JPH0683143B2 - 光信号再生方法および光信号再生器 - Google Patents
光信号再生方法および光信号再生器Info
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- JPH0683143B2 JPH0683143B2 JP62503119A JP50311987A JPH0683143B2 JP H0683143 B2 JPH0683143 B2 JP H0683143B2 JP 62503119 A JP62503119 A JP 62503119A JP 50311987 A JP50311987 A JP 50311987A JP H0683143 B2 JPH0683143 B2 JP H0683143B2
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- laser
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- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
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- H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/50—Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
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- H04B10/29—Repeaters
- H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
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- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
- H04L7/02—Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information
- H04L7/027—Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information extracting the synchronising or clock signal from the received signal spectrum, e.g. by using a resonant or bandpass circuit
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- H01S5/0607—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying physical parameters other than the potential of the electrodes, e.g. by an electric or magnetic field, mechanical deformation, pressure, light, temperature
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光パルスの形状により情報信号を伝送する通信
装置およびデータ伝送装置に利用する。特に、光パルス
波形を再生して伝送する光信号再生器に関する。
装置およびデータ伝送装置に利用する。特に、光パルス
波形を再生して伝送する光信号再生器に関する。
本明細書において「光」とは、電磁スペクトラムの可視
領域だけでなく、可視領域の両側の、光ファイバのよう
な誘電体光導波路により伝送可能な赤外および紫外領域
を含む。
領域だけでなく、可視領域の両側の、光ファイバのよう
な誘電体光導波路により伝送可能な赤外および紫外領域
を含む。
光ファイバその他の誘電体導波路を用いて、光パルスの
形状により情報信号を伝送する通信装置およびデータ伝
送装置が一般に用いられるようになっている。光パルス
の光源および光ファイバ導波路の改善により、光信号を
伝送できる範囲が100kmないし200kmに増大したが、その
一方で、それ以上の距離を伝送する場合や、光信号のパ
ワーがビームの分離や切替その他の処理により減衰する
場合には、信号を再生する必要がある。従来の中継器で
は、光信号をホトダイオードで受光して電気信号に変換
し、その電気信号を電気的な再生回路により増幅および
波形整形し、それを光パルスに変換して再び次の光ファ
イバ伝送線路に送出している。
形状により情報信号を伝送する通信装置およびデータ伝
送装置が一般に用いられるようになっている。光パルス
の光源および光ファイバ導波路の改善により、光信号を
伝送できる範囲が100kmないし200kmに増大したが、その
一方で、それ以上の距離を伝送する場合や、光信号のパ
ワーがビームの分離や切替その他の処理により減衰する
場合には、信号を再生する必要がある。従来の中継器で
は、光信号をホトダイオードで受光して電気信号に変換
