WO2014112118A1 - 周波数変換装置、波長多重装置および周波数変換方法 - Google Patents

周波数変換装置、波長多重装置および周波数変換方法 Download PDF

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    • H04Q2011/0016—Construction using wavelength multiplexing or demultiplexing

Definitions

  • the present invention relates to a frequency conversion device, a wavelength multiplexing device, and a frequency conversion method.
  • ROADM Reconfigurable Optical Add / Drop Multiplexer
  • the colorless function has an advantage that an optical signal having an arbitrary wavelength can be transmitted to the network.
  • the frequency (wavelength) can be converted.
  • modulated light can be converted into a different frequency by inputting modulated light ⁇ 1 and non-modulated light ⁇ 2 into a nonlinear crystal and generating a difference frequency ( ⁇ 2 ⁇ 1) (see, for example, Patent Documents 1 and 2). ).
  • the frequency ⁇ 2 of unmodulated light can be determined by obtaining information on the frequency ⁇ 1 of modulated light. That is, in order to determine the wavelength of unmodulated light input to the nonlinear crystal, it is necessary to monitor the frequency of the modulated light.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a frequency conversion device, a wavelength multiplexing device, and a frequency conversion method that can convert a frequency to a desired frequency without monitoring the frequency.
  • a frequency conversion device disclosed in the specification uses light conversion means for converting source modulated light into unmodulated light, and uses the unmodulated light obtained by the light conversion means as reference light. And frequency conversion means for converting the source modulated light into modulated light having a desired frequency.
  • a wavelength multiplexing device disclosed in the specification includes a multiplexer that multiplexes light of a plurality of wavelengths, and the plurality of frequency conversion devices that are connected to each input port of the multiplexer. And an optical switch that inputs light of an arbitrary wavelength to any of the plurality of frequency conversion devices.
  • the frequency conversion device According to the frequency conversion device, the wavelength multiplexing device, and the frequency conversion method disclosed in the specification, it is possible to convert the frequency to a desired frequency without monitoring the frequency.
  • FIG. (A) is a figure for demonstrating the example which multiplexes signal light
  • (b) is a figure for demonstrating a frequency conversion means
  • (c) is a figure for demonstrating control of a frequency.
  • . 1 is a block diagram of a frequency conversion device according to Embodiment 1.
  • FIG. (A) And (b) is a figure for demonstrating the process in which the modulation
  • FIG. (A) And (b) is a figure for demonstrating frequency conversion in case a spectrum shape is asymmetrical.
  • (A)-(c) is a figure for demonstrating the process in which the modulation
  • FIG. (A) And (b) is a figure for demonstrating a multiplication part.
  • (A)-(c) is a figure for demonstrating the process in which the modulation
  • FIG. It is a figure showing an example of the composition which chooses unmodulated light of a desired frequency. It is a figure showing the other example of the structure which selects the unmodulated light of a desired frequency. It is a figure for demonstrating the structural example to which a frequency converter is applied.
  • (A) to (c) are setting examples of each channel
  • FIG. 1A is a diagram for explaining an example in which the wavelength multiplexing unit 101 multiplexes the signal light of the channel Ch1 (modulated light of the frequency f1) and the signal light of the channel Chn (modulated light of the frequency f1). is there.
  • the wavelength multiplexing unit 101 since both have the same frequency at f1, the frequency (wavelength) of the modulated light of channel Chn is converted to fn ( ⁇ f1). In this case, wavelength multiplexing is possible even if the original frequencies of both modulated lights are the same.
  • FIG. 1B is a diagram for explaining the frequency conversion means 102.
  • the frequency conversion means 102 for example, a nonlinear crystal can be used. Referring to FIG. 1B, idle light (unmodulated light) having a frequency fx and signal light (modulated light) having a frequency fy are incident on the frequency conversion means 102.
  • FIG.1 (c) is a figure for demonstrating control of the frequency fy.
  • the frequency fy is detected by the monitor 103, and the frequency controller 104 electrically controls the light source 105 for unmodulated light so that the frequency fz becomes a desired value according to the detected frequency. Control.
  • the wavelength of the non-modulated light input to the frequency converting means 102 it is necessary to monitor the frequency of the modulated light.
  • FIG. 2 is a block diagram of the frequency conversion device 100 according to the first embodiment.
  • frequency conversion device 100 includes frequency conversion unit 10, center frequency extraction unit 20, and frequency conversion unit 30.
  • the center frequency extraction unit 20 includes a resonator 21, a filter 22, and an amplifier 23.
  • the frequency converter 10 is a non-linear crystal that generates a difference frequency component.
  • the frequency converter 10 receives the modulated light fy having the frequency fy and the unmodulated light fx having the frequency fx.
  • the frequency fy is an arbitrary frequency.
  • the frequency fx is a desired frequency to be output to the frequency conversion device 100.
  • the frequency converter 10 generates a difference frequency component between the unmodulated light fx and the modulated light fy.
  • the frequency conversion unit 10 outputs modulated light (fx-fy) having a frequency of (fx ⁇ fy).
  • the waveform of the modulated light (fx ⁇ fy) is the same as that of the modulated light fy.
  • the center frequency extraction unit 20 converts the modulated light fy into unmodulated light having the frequency fy by extracting the center frequency of the modulated light fy. Specifically, the resonator 21 averages the modulated light fy by resonating the modulated light fy.
  • the filter 22 outputs the unmodulated light fy having the frequency fy by extracting the center frequency fy from the resonated modulated light fy.
  • the filter 22 is a band pass filter, for example, a comb type (Comb type) narrow band pass filter.
  • the amplifier 23 amplifies the intensity of the unmodulated light fy to a desired value.
  • the center frequency extraction unit 20 converts the modulated light fy into unmodulated light fy. This unmodulated light fy is used as reference light.
  • the frequency converter 30 is a nonlinear crystal that generates a sum frequency component.
  • the frequency converter 30 receives modulated light (fx ⁇ fy) and unmodulated light fy that functions as reference light.
  • the frequency converter 30 generates the sum frequency component of the modulated light (fx ⁇ fy) and the unmodulated light fy.
  • the frequency conversion unit 30 outputs modulated light fx having a frequency of fx.
  • the waveform of the modulated light fx is the same as that of the modulated light fy.
  • FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining a process in which modulated light fx is generated from modulated light fy and unmodulated light fx.
  • the frequency converter 10 generates modulated light (fx ⁇ fy) from the modulated light fy and the unmodulated light fx.
  • the frequency converter 30 generates modulated light fx from the modulated light (fx ⁇ fy) and the unmodulated light fy.
  • the modulated light fy as the source modulated light is converted into the unmodulated light fy, and the modulated light fy is converted into the modulated light fx having a desired frequency by using the obtained unmodulated light fy as the reference light. can do. Therefore, the modulated light fy having an arbitrary frequency fy can be converted into the modulated light fx having a desired frequency fx without monitoring the frequency.
  • the center frequency extraction unit 20 functions as a light conversion unit that converts the source modulated light into the reference light.
