JPH04304683A - Optical variable delay circuit - Google Patents
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Landscapes
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
- Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル光通信装置
やディジタル光情報処理装置用の光可変遅延回路に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical variable delay circuit for use in digital optical communication devices and digital optical information processing devices.
【0002】0002
【従来の技術】光可変遅延回路は、光通信や光情報処理
装置の光素子回路を構成する際に不可欠である。この光
可変遅延回路を構成するために、従来大別して3つの方
法が用いられてきた。2. Description of the Related Art Optical variable delay circuits are essential in constructing optical element circuits for optical communications and optical information processing devices. Conventionally, three methods have been used to construct this optical variable delay circuit.
【0003】従来の第1の方法として、光信号を一旦電
気信号に変換し、電気信号用の可変遅延装置を用いて遅
延量を調整し、再び光信号に変換する方法が用いられて
きた。[0003] The first conventional method has been to first convert an optical signal into an electrical signal, adjust the amount of delay using a variable delay device for electrical signals, and then convert it back into an optical signal.
【0004】第2の方法として、オー・イー・シー(O
EC)’90講演論文集42頁に述べられている方法が
ある。この第2の方法では、光ファイバを用い、同ファ
イバ内の遅延時間が光通信装置や光情報処理装置で必要
とされる遅延量と等しくなるように同ファイバの長さを
調整する。[0004] As a second method, O.E.C.
There is a method described on page 42 of EC) '90 Lecture Proceedings. In this second method, an optical fiber is used, and the length of the fiber is adjusted so that the delay time within the fiber is equal to the amount of delay required by an optical communication device or an optical information processing device.
【0005】第3の方法として、トピカル・ミーティン
グ・オン・フォトニック・スイッチング(Topica
l meeting on photonic
switching)講演論文集141頁、1987
年に述べられているように、光スイッチと遅延量固定の
光ファイバ遅延線を組み合わせたノードを直列に複数個
配する手法が用いられてきた。図8は従来の第3の方法
の構成を示すブロック図であり、図において、81〜8
mは光ファイバ遅延線であり、遅延量はそれぞれ示すb
・2m−1 ,b・2m−2 ,・・・,b・20 で
ある。ノード91,92,・・・、9mにおいて、2×
2光スイッチ71,72,・・・、7mがクロス状態で
あれば、光ファイバ遅延線81,82,・・・、8mを
通過することによって、信号光にb・2m−1 ,b・
2m−2 ,・・・,b・20 の遅延がかかり、スル
ー状態であれば、遅延はかからない。ノード91,92
,・・・,9mをすべてによって得られる遅延量dは、
d=am−1 b・2m−1 +・・・+a0 b・2
0 である。ただし、am−1 ,・・・,a0 は1
または0であり、“1”は2×2光スイッチ71,72
,・・・、7mのクロス状態、”0”は2×2光スイッ
チ71、72、・・・、7mのスルー状態に相当する。
2×2光スイッチ71,72・・・、7mのスルー、ク
ロスの組合せを選ぶことによって、所望の遅延量dを得
ていた。[0005] The third method is topical meeting on photonic switching (Topica
l meeting on photonic
switching) Collection of lecture papers, page 141, 1987
As described in 2003, a method has been used in which multiple nodes are arranged in series, each of which is a combination of an optical switch and an optical fiber delay line with a fixed amount of delay. FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the third conventional method, and in the figure, 81 to 8
m is an optical fiber delay line, and the delay amount is shown b
・2m-1, b・2m-2, ..., b・20. At nodes 91, 92, ..., 9m, 2×
If the two optical switches 71, 72, . . . , 7m are in a crossed state, the signal light has b・2m−1, b・
A delay of 2m-2, . Nodes 91, 92
,..., the delay amount d obtained by all 9m is:
d=am-1 b・2m-1 +...+a0 b・2
It is 0. However, am-1,...,a0 is 1
or 0, and “1” is the 2×2 optical switch 71, 72
, . . , 7m cross state and "0" correspond to the through state of the 2×2 optical switches 71, 72, . . . , 7m. A desired delay amount d was obtained by selecting a combination of 2×2 optical switches 71, 72, . . . , 7 m of through and cross.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第1の
方法においては、光・電気変換、電気・光変換用の装置
の寸法および消費電力が大きいという欠点があった。However, the first method has the disadvantage that the size and power consumption of the device for optical-to-electrical conversion and electric-to-optical conversion are large.
【0007】第2の方法のおいては、ファイバの長さを
現物合わせで調整する必要があるため、ファイバの長さ
の調整に多大な工数を要し、なおかつ、遅延量を可変と
することがきわめて困難であるという欠点があった。[0007] In the second method, since the length of the fiber needs to be adjusted by matching the actual fiber, a large number of man-hours are required to adjust the length of the fiber, and the amount of delay is made variable. The drawback was that it was extremely difficult.