し、その電気信号を電気的な再生回路により増幅および
波形整形し、それを光パルスに変換して再び次の光ファ
イバ伝送線路に送出している。
本発明は、光信号を電気信号に変換することなくその波
形を再生して伝送することのできる光信号再生方法およ
び光信号再生器を提供することを目的とする。
形を再生して伝送することのできる光信号再生方法およ
び光信号再生器を提供することを目的とする。
本発明の第一の観点は光信号再生方法であり、レーザ発
振しきい値を越えるバイアス電流が供給されたときにそ
の共振波長でレーザ発振を生じる共振型のレーザ増幅器
に、そのレーザ発振しきい値より低レベルのバイアス電
流を供給し、その状態でそのレーザ増幅器に、光情報信
号と、波長が前記共振波長と異なりそのレーザ増幅器が
高利得状態となる程度より低く光情報信号と結合したと
きの総パワーがそのレーザ増幅器を高利得状態に遷移さ
せることができかつ高利得状態のときにはそれを維持す
ることができる程度の光パワーの光クロック信号とを入
射し、光情報信号が高レベルのときに前記光クロック信
号に同期してその光クロック信号の波長でレーザ増幅器
をレーザ発振させることを特徴とする。
振しきい値を越えるバイアス電流が供給されたときにそ
の共振波長でレーザ発振を生じる共振型のレーザ増幅器
に、そのレーザ発振しきい値より低レベルのバイアス電
流を供給し、その状態でそのレーザ増幅器に、光情報信
号と、波長が前記共振波長と異なりそのレーザ増幅器が
高利得状態となる程度より低く光情報信号と結合したと
きの総パワーがそのレーザ増幅器を高利得状態に遷移さ
せることができかつ高利得状態のときにはそれを維持す
ることができる程度の光パワーの光クロック信号とを入
射し、光情報信号が高レベルのときに前記光クロック信
号に同期してその光クロック信号の波長でレーザ増幅器
をレーザ発振させることを特徴とする。
本発明の第二の観点は光信号再生器であり、レーザ発振
しきい値を越えるバイアス電流が供給されたときにその
共振波長でレーザ発振を生じる共振型のレーザ増幅器
と、このレーザ増幅器にレーザ発振しきい値より低レベ
ルのバイアス電流を供給するバイアス手段と、二つの入
力ポートにそれぞれ入力された光信号を結合してレーザ
増幅器に出力する光結合器と、この光結合器の一方の入
力ポートに光情報信号を入力する第一の入力手段と、こ
の光結合器の他方の入力ポートに光クロック信号を入力
する第二の入力手段とを備え、光クロック信号は、波長
が堰共振波長と異なり、光情報信号が高レベルのときに
その光クロック信号に同期してその光クロックの波長で
レーザ増幅器がレーザ発振するように、その光パワー
が、レーザ増幅器が高利得状態となる程度より低く、光
情報信号と結合したときの総パワーがそのレーザ増幅器
を高利得状態に遷移させることができ、かつ高利得状態
のときにはそれを維持することができる程度に設定され
たことを特徴とする。
しきい値を越えるバイアス電流が供給されたときにその
共振波長でレーザ発振を生じる共振型のレーザ増幅器
と、このレーザ増幅器にレーザ発振しきい値より低レベ
ルのバイアス電流を供給するバイアス手段と、二つの入
力ポートにそれぞれ入力された光信号を結合してレーザ
増幅器に出力する光結合器と、この光結合器の一方の入
力ポートに光情報信号を入力する第一の入力手段と、こ
の光結合器の他方の入力ポートに光クロック信号を入力
する第二の入力手段とを備え、光クロック信号は、波長
が堰共振波長と異なり、光情報信号が高レベルのときに
その光クロック信号に同期してその光クロックの波長で
レーザ増幅器がレーザ発振するように、その光パワー
が、レーザ増幅器が高利得状態となる程度より低く、光
情報信号と結合したときの総パワーがそのレーザ増幅器
を高利得状態に遷移させることができ、かつ高利得状態
のときにはそれを維持することができる程度に設定され
たことを特徴とする。
共振器型のレーザ増幅器、特に半導体レーザ増幅器で
は、利得が入力光波長により影響を受け、共振波長より
ほんの少し（0.2mm程度）波長の短いまたは長い光入力
に対して、ヒステリシス特性が得られる。本発明は、こ
れを利用して光信号の再生を行う。
は、利得が入力光波長により影響を受け、共振波長より
ほんの少し（0.2mm程度）波長の短いまたは長い光入力
に対して、ヒステリシス特性が得られる。本発明は、こ
れを利用して光信号の再生を行う。
このためにはまず、レーザ増幅器にレーザ発振しきい値
より小さいバイアス電流を供給しておく。この状態で
は、レーザ増幅器は発振しない。この状態で、そのレー
ザ増幅器に光入力がないときの共振波長とは異なる波長
の光を入力すると、その光パワーがあるしきい値（これ
を「双安定しきい値」という）を越えたときに急激なレ
ーザ発振（光増幅）が生じる。また、レーザ発振が行わ
れている状態で入力光パワーが双安定しきい値以下に低
下しても、ある程度のレベルまではレーザ発振が維持さ
れる。
より小さいバイアス電流を供給しておく。この状態で
は、レーザ増幅器は発振しない。この状態で、そのレー
ザ増幅器に光入力がないときの共振波長とは異なる波長
の光を入力すると、その光パワーがあるしきい値（これ
を「双安定しきい値」という）を越えたときに急激なレ
ーザ発振（光増幅）が生じる。また、レーザ発振が行わ
れている状態で入力光パワーが双安定しきい値以下に低
