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Dokumentenidentifikation DE60310171T2 20.09.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001394599
Titel Wellenlängenumsetzer
Anmelder Sumitomo Electric Industries, Ltd., Osaka, JP
Erfinder Okuno, Toshiaki, Sakae-ku Yokohama-shi Kanagawa, JP
Vertreter HOFFMANN & EITLE, 81925 München
DE-Aktenzeichen 60310171
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 29.08.2003
EP-Aktenzeichen 030195283
EP-Offenlegungsdatum 03.03.2004
EP date of grant 06.12.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.09.2007
IPC-Hauptklasse G02F 1/35(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse H01S 3/30(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wellenlängenwandler, der Signallicht empfängt, das eine erste Wellenlänge aufweist, und Signallicht ausgibt, das eine zweite Wellenlänge aufweist, und dieselbe Information enthält wie das empfangene Signallicht.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Ein Wellenlängenwandler empfängt Signallicht, das eine erste Wellenlänge aufweist, und erzeugt Signallicht, das eine zweite Wellenlänge aufweist, und dieselbe Information enthält wie das Signallicht mit der ersten Wellenlänge, und gibt dieses aus. Ein Wellenlängenwandler ist beispielsweise an einem Knoten eines optischen Übertragungsnetzwerkes angeordnet, bei welchem mehrere Knoten miteinander durch ein Netzwerk von Lichtleitfaser-Übertragungsleitungen verbunden sind, und wandelt eine Wellenlänge von Eingangssignallicht um, das den Knoten erreicht hat, und gibt das Signallicht, dessen Wellenlänge umgewandelt wurde, als das Ausgangssignallicht aus.

Beispielsweise weist ein Wellenlängenwandler, der in der Japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2001-42368 beschrieben wird, einen Halbleiter-Optikverstärker und einen Resonator auf. In dem Wellenlängenwandler schwingt ein Teil der spontanen Emission von dem Halbleiter-Optikverstärker in dem Resonator und dient als optisches Pumplicht, während Eingangssignallicht in den Resonator von außen her eingegeben wird. Das optische Pumplicht und das Eingangssignallicht wechselwirken miteinander in dem Halbleiter-Optikverstärker, der ein Wellenlängenwandlermedium darstellt, um Ausgangssignallicht zu erzeugen, das von dem Resonator ausgegeben wird.

Allerdings ist der Wellenlängenwandler, der die spontane Emission von dem Halbleiter-Optikverstärker nutzt, sodass sich der Wellenlängenbereich der ausgesandten, spontanen Emission und der Wellenlängenbereich des Ausgangssignallichtes überlappen, schlechter in Bezug auf das Signal-Rauschverhältnis (S/N) des Ausgangssignallichtes. Weiterhin weist er den Nachteil auf, dass der verfügbare Wellenlängenbereich des Ausgangssignallichtes nicht breit sein kann, da der nutzbare Wellenlängenbereich entsprechend der Verstärkungseigenschaft des Halbleiter-Optikverstärkers bestimmt wird.

Die EP-A-0981 189 beschreibt einen Wellenlängenwandler zur Erzeugung von Ausgangssignallicht entsprechend Eingangssignallicht, wobei das Eingangssignallicht eine erste Wellenlänge aufweist, und das Ausgangssignallicht eine zweite Wellenlänge aufweist, und dieselbe Information wie das Eingangssignallicht enthält, wobei der Wellenlängenwandler eine optische Pumpquelle zur Ausgabe von optischem Pumplicht aufweist, die eine dritte Wellenlänge aufweist, und einen Resonator, der eine Lichtleitfaser und eine erste und eine zweite Reflexionsvorrichtung aufweist, die erste und die zweite Reflexionsvorrichtung an beiden Seiten der Lichtleitfaser angeordnet sind, wobei das Eingangssignallicht in den Resonator von der ersten Reflexionsvorrichtung eingegeben wird, und das optische Pumplicht Licht erzeugt, das eine vierte Wellenlänge aufweist, die sich von der dritten Wellenlänge des optischen Pumplichts unterscheidet, und das in der Lichtleitfaser zwischen der ersten und der zweiten Reflexionsvorrichtung schwingt, und das Ausgangssignallicht durch einen nicht linearen optischen Effekt zwischen dem erzeugten Licht, das die vierte Wellenlänge aufweist, und dem Eingangssignallicht erzeugt wird, und von der zweiten Reflexionsvorrichtung ausgegeben wird. Der Resonator weist eine Faser auf, die mit einem Seltenerdelement dotiert ist, und eine Laserdiode stellt Pumplicht zur Bereitstellung eines Verstärkungsbandes in der Faser zur Verfügung. Der nicht lineare optische Effekt wird in der Faser erzeugt, die mit einem Seltenerdelement dotiert ist.

Die EP-A-1 209 497 beschreibt eine Lichtleitfaser, die eine effektive Kernfläche kleiner oder gleich 10 &mgr;m2 aufweist. Die Lichtleitfaser kann eine Lichtleitfaser mit Polarisationserhaltung sein. Eine Wellenlänge mit Dispersion von Null der Lichtleitfaser kann im Wesentlichen gleich der voranstehend erwähnten, vierten Wellenlänge sein. Die Wellenlänge mit Dispersion von Null der Lichtleitfaser kann nicht größer sein als die vierte Wellenlänge. Eine Abschneidewellenlänge der Lichtleitfaser kann kleiner sein als die vierte Wellenlänge.

Die US-B1-6 301 273 beschreibt einen Wellenlängenwandler, der eine Hochleistungs-Injektionsquelle aufweist, die einen Verstärker oder einen Laser mit einer mit einem Seltenerdelement dotierten Faser enthält, wobei die Hochleistungs-Injektionsquelle ein erstes Pumplicht erzeugt; einen Laser mit einer mit einem Seltenerdelement dotierten Faser oder einen Raman-Laser zur Erzeugung eines zweiten Pumplichtes, und eine nicht lineare Frequenzmischvorrichtung, welche Dreiwellenmischung erzeugt, einen nicht linearen Effekt zweiter Ordnung.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Wellenlängenwandlers, der es ermöglicht, das Signal-Rauschverhältnis (S/N) von Ausgangssignallicht zu verbessern.

Zu diesem Zweck weist ein Wellenlängenwandler gemäß der vorliegenden Erfindung die Merkmale auf, die im Patentanspruch 1 angegeben sind.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

Die Lichtleitfaser kann eine Lichtleitfaser mit Polarisationserhaltung sein. Eine effektive Kernfläche der Lichtleitfaser kann kleiner oder gleich 20 &mgr;m2 sein. Eine Wellenlänge mit Dispersion von Null der Lichtleitfaser kann im Wesentlichen kleiner oder gleich der vierten Wellenlänge sein.

