JPH02183236A - 光タイミング抽出回路 - Google Patents
光タイミング抽出回路Info
- Publication number
- JPH02183236A JPH02183236A JP1002583A JP258389A JPH02183236A JP H02183236 A JPH02183236 A JP H02183236A JP 1002583 A JP1002583 A JP 1002583A JP 258389 A JP258389 A JP 258389A JP H02183236 A JPH02183236 A JP H02183236A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- signal light
- input signal
- semiconductor laser
- resonator
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4006—Injection locking
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
本発明は、光信号を電気に変換することなく、光クロッ
ク成分を抽出する光タイミング抽出回路に関するしので
ある。
ク成分を抽出する光タイミング抽出回路に関するしので
ある。
「従来の技術」
従来、入力信号光のクロック成分を抽出する場合、その
−手段として、第７図に示ずＦａｂｒｙ−Ｐｅｒ。
−手段として、第７図に示ずＦａｂｒｙ−Ｐｅｒ。
を形共振器１が用いられていた。このＰ ａｂｒｙ −
Ｐ ｅｒｏｔ形共振器ｌの内側面は鏡面状に研磨されて
おり、外部から入射された入力信号光がこれらの鏡面で
繰り返し反射されることにより、共振器ｉ内において共
振現象か起きる。ここで、入力信号光２はＲＺ （Ｒｅ
ｔｕｒｎ ｔｏ Ｚ ｅｒｏ）符号により変調されてい
る。そして、Ｆ ａｂｒｙ −Ｐ ｅｒｏｔ形共振器ｌ
は入力信号光２の変調周波数に合わけて共振器長しが決
められている。このＰ ａｂｒｙ −Ｐ ｅｒｏｔ共振
器１に入力信号光２を入力すると、そのクロック成分が
抽出され、タイミング光３として出ツノされる。
Ｐ ｅｒｏｔ形共振器ｌの内側面は鏡面状に研磨されて
おり、外部から入射された入力信号光がこれらの鏡面で
繰り返し反射されることにより、共振器ｉ内において共
振現象か起きる。ここで、入力信号光２はＲＺ （Ｒｅ
ｔｕｒｎ ｔｏ Ｚ ｅｒｏ）符号により変調されてい
る。そして、Ｆ ａｂｒｙ −Ｐ ｅｒｏｔ形共振器ｌ
は入力信号光２の変調周波数に合わけて共振器長しが決
められている。このＰ ａｂｒｙ −Ｐ ｅｒｏｔ共振
器１に入力信号光２を入力すると、そのクロック成分が
抽出され、タイミング光３として出ツノされる。
「発明が解決しようとする課題、ｊ
ところで、上述したＦ ａｂｒｙ −Ｐ ｅｒｏｔ形共
振器は、抽出されるタイミング光のパワーが、その後に
接続される光識別回路、または光／電気変換器を動作さ
せるのに十分なものでないという問題があうｊ二。さら
に、入力信号光２のレベル変動に応じてタイミング光３
のレベルら変動するという間ｍ１および、入力信号光２
において“０”（ローレベル）が連続するとタイミング
光３のレベルが減少するという問題があった。
振器は、抽出されるタイミング光のパワーが、その後に
接続される光識別回路、または光／電気変換器を動作さ
せるのに十分なものでないという問題があうｊ二。さら
に、入力信号光２のレベル変動に応じてタイミング光３
のレベルら変動するという間ｍ１および、入力信号光２
において“０”（ローレベル）が連続するとタイミング
光３のレベルが減少するという問題があった。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、
入力信号光のレベル変動がある場合においてら、十分、
かつ、安定したレベルのタイミング光を抽出することが
できる光タイミング抽出回路を提供することを目的とす
る。
入力信号光のレベル変動がある場合においてら、十分、
かつ、安定したレベルのタイミング光を抽出することが
できる光タイミング抽出回路を提供することを目的とす
る。
「課題を解決するための手段」
上記課題を解決するため、この発明は、Ａ Ｓ Ｋ （
Ａ ｍｐｕｌｉＬｕｄｅ Ｓ ｈｉｆｔ Ｋ ｅｙｉｎ
ｇ）変調された入力信号光から光クロック成分を抽出す
る光タイミング抽出回路において、 前記ＡＳＫ変調された入力信号光の変調周波数と一致し
