＊（１／λ1 ）−（１／λ2 ） （１／λ4 ）＝２＊（１／λ2 ）−（１／λ1 ） のように表わすことができる。次に具体例を示す。
フィルターの帯域透過特性の例を示す。各狭帯域フィル
ターは、帯域透過特性の中心周波数をそのチャンネルの
中心周波数とし、チャンネル間隔δの中間で急激に減衰
する特性曲線を有している。そのため、図８に例示され
ている周波数ｆ2 の制御光は、両隣りのチャンネルのい
ずれからも排除される。なお、以上の説明では、波長変
換を周波数領域上で記述したが、光の周波数ｆと波長λ
の関係は、ｆ＝ｃ／λ （ここで、光速ｃ＝２９９７９
２４５８ｍ／ｓ）で与えられるので、周波数ｆ1 ，
ｆ2 ，ｆ3 ，ｆ4 の各対応する波長をλ1 ，λ2 ，
λ3 ，λ4 とし、上記の関係を用いて、波長変換の式
を、 （１／λ3 ）＝２＊（１／λ1 ）−（１／λ2 ） （１／λ4 ）＝２＊（１／λ2 ）−（１／λ1 ） のように表わすことができる。次に具体例を示す。
【００２１】通信すべき信号を搬送するあるチャンネル
の信号光の波長をλ1 ＝１５６０．６１ｎｍ（１９２．
１ＴＨｚ）とし、別の波長λ2 ＝１５８８．３０ｎｍ
（１８８．７５ＴＨｚ）の光を制御光として上式に代入
すると、λ3 ＝１５３３．８６ｎｍ（１９５．４５ＴＨ
ｚ）、λ4 ＝１６１７．００ｎｍ（１８５．４ＴＨｚ）
が得られる。つまりλ3 ＝１５３３．８６ｎｍの光とλ
4 ＝１６１７．００ｎｍの光が発生するが、λ3 は波長
が１５６０ｎｍよりも短かいのでＬバンドの範囲外にあ
り、チャンネルの中心波長に対応していない。これに対
して、λ4 はＬバンドの範囲内にあり、チャンネルの中
心波長に対応しているから有効な信号光となる。すなわ
ち波長λ1 のＬバンドのチャンネルから波長λ4 のＬバ
ンドのチャンネルに波長変換されたことになる。
の信号光の波長をλ1 ＝１５６０．６１ｎｍ（１９２．
１ＴＨｚ）とし、別の波長λ2 ＝１５８８．３０ｎｍ
（１８８．７５ＴＨｚ）の光を制御光として上式に代入
すると、λ3 ＝１５３３．８６ｎｍ（１９５．４５ＴＨ
ｚ）、λ4 ＝１６１７．００ｎｍ（１８５．４ＴＨｚ）
が得られる。つまりλ3 ＝１５３３．８６ｎｍの光とλ
4 ＝１６１７．００ｎｍの光が発生するが、λ3 は波長
が１５６０ｎｍよりも短かいのでＬバンドの範囲外にあ
り、チャンネルの中心波長に対応していない。これに対
して、λ4 はＬバンドの範囲内にあり、チャンネルの中
心波長に対応しているから有効な信号光となる。すなわ
ち波長λ1 のＬバンドのチャンネルから波長λ4 のＬバ
ンドのチャンネルに波長変換されたことになる。
【００２２】Ｓｒ2 ＣｕＯ3 を波長変換素子に用いる波
長変換では、λ1 とλ2 の両方の光が照射されるときに
だけ波長変換作用が生じ、制御光のλ2 を連続的に照射
しつづけると、Ｓｒ2 ＣｕＯ3 での非線形効果は非常に
高速で応答して、ピコ秒の程度まで追従するので、発生
するλ3 あるいはλ4 の光の時間依存性は、信号光であ
るλ1 の光の時間依存性とほとんど同じになる。なお、
λ3 の光は不要な光となるので、狭帯域の波長フィルタ
ーによって遮断する。
長変換では、λ1 とλ2 の両方の光が照射されるときに
だけ波長変換作用が生じ、制御光のλ2 を連続的に照射
しつづけると、Ｓｒ2 ＣｕＯ3 での非線形効果は非常に
高速で応答して、ピコ秒の程度まで追従するので、発生
するλ3 あるいはλ4 の光の時間依存性は、信号光であ
るλ1 の光の時間依存性とほとんど同じになる。なお、
λ3 の光は不要な光となるので、狭帯域の波長フィルタ
ーによって遮断する。
【００２３】ここでλ1 をあるチャンネルの信号光の波
長とし、λ2 を制御光の波長とすると、λ2 の波長を変
えるだけで、出力される光の波長λ4 を任意に変更する
ことができる。λ1 の波長の信号光は、強度変調を受
け、ＨＩＧＨとＬＯＷの論理レベルで時間的に変化して
いるとすると、波長変換されて出力されるλ4 の波長の
光も、λ1 の光と同じ時間的依存性で強度変化する信号
光となる。
長とし、λ2 を制御光の波長とすると、λ2 の波長を変
えるだけで、出力される光の波長λ4 を任意に変更する
ことができる。λ1 の波長の信号光は、強度変調を受
け、ＨＩＧＨとＬＯＷの論理レベルで時間的に変化して