Ein Reflexionsvermögen sowohl der ersten als auch der zweiten Reflexionsvorrichtung in Bezug auf die vierte Wellenlänge kann größer oder gleich 90 % sein. Die erste und die zweite Reflexionsvorrichtung können jeweils ein Bragg-Gitter in der Lichtleitfaser sein. Die erste und die zweite Reflexionsvorrichtung können jeweils ein Bragg-Gitter in einer anderen Lichtleitfaser sein, die mit der Lichtleitfaser schmelzverspleißt ist.

Der Wellenlängenwandler gemäß der vorliegenden Erfindung kann weiterhin ein externes optisches Filter aufweisen, das an der Außenseite des Resonators und an der Seite des Ausgangssignallichtausgangs angeordnet ist, wobei das externe optische Filter dazu eingesetzt wird, das erzeugte Licht zu sperren, und das Ausgangssignallicht durchzulassen. Der Wellenlängenwandler gemäß der vorliegenden Erfindung kann weiterhin eine Wellenlängeneigenschafts-Einstellvorrichtung zur Einstellung der Reflexionswellenlängen der ersten bzw. zweiten Reflexionsvorrichtung aufweisen. Die Wellenlängeneigenschafts-Einstellvorrichtung kann die jeweiligen Reflexionswellenlängen der ersten und zweiten Reflexionsvorrichtung so einstellen, dass sie gleich sind. Die Durchlasswellenlänge des externen optischen Filters kann variiert werden, und die Wellenlängeneigenschafts-Einstellvorrichtung kann eine solche Einstellung vornehmen, dass die Durchlasswellenlänge des externen optischen Filters und die Wellenlänge des Ausgangssignallichtes, die sich entsprechend der jeweiligen Einstellung der ersten und zweiten Reflexionsvorrichtung ändert, einander gleich sind.

Der Wellenlängenwandler gemäß der vorliegenden Erfindung kann weiterhin einen optischen Isolator aufweisen, der an der Außenseite des Resonators und an der Seite des Eingangssignallichteingangs angeordnet ist, wobei der optische Isolator dazu eingesetzt wird, das erzeugte Licht zu sperren, das sich in Richtung entgegengesetzt zur Ausbreitungsrichtung des Eingangssignallichtes bewegt.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend weiter unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen dienen nur zum Zwecke der Erläuterung, und sollen den Umfang der Erfindung nicht einschränken.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine schematische Ansicht eines Wellenlängenwandlers 1 gemäß einer ersten Ausführungsform.

2 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der effektiven Kernfläche einer Lichtleitfaser 110 und der benötigten Leistung des optischen Pumplichtes zeigt.

3 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der kontinuierlichen Oszillationszeit und dem Reflexionsvermögen von Reflexionsvorrichtungen 121 und 122 in Bezug auf eine vierte Wellenlänge &lgr;4 zeigt.

4 ist eine schematische Ansicht eines Wellenlängenwandlers 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform.

5 ist eine schematische Ansicht eines Wellenlängenwandlers 3 gemäß einer dritten Ausführungsform.

6 ist eine schematische Ansicht eines Wellenlängenwandlers 4 gemäß einer vierten und einer fünften Ausführungsform.

7 ist ein Diagramm, das einen Wandlerwirkungsgrad des Wellenlängenwandlers 4 gemäß der vierten Ausführungsform zeigt.

8 ist ein Diagramm, das einen Wandlerwirkungsgrad des Wellenlängenwandlers 4 gemäß der fünften Ausführungsform zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile, um eine wiederholte Erläuterung zu vermeiden. Die Abmessungsverhältnisse in den Zeichnungen stimmen nicht notwendigerweise mit der Erläuterung überein.

(Erste Ausführungsform)

Nunmehr erfolgt eine Beschreibung eines Wellenlängenwandlers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 ist eine schematische Darstellung eines Wellenlängenwandlers 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eingangssignallicht &lgr;1, das eine erste Wellenlänge &lgr;1 aufweist, wird in den Wellenlängenwandler 1 von einem Eingangsende 101 eingegeben. Der Wellenlängenwandler 1 erzeugt Ausgangssignallicht &lgr;2, das eine zweite Wellenlänge &lgr;2 aufweist, die von der ersten Wellenlänge &lgr;1 verschieden ist, und Information enthält, die gleich jener ist, die im Eingangssignallicht &lgr;1 enthalten ist, und gibt das Ausgangssignallicht &lgr;2 von einem Ausgangsende 102 aus. Der Wellenlängenwandler 1 weist in Richtung von dem Eingangsende 101 zum Ausgangsende 102 einen Optikkoppler 130 auf, eine Reflexionsvorrichtung 121, eine Lichtleitfaser 110 aus Siliziumoxid, eine Reflexionsvorrichtung 122, und ein externes optisches Filter 140. Er ist weiterhin mit einer optischen Pumpquelle 150 versehen, die an den Optikkoppler 130 angeschlossen ist.

Die optische Pumpquelle 150 gibt optisches Pumplicht &lgr;3 aus, das eine dritte Wellenlänge &lgr;3 aufweist, und ist vorzugsweise beispielsweise eine Laserdiode. Der Optikkoppler 130 empfängt das Eingangssignallicht &lgr;1 von außen her am Eingangsende 101, und das optische Pumplicht &lgr;3, das von der optischen Pumpquelle 150 ausgegeben wird, multiplext das Eingangssignallicht &lgr;1 und das optische Pumplicht &lgr;3, und gibt das gemultiplexte Licht an die Reflexionsvorrichtung 121 aus.

Die Reflexionsvorrichtungen 121 und 122 sind an beiden Seiten der Lichtleitfaser 110 zur Ausbildung eines Resonators angeordnet. Das Eingangssignallicht &lgr;1 und das optische Pumplicht &lgr;3, die gemultiplext wurden, und von dem Optikkoppler 130 ausgegeben werden, werden durch die Reflexionsvorrichtung 121 durchgelassen, und werden in die Lichtleitfaser 110 eingegeben. Das Ausgangssignallicht &lgr;2, das bei der Lichtleitfaser 110 erzeugt wird, wird durch die Reflexionsvorrichtung 122 durchgelassen, und in das externe optische Filter 140 eingegeben, das an der Außenseite des Resonators angeordnet ist. Von dem Licht, das durch einen nicht linearen optischen Effekt erzeugt wird, durch Zuführen des optischen Pumplichtes &lgr;3 zur Lichtleitfaser 110, reflektieren die Reflexionsvorrichtungen 121 und 122 Licht &lgr;4, das eine vierte Wellenlänge &lgr;4 aufweist, die von der Wellenlänge des optischen Pumplichtes verschieden ist. Anders ausgedrückt, veranlasst der Resonator das erzeugte Licht &lgr;4 zum Schwingen zwischen den Reflexionsvorrichtungen 121 und 122.

