JP7659211B2 - Wavelength conversion device - Google Patents
Wavelength conversion device Download PDFInfo
- Publication number
- JP7659211B2 JP7659211B2 JP2023559246A JP2023559246A JP7659211B2 JP 7659211 B2 JP7659211 B2 JP 7659211B2 JP 2023559246 A JP2023559246 A JP 2023559246A JP 2023559246 A JP2023559246 A JP 2023559246A JP 7659211 B2 JP7659211 B2 JP 7659211B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- wavelength
- nonlinear optical
- temperature
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/37—Non-linear optics for second-harmonic generation
- G02F1/377—Non-linear optics for second-harmonic generation in an optical waveguide structure
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/39—Non-linear optics for parametric generation or amplification of light, infrared or ultraviolet waves
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Description
本発明は波長変換装置に関し、詳しくは、波長変換装置を構成する非線形光学素子を効率よく、出力を一定にするための技術に関する。The present invention relates to a wavelength conversion device, and more particularly to a technique for efficiently maintaining constant the output of a nonlinear optical element constituting a wavelength conversion device.
非線形光学素子の周期分極反転構造は、擬似位相整合を行うための構造であり、これは基本波と波長変換された波のコヒーレンス長ごとに結晶方位を反転し,非線形定数の符号を逆転することにより位相不整合量を補償して高い非線形光学効果を得るための手法である。特殊な非線形光学結晶を用いずに中赤外域から可視域まで幅広い波長変換が行えるという点で実用的な価値は高い。The periodically poled structure of nonlinear optical elements is a structure for quasi-phase matching, which is a method for obtaining a high nonlinear optical effect by inverting the crystal orientation for each coherence length of the fundamental wave and the wavelength-converted wave and compensating for the amount of phase mismatching by inverting the sign of the nonlinear constant. It has great practical value in that it can perform a wide range of wavelength conversion from the mid-infrared region to the visible region without using special nonlinear optical crystals.
一般に非線形光学材料の屈折率は温度依存性を有しており、2次非線形光学素子において擬似位相整合条件を厳密に満たすためには、素子の温度を一定に保つ必要がある。通常は、2次非線形光学素子またはその近傍にサーミスタ・熱電対等の測温体を設けその抵抗値等をモニタし、ヒータやペルチェ素子等の温調器を用いて素子を一定温度に保つ機構を設けたうえで動作をさせる。In general, the refractive index of a nonlinear optical material has a temperature dependency, and in order to strictly satisfy the quasi-phase matching condition in a second-order nonlinear optical element, it is necessary to keep the temperature of the element constant. Usually, a temperature measuring device such as a thermistor or thermocouple is provided on or near the second-order nonlinear optical element to monitor its resistance value, and a mechanism is provided to keep the element at a constant temperature using a temperature regulator such as a heater or Peltier element before operation.
しかしながら、従来の測温体のモニタ値を一定にするよう温調器を制御する機構のみでは、2つの課題により、2次非線形光学素子を用いた波長変換光デバイスを安定化させるのは困難であった。However, due to two problems, it has been difficult to stabilize a wavelength conversion optical device using a second-order nonlinear optical element using only a conventional mechanism for controlling a temperature regulator so as to keep the monitored value of a temperature sensor constant.
課題の1つ目としては、サーミスタや熱電対等の測温体でモニタできるのは、2次非線形光学素子全体の平均的な温度であり、非線形光学効果をもたらす導波路部分そのものの温度をモニタしているわけではないため、測温体の温度をモニタしているだけでは、最適温度で動作させることは厳密にはできない場合があった。One of the challenges is that a temperature sensor such as a thermistor or thermocouple can monitor only the average temperature of the entire second-order nonlinear optical element, and not the temperature of the waveguide portion itself that produces the nonlinear optical effect. Therefore, simply monitoring the temperature of the temperature sensor may not strictly ensure operation at the optimum temperature.
例えば、デバイスの環境温度(外気温度)が変化した場合、素子またはその近傍に設置した測温体が一定となるよう温度制御を行っていても、素子表面に位置する光が伝搬するコアは、ベース基板に接していない3つの側面が空気層に接しており、環境温度の変化をわずかながら受け最適動作点がシフトしてしまう。For example, if the environmental temperature (outside air temperature) of the device changes, even if temperature control is performed to keep the element or a temperature sensor installed in its vicinity constant, the core through which light propagates, located on the surface of the element, has three sides that are not in contact with the base substrate and are in contact with an air layer, so that the optimal operating point will shift slightly due to changes in the environmental temperature.
また、強い励起光を導波路に入射する場合、導波路内に入射された励起光の光吸収による発熱が生じるが、この発熱は導波路部分の局所的な発熱であり、素子またはその近傍に設置した測温体をモニタしているだけではその局所的な発熱による最適動作点のシフトを正しく検出することは困難であった。In addition, when strong excitation light is incident on the waveguide, heat is generated due to optical absorption of the excitation light incident on the waveguide. However, this heat is localized in the waveguide, and it is difficult to correctly detect a shift in the optimal operating point due to this localized heat generation simply by monitoring the element or a temperature sensor installed in its vicinity.
課題の2つ目としては、2次非線形光学素子に対して入出力される光の結合量の変動である。入出力される光は通常光ファイバを通じて伝搬されるが、2次非線形光学素子に結合させるためには、ファイバから光を空間に出力させ、レンズ等を用いて2次非線形光学素子に結合させる。この空間結合系が環境温度の変化等により、微小な光軸ずれが発生することで、2次非線形光学素子に結合される入力光の割合、及び2次非線形光学素子から
ファイバへ結合される出力光の割合が変動してしまう。これにより、波長変換光の出力も変動してしまう。 The second issue is the fluctuation in the amount of coupling of light input and output to the second-order nonlinear optical element. Input and output light is usually propagated through optical fiber, but in order to couple it to the second-order nonlinear optical element, the light is output from the fiber into space and then coupled to the second-order nonlinear optical element using a lens or other device. When a slight optical axis shift occurs in this spatial coupling system due to changes in the environmental temperature, etc., the ratio of input light coupled to the second-order nonlinear optical element and the ratio of output light coupled from the second-order nonlinear optical element to the fiber fluctuate. This also causes the output of the wavelength-converted light to fluctuate.
これに対し、特許文献1では波長変換によって得られた第二高調波の強度が最大になる
ように非線形光学素子の温度調整を行うことが記載されている。 In response to this, Patent Document 1 describes adjusting the temperature of a nonlinear optical element so as to maximize the intensity of the second harmonic wave obtained by wavelength conversion.
しかしながら、波長特性が最適値になるように補償するだけでは、2つの課題を同時に解決することはできず、出力安定化をすることはできない。However, simply compensating for the wavelength characteristics to be at the optimum value does not solve the two problems at the same time, and output stabilization is not possible.
