JPH0843865A - 全光再生中継器 - Google Patents
全光再生中継器Info
- Publication number
- JPH0843865A JPH0843865A JP6182488A JP18248894A JPH0843865A JP H0843865 A JPH0843865 A JP H0843865A JP 6182488 A JP6182488 A JP 6182488A JP 18248894 A JP18248894 A JP 18248894A JP H0843865 A JPH0843865 A JP H0843865A
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- Japan
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- optical
- ring
- polarization
- signal
- optical signal
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/3515—All-optical modulation, gating, switching, e.g. control of a light beam by another light beam
- G02F1/3517—All-optical modulation, gating, switching, e.g. control of a light beam by another light beam using an interferometer
- G02F1/3519—All-optical modulation, gating, switching, e.g. control of a light beam by another light beam using an interferometer of Sagnac type, i.e. nonlinear optical loop mirror [NOLM]
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 光路長調整機能を要することのない全光再生
中継器を実現する。 【構成】 第一のリング１１に第一偏波面に偏波された
被再生光信号が一方向に結合し、第一偏波面に直交する
第二偏波面に偏波された光信号が二方向に分岐結合する
結合器７を介して結合され、偏波保持光導波路で形成し
た第二のリング１２と、伝播する光信号を一方向に増幅
する増幅器４，５とを備え、第一と第二のリングの全長
Ｌは、Ｌ＝ｍｃＴ（ｍは正の整数、ｃは光速、Ｔは光入
力端子に到来するパルス信号の周期）として、二つのリ
ングは両リングを交互に伝播する光信号により周期Ｔの
光信号に対するモード同期レーザとなるように設定さ
れ、増幅器の出力である光クロック信号の一部のエネル
ギを第二偏波面のエネルギに変換する直交偏波発生器８
と、結合器から等距離の点Ｍから距離ΔＬだけ光入力端
子１側に非線形光学素子６を設け、これの出力光と被再
生光信号とが結合器で干渉により発生した光信号を偏波
ビームスプリッタ３で出力端子に分岐する。
中継器を実現する。 【構成】 第一のリング１１に第一偏波面に偏波された
被再生光信号が一方向に結合し、第一偏波面に直交する
第二偏波面に偏波された光信号が二方向に分岐結合する
結合器７を介して結合され、偏波保持光導波路で形成し
た第二のリング１２と、伝播する光信号を一方向に増幅
する増幅器４，５とを備え、第一と第二のリングの全長
Ｌは、Ｌ＝ｍｃＴ（ｍは正の整数、ｃは光速、Ｔは光入
力端子に到来するパルス信号の周期）として、二つのリ
ングは両リングを交互に伝播する光信号により周期Ｔの
光信号に対するモード同期レーザとなるように設定さ
れ、増幅器の出力である光クロック信号の一部のエネル
ギを第二偏波面のエネルギに変換する直交偏波発生器８
と、結合器から等距離の点Ｍから距離ΔＬだけ光入力端
子１側に非線形光学素子６を設け、これの出力光と被再
生光信号とが結合器で干渉により発生した光信号を偏波
ビームスプリッタ３で出力端子に分岐する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光伝送路のパルス再生
中継に利用する。本発明は、伝送路を経由して到来する
鈍化した光パルスを増幅しリタイミングして出力する再
生中継器に関する。
中継に利用する。本発明は、伝送路を経由して到来する
鈍化した光パルスを増幅しリタイミングして出力する再
生中継器に関する。
【０００２】
【従来の技術】強度変調された光信号を光ファイバ伝送
路で伝送した場合に、光ファイバの分散や損失で光信号
の波形形状とＳ／Ｎ比が劣化する。このため、光中継器
を用いて光信号を電気信号に変換し、タイミング抽出回
路で得られたクロックにより電気信号を識別した後に、
再び光信号に変換し再生中継を行う。しかし、この手法
では、光／電気、電気／光変換回路、タイミング抽出回
路あるいは識別回路の動作速度により光信号の伝送速度
が制限されてしまう。
路で伝送した場合に、光ファイバの分散や損失で光信号
の波形形状とＳ／Ｎ比が劣化する。このため、光中継器
を用いて光信号を電気信号に変換し、タイミング抽出回
路で得られたクロックにより電気信号を識別した後に、
再び光信号に変換し再生中継を行う。しかし、この手法
では、光／電気、電気／光変換回路、タイミング抽出回
路あるいは識別回路の動作速度により光信号の伝送速度
が制限されてしまう。
【０００３】そこで、電気回路の動作速度限界を打破す
るため、光領域で超高速光信号の再生中継機能を実現す
る試み、すなわち全光再生中継器の提案が行われている
(M.Jinno et al,"Nonlinear operations of 1.55mm wav
elength multielectrode distributed-feedback laser
diodes and their applications for optical signalpr
ocessing",IEEE J.Lightwave Technol,10,pp.448-457(1
992) 、J.K.Lucek etal,"All-optical signal regenera
tor",Nonlinear guided-wave phenomena,TuD3(1993))。
この従来例を図５を参照して説明する。図５は従来例装
置のブロック構成図である。光パルス信号を二分し、そ
の一方を光クロック発生器２０に入力し、他方を光スイ
ッチ回路３０（光ＡＮＤ回路）に導く。光クロック発生
器２０には、自己発振するＤＦＢ(Distributed feedbac
k)−ＬＤ(Laser diode) やモード同期ファイバリングレ
ーザが用いられている。これらのパルス動作するレーザ
に二分された片方の光信号を入射すると注入同期が生
じ、発生する光パルスが入射光信号の平均的な繰り返し
周期に同期することになり、光信号から光クロック信号
を抽出することができる。抽出された光クロック信号は
二分されたもう一方の光パルス信号で制御された光スイ
ッチ回路３０で変調される。このような光スイッチ回路
としては、双安定ＤＦＢ−ＬＤや非線形ループミラーが
用いられている。このような全光再生中継器を用いるこ
とで、光ファイバの分散により波形劣化した光信号を再
生するとともに、光信号に含まれるジッタを低減するこ
