JPH0419718A

JPH0419718A - 光ルーチングスイッチ

Info

Publication number: JPH0419718A
Application number: JP2125176A
Authority: JP
Inventors: Toshio Morioka; 敏夫盛岡; Masatoshi Saruwatari; 猿渡　正俊
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1990-05-15
Filing date: 1990-05-15
Publication date: 1992-01-23
Anticipated expiration: 2013-12-14
Also published as: JP2835141B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、時間軸上で多重化された多数の信号光パルス
を空間的に分離する全光型の光ルーチングスイッチに関
するものである。

（従来の技術）第２図は従来の光分離回路の一例を示すもので、図中、
１は光合波器、２は光カー効果を有する媒質（以下、光
カー媒質と称す。）、３はフィルタ、４は偏光ビームス
プリッタである。時間軸上で多重化された多数の繰返し
周波数２　ｆ　ｏ　（ｂ／ｓ）の信号光パルス５は、同
じく時間軸上で多重化された複数の繰返し周波数ｆ。（
ｂ／ｓ）の制御光パルス６と光合波器１で合波され、光
カー媒質２を通過する。ここで、信号光パルス５及び制
御光パルス６が共に直線偏光であってその方向が４５″
ずれているとすると、時間軸上で重なった１つおきの信
号光パルス５のみ偏光方向が変化、即ち９０°回転する
。光カー媒質２を通過した信号光パルス７はフィルタ３
により制御光パルス６成分が除去され、さらに偏光ビー
ムスプリッタ４にて偏光方向の異なる繰返し周波数ｆ　
ｏ　（ｂ／ｓ）の２つの信号光パルス８．９に分離され
る。

また、第３図は従来の光分離回路の他の例を示すもので
、図中、１０は偏光ビームスプリッタ、１ユはファラデ
ー回転子、１２は光合波器、１３は偏波保持カプラ、１
４は偏波保持ファイバ、１５は光分波器である。時間軸
上で多重化された多数の信号光パルス１６は偏光ビーム
スプリッタ１０、ファラデー回転子１１を通過した後、
光合波器１２で制御光パルス１７と合波され、偏波保持
カプラ１３の一方の入力アーム１３ａに導かれる。該偏
波保持カプラ１３において、信号光パルス１６は２つの
出力アーム１３ｃ及び１３ｄに均等に出力され、また、
制御光パルス１７は出力アーム１３ｃ又は１３ｄのいず
れか一方のみに出力される。偏波保持カプラ１３の出力
アーム１３ｃ及び１３ｄは光カー効果を有する媒質であ
る偏波保持ファイバ１４の両端に接続されており、制御
光パルス１７は該ファイバ１４中を一方向に伝搬し、ま
た、信号光パルス１６は両方向に伝搬する。

この際、制御光パルス１７と同方向に伝搬する信号光パ
ルス１６は該制御光パルス１７による相互位相変調（Ｃ
ｒｏｓｓ　ｐｈａｓｅ　ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　：　Ｘ
ＰＭ　）によってその位相が制御光パルス１７の強度に
比例して変化するが、制御光パルス１７と逆方向に伝搬
する信号光パルス１６は該制御光パルス１７による位相
変化を平均的に受け、その位相は制御光パルス１７の平
均パワーに比例したものとなる。

従って、逆方向に伝搬する信号光パルス１６が偏波保持
ファイバ１４を一周して再び偏波保持カプラ１３で合波
される際、その位相差がちょうどπになれば該カプラ１
３における干渉作用により信号光パルス１６は他方の入
力アーム１３ｂに導かれ、また、位相差がなければ元の
入力アーム１３ａに導かれる。これによって、多数の信
号光パルス１６のうち、制御光パルス１７と時間的に重
なった信号光パルスのみがカプラ１３の入力アーム１３
ｂ１光分波器１５を通じて出力され（１８）、また、そ
れ以外の信号光パルスはカプラ１３０入力アーム１３ａ
１光合波器１２、ファラデー回転子１１、偏光ビームス
プリッタ１０を通じて出力される（１９）。なお、この
際、制御光パルス１７は光分波器１５で出力信号光パル
ス１８から分離される。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、前述した従来の回路では分離できる信号
光パルスの最小のパルス幅がいずれも制御光パルスのパ
ルス幅で決まり、制御光パルスのパルス幅は信号光パル
スに比べて同程度又はそれより狭くしなければならなか
った。また、信号光パルスを１つ分離するために制御光
パルスを１つ必要とし、一連の多数の信号光パルスを３
つ以上に分離するには同様な回路を２つ以上組合わせな
ければならないという問題点があった。

本発明は前記問題点に鑑み、制御光パルスのパルス幅の
制限を大幅に緩和し、１つの制御光パルスで多数の信号
光パルスをそれぞれ別々に分離し得る光ルーチングスイ
ッチ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）本発明では前記目的を達成するため、請求項（１）とし
て、時間軸上で多重化された多数の信号光パルスを空間
的に分離する光ルーチングスイッチにおいて、直線偏光
の多数の信号光パルスと直線偏光の制御光パルスとを偏
光方向を一致させて合波する光合波手段と、光カー効果
を有する媒質と、波長の異なる光を空間的に分離する波
長分離素子とを備え、前記光合波手段、媒質及び波長分
離素子を表記の順に光学的に接続した光ルーチングスイ
ッチ、また、請求項（２）として、任意の偏光状態の多
数の信号光パルスと円偏光の制御光パルスとを合波する
光合波手段を備えた請求項（１）記載の光ルーチングス
イッチを提案する。

（作　用）本発明の請求項（１）によれば、直線偏光の多数の信号
光パルスは光合波手段にて同じく直線偏光の制御光パル
スと合波され、さらに媒質中にてその光周波数が時間的
な位置により順番に変化させられ、個々の信号光パルス
が波長分離素子により空間的に分離される。

また、請求項（２）によれば、任意の偏光状態の多数の
信号光パルスは光合波手段にて円偏光の制御光パルスと
合波され、さらに媒質中にてその光周波数が時間的な位
置により順番に変化させられ、個々の信号光パルスが波
長分離素子により空間的に分離される。

（実施例）第１図は本発明の第１の光ルーチングスイッチの概要を
示すもので、図中、２０は光合波器、２１は光カー効果
を有する媒質（以下、光カー媒質と称す。）、２２は光
分波器、２３は波長分離素子である。

前記構成において、時間軸上で多重化された多数の繰返
し周波数Ｎ　ｆ　ｏ　（ｂ／ｓ）の信号光パルスは光合
波器２０で繰返し周波数ｆ　ｏ　（ｂ／ｓ）の制御光パ
ルスと合波される。なお、ここで信号光パルス及び制御
光パルスは共に直線偏光であって、その偏光方向が一致
する如く合波される。該合波された信号光パルス及び制
御光パルスは光カー媒質２１を通過するが、この際、信
号光パルスは後述する如く光周波数がその時間的な位置
により順番に変化させられる。光カー媒質２１を通過し
た光成分のうち、制御光パルス成分は光分波器２２にて
分離され、また、信号光パルスは波長分離素子２３によ
りその光周波数に応じてＮ系列に空間的に分離される。

第４図は本発明の第２の光ルーチングスイッチの概要を
示すもので、ここでは制御光パルスを円偏光とすること
により、光合波器における偏光方向の設定を不要とする
とともに信号光パルスにおける偏光方向を任意となし得
る如くしたものである。即ち、２４は光合波器であり、
任意の偏光方向を有する信号光パルスと円偏光の制御光
パルスとを合波する。なお、その他の構成、作用は第１
図の装置と同様である。

第５図は本発明の光ルーチングスイッチの原理を説明す
るためのものである。ここで、入力信号光パルスはそれ
ぞれ時間順に４多重されたパルスＰ１＋　Ｐ２．Ｐ３．
Ｐ４からなると仮定する。この時、光カー媒質２１中で
は制御光パルスの相互位相変調により、破線２５で示す
ような位相変化が誘起される。この位相変化は制御光パ
ルスの波形に比例しており、これによってもたらされる
信号光パルスの周波数シフトはその時間微分で与えられ
、一般には実線２６で示すようなものとなる。

従って、信号光パルスＰ、、Ｐ２．Ｐ３．Ｐ４の光周波
数は実線２６で示された周波数シフトとの相対的な時間
遅延により、それぞれｆ１＋　　ｆ２＋ｆ３＋　　ｆ４
　（波長λ１．λ２．λ３．λ４）のように変化する。

このようにして光周波数の変化した信号光パルスＰ１．
Ｐ２．Ｐ３．Ｐ４は波長分離素子２３によりその光周波
数毎に空間的に分離される。

第６図は本発明の光ルーチングスイッチの一実施例を示
すもので、図中、３０．３１は光結合器、３２は光カー
効果を有する媒質、例えば光ファイバ、３３は波長分離
素子、例えば回折格子である。

前記構成において、信号光が直線偏光の場合、信号光パ
ルスＰ、、Ｐ２．Ｐ３．Ｐ４は同じく直線偏光の制御光
パルスＰｓとともに光結合器３０のアーム３０ａ及び３
０ｂに入射されて結合され、アーム３０ｃを介して光フ
ァイバ３２に入射される。該光フアイバ３２中で信号光
パルスＰ１＋Ｐ２．Ｐ３．Ｐ４の光周波数は制御光パル
スＰｓにより前述した如く変化させられる。光ファイバ
３２を通過した光パルスは光結合器３１のアーム３１ａ
に導かれ、ここで信号光パルスＰｉ　＋　　ｐ２）Ｐ３
．Ｐ４はアーム３１ｂに、また、制御光パルスＰｓはア
ーム３１ｃに分波される。アーム３１ｂより出力された
信号光パルスＰ　１　ｒ　　ｐ２ｉ　　Ｐ３　＋Ｐ４は
回折格子３３によりその光周波数に応じて空間的に分離
される。

なお、制御光パルスは光結合器を用いずに回折格子によ
り分離することもできる。また、信号光が任意の偏光状
態の場合は制御光パルスを円偏光とすることにより、前
記同様に光周波数をシフトさせることができ、偏光依存
性のない光ルーチングスイッチを構成することができる
。また、この場合、直線偏光の信号光パルスを入力する
ことも可能である。

本発明において、１つの制御光パルスで分離できる信号
光パルスの数Ｎはガウシアンパルスの場合、Ｎ＝Δｆ、
、、ｍｘ”Δｔｏ１０．４４で与えられる（但し、Δｆ
　ＩＩＩＩｍは相互位相変調による最大周波数シフト量
、Δｔｏは信号光パルスのパルス幅である）。なお、周
波数シフトの波形は制御光パルスの波形の時間微分で与
えられるので、該波形を放物線（１”ＩＱ　　ＡｔＱ　
Ｘｔｏ　：Ａは定数）にすれば周波数シフトの波形は鋸
波となり、線形な時間−周波数変換が実現できる。

このように本発明によれば、繰返し周波数ｆ。

の１つの制御光パルスを用いて繰返し周波数Ｎ　ｆ　ｏ
の信号光パルスを一括してＮ系列の繰返し周波数ｆ。の
信号光パルスに分離することができ、また、Ｎの値は原
理的に制限がない。さらに、従来のように分離された信
号光パルスの繰返し周波数がＮｆｏ／２’（ｎ：整数）
である必要もない。

（発明の効果）以上説明したように本発明の請求項（１）によれば、時
間軸上で多重化された多数の信号光パルスを空間的に分
離する光ルーチングスイッチにおいて、直線偏光の多数
の信号光パルスと直線偏光の制御光パルスとを偏光方向
を一致させて合波する光合波手段と、光カー効果を有す
る媒質と、波長の異なる光を空間的に分離する波長分離
素子とを備え、前記光合波手段、媒質及び波長分離素子
を表記の順に光学的に接続したため、直線偏光の多数の
信号光パルスを１つの制御光パルスで別々に空間的に分
離でき、また、制御光パルスのパルス幅も信号光パルス
のパルス幅に比べて充分広くすることができ、その制限
を大幅に緩和することができる。

また、請求項（２）によれば、任意の偏光状態の多数の
信号光パルスと円偏光の制御光パルスとを合波する光合
波手段を備えたため、直線偏光の信号光パルスはもとよ
り、任意の偏光状態の信号光パルスに対しても同様に適
用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の光ルーチングスイッチの概要を
示す構成図、第２図は従来の光分離回路の一例を示す構
成図、第３図は従来の光分離回路の他の例を示す構成図
、第４図は本発明の第２の光ルーチングスイッチの概要
を示す構成図、第５図は本発明の光ルーチングスイッチ
の原理の説明図、第６図は本発明の光ルーチングスイッ
チの一実施例を示す構成図である。２０．２４・・・光合波器、２１・・・光カー媒質、２
２・・・光分波器、２３・・・波長分離素子、３０゜３
１・・・光結合器、３２・・・光ファイバ、３３・・・
回折格子、Ｐ　１．Ｐ２　、Ｐ３　、Ｐ４・・・信号光
パルス、Ｐｓ・・・制御光パルス。特許出願人　日本電信電話株式会社代理人　弁理士　吉　１）精　孝

Claims

【特許請求の範囲】

（１）時間軸上で多重化された多数の信号光パルスを空
間的に分離する光ルーチングスイッチにおいて、直線偏光の多数の信号光パルスと直線偏光の制御光パル
スとを偏光方向を一致させて合波する光合波手段と、光カー効果を有する媒質と、波長の異なる光を空間的に分離する波長分離素子とを備
え、前記光合波手段、媒質及び波長分離素子を表記の順に光
学的に接続したことを特徴とする光ルーチングスイッチ。
（２）任意の偏光状態の多数の信号光パルスと円偏光の
制御光パルスとを合波する光合波手段を備えたことを特
徴とする請求項（１）記載の光ルーチングスイッチ。