本発明の目的は、非線形光学素子を適切な温度で動作させ、その出力光を安定化することができる波長変換装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a wavelength conversion device capable of operating a nonlinear optical element at an appropriate temperature and stabilizing the output light thereof.
本発明は、このような目的を達成するために、本発明の波長変換装置の一態様は、非線形光学素子を有して波長変換を行う波長変換装置であって、前記非線形光学素子に入力する光のパワーを調整する光パワー調整手段と、前記非線形光学素子の出力からの出力光を電気信号に変換し前記光パワー調整手段にフィードバックするためのモニタ光検出手段と、前記非線形光学素子から出力する光のパワーが一定値となるように、前記光パワー調整手段が調整する光パワーに対応した調整パラメータを設定する制御手段と、前記非線形光学素子の温度を調節する温度調整手段と、を備え、前記制御手段は、前記温度調整手段によって複数の異なる温度の設定を行うようにし、前記複数の設定された温度それぞれに対応して設定される前記調整パラメータにおいて、最も小さな調整パラメータに対応する温度を、前記温度調整手段が前記非線形光学素子の温度を調節する際の目標温度に設定することを特徴とする。In order to achieve this object, one aspect of the wavelength conversion device of the present invention is a wavelength conversion device having a nonlinear optical element and performing wavelength conversion, comprising: optical power adjustment means for adjusting the power of light input to the nonlinear optical element; monitor light detection means for converting output light from the output of the nonlinear optical element into an electrical signal and feeding it back to the optical power adjustment means; control means for setting an adjustment parameter corresponding to the optical power adjusted by the optical power adjustment means so that the power of light output from the nonlinear optical element is a constant value; and temperature adjustment means for adjusting the temperature of the nonlinear optical element, wherein the control means sets a plurality of different temperatures using the temperature adjustment means, and sets the temperature corresponding to the smallest adjustment parameter among the adjustment parameters set corresponding to each of the plurality of set temperatures as the target temperature when the temperature adjustment means adjusts the temperature of the nonlinear optical element.
上記構成によれば、波長変換装置において、非線形光学素子を適切な温度で動作させ、その出力光を安定化することができる。According to the above configuration, in the wavelength conversion device, the nonlinear optical element can be operated at an appropriate temperature, and the output light can be stabilized.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図1に本発明の実施形態に係る波長変換器および光パラメトリック増幅器を備えた波長変換装置100の基本構成が示される。この波長変換装置100は、二次の非線形光学デバイス(素子)103と、温度調整器104と,光パワー調整機構102と、制御信号生成器109と、光分岐カプラ105と,モニタ光を検出する光強度検出器106と,PID制御コントローラ(帰還回路)107と、を備えている。なお、図において、実線の接続線が光学的な接続を、破線が電気的に接続を、それぞれ示している。これ以後に説明する波長変換装置に関する図面についても同様である。光パワー調整機構102は、後述の具体的実施例において説明されるように、光増幅器(EDFA)、可変光減衰器(VOA)、光分波器、光検出器のいずれか、又はそれらの組み合わせで構築される。非線形光学デバイス103には、その入力端に基本波の波長帯の光を入射する基本波入射ポートと、非線形光学デバイス103の出力端に基本波の半分の波長帯の光を出射する二次高調波出射ポートと、が備えられる。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the basic configuration of a
図1に示す構成において、非線形光学デバイス103からの出力光である二次高調波をモニタ光として光パワー調整機構102にフィードバックし、光パワー調整機構102は非線形光学デバイス103からの出力が一定になるように、非線形光学デバイス103に入力する光のパワー(強度)を調整する(第一の制御)共に、その温度制御に関して、光パワー調整機構102は第二高調波発生の光パワーの波長特性を最適化する制御を行う(第二の制御)。In the configuration shown in FIG. 1, the second harmonic, which is the output light from the nonlinear
図2(a)は、非線形光学デバイス103の第二高調波の波長依存性のグラフを示している。第二高調波の波長特性は波長に応じてSinc関数で変化し所定波長で最大値をとる。そして、波長特性は、非線形光学デバイス103の温度が変化すると(T-2ΔT~T+2ΔT)、波長方向にシフトする波長依存性を有している。2A shows a graph of the wavelength dependency of the second harmonic of the nonlinear
第一の制御は、非線形光学デバイス103からの出力が一定になるように、出力の一部を分岐し、そのパワーをモニタしてPID制御コントローラ107を介して、光パワー調整機構102にフィードバックを行う。そして、光パワー調整機構102は、環境温度等の変化に伴う光結合の変動を補償すべく非線形光学デバイス103からの出力が一定になるようにする。本発明の実施形態は、この第一の制御によって、非線形光学デバイス103の出力が一定ならないことはない。しかし、温度も合わせて最適値にしないと、励起光率が悪くなってしまうことと、あまりにも励起光率が悪い場合には光パワー調整機構の守備範囲から外れてしまう可能性がある。第一の制御にのみでは非線形光学デバイス103からの出力の安定化は困難となる。In the first control, a part of the output from the nonlinear
本発明の実施形態は、第一の制御に加えて第二の制御を行う。この制御は、入力励起光波長に対して非線形光学デバイス103の第二高調波の波長特性を最適化するものである。これは、入力励起光波長が図2(a)の波長特性の最大値をとる波長に設定するものである。In the embodiment of the present invention, in addition to the first control, a second control is performed. This control optimizes the wavelength characteristic of the second harmonic of the nonlinear
このような、波長特性の最大値をとるような制御は、PDH法(Pound-Drever-Hall法)が一般的に用いられる。PDH法は,システム内にディザ信号を生成し,応答信号に対してディザ信号で復調することで、応答関数を微分した関数を獲得する。そして、この微分関数を誤差関数として用いることで,微分関数がゼロになる点,すなわち応答関数が最大値をとる点を設定することができる。しかし、PDH法を用いる場合、ディザ信号を用いて本来安定させたい出力光を微小に変動させることを行っているため、特定の周波数成分のみによる変動ではあるものの、出力の安定性の劣化を招く恐れがある。また、ディザ信号による出力光の変動を極めて小さいレベルに抑えたとしても、第一の制御との併用が困難である。すなわち、第一の制御は出力光パワーが一定になるように制御するために、第二の制御のディザ信号による変動が読み取れなくなる。For such control to obtain the maximum value of the wavelength characteristic, the PDH method (Pound-Drever-Hall method) is generally used. In the PDH method, a dither signal is generated in the system, and the response signal is demodulated with the dither signal to obtain a function obtained by differentiating the response function. Then, by using this differential function as an error function, it is possible to set the point where the differential function becomes zero, that is, the point where the response function becomes the maximum value. However, when using the PDH method, since the output light that is originally to be stabilized is minutely fluctuated using the dither signal, there is a risk of deteriorating the stability of the output, even though the fluctuation is due to only a specific frequency component. In addition, even if the fluctuation of the output light due to the dither signal is suppressed to an extremely small level, it is difficult to use it together with the first control. In other words, since the first control controls the output light power to be constant, the fluctuation due to the dither signal of the second control cannot be read.