【0008】第3の方法においては、光ファイバ遅延線
の寸法が大きくなる、光スイッチの挿入により光遅延回
路内の損失が大きくなる、遅延量を連続的に変化させる
ことができない、という欠点があった。The third method has the following disadvantages: the size of the optical fiber delay line increases, the loss in the optical delay circuit increases due to the insertion of an optical switch, and the amount of delay cannot be changed continuously. there were.
【0009】本発明は、小型、低消費電力、低損失であ
り、遅延量を連続的に変え得る光可変遅延回路を提供す
ることを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical variable delay circuit which is small in size, has low power consumption, and has low loss, and is capable of continuously changing the amount of delay.
【0010】0010
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
、図6に示すように、第1のpnpn半導体素子と、入
射される信号光の強度を調整して第1のpnpn半導体
素子に供給する信号光強度調整装置と、第1のpnpn
半導体に同期信号電圧を供給する同期信号発生回路と、
第1のpnpn半導体素子の出力光を受光する第2のp
npn半導体素子と、第1のpnpn半導体素子を流れ
る電流の立ち上がりに同期して、第2のpnpn半導体
素子に同期信号電圧を供給する第2の同期信号発生回路
とを含んで光可変遅延回路を構成する。[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, as shown in FIG. and a first pnpn signal light intensity adjustment device.
a synchronization signal generation circuit that supplies a synchronization signal voltage to the semiconductor;
a second pnpn semiconductor element that receives the output light of the first pnpn semiconductor element;
An optical variable delay circuit including an npn semiconductor element and a second synchronization signal generation circuit that supplies a synchronization signal voltage to a second pnpn semiconductor element in synchronization with the rise of a current flowing through the first pnpn semiconductor element. Configure.
【0011】前記課題を解決するため、図7に示すよう
に、pnpn半導体素子と、前記pnpn半導体素子に
入射される信号光に対して任意の位相差の同期信号電圧
を前記pnpn半導体素子に供給する位相可変同期信号
発生回路とを含んで光可変遅延回路を構成する。In order to solve the above problem, as shown in FIG. 7, a synchronizing signal voltage having an arbitrary phase difference with respect to the signal light incident on the pnpn semiconductor element and the pnpn semiconductor element is supplied to the pnpn semiconductor element. An optical variable delay circuit includes a variable phase synchronization signal generation circuit.
【0012】0012
【作用】電圧によってバイアスされたオフ状態のpnp
n半導体素子に光を入射すると、同素子はオン状態とな
る。この場合のターンオン時間は入射光の強度に依存す
るから、入射光の強度を変えることによってターンオン
時間を変えることができる。[Operation] PNP in off state biased by voltage
When light is incident on an n-semiconductor element, the element is turned on. Since the turn-on time in this case depends on the intensity of the incident light, the turn-on time can be changed by changing the intensity of the incident light.
【0013】オフ状態のpnpn半導体素子にバイアス
電圧パルスと信号光パルスを印加してターンオンさせる
場合、電圧パルスと光パルスの両方が入射されてから前
記ターンオン時間後に素子はオン状態となるから、電圧
パルスの印加のタイミングを信号光パルスの入射のタイ
ミングよりも遅らせておけば、電圧パルスの入射のタイ
ミングを変えることにより、信号光パルスが入射してか
ら素子がオン状態になるまでの時間を変えることができ
る。When a bias voltage pulse and a signal light pulse are applied to a pnpn semiconductor device in an off state to turn it on, the device will be in an on state after the turn-on time has elapsed since both the voltage pulse and the light pulse have been applied. If the timing of pulse application is delayed from the timing of input of the signal light pulse, the time from the input of the signal light pulse until the element turns on can be changed by changing the timing of input of the voltage pulse. be able to.
【0014】[0014]
【実施例】本発明の実施例について、図面を参照して説
明する。図1は請求項1および請求項2に記載の発明の
第1の実施例を示すブロック図である。Embodiments Examples of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the invention according to claims 1 and 2.