とができる。
るため、光領域で超高速光信号の再生中継機能を実現す
る試み、すなわち全光再生中継器の提案が行われている
(M.Jinno et al,"Nonlinear operations of 1.55mm wav
elength multielectrode distributed-feedback laser
diodes and their applications for optical signalpr
ocessing",IEEE J.Lightwave Technol,10,pp.448-457(1
992) 、J.K.Lucek etal,"All-optical signal regenera
tor",Nonlinear guided-wave phenomena,TuD3(1993))。
この従来例を図５を参照して説明する。図５は従来例装
置のブロック構成図である。光パルス信号を二分し、そ
の一方を光クロック発生器２０に入力し、他方を光スイ
ッチ回路３０（光ＡＮＤ回路）に導く。光クロック発生
器２０には、自己発振するＤＦＢ(Distributed feedbac
k)−ＬＤ(Laser diode) やモード同期ファイバリングレ
ーザが用いられている。これらのパルス動作するレーザ
に二分された片方の光信号を入射すると注入同期が生
じ、発生する光パルスが入射光信号の平均的な繰り返し
周期に同期することになり、光信号から光クロック信号
を抽出することができる。抽出された光クロック信号は
二分されたもう一方の光パルス信号で制御された光スイ
ッチ回路３０で変調される。このような光スイッチ回路
としては、双安定ＤＦＢ−ＬＤや非線形ループミラーが
用いられている。このような全光再生中継器を用いるこ
とで、光ファイバの分散により波形劣化した光信号を再
生するとともに、光信号に含まれるジッタを低減するこ
とができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の全光再生中継器を正しく動作させるには、光スイッチ
入射前に光信号と光クロック信号とのタイミングを光遅
延器その他の光路調整器を用いて高い精度で調整する必
要がある。仮に、１００Ｇｂ／ｓ程度の伝送速度を考え
た場合には、２ｍｍ（１タイムスロットに対応）の数分
の１以下の精度で光路長を調整しなければならない。さ
らに、上記光路長は温度あるいは機械的振動により容易
に変動するため、光路長調整器には精度の高い自動制御
が必要となり、これまでに提案された全光再生中継器の
欠点となっている。
の全光再生中継器を正しく動作させるには、光スイッチ
入射前に光信号と光クロック信号とのタイミングを光遅
延器その他の光路調整器を用いて高い精度で調整する必
要がある。仮に、１００Ｇｂ／ｓ程度の伝送速度を考え
た場合には、２ｍｍ（１タイムスロットに対応）の数分
の１以下の精度で光路長を調整しなければならない。さ
らに、上記光路長は温度あるいは機械的振動により容易
に変動するため、光路長調整器には精度の高い自動制御
が必要となり、これまでに提案された全光再生中継器の
欠点となっている。
【０００５】本発明は、このような背景に行われたもの
であり、光路長調整機能を要することのない全光再生中
継器を提供することを目的とする。
であり、光路長調整機能を要することのない全光再生中
継器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】従来、提案された全光再
生中継器には、光クロック信号と光信号とがそれぞれ独
立に光スイッチに供給されるため、両者のタイミングを
光路長調整器により高精度に調整しなければならなかっ
た。本発明では、光クロック発生器と光スイッチとを一
体化した全光再生中継器の構成法を提案することで光路
長調整機能を除去し、従来の全光再生中継器の持つ欠点
を解決することを特徴とする。
生中継器には、光クロック信号と光信号とがそれぞれ独
立に光スイッチに供給されるため、両者のタイミングを
光路長調整器により高精度に調整しなければならなかっ
た。本発明では、光クロック発生器と光スイッチとを一
体化した全光再生中継器の構成法を提案することで光路
長調整機能を除去し、従来の全光再生中継器の持つ欠点
を解決することを特徴とする。
【０００７】本発明は全光再生中継器であり、その特徴
とするところは、第一偏波面に偏波された被再生光信号
が入力する光入力端子（１）と、この第一偏波面に偏波
された被再生光信号が結合される偏波保持光導波路によ
り形成された第一のリング（１１）と、この第一のリン
グに前記第一偏波面に偏波された被再生光信号が一方向
に結合しこの第一偏波面に直交する第二偏波面に偏波さ
れた光信号が二方向に分岐結合する結合器（７）を介し
て結合され偏波保持光導波路により形成された第二のリ
ング（１２）と、この第二のリング内に設けられこの第
二のリング内を伝播する光信号を一方向に増幅する増幅
器（４、５）とを備え、前記第一のリング（１１）およ
び前記第二のリング（１２）の全長Ｌは、 Ｌ＝ｍｃＴ として（但し、ｍは正の整数、ｃは光速、Ｔは光入力端
子に到来するパルス信号の周期）、この二つのリングを
交互に伝播する光信号によりこの二つのリングは周期Ｔ
の光信号に対するモード同期レーザとなるように設定さ
れ、この第二のリング内に設けられ前記増幅器の出力光
信号としての光クロック信号の一部のエネルギを前記第
二偏波面のエネルギに変換する直交偏波発生器（８）
と、前記第一のリング（１１）内に前記結合器（７）か
ら等距離の点から距離ΔＬだけ前記光入力端子側に設け
られた非線形光学素子（６）とを備え、前記非線形光学
素子（６）の出力光と前記光入力端子から入力した光信
号とが前記結合器（７）で干渉により発生した光信号を
前記第二のリングから出力端子（１０）に分岐する偏波
ビームスプリッタ（３）を備えるところにある。
とするところは、第一偏波面に偏波された被再生光信号
が入力する光入力端子（１）と、この第一偏波面に偏波
された被再生光信号が結合される偏波保持光導波路によ
り形成された第一のリング（１１）と、この第一のリン
グに前記第一偏波面に偏波された被再生光信号が一方向
に結合しこの第一偏波面に直交する第二偏波面に偏波さ
れた光信号が二方向に分岐結合する結合器（７）を介し
て結合され偏波保持光導波路により形成された第二のリ
ング（１２）と、この第二のリング内に設けられこの第
二のリング内を伝播する光信号を一方向に増幅する増幅
器（４、５）とを備え、前記第一のリング（１１）およ
び前記第二のリング（１２）の全長Ｌは、 Ｌ＝ｍｃＴ として（但し、ｍは正の整数、ｃは光速、Ｔは光入力端
子に到来するパルス信号の周期）、この二つのリングを
交互に伝播する光信号によりこの二つのリングは周期Ｔ
の光信号に対するモード同期レーザとなるように設定さ
れ、この第二のリング内に設けられ前記増幅器の出力光
信号としての光クロック信号の一部のエネルギを前記第
二偏波面のエネルギに変換する直交偏波発生器（８）
と、前記第一のリング（１１）内に前記結合器（７）か
ら等距離の点から距離ΔＬだけ前記光入力端子側に設け
られた非線形光学素子（６）とを備え、前記非線形光学
素子（６）の出力光と前記光入力端子から入力した光信
号とが前記結合器（７）で干渉により発生した光信号を
前記第二のリングから出力端子（１０）に分岐する偏波
ビームスプリッタ（３）を備えるところにある。
【０００８】前記第一リングおよび前記結合器に代え
て、マッハツエンダ干渉計が前記第二のリングに結合さ
れ、このマッハツエンダ干渉計の二つのループパスに非
線形光学素子が挿入され、このマッハツエンダ干渉計の
一端が光入力端子となる構成とすることもできる。
て、マッハツエンダ干渉計が前記第二のリングに結合さ
れ、このマッハツエンダ干渉計の二つのループパスに非
線形光学素子が挿入され、このマッハツエンダ干渉計の
一端が光入力端子となる構成とすることもできる。
【０００９】あるいは、前記マッハツエンダ干渉計の一
方のループパスにＭＱＷ半導体結晶が挿入される構成と
することもできる。
方のループパスにＭＱＷ半導体結晶が挿入される構成と
することもできる。
【００１０】
【作用】光入力端子から第一偏波面に偏波された被再生
光信号が入力される。第一のリングは、この第一偏波面
に偏波された被再生光信号が結合される偏波保持光導波
路により形成され、この第一のリングに前記第一偏波面
に偏波された被再生光信号が一方向に結合しこの第一偏
波面に直交する第二偏波面に偏波された光信号が二方向
に分岐結合する結合器を介して偏波保持光導波路により
形成された第二のリングに結合される。この第二のリン
グ内の増幅器は、光信号を一方向に増幅する。第一のリ
ングおよび前記第二のリングの全長Ｌは、 Ｌ＝ｍｃＴ として（但し、ｍは正の整数、ｃは光速、Ｔは光入力端
子に到来するパルス信号の周期）、この二つのリングを
交互に伝播する光信号によりこの二つのリングは周期Ｔ
の光信号に対するモード同期レーザとなるように設定さ
れ、この第二のリング内に設けられた直交偏波発生器
は、増幅器の出力光信号としての光クロック信号の一部
のエネルギを第二偏波面のエネルギに変換する。前記第
一のリング内の非線形光学素子は、結合器から等距離の
点から距離ΔＬだけ光入力端子側に設けられ、非線形光
学素子の出力光と光入力端子から入力した光信号とが結
合器で干渉し光信号を発生する。この光信号は、第二の
リングから偏波ビームスプリッタにより出力端子に分岐
される。
光信号が入力される。第一のリングは、この第一偏波面
に偏波された被再生光信号が結合される偏波保持光導波
路により形成され、この第一のリングに前記第一偏波面
に偏波された被再生光信号が一方向に結合しこの第一偏
波面に直交する第二偏波面に偏波された光信号が二方向
に分岐結合する結合器を介して偏波保持光導波路により
形成された第二のリングに結合される。この第二のリン
グ内の増幅器は、光信号を一方向に増幅する。第一のリ
ングおよび前記第二のリングの全長Ｌは、 Ｌ＝ｍｃＴ として（但し、ｍは正の整数、ｃは光速、Ｔは光入力端
子に到来するパルス信号の周期）、この二つのリングを
交互に伝播する光信号によりこの二つのリングは周期Ｔ
の光信号に対するモード同期レーザとなるように設定さ
れ、この第二のリング内に設けられた直交偏波発生器
は、増幅器の出力光信号としての光クロック信号の一部
のエネルギを第二偏波面のエネルギに変換する。前記第
一のリング内の非線形光学素子は、結合器から等距離の
点から距離ΔＬだけ光入力端子側に設けられ、非線形光
学素子の出力光と光入力端子から入力した光信号とが結
合器で干渉し光信号を発生する。この光信号は、第二の
リングから偏波ビームスプリッタにより出力端子に分岐
される。
【００１１】前記第一リングおよび前記結合器に代え
て、マッハツエンダ干渉計が前記第二のリングに結合さ
れ、このマッハツエンダ干渉計の二つのループパスに非
線形光学素子が挿入され、このマッハツエンダ干渉計の
一端が光入力端子となることもできる。
て、マッハツエンダ干渉計が前記第二のリングに結合さ
れ、このマッハツエンダ干渉計の二つのループパスに非
線形光学素子が挿入され、このマッハツエンダ干渉計の
一端が光入力端子となることもできる。
【００１２】このマッハツエンダ干渉計の一方のループ
パスにＭＱＷ半導体結晶が挿入されることもできる。
パスにＭＱＷ半導体結晶が挿入されることもできる。
【００１３】
【実施例】本発明第一実施例の構成を図１を参照して説
明する。図１は本発明第一実施例のブロック構成図であ
る。
明する。図１は本発明第一実施例のブロック構成図であ
る。
【００１４】本発明は全光再生中継器であり、その特徴
とするところは、第一偏波面であるＴＥ偏波（水平偏
波）に偏波された被再生光信号が入力する光入力端子１
と、このＴＥ偏波面に偏波された被再生光信号が結合さ
れる偏波保持光導波路により形成されたリング１１と、
このリング１１にＴＥ偏波面に偏波された被再生光信号
が一方向に結合しこのＴＥ偏波面に直交する第二偏波面
であるＴＭ偏波（垂直偏波）に偏波された光信号が二方
向に分岐結合する結合器７を介して結合され偏波保持光
導波路により形成されたリング１２と、このリング１２
内に設けられこのリング１２内を伝播する光信号を一方
向に増幅する増幅器としての光アイソレータ４および光
増幅器５とを備え、リング１１およびリング１２の全長
Ｌは、 Ｌ＝ｍｃＴ として（但し、ｍは正の整数、ｃは光速、Ｔは光入力端
子に到来するパルス信号の周期）、この二つのリング１
１、１２を交互に伝播する光信号によりこの二つのリン
グ１１、１２は周期Ｔの光信号に対するモード同期レー
ザとなるように設定され、このリング１２内に設けられ
光増幅器５の出力光信号としての光クロック信号の一部
のエネルギをＴＭ偏波面のエネルギに変換する直交偏波
発生器８と、リング１１内に結合器７から等距離の点か
ら距離ΔＬだけ光入力端子１側に設けられた非線形光学
素子６とを備え、非線形光学素子６の出力光と光入力端
子１から入力した光信号とが結合器７で干渉により発生
した光信号をリング１２から光出力端子１０に分岐する
偏波ビームスプリッタ３を備えるところにある。
とするところは、第一偏波面であるＴＥ偏波（水平偏
波）に偏波された被再生光信号が入力する光入力端子１
と、このＴＥ偏波面に偏波された被再生光信号が結合さ
れる偏波保持光導波路により形成されたリング１１と、
このリング１１にＴＥ偏波面に偏波された被再生光信号
が一方向に結合しこのＴＥ偏波面に直交する第二偏波面
であるＴＭ偏波（垂直偏波）に偏波された光信号が二方
向に分岐結合する結合器７を介して結合され偏波保持光
導波路により形成されたリング１２と、このリング１２
内に設けられこのリング１２内を伝播する光信号を一方
向に増幅する増幅器としての光アイソレータ４および光
増幅器５とを備え、リング１１およびリング１２の全長
Ｌは、 Ｌ＝ｍｃＴ として（但し、ｍは正の整数、ｃは光速、Ｔは光入力端
子に到来するパルス信号の周期）、この二つのリング１
１、１２を交互に伝播する光信号によりこの二つのリン
グ１１、１２は周期Ｔの光信号に対するモード同期レー
ザとなるように設定され、このリング１２内に設けられ
光増幅器５の出力光信号としての光クロック信号の一部
のエネルギをＴＭ偏波面のエネルギに変換する直交偏波
発生器８と、リング１１内に結合器７から等距離の点か
ら距離ΔＬだけ光入力端子１側に設けられた非線形光学
素子６とを備え、非線形光学素子６の出力光と光入力端
子１から入力した光信号とが結合器７で干渉により発生
した光信号をリング１２から光出力端子１０に分岐する
偏波ビームスプリッタ３を備えるところにある。
【００１５】まず、図２を参照して本発明の原理を説明
する。図２は本発明の原理を説明するための図である。
紙面に垂直および水平な偏波をそれぞれＴＭおよびＴＥ
偏波と定義する。また、本光学系は偏波保存ファイバ
（ここではＰＡＮＤＡファイバを想定している）で構成
されている。以下に本発明の構成および動作を説明す
る。図２Ｂ点の偏波保持光ファイバカップラである結合