本発明の実施形態は、上記問題を解消し、第一の制御と第二の制御を共に実施する。図1において、制御信号生成器109は、温度調整器104に対し、温度をT-2ΔT~T+2ΔTの範囲で、ΔT間隔で順次温度を変化させるよう命令する。ここで、Tは非線形光学デバ
イス103の設定温度であり、ΔTは温度変化の量である。このとき、図2(a)にて上述したように、第二高調波の波長特性は波長方向においてシフトする。このため、第二高調波の出力光のパワーは温度に応じて変動する。一方で、第二高調波の出力光をモニタしたパワー(強度)は上述した第一の制御によって一定値に安定化されているので、第二高調波の温度変化に応じた変動を検出することができない。そこで、本発明の実施形態では、フィードバックによって非線形光学デバイス103における温度変動の影響を含む、光パワー調整機構102のパワーをモニタすることによって、非線形光学デバイス103の設定温度Tを再設定する。そして、温度調整器104はこの設定温度Tを目標値として非線形光学デバイス103の温度制御を行う。 The embodiment of the present invention solves the above problem and performs both the first control and the second control. In FIG. 1, the
図2(b)は、光パワー調整機構102のパワーのモニタ結果および設定温度Tの再設定を説明する図である。上述したように、温度調整器104によって、そのときの目標温度Tと、それより低い温度T-2ΔT、T-ΔT、目標温度Tより高い温度T+ΔT、T+2ΔTの5つの温度を設定し、そのときの非線形光学デバイス103の温度に応じた光パワー調整機構102のモニタパワーの値を取得する。ここで、第二高調波の発生効率が最も高い温度で、光パワー調整機構102のモニタパワーは最低値をとる。すなわち、最も励起光率が良くなる。制御信号生成器109は、このモニタパワーが最低値となる温度を新たな設定温度Tとする。図2(b)に示す例では、温度T+ΔTが新たな設定温度Tに設定される。そ
して、制御信号生成器109は温度調整器104に対して新たに設定した温度Tで温度制御を行うようにする。これにより、波長変換装置を常に最適温度で動作させ、その光出力光を安定化させることができる。 FIG. 2B is a diagram for explaining the monitor result of the power of the optical
以下では、上述した本発明の実施形態に基づく、いくつかの具体的実施例を説明する。In the following, some specific examples based on the above-described embodiment of the present invention will be described.
(実施例1)
図3は、本発明の第1の実施例に係る波長変換器および光パラメトリック増幅器を含む波長変換装置300の構成を示すブロック図である。この実施例1の波長変換器および光パラメトリック増幅器を含む波長変換装置300は、基本波励起用の光源101a、光増幅器(EDFA)102a、非線形光学デバイス103、温度調整器104、光分岐カプラ105、光強度検出器、比例・積分・微分(Proportional-Integr
al-Derivative: PID)コントローラ107、電流制御器108a、およ
び制御信号生成器109と、を有して構成される。Example 1
3 is a block diagram showing the configuration of a
The
この波長変換器および光パラメトリック増幅器において、非線形光学デバイス103は、基本波励起光を分波するダイクロイックミラー型分波器を備えており、入力される基本波励起光、および出力される第二高調波励起光の間で擬似位相整合を満たす周期分極反転構造を有するPPLN導波路を備えている。つまり、基本波励起光・第二高調波励起光の導波路中の実効屈折率をそれぞれnf・npとして
np/λp-2nf/λf=1/Λ (式1)
を満たす反転周期Λの分極反転構造が備えられる。 In this wavelength converter and optical parametric amplifier, the nonlinear
The polarization inversion structure has an inversion period Λ that satisfies the above.
非線形光学デバイス103のPPLN導波路は式1を満たすように、温度調整器104によって温度が制御されている。The temperature of the PPLN waveguide of the nonlinear
波長変換装置300の動作が説明される。本実施形態では、電流制御器108aは、EDFA102aを駆動するための励起光源用の電流値(調整パラメータ)を制御し、これにより、PPLN導波路への基本波励起光の入力パワーを調整し、PPLN導波路から光ファイバへ出力される第二高調波励起光のパワーを安定化させている。基本波励起用の光源101aから出力された基本波励起光はEDFA102aによって増幅されたのちに、非線形光学素子(PPLN導波路)103へ入力される。PPLN導波路内部で発生した第二高調波励起光と基本波励起光の残渣成分がPPLN導波路から出力され、ダイクロイックミラー型分波器によって分波され、第二高調波励起光を出力ファイバに結合している。第二高調波励起光の一部は光分岐カプラ105によって分岐され、光強度検出器106によって光強度に比例した電気信号に変換される。電気信号はPID制御コントローラ107を介してEDFA102aを駆動するための電流制御器108aにフィードバックされる。これにより、第二高調波励起光の出力パワーが設定した目標値となるように制御されている。この出力パワーに関し、図4(a)および(b)にて後述されるように、PPLN導波路の温度をT-2ΔT~T+2ΔTの範囲で、ΔT間隔で変化させてEDFA102aの電流値(調整パラメータ)をモニタし、設定温度Tを設定する処理を行う。なお、温度調整器104によるPPLN導波路の温度制御の周期に対し、EDFA102aへの電流値制御の周期は十分に短く設定する必要がある。これは電流値制御の周期が十分に短くないと、PPLN導波路の温度変動に伴う第二高調波の出力パワー変動の影響を受けてしまうためである。The operation of the
図4(a)および(b)は、光パワー調整機構として機能するEDFA102aを駆動する電流値(調整パラメータ)をモニタし、温度調整器104による温度調節の目標とする設定温度Tsetを求める(設定する)処理を説明する図である。この処理は、EDFA
102aと温度調整器104とに電気的に接続する制御信号生成器109を用いて実行される。制御信号生成器109は、CPU、ROM、RAMなどを有して構成されるマイクロコンピュータの形態とすることができる。 4A and 4B are diagrams for explaining a process of monitoring a current value (adjustment parameter) for driving the
This is performed using a
この処理は、図4(a)に示すステップS41で、PPLN導波路の温度をTset‐2ΔTに設定し、その温度において、電流制御器108aがEDFA102aを駆動する電流値を取得する。以下同様に順次、PPLN導波路の温度をTset‐ΔTに設定して、EDFA
の電流値を取得し(S42)、次に、PPLN導波路の温度をTsetに設定して、EDFAの電流値を取得し(S43)、さらにPPLN導波路の温度をTset+ΔTに設定して、EDFAの電流値を取得し(S44)、さらにPPLN導波路の温度をTset+2ΔTに設定して
、EDFAの電流値を取得し(S45)する。 In this process, in step S41 shown in FIG. 4A, the temperature of the PPLN waveguide is set to Tset-2ΔT, and at that temperature, the
The current value of the EDFA is obtained (S42), then the temperature of the PPLN waveguide is set to Tset and the current value of the EDFA is obtained (S43), the temperature of the PPLN waveguide is further set to Tset+ΔT and the current value of the EDFA is obtained (S44), and the temperature of the PPLN waveguide is further set to Tset+2ΔT and the current value of the EDFA is obtained (S45).