【0015】pnpn半導体素子1,2として、199
1年電子情報通信学会春期全国大会講演論文集C−14
0に記載されている様なものを用いている。この素子は
、pnpn構造となっており、アノード領域とカソード
領域はそれぞれp−AlGaAsとn−AlGaAsか
らなり、それらがn−AlGaAsから成るnゲート領
域とp−AlGaAsから成るpゲート領域を挟む構造
となっている。pnpn半導体素子がオンし、高インピ
ーダンス状態から低インピーダンス状態に移り、nゲー
ト領域にキャリアが注入され、この部分に閉じ込められ
る結果、レーザ発振が生じる。高インピーダンス状態か
ら低インピーダンス状態へ移すためには、スイッチング
電圧(以下Vs と記す)と呼ばれる電圧以上の電圧を
印加するか、あるいは、Vs よりも低い電圧でも光を
入射することで行うことができる。以下、光を入射しな
い場合のスイッチング電圧をVs(L−OFF)、光を
入射した場合のスイッチング電圧をVs(L−ON)
と記す。素子にバイアス電圧としてVs(L−OFF)
とVs(L−ON) の間の電圧を印加しておき、光を
入射することによって素子をターンオンさせる場合、あ
るいは、素子に信号光を入射しておき、Vs(L−OF
F)とVs(L−ON) の間の電圧パルスを印加する
ことによって素子をターンオンさせる場合、ターンオン
時間τONは入射光の強度に比例する。低インピーダン
ス状態から高インピーダンス状態へ移すためには、印加
電圧を、ホールディング電圧(以下VH と記す)と呼
ばれる電圧以下の電圧に下げる。また、印加電圧をVH
以下の値に下げてから素子が高インピーダンス状態に
移るまでの時間を、ターンオフ時間τOFF と呼ぶ。
本素子においては、信号光が入射する面と同一の面から
出力レーザ光が得られる。したがって、入力信号光の反
射光として出力光が得られる反射型の光素子に適した実
装形態を必要とする。As the pnpn semiconductor elements 1 and 2, 199
1st Year IEICE Spring National Conference Proceedings C-14
I use something like the one described in 0. This element has a pnpn structure, with an anode region and a cathode region made of p-AlGaAs and n-AlGaAs, respectively, sandwiching an n-gate region made of n-AlGaAs and a p-gate region made of p-AlGaAs. It becomes. The pnpn semiconductor element turns on and moves from a high impedance state to a low impedance state, and carriers are injected into the n-gate region and confined in this region, resulting in laser oscillation. In order to shift from a high impedance state to a low impedance state, it can be done by applying a voltage higher than the switching voltage (hereinafter referred to as Vs), or by injecting light even at a voltage lower than Vs. . Below, the switching voltage when no light is incident is Vs (L-OFF), and the switching voltage when light is incident is Vs (L-ON).
It is written as Vs (L-OFF) as bias voltage to the element
When turning on the device by applying a voltage between
When turning on the device by applying a voltage pulse between F) and Vs(L-ON), the turn-on time τON is proportional to the intensity of the incident light. In order to shift from a low impedance state to a high impedance state, the applied voltage is lowered to a voltage below a voltage called a holding voltage (hereinafter referred to as VH). Also, the applied voltage is VH
The time from when the value is lowered to below until the element shifts to a high impedance state is called turn-off time τOFF. In this element, output laser light is obtained from the same surface as the surface on which the signal light is incident. Therefore, there is a need for a mounting form suitable for a reflective optical element that can obtain output light as reflected light of input signal light.
【0016】光ファイバ3から入力された信号光は、レ
ンズ15を経て半導体光増幅器11に導かれる。可変電
流半導体光増幅器駆動回路12で利得を調整することに
よって強度が調整された半導体光増幅器11の出力信号
光は、レンズ51、ビームスプリッタ50、レンズ52
を経てpnpn半導体素子1に導かれる。pnpn半導
体素子1には、クロック供給回路22から供給されるク
ロックに同期した同期信号電圧をpnpn半導体素子1
に供給するpnpn半導体素子駆動回路21から同期信
号電圧が供給されている。pnpn半導体素子1の出力
光は、レンズ52、ビームスプリッタ50、レンズ53
、光ファイバ6、レンズ61、ビームスプリッタ60、
レンズ62を経てpnpn半導体素子2に導かれる。p
npn半導体素子2には、pnpn半導体素子1を流れ
る電流の立ち上がりを検出する電流エッジ検出回路32
に同期した同期信号電圧をpnpn半導体素子2に供給
するpnpn半導体素子駆動回路31から同期信号電圧
が供給されている。pnpn半導体素子2の出力光は、
レンズ62、ビームスプリッタ60、レンズ63を経て
光ファイバ4に導かれる。Signal light input from the optical fiber 3 is guided to the semiconductor optical amplifier 11 via a lens 15. The output signal light of the semiconductor optical amplifier 11 whose intensity is adjusted by adjusting the gain in the variable current semiconductor optical amplifier drive circuit 12 is transmitted through a lens 51, a beam splitter 50, and a lens 52.
It is guided to the pnpn semiconductor device 1 through the. A synchronizing signal voltage synchronized with the clock supplied from the clock supply circuit 22 is applied to the pnpn semiconductor element 1.
A synchronizing signal voltage is supplied from a pnpn semiconductor element drive circuit 21 that supplies the pnpn semiconductor element drive circuit 21 to the pnpn semiconductor element drive circuit 21. The output light of the pnpn semiconductor element 1 is transmitted through a lens 52, a beam splitter 50, and a lens 53.
, optical fiber 6, lens 61, beam splitter 60,
The light is guided to the pnpn semiconductor element 2 through a lens 62. p
The npn semiconductor element 2 includes a current edge detection circuit 32 that detects the rise of the current flowing through the pnpn semiconductor element 1.
A synchronizing signal voltage is supplied from a pnpn semiconductor element drive circuit 31 that supplies a synchronizing signal voltage synchronized with the pnpn semiconductor element 2 to the pnpn semiconductor element 2 . The output light of the pnpn semiconductor element 2 is
The light is guided to the optical fiber 4 through a lens 62, a beam splitter 60, and a lens 63.