  • the frequency conversion unit 10 and the frequency conversion unit 30 function as a frequency conversion unit that converts the source modulated light into modulated light having a desired frequency using the reference light.
  • the frequency converter 10 functions as a difference frequency component generation unit that generates a difference frequency component between the source modulated light and the unmodulated light having a desired frequency.
  • the frequency conversion unit 30 functions as sum frequency component generation means for generating a sum frequency component of the reference light and the difference frequency component.
  • the spectral shape can also change.
  • the signal may be deformed in the case of phase modulation or FM modulation. Therefore, it is desirable to use a frequency converter that can move the center frequency relatively to a fixed center frequency that does not depend on the input frequency while maintaining the spectral shape.
  • FIG. 4 is a block diagram of the frequency conversion device 100a according to the second embodiment.
  • frequency converter 100 a differs from frequency converter 100 in FIG. 2 in that frequency converter 40 is further provided.
  • the frequency converter 40 receives the modulated light fx output from the frequency converter 30 and the unmodulated light 2fx having a frequency of 2 ⁇ fx.
  • the frequency conversion unit 40 is a nonlinear crystal that generates a difference frequency component.
  • the frequency conversion unit 40 generates a difference frequency component between the unmodulated light 2fx and the modulated light fx.
  • the frequency converter 10 outputs modulated light fx having a frequency of fx.
  • 6 (a) to 6 (c) are diagrams for explaining a process in which modulated light fx is generated from modulated light fy and unmodulated light fx in the present embodiment.
  • the frequency converter 10 generates modulated light (fx ⁇ fy) from the modulated light fy and the unmodulated light fx.
  • the spectrum shape of the modulated light (fx ⁇ fy) has a shape obtained by inverting the spectrum shape of the modulated light fy.
  • the frequency converter 30 generates the modulated light fx from the modulated light (fx ⁇ fy) and the unmodulated light fy.
  • the frequency shape of the modulated light fx is inverted in the frequency conversion unit 40.
  • the modulated light fy having an arbitrary frequency fy can be converted into the modulated light fx having the desired frequency fx and the same spectral shape as the modulated light fy.
  • the frequency conversion unit 40 functions as an inverting means for inverting the spectrum.
  • frequency conversion is examined.
  • regularity of (x, y) ⁇ xy is obtained.
  • the modulated light is expressed by adding “i” to distinguish whether it is modulated light or not, the non-modulated light of frequency x and the modulated light of frequency y output a modulated signal of frequency xy.
  • (x, y) ⁇ xy, (ix, y) ⁇ i (xy), (ix, iy) ⁇ xy is established. However, both of them are limited to the case where the same signal is different in frequency.
  • the modulated light of an arbitrary frequency x is converted to a fixed frequency regardless of the frequency.
  • a, b, c, d, e, f are positive integers and the frequency conversion is performed by multiplying the input modulated light y and unmodulated light x by an integer, respectively, (ax, iby) ⁇ i (ax -By), (cx, idy)-> i (cx-dy), (ex, ify)-> i (ex-fy).
  • FIG. 7 is a block diagram of the frequency conversion device 100b according to the third embodiment.
  • frequency converter 100b is different from frequency converter 100a of FIG. 4 in that multiplier 20b is provided instead of center frequency extractor 20, and frequency converter 50 and frequency converter 60 are further provided. It is a built-in point.
  • FIG. 8A and FIG. 8B are diagrams for explaining the multiplication unit 20b.
  • the multiplication unit 20 b includes a frequency conversion unit 24 in addition to the resonator 21, the filter 22, and the amplifier 23.
  • the resonator 21, the filter 22, and the amplifier 23 convert the modulated light fy into unmodulated light fy by extracting the center frequency of the modulated light fy.
  • the frequency converter 24 receives the modulated light fy and the unmodulated light fy.
  • the frequency converter 24 is a nonlinear crystal that generates a sum frequency component, and generates modulated light 2fy having a frequency of 2fy from the modulated light fy and the unmodulated light fy.
  • the spectrum width is widened.
  • the unmodulated light fy is generated from the modulated light fy, and the sum frequency component of the unmodulated light fy and the modulated light fy is generated. In this case, the expansion of the spectrum width is suppressed.
  • the spectrum width of the modulated light 2f does not widen if the signal intensity is lowered by increasing the intensity of the center wavelength.
  • the frequency converter 10 receives the modulated light fy having the frequency fy and the unmodulated light fx having the frequency fx.
  • the frequency conversion unit 10 outputs modulated light (fx-fy) having a frequency of (fx-fy).
  • the modulated light (fx ⁇ fy) is input to the frequency conversion unit 30.
  • the modulated light fy is input to the multiplication unit 20b.
  • the multiplier 20b outputs modulated light 2fy having a frequency of 2 ⁇ fy.
  • the frequency converter 50 receives the unmodulated light fx and the modulated light 2fy.
  • the frequency conversion unit 50 is a nonlinear crystal that generates a difference frequency component.
  • the frequency converter 50 outputs modulated light fx-2fy (difference frequency component between unmodulated light fx and modulated light 2fy) having a frequency of fx-2fy.
  • the frequency converter 60 receives the modulated light (fx ⁇ fy) output from the frequency converter 10 and the modulated light (fx ⁇ 2fy) output from the frequency converter 50.
  • the frequency converter 60 is a nonlinear crystal that generates a difference frequency component.
  • the frequency converter 60 outputs modulated light fy (difference frequency component between modulated light (fx ⁇ fy) and modulated light (fx ⁇ 2fy)).
  • the unmodulated light fy output from the frequency converter 60 is input to the frequency converter 30.
  • the frequency converter 30 outputs the modulated light fx (the sum frequency component of the modulated light (fx ⁇ fy) and the unmodulated light fy) having the frequency of fx.
  • the frequency converter 40 receives the modulated light fx output from the frequency converter 30 and the unmodulated light 2fx having a frequency of 2 ⁇ fx.
  • the frequency converter 40 inverts the spectrum shape of the modulated light fx by generating a difference frequency component between the unmodulated light 2fx and the modulated light fx.
  • FIGS. 9A to 9C are diagrams for explaining a process in which modulated light fx is generated from modulated light fy and non-modulated light fx in the present embodiment.
  • the frequency converter 10 generates modulated light (fx ⁇ fy) from the modulated light fy and the unmodulated light fx.
  • the spectrum shape of the modulated light (fx ⁇ fy) has a shape obtained by inverting the modulated light fy.
  • the multiplying unit 20b generates modulated light 2fy from the modulated light fy.
  • the frequency converter 50 outputs modulated light fx-2fy having a frequency of fx-2fy.
  • the spectrum shape of the modulated light (fx ⁇ fy) has a shape obtained by inverting the modulated light 2fy.
  • the frequency converter 60 converts the modulated light (Unmodulated light fy is generated from fx-2fy) and modulated light (fx-fy).