た共振周波数を有するＦａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ形共振器
と、 前記共振器内部に配置された端面無反射コートの進行波
形半導体レーザ増幅器と を具備することを特徴とする。
Ａ ｍｐｕｌｉＬｕｄｅ Ｓ ｈｉｆｔ Ｋ ｅｙｉｎ
ｇ）変調された入力信号光から光クロック成分を抽出す
る光タイミング抽出回路において、 前記ＡＳＫ変調された入力信号光の変調周波数と一致し
た共振周波数を有するＦａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ形共振器
と、 前記共振器内部に配置された端面無反射コートの進行波
形半導体レーザ増幅器と を具備することを特徴とする。
「作用」
上記構成によれば、Ｆ ａｂｒｙ −Ｐ ｅｒｏＬ形共
振器内部に介装された進行波形半導体レーザ増幅器では
、モードロック現象と同期引き込み現象が起こる。
振器内部に介装された進行波形半導体レーザ増幅器では
、モードロック現象と同期引き込み現象が起こる。
従って、Ｐ ａｂｒｙ −Ｐ ｅｒｏｔ形共振器は内部
に増幅作用を有する共振器として機能し、該共振器への
入力光のクロック成分が抽出されて出力される。
に増幅作用を有する共振器として機能し、該共振器への
入力光のクロック成分が抽出されて出力される。
「実施例」
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の一実施例による先タイミング抽出回路
の構成図である。同図において、４は進行波形半導体レ
ーザ増幅器（ＳＬＡ）、５ａおよび５ｂはセルフォック
レンズ、６ａおよび６ｂはシングルモードファイバ、７
ａおよび７ｂは反射率を高める誘電体多層膜である。こ
れらの要素は、入力信号光８の進路上に、シングルモー
ドファイバ６ａ→誘電体多層膜７ａ→セルフォックレン
ズ５ａ→半導体レーザ増幅器４→セルフォックレンズ５
ｂ→誘電体多層膜７ｂ→シングルモードファイバ６１）
の順に並べて配置されている。そして、誘電体多層膜７
ａ〜７ｂ間がＦ ａｂｒｙ −Ｐ ｅｒｏｔ共振器を構
成している。ここで、誘電体多層膜７ａ−７ｂ間距離り
によって共振周波数が決定され、本実施例では入力信号
光の変調周波数ｆｍとの間にＩ＋ｎ＝ Ｃ／ Ｌ （Ｃ
は光速（２，９９ｘ １０ Ｉ１ｍ／ｓ））の関係が成
り立つように誘電体多層膜７ａおよび７ｂが配置されて
いる。
の構成図である。同図において、４は進行波形半導体レ
ーザ増幅器（ＳＬＡ）、５ａおよび５ｂはセルフォック
レンズ、６ａおよび６ｂはシングルモードファイバ、７
ａおよび７ｂは反射率を高める誘電体多層膜である。こ
れらの要素は、入力信号光８の進路上に、シングルモー
ドファイバ６ａ→誘電体多層膜７ａ→セルフォックレン
ズ５ａ→半導体レーザ増幅器４→セルフォックレンズ５
ｂ→誘電体多層膜７ｂ→シングルモードファイバ６１）
の順に並べて配置されている。そして、誘電体多層膜７
ａ〜７ｂ間がＦ ａｂｒｙ −Ｐ ｅｒｏｔ共振器を構
成している。ここで、誘電体多層膜７ａ−７ｂ間距離り
によって共振周波数が決定され、本実施例では入力信号
光の変調周波数ｆｍとの間にＩ＋ｎ＝ Ｃ／ Ｌ （Ｃ
は光速（２，９９ｘ １０ Ｉ１ｍ／ｓ））の関係が成
り立つように誘電体多層膜７ａおよび７ｂが配置されて
いる。
この構成において半導体レーザ増幅器４に電流を注入す
ると、半導体レーザ増幅器４は発振状態となってＣＷ
（Ｃｏｎｔ １ｎｕｏｕｓ Ｗ ａｖｅ ；連続波）光
を出力ずろ。この場合、半導体レーザ増幅器４の出力先
のスペクトルとしては、第２図に示すものが得られる。
ると、半導体レーザ増幅器４は発振状態となってＣＷ
（Ｃｏｎｔ １ｎｕｏｕｓ Ｗ ａｖｅ ；連続波）光
を出力ずろ。この場合、半導体レーザ増幅器４の出力先
のスペクトルとしては、第２図に示すものが得られる。
同図に示すように、発振縦モードのモード間隔は、約ｆ
ｎ＋ＧＨ２となる。ただし、注入キャリア密度に基づく
屈折率分散のため、このモード間隔は等間隔とはならな
い。また、縦モード間の位相関係もでたらめである。
ｎ＋ＧＨ２となる。ただし、注入キャリア密度に基づく
屈折率分散のため、このモード間隔は等間隔とはならな
い。また、縦モード間の位相関係もでたらめである。
さて、この光タイミング抽出回路にＡＳＫ変調された信
号光８を入力すると、半導体レーザ増幅器４においてモ
ードロック現象が生じる。以下、この現象について説明
する。
