JP2001125053A - 光識別再生回路及びその光識別再生回路を用いた光通信システム - Google Patents
光識別再生回路及びその光識別再生回路を用いた光通信システムInfo
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光データと同一波長で波形整形されかつノイ
ズ除去された光データを再生することが可能な光識別再
生回路を提供する。 【解決手段】 中心波長がλ0 である入力信号光パルス
列をそのクロック周波数のほぼ同一の繰り返し周波数及
び中心波長λ1 で受動モード同期を行っている第１のモ
ード同期半導体レーザ１に注入する。第１のモード同期
半導体レーザ１の出力光を、そのクロック周波数のほぼ
同一の繰り返し周波数及び中心波長λ0 で受動モード同
期を行っている第２のモード同期半導体レーザ２に光減
衰器１３を経由して注入する。第２のモード同期半導体
レーザ２の出力光を、光遅延器１４を介して光ゲート４
の一方の入出力ポートから入射し、第１の光カプラ１１
で分岐された入力信号光パルス列を光増幅器３で適切な
強度に増幅した後、第２の光カプラ１２を介して光ゲー
ト４のもう一方の入出力ポートから入射する。
ズ除去された光データを再生することが可能な光識別再
生回路を提供する。 【解決手段】 中心波長がλ0 である入力信号光パルス
列をそのクロック周波数のほぼ同一の繰り返し周波数及
び中心波長λ1 で受動モード同期を行っている第１のモ
ード同期半導体レーザ１に注入する。第１のモード同期
半導体レーザ１の出力光を、そのクロック周波数のほぼ
同一の繰り返し周波数及び中心波長λ0 で受動モード同
期を行っている第２のモード同期半導体レーザ２に光減
衰器１３を経由して注入する。第２のモード同期半導体
レーザ２の出力光を、光遅延器１４を介して光ゲート４
の一方の入出力ポートから入射し、第１の光カプラ１１
で分岐された入力信号光パルス列を光増幅器３で適切な
強度に増幅した後、第２の光カプラ１２を介して光ゲー
ト４のもう一方の入出力ポートから入射する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光識別再生回路及び
その光識別再生回路を用いた光通信システムに関し、特
に超高速な光通信システムにおいて有益な伝送中に劣化
した光信号から品質が回復した信号を再生する再生回路
に関する。
その光識別再生回路を用いた光通信システムに関し、特
に超高速な光通信システムにおいて有益な伝送中に劣化
した光信号から品質が回復した信号を再生する再生回路
に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、光通信システムにおいては、光信
号の処理の上で、光信号をいったん電気信号に変換する
構成が用いられている。このようなシステムで問題とな
るのはエレクトロニクス部品構成の複雑さに加えて、電
気的な処理による速度が、通常、数ギガビット／毎秒
（Ｇｂ／ｓ）以下に制限されることである。このため、
装置の複雑さや処理速度の制限を解決するために、少な
くとも部分的には電気を介さずに光信号のままで処理す
る技術が必要となる。
号の処理の上で、光信号をいったん電気信号に変換する
構成が用いられている。このようなシステムで問題とな
るのはエレクトロニクス部品構成の複雑さに加えて、電
気的な処理による速度が、通常、数ギガビット／毎秒
（Ｇｂ／ｓ）以下に制限されることである。このため、
装置の複雑さや処理速度の制限を解決するために、少な
くとも部分的には電気を介さずに光信号のままで処理す
る技術が必要となる。
【０００３】このような信号処理技術の中で、伝送して
波形が劣化した光データ信号列を光電変換を介さずに光
学的に信号処理して光データ信号の品質を回復させる技
術の重要性が増している。
波形が劣化した光データ信号列を光電変換を介さずに光
学的に信号処理して光データ信号の品質を回復させる技
術の重要性が増している。
【０００４】この方法の１つとして、光データ信号列か
らその信号に同期した光クロック列を抽出し、さらに光
データ信号列で光ゲートのオン／オフを制御して光クロ
ック列を切り出す方法が注目されている。