そして、ステップS46で、図4(b)に示すように、それぞれ設定した温度でのEDFA102aのモニタした電流値を比較し、電流値が最低値をとる温度を新たな設定(目標)温度Tsetとする。このように、EDFA102aの電流値が最低値をとる温度が、データを取得した中で最も励起効率が良い非線形光学デバイス(PPLN導波路)103の温度となる。以上の制御を実行することにより、PPLN導波路の温度を常に適した温度に調整することが可能になる。Then, in step S46, as shown in Fig. 4B, the monitored current values of the
実際に、図3に示す構成で第二高調波の出力パワーが一定に制御できるかを試みた。PPLN導波路の温度の変更までの時間は、温度の応答時間を考慮して2秒間隔とし、ここではΔTは0.1 ℃として、設定温度から±0.2 ℃までの5点分動かす制御を実施した。なお、EDFA102aへの電流値のフィードバックは0.1秒間隔で実施しており、温度の変動と比べて十分に早い速度での制御を実施しており、温度変動に伴う出力変動が起こらないように調整している。第二高調波励起光の出力パワーの目標値を27dBmに設定し、10時間の連続動作を実施したところ、27±0.1dBでの動作安定化に成功がされた。In fact, we tried to control the output power of the second harmonic to a constant value with the configuration shown in Fig. 3. The time until the temperature of the PPLN waveguide is changed is set to 2 seconds in consideration of the temperature response time, and ΔT is set to 0.1°C, and control is performed by moving the temperature from the set temperature by 5 points up to ±0.2°C. The current value is fed back to the
なお、本実施例ではPPLN導波路の温度制御時に温度を0.1 ℃ずつ動かしたがこ
の値に限定されるものではない。また、0.1 ℃ずつ5点分温度を動かしたが、この取
得点数も5点に限定されるものではなく、任意の点数としてよい。 In this embodiment, the temperature was changed by 0.1° C. at each time of the temperature control of the PPLN waveguide, but this is not limited to this value. Also, the temperature was changed by 0.1° C. at five points, but the number of points obtained is not limited to five points, and may be any number of points.
また、本実施例ではEDFA102aの電流値(調整パラメータ)をモニタしてPPLN導波路の最適温度の制御をしたが、EDFA102aの出力パワーをモニタし、そのモニタパワーが最低値をとる温度にPPLN導波路の温度を更新していく制御としてもよい。In addition, in this embodiment, the current value (adjustment parameter) of the
本実施例では制御信号生成器109としてマイクロコンピュータを用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、FPGA等の制御回路を用いてもよい。In this embodiment, a microcomputer is used as the
制御時間に関しては、温度変更時間を2 秒間隔、EDFA102aの電流値制御間隔
を0.1 秒としたが、この値に限定されるものではなく、EDFA102aの電流値制
御間隔がPPLN導波路の温度変更の間隔と比べて十分に短ければよい。 Regarding the control time, the temperature change interval was set to 2 seconds, and the current value control interval of the
本実施例では非線形光学デバイス103として、周期分極反転構造を有するニオブ酸リチウム(LiNbO3)を用いているが、これに限定されるものではなく、LiNbO3、LiTaO3、LiNb(x)Ta(1-x)O3(0≦x≦1)、または、それらにMg、Zn、Sc、Inからなる群から選ばれた少なくとも一種を添加物として含有している非線形光学媒質を用いてよい。 In this embodiment, lithium niobate ( LiNbO3 ) having a periodically poled structure is used as the nonlinear
(実施例2)
図5に本発明の実施例2に係る波長変換器および光パラメトリック増幅器を含む波長変換装置500の第2の実施例の構成を示すブロック図である。この実施の形態2の波長変換器および光パラメトリック増幅器は、基本波励起用の光源101aと、光増幅器(EDFA)102b、可変光減衰器(VOA)102c、第一の光強度検出器106a、非線形光学デバイス103と温度調整器104、第二の光分岐カプラ105b、第二の光強度検出器106b、比例・積分・微分(Proportional-Integral-Derivative:PID)コントローラ107、電圧制御器108b、および制御信号生成器109を備えている。Example 2
5 is a block diagram showing the configuration of a second example of a
実施例1との違いは、基本波励起光の入力パワーの制御をEDFA102bではなく、後段のVOA102cで実施している点である。本実施例におけるVOA102cは電圧で光減衰量を制御しているが、このようなVOA102cとしては例えば、モータなどの手段によって光量減衰レベルに分布を有する光学フィルタを移動させる機械式のVOAなどが知られている。基本的な制御動作は実施例1と同様であり、非線形光学デバイス103(PPLN導波路)の温度は、常時T-2ΔT~T+2ΔTまでΔT間隔で離散的に掃引を続ける。The difference from the first embodiment is that the input power of the fundamental pump light is controlled not by the
出力パワーは一定値を保つように、第二の光強度検出器106bのモニタパワーをVOA102cを駆動する電圧制御器108bにフィードバックをかけている。PPLN導波路の最適温度はVOA102cの後段の第二の光強度検出器106bの光パワーが最低値となる温度、すなわちもっとも励起光率のよくなる温度を設定温度とするように、制御信号生成器109を介して温度調整器104にフィードバックをかけている。このような制御を行うことで、実施例1と同様に、PPLN導波路の温度を最適温度に保ちながら、第
二高調波励起光の出力強度を一定値に制御することが可能となる。 The monitor power of the second
図6は、光パワー調整機構として機能するVOA102cを駆動する電圧値(調整パラメータ)をモニタし、温度調整器104による温度調節の目標とする設定温度Tsetを求
める(設定する)処理を説明する図である。この処理は、VOA102cと温度調整器104とに電気的に接続する制御信号生成器109を用いて実行される。制御信号生成器109は、CPU、ROM、RAMなどを有して構成されるマイクロコンピュータの形態とすることができる。 6 is a diagram for explaining a process of monitoring a voltage value (adjustment parameter) for driving the
この処理は、図6に示すステップS61で、PPLN導波路の温度をTset‐2ΔTに設定し、その温度において、電圧制御器108bがVOA102cを駆動する電圧値を取得する。以下同様に順次、PPLN導波路の温度をTset‐ΔTに設定して、EDFAの電圧値
を取得し(S62)、次に、PPLN導波路の温度をTsetに設定して、EDFAの電圧値を取得し(S63)、さらにPPLN導波路の温度をTset+ΔTに設定して、EDFAの電圧値を取得し(S64)、さらにPPLN導波路の温度をTset+2ΔTに設定して、EDF
Aの電圧値を取得し(S65)する。 6, the temperature of the PPLN waveguide is set to Tset-2ΔT, and the
The voltage value of A is obtained (S65).