Wenn das optische Pumplicht &lgr;3, das durch die Reflexionsvorrichtung 121 durchgelassen wird, und. in den Resonator eingegeben wird, durch die in dem Resonator angeordnete Lichtleitfaser 110 geführt wird, tritt ein Raman-Streueffekt (der ein nicht linearer optischer Effekt ist) auf, sodass Licht einschließlich des erzeugten Lichtes &lgr;4 in der Lichtleitfaser 110 erzeugt wird. Die Lichtleitfaser 110 führt auch das Eingangssignallicht &lgr;1, das durch die Reflexionsvorrichtung 121 durchgelassen wird, und in den Resonator eingegeben wird, und erzeugt das Ausgangssignallicht &lgr;2 mittels Vierwellenmischung (die ein nicht linearer optischer Effekt ist) zwischen dem erzeugten Licht &lgr;4 und dem Eingangssignallicht &lgr;1. Anders ausgedrückt, wird die Lichtleitfaser 110 sowohl als Lichtverstärkungsmedium als auch als Wellenlängenwandlermedium eingesetzt.

Das externe optische Filter 140 ist an der Außenseite des Resonators angeordnet. Bei dem Licht, das von dem Resonator durch die Reflexionsvorrichtung 122 ausgegeben wird, schneidet das externe optische Filter 140 das erzeugte Licht &lgr;4 ab, und lässt das Ausgangssignallicht &lgr;2 hindurch.

Zum Beispiel weisen die erste Wellenlänge &lgr;1, die zweite Wellenlänge &lgr;2, und die vierte Wellenlänge &lgr;4 unterschiedliche Werte in der Nähe von 1,55 &mgr;m auf. Die dritte Wellenlänge &lgr;3 weist einen Wert auf, der es einem Raman-Streueffekt in der Lichtleitfaser 110 ermöglicht, Licht mit einer Bandbreite zu erzeugen, innerhalb welcher die vierte Wellenlänge &lgr;4 liegt. Wenn die Lichtleitfaser 110 eine Lichtleitfaser aus Siliziumoxid ist, ist die dritte Wellenlänge &lgr;3 kürzer als die vierte Wellenlänge &lgr;4, um annähernd 100 nm.

Der Wellenlängenwandler 1 arbeitet folgendermaßen. Das optische Pumplicht &lgr;3, das von der optischen Pumpquelle 150 ausgegeben wird, wird durch die Reflexionsvorrichtung 121 über den Optikkoppler 130 durchgelassen, und gelangt in die Lichtleitfaser 110 hinein, um sich durch diese auszubreiten. In der Lichtleitfaser 110, welcher das optische Pumplicht &lgr;3 zugeführt wurde, erzeugen nicht lineare optische Effekte Licht mit andere Wellenlängen, wobei das erzeugte Licht &lgr;4, das eine Resonanzwellenlänge des Resonators aufweist, optisch verstärkt wird und schwingt. Das Eingangssignallicht &lgr;1, das dem Eingangsende 101 zugeführt wird, wird an die Reflexionsvorrichtung 121 durch den Optikkoppler 130 durchgelassen, trifft auf die Lichtleitfaser 110 auf, und breitet sich durch die Lichtleitfaser 110 aus. Das Ausgangssignallicht &lgr;2, das eine andere Wellenlänge aufweist, wird an der Lichtleitfaser 110 erzeugt, durch einen nicht linearen optischen Effekt zwischen dem erzeugten Licht &lgr;4 und dem Eingangssignallicht &lgr;1. Das Ausgangssignallicht &lgr;2, das an der Lichtleitfaser 110 erzeugt wird, gelangt durch die Reflexionsvorrichtung 122, wird von dem Resonator ausgegeben, geht durch das externe optische Filter 140 hindurch, und wird von dem Ausgangsende 102 ausgegeben.

Das Ausgangssignallicht &lgr;2 enthält dieselbe Information wie das Eingangssignallicht &lgr;1, das zugeführt wurde, und weist eine Wellenlänge auf, die sich von der Wellenlänge des Eingangssignallichts &lgr;1 unterscheidet. Der Wellenlängenwandler 1 erzeugt das Ausgangssignallicht &lgr;2 durch das erzeugte Licht &lgr;4. Das erzeugte Licht &lgr;4 ist ein Anteil, der durch den Resonator zum Schwingen versetzt wird, des Raman-Streulichtes, und weist eine engere Bandbreite auf. Daher ist das Signal-Rauschverhältnis (S/N) des Ausgangssignallichtes &lgr;2 sehr gut.

Licht, das ein längeres Wellenlängenband aufweist als das optische Pumplicht, kann durch den Raman-Streueffekt verstärkt werden, und das Wellenlängenband hängt von der Wellenlänge des optischen Pumplichtes ab. Durch Auswahl der Wellenlänge des optischen Pumplichtes kann daher das Wellenlängenband des Signallichts geändert werden, ohne die Lichtleitfaser zu ändern. Wenn die Reflexionswellenlängen der Lichtreflexionsvorrichtungen 121 und 122 geändert werden, kann die Wellenlänge des erzeugten Lichts &lgr;4 ebenfalls leicht geändert werden, sodass der Variationsbereich der Wellenlänge &lgr;4 relativ breiter ist als bei einem herkömmlichen Wellenlängenwandler.

Da der Wellenlängenwandler 1 einen nicht linearen optischen Effekt an der Lichtleitfaser 110 nutzt, ist die höchstmögliche Nichtlinearität der Lichtleitfaser 110 vorzuziehen. Wenn die effektive Kernfläche der Lichtleitfaser 110 kleiner oder gleich 20 &mgr;m2 ist, ist der Wirkungsgrad der Erzeugung des erzeugten Lichtes &lgr;4 in Bezug auf die Leistung des optischen Pumplichtes &lgr;3 sehr gut, und ist der Wirkungsgrad der Erzeugung des Ausgangssignallichtes &lgr;2 in Bezug auf die Leistung des erzeugten Lichtes &lgr;4 sehr gut. Anders ausgedrückt, wird das Eingangssignallicht &lgr;1 in das Ausgangssignallicht &lgr;2 mit hohem Wirkungsgrad umgewandelt.

2 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der effektiven Kernfläche der Lichtleitfaser 110 und der Leistung des optischen Pumplichtes erläutert, die dazu erforderlich ist, die Leistung des Ausgangssignallichtes &lgr;2 und die Leistung des Eingangssignallichtes &lgr;1 aneinander anzupassen. Hierbei wurde die erforderliche Leistung des optischen Pumplichtes &lgr;3 in einem Fall bestimmt, in welchem sich das Eingangssignallicht &lgr;1 und das optische Pumplicht &lgr;3 in derselben Richtung durch die Lichtleitfaser 110 ausbreiten, wie in 1 gezeigt ist. Wie aus dem Diagramm hervorgeht, ist die erforderliche Leistung des optischen Pumplichtes desto kleiner, je kleiner die effektive Kernfläche der Lichtleitfaser 110 ist. Wenn die effektive Kernfläche der Lichtleitfaser 110 kleiner oder gleich 20 &mgr;m2 ist, ist die erforderliche Leistung des optischen Pumplichtes kleiner oder gleich 50 mW. Dies ist sehr wünschenswert, infolge der Verfügbarkeit einer Laserdiode, die optisches Pumplicht mit einer derartigen Leistung abgibt.