【0017】次に、図4に示すタイミング図を用いて、
pnpn半導体素子1,2は入出力される光信号および
電圧信号の波形およびタイミングを説明する。pnpn
半導体素子1に、pnpn半導体素子駆動回路21から
、(a)に示すpnpn半導体素子1に入力信号光の各
ビットの開始直後に、(b)に示すようにpnpn半導
体素子1にVs(L−OFF)とVs(L−ON) の
間の電圧を印加、同一ビットが終了する前に印加電圧を
Vs(L−ON) とVH の間の値に低減、次のビッ
トでVs(L−OFF)とVs(L−ON) の間の電
圧を印加する前、印加電圧をVH 以下の値に低減、の
各サイクルを繰り返す同期信号パルスを印加する。Next, using the timing diagram shown in FIG.
The waveforms and timings of optical signals and voltage signals input and output to the pnpn semiconductor elements 1 and 2 will be explained. pnpn
Immediately after the start of each bit of the input signal light from the pnpn semiconductor element drive circuit 21 to the pnpn semiconductor element 1 shown in (a), Vs (L-) is applied to the pnpn semiconductor element 1 as shown in (b). Apply a voltage between Vs (L-ON) and Vs (L-ON), reduce the applied voltage to a value between Vs (L-ON) and VH before the same bit ends, and apply a voltage between Vs (L-ON) and VH on the next bit. ) and Vs(L-ON) before applying a synchronizing signal pulse that repeats each cycle of reducing the applied voltage to a value below VH.
【0018】pnpn半導体素子1に(a)、(b)に
示す光信号、電圧信号を印加することにより、(c)に
示すように、pnpn半導体素子1への光入力がON状
態であれば、すなわち、あるビットの間、信号光が入力
されていれば、Vs(L−OFF)とVs(L−ON)
の間の電圧を印加してからτON後に発光が開始され
、次のビットでVs(L−OFF)とVs(L−ON)
の間の電圧を印加する前の、印加電圧のVH 以下の
値への低減からτOFF 後に発光が停止するパルスが
、pnpn半導体素子1の出力光として得られる。ここ
で、ターンオン時間τONは入射光の強度に比例するか
ら、可変電流半導体光増幅器駆動回路12で半導体光増
幅器11の利得を調整することによってpnpn半導体
素子1への入力光強度を調整することによって、pnp
n半導体素子1の出力光パルスの立ち上がり開始時刻を
調整する。すなわち、半導体増幅器11の利得を減ずる
ことによってpnpn半導体素子1への入力光強度を減
ずれば、(c′)に示すように、立ち上がり開始時刻が
τだけ遅れた光パルスがpnpn半導体素子1の出力と
して得られる。これに対し、立ち下がり開始時刻はpn
pn半導体素子1への入力光強度にかかわらず、一定で
あるため、ある1ビット中のpnpn半導体素子1の発
光時間は所望の遅延量に依存する。By applying the optical signals and voltage signals shown in (a) and (b) to the pnpn semiconductor element 1, as shown in (c), if the optical input to the pnpn semiconductor element 1 is in the ON state, , that is, if signal light is input during a certain bit, Vs (L-OFF) and Vs (L-ON)
Light emission starts after τON after applying a voltage between
A pulse that stops emitting light after τOFF is obtained as the output light of the pnpn semiconductor element 1 from the reduction of the applied voltage to a value equal to or lower than VH before applying the voltage between . Here, since the turn-on time τON is proportional to the intensity of the incident light, the intensity of the input light to the pnpn semiconductor element 1 can be adjusted by adjusting the gain of the semiconductor optical amplifier 11 with the variable current semiconductor optical amplifier drive circuit 12. , pnp
The rising start time of the output optical pulse of the n semiconductor element 1 is adjusted. That is, if the input light intensity to the pnpn semiconductor element 1 is reduced by reducing the gain of the semiconductor amplifier 11, the optical pulse whose rise start time is delayed by τ will be transmitted to the pnpn semiconductor element 1, as shown in (c'). obtained as output. On the other hand, the falling start time is pn
Since it is constant regardless of the input light intensity to the pn semiconductor element 1, the light emission time of the pnpn semiconductor element 1 during one bit depends on the desired amount of delay.
【0019】また、pnpn半導体素子1への光入力が
OFF状態であれば、すなわち、あるビットの間、信号
光が入力されていなければ、pnpn半導体素子1の出
力光パルスは得られない。Further, if the optical input to the pnpn semiconductor element 1 is in an OFF state, that is, if no signal light is input during a certain bit, an output optical pulse of the pnpn semiconductor element 1 cannot be obtained.