下しても、ある程度のレベルまではレーザ発振が維持さ
れる。
ヒステリシス特性が得られるのは、レーザ増幅器に入力
される光パワーが増加すると、誘導放出が増加して再結
合速度が増加し、これによってキャリア密度が低下し、
この結果、レーザ増幅器の活性領域の実効屈折率がこの
領域を通過する光パワーと共に増加するからである。し
たがって、レーザ発振が行われているときには、レーザ
増幅器の共振波長が長波長側にシフトし、所定の波長に
おける利得が変化する。この結果、レーザ発振が開始さ
れるしきい値と終了するしきい値とが異なるようにな
る。すなわち、レーザ増幅器のパワー伝達特性が非線形
となり、適当な入力波長において双安定動作が可能とな
る。
される光パワーが増加すると、誘導放出が増加して再結
合速度が増加し、これによってキャリア密度が低下し、
この結果、レーザ増幅器の活性領域の実効屈折率がこの
領域を通過する光パワーと共に増加するからである。し
たがって、レーザ発振が行われているときには、レーザ
増幅器の共振波長が長波長側にシフトし、所定の波長に
おける利得が変化する。この結果、レーザ発振が開始さ
れるしきい値と終了するしきい値とが異なるようにな
る。すなわち、レーザ増幅器のパワー伝達特性が非線形
となり、適当な入力波長において双安定動作が可能とな
る。
これを利用して光信号の再生を行うには、光情報信号と
光クロック信号とを組み合わせ、これらを共振型のレー
ザ増幅器に入力する。光クロック信号としては、所望の
再生速度に等しい速度で、しかもレーザ増幅器が双安定
となる波長の光パルス列で構成される。光クロック信号
の尖頭値については、レーザ増幅器が高利得状態に遷移
する双安定しきい値の光パワーレベルよりわずかに低レ
ベルに保持する。
光クロック信号とを組み合わせ、これらを共振型のレー
ザ増幅器に入力する。光クロック信号としては、所望の
再生速度に等しい速度で、しかもレーザ増幅器が双安定
となる波長の光パルス列で構成される。光クロック信号
の尖頭値については、レーザ増幅器が高利得状態に遷移
する双安定しきい値の光パワーレベルよりわずかに低レ
ベルに保持する。
入力される光情報信号が低レベルのときには、レーザ増
幅器の出力は低利得状態となり、その出力は、わずかに
増幅された光クロック信号となる。入力される光情報信
号が十分なレベルに増加すると、その光情報信号と光ク
ロック信号との総光パワーが双安定しきい値を越えるよ
うになる。これにより突然に、レーザ増幅器の共振波長
がそこを通過する光の波長に一致し、レーザ増幅器が高
利得状態に遷移する。この状態は、入力される光情報信
号のレベルが再び低下しても、そのときの光クロック信
号のパルスが終了するまで維持される。この間のレーザ
増幅器の出力は、大きく増幅された光クロック信号のパ
ルスとなる。
幅器の出力は低利得状態となり、その出力は、わずかに
増幅された光クロック信号となる。入力される光情報信
号が十分なレベルに増加すると、その光情報信号と光ク
ロック信号との総光パワーが双安定しきい値を越えるよ
うになる。これにより突然に、レーザ増幅器の共振波長
がそこを通過する光の波長に一致し、レーザ増幅器が高
利得状態に遷移する。この状態は、入力される光情報信
号のレベルが再び低下しても、そのときの光クロック信
号のパルスが終了するまで維持される。この間のレーザ
増幅器の出力は、大きく増幅された光クロック信号のパ
ルスとなる。
レーザ増幅器から出力される再生された信号は、光クロ
ック信号のタイミングに同期し、波長も光クロック信号
と同じリターン・ツー・ゼロ・パルス列となる。
ック信号のタイミングに同期し、波長も光クロック信号
と同じリターン・ツー・ゼロ・パルス列となる。
双安定動作をトリガできる適当な利得が得られる波長で
あれば、入力される光情報信号の波長は光クロック信号
と同じである必要はない。したがって、例えばレーザ増
幅器のモード間隔の倍数だけ、入力と出力との間で波長
をシフトさせることもできる。
あれば、入力される光情報信号の波長は光クロック信号
と同じである必要はない。したがって、例えばレーザ増
幅器のモード間隔の倍数だけ、入力と出力との間で波長
をシフトさせることもできる。
光信号再生器は、システムクロックその他の標準クロッ
クに同期して光クロック信号を発生する光クロック信号
発生器を含むこともできる。また、これとは別に、入力
光情報信号からタイミング情報を抽出し、この抽出した
タイミング情報により光クロック信号を発生する構成と
することもできる。この場合に、光クロック信号の出力
光パワーをレーザ増幅器の双安定しきい値よりわずかに
低レベルに制御するパワー制御手段を含むことが望まし
い。このパワー制御手段は、例えば、再生出力信号が得
られていないときのレーザ増幅器の出力を監視し、監視
出力によって光クロック信号のパワーを制御する。
クに同期して光クロック信号を発生する光クロック信号
発生器を含むこともできる。また、これとは別に、入力
光情報信号からタイミング情報を抽出し、この抽出した
タイミング情報により光クロック信号を発生する構成と
することもできる。この場合に、光クロック信号の出力
光パワーをレーザ増幅器の双安定しきい値よりわずかに
低レベルに制御するパワー制御手段を含むことが望まし
い。このパワー制御手段は、例えば、再生出力信号が得