そして、ステップS66で、図6に示すように、それぞれ設定した温度でのVOA102cのモニタした電圧値を比較し、電圧値が最低値をとる温度を新たな設定(目標)温度Tsetとする。Then, in step S66, as shown in FIG. 6, the monitored voltage values of the
本実施例では、VOA102cからの出力パワーをモニタしてPPLN導波路の温度の最適化を行っているが、VOA102cの駆動電圧をモニタすることで、PPLN導波路の温度の最適化を行ってもよい。In this embodiment, the temperature of the PPLN waveguide is optimized by monitoring the output power from the
(実施例3)
図7に本発明に係る実施例1の波長変換器および光パラメトリック増幅器を含む波長変換装置700の構成を示すブロック図である。この実施の形態3の波長変換器および光パラメトリック増幅器は、基本波励起用の光源101aと、光増幅器(EDFA)102a、第一のバンドパスフィルタ701a、第一の光分岐カプラ105a、非線形光学デバイス103と温度調整器104、第二の光分岐カプラ105b、第二のバンドパスフィルタ(BPF)701b、光強度検出器、比例・積分・微分(Proportional-Integral-Derivative: PID)コントローラ107、電流制御器108a、および制御信号生成器109を備えている。基本波出射ポートと非線形光学デバイス103の間には基本波光の半分の波長を有する二倍波の波長帯の光と、基本波光の波長帯の光とを分離する波長合分波機構が配置される。Example 3
7 is a block diagram showing the configuration of a
実施例1,2では非線形光学デバイス103を用いた第二高調波発生過程を扱っていたが、本実施例では1つの非線形光学デバイス103中で第二高調波発生過程とパラメトリック増幅過程を両方引き起こすものである。つまり、基本波励起光を入力することで発生した第二高調波励起光をエネルギー源として、同時に入力している信号光のパラメトリック増幅を行う、多段の過程を用いている。本実施例ではパラメトリック増幅の出力光パワーの安定化とPPLN導波路の温度の最適化を同時に行う方法を提示する。In the first and second embodiments, the second harmonic generation process using the nonlinear
波長変換装置700の波長変換器および光パラメトリック増幅器において、非線形光学デバイス103は、基本波励起光及び信号光と第二高調波励起光を分波するダイクロイックミラー型分波器を備えており、入力信号光、波長変換光、第二高調波励起光の間で擬似位相整合を満たす周期分極反転構造を有するPPLN導波路を備えている。つまり、信号光・変換光・第二高調波励起光の導波路中の実効屈折率をそれぞれns・nc・npとして
np/λp-ns/λs-nc/λc=1/Λ (式2)
を満たす反転周期Λの分極反転構造が備えられる。これはλs=λc(=λf)となる場合が(式1)に相当している。PPLN導波路は式2をみたすように、温度調整器104によって温度が制御されている。 In the wavelength converter and optical parametric amplifier of the
This corresponds to the case where λs = λc (= λf) in equation (1). The temperature of the PPLN waveguide is controlled by a
ここで、式(1)で表される第二高調波発生過程と、式(2)で表されるパラメトリック増幅過程の波長特性が図8に示される。基本波光は、単一のレーザ光源から出力された単一波長のレーザ光である(基本波光を示す図8(c))。PPLN導波路の第二高調波に対する位相整合帯域は、パラエトリック増幅に対する位相整合帯域よりも狭いが、基本波光のレーザ光の線幅はよりは十分広い(SHG過程を示す図8(b))。パラメトリック増幅過程においては、信号光波長を変化させても、周波数2ω0-ωsの変換光と励起光との間で、式2を満たす限りは同じ変換効率が得られる。このとき、実効屈折率nsおよびncも変化するが、材料の分散によりnsが大きくなった分ncが小さくなることで信号光波長を変えても(式2)を満たすことができ、パラメトリック増幅過程を示す図8(a)に示めすような広い波長変換帯域となり、2つのPPLNデバイスで異なる位相整合特性となる。 Here, the wavelength characteristics of the second harmonic generation process represented by formula (1) and the parametric amplification process represented by formula (2) are shown in FIG. 8. The fundamental light is a single-wavelength laser light output from a single laser light source (FIG. 8(c) showing the fundamental light). The phase matching band for the second harmonic of the PPLN waveguide is narrower than the phase matching band for the parametric amplification, but the line width of the laser light of the fundamental light is sufficiently wider (FIG. 8(b) showing the SHG process). In the parametric amplification process, even if the signal light wavelength is changed, the same conversion efficiency can be obtained between the converted light with a frequency of 2ω 0 -ω s and the pump light as long as formula 2 is satisfied. At this time, the effective refractive indexes ns and nc also change, but since nc becomes smaller by the amount that ns becomes larger due to the dispersion of the material, (formula 2) can be satisfied even if the signal light wavelength is changed, and a wide wavelength conversion band is obtained as shown in FIG. 8(a) showing the parametric amplification process, and the two PPLN devices have different phase matching characteristics.