【0020】pnpn半導体素子駆動回路31から出力
される同期信号電圧も、pnpn半導体素子駆動回路2
1から出力される同期信号電圧と同様であり、各ビット
の開始直後に、Vs(L−OFF)とVs(L−ON)
の間の電圧にセット、同一ビットが終了する前に印加
電圧をVs(L−ON) とVH の間の値に低減、次
のビットでVs(L−OFF)とVs(L−ON) の
間の電圧を印加する前に、印加電圧をVH 以下の値に
低減、の各サイクルで構成されている。この同期信号電
圧の開始のタイミングは、pnpn半導体素子1の出力
光パルスに同期している。すなわち、電流エッジ検出回
路によって、pnpn半導体素子1の発光開始に伴う電
流の立ち上がりを検出し、pnpn半導体素子1の発光
開始とともに、Vs(L−OFF)とVs(L−ON)
の間の電圧へのセットが行われる。したがって、pn
pn半導体素子1が発光しないビットにおいては、同期
信号電圧はVH 以下の値に保たれている。The synchronizing signal voltage output from the pnpn semiconductor element drive circuit 31 is also applied to the pnpn semiconductor element drive circuit 2.
It is similar to the synchronization signal voltage output from 1, and immediately after the start of each bit, Vs (L-OFF) and Vs (L-ON)
set the applied voltage to a value between Vs (L-ON) and VH before the end of the same bit, and set the applied voltage to a value between Vs (L-OFF) and Vs (L-ON) in the next bit. Each cycle consists of reducing the applied voltage to a value below VH before applying a voltage between 1 and 2. The timing of the start of this synchronizing signal voltage is synchronized with the output optical pulse of the pnpn semiconductor element 1. That is, the current edge detection circuit detects the rise of the current as the pnpn semiconductor element 1 starts emitting light, and as the pnpn semiconductor element 1 starts emitting light, Vs (L-OFF) and Vs (L-ON) are detected.
Setting to a voltage between is performed. Therefore, pn
In the bit where the pn semiconductor element 1 does not emit light, the synchronizing signal voltage is maintained at a value below VH.
【0021】pnpn半導体素子2には、入力信号光と
して(c)または(c′)に示すpnpn半導体素子1
出力光が入力され、入力信号電圧としてpnpn半導体
素子駆動回路31から出力される同期信号電圧が印加さ
れる。The pnpn semiconductor element 2 has a pnpn semiconductor element 1 shown in (c) or (c') as an input signal light.
Output light is input, and a synchronization signal voltage output from the pnpn semiconductor element drive circuit 31 is applied as an input signal voltage.
【0022】(e)に示すように、pnpn半導体素子
2への光入力がON状態であれば、すなわち、あるビッ
トの一部の時間、pnpn半導体素子1が発光していれ
ば、Vs(L−OFF)とVs(L−ON) の間の電
圧を印加してからτON後に発光が開始され、次のビッ
トでVs(L−OFF)とVs(L−ON) の間の電
圧を印加する前の、印加電圧のVH 以下の値への低減
からτOFF 後に発光が停止するパルスが、pnpn
半導体素子2の出力光として得られる。ここで、あるビ
ット中でVs(L−OFF)とVs(L−ON) の間
の電圧を印加してから、次のビットVs(L−OFF)
とVs(L−ON) の間の電圧を印加する前の、以下
電圧のVH 以下の値へ低減するまでの時間は常に一定
であるから、pnpn半導体素子2の出力信号光パルス
の幅は、入力信号光パルスの幅の大小にかかわらず、常
に一定てある。As shown in (e), if the optical input to the pnpn semiconductor element 2 is in the ON state, that is, if the pnpn semiconductor element 1 emits light for a part of the time of a certain bit, Vs(L -OFF) and Vs (L-ON) is applied, light emission starts after τON, and in the next bit a voltage between Vs (L-OFF) and Vs (L-ON) is applied. The pulse that stops emitting light after τOFF from the previous reduction of the applied voltage to a value below VH is pnpn
It is obtained as output light of the semiconductor element 2. Here, a voltage between Vs (L-OFF) and Vs (L-ON) is applied in a certain bit, and then Vs (L-OFF) is applied to the next bit.
The width of the output signal light pulse of the pnpn semiconductor element 2 is as follows: It is always constant regardless of the width of the input signal optical pulse.
【0023】また、pnpn半導体素子2への光入力が
OFF状態であれば、すなわち、あるビットの間、pn
pn半導体素子1が発光していなければ、pnpn半導
体素子2の出力光パルスは得られない。Furthermore, if the optical input to the pnpn semiconductor element 2 is in an OFF state, that is, during a certain bit, the pnpn
If the pn semiconductor element 1 is not emitting light, the output light pulse of the pnpn semiconductor element 2 cannot be obtained.
【0024】以上述べた様に、pnpn半導体素子1を
用いて出力として立ち上がり開始時刻を任意に可変とし
、pnpn半導体素子2を用いてあるビット中の発光時
間を一定にすることにより、光可変遅延回路としての動
作が行われる。As described above, by using the pnpn semiconductor element 1 to arbitrarily vary the rise start time as an output, and by using the pnpn semiconductor element 2 to make the light emitting time in a certain bit constant, optical variable delay can be achieved. Operation as a circuit is performed.