らその信号に同期した光クロック列を抽出し、さらに光
データ信号列で光ゲートのオン／オフを制御して光クロ
ック列を切り出す方法が注目されている。
【０００５】この技術については、例えば栗田らによる
「’９９年春季応用物理学関係連合講演会講演予稿集」
（ｐ．１２２２）及びＨ．Ｋｕｒｉｔａらによる「ＣＰ
Ｔ’９９ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ」（ｐ．
１３９−１４０）に記載されている。
「’９９年春季応用物理学関係連合講演会講演予稿集」
（ｐ．１２２２）及びＨ．Ｋｕｒｉｔａらによる「ＣＰ
Ｔ’９９ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ」（ｐ．
１３９−１４０）に記載されている。
【０００６】この技術は光信号パルス列をそのクロック
周波数とほぼ同じ基本モード同期周波数を有する利得領
域と可飽和吸収領域とで構成される受動モード同期半導
体レーザに入射させると、可飽和吸収領域の吸収が光信
号パルス列によって光学的に変調され、受動モード同期
半導体レーザのモード同期周波数が入射された光信号パ
ルス列のクロック周波数に引き込まれるという現象を利
用している。図３はその手法の構成を示している。
周波数とほぼ同じ基本モード同期周波数を有する利得領
域と可飽和吸収領域とで構成される受動モード同期半導
体レーザに入射させると、可飽和吸収領域の吸収が光信
号パルス列によって光学的に変調され、受動モード同期
半導体レーザのモード同期周波数が入射された光信号パ
ルス列のクロック周波数に引き込まれるという現象を利
用している。図３はその手法の構成を示している。
【０００７】このように構成された光識別再生回路の動
作を図２を参照して説明する。図２の１０１，１０２は
それぞれ入力信号光パルス列の光スペクトル、第１の抽
出クロック光パルス列の光スペクトルを示している。
作を図２を参照して説明する。図２の１０１，１０２は
それぞれ入力信号光パルス列の光スペクトル、第１の抽
出クロック光パルス列の光スペクトルを示している。
【０００８】入力信号光パルス列２１（中心波長λ0 ）
が第１のモード同期半導体レーザ１に入射されると、第
１のモード同期半導体レーザ１のモード同期周波数が光
信号パルス列のクロック周波数に引き込まれ、入力信号
光パルス列の周波数と正確に等しい繰り返し周波数の光
クロックパルス列（中心波長λ1 ）が得られる。
が第１のモード同期半導体レーザ１に入射されると、第
１のモード同期半導体レーザ１のモード同期周波数が光
信号パルス列のクロック周波数に引き込まれ、入力信号
光パルス列の周波数と正確に等しい繰り返し周波数の光
クロックパルス列（中心波長λ1 ）が得られる。
【０００９】本同期過程においては入力信号光パルス列
のタイミング情報のみが抽出され、光クロック自体には
モード同期半導体レーザ自身のパルス特性が反映される
ため、波形が整ったノイズの小さな光クロックパルス列
が得られる。
のタイミング情報のみが抽出され、光クロック自体には
モード同期半導体レーザ自身のパルス特性が反映される
ため、波形が整ったノイズの小さな光クロックパルス列
が得られる。
【００１０】さらに入力信号光パルス列２１によって光
ゲート４の光透過率を変化させて、第１の抽出クロック
光パルス列２２に入力信号を転写する。その結果、光識
別再生回路によって劣化した光信号から波形が整いかつ
ノイズの小さい中心波長λ１の出力信号光パルス列２４
を再生することが可能となる。尚、図３において、３は
光増幅器、５は光フィルタ、１１は第１の光カプラ、１
２は第２の光カプラをそれぞれ示している。
ゲート４の光透過率を変化させて、第１の抽出クロック
光パルス列２２に入力信号を転写する。その結果、光識
別再生回路によって劣化した光信号から波形が整いかつ
ノイズの小さい中心波長λ１の出力信号光パルス列２４
を再生することが可能となる。尚、図３において、３は
光増幅器、５は光フィルタ、１１は第１の光カプラ、１
２は第２の光カプラをそれぞれ示している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在の
