JP4644180B2 - Optical variable delay unit and optical variable delay device - Google Patents

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本発明は、光可変遅延ユニットおよび光可変遅延装置に関する。より詳しくは、本発明は、入力された特定波長のパルス光である信号光を制御光によって遅延して出力する光可変遅延ユニット、および、これを用いた光可変遅延装置に関する。   The present invention relates to an optical variable delay unit and an optical variable delay device. More specifically, the present invention relates to an optical variable delay unit that delays and outputs signal light that is input pulse light of a specific wavelength with control light, and an optical variable delay device using the optical variable delay unit.

入力された光を制御信号によって波長変換して、その波長変換した光を遅延して出力する光遅延装置がある(例えば、特許文献1から3)。例えば、特許文献1および2の光遅延装置は、光ファイバループに両周りのプローブ光および右回りの信号光を入力することにより、カップラからプローブ光と同じ周波数の信号光を取り出す。さらに、この信号光を、可変波長光フィルタを介して互いに長さの異なる複数の高分散光ファイバに通すことにより、高分散光ファイバ毎に異なる遅延量を得る。   There is an optical delay device that converts the wavelength of input light using a control signal and delays and outputs the wavelength-converted light (for example, Patent Documents 1 to 3). For example, the optical delay devices of Patent Documents 1 and 2 take out signal light having the same frequency as the probe light from the coupler by inputting both probe light and clockwise signal light into the optical fiber loop. Further, the signal light is passed through a plurality of high-dispersion optical fibers having different lengths through a variable wavelength optical filter, thereby obtaining a different delay amount for each high-dispersion optical fiber.

また、特許文献3の光遅延装置は、FBGが配された光ファイバのループに信号光を入力してから、電気信号により光SSB変調器によってこの信号光の波長をずらす。信号光の波長がFBGを通過する波長までずれたら、FBGを通過して出力される。このときに、信号光がループを回転するので、波長をずらす量を制御することにより異なる遅延量を得る。
特開平8−146479号公報 特開平8−248452号公報 特開2003−207812号公報
In the optical delay device of Patent Document 3, signal light is input to a loop of an optical fiber in which an FBG is arranged, and then the wavelength of the signal light is shifted by an optical SSB modulator using an electric signal. When the wavelength of the signal light deviates to a wavelength that passes through the FBG, the signal light passes through the FBG and is output. At this time, since the signal light rotates in the loop, a different delay amount is obtained by controlling the amount by which the wavelength is shifted.
JP-A-8-146479 Japanese Patent Laid-Open No. 8-248452 JP 2003-207812 A

しかしながら、上記特許文献1から3のいずれも、光ファイバのループを用いるので、装置が大型化するという課題がある。また、特許文献1および2に記載の光遅延装置によれば、光ファイバループの分散特性を用いて波長を変換するので、変換効率が高くないという問題がある。また、特許文献3に記載の光遅延装置によれば、波長をずらすための制御信号は電気的な信号なので、高速に制御することが難しい。   However, all of the above-mentioned Patent Documents 1 to 3 have a problem that the apparatus is increased in size because an optical fiber loop is used. Further, according to the optical delay devices described in Patent Documents 1 and 2, since the wavelength is converted using the dispersion characteristics of the optical fiber loop, there is a problem that the conversion efficiency is not high. Further, according to the optical delay device described in Patent Document 3, since the control signal for shifting the wavelength is an electrical signal, it is difficult to control at high speed.

上記課題を解決するために、本発明の第1の形態においては、入力された特定波長のパルス光である信号光を制御光によって遅延して出力する光可変遅延ユニットであって、信号光が単独で入力された場合は特定波長の信号光をそのまま非変換光として出力し、信号光および制御光が時間的に重畳して入力された場合に、制御光の波長に対応して、特定波長とは異なる変換波長に信号光の波長を変換した変換光を出力する、周期的な分極反転構造を有する波長変換素子と、非変換光および変換光それぞれの波長に応じて互いに異なる経路長を通ることにより、非変換光および変換光の一方を、他方に対して、時間的に遅延させて出力する遅延部とを備える。   In order to solve the above-described problem, in the first embodiment of the present invention, an optical variable delay unit that outputs a signal light that is a pulsed light having a specific wavelength and that is delayed by a control light is output. When input alone, the signal light of a specific wavelength is output as it is as non-converted light, and when the signal light and control light are superimposed in time, the specific wavelength corresponds to the wavelength of the control light. A wavelength conversion element having a periodically poled structure that outputs converted light obtained by converting the wavelength of the signal light to a different conversion wavelength, and a different path length depending on the wavelengths of the non-converted light and the converted light. Accordingly, a delay unit that outputs one of the non-converted light and the converted light while being delayed with respect to the other is provided.