【0025】図2は請求項1及び2に記載の発明の第2
の実施例を示すブロック図である。第2の実施例では、
pnpn半導体素子1に入射される信号光強度を調整す
る手段として、可変光減衰器13を用いており、可変光
減衰器13における減衰量は減衰量制御装置14を用い
て可変光減衰器13の光学系を機械的に調整することに
よって調整される。FIG. 2 shows the second aspect of the invention according to claims 1 and 2.
It is a block diagram showing an example of. In the second example,
A variable optical attenuator 13 is used as a means for adjusting the intensity of the signal light incident on the pnpn semiconductor element 1. It is adjusted by mechanically adjusting the optical system.
【0026】図3は請求項3に記載の発明の実施例を示
すブロック図である。pnpn半導体素子7としては、
請求項1の発明の第1の実施例で用いられているpnp
n半導体素子1,2と同様のものを用いている。FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of the invention according to claim 3. As the pnpn semiconductor element 7,
PNP used in the first embodiment of the invention of claim 1
The same semiconductor elements as n semiconductor elements 1 and 2 are used.
【0027】光ファイバ3から入力された信号光は、レ
ンズ51、ビームスプリッタ50、レンズ52を経てp
npn半導体素子7に導かれる。pnpn半導体素子7
には、位相可変同期信号発生回路40から同期信号電圧
が印加される。位相可変同期信号発生回路40は、クロ
ック供給回路22、および位相調整回路41、pnpn
半導体素子駆動回路21から構成されており、クロック
供給回路22から発生し、位相調整回路41によって位
相が調整されたクロックに同期して、pnpn半導体素
子駆動回路21から同期信号電圧が出力されている。p
npn半導体素子7の出力光は、レンズ52、ビームス
プリッタ50、レンズ53を経て光ファイバ4に導かれ
る。The signal light input from the optical fiber 3 passes through the lens 51, the beam splitter 50, and the lens 52, and then
It is guided to the npn semiconductor element 7. pnpn semiconductor element 7
A synchronizing signal voltage is applied from the phase-variable synchronizing signal generating circuit 40 to . The phase variable synchronization signal generation circuit 40 includes a clock supply circuit 22, a phase adjustment circuit 41, pnpn
The pnpn semiconductor element drive circuit 21 outputs a synchronizing signal voltage in synchronization with a clock generated from a clock supply circuit 22 and whose phase is adjusted by a phase adjustment circuit 41. . p
Output light from the npn semiconductor element 7 is guided to the optical fiber 4 via a lens 52, a beam splitter 50, and a lens 53.
【0028】次に、図5に示すタイミング図を用いて、
pnpn半導体素子7に出力される光信号および電圧信
号の波形およびタイミングを説明する。pnpn半導体
素子1に、位相可変同期信号発生回路40から、(b)
に示すように、pnpn半導体素子7に、(a)に示す
pnpn半導体素子7入力信号光の各ビット中に、Vs
(L−OFF)とVs(L−ON) の間の電圧へセッ
トおよびVs(L−ON) とVH の間の電圧への低
減を行い、次のビットでVs(L−OFF)とVs(L
−ON) の間の電圧を印加する前に、印加電圧をVH
以下の値に低減、の各サイクルを繰り返す同期信号パ
ルスを印加する。Next, using the timing diagram shown in FIG.
The waveforms and timing of the optical signal and voltage signal output to the pnpn semiconductor element 7 will be explained. From the phase variable synchronization signal generation circuit 40 to the pnpn semiconductor element 1, (b)
As shown in FIG.
(L-OFF) and Vs(L-ON), and reduce the voltage to between Vs(L-ON) and VH.The next bit sets Vs(L-OFF) and Vs( L
- ON) before applying the voltage between VH
Apply a synchronization signal pulse, reducing it to a value less than or equal to the value, repeating each cycle.
【0029】pnpn半導体素子7に(a)、(b)に
示す光信号、電圧信号を印加することにより、(c)に
示すように、pnpn半導体素子7への光入力がON状
態であれば、すなわち、あるビットの間、信号光が入力
されていれば、Vs(L−OFF)とVs(L−ON)
の間の電圧を印加してからτOH後に発光が開始され
、次のビットでVs(L−OFF)とVs(L−ON)
の間の電圧を印加する前の、印加電圧のVH 以下の
値への低減からτOFF 後に発光が停止するパルスが
、pnpn半導体素子7の出力光として得られる。By applying the optical signals and voltage signals shown in (a) and (b) to the pnpn semiconductor element 7, as shown in (c), if the optical input to the pnpn semiconductor element 7 is in the ON state, , that is, if signal light is input during a certain bit, Vs (L-OFF) and Vs (L-ON)
Light emission starts after τOH after applying a voltage between
A pulse that stops emitting light after τOFF is obtained as the output light of the pnpn semiconductor element 7 from the reduction of the applied voltage to a value equal to or lower than VH before applying the voltage between .