られていないときのレーザ増幅器の出力を監視し、監視
出力によって光クロック信号のパワーを制御する。
共振型のレーザ増幅器は、半導体レーザ増幅器により形
成されることが望ましく、共振型ファブリペロー増幅器
または分布帰還レーザであることが望ましい。
成されることが望ましく、共振型ファブリペロー増幅器
または分布帰還レーザであることが望ましい。
光クロック信号の波長は、入力される光情報信号の波長
と異なることが望ましく、光情報信号よりわずかに長波
長であることが望ましい。しかし、レーザ増幅器がファ
ブリペロー型のときには、モード間隔の倍数だけ上下
に、光クロック信号の波長を入力される光情報信号の波
長から離すことができる。典型的には、光クロック信号
として、入力される光情報信号より10ナノメータまたは
数10ナノメータのオーダだけ長波長または短波長のもの
を用いる。これにより、光クロック信号と同じ波長をも
つ再生された光情報信号は、その波長が入力された光情
報信号の波長からシフトすることになる。これは、利用
分野によっては有効である。実用的には、光信号再生器
を波長シフタとして使用することもできる。
と異なることが望ましく、光情報信号よりわずかに長波
長であることが望ましい。しかし、レーザ増幅器がファ
ブリペロー型のときには、モード間隔の倍数だけ上下
に、光クロック信号の波長を入力される光情報信号の波
長から離すことができる。典型的には、光クロック信号
として、入力される光情報信号より10ナノメータまたは
数10ナノメータのオーダだけ長波長または短波長のもの
を用いる。これにより、光クロック信号と同じ波長をも
つ再生された光情報信号は、その波長が入力された光情
報信号の波長からシフトすることになる。これは、利用
分野によっては有効である。実用的には、光信号再生器
を波長シフタとして使用することもできる。
モノクロメータまたは狭帯域フィルタその他の濾波手段
を共振型レーザ増幅器の出力側に配置し、わずかに増幅
さた入力情報信号およびレーザにより発生する自然放出
から、再生された情報信号を分離することもできる。し
かし、レーザの出力側で再生された光情報信号を受光す
る装置が、再生された信号波長の光にしか応答しない場
合には、濾波手段は必ずしも必要ではない。
を共振型レーザ増幅器の出力側に配置し、わずかに増幅
さた入力情報信号およびレーザにより発生する自然放出
から、再生された情報信号を分離することもできる。し
かし、レーザの出力側で再生された光情報信号を受光す
る装置が、再生された信号波長の光にしか応答しない場
合には、濾波手段は必ずしも必要ではない。
第１図は異なる波長に対する共振型のレーザ増幅器の入
力パワーと出力パワーとの特性を示すグラフであり、第
２図はレーザ増幅器の典型的な動作範囲を示す入力パワ
ーに対する出力パワーのグラフであり、第３図は光信号
再生器をその動作を試験するための装置と共に示す図で
ある。
力パワーと出力パワーとの特性を示すグラフであり、第
２図はレーザ増幅器の典型的な動作範囲を示す入力パワ
ーに対する出力パワーのグラフであり、第３図は光信号
再生器をその動作を試験するための装置と共に示す図で
ある。
第３図を参照すると、本発明実施例の光信号再生器は光
結合器１を備え、この光結合器１には、光情報信号用の
入力ポート２、光クロック信号用の入力ポート３および
これらに入力された光を結合して出力する出力ポート４
が設けられる。光信号再生器はさらに、光結合器１の出
力ポート４からの出力光を受光するレーザ増幅器５を備
える。レーザ増幅器５としては、例えば、ネルソン、ウ
ォング、レグノールト、ホッブス、マーレルおよびウォ
ーリングによる、エレクトロニクスレターズ第21巻第11
号（1985年５月23日）第493頁ないし第494頁、「ハイ・
パフォーマンス・DC−PBHレーザズ・アト1.52マイクロ
メータズ・バイ・ア・ハイブリッド・MOCVD/LPEプロセ
ス」と題された論文（Electornics Letters 23 May198
5,Vol.21,No.11,pp493−494,“High Performance DC−P
BH Lasers at 1.52micrometres by a Hybrid MOVPE/LPE
Process",by Nelson A W,Wong S,Regnault J C,Hobbs
R E,Murrel D L,and Walling R H）に示されたような、
ダブル・チャネル・プレーナ埋め込みヘテロ構造半導体
レーザを用いる。レーザの端面反射率は、反射防止被膜
を設けることにより、３％に削減されている。
結合器１を備え、この光結合器１には、光情報信号用の
入力ポート２、光クロック信号用の入力ポート３および
これらに入力された光を結合して出力する出力ポート４
が設けられる。光信号再生器はさらに、光結合器１の出
力ポート４からの出力光を受光するレーザ増幅器５を備
える。レーザ増幅器５としては、例えば、ネルソン、ウ
ォング、レグノールト、ホッブス、マーレルおよびウォ
ーリングによる、エレクトロニクスレターズ第21巻第11
号（1985年５月23日）第493頁ないし第494頁、「ハイ・
パフォーマンス・DC−PBHレーザズ・アト1.52マイクロ
メータズ・バイ・ア・ハイブリッド・MOCVD/LPEプロセ
ス」と題された論文（Electornics Letters 23 May198