光通信の標準的な方式である波長多重光通信システムに
おいては、中継器前後の波長が同一であることが要求さ
れる場合が多い。ところが、従来の光再生回路におい
て、同一波長での再生中継を行うことは非常に困難であ
る。
光通信の標準的な方式である波長多重光通信システムに
おいては、中継器前後の波長が同一であることが要求さ
れる場合が多い。ところが、従来の光再生回路におい
て、同一波長での再生中継を行うことは非常に困難であ
る。
【００１２】これはモード同期半導体レーザを用いて同
一波長の光クロック抽出行う場合、注入光データの波長
がモード同期半導体レーザ内部の損失が小さい波長であ
るため、最適光強度以上で注入すると、可飽和吸収領域
を通過した注入光データが利得領域での誘導増幅を受け
て共振器内を周回し、利得領域の利得と可飽和吸収体の
吸収をランダムに変調してモード同期半導体レーザの発
振状態に擾乱を与え、強度雑音が付加されるためであ
る。
一波長の光クロック抽出行う場合、注入光データの波長
がモード同期半導体レーザ内部の損失が小さい波長であ
るため、最適光強度以上で注入すると、可飽和吸収領域
を通過した注入光データが利得領域での誘導増幅を受け
て共振器内を周回し、利得領域の利得と可飽和吸収体の
吸収をランダムに変調してモード同期半導体レーザの発
振状態に擾乱を与え、強度雑音が付加されるためであ
る。
【００１３】そのため、動作のトレランス向上の観点か
ら、従来はモード同期半導体レーザの発振状態に擾乱を
与えにくい、モード同期半導体レーザの発振波長と異な
る波長を有する光データを注入する手法が用いられるた
め、中継器前後で波長が変換されてしまうという問題が
ある。
ら、従来はモード同期半導体レーザの発振状態に擾乱を
与えにくい、モード同期半導体レーザの発振波長と異な
る波長を有する光データを注入する手法が用いられるた
め、中継器前後で波長が変換されてしまうという問題が
ある。
【００１４】そこで、本発明の目的は上記の問題点を解
消し、光データと同一波長で波形整形されかつノイズ除
去された光データを再生することができる光識別再生回
路及びその光識別再生回路を用いた光通信システムを提
供することにある。
消し、光データと同一波長で波形整形されかつノイズ除
去された光データを再生することができる光識別再生回
路及びその光識別再生回路を用いた光通信システムを提
供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明による光識別再生
回路は、信号光パルス列の入射に対してそのクロックと
同一周波数かつ前記信号光パルス列と異なる中心波長を
有するクロック光パルス列を同期して発生可能な第１の
モード同期半導体レーザと、前記信号光パルス列を第１
のモード同期半導体レーザに結合する手段と、前記第１
のモード同期半導体レーザからのクロック光パルス列の
入射に対してそのクロック光パルス列と同一周波数かつ
異なる中心波長を有するクロック光パルス列を同期して
発生可能な第２のモード同期半導体レーザと、前記第１
のモード同期半導体レーザ及び前記第２のモード同期半
導体レーザを光学的に結合する手段と、光入射によって
光透過率が変調を受ける動作をする光ゲートと、前記第
２のモード同期半導体レーザからのクロック光パルスと
前記信号光パルス列とを光学的に前記光ゲートに結合す
る手段と、前記第２のモード同期半導体レーザからのク
ロック光パルスと前記信号光パルス列との間に適切な光
学的遅延を設ける手段とを備えている。
回路は、信号光パルス列の入射に対してそのクロックと
同一周波数かつ前記信号光パルス列と異なる中心波長を
有するクロック光パルス列を同期して発生可能な第１の
モード同期半導体レーザと、前記信号光パルス列を第１
のモード同期半導体レーザに結合する手段と、前記第１
のモード同期半導体レーザからのクロック光パルス列の
入射に対してそのクロック光パルス列と同一周波数かつ
異なる中心波長を有するクロック光パルス列を同期して
発生可能な第２のモード同期半導体レーザと、前記第１
のモード同期半導体レーザ及び前記第２のモード同期半
導体レーザを光学的に結合する手段と、光入射によって
光透過率が変調を受ける動作をする光ゲートと、前記第