いるとすると、波長変換されて出力されるλ4 の波長の
光も、λ1 の光と同じ時間的依存性で強度変化する信号
光となる。
【００２４】図９ないし図１１に、波長変換装置の実施
の形態を示す。
の形態を示す。
【００２５】図９は、波長変換装置の概要図であり、図
中、１０は波長変換装置、１１は本発明による非線形光
学物質で作られた波長変換素子、１２は周波数ｆs の光
信号だけが伝送されている信号用光ファイバ、１３は周
波数ｆc の制御光が伝送されている制御用光ファイバ、
１４，１５は光集束用のレンズ、１６は出力用光ファイ
バ、１７は狭帯域フィルターである。また、以下の説明
に用いられる周波数ｆs ，ｆc ，ｆ01，ｆ02は、図３な
いし図７の説明におけるｆ1 ，ｆ2 ，ｆ3 ，ｆ4 に順番
に対応する。
中、１０は波長変換装置、１１は本発明による非線形光
学物質で作られた波長変換素子、１２は周波数ｆs の光
信号だけが伝送されている信号用光ファイバ、１３は周
波数ｆc の制御光が伝送されている制御用光ファイバ、
１４，１５は光集束用のレンズ、１６は出力用光ファイ
バ、１７は狭帯域フィルターである。また、以下の説明
に用いられる周波数ｆs ，ｆc ，ｆ01，ｆ02は、図３な
いし図７の説明におけるｆ1 ，ｆ2 ，ｆ3 ，ｆ4 に順番
に対応する。
【００２６】信号用光ファイバ１２と制御用光ファイバ
１３からそれぞれ出射された光は、レンズ１４を通して
波長変換素子１１に入射される。非線形光学物質の波長
変換素子１１では、信号光と制御光が混合されて、非線
形光学効果の結果として、ｆ01＝２ｆs −ｆc とｆ02＝
２ｆc −ｆs の２つの光を発生する。また、入射光の一
部は、波長変換素子１１をそのまま透過してしまう。し
たがって、波長変換素子１１の後方には、ｆs ，ｆc ，
ｆ01，ｆ02の４つの光が出射される。このうちｆs ，ｆ
c ，ｆ01の光は不要でカットするべきものである。そこ
で、波長変換素子１１から出射された光をレンズ１５で
集めて狭帯域フィルター１７に入射し、、特定の波長ｆ
02だけを透過させて出力用光ファイバ１６に導く。
１３からそれぞれ出射された光は、レンズ１４を通して
波長変換素子１１に入射される。非線形光学物質の波長
変換素子１１では、信号光と制御光が混合されて、非線
形光学効果の結果として、ｆ01＝２ｆs −ｆc とｆ02＝
２ｆc −ｆs の２つの光を発生する。また、入射光の一
部は、波長変換素子１１をそのまま透過してしまう。し
たがって、波長変換素子１１の後方には、ｆs ，ｆc ，
ｆ01，ｆ02の４つの光が出射される。このうちｆs ，ｆ
c ，ｆ01の光は不要でカットするべきものである。そこ
で、波長変換素子１１から出射された光をレンズ１５で
集めて狭帯域フィルター１７に入射し、、特定の波長ｆ
02だけを透過させて出力用光ファイバ１６に導く。
【００２７】図１０は、狭帯域フィルター１７の帯域透
過特性を示す。ｆ02の信号光を透過させる帯域幅を有す
るとともに、図８に示されるような隣接チヤンネルとの
中間域で急激に減衰する特性をもつことにより、ｆ02以
外のｆs ，ｆc ，ｆ01の光をも遮断する。
過特性を示す。ｆ02の信号光を透過させる帯域幅を有す
るとともに、図８に示されるような隣接チヤンネルとの
中間域で急激に減衰する特性をもつことにより、ｆ02以
外のｆs ，ｆc ，ｆ01の光をも遮断する。
【００２８】制御用光ファイバ１３には、発振周波数を
ｆc に安定化した半導体レーザーからなる制御光用光源
から出射された制御光が導かれる。この制御光がオンの
場合にのみ、信号用光ファイバ１２に伝送されている周
波数ｆs の信号光が、波長変換素子１１で周波数ｆ02の
光に変換される。この時、ｆ02＝２ｆc −ｆs であるか
ら、制御光の周波数ｆc は、ｆs とｆ02の中間の周波数
（ｆs ＋ｆ02）／２となる。また制御光がオフの場合
は、信号用光ファイバ１２から入射されるｆs の信号光
だけが波長変換素子１１から出るので、狭帯域フィルタ
ー１７でｆs はカットされ、出力用光ファイバ１６には
何も伝送されない。
ｆc に安定化した半導体レーザーからなる制御光用光源
から出射された制御光が導かれる。この制御光がオンの
場合にのみ、信号用光ファイバ１２に伝送されている周