5,Vol.21,No.11,pp493−494,“High Performance DC−P
BH Lasers at 1.52micrometres by a Hybrid MOVPE/LPE
Process",by Nelson A W,Wong S,Regnault J C,Hobbs
R E,Murrel D L,and Walling R H）に示されたような、
ダブル・チャネル・プレーナ埋め込みヘテロ構造半導体
レーザを用いる。レーザの端面反射率は、反射防止被膜
を設けることにより、３％に削減されている。
光信号再生器の有効性を調べる実験として、第一の入力
ポート２に供給する入力信号を分布帰還レーザ７により
生成した。この分布帰還レーザ７の発振波長は1526nmで
あり、これを140Mb/secのパターン発生器８により駆動
した。このパターン発生器８により、光情報の流れを表
す光パルスの連続的な流れを生成した。また、パターン
発生器８を用いてクロック源を駆動した。このクロック
源は、波長1514nmで発振する同調可能な外部共振レーザ
９により構成される。レーザ増幅器５の出力は、中心波
長が1514nmの光帯域通過フィルタ10を通過し、ホトダイ
オード11により受光される。ホトダイオード11の出力は
オシロスコープ12の入力に接続される。受光器およびオ
シロスコープの構成を用いて、レーザ増幅器の出力を監
視すると同様に、結合器１の出力ポート13で、レーザ増
幅器への組み合わされた光信号入力を監視することもで
きる。また、これとは別に、出力ポート13を従来からの
方法により無反射終端することもできる。
ポート２に供給する入力信号を分布帰還レーザ７により
生成した。この分布帰還レーザ７の発振波長は1526nmで
あり、これを140Mb/secのパターン発生器８により駆動
した。このパターン発生器８により、光情報の流れを表
す光パルスの連続的な流れを生成した。また、パターン
発生器８を用いてクロック源を駆動した。このクロック
源は、波長1514nmで発振する同調可能な外部共振レーザ
９により構成される。レーザ増幅器５の出力は、中心波
長が1514nmの光帯域通過フィルタ10を通過し、ホトダイ
オード11により受光される。ホトダイオード11の出力は
オシロスコープ12の入力に接続される。受光器およびオ
シロスコープの構成を用いて、レーザ増幅器の出力を監
視すると同様に、結合器１の出力ポート13で、レーザ増
幅器への組み合わされた光信号入力を監視することもで
きる。また、これとは別に、出力ポート13を従来からの
方法により無反射終端することもできる。
第１図は四つの異なる波長光入力に対するレーザ増幅器
５の典型的な理論的特性Ａ、Ｂ、ＣおよびＤに示す。こ
れらの特性は、入力パワーが零のときのレーザ増幅器の
共振波長よりそれぞれ０、0.1、0.15および0.2nmだけ長
い波長のときの特性である。入力パワーが零のときのレ
ーザ増幅器の共振波長と異なる光に対して、特性曲線は
一般にＳ字型となる。この場合に、入力波長が零パワー
共振の波長を0.1nm以下しか越えていない場合には、曲
線ＡおよびＢに示すように、双安定の特性は得られな
い。Ｓ字型の曲線ＣおよびＤは、入力波長がわずかに長
いときにレーザ増幅器が双安定特性となることを示す。
このような状況において、入力パワーが増加すると、出
力パワーが次第に増加し、特性曲線の第一の凸部に達す
る。この凸部が、その入力波長でより高い増幅レベルに
遷移するレーザの双安定しきい値を決定する。入力パワ
ーが双安定しきい値に達するとすぐに、突然の遷移が生
じ、出力パワーが特性曲線の上側の部分の値に増加す
る。
５の典型的な理論的特性Ａ、Ｂ、ＣおよびＤに示す。こ
れらの特性は、入力パワーが零のときのレーザ増幅器の
共振波長よりそれぞれ０、0.1、0.15および0.2nmだけ長
い波長のときの特性である。入力パワーが零のときのレ
ーザ増幅器の共振波長と異なる光に対して、特性曲線は
一般にＳ字型となる。この場合に、入力波長が零パワー
共振の波長を0.1nm以下しか越えていない場合には、曲
線ＡおよびＢに示すように、双安定の特性は得られな
い。Ｓ字型の曲線ＣおよびＤは、入力波長がわずかに長
いときにレーザ増幅器が双安定特性となることを示す。
このような状況において、入力パワーが増加すると、出
力パワーが次第に増加し、特性曲線の第一の凸部に達す
る。この凸部が、その入力波長でより高い増幅レベルに
遷移するレーザの双安定しきい値を決定する。入力パワ
ーが双安定しきい値に達するとすぐに、突然の遷移が生
じ、出力パワーが特性曲線の上側の部分の値に増加す
る。
第２図はこのような特性曲線のひとつを示す。この図か
ら、レーザ増幅器５を通過する光クロック信号のパワー
を双安定しきい値に近い値に設定すると、例えば入力光
信号に光情報信号を供給して光パワーをわずかに増加さ
せることにより、双安定しきい値を十分に越えることが
できる。これにより、レーザ増幅器の出力パワーが第２
図に示した曲線の上側の部分に瞬間的に遷移する。この
後に入力される光情報信号のレベルが減少しても、出力
パワーは曲線の上側の部分に保持される。したがって、
光情報信号のレベルがその後に低下しても、それとは無
関係に、光クロック信号のパルスが残っている間、出力