Da der Wellenlängenwandler 1 einen nicht linearen optischen Effekt in der Lichtleitfaser 110 nutzt, ist es wünschenswert, dass sich das Licht, welches unterschiedliche Wellenlängen aufweist, durch die Lichtleitfaser 110 in derselben Polarisationsrichtung ausbreitet, und dass die Lichtleitfaser 110 eine Lichtleitfaser mit Polarisationserhaltung ist. In diesem Fall wird, wenn das optische Pumplicht &lgr;3 und das Einganssignallicht &lgr;1, die in die Lichtleitfaser 110 hineingelangen, dieselbe Polarisationsrichtung aufweisen, Licht &lgr;4 mit derselben Polarisationsrichtung erzeugt, sodass das Ausgangssignallicht &lgr;2 mit hohen Wirkungsgrad durch den nicht linearen optischen Effekt zwischen dem erzeugten Licht &lgr;4 und dem Eingangssignallicht &lgr;1 erzeugt wird, die beide dieselbe Polarisationsrichtung aufweisen. Anders ausgedrückt, wird das Eingangssignallicht &lgr;1 in das Ausgangssignallicht &lgr;2 mit hohem Wirkungsgrad umgewandelt.

Da der Wellenlängenwandler 1 Vierwellenmischung in der Lichtleitfaser 110 einsetzt, ist es wünschenswert, dass eine Wellenlänge &lgr;0 mit einer Dispersion von Null der Lichtleitfaser 110 im Wesentlichen gleich der Wellenlänge &lgr;4 des erzeugten Lichts ist. In diesem Fall wird das Ausgangssignallicht &lgr;2 mit hohem Wirkungsgrad durch den nicht linearen optischen Effekt zwischen dem erzeugten Licht &lgr;4 und dem Eingangssignallicht &lgr;1 erzeugt. Wenn die erste Wellenlänge &lgr;1 und die zweite Wellenlänge &lgr;2 Werte in der Nähe von 1,55 &mgr;m aufweisen, ist eine dispersionsverschobene Lichtleitfaser mit einer Wellenlänge mit einer Dispersion von Null in der Nähe von 1,55 &mgr;m als die Lichtleitfaser 110 geeignet.

In dem Wellenlängenwandler 1 ist auch die Wellenlänge &lgr;0 mit einer Dispersion von Null der Lichtleitfaser 110 vorzugsweise kleiner oder gleich der Wellenlänge &lgr;4 des erzeugten Lichts. Im Allgemeinen ist, wenn die Leistung des erzeugten Lichts &lgr;4 hoch ist, die Wellenlänge, welche Phasenanpassungsbedingungen während der Vierwellenmischung erfüllt, zu einer Wellenlänge hin verschoben, die länger ist als die Wellenlänge &lgr;0 mit einer Dispersion von Null. Wenn daher die Wellenlänge &lgr;0 mit einer Dispersion von Null der Lichtleitfaser 110 kleiner oder gleich der Wellenlänge &lgr;4 des erzeugten Lichtes ist, wird das Ausgangssignallicht &lgr;2 mit hohen Wirkungsgrad erzeugt.

Da der Wellenlängenwandler 1 den Raman-Streueffekt in der Lichtleitfaser 110 einsetzt, muss die Abschneidewellenlänge der Lichtleitfaser 110 größer als die Wellenlänge &lgr;4 des erzeugten Lichts um 13 THz oder mehr bezüglich der optischen Frequenz sein. In diesem Fall wird, da sich das optische Pumplicht &lgr;3 in einer einzigen Mode durch die Lichtleitfaser 110 ausbreitet, das erzeugte Licht &lgr;4 mit hohem Wirkungsgrad erzeugt, sodass das Ausgangssignallicht &lgr;2 mit hohen Wirkungsgrad erzeugt wird.

In dem Wellenlängenwandler 1 ist das Reflexionsvermögen jeder Reflexionsvorrichtung 121 und 122 in Bezug auf die vierte Wellenlänge &lgr;4 vorzugsweise größer oder gleich 90 %. In diesem Fall schwingt das Licht &lgr;4, das durch Zufuhr des optischen Pumplichts &lgr;3 zur Lichtleitfaser 110 erzeugt wird, mit hohem Wirkungsgrad, wodurch das erzeugte Licht &lgr;4 erhalten wird, das eine hohe Leistung aufweist. Daher wird das Eingangssignallicht &lgr;1 in das Ausgangssignallicht &lgr;2 mit hohen Wirkungsgrad umgewandelt. 3 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der kontinuierlichen Oszillationszeit und dem Reflexionsvermögen der Reflexionsvorrichtungen 121 und 122 in Bezug auf die vierte Wellenlänge &lgr;4 zeigt. Wie aus dem Diagramm hervorgeht, ist die kontinuierliche Oszillationszeit desto länger, je größer das Reflexionsvermögen jeder der Reflexionsvorrichtungen 121 und 122 in Bezug auf die vierte Wellenlänge &lgr;4 ist. Daher ist, wenn das Reflexionsvermögen größer oder gleich 90 % ist, die kontinuierliche Oszillationszeit größer oder gleich 24 Stunden.

Es ist vorzuziehen, dass die Reflexionsvorrichtungen 121 und 122 des Wellenlängenwandlers 1 Bragg-Gitter sind, die in der Lichtleitfaser 110 ausgebildet sind. In diesem Fall können niedrige Verluste des Resonators erzielt werden, und ist die Konstruktion einfach. Die Reflexionsvorrichtungen 121 und 122 können auch vorzugsweise ein Bragg-Gitter sein, das in einer anderen Lichtleitfaser vorgesehen ist, die mit der Lichtleitfaser 110 schmelzverspleißt ist. In diesem Fall sind die Reflexionsvorrichtungen 121 und 122 einfach herzustellen, kann die Ausbeute erhöht werden, und können Verluste des Resonators durch das Schmelzverspleißen kleingehalten werden. Es ist ebenfalls vorzuziehen, dass das externe optische Filter 140 des Wellenlängenwandlers 1 ein Bragg-Gitter ist, das in der Lichtleitfaser vorgesehen ist.

Bei dem Wellenlängenwandler 1 ist es vorzuziehen, dass von dem Licht, das von dem Resonator durch die Reflexionsvorrichtung 122 ausgegeben wird, das externe optische Filter 140 das erzeugte Licht &lgr;4 sperrt, und das Ausgangssignallicht &lgr;2 durchlässt. In diesem Fall wird eine Signallichtübertragung mit hoher Qualität ermöglicht, ohne dass das erzeugte Licht &lgr;4 vom Ausgangsende 102 ausgegeben wird.