第3の実施例の波長変換装置700の動作が説明される。本実施例では、EDFA102aを駆動するための基本波励起用の光源101aの電流値(調整パラメータ)を制御し、これによりPPLN導波路への基本波励起光の入力パワーを調整し、PPLN導波路から光ファイバへ出力される信号光及び波長変換光のパワーを安定化させている。基本波励起用の光源101aから出力された基本波励起光はEDFA102aによって増幅されたのちに、バンドパスフィルタによって不要なASE光が除去され、信号光と第一の光分岐カプラ105aを通じて合波される。信号光と基本波励起光は非線形光学素子(PPLN導波路)へ入力され、PPLN導波路内部で基本波励起光により発生した第二高調波励起光と信号光とのパラメトリック増幅過程により、波長変換光が発生する。基本波励起光の残渣成分・信号光・変換光及びパラメトリック増幅過程で生成されたASEなどの基本波波長帯成分と、第二高調波励起光はPPLN導波路から出力され、ダイクロイックミラー型分波器によって第二高調波励起光と、基本波波長帯成分とに分離される。基本波波長帯成分はその一部を第二の光分岐カプラ105bによって分岐され、第二のBPF701bによって基本波励起光を含まない、基本波励起光波長近傍の波長成分が取り出されたのち、光強度検出器106によって光強度に比例した電気信号に変換される。ここで、第二のBPF701bで基本波励起光近傍波長を取り出す理由が述べられる。非線形光学デバイス103のPPLN導波路を用いた波長変換や光パラメトリック増幅を行う場合、信号光は基本波励起光の波長(縮退波長)とその近傍の波長を用いることができない。これは波長変換光が基本波励起光の波長を中心に折り返す形で現れるためであり、この波長近傍の信号光を入力した場合、変換光も同じ波長に出力されてしまうため、干渉してしまい、分離ができなくなるためである。このため、縮退波長近傍は本質的に利用することがないため、モニタ光として利用しても他の信号光に与える影響が少ない利点をもつ。次に、縮退波長近傍は温度に対する変換効率の変動がSHG効率の変動と同じ形になり、最適温度で変換効率の頂点を迎える形状となる。このため、非線形光学デバイス103と同様の方法で最適温度への制御が可能となる。ただし基本波励起光波長の残渣成分を含んでしまうと、基本波励起光は励起光率がよくなるほどに光パワーが減ってしまうため、今回の最大出力への安定化制御には適さない挙動となるためにBPFは基本波励起光成分を含まない近傍波長に設定している。モニタ出力の電気信号はPID制御コントローラ107を介してEDFA102aを駆動するための電流制御器108aにフィードバックされ、これによりパラメトリック増幅後の出力パワーが設定した目標値となるように制御されている。この出力パワーに関し、PPLN導波路の温度をT-2ΔT~T+2ΔTまでΔT間隔で変化させてEDFA102aの電流値(調整パラメータ)をモニタし、設定温度Tを設定する処理を行い、EDFA102aの設定電流値をモニタして、電流値が最低となるようにPPLN導波路の設定温度にフィードバックをかける制御は実施例1と同じである。このような制御を行うことで、PPLN導波路の温度を最適温度に保ちながら、パラメトリック増幅後の出力光の強度を一定値に制御することが可能となる。The operation of the
(実施例4)
図9に本発明の実施例の波長変換器および光パラメトリック増幅器を含む波長変換装置900の構成が示される。この実施例の4の波長変換装置900の波長変換器および光パラメトリック増幅器は、第二高調波励起用の光源101bと、可変光減衰器(VOA)102c、第一の光分岐カプラ105a、第一の光強度検出器106a、非線形光学デバイス103と温度調整器104、第二の光分岐カプラ105b、バンドパスフィルタ(BPF)701、第二の光強度検出器106b、比例・積分・微分(Proportiona
l-Integral-Derivative:PID)コントローラ107、電圧制御
器108b、および制御信号生成器109を備えている。非線形光学デバイス103の入力端に、信号光の概ね半分の波長を有する二倍波の波長帯の光と前記信号光の波長帯の光とを合波する第一の波長合分波機構が配置され、非線形光学デバイス103の入力端に信号光の波長帯の光を入射する入射ポートと、前記二倍波の波長帯の光を入射する入射ポートを有する。非線形光学デバイス103の出力端に、二倍波の波長帯の光と信号光の波長帯の光とを分波する第二の波長合分波機構が配置される。Example 4
9 shows the configuration of a
The nonlinear
本実施例は、PPLN導波路に第二高調波励起光と信号光を入力してパラメトリック増幅過程を引き起こし、パラメトリック増幅の出力光パワーの安定化とPPLN導波路の温度の最適化を同時に行う方法を提示するものである。This embodiment presents a method for inducing a parametric amplification process by inputting second harmonic pump light and signal light into a PPLN waveguide, and simultaneously stabilizing the output light power of the parametric amplification and optimizing the temperature of the PPLN waveguide.
PPLN導波路は入出力に信号光波長帯と第二高調波励起光を合分波するダイクロイックミラー型合分波器を備えており、入力信号光、波長変換光、第二高調波励起光の間で擬似位相整合を満たす周期分極反転構造を有するPPLN導波路を備えている。すなわち、信号光・変換光・第二高調波励起光の導波路中の実効屈折率をそれぞれns・nc・npとして(式2)を満たす反転周期Λの分極反転構造が備えられる。The PPLN waveguide is provided with a dichroic mirror type multiplexer/demultiplexer that multiplexes/demultiplexes the signal light wavelength band and the second harmonic pump light at the input and output, and is provided with a PPLN waveguide having a periodic polarization inversion structure that satisfies quasi-phase matching between the input signal light, the wavelength converted light, and the second harmonic pump light. That is, the PPLN waveguide is provided with a polarization inversion structure with an inversion period Λ that satisfies (Equation 2) where the effective refractive indices in the waveguide for the signal light, the converted light, and the second harmonic pump light are ns, nc, and np, respectively.
第4の実施例の波長変換装置900の動作が説明される。本実施例では、VOA102cを駆動する電圧値(調整パラメータ)を制御することによってPPLN導波路への第二高調波励起光の入力パワーを調整し、PPLN導波路から光ファイバへ出力される信号波長帯の出力光パワーを安定化させている。第二高調波励起用の光源101bから出力された光はVOA102cによってパワーを調整されたのちに、PPLN導波路へダイクロイックミラーを介して結合される。このとき、第二高調波励起光の一部は第一の光分岐カプラ105aによって分離され、第一の光強度検出器によって、光強度に応じた電気信号に変換されている。ダイクロイックミラーのもう一方からは信号光が入力され、PPLN導波路へ結合される。PPLN導波路内部ではパラメトリック増幅過程により、増幅された信号光と新たに生成された波長変換光及びASE光が第二高調波励起光の残渣成分とともにPPLN導波路から出力され、ダイクロイックミラー型分波器によって分波される。信号光波長帯の一部は第二の光分岐カプラ105bによって分岐され、BPF701によって第二高調波励起光の倍の波長成分、すなわち基本波励起光波長の近傍波長が切り出され、光強度検出器106によって光強度に比例した電気信号に変換される。電気信号はPID制御コントローラ107を介してVOA102cを駆動するための電圧制御器108bにフィードバックされる。これにより、パラメトリック増幅後の信号波長帯の出力パワーが設定した目標値となるように制御されている。PPLN導波路の温度をT-2ΔT~T+2ΔTの範囲で、ΔT間隔で変化させてVOA102cの電圧値(調整パラメータ)をモニタし、設定温度Tを設定する処理を行う。第一の光強度検出器106aからの電気信号の値が最低値となるように、制御信号生成器109を介して温度調整器104にフィードバックされている。このような制御をすることで、PPLN導波路の温度を常時最適な温度に調整し、パラメトリック増幅後の出力パワーを安定化させることが可能になる。The operation of the
本実施例ではVOA102cを用いて光強度を調整しているが、第二高調波励起用の光源101bを駆動する電気信号にフィードバックをかけて、パラメトリック増幅後の出力光パワーの安定化をし、駆動する電気信号をモニタして、PPLN導波路の温度の最適制御をかけてもよい。In this embodiment, the optical intensity is adjusted using the
第二高調波励起用の光源101bは、直接第二高調波励起光波長を出力できるレーザダイオードを用いてもよいが、基本波励起光波長の光を出力する光源とその第二高調波を発生させる非線形光学デバイスとの組み合わせでもよい。The
二倍波光源の実現手段としては、二倍波の波長を出力するレーザを準備するか、基本波の波長を出力するレーザの第二高調波をとるかの2通りがある。There are two ways to realize a double wave light source: either prepare a laser that outputs a double wave wavelength, or take the second harmonic of a laser that outputs a fundamental wave wavelength.