信号が高レベルに維持される。したがって、例えば光ク
ロック信号と光情報信号とをレーザ増幅器５に入力する
と、レーザ増幅器の出力が第２図に示したヒステリシス
曲線を描き、入力された光情報信号の「１」および
「０」に対応して、光クロック信号の周期に同期した再
生光情報信号が出力される。入力される光情報信号が低
レベルのときには、光クロック信号に対する増幅率が低
レベルとなり、消光比が有限となってレーザ発振は生じ
ない。
ら、レーザ増幅器５を通過する光クロック信号のパワー
を双安定しきい値に近い値に設定すると、例えば入力光
信号に光情報信号を供給して光パワーをわずかに増加さ
せることにより、双安定しきい値を十分に越えることが
できる。これにより、レーザ増幅器の出力パワーが第２
図に示した曲線の上側の部分に瞬間的に遷移する。この
後に入力される光情報信号のレベルが減少しても、出力
パワーは曲線の上側の部分に保持される。したがって、
光情報信号のレベルがその後に低下しても、それとは無
関係に、光クロック信号のパルスが残っている間、出力
信号が高レベルに維持される。したがって、例えば光ク
ロック信号と光情報信号とをレーザ増幅器５に入力する
と、レーザ増幅器の出力が第２図に示したヒステリシス
曲線を描き、入力された光情報信号の「１」および
「０」に対応して、光クロック信号の周期に同期した再
生光情報信号が出力される。入力される光情報信号が低
レベルのときには、光クロック信号に対する増幅率が低
レベルとなり、消光比が有限となってレーザ発振は生じ
ない。
第４図および第５図は光信号再生器の動作例を示す図で
あり、入力された光情報信号が低レベルのときの出力
と、高レベルのときに出力とを示す。外部共振レーザ９
から光クロック信号としてのクロックパルス列を供給す
るが、分布帰還レーザ７からは光情報信号を供給しない
と、図４に示すように、レーザ増幅器５を通過するとき
に光クロック信号がわずかに増幅され、1514nmの低レベ
ル出力が発生する。これに対し、分布帰還レーザ７で約
１マイクロワットの高レベルの連続的な信号を生成して
レーザ増幅器５に入力すると、レーザ増幅器５が双安定
しきい値に達し、第５図に示すように、1514nmの高レベ
ル出力が得られる。
あり、入力された光情報信号が低レベルのときの出力
と、高レベルのときに出力とを示す。外部共振レーザ９
から光クロック信号としてのクロックパルス列を供給す
るが、分布帰還レーザ７からは光情報信号を供給しない
と、図４に示すように、レーザ増幅器５を通過するとき
に光クロック信号がわずかに増幅され、1514nmの低レベ
ル出力が発生する。これに対し、分布帰還レーザ７で約
１マイクロワットの高レベルの連続的な信号を生成して
レーザ増幅器５に入力すると、レーザ増幅器５が双安定
しきい値に達し、第５図に示すように、1514nmの高レベ
ル出力が得られる。
第６図は光情報信号の一例の波形を示し、第７図はそれ
に対する出力波形を示す。第６図の波形は、分布帰還レ
ーザ７をパターン発生器８の出力で変調し、140mb/sec
のノン・リターン・ツー・ゼロ符号列を発生したもので
ある。これに応答したレーザ増幅器５の出力は、第７図
に示すように、1514nmのノン・リターン・ツー・ゼロ符
号の再生パターンとなる。
に対する出力波形を示す。第６図の波形は、分布帰還レ
ーザ７をパターン発生器８の出力で変調し、140mb/sec
のノン・リターン・ツー・ゼロ符号列を発生したもので
ある。これに応答したレーザ増幅器５の出力は、第７図
に示すように、1514nmのノン・リターン・ツー・ゼロ符
号の再生パターンとなる。
以上説明したように、本発明の光信号再生方法および光
信号再生器は、光情報信号の光パルス波形を電気信号に
変換することなく直接に再生して伝送することができる
効果がある。
信号再生器は、光情報信号の光パルス波形を電気信号に
変換することなく直接に再生して伝送することができる
効果がある。
図面の簡単な説明 第１図は異なる波長に対するレーザ増幅器の入力パワー
と出力パワーとの特性を示すグラフ。
と出力パワーとの特性を示すグラフ。
第２図はレーザ増幅器の典型的な動作範囲を示す入力パ
ワーに対する出力パワーのグラフ。
ワーに対する出力パワーのグラフ。
第３図は光信号再生器をその動作を試験するための装置
と共に示す図。
と共に示す図。
第４図は光信号再生器の動作例を示す図であり、入力さ
れた光情報信号が低レベルのときの出力を示す図。
れた光情報信号が低レベルのときの出力を示す図。
第５図は光信号再生器の動作例を示す図であり、入力さ
れた光情報信号が高レベルのときの出力を示す図。
れた光情報信号が高レベルのときの出力を示す図。
第６図は光情報信号の一例の波形を示す図。
第７図は対応する出力波形を示す図。
Claims (8)
- 【請求項１】レーザ発振しきい値を越えるバイアス電流
が供給されたときにその共振波長でレーザ発振を生じる
共振型のレーザ増幅器に、そのレーザ発振しきい値より
低レベルのバイアス電流を供給し、 その状態でそのレーザ増幅器に、光情報信号と、波長が
前記共振波長と異なりそのレーザ増幅器が高利得状態と
なる程度より低く前記光情報信号と結合したときの総パ
ワーがそのレーザ増幅器を高利得状態に遷移させること
ができかつ高利得状態のときにはそれを維持することが