２のモード同期半導体レーザからのクロック光パルスと
前記信号光パルス列とを光学的に前記光ゲートに結合す
る手段と、前記第２のモード同期半導体レーザからのク
ロック光パルスと前記信号光パルス列との間に適切な光
学的遅延を設ける手段とを備えている。
【００１６】本発明による光通信システムは、信号光パ
ルス列の入射に対してそのクロックと同一周波数かつ前
記信号光パルス列と異なる中心波長を有するクロック光
パルス列を同期して発生可能な第１のモード同期半導体
レーザと、前記信号光パルス列を第１のモード同期半導
体レーザに結合する手段と、前記第１のモード同期半導
体レーザからのクロック光パルス列の入射に対してその
クロック光パルス列と同一周波数かつ異なる中心波長を
有するクロック光パルス列を同期して発生可能な第２の
モード同期半導体レーザと、前記第１のモード同期半導
体レーザ及び前記第２のモード同期半導体レーザを光学
的に結合する手段と、光入射によって光透過率が変調を
受ける動作をする光ゲートと、前記第２のモード同期半
導体レーザからのクロック光パルスと前記信号光パルス
列とを光学的に前記光ゲートに結合する手段と、前記第
２のモード同期半導体レーザからのクロック光パルスと
前記信号光パルス列との間に適切な光学的遅延を設ける
手段とからなる光識別再生回路を中継器として備えてい
る。
ルス列の入射に対してそのクロックと同一周波数かつ前
記信号光パルス列と異なる中心波長を有するクロック光
パルス列を同期して発生可能な第１のモード同期半導体
レーザと、前記信号光パルス列を第１のモード同期半導
体レーザに結合する手段と、前記第１のモード同期半導
体レーザからのクロック光パルス列の入射に対してその
クロック光パルス列と同一周波数かつ異なる中心波長を
有するクロック光パルス列を同期して発生可能な第２の
モード同期半導体レーザと、前記第１のモード同期半導
体レーザ及び前記第２のモード同期半導体レーザを光学
的に結合する手段と、光入射によって光透過率が変調を
受ける動作をする光ゲートと、前記第２のモード同期半
導体レーザからのクロック光パルスと前記信号光パルス
列とを光学的に前記光ゲートに結合する手段と、前記第
２のモード同期半導体レーザからのクロック光パルスと
前記信号光パルス列との間に適切な光学的遅延を設ける
手段とからなる光識別再生回路を中継器として備えてい
る。
【００１７】すなわち、本発明の第１の光識別再生回路
は、信号光パルス列の入射に対して、そのクロックと同
一周波数かつ信号光パルス列と異なる中心波長を有する
クロック光パルス列を同期して発生可能な第１のモード
同期半導体レーザと、信号光パルス列を第１のモード同
期半導体レーザに結合する手段と、第１のモード同期半
導体レーザからのクロック光パルス列の入射に対してそ
のクロック光パルス列と同一周波数かつ異なる中心波長
を有するクロック光パルス列を同期して発生可能な第２
のモード同期半導体レーザと、これら２つのモード同期
半導体レーザの光学的な結合手段と、光入射によって光
透過率が変調を受ける動作をする光ゲートと、第２のモ
ード同期半導体レーザからのクロック光パルスと信号光
パルス列を光学的に光ゲートに結合する手段と、第２の
モード同期半導体レーザからのクロック光パルスと信号
光パルス列との間に適切な光学的遅延を設ける手段とを
有している。
は、信号光パルス列の入射に対して、そのクロックと同
一周波数かつ信号光パルス列と異なる中心波長を有する
クロック光パルス列を同期して発生可能な第１のモード
同期半導体レーザと、信号光パルス列を第１のモード同
期半導体レーザに結合する手段と、第１のモード同期半
導体レーザからのクロック光パルス列の入射に対してそ
のクロック光パルス列と同一周波数かつ異なる中心波長
を有するクロック光パルス列を同期して発生可能な第２
のモード同期半導体レーザと、これら２つのモード同期
半導体レーザの光学的な結合手段と、光入射によって光
透過率が変調を受ける動作をする光ゲートと、第２のモ
ード同期半導体レーザからのクロック光パルスと信号光
パルス列を光学的に光ゲートに結合する手段と、第２の
モード同期半導体レーザからのクロック光パルスと信号
光パルス列との間に適切な光学的遅延を設ける手段とを