(Zweite Ausführungsform)

Als nächstes erfolgt eine Beschreibung eines Wellenlängenwandlers gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 4 ist eine schematische Darstellung eines Wellenlängenwandlers 2 gemäß der zweiten Ausführungsform. Der Wellenlängenwandler 2 empfängt Eingangssignallicht &lgr;1 von einem Eingangsende 201, erzeugt Ausgangssignallicht &lgr;2, das eine Wellenlänge aufweist, die sich von der Wellenlänge des Eingangssignallichts &lgr;1 unterscheidet, und welches dieselbe Information enthält wie das Eingangssignallicht &lgr;1, und gibt das Ausgangssignallicht &lgr;2 von einem Ausgangsende 202 aus. Der Wellenlängenwandler 2 weist einen Optikkoppler 230 auf, eine Reflexionsvorrichtung 221, eine Lichtleitfaser 210 aus Siliziumoxid, eine Reflexionsvorrichtung 222, und ein externes Filter 240, in Richtung vom Eingangsende 201 zum Ausgangsende 202. Weiterhin ist eine optische Pumpquelle 250 vorgesehen, die mit dem Optikkoppler 230 verbunden ist, sowie eine Wellenlängeneigenschafts-Einstellvorrichtung 260.

Die Lichtleitfaser 210, der Optikkoppler 230, und die optische Pumpquelle 250 des Wellenlängenwandlers 2 sind gleich der Lichtleitfaser 110, bzw. dem Optikkoppler 130, bzw. der optischen Pumpquelle 150 des Wellenlängenwandlers 1. Die Reflexionsvorrichtungen 221 und 222 unterscheiden sich von den Reflexionsvorrichtungen 121 und 122 in der Hinsicht, dass die Reflexionswellenlängen der Reflexionsvorrichtungen 221 und 222 variabel sind. Das externe optische Filter 240 unterscheidet sich von dem externen optischen Filter 140 des Wellenlängenwandlers 1 in der Hinsicht, dass die Durchlasswellenlänge des externen optischen Filters 240 variabel ist. Anders als die Reflexionsvorrichtungen 121 und 122 und das externe optische Filter 140, ist an die Reflexionsvorrichtungen 221 und 222 und das externe optische Filter 240 die Wellenlängeneigenschafts-Einstellvorrichtung 260 angeschlossen.

Die Reflexionsvorrichtungen 221 und 222, deren Reflexionswellenlängen variabel sind, sind Bragg-Gitter, die entweder in der Lichtleitfaser 210 oder einer anderen Lichtleitfaser vorgesehen sind. Es ist vorzuziehen, dass ihre Reflexionswellenlängen durch Einstellung der mechanischen Spannung oder der Temperatur variabel sind. Das externe optische Filter 240, dessen Durchlasswellenlänge variabel ist, ist ein Bragg-Gitter, das in der Lichtleitfaser vorgesehen ist. Es ist vorzuziehen, dass die Durchlasswellenlänge durch Einstellung der mechanischen Spannung oder der Temperatur variabel ist.

Die Wellenlängeneigenschafts-Einstellvorrichtung 260 stellt die Reflexionswellenlängen der Reflexionsvorrichtungen 221 und 222 ein. Hierbei ist es vorzuziehen, dass die Wellenlängeneigenschafts-Einstellvorrichtung 260 die Reflexionswellenlängen der Reflexionsvorrichtungen 221 und 222 so einstellt, dass sie einander gleich sind. Die Wellenlängeneigenschafts-Einstellvorrichtung 260 stellt weiterhin die Durchlasswellenlänge des externen optischen Filters 240 ein. Hierbei ist es vorzuziehen, dass die Reflexionswellenlängen der Reflexionsvorrichtungen 221 und 222 so eingestellt werden, dass sie einander gleich sind, und dass die Durchlasswellenlänge des externen optischen Filters 240 und die Wellenlänge des Ausgangssignallichts, die sich entsprechend dieser Einstellung ändert, so eingestellt werden, dass sie einander gleich sind. Da die Durchlasswellenlänge des externen optischen Filters 240 Änderungen mitmacht, die bei der Wellenlänge des Ausgangssignallichtes durch Änderungen der Wellenlänge des erzeugten Lichtes hervorgerufen werden, wird ermöglicht, eine Abnahme der Leistung des Ausgangssignallichtes zu verhindern.

Der Wellenlängenwandler 2 arbeitet auf die gleiche Art und Weise wie der Wellenlängenwandler 1. Da die Reflexionswellenlänge der Reflexionsvorrichtungen 221 und 222 variabel ist, ist jedoch die Resonanzwellenlänge (die Wellenlänge &lgr;4 des erzeugten Lichtes) des Resonators entsprechend variabel, welcher die Reflexionsvorrichtungen 221 und 222 aufweist. Daher ist auch die Wellenlänge &lgr;2 des Ausgangssignallichtes variabel.

Die Einstellung der Reflexionswellenlängen der Reflexionsvorrichtungen 221 und 222 so, dass sie einander gleich sind, durch die Wellenlängeneigenschafts-Einstellvorrichtung, stabilisiert die Oszillation des Resonators, der die Reflexionsvorrichtungen 221 und 222 aufweist. Die Einstellung der Durchlasswellenlänge des externen optischen Filters 240 durch die Wellenlängeneigenschafts-Einstellvorrichtung 260, zusätzlich zur Einstellung der Reflexionswellenlängen der Reflexionsvorrichtungen 221 und 222, ermöglicht es, dass die Durchlasswellenlänge des externen optischen Filters 240 Änderungen der Wellenlänge des Ausgangssignallichtes folgt, die durch Änderungen der Wellenlänge des erzeugten Lichtes hervorgerufen werden. Daher wird ermöglicht, eine Abnahme der Leistung des Ausgangssignallichtes zu verhindern.

Beispielsweise beträgt in einem Fall, bei welchem eine dispersionsverschobene Lichtleitfaser, die eine Wellenlänge mit einer Dispersion von Null in der Nähe von 1,55 &mgr;m aufweist, als die Lichtleitfaser 210 verwendet wird, die einen Durchlassverlust von 0,2 dB/km bei einer Wellenlänge von 1,55 &mgr;m aufweist, eine Länge von 5 km, und eine effektive Kernfläche von 50 &mgr;m2, die spektrale Breite des Ausgangssignallichtes &lgr;2 (also die Wellenlängenbreite für eine Leistung, die um 3 dB gegenüber dem Spitzenwert der Leistung abgenommen hat) annähernd 7 nm. Diese spektrale Breite ist größer oder gleich dem dreifachen der spektralen Breite in jenem Fall, in welchem eine Standard-Einzelmoden-Lichtleitfaser als Lichtleitfaser 210 verwendet wird.