二倍波光源は、信号光の概ね半分の波長の光を出力するレーザダイオードと、レーザダイオードの駆動用の電流制御器、VOA、光分波器、光検出器のいずれか、又はそれらの組み合わせで構築される。The double wave light source is constructed by a laser diode that outputs light with approximately half the wavelength of the signal light, a current controller for driving the laser diode, a VOA, an optical splitter, a photodetector, or a combination of these.
又は、二倍波光源は、信号光の波長帯の波長の光を出力するレーザダイオードとレーザダイオードの駆動用の電圧制御器108bと光増幅器102bと非線形光学デバイス、VOA102c、第二の光分岐カプラ105bの光分波器、第一の光強度検出器106aの
いずれか、もしくはそれらの組み合わせで構築される。 Alternatively, the double wave light source is constructed by a laser diode that outputs light with a wavelength in the wavelength band of the signal light, a
Claims (5)
基本波光から波長の異なる変換光を発生させる非線形光学素子と、前記非線形光学素子の入力端に基本波の波長帯の光を入射する基本波入射ポートと、前記非線形光学素子の出力端から前記基本波の半分の波長帯の光を出射する二次高調波出射ポートと、前記非線形光学素子の出力端から基本波の波長帯の光を出射する基本波出射ポートと、前記非線形光学素子の温度を調整する温度調整機構と、を備えた波長変換装置であって、
前記非線形光学素子の基本波入射ポート側に、モニタ出力を備えた前記基本波光のパワー調整機構を備え、
前記基本波入射ポートの前段に信号光を合波する合波器を有し、前記二次高調波出射ポートおよび前記基本波出射ポートと前記非線形光学素子との間には前記基本波光の半分の波長を有する二倍波の波長帯の光と、前記基本波光の波長帯の光とを分離する波長合分波機構が配置され、
前記基本波出射ポートの後段に、前記基本波の一部を分離する分波器および前記基本波の光強度を検出する光検出器と、
前記分波器と前記光検出器の間に光バンドパスフィルタと、
を有し、
前記光検出器からの信号を元に、前記パワー調整機構を制御し、信号光出力を一定値に保つ帰還回路と、
前記温度調整機構の設定温度を微小量変動させ、前記パワー調整機構のモニタ出力をもとに、前記非線形光学素子の温度の最適値からの誤差を取得し、二次高調波が最も効率よく出力される最適温度に前記温度調整機構を制御する制御器と、
を備えることを特徴とする波長変換装置。 An apparatus for performing wavelength conversion using a nonlinear optical effect, comprising:
A wavelength conversion device comprising: a nonlinear optical element which generates converted light having a different wavelength from fundamental light; a fundamental wave input port through which light in a wavelength band of the fundamental wave is input to an input end of the nonlinear optical element; a second harmonic output port through which light in a wavelength band that is half the wavelength of the fundamental wave is output from an output end of the nonlinear optical element; a fundamental wave output port through which light in the wavelength band of the fundamental wave is output from an output end of the nonlinear optical element; and a temperature adjustment mechanism which adjusts a temperature of the nonlinear optical element,
a power adjustment mechanism for the fundamental wave light having a monitor output provided on the fundamental wave input port side of the nonlinear optical element ;
a multiplexer for multiplexing signal light is provided before the fundamental wave input port, and a wavelength multiplexing/demultiplexing mechanism for separating light in a double wave wavelength band having half the wavelength of the fundamental wave light from light in the wavelength band of the fundamental wave light is provided between the second harmonic output port and the fundamental wave output port and the nonlinear optical element,
a splitter that separates a part of the fundamental wave and a photodetector that detects the optical intensity of the fundamental wave, the splitter being disposed downstream of the fundamental wave output port;
an optical bandpass filter between the splitter and the photodetector;
having
a feedback circuit that controls the power adjustment mechanism based on a signal from the photodetector to keep the signal light output at a constant value;
a controller that minutely varies a set temperature of the temperature adjustment mechanism, obtains an error from an optimum temperature of the nonlinear optical element based on a monitor output of the power adjustment mechanism, and controls the temperature adjustment mechanism to the optimum temperature at which the second harmonic is most efficiently output;
A wavelength conversion device comprising:
二次高調波光を励起光として信号光と波長の異なる変換光を発生させる非線形光学素子と、
前記非線形光学素子の入力端に、前記信号光の概ね半分の波長を有する二倍波の波長帯の光と前記信号光の波長帯の光とを合波する第一の波長合分波機構が配置され、
前記非線形光学素子の入力端に信号光の波長帯の光を入射する入射ポートと、前記二倍波の波長帯の光を入射する入射ポートを有し、
前記非線形光学素子の出力端に、前記二倍波の波長帯の光と前記信号光の波長帯の光とを分波する第二の波長合分波機構が配置され、
前記非線形光学素子の出力端に信号光の波長帯の光を出射する出射ポートと、前記二倍波の波長帯の光を出射する出射ポートを有し、
前記非線形光学素子の温度を調整する温度調整機構を備えた波長変換装置であって、
前記非線形光学素子の二倍波入射ポート側に、二倍波光源、および前記二倍波の波長帯の光のモニタ出力を備えたパワー調整機構を有し、
前記非線形光学素子の前記信号光の波長帯の光の出射ポート側に、前記信号光の波長帯の光を分離する分波器と、前記信号光の波長帯の光の光強度を検出する光検出器を有し、
前記分波器と前記光検出器の間に光バンドパスフィルタを有し、
前記信号光の波長帯の光の光検出器からの信号をもとに、前記二倍波光源のパワー調整機構を制御し、前記信号光の波長帯の光の変換光出力を一定値に保つ帰還回路を有し、
前記非線形光学素子の温度調整機構の設定温度を微小量変動させ、前記パワー調整機構のモニタ出力をもとに、前記非線形光学素子の温度の最適値からの誤差を取得し、前記信号光の波長帯の光の変換光が最も効率よく出力される最適温度に前記温度調整機構を制御する制御器を備えることを特徴とする波長変換装置。 An apparatus for performing wavelength conversion using a nonlinear optical effect, comprising:
a nonlinear optical element that uses second harmonic light as pump light to generate converted light having a wavelength different from that of the signal light;
a first wavelength multiplexing/demultiplexing mechanism is disposed at an input end of the nonlinear optical element for multiplexing light in a double wavelength band having approximately half the wavelength of the signal light with light in the wavelength band of the signal light;
an input port for inputting light in a wavelength band of a signal light and an input port for inputting light in the wavelength band of the double wave at an input end of the nonlinear optical element;
a second wavelength multiplexing/demultiplexing mechanism is disposed at an output end of the nonlinear optical element, the second wavelength multiplexing/demultiplexing mechanism being configured to demultiplex light in the wavelength band of the signal light from light in the wavelength band of the double wave;
an output port for outputting light in a wavelength band of a signal light and an output port for outputting light in the wavelength band of the double wave at an output end of the nonlinear optical element;
A wavelength conversion device including a temperature adjustment mechanism for adjusting the temperature of the nonlinear optical element,
a power adjustment mechanism provided with a double wave light source and a monitor output of light in the double wave wavelength band on the double wave input port side of the nonlinear optical element ;
a demultiplexer for separating light in the wavelength band of the signal light and a photodetector for detecting the optical intensity of light in the wavelength band of the signal light , the demultiplexer being provided on the output port side of the nonlinear optical element for light in the wavelength band of the signal light;
an optical bandpass filter between the splitter and the photodetector;
a feedback circuit that controls a power adjustment mechanism of the double wave light source based on a signal from a photodetector of light in the wavelength band of the signal light , and maintains a converted optical output of light in the wavelength band of the signal light at a constant value;
A wavelength conversion device characterized by comprising a controller which minutely varies the set temperature of a temperature adjustment mechanism for the nonlinear optical element, obtains an error from the optimum value of the temperature of the nonlinear optical element based on the monitor output of the power adjustment mechanism, and controls the temperature adjustment mechanism to the optimum temperature at which the converted light of the wavelength band of the signal light is most efficiently output.