また、本発明の第2の形態においては、特定波長のパルス光である信号光を制御光によって遅延して出力する光可変遅延装置であって、信号光を出力する信号光源と、制御光を出力する制御光源と、信号光源からの信号光が単独で入力された場合は特定波長の信号光をそのまま非変換光として出力し、信号光源からの信号光および制御光源からの制御光が時間的に重畳して入力された場合に、制御光の波長に対応して、特定波長とは異なる変換波長に信号光の波長を変換した変換光を出力する、周期的な分極反転構造を有する波長変換素子と、非変換光および変換光それぞれの波長に応じて互いに異なる経路長を通ることにより、非変換光および変換光の一方を、他方に対して、時間的に遅延させて出力する遅延部とを備える。   According to a second aspect of the present invention, there is provided an optical variable delay device that outputs a signal light that is a pulsed light having a specific wavelength by delaying the control light with a control light. When the control light source to be output and the signal light from the signal light source are input alone, the signal light of a specific wavelength is output as it is as non-converted light, and the signal light from the signal light source and the control light from the control light source are temporally Wavelength conversion with a periodic domain-inverted structure that outputs converted light in which the wavelength of the signal light is converted to a conversion wavelength different from the specific wavelength, corresponding to the wavelength of the control light A delay unit that delays one of the non-converted light and the converted light with respect to the other by passing through different path lengths according to the wavelengths of the element and the non-converted light and the converted light; Is provided.

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。   The above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention, and sub-combinations of these feature groups can also be the invention.

小型で、かつ、高速に遅延量を可変させることができる光可変遅延装置を提供することができる。   It is possible to provide an optical variable delay device that is small and can vary the delay amount at high speed.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。   Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention. However, the following embodiments do not limit the invention according to the scope of claims, and all combinations of features described in the embodiments are included. It is not necessarily essential for the solution of the invention.

図1は、入力された特定波長のパルス光を遅延して出力する光可変遅延装置10の構成図である。図1に示すように、光可変遅延装置10は、信号光源20と、制御光源30と、波長制御信号発生部32と、波長変換部100と、遅延部200とを備える。   FIG. 1 is a configuration diagram of an optical variable delay device 10 that delays and outputs input pulsed light of a specific wavelength. As shown in FIG. 1, the optical variable delay device 10 includes a signal light source 20, a control light source 30, a wavelength control signal generation unit 32, a wavelength conversion unit 100, and a delay unit 200.

信号光源20は、パルス幅とパルス間隔が一定である特定波長λのパルス光である信号光25を発生する。信号光源20の一例はパルスレーザであるが、これに限られず、CWレーザと変調器との組み合わせ等であってもよい。波長制御信号発生部32は、波長制御信号を制御光源30に出力する。この波長制御信号発生部32には、例えば周波数可変の高周波電源を備えた高周波電気信号発生装置が用いられ、この場合、上記波長制御信号は、高周波電気信号である。制御光源30は、波長制御信号発生部32から出力される波長制御信号が入力されると、その波長制御信号に応じた波長λのパルス光である制御光35を発生する。すなわち、上記波長λは特定の波長に限られず、例えば上記波長制御信号発生部32から周波数の異なる高周波電気信号が波長制御信号として出力されて制御光源30に入力されると、制御光源30は、この高周波電気信号の周波数に応じた異なる波長λの制御光35を発生する。制御光源30には、例えばDFBレーザが用いられるが、波長を変換できるものであれば他の光源を用いることもできる。 The signal light source 20 generates signal light 25 that is pulsed light having a specific wavelength λ 1 with a constant pulse width and pulse interval. An example of the signal light source 20 is a pulse laser, but is not limited thereto, and may be a combination of a CW laser and a modulator. The wavelength control signal generator 32 outputs the wavelength control signal to the control light source 30. For example, a high-frequency electric signal generator provided with a variable-frequency high-frequency power source is used for the wavelength control signal generator 32. In this case, the wavelength control signal is a high-frequency electric signal. When the wavelength control signal output from the wavelength control signal generator 32 is input, the control light source 30 generates control light 35 that is pulsed light having a wavelength λ 2 corresponding to the wavelength control signal. That is, the wavelength λ 2 is not limited to a specific wavelength. For example, when a high-frequency electrical signal having a different frequency is output from the wavelength control signal generation unit 32 as a wavelength control signal and input to the control light source 30, the control light source 30 Then, the control light 35 having a different wavelength λ 2 corresponding to the frequency of the high-frequency electric signal is generated. For example, a DFB laser is used as the control light source 30, but other light sources can be used as long as they can convert wavelengths.