  • the frequency converter 30 generates the modulated light fx from the unmodulated light fy and the modulated light (fx ⁇ fy). By inverting the spectrum shape of the modulated light fx, the modulated light fy having the same spectrum shape as the modulated light fy is generated.
  • the modulated light fy as the source modulated light is converted into the unmodulated light fy, and the modulated light fy is converted into the modulated light fx having a desired frequency using the obtained unmodulated light fy as the reference light. be able to. Further, by inverting the spectrum shape of the modulated light fx, the modulated light fy having an arbitrary frequency fy can be converted into a modulated light fx having a desired frequency fx and having the same spectrum shape as the modulated light fy. it can.
  • the multiplication unit 20b, the frequency conversion unit 50, and the frequency conversion unit 60 function as an optical conversion unit that converts the source modulated light into the reference light.
  • FIG. 10 is a block diagram of the frequency conversion device 100c according to the fourth embodiment.
  • the frequency converter 100 c is different from the frequency converter 100 b of FIG. 7 in that a frequency converter 10 c is provided instead of the frequency converter 10, and a frequency converter is used instead of the frequency converter 50. 51 and a frequency converter 52 are provided.
  • the frequency converter 10c and the frequency converters 51 and 52 are non-linear crystals that generate a frequency component of 2x ⁇ y by symmetrically moving the frequency fy with the frequency fx as an axis of symmetry.
  • the frequency converter 10c receives the modulated light fy having the frequency fy and the unmodulated light fx having the frequency fx.
  • the frequency converter 10c outputs modulated light (2fx-fy) having a frequency of (2fx-fy).
  • the modulated light (2fx ⁇ fy) is input to the frequency conversion unit 30.
  • the modulated light fy is input to the multiplication unit 20b.
  • the multiplier 20b outputs modulated light 2fy having a frequency of 2 ⁇ fy.
  • the frequency converter 51 receives unmodulated light fx and modulated light 2fy.
  • the frequency converter 51 outputs modulated light (2fx-2fy) having a frequency of 2fx-2fy.
  • the frequency converter 52 receives the unmodulated light fx and the modulated light fy.
  • the frequency converter 52 outputs modulated light (2fx-fy) having a frequency of 2fx-fy. Since the modulated light (2fx-2fy) and the modulated light (2fx-fy) have the same spectral shape, in the frequency converter 60, the modulated light (2fx-2fy) and the modulated light (2fx-fy) To generate unmodulated light fy.
  • the frequency converter 30 outputs modulated light 2fx having a frequency of 2fx (sum frequency component of modulated light (2fx-fy) and unmodulated light fy).
  • Modulated light 2fx output from the frequency converter 30 and unmodulated light 4fx having a frequency of 4 ⁇ fx are input to the frequency converter 40.
  • the frequency converter 40 inverts the spectrum shape of the modulated light 2fx by generating a difference frequency component between the unmodulated light 4fx and the modulated light 2fx. If the difference frequency component between the modulated light 2fx and the unmodulated light fx is generated, the modulated light fx having the desired frequency fx and the same spectral shape as the modulated light fy can be generated.
  • the modulated light fy as the source modulated light is converted into the unmodulated light fy, and the modulated light fy is converted into the modulated light fx having a desired frequency using the obtained unmodulated light fy as the reference light. be able to. Further, by inverting the spectrum shape of the modulated light fx, the modulated light fy having an arbitrary frequency fy can be converted into a modulated light fx having a desired frequency fx and having the same spectrum shape as the modulated light fy. it can.
  • the multiplication unit 20b, the frequency conversion units 51 and 52, and the frequency conversion unit 60 function as a light conversion unit that converts the source modulated light into the reference light.
  • the input modulated light fy may have a spectrum shape (for example, a double peak shape) that does not have a maximum peak at the center frequency. In such a case, it is difficult to generate unmodulated light having the center frequency of the modulated signal fy. Therefore, another example of converting the modulated light fy to the unmodulated light fy when the modulated light fy does not have the maximum peak at the center frequency will be described.
  • n the target frequency
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a configuration for selecting unmodulated light having a desired frequency.
  • multi-wavelength idle light source 201 outputs unmodulated light having a plurality of frequencies.
  • the optical cross-connect control unit 202 controls the optical cross-connect means 203 such as MEMS to cause the multi-wavelength idle light source 201 to output unmodulated light having a desired frequency.
  • This unmodulated light can be used as unmodulated light having the center frequency of the modulated light fy.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating another example of a configuration for selecting unmodulated light having a desired frequency.
  • the wavelength selection unit 71 outputs unmodulated light fa + k ⁇ having a frequency fa + k ⁇ .
  • K is an integer of 0 to n.
  • the frequency converter 72 outputs unmodulated light 2fa + k ⁇ , which is a sum frequency component of the unmodulated light fa having the frequency fa and the unmodulated light fa + k ⁇ .
  • the wavelength selector 71 changes “k” until the bandpass filter 74 outputs the modulated light fa.
  • the frequency converter 76 outputs modulated light fa + x ⁇ , which is a difference frequency component between the modulated light 2fa + x ⁇ and the unmodulated light fa.
  • the modulated light fy having an arbitrary frequency fy can be converted into the modulated light fx having the desired frequency fx and the same spectral shape as the modulated light fy.
  • the frequency converter of any one of the above examples that outputs modulated light having a frequency corresponding to each port is connected to each channel port of wavelength multiplexing section 204 that combines a plurality of wavelength lights. ing.
  • an arbitrary frequency (wavelength) received from upstream can be transferred to any port.
  • Each frequency can be converted into an appropriate empty frequency without any problem by optically cross-connecting each frequency to the empty port to which no modulation signal is transmitted by the optical switch 205.
  • the variable attenuation means for adjusting the output power is adjusted by adjusting the wavelength (frequency) conversion efficiency in each frequency converter. It is unnecessary because it can be substituted by adjusting.
  • FIG. 14 (a) to FIG. 14 (c) are setting examples of each channel.
  • channels may be set in order from the lowest wavelength to the highest wavelength.
  • each channel may be set by sequentially connecting the optical cross-connects to vacant wavelengths from the vicinity of the center of the wavelength range.
  • a nonlinear crystal is used as the frequency conversion unit, but other frequency conversion means may be used.