器７の分岐比は、ＴＥ偏波に対してはポート４から１お
よびポート３から２にほぼ１００％光信号が結合し、Ｔ
Ｍ偏波に対してはほぼ１対１にポートａからの光はポー
トｃおよびポートｄに結合され、また、結合器７のポー
トａとｂ、ポートｃとｄとを偏波保持ファイバでつな
ぎ、リング１１、１２を２個構成し、リング１１中に光
フィルタ２、偏波ビームスプリッタ３（ＰＢＳ）、光ア
イソレータ４および光増幅器５を挿入する。偏波ビーム
スプリッタ３の偏波面を調整し、ＴＭ偏波がリング１２
外に取り出されるようにし、さらに、そのリング１２の
一箇所Ａに偏波保持ファイバの主軸どうしを傾け接続し
た直交偏波発生器８を設ける。また、リング１１には、
その中心ＭからΔＬだけずれたところに光強度によりそ
の屈折率が変化する非線形光学素子６を挿入する。ま
た、２個のリング１１、１２のＴＥ偏波に対する全光路
長Ｌが光信号の平均的な繰り返し周期Ｔに対してｍｃＴ
となるように調整する。ただし、ｍは正の整数、ｃは偏
波保持ファイバ中の光速である。
する。図２は本発明の原理を説明するための図である。
紙面に垂直および水平な偏波をそれぞれＴＭおよびＴＥ
偏波と定義する。また、本光学系は偏波保存ファイバ
（ここではＰＡＮＤＡファイバを想定している）で構成
されている。以下に本発明の構成および動作を説明す
る。図２Ｂ点の偏波保持光ファイバカップラである結合
器７の分岐比は、ＴＥ偏波に対してはポート４から１お
よびポート３から２にほぼ１００％光信号が結合し、Ｔ
Ｍ偏波に対してはほぼ１対１にポートａからの光はポー
トｃおよびポートｄに結合され、また、結合器７のポー
トａとｂ、ポートｃとｄとを偏波保持ファイバでつな
ぎ、リング１１、１２を２個構成し、リング１１中に光
フィルタ２、偏波ビームスプリッタ３（ＰＢＳ）、光ア
イソレータ４および光増幅器５を挿入する。偏波ビーム
スプリッタ３の偏波面を調整し、ＴＭ偏波がリング１２
外に取り出されるようにし、さらに、そのリング１２の
一箇所Ａに偏波保持ファイバの主軸どうしを傾け接続し
た直交偏波発生器８を設ける。また、リング１１には、
その中心ＭからΔＬだけずれたところに光強度によりそ
の屈折率が変化する非線形光学素子６を挿入する。ま
た、２個のリング１１、１２のＴＥ偏波に対する全光路
長Ｌが光信号の平均的な繰り返し周期Ｔに対してｍｃＴ
となるように調整する。ただし、ｍは正の整数、ｃは偏
波保持ファイバ中の光速である。
【００１６】このような光学系を構成すると、ＴＥ偏波
に対しては、本光学系が入力光パルス信号に同期したモ
ード同期レーザとして動作するが、ＴＭ偏波に対して
は、図２の四角で囲まれた部分は入力光パルス信号で開
閉する光スイッチとして動作することになる。以下にそ
の詳細な動作を述べる。
に対しては、本光学系が入力光パルス信号に同期したモ
ード同期レーザとして動作するが、ＴＭ偏波に対して
は、図２の四角で囲まれた部分は入力光パルス信号で開
閉する光スイッチとして動作することになる。以下にそ
の詳細な動作を述べる。
【００１７】まず、ＴＥ偏波に関して着目する。ＴＥ偏
波は、結合器７の分岐比の設定値から２つのリング１
１、１２を８の字を描いて伝搬する。このため、これら
２つのリング１１、１２はＴＥ偏波に対して光共振器と
して作用する。リング１１内の非線形光学素子６に外部
から入力されたＴＥ偏波の光パルス信号は非線形光学素
子に非線形屈折率変化を誘起する。このため、２つのリ
ング１１、１２をＴＥ偏波として伝搬する光は位相変調
を受ける。しかも、上記光共振器の長さＬと光信号の平
均的な繰り返し周期ＴがＬ＝ｍｃＴの関係にあるため、
光パルス信号の繰り返し周期に同期したＦＭモード同期
がかかり、繰り返し周期Ｔの光パルスがＴＥ偏波として
生み出され、これが光クロック信号として２つのリング
１１、１２を８の字を描いて伝搬することになる。ま
た、光クロック信号の中心波長は、光パルス信号のそれ
とほぼ等しくなるように光フィルタ２により調整する。
以上のＴＥ偏波に対するモード同期発振は、結合器７の
分岐比をＴＥ偏波に対してポートａからｃおよびポート
ｄからｂにほぼ１００％結合するようにしても実現でき
る。
波は、結合器７の分岐比の設定値から２つのリング１
１、１２を８の字を描いて伝搬する。このため、これら
２つのリング１１、１２はＴＥ偏波に対して光共振器と
して作用する。リング１１内の非線形光学素子６に外部
から入力されたＴＥ偏波の光パルス信号は非線形光学素
子に非線形屈折率変化を誘起する。このため、２つのリ
ング１１、１２をＴＥ偏波として伝搬する光は位相変調
を受ける。しかも、上記光共振器の長さＬと光信号の平
均的な繰り返し周期ＴがＬ＝ｍｃＴの関係にあるため、
光パルス信号の繰り返し周期に同期したＦＭモード同期
がかかり、繰り返し周期Ｔの光パルスがＴＥ偏波として
生み出され、これが光クロック信号として２つのリング
１１、１２を８の字を描いて伝搬することになる。ま
た、光クロック信号の中心波長は、光パルス信号のそれ
とほぼ等しくなるように光フィルタ２により調整する。
以上のＴＥ偏波に対するモード同期発振は、結合器７の
分岐比をＴＥ偏波に対してポートａからｃおよびポート
ｄからｂにほぼ１００％結合するようにしても実現でき
る。
【００１８】このようにして生み出されたＴＥ偏波の光
クロック信号は、リング１２のＡ点にある直交偏波発生
器８によりその一部がＴＭ偏波に変換され、図２の四角
で囲まれたリング１１に入射する。上述したように、結
合器７の分岐比の設定値より、四角で囲まれたループは
ＴＭ偏波に対しては、ＴＯＡＤ(Terahertz Optical Asy
mmetric Demultiplexer)(J.P.Sokoloff et al,"A terah
ertz optical asymmetric demultiplexer(TOAD)",IEEE
Photon.Technol.Lett,5,pp,787-790(1993)) と呼ばれる
光スイッチとして動作する。
クロック信号は、リング１２のＡ点にある直交偏波発生
器８によりその一部がＴＭ偏波に変換され、図２の四角
で囲まれたリング１１に入射する。上述したように、結
合器７の分岐比の設定値より、四角で囲まれたループは
ＴＭ偏波に対しては、ＴＯＡＤ(Terahertz Optical Asy
mmetric Demultiplexer)(J.P.Sokoloff et al,"A terah
ertz optical asymmetric demultiplexer(TOAD)",IEEE
Photon.Technol.Lett,5,pp,787-790(1993)) と呼ばれる
光スイッチとして動作する。
【００１９】以下にＴＯＡＤの動作を説明する。結合器
７のポートａからＴＯＡＤのループ中に入射した光クロ
ック信号のうちＴＭ偏波成分は左右両回りに等分割され
てリング１１を伝搬する。ここで、左回りの光クロック
信号は光パルス信号と同期がとれて、光パルス信号と同
時に非線形光学素子６（ＴＷ−ＬＤＡ）に入射する。こ
の左回り光クロック信号は、光パルス信号の立上り時間
に比例して（最速立上り時間は〜ｐｓ）誘起された非線
形光学素子６の光非線形効果による屈折率変化を受け、
この左回り光クロック信号（ＴＭ偏波）は位相変化を受
ける。これに対し、リング１１内を右回りに伝搬する光
クロック信号は、左回りの光クロック信号より２ΔＬ／
ｃだけ時間的に先に非線形光学素子６を通過するため、
光パルス信号により引き起こされた光非線形効果による
屈折率変化を受けない。このため、両回り光クロック信
号間に位相差が生じ、この位相差が１８０度となるよう
に光パルス信号のピークパワーを調整すると、光パルス
信号と時間的に重なり合った部分の光クロック信号が結
合器７で干渉し、光クロック信号を入射したポートａと
は反対側のポートｂから出射することになる。
７のポートａからＴＯＡＤのループ中に入射した光クロ
ック信号のうちＴＭ偏波成分は左右両回りに等分割され
てリング１１を伝搬する。ここで、左回りの光クロック
信号は光パルス信号と同期がとれて、光パルス信号と同
時に非線形光学素子６（ＴＷ−ＬＤＡ）に入射する。こ
の左回り光クロック信号は、光パルス信号の立上り時間
に比例して（最速立上り時間は〜ｐｓ）誘起された非線
形光学素子６の光非線形効果による屈折率変化を受け、
この左回り光クロック信号（ＴＭ偏波）は位相変化を受
ける。これに対し、リング１１内を右回りに伝搬する光
クロック信号は、左回りの光クロック信号より２ΔＬ／
ｃだけ時間的に先に非線形光学素子６を通過するため、
光パルス信号により引き起こされた光非線形効果による
屈折率変化を受けない。このため、両回り光クロック信
号間に位相差が生じ、この位相差が１８０度となるよう
に光パルス信号のピークパワーを調整すると、光パルス
信号と時間的に重なり合った部分の光クロック信号が結
合器７で干渉し、光クロック信号を入射したポートａと
は反対側のポートｂから出射することになる。
【００２０】ところで、光パルス信号により誘起される
屈折率変化は非線形光学素子６中のキャリア密度変化に
比例するため、この屈折率変化は光パルス信号が立下が
った後もキャリア寿命で決まる時間（典型値としてτｃ
＝１００〜３００ｐｓ）だけ持続するため、光パルス信
号の繰り返し周期をτｃよりも大きく設定する必要があ
る。光パルス信号より時間的に後に非線形光学素子６に
入射した両回り光クロック信号は、いずれもτｃで決ま
る過渡的な屈折率変化を受けるが、両回りの時間差２Δ
Ｌ／ｃがτｃよりも十分小さければ両回りの屈折率変化
はほぼ同一となる。このため、光クロック信号は、光ク
ロック信号を入射したポートａから出射する。いうまで
もなく、光パルス信号より時間的に先に非線形光学素子
６に入射した両回り光クロック信号は、非線形光学素子
６での非線形効果による屈折率変化を受けないため、光
クロック信号を入射したポートａから出射することにな
る。したがって、非線形光学素子６に光パルス信号が入
射してから２ΔＬ／ｃで決まる時間内に存在する光クロ
ック信号だけが、光クロック信号を入射したポートａと
は反対側のポートｂから出射することとなる。したがっ
て、ＴＯＡＤは光パルス信号により制御されたゲート幅
２ΔＬ／ｃの光スイッチとして動作することとなる。光
クロック信号の強度は、光パルス信号に比べて十分小さ
く、光クロック信号による非線形光学素子の屈折率変化
は無視できる程度のものである。
屈折率変化は非線形光学素子６中のキャリア密度変化に
比例するため、この屈折率変化は光パルス信号が立下が
った後もキャリア寿命で決まる時間（典型値としてτｃ
＝１００〜３００ｐｓ）だけ持続するため、光パルス信
号の繰り返し周期をτｃよりも大きく設定する必要があ
る。光パルス信号より時間的に後に非線形光学素子６に
入射した両回り光クロック信号は、いずれもτｃで決ま
る過渡的な屈折率変化を受けるが、両回りの時間差２Δ
Ｌ／ｃがτｃよりも十分小さければ両回りの屈折率変化
はほぼ同一となる。このため、光クロック信号は、光ク
ロック信号を入射したポートａから出射する。いうまで
もなく、光パルス信号より時間的に先に非線形光学素子
６に入射した両回り光クロック信号は、非線形光学素子
６での非線形効果による屈折率変化を受けないため、光
クロック信号を入射したポートａから出射することにな
る。したがって、非線形光学素子６に光パルス信号が入
射してから２ΔＬ／ｃで決まる時間内に存在する光クロ
ック信号だけが、光クロック信号を入射したポートａと
は反対側のポートｂから出射することとなる。したがっ
て、ＴＯＡＤは光パルス信号により制御されたゲート幅
２ΔＬ／ｃの光スイッチとして動作することとなる。光
クロック信号の強度は、光パルス信号に比べて十分小さ
く、光クロック信号による非線形光学素子の屈折率変化
は無視できる程度のものである。
【００２１】以上説明したように、光クロック信号のＴ
Ｍ偏波成分は光パルス信号で制御されたＴＯＡＤにより
変調を受けた後に、偏波ビームスプリッタ３を介してリ
ング１２外へ取り出される。つまり、偏波ビームスプリ
ッタ３からは光パルス信号に対応した光クロック信号が
出力される。すなわち、光パルス信号のジッタが除かれ
た光パルス信号が得られる。
Ｍ偏波成分は光パルス信号で制御されたＴＯＡＤにより
変調を受けた後に、偏波ビームスプリッタ３を介してリ
ング１２外へ取り出される。つまり、偏波ビームスプリ
ッタ３からは光パルス信号に対応した光クロック信号が
出力される。すなわち、光パルス信号のジッタが除かれ
た光パルス信号が得られる。
【００２２】図１に示した本発明第一実施例は、この図
２に示した原理図をそのまま実施例として実現したもの
である。ただし、非線形光学素子６としては進行波型半
導体レーザ増幅器（ＴＷ−ＬＤＡ）を用い、光増幅器５
としては偏波保持希土類添加ファイバ５１、合波器５
２、励起光源５３を用いた。また、光増幅器５の代わり
に、ＴＷ−ＬＤＡを用いることも可能である。さらに、
ＴＷ−ＬＤＡのかわりにＭＱＷ（多重量子井戸）半導体
結晶を用いれば、τｃが改善され、超高速光パルス信号
を再生することができる。
２に示した原理図をそのまま実施例として実現したもの
である。ただし、非線形光学素子６としては進行波型半
導体レーザ増幅器（ＴＷ−ＬＤＡ）を用い、光増幅器５
としては偏波保持希土類添加ファイバ５１、合波器５
２、励起光源５３を用いた。また、光増幅器５の代わり
に、ＴＷ−ＬＤＡを用いることも可能である。さらに、
ＴＷ−ＬＤＡのかわりにＭＱＷ（多重量子井戸）半導体
結晶を用いれば、τｃが改善され、超高速光パルス信号
を再生することができる。
【００２３】本発明第一実施例では、光スイッチとして
ＴＯＡＤを用いたが、非線形光学素子であるＴＷ−ＬＤ
Ａを偏波保持光ファイバに置き換えたいわゆるＮＯＬＭ
(Nonlinear Loop Mirror)(K.Uchiyama et ａl,"100Gb/s
all-optical demultiplexing using nonlinear optica
l loop mirror with gating-width control",Electron.
Lett,29,pp,1870-1871(1993)) を用いることも可能であ
る。ＮＯＬＭでは、ＮＯＬＭ中を一方向に伝搬する光パ
ルス信号により誘起された偏波保持光ファイバの光非線
形効果による屈折率変化が、両回りＣＷ光に対して位相
差を与えることを利用して、光スイッチ動作が実現され
る。非線形光学素子に光ファイバを用いることでτｃが
改善され、超高速光パルス信号を再生することができ
る。
ＴＯＡＤを用いたが、非線形光学素子であるＴＷ−ＬＤ
Ａを偏波保持光ファイバに置き換えたいわゆるＮＯＬＭ
(Nonlinear Loop Mirror)(K.Uchiyama et ａl,"100Gb/s
all-optical demultiplexing using nonlinear optica
l loop mirror with gating-width control",Electron.
Lett,29,pp,1870-1871(1993)) を用いることも可能であ
る。ＮＯＬＭでは、ＮＯＬＭ中を一方向に伝搬する光パ
ルス信号により誘起された偏波保持光ファイバの光非線
形効果による屈折率変化が、両回りＣＷ光に対して位相
差を与えることを利用して、光スイッチ動作が実現され
る。非線形光学素子に光ファイバを用いることでτｃが
改善され、超高速光パルス信号を再生することができ
る。
【００２４】次に、本発明第二実施例を図３を参照して
説明する。図３は本発明第二実施例のブロック構成図で
ある。本発明第二実施例は、非線形光学素子として進行
波型半導体レーザ増幅器６１、６２（ＴＷ−ＬＤＡ）を
用い、結合器４３、４４は偏波保持光ファイバカップラ
である。リング１２は本発明第一実施例と同様である。
また、本光学系中、四角で囲まれた部分は光スイッチと
して動作する部分であり(K.Tajima et al,"Experimenta
l verification of novel symmetric-Mach-Zehnder typ
e all-optical switch",International workshop on fe
mtosecond technology,pp.49-50(1994))、本スイッチは
マッハツェンダ干渉計で構成されており、干渉計のそれ
ぞれのアームに、進行波型半導体レーザ増幅器６１、６
２として二つのＴＷ−ＬＤＡがΔＬ（＝Ｌ１、Ｌ２）だ
けずらして配置されている。
説明する。図３は本発明第二実施例のブロック構成図で
ある。本発明第二実施例は、非線形光学素子として進行
波型半導体レーザ増幅器６１、６２（ＴＷ−ＬＤＡ）を
用い、結合器４３、４４は偏波保持光ファイバカップラ
である。リング１２は本発明第一実施例と同様である。
また、本光学系中、四角で囲まれた部分は光スイッチと
して動作する部分であり(K.Tajima et al,"Experimenta
l verification of novel symmetric-Mach-Zehnder typ
e all-optical switch",International workshop on fe
mtosecond technology,pp.49-50(1994))、本スイッチは
マッハツェンダ干渉計で構成されており、干渉計のそれ
ぞれのアームに、進行波型半導体レーザ増幅器６１、６
２として二つのＴＷ−ＬＤＡがΔＬ（＝Ｌ１、Ｌ２）だ
けずらして配置されている。
【００２５】結合器４３の分岐比をＴＥ偏波に対しては
ポートａからｂおよびポートｄからｃに１００％光信号
が結合し、ＴＭ偏波に対しては３ｄＢカップラとして動
作するように設定する。同様に、結合器４４の分岐比も
ＴＥ偏波に対してはポートａ′からｂ′およびポート
ｄ′からｃ′にほぼ１００％光信号が結合し、ＴＭ偏波
に対しては３ｄＢカップラとして動作するよう設定す
る。光パルス信号のＴＥ偏波成分は、結合器４４のポー
トｄ′からｃ′を経由して進行波型半導体レーザ増幅器
６１を含む干渉計に入射する。光パルス信号は、結合器
４４の分岐比から、進行波型半導体レーザ増幅器６１が
挿入されたアームと進行波型半導体レーザ増幅器６２が
挿入されたアームの両方を伝搬し、進行波型半導体レー
ザ増幅器６１、６２に非線形屈折率変化を誘起する。リ
ング１２を右回りに伝搬するＴＥ偏波は、干渉計中で
は、進行波型半導体レーザ増幅器６２のみを通る。この
ため、リング１２を右回りに伝搬するＴＥ偏波は進行波
型半導体レーザ増幅器６２で、光パルス信号により位相
変調をうける。しかも、上記光共振器長Ｌと光信号の平
均的な繰り返し周期Ｔの関係をＬ＝ｍｃＴとなるように
設定すると、光パルス信号の繰り返し周期に同期したＦ
Ｍモード同期がかかり、光パルス信号の繰り返し周期に
同期した光クロック信号がリング１２中を右回りに伝搬
する。また、光クロック信号の中心波長は、光パルス信
号のそれとほぼ等しくなるように光フィルタ２により調
整される。
ポートａからｂおよびポートｄからｃに１００％光信号
が結合し、ＴＭ偏波に対しては３ｄＢカップラとして動
作するように設定する。同様に、結合器４４の分岐比も
ＴＥ偏波に対してはポートａ′からｂ′およびポート
ｄ′からｃ′にほぼ１００％光信号が結合し、ＴＭ偏波
に対しては３ｄＢカップラとして動作するよう設定す
る。光パルス信号のＴＥ偏波成分は、結合器４４のポー
トｄ′からｃ′を経由して進行波型半導体レーザ増幅器
６１を含む干渉計に入射する。光パルス信号は、結合器
４４の分岐比から、進行波型半導体レーザ増幅器６１が
挿入されたアームと進行波型半導体レーザ増幅器６２が
挿入されたアームの両方を伝搬し、進行波型半導体レー
ザ増幅器６１、６２に非線形屈折率変化を誘起する。リ
ング１２を右回りに伝搬するＴＥ偏波は、干渉計中で
は、進行波型半導体レーザ増幅器６２のみを通る。この
ため、リング１２を右回りに伝搬するＴＥ偏波は進行波
型半導体レーザ増幅器６２で、光パルス信号により位相
変調をうける。しかも、上記光共振器長Ｌと光信号の平
均的な繰り返し周期Ｔの関係をＬ＝ｍｃＴとなるように
設定すると、光パルス信号の繰り返し周期に同期したＦ
Ｍモード同期がかかり、光パルス信号の繰り返し周期に
同期した光クロック信号がリング１２中を右回りに伝搬
する。また、光クロック信号の中心波長は、光パルス信
号のそれとほぼ等しくなるように光フィルタ２により調
整される。
【００２６】このようにして生み出された光クロック信
号は、リング１２中のＡ点に設けられた直交偏波発生器
８によりその一部がＴＭ偏波に変換され、図３の四角で
囲まれた干渉計に入射する。結合器４３、４４の分岐比
から、図３の四角で囲まれた光学系は光クロック信号の
ＴＭ偏波成分に対してマッハツェンダ干渉計として動作
し、光パルス信号で制御された光スイッチとなる。
号は、リング１２中のＡ点に設けられた直交偏波発生器
８によりその一部がＴＭ偏波に変換され、図３の四角で
囲まれた干渉計に入射する。結合器４３、４４の分岐比
から、図３の四角で囲まれた光学系は光クロック信号の
ＴＭ偏波成分に対してマッハツェンダ干渉計として動作
し、光パルス信号で制御された光スイッチとなる。
【００２７】以下にその動作を説明する。ＴＥ偏波であ
る光パルス信号は、結合器４４の分岐比から、結合器４
４で二分され、進行波型半導体レーザ増幅器６１を含む
干渉計とリング１２に入射する。リング１２を右回りに
伝搬する光クロック信号（ＴＥ成分）は、光パルス信号
と同期がとれているため、光パルス信号と同時に進行波
型半導体レーザ増幅器６２に入射するため、光パルス信
号の立上り時間に比例して（最速立上り時間は〜ｐｓ）
誘起された進行波型半導体レーザ増幅器６２の光非線形
効果による屈折率変化を受ける。これに対し、進行波型
半導体レーザ増幅器６１に入射した光クロック信号に対
しては、進行波型半導体レーザ増幅器６２に入射した光
パルスよりΔＬ／ｃだけ時間的に先に進行波型半導体レ
ーザ増幅器６１を通過するため、光パルス信号により引
き起こされた光非線形効果による屈折率変化を受けな
い。このため、両光パルス間に位相差が生じ、この位相
差が１８０度となるように光パルス信号のＴＭ偏波成分
のピークパワーを調整すると、光パルス信号と時間的に
重なり合った部分の光クロック信号が結合器４４で干渉
し、ポートｂ′から出射することとなる。
る光パルス信号は、結合器４４の分岐比から、結合器４
４で二分され、進行波型半導体レーザ増幅器６１を含む
干渉計とリング１２に入射する。リング１２を右回りに
伝搬する光クロック信号（ＴＥ成分）は、光パルス信号
と同期がとれているため、光パルス信号と同時に進行波
型半導体レーザ増幅器６２に入射するため、光パルス信
号の立上り時間に比例して（最速立上り時間は〜ｐｓ）