波長変換部100は、光カプラ110および波長変換素子120を有する。光カプラ110は、入力側で信号光源20および制御光源30とそれぞれ光ファイバ71、72で接続し、また、出力側で波長変換素子120の入力側と接続する。光カプラ110は、信号光源20および制御光源30からそれぞれ信号光25および制御光35が入力されると、それらの入力光を合波して波長変換素子120に出力する。   The wavelength conversion unit 100 includes an optical coupler 110 and a wavelength conversion element 120. The optical coupler 110 is connected to the signal light source 20 and the control light source 30 by optical fibers 71 and 72 on the input side, and is connected to the input side of the wavelength conversion element 120 on the output side. When the signal light 25 and the control light 35 are input from the signal light source 20 and the control light source 30, respectively, the optical coupler 110 multiplexes the input lights and outputs them to the wavelength conversion element 120.

図2は、波長変換素子120に用いられるPPLN(Periodically Poled LiNbO:周期分極ニオブ酸リチウム)光導波路の構造を示す斜視図である。図2に示すように、PPLN光導波路は、非常に短い周期的な分極反転構造を有するLiNbO基板122と、反転する分極分布を横切るようにLiNbO基板122に形成された光導波路124とを有する。このようなPPLN光導波路を用いた波長変換素子120は、波長の異なる2つのレーザ光が時間的な重なりを有して入力した場合、それらの一方のレーザ光の第二高調波光を発生し、さらに発生した第二高調波と他方のレーザ光との差周波光を出力する。ここで、波長変換素子120に入力する上記2つのレーザ光は、TMモードの直線偏光であることが好ましい。なお、波長変換素子120には、このようなPPLN光導波路に代えて、例えば周期分極反転構造を持ったLiB、BaB、KTiOPO、LiTaO等を用いることもできる。 FIG. 2 is a perspective view showing a structure of a PPLN (Periodically Poled LiNbO 3 : periodic polarized lithium niobate) optical waveguide used for the wavelength conversion element 120. As shown in FIG. 2, the PPLN optical waveguide includes a LiNbO 3 substrate 122 having a very short periodic polarization inversion structure, and an optical waveguide 124 formed on the LiNbO 3 substrate 122 so as to cross the polarization distribution to be inverted. Have. In the wavelength conversion element 120 using such a PPLN optical waveguide, when two laser beams having different wavelengths are input with temporal overlap, the second harmonic light of one of the laser beams is generated. Further, a difference frequency light between the generated second harmonic and the other laser beam is output. The two laser beams input to the wavelength conversion element 120 are preferably TM mode linearly polarized light. For the wavelength conversion element 120, for example, LiB 3 O 5 , BaB 2 O 4 , KTiOPO 4 , LiTaO 3 or the like having a periodically poled structure can be used instead of such a PPLN optical waveguide.

図3は、パルス光として信号光源20から出力される信号光25、パルス光として制御光源30から出力される制御光35、および、波長変換部100から出力される変換信号光45のそれぞれのパルス波形を相互のタイミングを比較して示す図である。図3に示すように、上記の波長変換素子120は、特定波長λの信号光25および特定波長λの制御光35が入力されると、信号光25の各パルス光のうち、制御光35の各パルス光と時間的に対応する(時間的な重なりを有する)パルス光を上記特定波長λと異なる波長λに波長変換する。また、波長変換素子120は、信号光25の各パルス光のうち、制御光35の各パルス光の何れとも時間的に対応しない(時間的な重なりを有しない)パルス光を上記特定波長λのまま出力する。 FIG. 3 shows the respective pulses of the signal light 25 output from the signal light source 20 as pulsed light, the control light 35 output from the control light source 30 as pulsed light, and the converted signal light 45 output from the wavelength converter 100. It is a figure which compares a waveform and compares a mutual timing. As shown in FIG. 3, when the signal light 25 having the specific wavelength λ 1 and the control light 35 having the specific wavelength λ 2 are input to the wavelength conversion element 120, the control light among the pulse lights of the signal light 25 is input. The pulse light corresponding to each of the 35 pulse lights in time (having temporal overlap) is wavelength-converted to a wavelength λ 3 different from the specific wavelength λ 1 . Further, the wavelength conversion element 120 converts the pulsed light of the signal light 25 that does not temporally correspond to any of the pulsed light of the control light 35 (does not have temporal overlap) with the specific wavelength λ 1. Output as is.