波数ｆs の信号光が、波長変換素子１１で周波数ｆ02の
光に変換される。この時、ｆ02＝２ｆc −ｆs であるか
ら、制御光の周波数ｆc は、ｆs とｆ02の中間の周波数
（ｆs ＋ｆ02）／２となる。また制御光がオフの場合
は、信号用光ファイバ１２から入射されるｆs の信号光
だけが波長変換素子１１から出るので、狭帯域フィルタ
ー１７でｆs はカットされ、出力用光ファイバ１６には
何も伝送されない。
【００２９】図１１は、図９の波長変換装置１０を集積
構造とする場合の集積化波長変換器２０の構成例を示し
ている。基板２１の上に作成された光導波路２２、２３
で導かれた光は非線形光学物質２４を照射する。非線形
光学物質２４からの出力光は、光導波路２５を通り、狭
帯域フィルター２６で不要な波長の光をカットされて出
力される。基板２１は、導波路を作成できる素材であれ
ば特に制限はない。非線形光学物質２４は、導波路を構
成していてもよい。また狭帯域フィルター２６は、波長
選択作用があればよく、回折格子、プリズムであっても
よい。
構造とする場合の集積化波長変換器２０の構成例を示し
ている。基板２１の上に作成された光導波路２２、２３
で導かれた光は非線形光学物質２４を照射する。非線形
光学物質２４からの出力光は、光導波路２５を通り、狭
帯域フィルター２６で不要な波長の光をカットされて出
力される。基板２１は、導波路を作成できる素材であれ
ば特に制限はない。非線形光学物質２４は、導波路を構
成していてもよい。また狭帯域フィルター２６は、波長
選択作用があればよく、回折格子、プリズムであっても
よい。
【００３０】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、従来実
現困難であった非線形光学材料による波長変換デバイス
を高効率に実現でき、光信号を電気信号に変換して波長
変換を行う必要なしに、光信号のままで超高速に波長変
換動作を行わせることが可能となった。その結果、光通
信装置の回路が簡素化されるとともに、超高密度集積化
が容易となり、ひいては装置の小型化、低コスト化を促
進することができる。 ＜参考文献＞ １：Wavelength Conversion Technologies for WDM Net
work Applications［JOURNAL OF LIGHT TECHNOLOGY VOL
14,NO6,955- 966］ ２：Physical Review Letters 85(10) 2204-2207 (200
0) [Ultrafast OpticalNonlinearity in the Quasi-One
-Dimensional Motr Insulator Sr2CuO3] ３：Physical Review Letters 76(14) 2579-2582 (199
6) [Singularities inOptical Spectra of Quantum Spi
n Chains]
現困難であった非線形光学材料による波長変換デバイス
を高効率に実現でき、光信号を電気信号に変換して波長
変換を行う必要なしに、光信号のままで超高速に波長変
換動作を行わせることが可能となった。その結果、光通
信装置の回路が簡素化されるとともに、超高密度集積化
が容易となり、ひいては装置の小型化、低コスト化を促
進することができる。 ＜参考文献＞ １：Wavelength Conversion Technologies for WDM Net
work Applications［JOURNAL OF LIGHT TECHNOLOGY VOL
14,NO6,955- 966］ ２：Physical Review Letters 85(10) 2204-2207 (200
0) [Ultrafast OpticalNonlinearity in the Quasi-One
-Dimensional Motr Insulator Sr2CuO3] ３：Physical Review Letters 76(14) 2579-2582 (199
6) [Singularities inOptical Spectra of Quantum Spi
n Chains]
【図１】本発明による波長変換素子の基本構成の概略説
明図である。
明図である。