(Dritte Ausführungsform)

Als nächstes erfolgt eine Beschreibung eines Wellenlängenwandlers gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 5 ist eine schematische Ansicht eines Wellenlängenwandlers 3 gemäß der dritten Ausführungsform. Der Wellenlängenwandler 3 empfängt Eingangssignale des &lgr;1 von einem Eingangsende 301, erzeugt Ausgangssignallicht &lgr;2, das eine Wellenlänge aufweist, die sich von der Wellenlänge des Eingangssignallichts &lgr;1 unterscheidet, und welches dieselbe Information enthält wie das Eingangssignallicht &lgr;1, und gibt das Ausgangssignallicht &lgr;2 von dem Ausgangsende 302 aus. Der Wellenlängenwandler 3 weist einen optischen Isolator 370 auf, eine Reflexionsvorrichtung 321, eine Lichtleitfaser 310 aus Siliziumoxid, eine Reflexionsvorrichtung 322, einen Optikkoppler 330, und ein externes Filter 340, in Richtung vom Eingangsende 301 zum Ausgangsende 302. Er ist weiterhin mit einer optischen Pumpquelle 350 versehen, die an den Optikkoppler 330 angeschlossen ist.

Die Lichtleitfaser 310, die Reflexionsvorrichtungen 321 und 322, und die optische Pumpquelle 350 des Wellenlängenwandlers 3 sind gleich der Lichtleitfaser 110, bzw. den Reflexionsvorrichtungen 121 und 122, bzw. der optischen Pumpquelle 150 des Wellenlängenwandlers 1. Der Wellenlängenwandler 3 unterscheidet sich von dem Wellenlängenwandler 1 in der Hinsicht, dass der Optikkoppler 330 zwischen der Reflexionsvorrichtung 322 und dem externen optischen Filter 340 angeordnet ist, und dass der Wellenlängenwandler 3 weiterhin den optischen Isolator 370 aufweist.

Der Optikkoppler 330 gibt an das externe optische Filter 340 das Ausgangssignallicht &lgr;2 aus, das von der Reflexionsvorrichtung 322 ausgegeben wurde, und gibt an die Reflexionsvorrichtung 322 optisches Pumplicht &lgr;3 aus, das von der optischen Pumpquelle 350 ausgegeben wurde. Anders ausgedrückt, wird bei dieser Ausführungsform das optische Pumplicht &lgr;3 in entgegengesetzter Richtung relativ zum Signallicht zugeführt.

Der optische Isolator 370 ist an der Außenseite eines Resonators angeordnet, welcher die Reflexionsvorrichtungen 321 und 322 aufweist, und an der Seite des Eingangs für das Eingangssignallicht &lgr;1. Der optische Isolator 370 lässt das Eingangssignallicht &lgr;1 durch, das sich vom Eingangsende 301 zur Reflexionsvorrichtung 321 ausbreitet, aber sperrt Licht ab, das sich in entgegengesetzter Richtung ausbreitet. Insbesondere sperrt der optische Isolator 370 erzeugtes Licht &lgr;4, das sich in Richtung entgegengesetzt zur Ausbreitungsrichtung des Eingangssignallichtes &lgr;1 ausbreitet.

Der Wellenlängenwandler 3 arbeitet folgendermaßen. Das optische Pumplicht &lgr;3, das von der optischen Pumpquelle 350 ausgegeben wird, geht durch die Reflexionsvorrichtung 322 über den Optikkoppler 330 hindurch, gelangt in die Lichtleitfaser 310, und breitet sich durch die Lichtleitfaser 310 aus. Licht, das andere Wellenlängen aufweist, wird durch den Raman-Streueffekt in der Lichtleitfaser 310 erzeugt, welcher das optische Pumplicht &lgr;3 zugeführt wurde. Unter diesem Licht wird das erzeugte Licht &lgr;4, das eine Resonanzwellenlänge des Resonators enthält, optisch verstärkt und schwingt. Das Eingangssignallicht &lgr;1, das in das Eingangsende 301 eingegeben wird, wird durch die Reflexionsvorrichtung 321 über den optischen Isolator 370 übertragen, gelangt in die Lichtleitfaser 310 hinein, und breitet sich durch die Lichtleitfaser 310 aus. In der Lichtleitfaser 310 wird das Ausgangssignallicht &lgr;2, das eine unterschiedliche Wellenlänge aufweist, durch Vierwellenmischung zwischen dem erzeugten Licht &lgr;4 und dem Eingangssignallicht &lgr;1 erzeugt. Das Ausgangssignallicht &lgr;2, das in der Lichtleitfaser 310 erzeugt wird, geht durch die Reflexionsvorrichtung 322, wird von dem Resonator ausgegeben, geht durch den Optikkoppler 330 hindurch, und durch das externe optische Filter 310, und wird von dem Ausgangsende 302 ausgegeben.

Das ausgegebene Signallicht &lgr;2, das ausgegeben wurde, enthält dieselbe Information wie das Eingangssignallicht &lgr;1, das eingegeben wurde, und weist eine Wellenlänge auf, die sich von der Wellenlänge des Eingangssignallichtes &lgr;1 unterscheidet. Der Wellenlängenwandler 3 verwendet als das erzeugte Licht &lgr;4 Licht, das eine Wellenlänge aufweist, die durch den Raman-Streueffekt erzeugt wird, und das in dem Resonator schwingt. Die Bandbreite des erzeugten Lichtes &lgr;4 ist daher schmal, und das Signal-Rauschverhältnis (S/N) des Ausgangssignallichtes &lgr;2 ist sehr gut. Bei dieser Ausführungsform wird infolge der Tatsache, dass Licht, das sich in Richtung entgegengesetzt zur Signallichtübertragungsrichtung ausbreitet, durch den optischen Isolator 370 gesperrt wird, die Oszillation des Resonators, welcher die Reflexionsvorrichtungen 321 und 322 aufweist, stabil, und wird eine Signallichtübertragung mit hoher Qualität erzielt.

Es wird beispielsweise ein Fall angenommen, in welchem eine hoch nicht lineare Lichtleitfaser als die Lichtleitfaser 310 eingesetzt wird, die eine Wellenlänge mit einer Dispersion von Null von 1549 nm aufweist, eine Länge von 3 km, und eine effektive Kernfläche von 10 &mgr;m2, und welche eine Ausbreitung des Lichtes unter Aufrechterhaltung der Polarisation des Lichtes ermöglicht. Die erste Wellenlänge &lgr;1 ist gleich 1545 nm, die dritte Wellenlänge &lgr;3 ist gleich 1450 nm, und die vierte Wellenlänge &lgr;4 ist gleich 1550 nm. Wenn die Leistung des optischen Pumplichtes &lgr;3 größer oder gleich 20 dBm ist, ist die Leistung des Ausgangssignallichtes &lgr;2 groß, und tritt parametrische Verstärkung auf. Da die Lichtleitfaser 310 eine Lichtleitfaser mit Polarisationserhaltung ist, ist die Leistung des Ausgangssignallichtes &lgr;2 hoch, verglichen mit jenem Fall, in welchem die Polarisation nicht aufrechterhalten wird, und die Wellenlänge mit einer Dispersion von Null gleich 1550 nm ist.