号光８を入力すると、半導体レーザ増幅器４においてモ
ードロック現象が生じる。以下、この現象について説明
する。
まず、周波数ｆｍＧＨｚでＡＳＫ変調された信号光の光
の場（Ｊ（ｒ、ｔ）は、下記式（１）に従う。
の場（Ｊ（ｒ、ｔ）は、下記式（１）に従う。
％式％）
）］
）］
ここで、Ａ（ｒ）は光の場の振幅、ａは変調度、φは位
相、ω。＝２π「ｍである。上記式（１）を見ると、光
のキャリア角周波数ωｍに対し側帯波が生じるのがわか
る。この様子を第３図に示す。
相、ω。＝２π「ｍである。上記式（１）を見ると、光
のキャリア角周波数ωｍに対し側帯波が生じるのがわか
る。この様子を第３図に示す。
二の側帯波を有する入力信号光８がシイグルモードファ
イバ６ａ、誘電体多層膜７ａおよびセルフォックレンズ
５ａを経て半導体レーザ４に入射される。この場合、光
の場の周波数ｒ０が半導体レーザ４の発振縦モードＩ’
ｊ（ｊ＝ ｉ −３、ｉ −２、・・・）にほぼ一致す
ることが重要な条件となる。そして、この条件を満足し
た状態において、半導体レーザ増幅器４では注入同期現
象が生じ、ｆｊはｆｏに引き込まれる。この場合の注入
同期幅については、例えば末末安晴著“半導体レーザと
引き集積回路”に詳細に記されている。同様の注入同期
現象は側帯周波数ｒ０±ｆａ＋についても生じる。すな
わち、側帯波成分が増幅され、さらに隣のモードに側帯
波か生じて増幅されるという連鎖反応が生じる。このよ
うにして生じた同期現象は各縦モード間の位相をそろえ
、また周波数間隔を一定に保つ結果を導く。
イバ６ａ、誘電体多層膜７ａおよびセルフォックレンズ
５ａを経て半導体レーザ４に入射される。この場合、光
の場の周波数ｒ０が半導体レーザ４の発振縦モードＩ’
ｊ（ｊ＝ ｉ −３、ｉ −２、・・・）にほぼ一致す
ることが重要な条件となる。そして、この条件を満足し
た状態において、半導体レーザ増幅器４では注入同期現
象が生じ、ｆｊはｆｏに引き込まれる。この場合の注入
同期幅については、例えば末末安晴著“半導体レーザと
引き集積回路”に詳細に記されている。同様の注入同期
現象は側帯周波数ｒ０±ｆａ＋についても生じる。すな
わち、側帯波成分が増幅され、さらに隣のモードに側帯
波か生じて増幅されるという連鎖反応が生じる。このよ
うにして生じた同期現象は各縦モード間の位相をそろえ
、また周波数間隔を一定に保つ結果を導く。
このようにモードロックされて出力される信号光９のパ
ワーは、注入電流か大きくなると入力信号光８のレベル
に依存しなくなる。第４図は文献”Ｓ、Ｋｏｂａｙａｓ
ｈｉ ａｎｄ Ｔ、ｋｉｍｕｒａ、ＩＥＥＥ Ｊ、Ｑｕ
ａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、、ＱＥ−１７，５，Ｐ
Ｐ、６８１−６８９（１９８１）”から引用した半導体
レーザにおけろ出力パワーと注入電流の関係を示すデー
タである。この図において、横軸は発振しきい値で規格
化した注入電流、縦軸は光タイミング抽出回路の自走発
振パワーで規格化した出力パワーを示している。なお、
この図には、入カバワーをパラメータとして求めた理論
値か実線および破線で描かれている。この図を見ると、
注入電流を多くするほど、出力パワーが自走発振パワー
に近づくのがわかる。この自走発振パワーは数ＩＩＩＷ
のパワーとなる。
ワーは、注入電流か大きくなると入力信号光８のレベル
に依存しなくなる。第４図は文献”Ｓ、Ｋｏｂａｙａｓ
ｈｉ ａｎｄ Ｔ、ｋｉｍｕｒａ、ＩＥＥＥ Ｊ、Ｑｕ
ａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、、ＱＥ−１７，５，Ｐ
Ｐ、６８１−６８９（１９８１）”から引用した半導体
レーザにおけろ出力パワーと注入電流の関係を示すデー
タである。この図において、横軸は発振しきい値で規格
化した注入電流、縦軸は光タイミング抽出回路の自走発
振パワーで規格化した出力パワーを示している。なお、
この図には、入カバワーをパラメータとして求めた理論
値か実線および破線で描かれている。この図を見ると、
注入電流を多くするほど、出力パワーが自走発振パワー
に近づくのがわかる。この自走発振パワーは数ＩＩＩＷ
のパワーとなる。
このように半導体レーザ増幅器４において注入量□期と
モードロック現象が起こるため誘電体多層膜７ａ〜７ｂ
で構成されるＦ ａｂｒｙ −Ｐ ｅｒｏｔ＃振器は、
内部に増幅作用を有する共振器として機能する。
モードロック現象が起こるため誘電体多層膜７ａ〜７ｂ