したがって、波長変換素子120は、波長変換されなかった波長λのパルス光と波長変換された波長λのパルス光とが混合した変換信号光45を出力する。以下において、上記の波長変換されなかった波長λのパルス光、すなわち波長変換素子120で波長変換されないでそのまま出力された信号光25を「非変換光」と称し、また、上記の波長変換された波長λのパルス光を「変換光」と称する。 Therefore, the wavelength conversion element 120 outputs the converted signal light 45 in which the pulse light having the wavelength λ 1 that has not been wavelength-converted and the pulse light having the wavelength λ 3 that has been wavelength-converted are mixed. Hereinafter, the pulsed light of wavelength λ 1 that has not been wavelength-converted, that is, the signal light 25 that has been output without being wavelength-converted by the wavelength conversion element 120 is referred to as “non-converted light”. The pulsed light having the wavelength λ 3 is referred to as “converted light”.

遅延部200は、光遅延線210および光サーキュレータ220を有する。光サーキュレータ220は、光ファイバ73で波長変換素子120の出力側と接続し、また、光ファイバ74で光遅延線210と接続する。また、光サーキュレータ220には、光ファイバ75が接続する。光サーキュレータ220は、波長変換素子120から出力した変換信号光45を光遅延線210に入力するとともに、光遅延線210において反射した遅延部出力光55を光ファイバ75に導く。   The delay unit 200 includes an optical delay line 210 and an optical circulator 220. The optical circulator 220 is connected to the output side of the wavelength conversion element 120 through an optical fiber 73, and is connected to the optical delay line 210 through an optical fiber 74. An optical fiber 75 is connected to the optical circulator 220. The optical circulator 220 inputs the converted signal light 45 output from the wavelength conversion element 120 to the optical delay line 210 and guides the delay portion output light 55 reflected by the optical delay line 210 to the optical fiber 75.

光遅延線210は、光ファイバ74と連続的に接続される光ファイバである。また、図1に示すように、光遅延線210のコア部分には、屈折率を軸方向に周期的に変化させたFBG(ファイバ・ブラッグ・グレーティング)212およびFBG214がそれぞれ光遅延線210の軸方向における異なる位置に形成されている。これらFBG212およびFBG214はブラッグ格子であり、光遅延線210への入力光のうち、光遅延線210の光ファイバの屈折率とFBG212およびFBG214における屈折率変化の間隔との積の二倍で与えられる波長(以下においてこれを「ブラッグ波長」と称する)を中心とする狭帯域の光だけが反射される。   The optical delay line 210 is an optical fiber that is continuously connected to the optical fiber 74. As shown in FIG. 1, an FBG (fiber Bragg grating) 212 and an FBG 214 whose refractive index is periodically changed in the axial direction are respectively provided in the core portion of the optical delay line 210. They are formed at different positions in the direction. These FBG 212 and FBG 214 are Bragg gratings, and are given by twice the product of the refractive index of the optical fiber of the optical delay line 210 and the interval of refractive index change in the FBG 212 and FBG 214 among the input light to the optical delay line 210. Only narrowband light centered around the wavelength (hereinafter referred to as the “Bragg wavelength”) is reflected.

ここで、図1に示すように、FBG212およびFBG214は、光ファイバ74に近い側から順に光遅延線210に形成されている。また、FBG212のブラッグ波長はλであり、FBG214のブラッグ波長はλである。したがって、光遅延線210に変換信号光45が入力すると、変換信号光45のうち波長λの非変換光はFBG212で反射し、波長λの変換光はFBG212を透過してFBG214で反射する。このとき、FBG212で反射した非変換光の経路長と比べて、FBG214で反射した変換光の経路長が長くなる。また、光遅延線210は長さ方向において均質であることから、上記の経路長の違いは光路長の違いと等価である。 Here, as shown in FIG. 1, the FBG 212 and the FBG 214 are formed on the optical delay line 210 in order from the side closer to the optical fiber 74. Further, the Bragg wavelength of FBG212 is lambda 1, the Bragg wavelength of FBG214 is lambda 3. Therefore, when the converted signal light 45 is input to the optical delay line 210, the non-converted light having the wavelength λ 1 of the converted signal light 45 is reflected by the FBG 212, and the converted light having the wavelength λ 3 is transmitted through the FBG 212 and reflected by the FBG 214. . At this time, the path length of the converted light reflected by the FBG 214 is longer than the path length of the non-converted light reflected by the FBG 212. In addition, since the optical delay line 210 is uniform in the length direction, the above-described difference in path length is equivalent to the difference in optical path length.