前記二倍波光源は、前記信号光の波長帯の波長の光を出力するレーザダイオードと、前記レーザダイオードの駆動用の前記制御器である電流制御器と、前記レーザダイオードからの光を増幅する光増幅器と、前記光増幅器の光から前記二倍波の波長帯の光を生じる非線形光学素子と、光分波器と、光検出器との組み合わせで構築される請求項3に記載の波長変換装置。 The double wave light source is constructed by combining a laser diode that outputs light having a wavelength approximately half that of the signal light, a voltage controller that is the controller for driving the laser diode, a variable optical attenuator, an optical splitter , and a photodetector, or
The wavelength conversion device of claim 3, wherein the double wave light source is constructed by combining a laser diode that outputs light of a wavelength in the wavelength band of the signal light , a current controller that is the controller for driving the laser diode , an optical amplifier that amplifies the light from the laser diode , a nonlinear optical element that generates light in the double wave wavelength band from the light of the optical amplifier, an optical splitter, and a photodetector.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2021/041244 WO2023084621A1 (en) | 2021-11-09 | 2021-11-09 | Wavelength conversion device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2023084621A1 JPWO2023084621A1 (en) | 2023-05-19 |
| JP7659211B2 true JP7659211B2 (en) | 2025-04-09 |
Family
ID=86335300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2023559246A Active JP7659211B2 (en) | 2021-11-09 | 2021-11-09 | Wavelength conversion device |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7659211B2 (en) |
| WO (1) | WO2023084621A1 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025041234A1 (en) * | 2023-08-21 | 2025-02-27 | 日本電信電話株式会社 | Wavelength conversion device and control method |
| WO2025220127A1 (en) * | 2024-04-16 | 2025-10-23 | Ntt株式会社 | Wavelength band conversion device |
| WO2025220120A1 (en) * | 2024-04-16 | 2025-10-23 | Ntt株式会社 | Wavelength band conversion device |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080144678A1 (en) | 2006-12-14 | 2008-06-19 | Jds Uniphase Corporation | Circuit And Method For Lessening Noise In A Laser System Having A Frequency Converting Element |
| WO2009081577A1 (en) | 2007-12-26 | 2009-07-02 | Panasonic Corporation | Laser light source, image display apparatus and processing apparatus using the laser light source |
| JP2010256784A (en) | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Lasertec Corp | Wavelength conversion device, wavelength conversion method, and semiconductor device manufacturing method |
| WO2020095754A1 (en) | 2018-11-06 | 2020-05-14 | 日本電信電話株式会社 | Wavelength conversion device |
-
2021
- 2021-11-09 WO PCT/JP2021/041244 patent/WO2023084621A1/en not_active Ceased
- 2021-11-09 JP JP2023559246A patent/JP7659211B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080144678A1 (en) | 2006-12-14 | 2008-06-19 | Jds Uniphase Corporation | Circuit And Method For Lessening Noise In A Laser System Having A Frequency Converting Element |
| WO2009081577A1 (en) | 2007-12-26 | 2009-07-02 | Panasonic Corporation | Laser light source, image display apparatus and processing apparatus using the laser light source |
| JP2010256784A (en) | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Lasertec Corp | Wavelength conversion device, wavelength conversion method, and semiconductor device manufacturing method |
| WO2020095754A1 (en) | 2018-11-06 | 2020-05-14 | 日本電信電話株式会社 | Wavelength conversion device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023084621A1 (en) | 2023-05-19 |
| JPWO2023084621A1 (en) | 2023-05-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7659211B2 (en) | Wavelength conversion device | |
| CN112969960B (en) | Wavelength conversion device | |
| JP5259716B2 (en) | Wavelength conversion laser light source, projection display device including the same, liquid crystal display device, and laser light source | |
| JP4693364B2 (en) | Optical wavelength conversion device, control method therefor, and image projection device using the same | |
| JP5835359B2 (en) | Optical transmitter and method for controlling optical transmitter | |
| JP5180086B2 (en) | Wavelength conversion device and image display device | |
| US7330490B2 (en) | Optical wavelength converter and image forming apparatus using the same | |
| JP2009026968A (en) | Semiconductor laser control method | |
| US9742149B2 (en) | Method for controlling tunable wavelength laser | |
| JP4843506B2 (en) | Light source device with modulation function and driving method thereof | |
| JP7473850B2 (en) | Wavelength conversion device | |
| US20030002138A1 (en) | Gain stabilized raman effect optical amplifiers for coarse and dense wavelength multiplexers | |
| US6731660B2 (en) | Method for tuning nonlinear frequency mixing devices through degeneracy | |
| US20090086774A1 (en) | Control device, laser device, wavelength converting method, and program | |
| JP2005136202A (en) | Tunable laser and control method thereof | |
| JP6998903B2 (en) | Control method of tunable light source device and tunable light source device | |
| WO2024121937A1 (en) | Optical amplifier | |
| KR100533914B1 (en) | Raman amplifier and Raman pumping method | |
| JP2010245122A (en) | Wavelength variable light source, and line width narrowing method | |
| JP2000035554A (en) | Optical wavelength adjusting device, light source using the same, optical wavelength demultiplexer, and wavelength division multiplexing optical communication system | |
| JP2007233039A (en) | Wavelength converter, computer program, and computer-readable recording medium | |
| JP7684605B2 (en) | Wavelength conversion device | |
| WO2023037560A1 (en) | Wavelength converter and method for controlling same | |
| JP6306941B2 (en) | Wavelength converter | |
| WO2025041234A1 (en) | Wavelength conversion device and control method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240226 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240924 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20241112 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20250123 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250225 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250310 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7659211 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |