JPH0422930A - Optical identification reproducer - Google Patents

Optical identification reproducer

Info

Publication number
JPH0422930A
JPH0422930A JP2126872A JP12687290A JPH0422930A JP H0422930 A JPH0422930 A JP H0422930A JP 2126872 A JP2126872 A JP 2126872A JP 12687290 A JP12687290 A JP 12687290A JP H0422930 A JPH0422930 A JP H0422930A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
pulse
light
input
fiber
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
Application number
JP2126872A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Jinno
正彦 神野
Fumihiko Ito
文彦 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2126872A priority Critical patent/JPH0422930A/en
Publication of JPH0422930A publication Critical patent/JPH0422930A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain this optical identification reproducer capable of driving at a super high speed by providing the reproducer with an optical amplifier for inputting an optical signal pulse and an optical clock pulse synchronized with the optical signal pulse and amplifying only the part of the optical signal pulse which is hourly superposed to the optical clock pulse and an optical threshold element for outputting light with non-linear intensity. CONSTITUTION:The phases of the optical signal pulse string 1 and the optical clock pulse 2 are adjusted so that the peak of the pulse 2 is aligned on the average peak position of inputted signal optical pulses and both pulses 1, 2 are multiplexed by a multiplexer 5 and inputted to the light amplifier 7. The amplifier 7 amplifies only the part of the optical signal pulses which is hourly superposed to the optical clock pulse and the amplified optical signal pulse is separated from the optical clock pulse and natural discharge light by a demultiplexer 6. The amplified optical signal pulse is inputted and identified by the optical threshold element 8 indicating a non-linear response whose light output intensity or light output energy is changed in stages and outputted as an optical signal pulse string 4 having no amplitude noise. Consequently, equalizing amplification, retiming and identification reproduction can be executed at a very high speed.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は光通信装置に関し、特に、伝送路を伝搬してき
た微弱な時分割多重された光信号パルス列に対し、光領
域で、等化増幅、リタイミング、識別再生を行う全光型
の光識別再生器に関するものである。
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to an optical communication device, and in particular, performs equalization amplification in the optical domain on a weak time-division multiplexed optical signal pulse train propagated through a transmission path. The present invention relates to an all-optical optical identification regenerator that performs , retiming, and identification regeneration.

(従来の技術) 現在の光通信装置においては、実際に光信号が流れてい
るのは伝送路の部分のみであり、中継器においては、光
信号は−たん電気信号に変換され、電子回路によって、
等化増幅、リタイミング、識別再生の処理を施されてか
ら、再び光信号に戻されて伝送されている。このように
、光/電気変換、電気/光変換を行うため、装置構成が
非常に複雑になっている。また、電子回路による処理で
は、10〜数10Gb/sあたりのビット・レートに原
理的な処理速度限界が存在する。以上述べたような電気
的処理が介在することによる、装置構成の複雑化、処理
速度の制限の問題を解決するためには、光信号を電気信
号に変換することなく、光信号のままで高速に処理する
光中継器が必要である。
(Prior art) In current optical communication equipment, optical signals actually flow only in the transmission path, and in repeaters, the optical signals are converted into electrical signals, and electronic circuits convert the optical signals into electrical signals. ,
After being subjected to equalization amplification, retiming, and identification/regeneration processing, it is converted back into an optical signal and transmitted. Since optical/electrical conversion and electrical/optical conversion are performed in this way, the device configuration has become extremely complicated. Furthermore, in processing using electronic circuits, there is a theoretical processing speed limit at a bit rate of 10 to several tens of Gb/s. In order to solve the problems of complicating the device configuration and limiting processing speed due to the intervention of electrical processing as described above, it is necessary to convert the optical signal as it is at high speed without converting it to an electrical signal. An optical repeater is required to handle this.

このような全光型の光中継器としては、従来よりファイ
バ中の誘導ラマン散乱や誘導ブリリアン散乱、または半
導体レーザやエルビウム添加ファイバ中の誘導放出を利
用して、光フアイバ伝搬に伴い減衰した光信号を、光信
号のままで直接増幅する光直接増幅器があり、誘導ブリ
リアン増幅器以外はサブピコセカンドの応答速度を有し
ている。
Such all-optical optical repeaters have conventionally utilized stimulated Raman scattering or stimulated Brillouin scattering in fibers, or stimulated emission in semiconductor lasers or erbium-doped fibers to recover light that has attenuated as it propagates through optical fibers. There are optical direct amplifiers that directly amplify signals as they are optical signals, and all of them other than stimulated Brilliant amplifiers have a response speed of sub-picoseconds.

誘導ラマン増幅に関しては、Y、 Aoki: ”Pr
operties of fiber Raman a
mplifiers and their appli
cability of degital optic
al com+wunicationsystems、
’IEEE J、 Lighthave Techno
l、、LT−6(1988)1225−1239.、誘
導ブリリアン増幅に関しては、C1G、 Atkins
 et al、:  Application of 
Brillouinamplification  i
n  coherent  optical  tra
nsmission、’  Electron、  L
ett、、22(1986)556−558.、半導体
レーザアンプに関しては、T、 Mukai et a
l、:’0ptical  amplificatio
n  by  semiconductorlaser
s、 ” Sem1conductors and S
emimetals、 22(Academic Pr
ess、 1985)265−319.、エルビウム添
加ファイバアンプに関しては、D、N、Payne e
t al:Rare−earth−doped  1a
sers  and  amplifiers。
Regarding stimulated Raman amplification, Y. Aoki: “Pr.
operations of fiber Raman a
mplifiers and their apps
ability of digital optic
al com+unication systems,
'IEEE J, Lighthave Techno
l,, LT-6 (1988) 1225-1239. , for induced Brilliant amplification, C1G, Atkins
et al.: Application of
Brillouinamplification i
n coherent optical tra
nsmission, 'Electron, L
ett, 22 (1986) 556-558. , regarding semiconductor laser amplifiers, T. Mukai et a.
l, :'0ptical amplificatio
n by semiconductor laser
s, ” Sem1 conductors and S
emimetals, 22 (Academic Pr.
ess, 1985) 265-319. , for erbium-doped fiber amplifiers, D, N, Payne e
tal:Rare-earth-doped 1a
sers and amplifiers.

EC0C’88. L (198B)49−53、にそ
れぞれ詳細に述べられている。
EC0C'88. L (198B) 49-53, respectively.

(発明が解決しようとする課題) 前記の光直接増幅器は、高速応答性を有するものの、基
本的に線形増幅器であり、長距離多段中継時には、雑音
・ジッタの累積、分散による波形劣化という問題が生じ
てくる。これらの問題点を解決するためには、光の領域
で等化増幅、リタイミング、識別再生を行う光再生増幅
が必要不可欠である。本発明は以上の点を鑑み、電子回
路的速度制限を受けずに、超高速で動作可能な全光型の
光識別再生器を提供することにある。
(Problems to be Solved by the Invention) Although the above-mentioned optical direct amplifier has high-speed response, it is basically a linear amplifier, and during long-distance multi-stage relaying, there are problems of waveform deterioration due to accumulation of noise and jitter and dispersion. It arises. In order to solve these problems, optical regenerative amplification that performs equalization amplification, retiming, and discrimination regeneration in the optical domain is essential. In view of the above points, it is an object of the present invention to provide an all-optical optical identification regenerator that can operate at ultra high speed without being subject to electronic circuit speed limitations.

(課題を解決するための手段) 本発明の光識別再生器は、光伝送路より入力した光信号
パルスと、これに同期した光クロックパルスとを入力し
、光信号パルスのうち、両者が時間的に重なった部分の
みを増幅して、増幅された光を出力する光増幅器と、こ
の光増幅器の光出力を入力し、この光入力の光強度に対
して非線形な光強度の光を出力する光閾値素子とを備え
る。
(Means for Solving the Problems) The optical identification regenerator of the present invention inputs an optical signal pulse input from an optical transmission line and an optical clock pulse synchronized with the optical signal pulse. an optical amplifier that amplifies only the overlapping portion and outputs the amplified light, and an optical amplifier that inputs the optical output of this optical amplifier and outputs light with an optical intensity that is nonlinear with respect to the optical intensity of this optical input. and a light threshold element.

(作 用) 光強度変調された2値ディジタル光信号パルス列は、光
強度の減衰と波形歪を受けながら、光伝送路を伝搬し、
本発明の光識別器に入力される。
(Function) The optical intensity modulated binary digital optical signal pulse train propagates through the optical transmission line while undergoing optical intensity attenuation and waveform distortion.
It is input to the optical discriminator of the present invention.

また本発明には含まれない光タイミング抽出回路により
作り出され、入力光信号パルス列に同期し、パルス時間
幅が入力信号パルスより十分狭い光クロックパルスは、
パルスのピークが入力信号光パルスの平均的なピーク位
置になるように位相を調整されて、本発明の光識別器に
入力される。光信号パルス列と光クロックパルスは、ま
ず光増幅器に入力され、ここで光信号パルスのうち、光
クロックパルスと時間的に重なった部分のみが増幅され
て、光増幅器から出力される。これにより、光信号パル
スのジッタが吸収され(リタイミング)、波形が整形さ
れる(等化増幅)。
Further, the optical clock pulse, which is generated by an optical timing extraction circuit not included in the present invention, is synchronized with the input optical signal pulse train, and has a pulse time width sufficiently narrower than the input signal pulse.
The phase of the pulse is adjusted so that the peak of the pulse corresponds to the average peak position of the input signal light pulse, and the pulse is input to the optical discriminator of the present invention. The optical signal pulse train and the optical clock pulse are first input to an optical amplifier, where only the portion of the optical signal pulse that temporally overlaps with the optical clock pulse is amplified and output from the optical amplifier. As a result, the jitter of the optical signal pulse is absorbed (retiming) and the waveform is shaped (equalization amplification).

増幅された光信号パルスは、個々の入力光信号パルスが
もともと持つ振幅雑音に加えて、光信号のピーク位置と
光クロックパルスのピーク位置との間のずれに起因する
振幅の不揃いや、光増幅器の自然放出光雑音を持ってい
る。これらは光入力強度または光入力エネルギーに対し
て、光出力強度または光出力エネルギーが階段状の非線
形な応答を示す光閾値素子に入力されることにより、識
別され(識別再生)、振幅雑音のない光信号パルス列と
して出力される。
The amplified optical signal pulses are affected by amplitude noise originally inherent in each input optical signal pulse, as well as amplitude irregularities caused by the deviation between the peak position of the optical signal and the peak position of the optical clock pulse, and noise caused by the optical amplifier. It has spontaneous emission optical noise. These are identified by inputting the optical output intensity or optical output energy to an optical threshold element that exhibits a step-like nonlinear response to the optical input intensity or optical input energy (discriminative reproduction), and are free from amplitude noise. It is output as an optical signal pulse train.

(実施例) 第1図(a)は本発明の光識別再生器の一実施例の構成
を示す図であって、1は光強度変調された2値デイジタ
ルの入力光信号パルス列であり、光伝送路を伝搬する間
に光強度の減衰と波形歪を受けている。2は本発明には
含まれない光タイミング抽出回路により作り出され、入
力光信号パルス列1に同期し、パルス時間幅が入力信号
パルス1より十分狭い光クロックパルスである。これら
の光強度波形を第1図ら)に示す。個々の入力光信号パ
ルスは振幅雑音に加えて、光信号のピーク位置と光クロ
ックパルスのピーク位置との間にランダムなずれ(ジッ
タ)を持っている。光信号パルス列と光クロックパルス
は、光クロックパルスのピークが入力信号光パルスの平
均的なピーク位置になるように位相を調整されて、合波
器5で合波され、光増幅器7に入力される。ここで光信
号パルスのうち、光クロックパルスと時間的に重なった
部分のみが増幅され、増幅された光信号パルスは光分波
器6で光クロックパルスや自然放出光から分離される。
(Embodiment) FIG. 1(a) is a diagram showing the configuration of an embodiment of the optical discrimination regenerator of the present invention, in which 1 is a binary digital input optical signal pulse train that is light intensity modulated; While propagating through the transmission path, the light is subject to attenuation of light intensity and waveform distortion. 2 is an optical clock pulse generated by an optical timing extraction circuit not included in the present invention, synchronized with the input optical signal pulse train 1, and having a pulse time width sufficiently narrower than the input signal pulse 1. These light intensity waveforms are shown in Fig. 1 et al. In addition to amplitude noise, each input optical signal pulse has a random shift (jitter) between the peak position of the optical signal and the peak position of the optical clock pulse. The optical signal pulse train and the optical clock pulse are combined in phase by a multiplexer 5 and input to an optical amplifier 7, with the phases adjusted so that the peak of the optical clock pulse is at the average peak position of the input signal optical pulse. Ru. Here, only the portion of the optical signal pulse that temporally overlaps with the optical clock pulse is amplified, and the amplified optical signal pulse is separated from the optical clock pulse and the spontaneous emission light by the optical demultiplexer 6.

これにより、光信号パルスのジッタが吸収され(リタイ
ミング)、波形が整形される(等化増幅)。
As a result, the jitter of the optical signal pulse is absorbed (retiming) and the waveform is shaped (equalization amplification).

増幅された光信号パルスは、第1図(′b)に示すよう
に、個々の入力光信号パルスがもともと持つ振幅雑音に
加えて、光信号のピーク位置と光クロックパルスのピー
ク位置との間のずれに起因する振幅の不揃いや、光振幅
器の自然放出光雑音を持っている。これらは光入力強度
または光入力エネルギーに対して、光出力強度または光
出力エネルギーが階段状の非線形な応答を示す光閾値素
子8に入力されることにより識別され(識別再生)、振
幅雑音のない光信号パルス列4として出力される。
As shown in Fig. 1('b), the amplified optical signal pulse is affected by the amplitude noise between the peak position of the optical signal and the peak position of the optical clock pulse, in addition to the original amplitude noise of each input optical signal pulse. There is amplitude irregularity due to the deviation of the optical amplifier, and spontaneous emission optical noise of the optical amplifier. These are identified by inputting the optical output intensity or optical output energy to the optical threshold element 8 which shows a step-like nonlinear response to the optical input intensity or optical input energy (discriminative reproduction), and there is no amplitude noise. It is output as an optical signal pulse train 4.

入力光信号パルスの光強度が小さく、光増幅器の利得だ
けでは不十分な場合には、光合波器5の前に半導体レー
ザアンプや希土類添加ファイバアンプ等の光増幅器を置
くことができる。また、光閾値素子8の入力光強度また
は出力光強度が所定の大きさに満たない場合には、同様
の光増幅器を光閾値素子8の前または後に1くことがで
きる。
If the optical intensity of the input optical signal pulse is small and the gain of the optical amplifier alone is insufficient, an optical amplifier such as a semiconductor laser amplifier or a rare earth-doped fiber amplifier can be placed in front of the optical multiplexer 5. Further, if the input light intensity or output light intensity of the optical threshold element 8 is less than a predetermined value, a similar optical amplifier can be placed before or after the optical threshold element 8.

次に本発明の構成要素である光増幅器と光閾値素子につ
いて順次、詳細に説明する。
Next, the optical amplifier and the optical threshold element, which are the constituent elements of the present invention, will be explained in detail.

1−マン  − 第2図(a)は、本発明で用いることができる誘導ラマ
ン散乱を利用した光増幅器の構成例を示し、工は入力光
信号パルス列、2は光クロックパルス、9はダイクロイ
ックミラー、10は単一モード光ファイバ、11は光フ
ィルタである。第2図(b)は第2図(a)中の各点A
、B、Cにおける光スペクトルを示す。
1-Man - Figure 2(a) shows an example of the configuration of an optical amplifier using stimulated Raman scattering that can be used in the present invention, where numeral 2 represents an input optical signal pulse train, 2 represents an optical clock pulse, and 9 represents a dichroic mirror. , 10 is a single mode optical fiber, and 11 is an optical filter. Figure 2(b) shows each point A in Figure 2(a).
, B and C are shown.

ラマン散乱とは単色光(ポンプ光)を物質に照射したと
きに、その物質の光学フォノンと照射単色光との相互作
用により、物質に固有な量だけ長波長側に波長がずれた
光(ストークス光)がその散乱光のなかに混じってくる
現象である。物質として光ファイバのような非晶質を用
いた場合は、結晶を用いた場合に比べてストークス光の
スペクトル幅は広く、そのピーク強度は低い。酸化物ガ
ラスとしてGeO□+ ’zos+ SrO□を例にと
り、ラマン利得係数を第3図に示す。通常の光ファイバ
の材料として用いられるSiO□は波長のずれ(ストー
クスシフト量)として、50〜600cm−’の範囲に
わたって利得を有し、ストークスシフト量440C!O
−’の場合、I XIO” cm/−の利得を持つ。こ
の広い利得帯域をラマン利得帯域と呼ぶことにする。誘
導ラマン散乱とは、強いポンプ光を用いたとき、誘導放
出によりコヒーレントなストークス光を発生する現象で
ある。また、ラマン利得帯域内の波長の光をポンプ光と
同時に入射させると、ポンプ光から利得を得て、入射光
が増幅される。
Raman scattering is when a material is irradiated with monochromatic light (pump light), the interaction between the optical phonons of the material and the irradiated monochromatic light causes light (Stokes light) is mixed into the scattered light. When an amorphous material such as an optical fiber is used as the material, the spectrum width of Stokes light is wider and its peak intensity is lower than when a crystal is used. Taking GeO□+'zos+SrO□ as an example of the oxide glass, the Raman gain coefficient is shown in FIG. SiO□, which is used as a material for ordinary optical fibers, has a gain in terms of wavelength shift (Stokes shift amount) in the range of 50 to 600 cm-', and the Stokes shift amount is 440 C! O
-', it has a gain of I This is a phenomenon in which light is generated.Furthermore, when light with a wavelength within the Raman gain band is incident at the same time as pump light, gain is obtained from the pump light and the incident light is amplified.

シリカ系のファイバの場合、ラマン利得係数として上記
の値を使い、実効コア断面積をlXl0−”CID2、
ポンプ光パワーを5−、ファイバ長11vとすれば、2
1.7dBの利得が得られることになる。誘導ラマン散
乱は広い利得帯域と、高い増幅率、サブピコ秒の応答速
度を持つ。さらに、利得をポンプ光によって変化させる
ことができるので、極短パルスのポンプ光を用いて、ピ
コ〜サブピコ秒の非常に短い時間のゲーティングが可能
である。
In the case of a silica-based fiber, use the above value as the Raman gain coefficient and define the effective core cross-section as lXl0-”CID2,
If the pump light power is 5- and the fiber length is 11V, then 2
A gain of 1.7 dB will be obtained. Stimulated Raman scattering has a wide gain band, high amplification factor, and sub-picosecond response speed. Furthermore, since the gain can be changed by the pump light, gating for a very short period of pico to sub-pico seconds is possible using an extremely short pulse of the pump light.

第2図において、入力光信号パルス列1と、これに同期
し、パルス時間幅が入力光信号パルスより十分狭い光ク
ロックパルス2を、ダイクロイックミラー9で合波し、
単一モート光ファイバ10に入射する。ここで、光クロ
ックパルスはポンプ光として用い、信号光パルスの波長
はラマン利得帯域内にあるものとする。誘導ラマン散乱
はポンプ光強度に明確な闇値を持たないが、ポンプ光強
度は、信号光パルスなしの状態ではポンプ光だけで強い
ストークス光が発生しないような値に設定して置く (
第2図(b)の■)。このときの弱いストークス光を通
常の共振器構造を持つレーザにならって自然放出光と呼
ぶことにする。
In FIG. 2, an input optical signal pulse train 1 and an optical clock pulse 2 which is synchronized therewith and whose pulse time width is sufficiently narrower than the input optical signal pulse are multiplexed by a dichroic mirror 9,
input into a single moat optical fiber 10. Here, it is assumed that the optical clock pulse is used as pump light and the wavelength of the signal optical pulse is within the Raman gain band. Stimulated Raman scattering does not have a clear dark value for the pump light intensity, but the pump light intensity is set to a value such that strong Stokes light is not generated by the pump light alone in the absence of a signal light pulse (
■) in Figure 2(b). The weak Stokes light at this time is called spontaneous emission light, following the example of a laser with a normal resonator structure.

このような極短パルスの光クロックパルスと光信号パル
ス列を、光クロックパルスのピークが入力光信号パルス
の平均的なピーク位置になるように位相を調整して、光
ファイバに入射する。光信号パルスが“1゛″のときは
、光信号パルスのうち、光クロック光パルスと時間的に
重なる部分だけが増幅される。一方、光信号パルスが′
°0°“のときは、増幅は行われず、弱い自然放出光の
みが現れる。増幅された信号光パルスは、第2図(b)
の■に示すような透過帯域を持つ光フィルタ11により
、クロック光パルスと自然放出光から分離されて、出力
される。
The phases of such extremely short optical clock pulses and optical signal pulse trains are adjusted so that the peak of the optical clock pulses is at the average peak position of the input optical signal pulses, and then input into an optical fiber. When the optical signal pulse is "1", only the portion of the optical signal pulse that temporally overlaps with the optical clock pulse is amplified. On the other hand, the optical signal pulse is
When the angle is 0°, no amplification occurs and only weak spontaneous emission light appears.The amplified signal light pulse is shown in Figure 2(b).
The clock light pulse and the spontaneous emission light are separated from each other by an optical filter 11 having a transmission band as shown in (2) and output.

通常、ポンプ光波長が異常分散領域にあると、誘導ラマ
ン散乱よりも後述する変調不安定の方が、より弱いポン
プ光強度で発生し易い。これを避けるためには、ポンプ
光波長において常分散を有するような単一モードファイ
バを用いればよい。
Normally, when the pump light wavelength is in the anomalous dispersion region, modulation instability, which will be described later, is more likely to occur with a weaker pump light intensity than stimulated Raman scattering. In order to avoid this, a single mode fiber having normal dispersion at the pump light wavelength may be used.

さらにポンプ光と信号光の群速度差に起因するウオーク
オフをさせるには、零分散波長がポンプ光波長と信号光
波長の中間になるようにファイバを設計し、ポンプ光と
信号光の群遅延をなくせばよい。
Furthermore, in order to eliminate walk-off caused by the difference in group velocity between the pump light and the signal light, the fiber is designed so that the zero dispersion wavelength is between the pump light wavelength and the signal light wavelength, and the group delay between the pump light and the signal light is reduced. All you have to do is eliminate it.

またこのように信号光波長が異常分散領域にあると、光
強度に依存して物質の屈折率が変化する光力−効果によ
るチャーピングと異常分散により、光信号がラマン増幅
を受けてその強度が強くなり、高次のソリトンが発生す
る場合には、パルスの圧縮が起こる(ソリトン圧縮)。
In addition, when the signal light wavelength is in the anomalous dispersion region, the optical signal undergoes Raman amplification due to chirping and anomalous dispersion caused by the optical power effect, in which the refractive index of the material changes depending on the light intensity, and its intensity increases. becomes stronger and higher-order solitons are generated, compression of the pulse occurs (soliton compression).

これを利用して、パルスの整形を行うことができる。This can be used to shape the pulse.

またダイクロイックミラー9、または光フィルタ11の
代わりに、これらと同一の特性を有する光フアイバ部品
を用いてもよい。
Furthermore, instead of the dichroic mirror 9 or the optical filter 11, an optical fiber component having the same characteristics as these may be used.

変■不支足増監器 次に本発明で用いることができる変調不安定に基づく光
増幅器について説明する。第4図(a)は、本発明で用
いることができる変調不安定を利用した光増幅器の構成
例を示し、1は光信号光パルス列、2はクロック光パル
ス、9はダイクロイックミラー、IOはクロック光パル
スの波長において異常分散を有する単一モード光ファイ
バ、11は光フィルタである。また第4図(b)は、単
一モード光ファイバ10の分散特性および第4図(a)
中の各点A。
Modulation Insufficiency Amplifier Next, an optical amplifier based on modulation instability that can be used in the present invention will be described. FIG. 4(a) shows a configuration example of an optical amplifier that takes advantage of modulation instability that can be used in the present invention, where 1 is an optical signal optical pulse train, 2 is a clock optical pulse, 9 is a dichroic mirror, and IO is a clock. A single mode optical fiber having anomalous dispersion at the wavelength of the optical pulse, 11 is an optical filter. Further, FIG. 4(b) shows the dispersion characteristics of the single mode optical fiber 10 and FIG. 4(a).
Each point A inside.

B、Cにおける光スペクトルを示す。The light spectra in B and C are shown.

変調不安定とは、光ファイバに単色光の連続波を入射し
たとき、その振幅が安定ではなく、わずかな振幅の雑音
が成長し、ソリトン化する現象である。周波数領域では
、ポンプ光(角周波数ωP、波数kp) 、ストークス
光(角周波数ωS、波数ks)アンチストークス光(角
周波数ωa1波数ka)の間のパラメトリック4光子混
合で表わされる。これらの光は次式の関係を満たす必要
がある。
Modulation instability is a phenomenon in which when a continuous wave of monochromatic light is input into an optical fiber, its amplitude is not stable, and noise with a small amplitude grows and becomes a soliton. In the frequency domain, it is represented by parametric four-photon mixing between pump light (angular frequency ωP, wave number kp), Stokes light (angular frequency ωS, wave number ks), and anti-Stokes light (angular frequency ωa1 wave number ka). These lights must satisfy the following relationship.

2ωP=ωS+ωa(1) 2 kp−ks−ka−0(2) (2)式は位相整合条件であり、ポンプ光波長が使用す
る光ファイバの異常分散領域にあるとき、ポンプ光によ
るカー効果による非線形な屈折率変化と線形分散がつり
合って、位相整合条件が満足されるストークス波長が存
在する。このようにポンプ光が異常分散領域にあるとき
には、パラメトリック4光子混合を介してポンプ光から
利得を得て、サイドバンドが成長する。サイドバンドの
利得係数の波長依存性は次式で表わされる。
2ωP=ωS+ωa(1) 2kp-ks-ka-0(2) Equation (2) is a phase matching condition, and when the pump light wavelength is in the anomalous dispersion region of the optical fiber used, the Kerr effect due to the pump light There is a Stokes wavelength where the nonlinear refractive index change and linear dispersion are balanced and the phase matching condition is satisfied. When the pump light is in the anomalous dispersion region as described above, gain is obtained from the pump light through parametric four-photon mixing, and sidebands grow. The wavelength dependence of the sideband gain coefficient is expressed by the following equation.

g(Ω)、に’Ω”[2ωn、E”/(ck’Ω”)−
11”!/2   (3)ここで、Ωはポンプ光との角
周波数差、k#はポンプ光波長における波数にの2階微
分、ωはポンプ光の角周波数、nfは非線形カ一定数(
1,22X 10−”I12/vす、Eは電界振幅、C
は真空中の光速である。
g(Ω), ni'Ω" [2ωn, E"/(ck'Ω")-
11”!/2 (3) Here, Ω is the angular frequency difference with the pump light, k# is the second derivative of the wave number at the pump light wavelength, ω is the angular frequency of the pump light, and nf is the nonlinear force constant (
1,22X 10-”I12/v, E is the electric field amplitude, C
is the speed of light in vacuum.

この様子を横軸をポンプ光の角周波数からの差にとって
第5図に示す。利得係数は位相整合条件が完全に成立す
る角周波数Ω□8で最大となり、これは、 Ωm、x =(ωnJ2/ck″)1/2      
(4)で与えられる。k″は群速度分散りを用いて、k
=Dλ2/2πCと表わされるがら、Ω□8、従って利
得帯域は、群速度分散が小さいほど、またポンプ光強度
が強いほど大きくなる。そのときの最大利得係数g□、
は、 gmjx =nzωE2/2c          (
5)出なり、ポンプ光強度が強いほど大きくなる。−例
として、ポンプ光強度を釦、非線形カ一定数を3.2 
Xl0−16cm2八、ファイバの実効コア断面積をI
 Xl0−’C′m” 、波長を1.55μmとすれば
、最大利得係数g11..lは3.2 X 10−”/
mとなる。ファイバ長を2kmとすれば、28dBの利
得が得られる。
This situation is shown in FIG. 5, with the horizontal axis plotting the difference from the angular frequency of the pump light. The gain coefficient is maximum at the angular frequency Ω□8 where the phase matching condition is completely satisfied, which is Ωm, x = (ωnJ2/ck'') 1/2
It is given by (4). k'' is k using group velocity dispersion,
=Dλ2/2πC, Ω□8, and therefore the gain band becomes larger as the group velocity dispersion becomes smaller and the pump light intensity becomes stronger. The maximum gain coefficient g□ at that time,
is gmjx = nzωE2/2c (
5) The stronger the pump light intensity, the larger the output. - As an example, the pump light intensity is set to 3.2, and the nonlinear force constant is set to 3.2.
Xl0-16cm28, the effective core cross-sectional area of the fiber is I
Xl0-'C'm" and the wavelength is 1.55 μm, the maximum gain coefficient g11..l is 3.2 X 10-"/
m. If the fiber length is 2 km, a gain of 28 dB can be obtained.

変調不安定に基づ(パラメトリンク増幅は、広い利得帯
域と、高い増幅率、ピコ秒の応答速度を持つ。さらに利
得をポンプ光によって変化させることができるので、極
短パルスのポンプ光を用いて、ピコ秒の非常に短い時間
のゲーティングが可能である。
Based on modulation instability (parametric link amplification has a wide gain band, high amplification factor, and picosecond response speed. Furthermore, since the gain can be changed by pump light, it is possible to use extremely short pulses of pump light. Therefore, very short gating time of picoseconds is possible.

第4図において、入力光信号パルス列1と、これに同期
し、パルス時間幅が入力信号パルスより十分狭い光クロ
ックパルス2を、グイクロイックミラー9で合波し、単
一モード光ファイバloに入射する。ここで、光クロッ
クパルスはポンプ光として用い、信号光パルスの波長は
変調不安定利得帯域内にあるものとする。ポンプ光強度
は、信号光パルスなしの状態ではポンプ光だけで強いス
トーク光、アンチストークス光が発生しないような値に
設定して置く (第4図の)の■)。このときの弱いス
トークス光、アンチストークス光を通常の共振器構造を
持つレーザにならって自然放出光と呼ぶことにする。
In FIG. 4, an input optical signal pulse train 1 and an optical clock pulse 2 that is synchronized therewith and whose pulse time width is sufficiently narrower than the input signal pulse are multiplexed by a gyroic mirror 9 and connected to a single mode optical fiber lo. incident. Here, it is assumed that the optical clock pulse is used as pump light, and the wavelength of the signal optical pulse is within the modulation unstable gain band. The pump light intensity is set to a value such that strong Stokes light and anti-Stokes light are not generated by the pump light alone in the absence of signal light pulses (■ in Figure 4). The weak Stokes light and anti-Stokes light at this time are called spontaneous emission light, following the example of a laser with a normal resonator structure.

このような極短パルスの光クロックパルスと光信号パル
ス列を、光クロックパルスのピークが入力光信号パルス
の平均的なピーク位置になるように位相を調整して、光
ファイバに入射する。光信号パルスが1”のときは、光
信号パルスのうちの光クロック光パルスと時間的に重な
る部分だけが増幅されるとともに、パラメトリンク増幅
により、入射信号光のスペクトルをポンプ光の周波数で
おりかえした周波数にも増幅された信号光が現れる(第
4図(b)の■)。一方、光信号パルスが“0°′のと
きは、増幅は行われず、弱い自然放出光のみが現れる。
The phases of such extremely short optical clock pulses and optical signal pulse trains are adjusted so that the peak of the optical clock pulses is at the average peak position of the input optical signal pulses, and then input into an optical fiber. When the optical signal pulse is 1", only the part of the optical signal pulse that temporally overlaps with the optical clock optical pulse is amplified, and parametric link amplification changes the spectrum of the incident signal light at the frequency of the pump light. Amplified signal light also appears at the same frequency (■ in FIG. 4(b)).On the other hand, when the optical signal pulse is "0°", no amplification occurs and only weak spontaneous emission light appears.

増幅された二つの信号光パルスは、第4図(b)の■に
示すような透過帯域aまたは透過帯域すを持つ光フィル
タ11により、いずれが一方が分離されて、出力される
。入射する信号光の波長はストークス光側、アンチスト
ークス光側のいずれの側の利得帯域内にあってもよく、
また増幅された光信号パルスのうち、いずれの光信号パ
ルスを出力として取り出してもよい。
The two amplified signal light pulses are separated into one by an optical filter 11 having a transmission band a or a transmission band 2 as shown in (2) in FIG. 4(b), and are output. The wavelength of the incident signal light may be within the gain band of either the Stokes light side or the anti-Stokes light side,
Furthermore, any one of the amplified optical signal pulses may be taken out as an output.

またグイクロイックミラー9または光フィルタ11の代
わりに、これらと同一の特性を有する光フアイバ部品を
用いてもよい。
Furthermore, instead of the guichroic mirror 9 or the optical filter 11, an optical fiber component having the same characteristics as these may be used.

第6図(a)は本発明で用いることができる非線形Sa
gnac干渉計に基づく光閾値素子の構成例を示す図で
あって、18は光アイソレータ、19はパワー分岐比が
0.5ではない光カップラ、20は光フアイバループで
ある。人力光13はアイソレータ18を通過した後、光
カップラで二つに分岐された後、時計回り光14、反時
計回り光15となって、光フアイバループ20を互いに
逆回りに伝搬する。その後、時計回り光14、反時計回
り光15は再び光カップラ19に戻り、一部はボートP
+から出力され、もと来た方向へ戻る光16となり、残
りはボートP2から出力される光17となる。
FIG. 6(a) shows the nonlinear Sa that can be used in the present invention.
It is a diagram showing a configuration example of an optical threshold element based on a gnac interferometer, in which 18 is an optical isolator, 19 is an optical coupler with a power branching ratio of not 0.5, and 20 is an optical fiber loop. After passing through the isolator 18, the human power light 13 is split into two by an optical coupler, and then becomes a clockwise light 14 and a counterclockwise light 15, which propagate in the optical fiber loop 20 in opposite directions. After that, the clockwise light 14 and the counterclockwise light 15 return to the optical coupler 19 again, and some of them are transmitted to the boat P.
The light 16 is output from + and returns in the direction from which it came, and the rest becomes light 17 output from the boat P2.

光カップラ19の分散比が0.5でない場合には、時計
回り光14と反時計回り光15の光強度が異なるので、
光力−効果によって引き起こされる自己位相変調の大き
さが異なり、このためループ伝搬後の両者の間に位相差
Δφが生じる。ボートPzから出力される光17の光パ
ワーIt(t)は次式で与えられるように位相差Δφに
依存して変化する。
If the dispersion ratio of the optical coupler 19 is not 0.5, the light intensities of the clockwise light 14 and the counterclockwise light 15 will be different.
The magnitude of the self-phase modulation caused by the optical force-effect is different, which results in a phase difference Δφ between the two after loop propagation. The optical power It(t) of the light 17 output from the boat Pz changes depending on the phase difference Δφ as given by the following equation.

Iy(t)=1゜(t) (1−2k(1−k)(1+
cosΔφ) )  (6)Δφ−2πnzL(1−2
k) Io(t) /λA(7)ここで、Io(t)は
入力光パワー波形、n2は非線形定数、Lはループ長、
kは光カップラのパワー分岐比、λは波長、Aは実効コ
ア断面積である。
Iy(t)=1°(t) (1-2k(1-k)(1+
cosΔφ) ) (6)Δφ−2πnzL(1-2
k) Io(t) /λA (7) Here, Io(t) is the input optical power waveform, n2 is the nonlinear constant, L is the loop length,
k is the power branching ratio of the optical coupler, λ is the wavelength, and A is the effective core cross-sectional area.

この様子を横軸を入力光の光パワー、縦軸をボートP2
から出力される光17の光パワーにとり、第7図に示す
。光力−効果による自己位相変調はフェムト秒オーダの
応答速度を有することから、ボートpzから出力される
光エフは入射光の瞬時光パワーに依存して変化する。こ
の図から明らかなように、ボートPzから出力される光
17の光パワーは、入力光パワーに対して階段状の非線
形な応答を示すので、超高速の闇値素子として利用でき
る。ボートP、から出力される光16はアイソレータ1
8により除去される。
In this situation, the horizontal axis is the optical power of the input light, and the vertical axis is the boat P2.
The optical power of the light 17 outputted from is shown in FIG. Since self-phase modulation due to the optical power effect has a response speed on the order of femtoseconds, the optical F output from the boat pz changes depending on the instantaneous optical power of the incident light. As is clear from this figure, the optical power of the light 17 output from the boat Pz shows a step-like nonlinear response to the input optical power, so it can be used as an ultra-high-speed dark value element. The light 16 output from the boat P is the isolator 1
8 is removed.

この応答をより急峻なものにするためには、第6図(b
)に示すように、今述べた非線形Sagnac干渉計を
多数個縦列に接続すればよい。このときの応答を非線形
Sagnac干渉計の縦列数をnをパラメータにとり、
第7図(′b)に示す。縦列数を多くするほど、応答が
急峻になっていくことがわかる。
In order to make this response steeper, it is necessary to
), a large number of the nonlinear Sagnac interferometers just described may be connected in series. The response at this time is determined by taking the number of columns of the nonlinear Sagnac interferometer as a parameter, n.
It is shown in FIG. 7('b). It can be seen that the response becomes steeper as the number of columns increases.

ボートPzの出力光は、入力光の瞬時光パワーに依存し
て変化する。通常の入力光の光波形は矩形でないので、
ボートPgの出力光はこの光閾値素子を通過することに
より、闇値処理と同時に波形歪をも被ることになる。こ
れを避けるためには、入力光波長において、異常分散を
有する光ファイバを光フアイバループ20に用い、時計
回り光14と反時計回り光15を光ソリトンとして伝搬
させればよい。
The output light of the boat Pz changes depending on the instantaneous optical power of the input light. Since the optical waveform of normal input light is not rectangular,
By passing through this optical threshold element, the output light from the boat Pg undergoes waveform distortion as well as dark value processing. In order to avoid this, an optical fiber having anomalous dispersion at the input light wavelength may be used for the optical fiber loop 20, and the clockwise light 14 and the counterclockwise light 15 may be propagated as optical solitons.

光ソリトンとは群速度分散によるパルス広がりが、光力
−効果によって引き起こされる自己位相変調に伴うチャ
ーピングによる狭パルス化で相殺され、波形歪なしに光
フアイバ中を長距離伝搬する特殊な光パルスである。通
常の光パルスが前記のように光パルスの瞬時光パワーに
比例して自己位相変調を受けるので、位相変化の大きさ
はパルスの各点において異なるのに対して、光ソリトン
はパルス全体にわたって自己位相変調による位相変化が
一定であるという特徴を有する。
An optical soliton is a special optical pulse that propagates over long distances in an optical fiber without waveform distortion, in which the pulse broadening due to group velocity dispersion is canceled out by the narrowing of the pulse due to chirping due to self-phase modulation caused by the optical force effect. It is. A normal optical pulse undergoes self-phase modulation in proportion to the instantaneous optical power of the optical pulse as described above, so the magnitude of the phase change is different at each point of the pulse, whereas an optical soliton is self-phase modulated over the entire pulse. It has the characteristic that the phase change due to phase modulation is constant.

従って、光フアイバ中を伝搬する時計回り光、反時計回
り光が、ソリトンとして伝搬する条件を満たすようなパ
ルス幅と光パワーを持つように設定すれば、第7図(C
)に示すように、ボートPzの出力光は入射光パルスの
瞬時光パワーではなく、入射光パルスの持つエネルギー
に依存して、出射エネルギーが階段状の応答をし、出力
波形は波形歪を受けない。またこのようなソリトン条件
を満たす非線形Sagnac干渉計を多数個縦列に接続
すれば、より急峻な闇値特性が得られる。
Therefore, if the clockwise light and counterclockwise light propagating in the optical fiber are set to have a pulse width and optical power that satisfy the conditions for propagating as a soliton, as shown in Fig. 7 (C
), the output light of the boat Pz does not depend on the instantaneous optical power of the incident optical pulse, but rather depends on the energy of the incident optical pulse, so the output energy responds in a step-like manner, and the output waveform is subject to waveform distortion. do not have. Moreover, if a large number of nonlinear Sagnac interferometers satisfying such soliton conditions are connected in series, a steeper dark value characteristic can be obtained.

カップラに づく 第8図(a)は本発明で用いることができる非線形カッ
プラに基づく光閾値素子の構成例を示す図であって、2
5は光カップラ、21は入力ポート、22゜23は出力
ポートである。入力ボート21に入力された入力光13
は、その光パワーが小さく、これによる光カツプラ25
中の光力−効果が無視できるときは、光導波路26から
光導波路27にすべて結合し、出力ポート23に出力さ
れるものとする。入力光13の光パワーが強くなると、
これによる光力−効果によって、光カップラ25の中の
光導波路の屈折率が変化し、結合条件が変わって、入力
光の一部は光導波路26から光導波路27に結合するこ
となく、ボート22から出力される。ボート22から出
力される光17の光パワーP。U、は次式で表わすこと
ができる。
FIG. 8(a) based on the coupler is a diagram showing an example of the configuration of an optical threshold element based on a nonlinear coupler that can be used in the present invention.
5 is an optical coupler, 21 is an input port, and 22 and 23 are output ports. Input light 13 input to input boat 21
The optical coupler 25 due to its small optical power
When the optical power effect inside can be ignored, it is assumed that all of the light is coupled from the optical waveguide 26 to the optical waveguide 27 and output to the output port 23. When the optical power of the input light 13 becomes stronger,
Due to the optical power effect caused by this, the refractive index of the optical waveguide in the optical coupler 25 changes, and the coupling conditions change, so that a part of the input light is not coupled from the optical waveguide 26 to the optical waveguide 27, and instead is transferred to the boat 22. is output from. Optical power P of light 17 output from boat 22. U, can be expressed by the following formula.

P out= P in [1+cn (π、(P、、
、/PC)”)]/2   (8)ここで、P、、lは
入力光パワー、cnはヤコビの楕円関数、PCは入力光
の半分が出力ポート22に出力される入力光パワーであ
り、次式で表わすことができる。
P out= P in [1+cn (π, (P,,
, /PC)'')]/2 (8) Here, P, , l is the input optical power, cn is the Jacobian elliptic function, and PC is the input optical power at which half of the input light is output to the output port 22. , can be expressed by the following equation.

Pe=Aλ/Lcnz         (9)ここで
、n2は非線形定数、L、は入力光パワーが小さ(非線
形効果が無視できるときに、入力光がすべて隣り合う導
波路に結合するのに必要なカップラの長さ、λは波長、
Aは導波路の実効コア断面積である。この様子を横軸を
入力光の光パワ、縦軸を出力ポート22から出力される
光17の光パワーにとり、第9図に示す。光力−効果に
よる屈折率変化はフェムト秒オーダの応答速度を有する
ことから、出力ポート22から出力される光17の入射
光の瞬時光パワーに依存して変化する。第9図から明ら
かなように、出力ポート22から出力される光17の光
パワーは、入力光パワーに対して階段状の応答を示すの
で、超高速の闇値素子として利用できる。
Pe=Aλ/Lcnz (9) Here, n2 is a nonlinear constant, and L is the number of couplers required to couple all input light to adjacent waveguides when the input optical power is small (nonlinear effects can be ignored). length, λ is the wavelength,
A is the effective core cross-sectional area of the waveguide. This situation is shown in FIG. 9, with the horizontal axis representing the optical power of the input light and the vertical axis representing the optical power of the light 17 output from the output port 22. Since the refractive index change due to the optical power effect has a response speed on the femtosecond order, it changes depending on the instantaneous optical power of the incident light of the light 17 output from the output port 22. As is clear from FIG. 9, the optical power of the light 17 outputted from the output port 22 shows a step-like response to the input optical power, so it can be used as an ultra-high-speed dark value element.

この応答をより急峻なものとするためには、第8図(b
)に示すように、今述べた非線形カップラを多数個縦列
に接続すればよい。このときの応答を非線形カップラの
縦列数nをパラメータにとり、第9図に示す。縦列数を
多くするほど、応答が急峻になっていくことがわかる。
In order to make this response steeper, it is necessary to
), a large number of the nonlinear couplers just mentioned can be connected in tandem. The response at this time is shown in FIG. 9, using the number n of columns of the nonlinear coupler as a parameter. It can be seen that the response becomes steeper as the number of columns increases.

出力ポート22からの出力光は、入力光の瞬時光パワー
に依存して変化する。通常の入力光の光波形は矩形でな
いので、出力ポート22からの出力光は、この光閾値素
子を通過することにより、閾値処理と同時に波形歪をも
被ることになる。これを避けるためには、入力光波長に
おいて、異常分散を有する光導波路で光カップラ25を
構成し、入力光を光ソリトンとして伝搬させればよい。
The output light from the output port 22 changes depending on the instantaneous optical power of the input light. Since the optical waveform of normal input light is not rectangular, the output light from the output port 22 passes through this optical threshold element and is subjected to waveform distortion at the same time as threshold processing. In order to avoid this, the optical coupler 25 may be configured with an optical waveguide having anomalous dispersion at the wavelength of the input light, and the input light may be propagated as an optical soliton.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明の光識別再生器は、光線形
増幅器の持つ雑音・ジッタの累積、分散による波形劣化
という問題を解決し、光の領域で等化増幅、リタイミン
グ、識別再生を超高速で行う光再生増幅を提供すること
ができる。
(Effects of the Invention) As explained above, the optical discrimination regenerator of the present invention solves the problem of waveform deterioration due to accumulation of noise and jitter and dispersion of optical linear amplifiers, and performs equalization amplification and regeneration in the optical domain. It is possible to provide optical regenerative amplification that performs timing and identification regeneration at ultra-high speed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a)は本発明の一実施例の構成を示す図、第1
図(b)は本発明の詳細な説明するための光強度波形の
タイムチャート、 第2図(a)は本発明で光増幅器として用いることがで
きる誘導ラマン増幅器の構成例を示す図、第2図(b)
はその動作を波長領域で説明する図、第3図はガラスの
ラマン散乱係数の波長依存性を示す図、 第4図(a)は本発明で光増幅器として用いることがで
きる変調不安定増幅器の構成例を示す図、第4図(b)
はその動作を波長領域で説明する図、第5図は変調不安
定利得係数の光周波数依存性をポンプ光の角周波数との
差で表わした図、第6図は本発明で光閾値素子として用
いることができる非線形Sagnac干渉形の構成例を
示す図、第7図は第6図に示す構成例の光入出力特性を
示す図、 第8図は本発明で光閾値素子として用いることができる
非線形カップラの構成例を示す図、第9図は第8図に示
す構成例の入出力特性を示す図である。 1・・・入力光信号パルス列 2・・・クロック光パル
ス3・・・分波された光クロックパルス 4・・・再生された光信号パルス列 5・・・光合波器      6・・・光分波器7・・
・光増幅器      8・・・光閾値素子9・・・ダ
イクロイックミラー 10・・・単一モード光ファイバ 11・・・光フィルタ 12・・・増幅された光信号パルス列 13・・・光入力       14・・・時計回り光
15・・・反時計回り光    16・・・戻る光17
・・・出力される光    18・・・光アイソレータ
19・・・光カップラ     20・・・光フアイバ
ループ21・・・入カポ−)      22.23・
・・出力ボート24・・・出力される光 25・・・光カップラ 26.27 ・・・光導波路 特 許 出 願 人 日本電信電話株式会社
FIG. 1(a) is a diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.
FIG. 2(b) is a time chart of a light intensity waveform for explaining the present invention in detail; FIG. 2(a) is a diagram showing a configuration example of a stimulated Raman amplifier that can be used as an optical amplifier in the present invention; Figure (b)
is a diagram explaining its operation in the wavelength domain, Figure 3 is a diagram showing the wavelength dependence of the Raman scattering coefficient of glass, and Figure 4 (a) is a diagram of the modulation unstable amplifier that can be used as an optical amplifier in the present invention. A diagram showing a configuration example, FIG. 4(b)
is a diagram explaining its operation in the wavelength domain, Figure 5 is a diagram showing the optical frequency dependence of the modulation unstable gain coefficient as a difference from the angular frequency of the pump light, and Figure 6 is a diagram explaining the optical threshold element in the present invention. FIG. 7 is a diagram showing the optical input/output characteristics of the configuration example shown in FIG. 6. FIG. 8 is a diagram showing an example of the configuration of a nonlinear Sagnac interference type that can be used. FIG. FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of a nonlinear coupler, and FIG. 9 is a diagram showing input/output characteristics of the configuration example shown in FIG. 8. 1... Input optical signal pulse train 2... Clock optical pulse 3... Demultiplexed optical clock pulse 4... Regenerated optical signal pulse train 5... Optical multiplexer 6... Optical demultiplexer Vessel 7...
- Optical amplifier 8... Optical threshold element 9... Dichroic mirror 10... Single mode optical fiber 11... Optical filter 12... Amplified optical signal pulse train 13... Optical input 14...・Clockwise light 15... Counterclockwise light 16... Returning light 17
... Output light 18 ... Optical isolator 19 ... Optical coupler 20 ... Optical fiber loop 21 ... Input coupler) 22.23.
... Output boat 24 ... Output light 25 ... Optical coupler 26.27 ... Optical waveguide patent applicant Nippon Telegraph and Telephone Corporation

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、光伝送路より入力した光信号パルスと、これに同期
した光クロックパルスとを入力し、光信号光パルスのう
ち、両者が時間的に重なった部分のみを増幅して、増幅
された光を出力する光増幅器と、 該光増幅器の光出力を入力し、この光入力 の光強度または光エネルギーに対して非線形な光強度ま
たは光エネルギーの光を出力する光閾値素子と を備えたことを特徴とする光識別再生器。 2、請求項1に記載の光識別再生器において、前記光増
幅器は、単一モード光ファイバと、前記光クロックパル
スと前記光信号パルス を該単一モード光ファイバに入射する光学系と、 該光単一モードファイバから出射した光か ら増幅された光パルス信号を分離する光フィルタとを備
え、 前記光パルス信号の波長は、前記光クロッ クパルスを前記単一モード光ファイバに入射したときの
ラマン利得帯域内にあることを特徴とする光識別再生器
。 3、請求項1に記載の光識別再生器において、前記光増
幅器は、前記光クロックパルスの波長において異常分散
を有する単一モード光ファイバと、 前記光クロックパルスと前記光信号パルス を該単一モード光ファイバに入射する光学系と、 該光ファイバから出射して増幅された光パ ルス信号を分離する光フィルタとを備え、 前記光パルス信号の波長は、前記光クロッ クパルスを前記単一モード光ファイバに入射したときの
変調不安定利得帯域内にあることを特徴とする光識別再
生器。 4、請求項1ないし3のいずれかに記載の光識別再生器
において、前記光閾値素子は、光カー媒質をその光ルー
プ中に備え、その光カップラの分岐比が1対1ではない
非線形サグナック(Sagnac)干渉計から構成され
、これを1段または多段に接続した構成であることを特
徴とする光識別再生器。 5、請求項1ないし3のいずれかに記載の光識別再生器
において、前記光閾値素子は、入射光強度に応じて、非
線形に分岐比が変化する非線形光カップラからなり、こ
れを1段または多段に接続した構成であることを特徴と
する光識別再生器。
[Claims] 1. An optical signal pulse input from an optical transmission line and an optical clock pulse synchronized with the optical signal pulse are input, and only the portion of the optical signal optical pulse where the two overlap in time is amplified. an optical amplifier that outputs amplified light; and an optical threshold element that inputs the optical output of the optical amplifier and outputs light with a nonlinear optical intensity or optical energy with respect to the optical intensity or optical energy of the optical input. An optical identification regenerator characterized by comprising: 2. The optical identification regenerator according to claim 1, wherein the optical amplifier includes a single mode optical fiber, and an optical system that inputs the optical clock pulse and the optical signal pulse into the single mode optical fiber. an optical filter that separates an amplified optical pulse signal from the light emitted from the optical single mode fiber, and the wavelength of the optical pulse signal is determined by the Raman wavelength when the optical clock pulse is input to the single mode optical fiber. An optical identification regenerator characterized by being within a gain band. 3. The optical identification regenerator according to claim 1, wherein the optical amplifier includes a single mode optical fiber having anomalous dispersion at the wavelength of the optical clock pulse, and a single mode optical fiber that transmits the optical clock pulse and the optical signal pulse into the single mode optical fiber. an optical system that enters a mode optical fiber; and an optical filter that separates an amplified optical pulse signal emitted from the optical fiber, and the wavelength of the optical pulse signal is such that the optical clock pulse is An optical discrimination regenerator characterized by being within a modulation instability gain band when input to a fiber. 4. The optical identification regenerator according to any one of claims 1 to 3, wherein the optical threshold element includes an optical Kerr medium in its optical loop, and the optical coupler has a nonlinear sagnac whose branching ratio is not 1:1. (Sagnac) An optical identification regenerator characterized by being composed of interferometers connected in one stage or in multiple stages. 5. In the optical identification regenerator according to any one of claims 1 to 3, the optical threshold element is composed of a nonlinear optical coupler whose branching ratio changes nonlinearly depending on the intensity of the incident light, and the optical threshold element is composed of a nonlinear optical coupler having a nonlinear optical coupler whose branching ratio changes nonlinearly depending on the intensity of the incident light. An optical identification regenerator characterized by having a multi-stage connection configuration.
JP2126872A 1990-05-18 1990-05-18 Optical identification reproducer Pending JPH0422930A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2126872A JPH0422930A (en) 1990-05-18 1990-05-18 Optical identification reproducer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2126872A JPH0422930A (en) 1990-05-18 1990-05-18 Optical identification reproducer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0422930A true JPH0422930A (en) 1992-01-27

Family

ID=14945931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2126872A Pending JPH0422930A (en) 1990-05-18 1990-05-18 Optical identification reproducer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0422930A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06235951A (en) * 1992-09-25 1994-08-23 American Teleph & Telegr Co <Att> Optical communication system
JPH08265253A (en) * 1995-03-24 1996-10-11 Nec Corp Optical identification reproduction circuit
US6078416A (en) * 1996-01-12 2000-06-20 Nec Corporation Optical regenerative repeater
JP2001320330A (en) * 2000-03-20 2001-11-16 Alcatel Synchronous optical regenerator by intensity modulation and phase modulation by crosstalk effect

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06235951A (en) * 1992-09-25 1994-08-23 American Teleph & Telegr Co <Att> Optical communication system
JPH08265253A (en) * 1995-03-24 1996-10-11 Nec Corp Optical identification reproduction circuit
US6078416A (en) * 1996-01-12 2000-06-20 Nec Corporation Optical regenerative repeater
JP2001320330A (en) * 2000-03-20 2001-11-16 Alcatel Synchronous optical regenerator by intensity modulation and phase modulation by crosstalk effect

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6477300B2 (en) Method, device, and system for waveform shaping of signal light
JP4472222B2 (en) Method, apparatus and system for waveform shaping signal light
JP3028906B2 (en) Soliton optical communication system and optical transmitting device and optical receiving device thereof
US7280766B2 (en) Method and device for processing an optical signal
JP3882979B2 (en) Apparatus and system for waveform shaping
JP3662463B2 (en) Method, apparatus and system for regenerating an optical signal
US6963436B2 (en) Method and device for waveform shaping of signal light
US20040004780A1 (en) Optical and gate and waveform shaping device
JP2002077052A (en) Method, apparatus and system for processing optical signals
JP2002023208A (en) Method and apparatus for waveform shaping signal light
US6445848B1 (en) Soliton pulse transmission over long waveguide fiber lengths
JP3961153B2 (en) Method, apparatus and system for regenerating and applying an optical clock
JPH0422930A (en) Optical identification reproducer
JP2825109B2 (en) Optical soliton transmission method
JP2825989B2 (en) Optical soliton transmission method
JP4131833B2 (en) Optical amplifier and optical repeater transmission system using the same
JP3219121B2 (en) Transmission method of dark optical solitons
JP3322653B2 (en) Optical receiving device used for dark soliton optical communication system
JP5212411B2 (en) Optical signal reproducing apparatus and optical signal reproducing method
AU4103899A (en) Regenerator for in-line regeneration of an optical soliton signal by synchronous modulation of the solitons and transmission system including it
JPH03171036A (en) Optical fiber communicating method and system
JP2004185021A (en) Method, apparatus and system for signal light waveform shaping
JPH05346599A (en) Optical discriminating and reproducing device
Su-Lin et al. Power efficiency improvement of a wavelength-preserved all optical 2R regeneration system in an SOA-based optical cross-gain compression mechanism
JPH04119334A (en) Light receiving circuit