Der optische Isolator kann an der Ausgangsseite angeordnet sein, beispielsweise direkt vor oder hinter dem externen optischen Filter 340. Zusätzlich können optische Isolatoren sowohl an der Eingangsseite als auch an der Ausgangsseite vorgesehen sein. Ein optischer Isolator kann entsprechend bei der ersten und zweiten Ausführungsform eingesetzt werden.

(Vierte und fünfte Ausführungsform)

Nunmehr erfolgt die Beschreibung eines Wellenlängenwandlers gemäß einer vierten und einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 6 ist eine schematische Darstellung eines Wellenlängenwandlers 4 gemäß der vierten und der fünften Ausführungsform. Der Wellenlängenwandler 4 empfängt Eingangssignallicht &lgr;1 von einem Eingangsende 401, erzeugt Ausgangssignallicht &lgr;2, das eine Wellenlänge aufweist, die sich von der Wellenlänge des Eingangssignallichtes &lgr;1 unterscheidet, und welches dieselbe Information wie das Eingangssignallicht &lgr;1 enthält, und gibt das Ausgangssignallicht &lgr;2 vom Ausgangsende 402 aus. Der Wellenlängenwandler 4 weist einen Optikkoppler 431 auf, eine Reflexionsvorrichtung 421, eine Lichtleitfaser 410 aus Siliziumoxid, eine Reflexionsvorrichtung 422, Optikkoppler 432 und 430, und ein externes Filter 440, in Richtung vom Eingangsende 401 zum Ausgangsende 402. Er ist weiterhin mit einer optischen Pumpquelle 450 versehen, die an den Optikkoppler 430 über einen abstimmbaren Abschwächer 490 angeschlossen ist, sowie einen Monitor 480 für die optische Leistung, der an den Optikkoppler 432 angeschlossen ist.

Die Lichtleitfaser 410 ist gleich der Lichtleitfaser 310 des Wellenlängenwandlers 3. Die Lichtleitfaser 410 kann eine hoch nicht lineare, dispersionsverschobene Lichtleitfaser sein, deren Wellenlänge mit einer Dispersion von Null zur Wellenlänge &lgr;4 des erzeugten Lichtes &lgr;4 hin verschoben ist, eine hoch nicht lineare Lichtleitfaser mit abgeflachter Dispersion, dessen Dispersionssteigung bei &lgr;4 extrem klein ist, oder eine hoch nicht lineare Photonenkristall-Lichtleitfaser. Diese drei Lichtleitfasern weisen vorzugsweise einen nicht linearen Koeffizienten &ggr; von beispielsweise nicht kleiner als 10 W–1km–1 an der Wellenlänge &lgr;4 auf.

Die optische Pumpquelle 450 ist ein Faser-Raman-Laser. Die Reflexionsvorrichtungen 4 21 und 422 und der Optikkoppler 430sind gleich den Reflexionsvorrichtungen 321 und 322 bzw. dem Optikkoppler 330 des Wellenlängenwandlers 3.

Der Wellenlängenwandler 4 unterscheidet sich vom Wellenlängenwandler 3 in der Hinsicht, dass der Optikkoppler 431 anstelle des optischen Isolators 370 des Wellenlängenwandlers 3 vorgesehen ist, und dass der Wellenlängenwandler 4 weiterhin den Optikkoppler 432 aufweist, das Messgerät 480 für die optische Leistung, und den abstimmbaren Abschwächer 490.

Der Optikkoppler 431 ist ein WDM-Koppler. Er überträgt das Eingangssignallicht &lgr;1, das sich vom Eingangsende 401 zur Reflexionsvorrichtung 421 ausbreitet, aber sperrt Pumplicht &lgr;3 und erzeugtes Licht &lgr;4, die sich in Richtung entgegengesetzt zur Ausbreitungsrichtung des Eingangsignallichtes &lgr;1 ausbreiten.

Der Optikkoppler 432 ist ein Anzapfungskoppler, und zweigt etwa 1 % der Leistung des optischen Pumplichtes &lgr;3 zum Messgerät 480 für die optische Leistung ab. Das Messgerät 480 für die optische Leistung überwacht die Leistung des optischen Pumplichtes &lgr;3.

Es wird beispielsweise ein Fall (viertes Beispiel) angenommen, bei welchem eine optische Pumpquelle 450 ein Faser-Raman-Laser ist, der optisches Pumplicht &lgr;3 ausgibt, dessen Wellenlänge gleich 1370 nm ist. Eine Lichtleitfaser 410 weist eine Wellenlänge mit einer Dispersion von Null von 1460 nm auf, und eine Länge von 500 m. Der Übertragungsverlust beträgt 0,8 dB/km, die Dispersionssteigung beträgt 0,03 ps/nm/km, der nicht lineare Koeffizient beträgt 21 W–1km–1, und die Polarisationsmodendispersion beträgt 0,03 ps/km0,5 bei der Wellenlänge von 1460 nm. Die vierte Wellenlänge &lgr;4 wird auf 1460 nm durch die Reflexionsvorrichtungen 421 und 422 eingestellt. Der Wandlerwirkungsgrad des Wellenlängenwandlers 4 gemäß der vierten Ausführungsform ist in 7 angegeben.

Weiterhin wird ein Fall (fünftes Beispiel) angenommen, bei welchem eine optische Pumpquelle 450 ein Faser-Raman-Laser ist, der optisches Pumplicht &lgr;3 ausgibt, dessen Wellenlänge gleich 1250 nm ist. Eine Lichtleitfaser 410 weist eine Wellenlänge mit einer Dispersion von Null von 1330 nm sowie eine Länge von 500 m auf. Ihr Übertragungsverlust beträgt 1,3 dB/km, die Dispersionssteigung beträgt 0,08 ps/nm/km, der nicht lineare Koeffizient ist gleich 6 W–1km–1, und die Polarisationsmodendispersion beträgt 0,1 ps/km0,5 bei der Wellenlänge von 1330 nm. Die vierte Wellenlänge &lgr;4 wird auf 1330 nm durch die Reflexionsvorrichtungen 421 und 422 eingestellt. Der Wandlerwirkungsgrad des Wellenlängenwandlers 4 gemäß der vierten Ausführungsform ist in 8 dargestellt.

Das Ausgangssignallicht &lgr;2, das ausgegeben wurde, enthält dieselbe Information wie das Eingangssignallicht &lgr;1, das zugeführt wurde, und weist eine Wellenlänge auf, die sich von der Wellenlänge des Eingangssignallichtes &lgr;1 unterscheidet.

