波长变换元件以及使用此元件的方法

主权项

一种具有用来展现准相位匹配之周期构造之波长变换元件，包含多工器、QPM光学波导器与窄频带波长滤波器，含1.51 μm波长λ1之第一帮浦光、含1.57 μm波长λ2之第二帮浦光与含1.55 μm波长λS之讯号光，都在多工器中多工，并当成是入射光而导入波长变换装置之QPM光学波导器中，在QPM光学波导器中，含波长λSF之SF光是由含1.51 μm波长λ1之第一帮浦光与含1.57 μm波长λ2之第二帮浦光之SFG所产生，含1.53 μm波长λC之DF光是藉由SF光与含1.55 μm波长λS之讯号光之DFG所产生，该波长变换元件之周期性构造之周期Λ设定成满足下列方程式(1)、(2)、(3)及(4)之值(2π/λSF)nSF-(2π/λ1)n1-(2π/λ2)n2=2π/Λ (1) (2π/λSF)nSF-(2π/λS)nS-(2π/λC)nC=2π/Λ (2) 1//λSF=1/λ1+1/λ2(3) 1/λSF=1/λS+1/λC(4)其中：λ1是输入波长变换元件中之第一帮浦光之波长；λ2是输入波长变换元件中之第二帮浦光之波长；λS是输入波长变换元件中之讯号光之波长；λC是输入波长变换元件中之转换光之波长；λSF是第一帮浦光与第二帮浦光之合成频率光之波长；nSF是波长变换元件关于第一帮浦光与第二帮浦光之合成频率光之折射指数；n1是波长变换元件关于第一帮浦光之折射指数；n2是波长变换元件关于第二帮浦光之折射指数；nS是波长变换元件关于讯号光之折射指数；以及nC是波长变换元件关于转换光之折射指数。如申请专利范围第1项之具有用来展现准相位匹配之周期构造之波长变换元件，其中由下列方程式(5)与(6)所代表的关系，在第一帮浦光之波长λ1、第二帮浦光之波长λ2、讯号光之波长λS与转换光之波长λC之间是有效的：λ1<λS<λ2(5) λ1<λC<λ2(6)一种使用波长变换元件之方法，其中波长λ1之第一帮浦光、波长λ2之第二帮浦光、波长λS之讯号光都输入到如申请专利范围第1项所述之波长变换元件，并且波长λC之转换光从波长变换元件输出。一种具有用来展现准相位匹配之周期构造之波长变换元件，包含多工器、QPM光学波导器与窄频带波长滤波器，第(2j-1)帮浦光与第2j帮浦光(j为N或更小的自然数)之N组帮浦光以及含1.55 μm波长λS之讯号光，都在多工器中多工，并当成是入射光而导入波长变换装置之QPM光学波导器中，在QPM光学波导器中，SF光波长λSF等于由第(2N-1)帮浦光与第2N帮浦光之SFG产生之波长，即，波长为λSF之SF光是由第(2j-1)帮浦光与第2j帮浦光(j为N或更小的自然数)之N组帮浦光所产生，该波长变换元件之周期性构造之周期Λ设定成满足下列方程式(7)、(8)、(9)与(10)：(2π/λSF)nSF-(2π/λ2j-1)n2j-1-(2π/λ2j)n2j=2π/Λ (7) (2π/λSF)nSF-(2π/λS)nS-(2π/λC)nC=2π/Λ (8)1/λSF=1/λ2j-1+1/λ2j(9) 1/λSF=1/λS+1/λC(10)其中：λ2j-1是输入波长变换元件中之第(2j-1)帮浦光之波长；λ2j是输入波长变换元件中之第2j帮浦光之波长；λS是输入波长变换元件中之讯号光之波长；λC是输入波长变换元件中之转换光之波长；λSF是波长λ2j-1之第(2j-1)帮浦光与波长λ2j之第2j帮浦光之合成频率光之波长；nSF是波长变换元件关于波长λ2j-1之第(2j-1)帮浦光与波长λ2j之第2j帮浦光之合成频率光之折射指数；n2j-1是波长变换元件关于波长λ2j-1之第(2j-1)帮浦光之折射指数；n2j是波长变换元件关于波长λ2j之第2j帮浦光之折射指数；nS是波长变换元件关于波长λS之讯号光之折射指数；nC是波长变换元件关于波长λC之转换光之折射指数；并且，j是从1到N之自然数，N是2或更多之自然数。如申请专利范围第4项之具有用来展现准相位匹配之周期构造之波长变换元件，其中由下列方程式(11)、(12)与(13)所代表的关系，在第(2N-1)帮浦光之波长λ2N-1、第(2N-3)帮浦光之波长λ2N-3、第三帮浦光之波长λ3、第一帮浦光之波长λ1、第二帮浦光之波长λ2、第四帮浦光之波长λ4、第(2N-2)帮浦光之波长λ2N-2、第2N帮浦光之波长λ2N、讯号光之波长λS与转换光之波长λC之间是有效的：λ2N-1<λ2N-3<...λ3<λ1<λ2<λ4<...λ2N-2<λ2N(11) λ1<λS