有している。
【００１８】本発明の第２の光識別再生回路は、上記の
光識別再生回路において、２つのモード同期半導体レー
ザの光学的結合の途中に第１のモード同期半導体レーザ
からの光クロックパルス列と同一の中心波長を有する波
長選択素子を挿入しかつ第２のモード同期半導体レーザ
と光ゲートとの光学的結合の途中に第２のモード同期半
導体レーザからの光クロックパルス列と同じ中心周波数
を有する波長選択素子を挿入している。
光識別再生回路において、２つのモード同期半導体レー
ザの光学的結合の途中に第１のモード同期半導体レーザ
からの光クロックパルス列と同一の中心波長を有する波
長選択素子を挿入しかつ第２のモード同期半導体レーザ
と光ゲートとの光学的結合の途中に第２のモード同期半
導体レーザからの光クロックパルス列と同じ中心周波数
を有する波長選択素子を挿入している。
【００１９】本発明の第３の光識別再生回路は、上記の
光識別再生回路において、光ゲートが少なくとも２つの
光入出力ポートを有し、信号光パルス列と第２のモード
同期半導体レーザからのクロック光パルス列とを互いに
異なる向きに進行するように光学的に光ゲートに結合す
る手段を備え、光ゲートの少なくとも１つの光入出力ポ
ートに光分波器を接続している。
光識別再生回路において、光ゲートが少なくとも２つの
光入出力ポートを有し、信号光パルス列と第２のモード
同期半導体レーザからのクロック光パルス列とを互いに
異なる向きに進行するように光学的に光ゲートに結合す
る手段を備え、光ゲートの少なくとも１つの光入出力ポ
ートに光分波器を接続している。
【００２０】本発明の第４の光識別再生回路は、上記の
光識別再生回路において、光分波器を光カプラとしてい
る。
光識別再生回路において、光分波器を光カプラとしてい
る。
【００２１】本発明の第５の光識別再生回路は、上記の
光識別再生回路において、光分波器を光サーキュレータ
としている。
光識別再生回路において、光分波器を光サーキュレータ
としている。
【００２２】本発明の第６の光識別再生回路は、上記の
光識別再生回路において、光識別再生回路中の第１のモ
ード同期半導体レーザ及び第２のモード同期半導体レー
ザが可飽和吸収領域と利得領域とを有しており、各々の
モード同期半導体レーザ単体では受動モード同期するよ
うにしている。
光識別再生回路において、光識別再生回路中の第１のモ
ード同期半導体レーザ及び第２のモード同期半導体レー
ザが可飽和吸収領域と利得領域とを有しており、各々の
モード同期半導体レーザ単体では受動モード同期するよ
うにしている。
【００２３】また、本発明における光再生中継器におい
ては、中心波長λ0 を有する光データパルス列に対して
それぞれ発振波長がλ1 ，λ0 であるという２つのモー
ド同期半導体レーザによる光クロック抽出をカスケード
に２回行う。
ては、中心波長λ0 を有する光データパルス列に対して
それぞれ発振波長がλ1 ，λ0 であるという２つのモー
ド同期半導体レーザによる光クロック抽出をカスケード
に２回行う。
【００２４】これによって、モード同期半導体レーザに
擾乱を与える波長での光注入を行うことなく、同一波長
の光クロック抽出が可能になる。また、第１のモード同
期半導体レーザによる光クロック抽出によってランダム
なデータ変調成分が除去されるため、第２のモード同期
半導体レーザへの注入光は定常的なクロックパルスとな
り、第２のモード同期半導体レーザではランダムな擾乱
を受けることなく、強度雑音の少ない光クロック抽出が
可能となる。
擾乱を与える波長での光注入を行うことなく、同一波長
の光クロック抽出が可能になる。また、第１のモード同
期半導体レーザによる光クロック抽出によってランダム
なデータ変調成分が除去されるため、第２のモード同期
半導体レーザへの注入光は定常的なクロックパルスとな
り、第２のモード同期半導体レーザではランダムな擾乱
を受けることなく、強度雑音の少ない光クロック抽出が
可能となる。
【００２５】これまでにモード同期半導体レーザによる
光クロック抽出過程では、過剰なタイミングジッタが生
じないことが示されており、２段カスケード接続しても
光クロックの特性を劣化させることはない。よって、光