Der Wellenlängenwandler 4 verwendet als das erzeugte Licht &lgr;4 Licht, das eine Wellenlänge aufweist, die durch den Raman-Streueffekt erzeugt wird, und durch den Resonator zum Schwingen veranlasst wird. Daher ist die Bandbreite des erzeugten Lichtes &lgr;4 schmal, und ist das Signal-Rauschverhältnis (S/N) des Ausgangssignallichtes &lgr;2 sehr gut. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird infolge der Tatsache, dass Licht, das sich in Richtung entgegengesetzt zur Durchlassrichtung des Signallichtes ausbreitet, durch den Optikkoppler 431 gesperrt wird, die Oszillation des Resonators, welcher die Reflexionsvorrichtungen 421 und 422 aufweist, stabil, und wird eine Signallichtübertragung mit hoher Qualität erzielt.


Anspruch[de]
Wellenlängenwandler (1), der zur Erzeugung von Ausgangssignallicht entsprechend Eingangssignallicht ausgebildet ist, wobei das Eingangssignallicht eine erste Wellenlänge (&lgr;1) aufweist, und das Ausgangssignallicht eine zweite Wellenlänge (&lgr;1) aufweist, und dieselbe Information enthält wie das Eingangssignallicht, wobei der Wellenlängenwandler (1) aufweist:

eine optische Pumpquelle (150) zur Ausgabe optischen Signallichts, das eine dritte Wellenlänge (&lgr;3) aufweist,

einen Resonator, der eine Lichtleitfaser (110) und eine erste (121) und eine zweite (122) Reflektorvorrichtung (121, 122) aufweist, wobei die erste und die zweite Reflektorvorrichtung an beiden Seiten der Lichtleitfaser angeordnet sind; und

eine Vorrichtung, die zum Eingeben des Eingangssignallichts in den Resonator von der ersten Reflektorvorrichtung (121) ausgebildet ist,

wobei das optische Pumplicht Licht erzeugt, das eine vierte Wellenlänge (&lgr;4) aufweist, die von der dritten Wellenlänge (&lgr;3) des optischen Pumplichts verschieden ist, und in der Lichtleitfaser (110) zwischen der ersten und der zweiten Reflektorvorrichtung schwingt; und

das Ausgangssignallicht durch einen nicht linearen optischen Effekt zwischen dem erzeugten Licht, das die vierte Wellenlänge (&lgr;4) aufweist, und dem

Eingangssignallicht erzeugt wird, und von der zweiten Reflektorvorrichtung (122) ausgegeben wird;

dadurch gekennzeichnet, dass das optische Pumplicht das Licht, das die vierte Wellenlänge aufweist, infolge des Raman-Streueffekts erzeugt; und

eine Abschneidewellenlänge der Lichtleitfaser kleiner als die vierte Wellenlänge um einen Wert ist, der einer optischen Frequenz größer oder gleich 13 THz entspricht, sodass sich das optisch Pumplicht in einer einzigen Mode durch die Lichtleitfaser ausbreitet.
Wellenlängenwandler nach Anspruch 1, bei welchem die effektive Kernfläche der Lichtleitfaser (110) kleiner oder gleich 20 &mgr;m2 ist. Wellenlängenwandler nach Anspruch 1, bei welchem die Lichtleitfaser (110) eine die Polarisation aufrecht erhaltende Lichtleitfaser ist. Wellenlängenwandler nach Anspruch 1, bei welchem eine Wellenlänge mit einer Dispersion von Null der Lichtleitfaser (110) im Wesentlichen gleich der vierten Wellenlänge (&lgr;4) ist. Wellenlängenwandler nach Anspruch 1, bei welchem eine Wellenlänge mit einer Dispersion von Null der Lichtleitfaser (110) nicht größer ist als die vierte Wellenlänge (&lgr;4). Wellenlängenwandler nach Anspruch 1, bei welchem das Reflexionsvermögen sowohl der ersten als auch der zweiten Reflektorvorrichtung (121, 122) in Bezug auf die vierte Wellenlänge (&lgr;4) größer oder gleich 90 % ist. Wellenlängenwandler nach Anspruch 1, bei welchem die erste und die zweite Reflektorvorrichtung (121, 122) Bragg-Gitter in der Lichtleitfaser sind. Wellenlängenwandler nach Anspruch 1, bei welchem die erste und die zweite Reflektorvorrichtung (121, 122) Bragg-Gitter in anderen Lichtleitfasern sind, die mit der Lichtleitfaser schmelzverspleißt sind. Wellenlängenwandler nach Anspruch 1, der weiterhin eine externe Lichtleitfaser (140) aufweist, die außerhalb des Resonators und an der Seite des ausgegebenen Ausgangssignallichts liegt, wobei das externe optische Filter (140) dazu ausgebildet ist, das erzeugte Licht zu sperren, und das Ausgangssginallicht durchzulassen. Wellenlängenwandler nach Anspruch 1, bei welchem die reflektierten Wellenlängen der ersten (221) und der zweiten (222) Reflektorvorrichtungen (221, 222) variabel sind; und eine Wellenlängeneinstellvorrichtung (260) vorgesehen ist, die zur Einstellung der jeweiligen Reflexionswellenlängen der ersten und zweiten Reflektorvorrichtung (221, 222) ausgebildet ist. Wellenlängenwandler nach Anspruch 10, bei welchem die Wellenlängen-Einstellvorrichtungen (260) dazu ausgebildet sind, die jeweiligen Reflexionswellenlängen der ersten und der zweiten Reflektorvorrichtung (221, 222) so einzustellen, dass sie gleich sind. Wellenlängenwandler nach Anspruch 11, der weiterhin ein externes optisches Filter (240) aufweist, das an der Außenseite des Resonators und an der Seite des ausgegebenen Ausgangssignallichts angeordnet ist, wobei das externe optische Filter (240) dazu ausgebildet ist, das erzeugte Licht zu sperren, und das Ausgangssignallicht durchzulassen, wobei die Durchlasswellenlänge des externen optischen Filters (240) variabel ist, und die Wellenlängen-Einstellvorrichtungen (260) dazu ausgebildet ist, die Durchlasswellenlänge des externen optischen Filters (240) so einzustellen, dass sie gleich der Wellenlänge des Ausgangssignallichts ist, die sich entsprechend der Einstellung der jeweiligen Reflexionswellenlängen der ersten und der zweiten Reflektorvorrichtung (221, 222) ändert. Wellenlängenwandler nach Anspruch 1, der weiterhin einen optischen Isolator (370) aufweist, der außerhalb des Resonators und an der Seite des eingegebenen Eingangssignallichts angeordnet ist, wobei der optische Isolator (370) das erzeugte Licht sperrt, das sich in Richtung entgegengesetzt zur Ausbreitungsrichtung des Eingangsignallichts ausbreitet. Wellenlängenwandler nach Anspruch 1, der weiterhin einen optischen Isolator (370) aufweist, der außerhalb des Resonators und an der Seite des ausgegebenen Ausgangssignallichts angeordnet ist, wobei der optische Isolator Licht sperrt, das sich in Richtung entgegengesetzt zur Ausbreitungsrichtung des Ausgangsignallichts ausbreitet. Wellenlängenwandler nach Anspruch 1, bei welchem der nicht lineare optische Effekt Vierwellenmischung ist.






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