【0030】ここで、位相可変同期信号発生回路40内
の位相調整回路22によって、pnpn半導体素子7へ
の入力信号光と同期信号電圧との間の位相を調整するこ
とによって、pnpn半導体素子7の出力光パルスの立
ち上がり開始時刻を調整する。すなわち、(b′)では
、pnpn半導体素子7への印加電圧として、(b)よ
りも位相がτだけ遅れた同期信号電圧を用いているので
、(c′)に示す(c)よりも位相がτだけ遅れた光パ
ルスがpnpn半導体素子7の出力として得られている
。Here, the phase of the pnpn semiconductor element 7 is adjusted by adjusting the phase between the input signal light to the pnpn semiconductor element 7 and the synchronization signal voltage by the phase adjustment circuit 22 in the phase variable synchronization signal generation circuit 40. Adjust the rise start time of the output optical pulse. That is, in (b'), as the voltage applied to the pnpn semiconductor element 7, a synchronizing signal voltage whose phase is delayed by τ from that in (b) is used, so that the phase is delayed from that shown in (c') by τ. A light pulse delayed by τ is obtained as the output of the pnpn semiconductor element 7.
【0031】ここで、あるビット中でVs(L−OFF
)とVs(L−ON) の間の電圧を印加してから、次
のビットでVs(L−OFF)とVs(L−ON) の
間の電圧を印加する前の、印加電圧のVH 以下の値へ
低減するまでの時間は常に一定であるから、pnpn半
導体素子7の出力信号光パルスの幅は、立ち上がり開始
時刻にかかわらず、常に一定である。Here, Vs(L-OFF
) and Vs(L-ON), and before applying the voltage between Vs(L-OFF) and Vs(L-ON) in the next bit, the applied voltage is below VH. Since the time required for the reduction to the value of is always constant, the width of the output signal light pulse of the pnpn semiconductor element 7 is always constant regardless of the rise start time.
【0032】また、pnpn半導体素子7への印加電圧
がVs(L−OFF)とVs(L−ON) の間に保た
れている間、pnpn半導体素子7への光入力がOFF
状態であれば、すなわち、信号光が入力されなければ、
pnpn半導体素子7の出力光パルスは得られない。Further, while the voltage applied to the pnpn semiconductor element 7 is maintained between Vs (L-OFF) and Vs (L-ON), the optical input to the pnpn semiconductor element 7 is OFF.
state, that is, if no signal light is input,
The output optical pulse of the pnpn semiconductor element 7 cannot be obtained.
【0033】以上述べた様に、pnpn半導体素子7へ
印加する同期信号電圧の位相を任意に可変とすることに
より、光可変遅延回路としての動作が行われる。As described above, by arbitrarily varying the phase of the synchronizing signal voltage applied to the pnpn semiconductor element 7, the optical variable delay circuit operates.
【0034】以上3つの実施例で述べてきたように、本
発明の光可変遅延回路では、光・電気変換装置、電気・
光変換装置、光ファイバ遅延線のいずれも不用であるた
め、装置の小型化および低消費電力化が可能である。ま
た、光スイッチを用いていないため損失が少ないのみな
らず、pnpn半導体素子出力光のパワーを、pnpn
半導体素子をターンオンさせるのに必要な入力光のパワ
ーよりも大きくすることが容易であるため、信号光パワ
ーの増幅の効果も同時に得られる。さらに、遅延量の調
整の手段として、電流の制御、機械系の位置制御、電圧
信号の遅延量制御等を用いることが可能なため、遅延量
を連続的に調整することが容易である。As described in the above three embodiments, the optical variable delay circuit of the present invention can be used for optical/electrical converters, electrical/electrical converters, etc.
Since neither an optical conversion device nor an optical fiber delay line is required, it is possible to downsize the device and reduce power consumption. In addition, since no optical switch is used, not only is there little loss, but the power of the output light from the pnpn semiconductor element is
Since it is easy to increase the power of the input light higher than the power required to turn on the semiconductor element, the effect of amplifying the power of the signal light can be obtained at the same time. Furthermore, since it is possible to use current control, mechanical system position control, voltage signal delay amount control, etc. as means for adjusting the delay amount, it is easy to continuously adjust the delay amount.
【0035】本実施例においては、pnpn半導体素子
として、信号光入射面から出力信号光が得られる反射型
の素子を用いているが、pnpn半導体素子として、信
号光入射面以外の面から出力信号光が得られる透過型の
pnpn半導体素子を用いてもよく、透過型のpnpn
半導体素子を用いる場合にはビームスプリッタ50,6
0が不要である。In this embodiment, a reflective type element is used as the pnpn semiconductor element, in which the output signal light is obtained from the signal light incident surface. A transmissive pnpn semiconductor element that can obtain light may be used, and a transmissive pnpn
When using semiconductor elements, beam splitters 50, 6
0 is not required.
【0036】本実施例においては、光可変遅延回路の入
出力にファイバを用いているが、入出力の手段は導波路
、空間伝搬等のいずれであってもよい。In this embodiment, a fiber is used for the input/output of the optical variable delay circuit, but the input/output means may be a waveguide, spatial propagation, or the like.