データと同一波長で波形整形されかつノイズ除去された
光データを再生することが可能となる。
光クロック抽出過程では、過剰なタイミングジッタが生
じないことが示されており、２段カスケード接続しても
光クロックの特性を劣化させることはない。よって、光
データと同一波長で波形整形されかつノイズ除去された
光データを再生することが可能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施例について
図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例によ
る光識別再生回路の構成を示すブロック図である。図１
において、図示せぬ伝送路からの入力信号光パルス列２
１は第１の光カプラ１１によって２分岐され、その一部
は第１のモード同期半導体レーザ１に入射される。
図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例によ
る光識別再生回路の構成を示すブロック図である。図１
において、図示せぬ伝送路からの入力信号光パルス列２
１は第１の光カプラ１１によって２分岐され、その一部
は第１のモード同期半導体レーザ１に入射される。
【００２７】第１のモード同期半導体レーザ１の出力光
（第１の抽出クロック光パルス列２２）は光減衰器１３
を通して第２のモード同期半導体レーザ２に入射され
る。第２のモード同期半導体レーザ２からの出力光（第
２の抽出クロック光パルス列２３）は光遅延器１４を通
して光ゲート４の一方に入射される。
（第１の抽出クロック光パルス列２２）は光減衰器１３
を通して第２のモード同期半導体レーザ２に入射され
る。第２のモード同期半導体レーザ２からの出力光（第
２の抽出クロック光パルス列２３）は光遅延器１４を通
して光ゲート４の一方に入射される。
【００２８】また、光カプラ１１によって分岐された他
方の入力光信号パルス列は光増幅器３で増幅され、第２
の光カプラ１２を通して光ゲート４のもう片方のポート
から入射される。さらに、第２の光カプラ１２からは出
力信号光パルス列２４が取り出される。
方の入力光信号パルス列は光増幅器３で増幅され、第２
の光カプラ１２を通して光ゲート４のもう片方のポート
から入射される。さらに、第２の光カプラ１２からは出
力信号光パルス列２４が取り出される。
【００２９】図２は入力信号光パルス列、第１の抽出ク
ロック光パルス列、第２の抽出クロック光パルス列の光
スペクトルを示す図である。図２において、１０１は入
力信号光パルス列の光スペクトルを、１０２は第１の抽
出クロック光パルス列の光スペクトルを、１０３は第２
の抽出クロック光パルス列の光スペクトルをそれぞれ示
している。これら図１及び図２を参照して上記のように
構成された光識別再生回路の動作について説明する。
ロック光パルス列、第２の抽出クロック光パルス列の光
スペクトルを示す図である。図２において、１０１は入
力信号光パルス列の光スペクトルを、１０２は第１の抽
出クロック光パルス列の光スペクトルを、１０３は第２
の抽出クロック光パルス列の光スペクトルをそれぞれ示
している。これら図１及び図２を参照して上記のように
構成された光識別再生回路の動作について説明する。
【００３０】図１において、まず、中心波長がλ0 であ
る入力信号光パルス列２１をそのクロック周波数のほぼ
同一の繰り返し周波数及び中心波長λ1 で受動モード同
期を行っている第１のモード同期半導体レーザ１に注入
することによって、入力信号光パルス列２１のクロック
周波数と周波数が等しくタイミング同期した中心波長波
長λ1 、第１の抽出クロック光パルス列２２が抽出され
る。
る入力信号光パルス列２１をそのクロック周波数のほぼ
同一の繰り返し周波数及び中心波長λ1 で受動モード同
期を行っている第１のモード同期半導体レーザ１に注入
することによって、入力信号光パルス列２１のクロック
周波数と周波数が等しくタイミング同期した中心波長波
長λ1 、第１の抽出クロック光パルス列２２が抽出され
る。
【００３１】次に、この光パルス列を、その周波数のほ
ぼ同一の繰り返し周波数及び中心波長λ0 で受動モード
同期を行っている第２のモード同期半導体レーザ２に光