図4は、変換信号光45および遅延部出力光55のそれぞれのパルス波形を相互のタイミングを比較して示す図である。図4に示すように、FBG212で反射した波長λの非変換光およびFBG214で反射した波長λの変換光を含む遅延部出力光55において、変換光は非変換光に対してΔtだけ時間的に遅延する。これは、上記のように、光遅延線210が、入射した変換光および非変換光に対してこれらの光路長を異ならせて反射することによる。 FIG. 4 is a diagram showing the respective pulse waveforms of the converted signal light 45 and the delay unit output light 55 by comparing the timings thereof. As shown in FIG. 4, in the delay portion output light 55 including the non-converted light having the wavelength λ 1 reflected by the FBG 212 and the converted light having the wavelength λ 3 reflected by the FBG 214, the converted light is timed by Δt with respect to the non-converted light. Delay. This is because the optical delay line 210 reflects the incident converted light and non-converted light with different optical path lengths as described above.

ここで、光遅延線210の光ファイバ74に近い側にFBG214が形成され、光ファイバ74から遠い側にFBG212が形成された場合、遅延部出力光55における変換光および非変換光の時間的な遅延関係は逆になる。また、上記制御光35のパルス幅やパルス間隔を調整して、波長変換素子120から出力される変換信号光45に含まれる変換光の割合を変えることにより、遅延部出力光55に含まれる遅延したパルス光の割合を所望に設定することができる。さらに、遅延したパルス光の遅延時間(図4のΔt)は、光遅延線210の軸方向におけるFBG212およびFBG214の形成間隔を変えることにより所望に設定することができる。   Here, when the FBG 214 is formed on the side near the optical fiber 74 of the optical delay line 210 and the FBG 212 is formed on the side far from the optical fiber 74, the temporal conversion of the converted light and the non-converted light in the delay unit output light 55. The delay relationship is reversed. Further, by adjusting the pulse width and pulse interval of the control light 35 and changing the ratio of the converted light included in the converted signal light 45 output from the wavelength conversion element 120, the delay included in the delay unit output light 55 is changed. The ratio of the pulsed light can be set as desired. Furthermore, the delay time of the delayed pulse light (Δt in FIG. 4) can be set as desired by changing the formation interval of the FBG 212 and the FBG 214 in the axial direction of the optical delay line 210.

このように、本実施形態の光可変遅延装置10は、波長変換素子120において波長変換された変換光および波長変換されていない非変換光を、それぞれの波長に対応するFBG212およびFBG214が軸方向の異なる位置に形成された光遅延線210で反射させることにより、非変換光および変換光それぞれの波長に応じて非変換光の経路長および変換光の経路長を互いに異ならせる。これにより、非変換光および変換光の一方を、他方に対して、時間的に遅延させることができる。したがって、信号光25をパルスごとに波長変換して時間的に遅延させることができるので、所望のタイミングのパルス信号を発生させることができる。また、上記遅延部200は、電気回路等の電気的素子を含まない構成であるので、光−電気変換に伴う信号劣化も生じない。なお、図1において点線で囲って示す波長変換部100および光遅延部200を組み合わせて、光可変遅延ユニット15を形成して単独で供給することもできる。   As described above, the optical variable delay device 10 according to the present embodiment converts the converted light that has been wavelength-converted by the wavelength conversion element 120 and the non-converted light that has not been wavelength-converted into the FBG 212 and the FBG 214 that correspond to the respective wavelengths in the axial direction. By reflecting with the optical delay line 210 formed at different positions, the path length of the non-converted light and the path length of the converted light are made different from each other according to the wavelengths of the non-converted light and the converted light. Thereby, one of the non-converted light and the converted light can be delayed in time with respect to the other. Therefore, since the signal light 25 can be wavelength-converted for each pulse and delayed in time, a pulse signal at a desired timing can be generated. Further, since the delay unit 200 does not include an electrical element such as an electrical circuit, signal degradation associated with optical-electrical conversion does not occur. In addition, it is also possible to form the optical variable delay unit 15 by combining the wavelength conversion unit 100 and the optical delay unit 200 that are surrounded by a dotted line in FIG.

なお、上記実施形態において、光遅延線210は、二つの異なる波長λ、λで反射するFBG212およびFBG214を軸方向の異なる位置に配するが、光遅延線210の構成はこれに限られない。他の光遅延線210として、波長λ、λを含む波長領域で反射するように、ピッチが軸方向について連続的に変化するチャープドFBGを用いてもよい。この場合に、制御光の波長によって変換光の波長を変えることで、連続して遅延量を変えることができる。 In the above embodiment, the optical delay line 210 has the FBG 212 and the FBG 214 that reflect at two different wavelengths λ 1 and λ 3 arranged at different positions in the axial direction, but the configuration of the optical delay line 210 is not limited to this. Absent. As another optical delay line 210, a chirped FBG whose pitch continuously changes in the axial direction so as to reflect in a wavelength region including the wavelengths λ 1 and λ 3 may be used. In this case, the delay amount can be changed continuously by changing the wavelength of the converted light according to the wavelength of the control light.