できる程度の光パワーの光クロック信号とを入射し、 前記光情報信号が高レベルのときに前記光クロック信号
に同期してその光クロック信号の波長で前記レーザ増幅
器をレーザ発振させる 光信号再生方法。 - 【請求項２】レーザ発振しきい値を越えるバイアス電流
が供給されたときにその共振波長でレーザ発振を生じる
共振型のレーザ増幅器と、 このレーザ増幅器にレーザ発振しきい値より低レベルの
バイアス電流を供給するバイアス手段と、 二つの入力ポートにそれぞれ入力された光信号を結合し
て前記レーザ増幅器に出力する光結合器と、 この光結合器の一方の入力ポートに光情報信号を入力す
る第一の入力手段と、 この光結合器の他方の入力ポートに光クロック信号を入
力する第二の入力手段と を備え、 前記光クロック信号は、波長が前記共振波長と異なり、
前記光情報信号が高レベルのときにその光クロック信号
に同期してその光クロックの波長で前記レーザ増幅器が
レーザ発振するように、その光パワーが、前記レーザ増
幅器が高利得状態となる程度より低く、前記光情報信号
と結合したときの総パワーがそのレーザ増幅器を高利得
状態に遷移させることができ、かつ高利得状態のときに
はそれを維持することができる程度に設定された 光信号再生器。 - 【請求項３】前記入力手段は、光クロック信号を発生し
て前記光結合器の前記他方の入力ポートに供給する光ク
ロック信号発生器を含む請求項２記載の光信号再生器。 - 【請求項４】前記光クロック信号発生器は、光クロック
信号の光パワーをその信号だけで前記レーザ増幅器に大
きなレーザ発振が生じる程度よりわずかに低レベルに制
御するパワー制御手段を含む請求項３記載の光信号再生
器。 - 【請求項５】前記レーザ増幅器は半導体レーザ増幅器で
ある請求項２記載の光信号再生器。 - 【請求項６】前記半導体レーザ増幅器は共振型のファブ
リペロー増幅器である請求項５記載の光信号再生器。 - 【請求項７】前記半導体レーザ増幅器は分布帰還レーザ
である請求項５記載の光信号再生器。 - 【請求項８】前記レーザ増幅器の出力側には、前記光結
合器から入力されて増幅された光情報信号成分および前
記レーザ増幅器で発生する自然放出光を分離する濾波手
段が設けられた請求項２記載の光信号再生器。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8612956 | 1986-05-28 | ||
| GB868612956A GB8612956D0 (en) | 1986-05-28 | 1986-05-28 | Optical signal regenerator |
| PCT/GB1987/000360 WO1987007458A1 (en) | 1986-05-28 | 1987-05-26 | Optical signal regenerator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63503430A JPS63503430A (ja) | 1988-12-08 |
| JPH0683143B2 true JPH0683143B2 (ja) | 1994-10-19 |
Family
ID=10598558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62503119A Expired - Lifetime JPH0683143B2 (ja) | 1986-05-28 | 1987-05-26 | 光信号再生方法および光信号再生器 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4879761A (ja) |
| EP (1) | EP0247834B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0683143B2 (ja) |
| AT (1) | ATE83346T1 (ja) |
| CA (1) | CA1282831C (ja) |
| DE (1) | DE3782974T2 (ja) |
| ES (1) | ES2036574T3 (ja) |
| GB (1) | GB8612956D0 (ja) |
| WO (1) | WO1987007458A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6859307B2 (en) | 2000-07-04 | 2005-02-22 | Fujitsu Limited | Method and device for waveform shaping of signal light |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8709073D0 (en) * | 1987-04-15 | 1987-05-20 | British Telecomm | Coherent optical systems |
| ES2070901T3 (es) * | 1988-01-22 | 1995-06-16 | At & T Corp | Comunicacion optica por sincronizacion por inyeccion con una señal que modula una portadora optica. |