減衰器１３を経由して注入することで、入力信号光パル
ス列２１と同一波長λ0 を有する第２の抽出クロック光
パルス列２３を抽出することができる。
ぼ同一の繰り返し周波数及び中心波長λ0 で受動モード
同期を行っている第２のモード同期半導体レーザ２に光
減衰器１３を経由して注入することで、入力信号光パル
ス列２１と同一波長λ0 を有する第２の抽出クロック光
パルス列２３を抽出することができる。
【００３２】この構成によって、モード同期半導体レー
ザに大きな擾乱を与える波長での光注入をすることな
く、入力光データと同一波長の光クロック抽出が可能に
なるため、クロック抽出の動作トレランスが大きく、強
度雑音成分の小さい良好なクロック光パルス列を得るこ
とができる。
ザに大きな擾乱を与える波長での光注入をすることな
く、入力光データと同一波長の光クロック抽出が可能に
なるため、クロック抽出の動作トレランスが大きく、強
度雑音成分の小さい良好なクロック光パルス列を得るこ
とができる。
【００３３】また、第１のモード同期半導体レーザ１に
よる光クロック抽出によってランダムなデータ変調成分
が除去されるため、第２のモード同期半導体レーザ２へ
の注入光は定常的なクロックパルスになり、第２のモー
ド同期半導体レーザ２からは強度雑音の少ない光クロッ
ク抽出が可能となる。
よる光クロック抽出によってランダムなデータ変調成分
が除去されるため、第２のモード同期半導体レーザ２へ
の注入光は定常的なクロックパルスになり、第２のモー
ド同期半導体レーザ２からは強度雑音の少ない光クロッ
ク抽出が可能となる。
【００３４】一方、第１の光カプラ１１によって分岐さ
れた入力信号光パルス列２１を光増幅器３によって適切
な強度に増幅した後、第２の光カプラ１２を介して光ゲ
ート４のもう一方の入出力ポートから入れることによっ
て、光ゲート４の透過率は入力信号光パルス列２１によ
って変調を受ける。
れた入力信号光パルス列２１を光増幅器３によって適切
な強度に増幅した後、第２の光カプラ１２を介して光ゲ
ート４のもう一方の入出力ポートから入れることによっ
て、光ゲート４の透過率は入力信号光パルス列２１によ
って変調を受ける。
【００３５】この状態で第２の抽出クロック光パルス列
２３を適切な時間遅延を設けた光遅延器１４を介して光
ゲート４の一方の入出力ポートから入射させると、第２
の抽出クロック光パルス列２３に入力信号光パルス列２
１のデータ情報の転写が可能となる。
２３を適切な時間遅延を設けた光遅延器１４を介して光
ゲート４の一方の入出力ポートから入射させると、第２
の抽出クロック光パルス列２３に入力信号光パルス列２
１のデータ情報の転写が可能となる。
【００３６】その際、入力信号光パルス列２１と第２の
抽出クロック光パルス列２３とは互いに異なる向きに進
行するように光ゲート４に入射されているため、第２の
光カプラ１２のもう一方のポートからはデータ情報が転
写された良好な第２の抽出クロック光パルス列成分のみ
を取り出すことが可能であり、入力信号光パルス列２１
のクロストークのない良好な識別再生光を得ることがで
きる。
抽出クロック光パルス列２３とは互いに異なる向きに進
行するように光ゲート４に入射されているため、第２の
光カプラ１２のもう一方のポートからはデータ情報が転
写された良好な第２の抽出クロック光パルス列成分のみ
を取り出すことが可能であり、入力信号光パルス列２１
のクロストークのない良好な識別再生光を得ることがで
きる。
【００３７】ここで、本実施例では光ゲート４の入出力
に第２の光カプラ１２を用いているが、第２の光カプラ
１２の代わりに３ポートを有するサーキュレータを使用
しても良い。また、２つのモード同期半導体レーザの光
学的結合の途中に中心波長λ1 を有する波長選択素子を
挿入し、第２のモード同期半導体レーザ２と光ゲート４
との光学的結合の途中に中心波長λ0 を有する波長選択
素子を挿入すると、注入光成分の除去が可能になるため
に、さらにノイズ成分の小さい識別再生光を得ることが
できる。
に第２の光カプラ１２を用いているが、第２の光カプラ
１２の代わりに３ポートを有するサーキュレータを使用
しても良い。また、２つのモード同期半導体レーザの光