図5は、他の実施形態に係る光可変遅延装置11の構造を模式的に示す図である。光可変遅延装置11において、上記の光可変遅延装置10と同じ構成については同じ参照番号を付して説明を省略する。図5に示すように、この光可変遅延装置11の遅延部201は、AWG(アレイド・ウェーブガイド・グレーティング)分波器250、および、このAWG分波器250に連結された遅延線270を有する。   FIG. 5 is a diagram schematically showing the structure of an optical variable delay device 11 according to another embodiment. In the optical variable delay device 11, the same components as those of the optical variable delay device 10 described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. As shown in FIG. 5, the delay unit 201 of the optical variable delay device 11 includes an AWG (arrayed waveguide grating) demultiplexer 250 and a delay line 270 coupled to the AWG demultiplexer 250. .

AWG分波器250は、一対のスラブ導波路252、258およびこれらの間に配された複数のアレイ導波路254、255、256、257を有する。このAWG分波器250は、波長変換部100から光ファイバ73を介して入力される変換信号光45に含まれる非変換光および変換光をそれぞれの波長に応じて分光して後段のスラブ導波路258において異なる導波路から出力する。   The AWG duplexer 250 has a pair of slab waveguides 252 and 258 and a plurality of arrayed waveguides 254, 255, 256 and 257 arranged between them. This AWG demultiplexer 250 divides the non-converted light and the converted light included in the converted signal light 45 input from the wavelength conversion unit 100 via the optical fiber 73 according to the respective wavelengths, and slab waveguides in the subsequent stage At 258, output from a different waveguide.

また、遅延線270は、複数のアレイ導波路274、275、276、277、および、合波器278を有する。これら複数のアレイ導波路274、275、276、277は、互いに長さが異なる。この遅延線270は、AWG分波器250の異なる導波路から出力されたそれぞれの光を、対応する複数のアレイ導波路274、275、276,277に入力し、合波部278において一つの光ファイバ75に出力する。このとき、アレイ導波路274はアレイ導波路275よりも経路長が長いので、例えば変換信号光45のうち変換光がアレイ導波路274を通り、非変換光がアレイ導波路275を通る場合に、変換光は非変換光に対して時間的に遅延する。ここで、変換光がアレイ導波路275を通り、非変換光がアレイ導波路274を通る場合に、遅延部出力光55における変換光および非変換光の時間的な遅延関係は逆になる。このように、光可変遅延装置11の遅延部201は、非変換光および変換光の一方を他方に対して時間的に遅延させて出力することができる。なお、図5において点線で囲って示す波長変換部100および光遅延部201を組み合わせて、光可変遅延ユニット16を形成して単独で供給することもできる。   The delay line 270 includes a plurality of arrayed waveguides 274, 275, 276, 277, and a multiplexer 278. The plurality of arrayed waveguides 274, 275, 276, and 277 have different lengths. The delay line 270 inputs the respective lights output from the different waveguides of the AWG duplexer 250 to the corresponding plurality of arrayed waveguides 274, 275, 276, and 277. Output to the fiber 75. At this time, since the path length of the arrayed waveguide 274 is longer than that of the arrayed waveguide 275, for example, when converted light of the converted signal light 45 passes through the arrayed waveguide 274 and non-converted light passes through the arrayed waveguide 275, The converted light is delayed in time with respect to the non-converted light. Here, when the converted light passes through the arrayed waveguide 275 and the non-converted light passes through the arrayed waveguide 274, the temporal delay relationship between the converted light and the non-converted light in the delay unit output light 55 is reversed. As described above, the delay unit 201 of the optical variable delay device 11 can output one of the non-converted light and the converted light with a time delay with respect to the other. In addition, it is also possible to form the optical variable delay unit 16 by combining the wavelength conversion unit 100 and the optical delay unit 201 surrounded by a dotted line in FIG.