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Abstract

　周波数変換装置は、源変調光を無変調光に変換する光変換手段と、前記光変換手段によって得られた前記無変調光を基準光として用いて、前記源変調光を所望の周波数の変調光に変換する周波数変換手段と、を備える。

Description

周波数変換装置、波長多重装置および周波数変換方法
　本発明は、周波数変換装置、波長多重装置および周波数変換方法に関する。
　ＲＯＡＤＭ（Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer）では、カラーレス機能が求められている。カラーレス機能では、任意の波長光信号をネットワークに送出できることを利点としている。カラーレス機能を実現するために、周波数（波長）を変換できることが好ましい。例えば、非線形結晶に変調光ω１と無変調光ω２を入力し、差周波（ω２－ω１）を発生させることによって、変調光を異なる周波数に変換することができる（例えば、特許文献１，２参照）。
特開２００５－１７３５７２号公報 特開２０００－１７１８４１号公報
　しかしながら、特許文献１，２の技術では、変調光の周波数を所望の周波数に変換する場合、変調光の周波数ω１の情報を得ることによって、無変調光の周波数ω２を決めることができる。つまり、非線形結晶に入力する無変調光の波長を決めるためには、変調光の周波数をモニタする必要があった。
　本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、周波数をモニタせずに周波数を所望の周波数に変換することができる周波数変換装置、波長多重装置および周波数変換方法を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、明細書開示の周波数変換装置は、源変調光を無変調光に変換する光変換手段と、前記光変換手段によって得られた前記無変調光を基準光として用いて、前記源変調光を所望の周波数の変調光に変換する周波数変換手段と、を備える。
　上記課題を解決するために、明細書開示の波長多重装置は、複数の波長光を合波する合波器と、前記合波器の各入力ポートに接続された上記の複数の周波数変換装置と、前記複数の周波数変換装置のいずれかに任意の波長光を入力する光スイッチと、を備える。
　明細書開示の周波数変換装置、波長多重装置および周波数変換方法によれば、周波数をモニタせずに周波数を所望の周波数に変換することができる。
（ａ）は信号光を多重する例について説明するための図であり、（ｂ）は周波数変換手段について説明するための図であり、（ｃ）は周波数の制御について説明するための図である。 実施例１に係る周波数変換装置のブロック図である。 （ａ）および（ｂ）は変調光ｆｙと無変調光ｆｘとから変調光ｆｘが生成される過程を説明するための図である。 実施例２に係る周波数変換装置のブロック図である。 （ａ）および（ｂ）は、スペクトル形状が非対称である場合の周波数変換について説明するための図である。 （ａ）～（ｃ）は変調光ｆｙと無変調光ｆｘとから変調光ｆｘが生成される過程を説明するための図である。 実施例３に係る周波数変換装置のブロック図である。 （ａ）および（ｂ）は逓倍部について説明するための図である。 （ａ）～（ｃ）は、変調光ｆｙと無変調光ｆｘとから変調光ｆｘが生成される過程を説明するための図である。 実施例４に係る周波数変換装置のブロック図である。 所望の周波数の無変調光を選択する構成の一例を表す図である。 所望の周波数の無変調光を選択する構成の他の例を表す図である。 周波数変換装置が適用される構成例を説明するための図である。 （ａ）～（ｃ）は各チャネルの設定例である。
　実施例の説明に先立って、カラーレスについて説明する。図１（ａ）は、チャネルＣｈ１の信号光（周波数ｆ１の変調光）と、チャネルＣｈｎの信号光（周波数ｆ１の変調光）とを波長多重部１０１で多重する例について説明するための図である。図１（ａ）を参照して、両者とも周波数がｆ１で同じであるため、チャネルＣｈｎの変調光の周波数（波長）がｆｎ（≠ｆ１）に変換されている。この場合、両変調光の元の周波数が同じであっても、波長多重が可能である。
　図１（ｂ）は、周波数変換手段１０２について説明するための図である。周波数変換手段１０２として、例えば非線形結晶を用いることができる。図１（ｂ）を参照して、周波数ｆｘのアイドル光（無変調光）および周波数ｆｙの信号光（変調光）が周波数変換手段１０２に入射される。一例として周波数変換手段１０２は、差周波成分を出力する非線形結晶であり、周波数ｆｚ（＝ｆｘ－ｆｙ）の光信号（変調光）を出力する。すなわち、周波数ｆｙの変調光が周波数ｆｚの変調光に変換される。
　ここで、上記無変調光の周波数ｆｘが所望値に制御されており、周波数ｆｙが不定であるとする。この場合、周波数変換手段１０２から出力される変調光の周波数ｆｚは、周波数ｆｙに依存することになる。そこで、周波数ｆｙをモニタしつつ周波数ｆｘを調整することによって、周波数ｆｙを所望値に制御する必要が生じる。図１（ｃ）は、周波数ｆｙの制御について説明するための図である。図１（ｃ）を参照して、モニタ１０３によって周波数ｆｙを検出し、検出された周波数に応じて周波数ｆｚが所望値になるように周波数コントローラ１０４が無変調光用の光源１０５を電気的に制御する。このように、周波数変換手段１０２に入力される無変調光の波長を電気的に制御するためには、変調光の周波数をモニタする必要があった。
　そこで、以下の実施例では、周波数をモニタせずに周波数を所望の周波数に変換することができる周波数変換装置および周波数変換方法について説明する。
　図２は、実施例１に係る周波数変換装置１００のブロック図である。図２を参照して、周波数変換装置１００は、周波数変換部１０、中心周波数抽出部２０、および周波数変換部３０を備える。中心周波数抽出部２０は、共振器２１、フィルタ２２、および増幅器２３を備える。
　周波数変換部１０は、差周波成分を発生させる非線形結晶である。周波数変換部１０には、周波数ｆｙの変調光ｆｙと周波数ｆｘの無変調光ｆｘとが入力される。周波数ｆｙは、任意の周波数である。周波数ｆｘは、周波数変換装置１００に出力させたい所望の周波数である。周波数変換部１０は、無変調光ｆｘと変調光ｆｙとの差周波成分を発生させる。具体的には、周波数変換部１０は、（ｆｘ－ｆｙ）の周波数を有する変調光（ｆｘ－ｆｙ）を出力する。変調光（ｆｘ－ｆｙ）の波形は、変調光ｆｙと同じである。
　中心周波数抽出部２０は、変調光ｆｙの中心周波数を抽出することによって変調光ｆｙを周波数ｆｙの無変調光に変換する。具体的には、共振器２１が変調光ｆｙを共振させることによって変調光ｆｙを平均化させる。次に、フィルタ２２が、共振させた変調光ｆｙから中心周波数ｆｙを抽出することによって周波数ｆｙの無変調光ｆｙを出力する。フィルタ２２は、バンドパスフィルタであり、例えば櫛型（Ｃｏｍｂ型）狭帯域通過フィルタである。増幅器２３は、無変調光ｆｙの強度を所望値まで増幅する。以上の過程を経て、中心周波数抽出部２０は、変調光ｆｙを無変調光ｆｙに変換する。この無変調光ｆｙが基準光として用いられる。
　周波数変換部３０は、和周波成分を発生させる非線形結晶である。周波数変換部３０には、変調光（ｆｘ－ｆｙ）と基準光として機能する無変調光ｆｙとが入力される。周波数変換部３０は、変調光（ｆｘ－ｆｙ）と無変調光ｆｙとの和周波成分を発生させる。具体的には、周波数変換部３０は、ｆｘの周波数を有する変調光ｆｘを出力する。変調光ｆｘの波形は、変調光ｆｙと同じである。
　図３（ａ）および図３（ｂ）は、変調光ｆｙと無変調光ｆｘとから変調光ｆｘが生成される過程を説明するための図である。図３（ａ）を参照して、周波数変換部１０において、変調光ｆｙと無変調光ｆｘとから変調光（ｆｘ－ｆｙ）が生成される。次に、図３（ｂ）を参照して、周波数変換部３０において、変調光（ｆｘ－ｆｙ）と無変調光ｆｙとから変調光ｆｘが生成される。
　本実施例によれば、源変調光としての変調光ｆｙを無変調光ｆｙに変換し、得られた無変調光ｆｙを基準光として用いて変調光ｆｙを所望の周波数の変調光ｆｘに変換することができる。したがって、周波数をモニタすることなく、任意の周波数ｆｙを有する変調光ｆｙを、所望の周波数ｆｘを有する変調光ｆｘに変換することができる。なお、本実施例においては、中心周波数抽出部２０が、源変調光を基準光に変換する光変換手段として機能する。周波数変換部１０および周波数変換部３０が、基準光を用いて源変調光を所望の周波数の変調光に変換する周波数変換手段として機能する。周波数変換部１０が、源変調光と所望の周波数を有する無変調光との差周波成分を生成する差周波成分生成手段として機能する。周波数変換部３０が、基準光と差周波成分との和周波成分を生成する和周波成分生成手段として機能する。
　変調光の周波数を変換する際に、スペクトル形状も変化し得る。スペクトル形状が変化するような周波数変換では、位相変調やＦＭ変調の場合では信号が変形する可能性がある。したがって、スペクトル形状を維持しつつ、中心周波数を入力周波数に依存しない固定の中心周波数に相対的に移動させることができる周波数変換装置が望ましい。
　　図４は、実施例２に係る周波数変換装置１００ａのブロック図である。図４を参照して、周波数変換装置１００ａが図２の周波数変換装置１００と異なる点は、周波数変換部４０がさらに備わっている点である。周波数変換部４０には、周波数変換部３０が出力する変調光ｆｘと、２×ｆｘの周波数を有する無変調光２ｆｘとが入力される。周波数変換部４０は、差周波成分を発生させる非線形結晶である。周波数変換部４０は、無変調光２ｆｘと変調光ｆｘとの差周波成分を発生させる。具体的には、周波数変換部１０は、ｆｘの周波数を有する変調光ｆｘを出力する。
　ここで、変調光ｆｙのスペクトル形状が中心周波数を中心に非対称である場合の周波数変換について説明する。図５（ａ）を参照して、周波数ｆｘ＞周波数ｆｙの場合において周波数ｆｘと周波数ｆｙとの差周波成分を生成する場合、差周波（ｆｘ－ｆｙ）は、周波数ｆｙが小さくなると逆に大きくなる。したがって、図５（ｂ）を参照して、無変調光ｆｘと変調光ｆｙとの差周波成分である変調光（ｆｘ－ｆｙ）のスペクトル形状は、変調光ｆｙのスペクトル形状に対して反転する。
　図６（ａ）～図６（ｃ）は、本実施例において変調光ｆｙと無変調光ｆｘとから変調光ｆｘが生成される過程を説明するための図である。図６（ａ）を参照して、周波数変換部１０において、変調光ｆｙと無変調光ｆｘとから変調光（ｆｘ－ｆｙ）が生成される。この変調光（ｆｘ－ｆｙ）のスペクトル形状は、変調光ｆｙのスペクトル形状を反転させた形状を有している。次に、図６（ｂ）を参照して、周波数変換部３０において、変調光（ｆｘ－ｆｙ）と無変調光ｆｙとから変調光ｆｘが生成される。変調光と無変調光との和周波成分を生成する際には、スペクトル形状は変化しない。さらに、図６（ｃ）を参照して、周波数変換部４０において、変調光ｆｘのスペクトル形状が反転する。以上の過程を経て、任意の周波数ｆｙを有する変調光ｆｙを、所望の周波数ｆｘを有しかつ変調光ｆｙと同じスペクトル形状を有する変調光ｆｘに変換することができる。なお、本実施例においては、周波数変換部４０が、スペクトルを反転させる反転手段として機能する。
　ここで、周波数変換について検討する。周波数ｘと周波数ｙの光から周波数ｘ－ｙの光を生成する非線形デバイスでは、（ｘ，ｙ）→ｘ－ｙの規則性が得られる。
ここで変調光かどうかを区別するため変調光に「ｉ」をつけて表現して整理すると、周波数ｘの無変調光と周波数ｙの変調光は、周波数ｘ－ｙの変調信号を出力するので（ｘ，ｉｙ）→ｉ（ｘ－ｙ）となる。同様にして、（ｘ，ｙ）→ｘ－ｙ、（ｉｘ，ｙ）→ｉ（ｘ－ｙ）、（ｉｘ，ｉｙ）→ｘ－ｙが成立する。ただし、どちらも同じ信号で周波数だけ異なる場合に限る。
　整数倍の高調波周波数を生成できることを考慮して、ある任意の周波数xの変調光を周波数にかかわらず、固定の周波数に変換する。例えば、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆを正の整数として、入力される変調光ｙと無変調光ｘについて、それぞれ整数倍して周波数変換すると、（ａｘ，ｉｂｙ）→ｉ（ａｘ－ｂｙ）、（ｃｘ，ｉｄｙ）→ｉ（ｃｘ－ｄｙ）、（ｅｘ，ｉｆｙ）→ｉ（ｅｘ－ｆｙ）が成立する。
　さらに、生成されたこれらの変調光から、２つの光を選び、増幅して再度同じ波長(周波数)変換の操作を行う。すると、（ｉ（ｃｘ－ｄｙ），ｉ（ｅｘ－ｆｙ））→ｃｘ－ｄｙ－ｅｘ＋ｆｙ＝（ｃ－ｅ）ｘ＋（－ｄ＋ｆ）ｙが成立する。この無変調光と先ほど生成した光のうち選ばなかったものとを再度、同じ周波数変換操作すると、（ｉ（ａｘ－ｂｙ），（ｃ－ｅ）ｘ＋（ｄ＋ｆ）ｙ）→ｉ（ａｘ－ｂｙ－（ｃ－ｅ）ｘ＋（－ｄ＋ｆ）ｙ）＝ｉ（（ａ－ｃ＋ｅ）ｘ＋（－ｂ－ｄ＋ｆ）ｙ）が成立する。
　ｆ＝ｂ＋ｄ、ａ－ｃ＋ｅ＜＞０になるような正の整数を選択するために、例えばｂ＝ｄ＝１、ｆ＝２、ａ＝１、ｃ＝１、ｅ＝１とすると、（ｘ，ｉｙ）→ｉ（ｘ－ｙ）、（ｘ，ｉｙ）→ｉ（ｘ－ｙ）、（ｘ，ｉ２ｙ）→ｉ（ｘ－２ｙ）、（ｉ（ｘ－ｙ），ｙ）→ｉｘが成立する。つまり、源変調光としての変調光ｆｙから得られた無変調光ｆｙを基準光として用いれば、種々の構成により、変調光ｆｙを所望の周波数の変調光ｆｘに変換することができる。実施例３においては、周波数変換装置の他の例について説明する。
　図７は、実施例３に係る周波数変換装置１００ｂのブロック図である。図７を参照して、周波数変換装置１００ｂが図４の周波数変換装置１００ａと異なる点は、中心周波数抽出部２０の代わりに逓倍部２０ｂが設けられ、周波数変換部５０および周波数変換部６０がさらに備わっている点である。
　図８（ａ）および図８（ｂ）は、逓倍部２０ｂについて説明するための図である。図８（ａ）を参照して、逓倍部２０ｂは、共振器２１、フィルタ２２および増幅器２３に加えて、周波数変換部２４を備えている。共振器２１、フィルタ２２および増幅器２３は、変調光ｆｙの中心周波数を抽出することによって、変調光ｆｙを無変調光ｆｙに変換する。周波数変換部２４には、変調光ｆｙと無変調光ｆｙとが入力される。周波数変換部２４は、和周波成分を生成する非線形結晶であり、変調光ｆｙと無変調光ｆｙとから、２ｆｙの周波数を有する変調光２ｆｙを生成する。
　ここで、２つの変調光ｆｙから単純に和周波成分を生成すると、スペクトル幅が広がってしまう。これに対して、逓倍部２０ｂでは、変調光ｆｙから無変調光ｆｙを生成し、当該無変調光ｆｙと変調光ｆｙとの和周波成分が生成されている。この場合、スペクトル幅の拡大が抑制される。なお、図８（ｂ）を参照して、非線形しきい値より上にスペクトルの広がりがある場合は中心波長の強度を大きくして信号強度を下げれば、変調光２ｆのスペクトル幅は広がらない。