で構成されるＦ ａｂｒｙ −Ｐ ｅｒｏｔ＃振器は、
内部に増幅作用を有する共振器として機能する。
従って、第５図に示すように、速度ｆｍＧｂｉｔ／ｓの
ＲＺ符号でＡＳＫ変調された信号光をこの光タイミング
抽出回路に入力信号光８として入力した場合、第６図に
示す周波数ｒＩ１１のタイミング光９が抽出されて出力
されることになる。ここで、このタイミング光９の出力
パワーが数１ＩＩＷと強く、入力信号光８の強度に依存
しない。
ＲＺ符号でＡＳＫ変調された信号光をこの光タイミング
抽出回路に入力信号光８として入力した場合、第６図に
示す周波数ｒＩ１１のタイミング光９が抽出されて出力
されることになる。ここで、このタイミング光９の出力
パワーが数１ＩＩＷと強く、入力信号光８の強度に依存
しない。
なお、上述した実施例では入力信号光がＡＳＫ変調され
ている場合について説明したが、入力信号光として正弦
波変調された信号光を注入し、半導体レーザの注入電流
を発振しきい値以下に設定すると、Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒ
ｏｔ＃、振縦モードが半導体レーザの広い利得分布全体
、すなわち、約６Ｔυｚ（５０ｎｍ）にわたってモード
ロックを受けることとなる。従って、極短パルス（サブ
ピコ秒パルス）を生成することも可能となる。
ている場合について説明したが、入力信号光として正弦
波変調された信号光を注入し、半導体レーザの注入電流
を発振しきい値以下に設定すると、Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒ
ｏｔ＃、振縦モードが半導体レーザの広い利得分布全体
、すなわち、約６Ｔυｚ（５０ｎｍ）にわたってモード
ロックを受けることとなる。従って、極短パルス（サブ
ピコ秒パルス）を生成することも可能となる。
「発明の効果」
以上説明したように、この発明によれば、ＡＳＫ変調さ
れた入力信号光の変調周波数と一致した共振周波数を有
するＰａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ形共振器と、前記共振器内
部に配置された端面無反射コートの進行波形半導体レー
ザ増幅器とを設けたので、抽出された光タイミング光の
パワーが十分強く、また入力信号光パワーに依存しない
という利点が得られる。また、この発明によれば、極短
パルスを生成することができるから、極短パルス発生回
路としても用いることができろ。
れた入力信号光の変調周波数と一致した共振周波数を有
するＰａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ形共振器と、前記共振器内
部に配置された端面無反射コートの進行波形半導体レー
ザ増幅器とを設けたので、抽出された光タイミング光の
パワーが十分強く、また入力信号光パワーに依存しない
という利点が得られる。また、この発明によれば、極短
パルスを生成することができるから、極短パルス発生回
路としても用いることができろ。
第１図はこの発明の一実施例による光タイミング抽出回
路の構成図、第２図は同実施例におけろ光タイミング抽
出回路からの発光スペクトルを示す図、第３図は同実施
例におけるＡＳＫ変調された入力信号光の光スペクトル
を示す図、第４図は半導体レーザにおける出力光パワー
と入力信号光パワーとの関係を説明する図、第５図は同
実施例におけるｒｌＺ符号で変調された入力信号光を示
す図、第６図は本光タイミング抽出回路で抽出されたタ
イミング光を示す図、第７図はＦａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ
共振器を用いた従来の光タイミング抽出回路である。 ４・・・・・・進行波形半導体レーザ増幅器５ ａ、
５ ｂ・・・・・・セルフ中ツタレンズ６ ａ、 ６
ｂ・・・・・・シングルモードファイバー’ｌａ、７ｂ
・・・・・・高反射率誘電体多層膜第３図 第４図 射Ｉ脳’１２帛Ｔし！入＠光ｒ／１市 弔５図 第６図 ｉイ、− 第７図 ＝、＝
路の構成図、第２図は同実施例におけろ光タイミング抽
出回路からの発光スペクトルを示す図、第３図は同実施
例におけるＡＳＫ変調された入力信号光の光スペクトル
を示す図、第４図は半導体レーザにおける出力光パワー
と入力信号光パワーとの関係を説明する図、第５図は同
実施例におけるｒｌＺ符号で変調された入力信号光を示
す図、第６図は本光タイミング抽出回路で抽出されたタ
イミング光を示す図、第７図はＦａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ
共振器を用いた従来の光タイミング抽出回路である。 ４・・・・・・進行波形半導体レーザ増幅器５ ａ、
５ ｂ・・・・・・セルフ中ツタレンズ６ ａ、 ６
ｂ・・・・・・シングルモードファイバー’ｌａ、７ｂ
・・・・・・高反射率誘電体多層膜第３図 第４図 射Ｉ脳’１２帛Ｔし！入＠光ｒ／１市 弔５図 第６図 ｉイ、− 第７図 ＝、＝
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ＡＳＫ変調された入力信号光から光クロック成分を抽出
する光タイミング抽出回路において、前記ＡＳＫ変調さ
れた入力信号光の変調周波数と一致した共振周波数を有
するＦａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ形共振器と、 前記共振器内部に配置された端面無反射コートの進行波
形半導体レーザ増幅器と を具備することを特徴とする光タイミング抽出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1002583A JPH02183236A (ja) | 1989-01-09 | 1989-01-09 | 光タイミング抽出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1002583A JPH02183236A (ja) | 1989-01-09 | 1989-01-09 | 光タイミング抽出回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02183236A true JPH02183236A (ja) | 1990-07-17 |
Family
ID=11533394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1002583A Pending JPH02183236A (ja) | 1989-01-09 | 1989-01-09 | 光タイミング抽出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02183236A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5602862A (en) * | 1991-05-07 | 1997-02-11 | British Telecommunications Public Limited Company | Optical clock extraction |
| US5761228A (en) * | 1995-12-15 | 1998-06-02 | Nec Corporation | Optical clock regenerator |
| US6078416A (en) * | 1996-01-12 | 2000-06-20 | Nec Corporation | Optical regenerative repeater |
| KR20060127660A (ko) * | 2005-06-08 | 2006-12-13 | 한국전자통신연구원 | 클럭 추출 장치 |
-
1989
- 1989-01-09 JP JP1002583A patent/JPH02183236A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5602862A (en) * | 1991-05-07 | 1997-02-11 | British Telecommunications Public Limited Company | Optical clock extraction |
| US5761228A (en) * | 1995-12-15 | 1998-06-02 | Nec Corporation | Optical clock regenerator |
| US6078416A (en) * | 1996-01-12 | 2000-06-20 | Nec Corporation | Optical regenerative repeater |
| KR20060127660A (ko) * | 2005-06-08 | 2006-12-13 | 한국전자통신연구원 | 클럭 추출 장치 |
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