図6は、さらに他の実施形態に係る光可変遅延装置12の構造を模式的に示す図である。光可変遅延装置12において、上記の光可変遅延装置10、11と同じ構成については同じ参照番号を付して説明を省略する。図6に示すように、この光可変遅延装置12の遅延部202は、図6に示すAWG分波器250と、このAWG分波器250に接続された光ファイバ281、282、283、284、と、これらの光ファイバ281、282、283、284、に接続された合波器278とを有する。このような構成によれば、光ファイバ281、282、283、284の長さを調節することにより、分光部231により分光された非変換光および変換光の通過する経路長を所望に設定することができる。したがって、光可変遅延装置12は、遅延部出力光55に含まれる非変換光および変換光の一方を他方に対してより大きな時間だけ遅延させることができる。なお、図6において点線で囲って示す波長変換部100および光遅延部202を組み合わせて、光可変遅延ユニット17を形成して単独で供給することもできる。   FIG. 6 is a diagram schematically illustrating the structure of an optical variable delay device 12 according to still another embodiment. In the optical variable delay device 12, the same components as those of the optical variable delay devices 10 and 11 are given the same reference numerals, and the description thereof is omitted. As shown in FIG. 6, the delay unit 202 of the optical variable delay device 12 includes the AWG duplexer 250 shown in FIG. 6 and optical fibers 281, 282, 283, 284, connected to the AWG duplexer 250. And a multiplexer 278 connected to these optical fibers 281, 282, 283, 284. According to such a configuration, by adjusting the lengths of the optical fibers 281, 282, 283, and 284, the path length through which the non-converted light and the converted light separated by the spectroscopic unit 231 pass can be set as desired. Can do. Therefore, the optical variable delay device 12 can delay one of the non-converted light and the converted light included in the delay unit output light 55 with respect to the other by a larger time. In addition, it is also possible to form the optical variable delay unit 17 by combining the wavelength conversion unit 100 and the optical delay unit 202 that are surrounded by a dotted line in FIG.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

入力された特定波長のパルス光を遅延して出力する光可変遅延装置10の構成図である。It is a block diagram of the optical variable delay apparatus 10 which delays and outputs the input pulsed light of a specific wavelength. 波長変換素子120に用いられるPPLN(Periodically Poled LiNbO:周期分極ニオブ酸リチウム)光導波路の構造を示す斜視図である。 3 is a perspective view showing a structure of a PPLN (Periodically Poled LiNbO 3 : Periodically Polarized Lithium Niobate) optical waveguide used for the wavelength conversion element 120. FIG. 信号光25、制御光35および変換信号光45のそれぞれのパルス波形を相互のタイミングを比較して示す図である。It is a figure which shows each pulse waveform of the signal light 25, the control light 35, and the conversion signal light 45 by comparing mutual timing. 変換信号光45および遅延部出力光55のそれぞれのパルス波形を相互のタイミングを比較して示す図である。It is a figure which compares each pulse waveform of the conversion signal light 45 and the delay part output light 55, comparing a mutual timing. 他の実施形態に係る光可変遅延装置11の構造を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the optical variable delay apparatus 11 which concerns on other embodiment. さらに他の実施形態に係る光可変遅延装置12の構造を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the optical variable delay apparatus 12 which concerns on other embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10、11、12 光可変遅延装置、15、16、17 光可変遅延ユニット、20 信号光源、25 信号光、30 制御光源、32 波長制御信号発生部、35 制御光、45 変換信号光、55 遅延部出力光、71、72、73、74、75 光ファイバ、100 波長変換部、110 光カプラ、120 波長変換素子、122 LiNbO基板、124 光導波路、200、201、202 遅延部、210 光遅延線、212、214 FBG、220 光サーキュレータ、230 基板、231 分光部、232、234 光導波路、252、254 光ファイバ 10, 11, 12 Optical variable delay device, 15, 16, 17 Optical variable delay unit, 20 Signal light source, 25 Signal light, 30 Control light source, 32 Wavelength control signal generator, 35 Control light, 45 Conversion signal light, 55 Delay Part output light, 71, 72, 73, 74, 75 optical fiber, 100 wavelength conversion part, 110 optical coupler, 120 wavelength conversion element, 122 LiNbO 3 substrate, 124 optical waveguide, 200, 201, 202 delay part, 210 optical delay Line, 212, 214 FBG, 220 Optical circulator, 230 Substrate, 231 Spectrometer, 232, 234 Optical waveguide, 252, 254 Optical fiber

Claims (7)