　再度図７を参照して、周波数変換部１０には、周波数ｆｙの変調光ｆｙと周波数ｆｘの無変調光ｆｘとが入力される。周波数変換部１０は、（ｆｘ－ｆｙ）の周波数を有する変調光（ｆｘ－ｆｙ）を出力する。変調光（ｆｘ－ｆｙ）は、周波数変換部３０に入力される。逓倍部２０ｂには、変調光ｆｙが入力される。逓倍部２０ｂは、２×ｆｙの周波数の変調光２ｆｙを出力する。
　周波数変換部５０には、無変調光ｆｘと変調光２ｆｙとが入力される。周波数変換部５０は、差周波成分を生成する非線形結晶である。周波数変換部５０は、ｆｘ－２ｆｙの周波数を有する変調光ｆｘ－２ｆｙ（無変調光ｆｘと変調光２ｆｙとの差周波成分）を出力する。周波数変換部６０には、周波数変換部１０が出力する変調光（ｆｘ－ｆｙ）と、周波数変換部５０が出力する変調光（ｆｘ－２ｆｙ）とが入力される。周波数変換部６０は、差周波成分を生成する非線形結晶である。周波数変換部６０は、変調光ｆｙ（変調光（ｆｘ－ｆｙ）と変調光（ｆｘ－２ｆｙ）との差周波成分）を出力する。周波数変換部６０が出力する無変調光ｆｙは、周波数変換部３０に入力される。
　周波数変換部３０は、ｆｘの周波数を有する変調光ｆｘ（変調光（ｆｘ－ｆｙ）と無変調光ｆｙとの和周波成分）を出力する。周波数変換部４０には、周波数変換部３０が出力する変調光ｆｘと、２×ｆｘの周波数を有する無変調光２ｆｘとが入力される。周波数変換部４０は、無変調光２ｆｘと変調光ｆｘとの差周波成分を発生させることによって、変調光ｆｘのスペクトル形状を反転させる。以上の過程を経て、任意の周波数ｆｙを有する変調光ｆｙを、所望の周波数ｆｘを有しかつ変調光ｆｙと同じスペクトル形状を有する変調光ｆｘに変換することができる。
　図９（ａ）～図９（ｃ）は、本実施例において変調光ｆｙと無変調光ｆｘとから変調光ｆｘが生成される過程を説明するための図である。図９（ａ）を参照して、周波数変換部１０において、変調光ｆｙと無変調光ｆｘとから変調光（ｆｘ－ｆｙ）が生成される。この変調光（ｆｘ－ｆｙ）のスペクトル形状は、変調光ｆｙを反転させた形状を有している。次に、図９（ｂ）を参照して、逓倍部２０ｂにおいて変調光ｆｙから変調光２ｆｙが生成される。周波数変換部５０は、ｆｘ－２ｆｙの周波数を有する変調光ｆｘ－２ｆｙを出力する。変調光（ｆｘ－ｆｙ）のスペクトル形状は、変調光２ｆｙを反転させた形状を有している。
　次に、図９（ｃ）を参照して、変調光（ｆｘ－ｆｙ）と変調光（ｆｘ－２ｆｙ）とが同じスペクトル形状を有していることから、周波数変換部６０において、変調光（ｆｘ－２ｆｙ）と変調光（ｆｘ－ｆｙ）とから無変調光ｆｙが生成される。次に、周波数変換部３０において、無変調光ｆｙと変調光（ｆｘ－ｆｙ）とから変調光ｆｘが生成される。この変調光ｆｘのスペクトル形状を反転させることによって、変調光ｆｙと同じスペクトル形状の変調光ｆｙが生成される。
　本実施例においても、源変調光としての変調光ｆｙを無変調光ｆｙに変換し、得られた無変調光ｆｙを基準光として用いて変調光ｆｙを所望の周波数の変調光ｆｘに変換することができる。また、変調光ｆｘのスペクトル形状を反転させることによって、任意の周波数ｆｙを有する変調光ｆｙを、所望の周波数ｆｘを有しかつ変調光ｆｙと同じスペクトル形状を有する変調光ｆｘに変換することができる。なお、本実施例においては、逓倍部２０ｂ、周波数変換部５０および周波数変換部６０が、源変調光を基準光に変換する光変換手段として機能する。
　図１０は、実施例４に係る周波数変換装置１００ｃのブロック図である。図１０を参照して、周波数変換装置１００ｃが図７の周波数変換装置１００ｂと異なる点は、周波数変換部１０の代わりに周波数変換部１０ｃが設けられ、周波数変換部５０の代わりに、周波数変換部５１および周波数変換部５２が設けられている点である。周波数変換部１０ｃおよび周波数変換部５１，５２は、周波数ｆｘを対称軸として周波数ｆｙを対称移動させることによって、２ｘ－ｙの周波数成分を生成する非線形結晶である。
　周波数変換部１０ｃには、周波数ｆｙの変調光ｆｙと周波数ｆｘの無変調光ｆｘとが入力される。周波数変換部１０ｃは、（２ｆｘ－ｆｙ）の周波数を有する変調光（２ｆｘ－ｆｙ）を出力する。変調光（２ｆｘ－ｆｙ）は、周波数変換部３０に入力される。逓倍部２０ｂには、変調光ｆｙが入力される。逓倍部２０ｂは、２×ｆｙの周波数の変調光２ｆｙを出力する。
　周波数変換部５１には、無変調光ｆｘと変調光２ｆｙとが入力される。周波数変換部５１は、２ｆｘ－２ｆｙの周波数を有する変調光（２ｆｘ－２ｆｙ）を出力する。周波数変換部５２には、無変調光ｆｘと変調光ｆｙとが入力される。周波数変換部５２は、２ｆｘ－ｆｙの周波数を有する変調光（２ｆｘ－ｆｙ）を出力する。変調光（２ｆｘ－２ｆｙ）と変調光（２ｆｘ－ｆｙ）とが同じスペクトル形状を有していることから、周波数変換部６０において、変調光（２ｆｘ－２ｆｙ）と変調光（２ｆｘ－ｆｙ）とから無変調光ｆｙが生成される。
　周波数変換部３０は、２ｆｘの周波数を有する変調光２ｆｘ（変調光（２ｆｘ－ｆｙ）と無変調光ｆｙとの和周波成分）を出力する。周波数変換部４０には、周波数変換部３０が出力する変調光２ｆｘと、４×ｆｘの周波数を有する無変調光４ｆｘとが入力される。周波数変換部４０は、無変調光４ｆｘと変調光２ｆｘとの差周波成分を発生させることによって、変調光２ｆｘのスペクトル形状を反転させる。この変調光２ｆｘと無変調光ｆｘとの差周波成分を生成すれば、所望の周波数ｆｘを有し変調光ｆｙと同じスペクトル形状を有する変調光ｆｘを生成することができる。
　本実施例においても、源変調光としての変調光ｆｙを無変調光ｆｙに変換し、得られた無変調光ｆｙを基準光として用いて変調光ｆｙを所望の周波数の変調光ｆｘに変換することができる。また、変調光ｆｘのスペクトル形状を反転させることによって、任意の周波数ｆｙを有する変調光ｆｙを、所望の周波数ｆｘを有しかつ変調光ｆｙと同じスペクトル形状を有する変調光ｆｘに変換することができる。なお、本実施例においては、逓倍部２０ｂ、周波数変換部５１，５２および周波数変換部６０が、源変調光を基準光に変換する光変換手段として機能する。
（変調光ｆｙを無変調光ｆｙに変換するための他の例）
　なお、入力される変調光ｆｙが中心周波数で最大のピークを持たないようなスペクトル形状（例えばダブルピーク形状）を有する場合がある。このような場合、変調信号ｆｙの中心周波数を有する無変調光を生成することは困難である。そこで、変調光ｆｙが中心周波数で最大ピークを持たないような場合に変調光ｆｙを無変調光ｆｙに変換する他の例について説明する。
　各チャネルの周波数がΔＨｚの等間隔の周波数であれば、あるｎ番目の周波数は基準周波数ｆａを用いてｆｎ＝ｆａ＋ｎ×Δと表すことができる。したがって、「ｎ」が決まれば、対象の周波数が決まる。受信した変調光が何番目の周波数であるかをモニタすることによって、あらかじめ用意した多波長アイドル光源から対象となる周波数を有する無変調光を選択して出力することができる。
　図１１は、所望の周波数の無変調光を選択する構成の一例を表す図である。図１１を参照して、多波長アイドル光源２０１は、複数の周波数の無変調光を出力する。光クロスコネクト制御部２０２は、ＭＥＭＳなどの光クロスコネクト手段２０３を制御することによって、多波長アイドル光源２０１に所望の周波数の無変調光を出力させる。この無変調光を変調光ｆｙの中心周波数の無変調光として用いることができる。
　図１２は、所望の周波数の無変調光を選択する構成の他の例を表す図である。図１２を参照して、波長選択部７１は、周波数ｆａ＋ｋΔの無変調光ｆａ＋ｋΔを出力する。「ｋ」は０～ｎの整数である。周波数変換部７２は、周波数ｆａの無変調光ｆａと無変調光ｆａ＋ｋΔの和周波成分である無変調光２ｆａ＋ｋΔを出力する。周波数変換部７３は、ｎ番目の周波数ｆｙ（＝ｆａ＋ｎΔ）を有する変調光ｆｙと無変調光２ｆａ＋ｋΔとの差周波成分である変調光ｆａ＋（ｋ－ｎ）Δを出力する。
　バンドパスフィルタ７４は、周波数ｆａの光のみ選択的に透過するフィルタである。したがって、ｋ＝ｎである場合にのみ変調光ｆａ＋（ｋ－ｎ）Δを透過する。波長選択部７１は、バンドパスフィルタ７４が変調光ｆａを出力するまで「ｋ」を変化させる。バンドパスフィルタ７４が変調光ｆａを出力すると、周波数変換部７５は、無変調光ｆｘ（＝ｆａ＋ｘΔ）と変調光ｆａとの和周波成分である変調光２ｆａ＋ｘΔを出力する。周波数変換部７６は、変調光２ｆａ＋ｘΔと無変調光ｆａとの差周波成分である変調光ｆａ＋ｘΔを出力する。このような構成により、任意の周波数ｆｙを有する変調光ｆｙを、所望の周波数ｆｘを有し変調光ｆｙと同じスペクトル形状を有する変調光ｆｘに変換することができる。なお、本例においては、ｋ＝ｎの場合に波長選択部７１から出力される無変調光ｆａ＋ｋΔが、変調光ｆｙの無変調光ｆｙに相当する。
（周波数変換装置が適用される構成例）
　図１３を参照して、複数の波長光を合波する波長多重部２０４の各チャネルポートに、各ポートに対応した周波数の変調光を出力する上記各例のいずれかの周波数変換装置を接続されている。この構成により、上流から受信された任意の周波数（波長）をどのポートにでも転送できることになる。変調信号が送信されていない空ポートに各周波数を光スイッチ２０５によって光クロスコネクトさせることによって、どの周波数も問題なく適正な空き周波数に変換することができる。通常のＷＤＭ多重の際には各チャネルのパワーレベルを調整する必要があるが、その調整のための可変減衰手段は、各周波数変換部における波長(周波数)変換効率を調整することによって出力パワーを調整することで代用できるので不要である。
　図１４（ａ）～図１４（ｃ）は、各チャネルの設定例である。図１４（ａ）を参照して、波長の低い方から高い方に順にチャネルを設定してもよい。また、図１４（ｂ）および図１４（ｃ）のように、波長範囲の中心付近から、空いている波長に順次光クロスコネクトを接続させることによって各チャネルを設定してもよい。
（他の例）
　上記各例においては、周波数変換部として非線形結晶を用いているが、他の周波数変換手段を用いてもよい。
　以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
　１０，３０，４０　周波数変換部
　２０　中心周波数抽出部
　２１　共振器
　２２　フィルタ
　２３　増幅器
　１００　周波数変換装置

Claims (7)

  1. 　源変調光を無変調光に変換する光変換手段と、
    　前記光変換手段によって得られた前記無変調光を基準光として用いて、前記源変調光を所望の周波数の変調光に変換する周波数変換手段と、を備えることを特徴とする周波数変換装置。
  2. 　前記周波数変換手段は、前記源変調光と前記所望の周波数を有する無変調光との差周波成分を生成する差周波成分生成手段と、前記基準光と前記差周波成分との和周波成分を生成する和周波成分生成手段と、を備えることを特徴とする請求項１記載の周波数変換装置。
  3. 　前記和周波成分のスペクトルを反転させる反転手段を備えることを特徴とする請求項２記載の周波数変換装置。
  4. 　前記光変換手段は、前記源変調光の中心周波数を選択的に透過することによって、前記源変調光を無変調光に変換することを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の周波数変換装置。
  5. 　前記光変換手段は、前記源変調光の周波数を検出し、当該検出された周波数を有する無変調光を選択して出力することを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の周波数変換装置。
  6. 　複数の波長光を合波する合波器と、
    　前記合波器の各入力ポートに接続された請求項１～５のいずれかに記載の複数の周波数変換装置と、
    　前記複数の周波数変換装置のいずれかに任意の波長光を入力する光スイッチと、を備えることを特徴とする波長多重装置。
  7. 　　源変調光を無変調光に変換する工程と、
    　前記無変調光を基準光として用いて、前記源変調光を所望の周波数の変調光に変換する工程と、を含むことを特徴とする周波数変換方法。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6128134B2 (ja) * 2013-01-21 2017-05-17 富士通株式会社 周波数変換装置、波長多重装置および周波数変換方法
CN110426907B (zh) 2019-08-02 2021-08-13 广东工业大学 一种光学频率转换方法、装置和设备
CN112757413A (zh) 2021-02-26 2021-05-07 王凯 一种基于高周波的沉香压密木

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000278218A (ja) * 1999-01-19 2000-10-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 周波数変調装置
JP2012118465A (ja) * 2010-12-03 2012-06-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 波長変換デバイス及び波長変換装置

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0642288B1 (en) * 1987-09-30 2002-06-12 NEC Corporation Time and wavelength division switching system
JP2692316B2 (ja) * 1989-11-20 1997-12-17 日本電気株式会社 波長分割光交換機
JPH0813025B2 (ja) * 1993-04-09 1996-02-07 日本電気株式会社 光クロック抽出装置及び光時分割多重分離装置
DE19505291C1 (de) * 1995-02-16 1995-11-30 Siemens Ag Schaltungsanordnung zur optischen Frequenzumsetzung
JP3458613B2 (ja) 1996-09-04 2003-10-20 Ｋｄｄｉ株式会社 波長変換装置及び光演算装置
FR2755332B1 (fr) * 1996-10-31 1998-11-27 Alsthom Cge Alcatel Dispositif d'adaptation pour reseau de communication optique
JPH10301151A (ja) * 1997-04-28 1998-11-13 Nec Corp 波長変換器
JP3705710B2 (ja) * 1998-12-08 2005-10-12 沖電気工業株式会社 光クロスコネクト装置及びスイッチング装置
JP2000171841A (ja) 1998-12-09 2000-06-23 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光パスクロスコネクトスイッチ
US6512619B1 (en) * 1999-01-19 2003-01-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Frequency modulation apparatus
JP4107463B2 (ja) * 2000-02-16 2008-06-25 Ｋｄｄｉ株式会社 高速伝送システムにおける信号分離装置および信号ルーティング装置
US6501579B2 (en) * 2000-03-03 2002-12-31 Optium, Inc. Apparatus, system, and method for extracting an optical clock signal from an optical data signal
JP2002006355A (ja) 2000-04-21 2002-01-09 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 波長変換装置
US6437905B1 (en) * 2000-07-07 2002-08-20 Lucent Technologies Inc. Optical wavelength converter
US6762876B2 (en) * 2000-11-20 2004-07-13 Terraop Ltd. Optical converter with a designated output wavelength
FR2824973B1 (fr) * 2001-05-17 2003-08-15 Cit Alcatel Dispositif optique de recuperation d'horloge d'un signal optique
JP2003229837A (ja) * 2002-02-05 2003-08-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光同軸ハイブリッド伝送システム
JP2003315860A (ja) * 2002-04-18 2003-11-06 Agilent Technol Inc 光周波数変換装置及び光周波数変換方法
KR100478506B1 (ko) * 2002-11-07 2005-03-28 한국전자통신연구원 높은 소광비 및 넓은 입력 다이너믹 영역을 갖는 ｘｇｍ방식의 광 파장변환장치
JP4139963B2 (ja) * 2003-02-28 2008-08-27 日本電気株式会社 光信号再生中継器および光信号再生方法
WO2005025243A2 (en) * 2003-09-04 2005-03-17 The Regents Of The University Of California Reconfigurable multi-channel all optical regenerators
JP4552610B2 (ja) 2003-11-18 2010-09-29 住友電気工業株式会社 波長変換装置
US7239440B2 (en) 2003-11-18 2007-07-03 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Wavelength conversion apparatus
JP4031470B2 (ja) * 2004-07-05 2008-01-09 松下電器産業株式会社 送信装置、受信装置、及び信号伝送装置並びに信号伝送方法
US7342713B2 (en) * 2005-01-07 2008-03-11 Sanmina-Sci Corporation Non-inverting cross-gain modulation-based wavelength converter
KR100636383B1 (ko) * 2005-04-19 2006-10-19 한국전자통신연구원 광학적 클럭 추출 장치
EP1744476A1 (en) * 2005-07-12 2007-01-17 Alcatel Transmission method and processing unit for a modulated optical signal
JP4861663B2 (ja) * 2005-09-07 2012-01-25 株式会社アドバンテスト 測定装置、方法、プログラムおよび記録媒体
US8184667B2 (en) * 2007-08-29 2012-05-22 National Tsing Hua University Electro-optic Bragg deflector and method of using it as laser Q-switch in an actively Q-switched laser and an actively Q-switched wavelength-conversion laser
US7929583B2 (en) * 2008-12-10 2011-04-19 Texas Instruments Incorporated System and method for optical frequency conversion
US8285091B2 (en) * 2009-07-10 2012-10-09 Massachusetts Institute Of Technology Efficient terahertz sources based on difference-frequency generation in triply-resonant photonic resonators
US8897649B2 (en) * 2011-09-21 2014-11-25 Alcatel Lucent Optical transport system for two-carrier signals
JP6079192B2 (ja) * 2012-12-11 2017-02-15 富士通株式会社 光周波数多重装置及び偏光制御方法
JP6128134B2 (ja) * 2013-01-21 2017-05-17 富士通株式会社 周波数変換装置、波長多重装置および周波数変換方法
US8830479B2 (en) * 2013-01-28 2014-09-09 Honeywell International Inc. RFOG with optical heterodyning for optical signal discrimination

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000278218A (ja) * 1999-01-19 2000-10-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 周波数変調装置
JP2012118465A (ja) * 2010-12-03 2012-06-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 波長変換デバイス及び波長変換装置

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