| US5073981A (en) * | 1988-01-22 | 1991-12-17 | At&T Bell Laboratories | Optical communication by injection-locking to a signal which modulates an optical carrier |
| IT1219324B (it) * | 1988-05-24 | 1990-05-03 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | Procedimento per la caratterizzazione di laser a semiconduttore ristabili |
| DE69019846T2 (de) * | 1989-03-09 | 1995-12-07 | Canon Kk | Optisches Übertragungssystem. |
| GB9010242D0 (en) * | 1990-05-08 | 1990-06-27 | British Telecomm | Optical signal regenerator and optical communications system incorporating same |
| DE4038503C2 (de) * | 1990-12-03 | 1997-04-17 | Kommunikations Elektronik | Netz zur Übertragung nachrichtentechnischer optischer Signale |
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| US5194979A (en) * | 1991-06-07 | 1993-03-16 | Gte Laboratories Incorporated | Wideband optical amplifier-receiver system |
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| DE2248372C2 (de) * | 1972-10-03 | 1984-09-20 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Zwischenverstärker für ein optisches Nachrichtenübertragungssystem |
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1986
- 1986-05-28 GB GB868612956A patent/GB8612956D0/en active Pending
-
1987
- 1987-05-26 WO PCT/GB1987/000360 patent/WO1987007458A1/en not_active Ceased
- 1987-05-26 JP JP62503119A patent/JPH0683143B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1987-05-26 DE DE8787304657T patent/DE3782974T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1987-05-26 EP EP87304657A patent/EP0247834B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-05-26 ES ES198787304657T patent/ES2036574T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1987-05-26 US US07/143,857 patent/US4879761A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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| JPS63503430A (ja) | 1988-12-08 |
| WO1987007458A1 (en) | 1987-12-03 |
| DE3782974T2 (de) | 1993-04-08 |
| EP0247834A1 (en) | 1987-12-02 |
| EP0247834B1 (en) | 1992-12-09 |
| DE3782974D1 (de) | 1993-01-21 |
| US4879761A (en) | 1989-11-07 |
| ATE83346T1 (de) | 1992-12-15 |
| GB8612956D0 (en) | 1986-07-02 |
| CA1282831C (en) | 1991-04-09 |
| ES2036574T3 (es) | 1993-06-01 |
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