誘起された進行波型半導体レーザ増幅器６２の光非線形
効果による屈折率変化を受ける。これに対し、進行波型
半導体レーザ増幅器６１に入射した光クロック信号に対
しては、進行波型半導体レーザ増幅器６２に入射した光
パルスよりΔＬ／ｃだけ時間的に先に進行波型半導体レ
ーザ増幅器６１を通過するため、光パルス信号により引
き起こされた光非線形効果による屈折率変化を受けな
い。このため、両光パルス間に位相差が生じ、この位相
差が１８０度となるように光パルス信号のＴＭ偏波成分
のピークパワーを調整すると、光パルス信号と時間的に
重なり合った部分の光クロック信号が結合器４４で干渉
し、ポートｂ′から出射することとなる。
【００２８】ところで、光パルス信号により誘起される
屈折率変化は進行波型半導体レーザ増幅器６１、６２中
のキャリア密度変化に比例するため、この屈折率変化は
光パルス信号が立下がった後もキャリア寿命で決まる時
間（典型値としてτｃ＝１００〜３００ｐｓ）だけ持続
するため、光パルス信号の繰り返し周期をτｃよりも大
きく設定する必要がある。上記光パルス信号より時間的
に後に進行波型半導体レーザ増幅器６１、６２へ入射し
た両光クロック信号は、いずれもτｃで決まる過渡的な
屈折率変化を受けるが、時間差ΔＬ／ｃがτｃよりも十
分小さければ両光クロック信号が受ける屈折率変化はほ
ぼ同一となる。このため、結合器４４で干渉後、光クロ
ック信号はポートｄ′から出射する。いうまでもなく、
光パルス信号より時間的に先に進行波型半導体レーザ増
幅器６１、６２へ入射した光クロック信号は、進行波型
半導体レーザ増幅器６１、６２での光非線形効果による
屈折率変化を受けないため、ポートｄ′から出射する。
したがって、進行波型半導体レーザ増幅器６２に光パル
ス信号が入射してからΔＬ／ｃで決まる時間内に存在す
る光クロック信号だけが、ポートｂ′から出射すること
になる。したがって、本スイッチは、光パルス信号によ
り制御されたゲート幅ΔＬ／ｃの光スイッチとして動作
することになる。よって、ポートｂ′から出射される光
クロック信号は、光パルス信号に対応した光パルス信号
となる。光クロック信号は、モード同期光パルス列であ
るので、光パルス信号をジッタのない光パルス信号とし
て再生したことになる。
屈折率変化は進行波型半導体レーザ増幅器６１、６２中
のキャリア密度変化に比例するため、この屈折率変化は
光パルス信号が立下がった後もキャリア寿命で決まる時
間（典型値としてτｃ＝１００〜３００ｐｓ）だけ持続
するため、光パルス信号の繰り返し周期をτｃよりも大
きく設定する必要がある。上記光パルス信号より時間的
に後に進行波型半導体レーザ増幅器６１、６２へ入射し
た両光クロック信号は、いずれもτｃで決まる過渡的な
屈折率変化を受けるが、時間差ΔＬ／ｃがτｃよりも十
分小さければ両光クロック信号が受ける屈折率変化はほ
ぼ同一となる。このため、結合器４４で干渉後、光クロ
ック信号はポートｄ′から出射する。いうまでもなく、
光パルス信号より時間的に先に進行波型半導体レーザ増
幅器６１、６２へ入射した光クロック信号は、進行波型
半導体レーザ増幅器６１、６２での光非線形効果による
屈折率変化を受けないため、ポートｄ′から出射する。
したがって、進行波型半導体レーザ増幅器６２に光パル
ス信号が入射してからΔＬ／ｃで決まる時間内に存在す
る光クロック信号だけが、ポートｂ′から出射すること
になる。したがって、本スイッチは、光パルス信号によ
り制御されたゲート幅ΔＬ／ｃの光スイッチとして動作
することになる。よって、ポートｂ′から出射される光
クロック信号は、光パルス信号に対応した光パルス信号
となる。光クロック信号は、モード同期光パルス列であ
るので、光パルス信号をジッタのない光パルス信号とし
て再生したことになる。
【００２９】そこで、本発明第一実施例で説明したよう
に偏波ビームスプリッタ３を配置すれば、再生光パルス
信号がＴＭ偏波として得られることになる。ただし、本
発明実施例では、光増幅器５として偏波保持希土類添加
ファイバ５１を合波器５２を介して励起光源５３で励起
した光ファイバ増幅器を用いている。光ファイバ増幅器
５のかわりに、進行波型半導体レーザ増幅器を用いるこ
とも可能である。また、進行波型半導体レーザ増幅器６
１、６２のかわりにＭＱＷ半導体結晶を用いれば、τｃ
が改善でき、超高速光信号を再生することができる。
に偏波ビームスプリッタ３を配置すれば、再生光パルス
信号がＴＭ偏波として得られることになる。ただし、本
発明実施例では、光増幅器５として偏波保持希土類添加
ファイバ５１を合波器５２を介して励起光源５３で励起
した光ファイバ増幅器を用いている。光ファイバ増幅器
５のかわりに、進行波型半導体レーザ増幅器を用いるこ
とも可能である。また、進行波型半導体レーザ増幅器６
１、６２のかわりにＭＱＷ半導体結晶を用いれば、τｃ
が改善でき、超高速光信号を再生することができる。
【００３０】次に、本発明第三実施例を図４を参照して
説明する。図４は本発明第三実施例のブロック構成図で
ある。本発明第三実施例は、マッハツエンダ干渉計の一
方のループパスにＭＱＷ半導体結晶７１を用いることを
特徴としている。他は本発明第二実施例と同様である。
説明する。図４は本発明第三実施例のブロック構成図で
ある。本発明第三実施例は、マッハツエンダ干渉計の一
方のループパスにＭＱＷ半導体結晶７１を用いることを
特徴としている。他は本発明第二実施例と同様である。
【００３１】光パルス信号のＴＥ偏波成分は、結合器４
４の分岐比から、結合器４４で二分され、ＭＱＷ半導体
結晶７１を含む干渉計とリング１２とに入射する。直交
偏波発生器８により発生したＴＭ偏波は、結合器４３に
入射されると二分割される。リング１２を右回りに伝搬
する光クロック信号は光パルス信号と同期がとれている
ため、光パルス信号と同時にＭＱＷ半導体結晶７１に入
射するため、光パルス信号の立上がり時間に比例して
（最速立上がり時間は〜ｐｓ）、誘起されたＭＱＷ半導
体結晶７１の光非線形効果による屈折率変化を受ける。
この屈折率変化は光パルス信号が立下がった後もキャリ
ア寿命で決まる時間（典型値としてτｃ〜１０ｐｓ）だ
け持続するため、光パルス信号の繰り返し周期をτｃよ
りも大きく設定する必要がある。これに対し、もう一方
のアームに入射した光クロック信号は、光パルス信号に
より引き起こされる光非線形効果による屈折率変化を受
けないため、両光クロック信号間に位相差が生じ、この
位相差が１８０度となるように光パルス信号のＴＭ偏波
成分のピークパワーを調整すると、光パルス信号と時間
的に重なりあった部分の光クロック信号が結合器４４で
干渉し、ポートｂ′から出射することとなる。いうまで
もなく、光パルス信号がＭＱＷ半導体結晶７１に入射し
ないときは、光パルスがＭＱＷ半導体結晶７１で光非線
形効果による屈折率変化を受けないため、光パルスはポ
ートｄ′から出射する。したがって、本スイッチは光パ
ルス信号により制御された光スイッチとして動作するこ
とになる。
４の分岐比から、結合器４４で二分され、ＭＱＷ半導体
結晶７１を含む干渉計とリング１２とに入射する。直交
偏波発生器８により発生したＴＭ偏波は、結合器４３に
入射されると二分割される。リング１２を右回りに伝搬
する光クロック信号は光パルス信号と同期がとれている
ため、光パルス信号と同時にＭＱＷ半導体結晶７１に入
射するため、光パルス信号の立上がり時間に比例して
（最速立上がり時間は〜ｐｓ）、誘起されたＭＱＷ半導
体結晶７１の光非線形効果による屈折率変化を受ける。
この屈折率変化は光パルス信号が立下がった後もキャリ
ア寿命で決まる時間（典型値としてτｃ〜１０ｐｓ）だ
け持続するため、光パルス信号の繰り返し周期をτｃよ
りも大きく設定する必要がある。これに対し、もう一方
のアームに入射した光クロック信号は、光パルス信号に
より引き起こされる光非線形効果による屈折率変化を受
けないため、両光クロック信号間に位相差が生じ、この
位相差が１８０度となるように光パルス信号のＴＭ偏波
成分のピークパワーを調整すると、光パルス信号と時間
的に重なりあった部分の光クロック信号が結合器４４で
干渉し、ポートｂ′から出射することとなる。いうまで
もなく、光パルス信号がＭＱＷ半導体結晶７１に入射し
ないときは、光パルスがＭＱＷ半導体結晶７１で光非線
形効果による屈折率変化を受けないため、光パルスはポ
ートｄ′から出射する。したがって、本スイッチは光パ
ルス信号により制御された光スイッチとして動作するこ
とになる。
【００３２】そこで、本発明第一実施例で説明したよう
に偏波ビームスプリッタを配置すれば、再生光パルス信
号がＴＭ偏波として得られることになる。ただし、本発
明第三実施例では、光増幅器５として偏波保持希土類添
加ファイバ５１を合波器５２を介して励起光源５３で励
起した光ファイバ増幅器を用いている。光ファイバ増幅
器のかわりに、進行波型半導体レーザ増幅器を用いるこ
ともできる。
に偏波ビームスプリッタを配置すれば、再生光パルス信
号がＴＭ偏波として得られることになる。ただし、本発
明第三実施例では、光増幅器５として偏波保持希土類添
加ファイバ５１を合波器５２を介して励起光源５３で励
起した光ファイバ増幅器を用いている。光ファイバ増幅
器のかわりに、進行波型半導体レーザ増幅器を用いるこ
ともできる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光クロック発生器と光スイッチとを一体化し、光路長調
整機能を必要としない全光再生中継器を構成することが
できる。
光クロック発生器と光スイッチとを一体化し、光路長調
整機能を必要としない全光再生中継器を構成することが
できる。
【図１】本発明第一実施例のブロック構成図。
【図２】本発明の原理を説明するための図。
【図３】本発明第二実施例のブロック構成図。
【図４】本発明第三実施例のブロック構成図。
【図５】従来例装置のブロック構成図。
１ 光入力端子 ２ 光フィルタ ３ 偏波ビームスプリッタ ４ 光アイソレータ ５ 光増幅器 ６ 非線形光学素子 ７、４３、４４ 結合器 ８ 直交偏波発生器 １０ 光出力端子 １１、１２ リング ２０ 光クロック発生器 ３０ 光スイッチ回路 ５１ 偏波保持希土類添加ファイバ ５２ 合波器 ５３ 励起光源 ６１、６２ 進行波型半導体レーザ増幅器 ７１ ＭＱＷ半導体結晶
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 猿渡 正俊 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 第一偏波面に偏波された被再生光信号が
入力する光入力端子（１）と、この第一偏波面に偏波さ
れた被再生光信号が結合される偏波保持光導波路により
形成された第一のリング（１１）と、この第一のリング
に前記第一偏波面に偏波された被再生光信号が一方向に
結合しこの第一偏波面に直交する第二偏波面に偏波され
た光信号が二方向に分岐結合する結合器（７）を介して
結合され偏波保持光導波路により形成された第二のリン
グ（１２）と、この第二のリング内に設けられこの第二
のリング内を伝播する光信号を一方向に増幅する増幅器
（４、５）とを備え、 前記第一のリング（１１）および前記第二のリング（１
２）の全長Ｌは、 Ｌ＝ｍｃＴ として（但し、ｍは正の整数、ｃは光速、Ｔは光入力端
子に到来するパルス信号の周期）、この二つのリングを
交互に伝播する光信号によりこの二つのリングは周期Ｔ
の光信号に対するモード同期レーザとなるように設定さ
れ、 この第二のリング内に設けられ前記増幅器の出力光信号
の一部のエネルギを前記第二偏波面のエネルギに変換す
る直交偏波発生器（８）と、前記第一のリング（１１）
内に前記結合器（７）から等距離の点から距離ΔＬだけ
前記光入力端子側に設けられた非線形光学素子（６）と
を備え、 前記非線形光学素子（６）の出力光と前記光入力端子か
ら入力した光信号とが前記結合器（７）で干渉により発
生した光信号を前記第二のリングから出力端子（１０）
に分岐する偏波ビームスプリッタ（３）を備えたことを
特徴とする全光再生中継器。 - 【請求項２】 前記第一リングおよび前記結合器に代え
て、マッハツエンダ干渉計が前記第二のリングに結合さ
れ、このマッハツエンダ干渉計の二つのループパスに非
線形光学素子が挿入され、このマッハツエンダ干渉計の
一端が光入力端子となることを特徴とする全光再生中継
器。 - 【請求項３】 前記マッハツエンダ干渉計の一方のルー
プパスにＭＱＷ半導体結晶が挿入された請求項２記載の
全光再生中継器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6182488A JPH0843865A (ja) | 1994-08-03 | 1994-08-03 | 全光再生中継器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6182488A JPH0843865A (ja) | 1994-08-03 | 1994-08-03 | 全光再生中継器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0843865A true JPH0843865A (ja) | 1996-02-16 |
Family
ID=16119163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6182488A Pending JPH0843865A (ja) | 1994-08-03 | 1994-08-03 | 全光再生中継器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0843865A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100443288B1 (ko) * | 2002-01-22 | 2004-08-09 | 한국전자통신연구원 | 밀리미터파 대역의 광 발진기 |
| JP2010041069A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-18 | Oki Electric Ind Co Ltd | 光パルス信号再生方法及び光パルス信号再生装置 |
| JP2023512264A (ja) * | 2020-01-31 | 2023-03-24 | アディジェ ソシエタ ペル アチオニ | 干渉利得レーザ装置 |
-
1994
- 1994-08-03 JP JP6182488A patent/JPH0843865A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100443288B1 (ko) * | 2002-01-22 | 2004-08-09 | 한국전자통신연구원 | 밀리미터파 대역의 광 발진기 |
| JP2010041069A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-18 | Oki Electric Ind Co Ltd | 光パルス信号再生方法及び光パルス信号再生装置 |
| JP2023512264A (ja) * | 2020-01-31 | 2023-03-24 | アディジェ ソシエタ ペル アチオニ | 干渉利得レーザ装置 |
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