【図２】本発明で用いることの出来る１次元銅酸化物一
重鎖物質Ｓｒ2 ＣｕＯ3 の結晶構造を示す説明図であ
る。
重鎖物質Ｓｒ2 ＣｕＯ3 の結晶構造を示す説明図であ
る。
【図３】本発明で用いることの出来る１次元銅酸化物一
重鎖物質Ｓｒ2 ＣｕＯ3 の二光子吸収βの波長依存性を
示すグラフである。
重鎖物質Ｓｒ2 ＣｕＯ3 の二光子吸収βの波長依存性を
示すグラフである。
【図４】本発明による波長変換素子のｆ2 ＞ｆ1 の場合
における入力光と出力光の周波数軸上での配列を示す説
明図である。
における入力光と出力光の周波数軸上での配列を示す説
明図である。
【図５】本発明による波長変換素子のｆ2 ＞ｆ1 の場合
における入力光と出力光の周波数軸上での配列とチャン
ネル位置との対応を示す説明図である。
における入力光と出力光の周波数軸上での配列とチャン
ネル位置との対応を示す説明図である。
【図６】本発明による波長変換素子のｆ2 ＜ｆ1 の場合
における入力光と出力光の周波数軸上での配列を示す説
明図である。
における入力光と出力光の周波数軸上での配列を示す説
明図である。
【図７】本発明による波長変換素子のｆ2 ＜ｆ1 の場合
における入力光と出力光の周波数軸上での配列とチャン
ネル位置との対応を示す説明図である。
における入力光と出力光の周波数軸上での配列とチャン
ネル位置との対応を示す説明図である。
【図８】各チャンネルに備えられる狭帯域フィルターの
帯域透過特性の例を示すグラフである。
帯域透過特性の例を示すグラフである。
【図９】本発明の１実施の形態による波長変換装置の概
要図である。
要図である。
【図１０】各チャンネルの狭帯域フィルターの帯域透過
特性を示すグラフである。
特性を示すグラフである。
【図１１】本発明の１実施の形態による波長変換装置を
集積構造とする場合の集積化波長変換器の構成例を示す
概要図である。
集積構造とする場合の集積化波長変換器の構成例を示す
概要図である。
【図１２】非線形光学材料による波長変換の原理説明図
である。
である。
１：波長変換素子
２：第１の入力光
３：第２の入力光
４：第１の出力光
５：第２の出力光
１０：波長変換装置
１１：波長変換素子
１２：信号用光ファイバ
１３：制御用光ファイバ
１４：光集束用のレンズ
１５：光集束用のレンズ
１６：出力用光ファイバ
１７：狭帯域フィルター
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 Ｋｉｓｈｉｄａ Ｈ，Ｎａｔｕｒｅ,
2000年 ６月22日，ｖｏｌ．405，929−
932
Ｋｉｓｈｉｄａ Ｈ，Ｐｈｙｓ． Ｒ
ｅｖ． Ｌｅｔｔ．，2001年10月22日,
Ｖｏｌ．87，Ｎｏ．17，177401−１ −
177401−４
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02F 1/35
ＣＡ（ＳＴＮ)
ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (5)
- 【請求項１】 波長変換素子の非線形光学材料に、１次
元銅酸化物一重鎖構造または１次元銅酸化物二重鎖構造
を有する物質を用い、３次の非線形光学特性を利用して
波長変換を行う波長変換装置であって、 波長変換素子に周波数ｆ 1 の第１の入力光を入射する手
段と、波長変換素子に周波数ｆ 2 の第２の入力光を入射
する手段と、波長変換素子から出射される光のうちの周
波数ｆ 3 ＝２ｆ 2 −ｆ 1 の成分か周波数ｆ 4 ＝２ｆ 1 −
ｆ 2 の成分のいずれか一方の成分の光を出力光として選
択する手段とを備えていることを特徴とする波長変換装
置。 - 【請求項２】 第１の入力光の周波数ｆ 1 と出力光の周
波数ｆ 3 は、それぞれ波長多重光通信のあるチャンネル
の周波数であり、第２の入力光の周波数ｆ 2 と第１の入
力光の周波数ｆ 1 との差をΔとし、チャンネル間の周波
数差をδとし、ｍを正の整数またはゼロとして、関係式 Δ＝｜ｆ 2 −ｆ 1 ｜＝（２ｍ＋１）δ／２ を満たすように第２の入力光の周波数ｆ 2 が定められて
い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３】 １．５２μｍより長い波長帯域で使用さ
れることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
波長変換装置。 - 【請求項４】 １次元銅酸化物一重鎖構造を有する物質
は，Ｓｒ 2 ＣｕＯ 3 またはＣａ 2 ＣｕＯ 3 であり、１次
元銅酸化物二重鎖を有する物質は、ＳｒＣｕＯ 2 または
ＣａＣｕＯ 2 であることを特徴とする請求項１ないし請
求項３のいずれかに記載の波長変換装置。 - 【請求項５】 １次元銅酸化物一重鎖構造を有する物質
は，Ｓｒ 2 ＣｕＯ 3 とＣａ 2 ＣｕＯ 3 の混合物であり、
１次元銅酸化物二重鎖構造を有する物質は、ＳｒＣｕＯ
2 とＣａＣｕＯ 2 の混合物であることを特徴とする請求
項１ないし請求項３のいずれかに記載の波長変換装置。
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|---|---|---|---|
| JP2001328697A JP3533199B2 (ja) | 2001-10-26 | 2001-10-26 | 波長変換装置 |
| PCT/JP2002/006831 WO2003036381A1 (fr) | 2001-10-26 | 2002-07-05 | Element et dispositif de conversion de longueur d'onde |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001328697A JP3533199B2 (ja) | 2001-10-26 | 2001-10-26 | 波長変換装置 |
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|---|---|
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| JP3533199B2 true JP3533199B2 (ja) | 2004-05-31 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| WO (1) | WO2003036381A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5608025B2 (ja) * | 2010-09-22 | 2014-10-15 | 紀男 伊吹 | ガス濃度測定方法及びガス濃度測定装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JP3844409B2 (ja) * | 1999-02-08 | 2006-11-15 | 日本電信電話株式会社 | 多波長変換装置 |
| JP3533137B2 (ja) * | 2000-03-10 | 2004-05-31 | 独立行政法人 科学技術振興機構 | 光−光スイッチおよび光通信装置 |
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2001
- 2001-10-26 JP JP2001328697A patent/JP3533199B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-07-05 WO PCT/JP2002/006831 patent/WO2003036381A1/ja not_active Ceased
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Ｋｉｓｈｉｄａ Ｈ，Ｎａｔｕｒｅ，２０００年 ６月２２日，ｖｏｌ．４０５，９２９−９３２ |
| Ｋｉｓｈｉｄａ Ｈ，Ｐｈｙｓ． Ｒｅｖ． Ｌｅｔｔ．，２００１年１０月２２日，Ｖｏｌ．８７，Ｎｏ．１７，１７７４０１−１ − １７７４０１−４ |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2003036381A1 (fr) | 2003-05-01 |
| JP2003131275A (ja) | 2003-05-08 |
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