【0037】[0037]
【発明の効果】以上に述べてきたように、本発明によれ
ば、小型、低消費電力、低損失であり、遅延量が連続的
に変えられ、ディジタル光通信装置やディジタル光情報
処理装置に用いるのに適した光可変遅延回路を構成する
ことが可能となり、極めて有用である。[Effects of the Invention] As described above, the present invention is compact, has low power consumption, has low loss, and can continuously change the amount of delay. This makes it possible to configure an optical variable delay circuit suitable for use, which is extremely useful.
【図1】請求項1および請求項2記載の発明の第1の実
施例の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a first embodiment of the invention according to claims 1 and 2;
【図2】請求項1および請求項2記載の発明の第2の実
施例の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a second embodiment of the invention according to claims 1 and 2;
【図3】請求項3記載の発明の実施例の構成を示すブロ
ック図である。FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the invention according to claim 3.
【図4】請求項1および請求項2記載の発明の実施例の
動作のタイミングを示すタイミング図である。FIG. 4 is a timing diagram showing the timing of the operation of the embodiment of the invention according to claims 1 and 2;
【図5】請求項3記載の発明の実施例の動作のタイミン
グを示すタイミング図である。FIG. 5 is a timing diagram showing the timing of the operation of the embodiment of the invention as set forth in claim 3;
【図6】請求項1および請求項2記載の発明の構成を示
すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the invention according to claims 1 and 2.
【図7】請求項3記載の発明の構成を示すブロック図で
ある。FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the invention according to claim 3.
【図8】従来の光可変遅延回路の構成を示すブロック図
である。FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of a conventional variable optical delay circuit.
1,2 pnpn半導体素子
3,4,5,6 光ファイバ
10 信号光強度調整装置
11 半導体光増幅器
12 可変電流半導体光増幅器駆動回路13
波長可変光減衰器
14 減衰量制御装置
15,51,52,53,61,62,63 レ
ンズ20,30 同期信号発生回路
21,31 pnpn半導体素子駆動回路22
クロック供給回路
32 電流エッジ検出回路
40 位相可変同期信号発生回路41 位
相調整回路
50,60 ビームスプリッタ
71〜7m 2×2光スイッチ
81〜8m 光ファイバ遅延線
91〜9m ノード1, 2 pnpn semiconductor elements 3, 4, 5, 6 optical fiber 10 signal light intensity adjustment device 11 semiconductor optical amplifier 12 variable current semiconductor optical amplifier drive circuit 13
Variable wavelength optical attenuator 14 Attenuation control device 15, 51, 52, 53, 61, 62, 63 Lenses 20, 30 Synchronization signal generation circuit 21, 31 PNPN semiconductor element drive circuit 22
Clock supply circuit 32 Current edge detection circuit 40 Phase variable synchronization signal generation circuit 41 Phase adjustment circuit 50, 60 Beam splitter 71~7m 2x2 optical switch 81~8m Optical fiber delay line 91~9m Node
Claims (3)
半導体素子に入射される信号光強度を調整信号光強度調
整装置と、前記pnpn半導体素子に同期信号電圧を供
給する同期信号発生回路とを含んで構成されることを特
徴とする光可変遅延回路。1. A pnpn semiconductor element, and the pnpn
1. An optical variable delay circuit comprising: a signal light intensity adjustment device that adjusts the intensity of signal light incident on a semiconductor element; and a synchronization signal generation circuit that supplies a synchronization signal voltage to the PNPN semiconductor element.
て、請求項1記載の第1のpnpn半導体素子の出力光
を受光する第2のpnpn半導体素子と、第1のpnp
n半導体素子を流れる電流の立ち上がりに同期して、第
2のpnpn半導体素子に同期信号電圧を供給する第2
の同期信号発生回路とを含んで構成されることを特徴と
する光可変遅延回路。2. The optical variable delay circuit according to claim 1, further comprising: a second pnpn semiconductor element that receives the output light of the first pnpn semiconductor element according to claim 1;
a second device that supplies a synchronizing signal voltage to the second pnpn semiconductor device in synchronization with the rise of the current flowing through the n-semiconductor device;
An optical variable delay circuit comprising: a synchronization signal generation circuit;
半導体に入射される信号光に対して任意の位相差の同期
信号電圧を前記pnpn半導体素子に供給する位相可変
同期信号発生回路とを含んで構成されることを特徴とす
る光可変遅延回路。3. A pnpn semiconductor element, and the pnpn
1. A variable optical delay circuit comprising: a variable phase synchronization signal generating circuit that supplies a synchronization signal voltage having an arbitrary phase difference with respect to signal light incident on a semiconductor to the pnpn semiconductor element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3094737A JPH04304683A (en) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | Optical variable delay circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3094737A JPH04304683A (en) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | Optical variable delay circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04304683A true JPH04304683A (en) | 1992-10-28 |
Family
ID=14118430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3094737A Withdrawn JPH04304683A (en) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | Optical variable delay circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04304683A (en) |
-
1991
- 1991-04-01 JP JP3094737A patent/JPH04304683A/en not_active Withdrawn
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