入力された特定波長のパルス光である信号光を制御光によって遅延して出力する光可変遅延ユニットであって、
前記信号光が単独で入力された場合は前記特定波長の前記信号光をそのまま非変換光として出力し、前記信号光および制御光が時間的に重畳して入力された場合に、前記制御光の波長に対応して、前記特定波長とは異なる変換波長に前記信号光の波長を変換した変換光を出力する、周期的な分極反転構造を有する波長変換素子と、
前記非変換光および前記変換光それぞれの波長に応じて互いに異なる経路長を通ることにより、前記非変換光および前記変換光の一方を、他方に対して、時間的に遅延させて出力する遅延部と
を備える光可変遅延ユニット。
An optical variable delay unit that delays and outputs signal light, which is input pulse light of a specific wavelength, with control light,
When the signal light is input alone, the signal light of the specific wavelength is output as it is as non-converted light, and when the signal light and control light are temporally superimposed and input, Corresponding to the wavelength, a wavelength conversion element having a periodic polarization inversion structure that outputs converted light obtained by converting the wavelength of the signal light to a conversion wavelength different from the specific wavelength;
A delay unit that outputs one of the non-converted light and the converted light with a time delay relative to the other by passing through different path lengths according to the wavelengths of the non-converted light and the converted light, respectively. An optical variable delay unit comprising:
前記波長変換素子は、入力された前記信号光および前記制御光の一方の第二高調波光と他方との差周波の波長を有する前記変換光を出力するPPLN(周期分極反転ニオブ酸リチウム)を含む請求項1に記載の光可変遅延ユニット。   The wavelength conversion element includes PPLN (periodically poled lithium niobate) that outputs the converted light having a difference frequency wavelength between the second harmonic light of one of the input signal light and the control light and the other. The optical variable delay unit according to claim 1. 前記遅延部は、入力された前記非変換光および前記変換光を複数の経路に分光する分光部、前記複数の経路のそれぞれに接続され、互いに異なる経路長を有する複数の光導波路、および、前記複数の光導波路からの前記非変換光および前記変換光を同一の経路上に出力する出力部を有する請求項1または2に記載の光可変遅延ユニット。   The delay unit is a spectroscopic unit that splits the input non-converted light and the converted light into a plurality of paths, a plurality of optical waveguides connected to each of the plurality of paths and having different path lengths, and The optical variable delay unit according to claim 1, further comprising an output unit configured to output the non-converted light and the converted light from a plurality of optical waveguides on the same path. 前記分光部は、AWG分波器を含む請求項3に記載の光可変遅延ユニット。   The optical variable delay unit according to claim 3, wherein the spectroscopic unit includes an AWG demultiplexer. 前記遅延部は、前記非変換光および前記変換光の通過方向に並んで、前記非変換光および前記変換光を反射するFBG(ファイバ・ブラッグ・グレーティング)が複数形成された光ファイバを含む請求項1または2に記載の光可変遅延ユニット。   The delay unit includes an optical fiber in which a plurality of FBGs (fiber Bragg gratings) that reflect the non-converted light and the converted light are formed side by side in a passing direction of the non-converted light and the converted light. 3. The optical variable delay unit according to 1 or 2. 前記遅延部は、前記非変換光および前記変換光の通過方向に、ピッチが連続的に変化するチャープドFBGが形成された光ファイバを含む請求項1または2に記載の光可変遅延ユニット。   3. The optical variable delay unit according to claim 1, wherein the delay unit includes an optical fiber in which a chirped FBG whose pitch continuously changes is formed in a passing direction of the non-converted light and the converted light. 特定波長のパルス光である信号光を制御光によって遅延して出力する光可変遅延装置であって、
信号光を出力する信号光源と、
制御光を出力する制御光源と、
前記信号光源からの前記信号光が単独で入力された場合は前記特定波長の前記信号光をそのまま非変換光として出力し、前記信号光源からの前記信号光および前記制御光源からの制御光が時間的に重畳して入力された場合に、前記制御光の波長に対応して、前記特定波長とは異なる変換波長に前記信号光の波長を変換した変換光を出力する、周期的な分極反転構造を有する波長変換素子と、
前記非変換光および前記変換光それぞれの波長に応じて互いに異なる経路長を通ることにより、前記非変換光および前記変換光の一方を、他方に対して、時間的に遅延させて出力する遅延部と
を備える光可変遅延装置。
An optical variable delay device that delays and outputs signal light, which is pulse light of a specific wavelength, with control light,
A signal light source for outputting signal light;
A control light source that outputs control light;
When the signal light from the signal light source is input alone, the signal light of the specific wavelength is output as it is as non-converted light, and the signal light from the signal light source and the control light from the control light source are timed. A periodic polarization inversion structure that outputs converted light in which the wavelength of the signal light is converted to a conversion wavelength different from the specific wavelength corresponding to the wavelength of the control light when being input in a superimposed manner A wavelength conversion element having
A delay unit that outputs one of the non-converted light and the converted light with a time delay relative to the other by passing through different path lengths according to the wavelengths of the non-converted light and the converted light, respectively. An optical variable delay device comprising:
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