学的結合の途中に中心波長λ1 を有する波長選択素子を
挿入し、第２のモード同期半導体レーザ２と光ゲート４
との光学的結合の途中に中心波長λ0 を有する波長選択
素子を挿入すると、注入光成分の除去が可能になるため
に、さらにノイズ成分の小さい識別再生光を得ることが
できる。
【００３８】本実施例においては第１のモード同期半導
体レーザ１及び第２のモード同期半導体レーザ２とし
て、ＩｎＧａＡｓＰ系の活性層構造を持ち、可飽和吸収
領域及び利得領域、並びに分布帰還型反射構造を有する
半導体レーザデバイスを、光学結合が容易であるよう
に、光学的アイソレータやレンズ等の光学部品を内蔵す
るモジュール構造にしたものを用いている。
体レーザ１及び第２のモード同期半導体レーザ２とし
て、ＩｎＧａＡｓＰ系の活性層構造を持ち、可飽和吸収
領域及び利得領域、並びに分布帰還型反射構造を有する
半導体レーザデバイスを、光学結合が容易であるよう
に、光学的アイソレータやレンズ等の光学部品を内蔵す
るモジュール構造にしたものを用いている。
【００３９】各々受動モード同期状態において、第１の
モード同期半導体レーザ１は１０−ＧＨｚ、第２のモー
ド同期半導体レーザ２は１０−ＧＨｚのモード同期動作
を行い、両者の中心波長はそれぞれ約１．５５５μｍ、
１．５５０μｍで５−ｐｓ時間幅のコヒーレントな光パ
ルスを発生するようにしている。また、入力信号光パル
ス列２１の速度は１０−Ｇｂ／ｓ、中心波長は１．５５
０μｍとしている。
モード同期半導体レーザ１は１０−ＧＨｚ、第２のモー
ド同期半導体レーザ２は１０−ＧＨｚのモード同期動作
を行い、両者の中心波長はそれぞれ約１．５５５μｍ、
１．５５０μｍで５−ｐｓ時間幅のコヒーレントな光パ
ルスを発生するようにしている。また、入力信号光パル
ス列２１の速度は１０−Ｇｂ／ｓ、中心波長は１．５５
０μｍとしている。
【００４０】さらに、光ゲート４としては半導体レーザ
と同様の半導体層構造を有する導波路チップを、やはり
モジュール構造にしたものを用い、電気的に逆バイアス
を印加して使用している。光増幅器３にはエルビウムフ
ァイバ増幅器を用いている。これらのコンポーネントを
含む光クロック抽出回路はすべて光ファイバによって光
学的な結合を行っている。
と同様の半導体層構造を有する導波路チップを、やはり
モジュール構造にしたものを用い、電気的に逆バイアス
を印加して使用している。光増幅器３にはエルビウムフ
ァイバ増幅器を用いている。これらのコンポーネントを
含む光クロック抽出回路はすべて光ファイバによって光
学的な結合を行っている。
【００４１】以上の構成によって、最終的に、ノイズを
有する入力光データパルス列から同一波長でのノイズが
除去された１０−Ｇｂ／ｓの光データパルス列を得るこ
とができる。
有する入力光データパルス列から同一波長でのノイズが
除去された１０−Ｇｂ／ｓの光データパルス列を得るこ
とができる。
【００４２】このように、中心波長がλ0 である入力信
号光パルス列２１を、そのクロック周波数のほぼ同一の
繰り返し周波数及び中心波長λ1 で受動モード同期を行
っている第１のモード同期半導体レーザ１に注入するこ
とによって、入力信号光パルス列２１のクロック周波数
と周波数が等しく、タイミング同期した中心波長波長λ
1 、同一周波数の第１の抽出クロック光パルス列２２が
抽出される。
号光パルス列２１を、そのクロック周波数のほぼ同一の
繰り返し周波数及び中心波長λ1 で受動モード同期を行
っている第１のモード同期半導体レーザ１に注入するこ
とによって、入力信号光パルス列２１のクロック周波数
と周波数が等しく、タイミング同期した中心波長波長λ
1 、同一周波数の第１の抽出クロック光パルス列２２が
抽出される。
【００４３】次に、この光パルス列を、そのクロック周
波数のほぼ同一の繰り返し周波数及び中心波長λ0 で受
動モード同期を行っている第２のモード同期半導体レー
ザ２に光減衰器１３を経由して注入することで、入力信
号光パルス列２１と同一波長λ0 を有する第２の抽出ク
ロック光パルス列２３を抽出することができる。
波数のほぼ同一の繰り返し周波数及び中心波長λ0 で受
動モード同期を行っている第２のモード同期半導体レー
ザ２に光減衰器１３を経由して注入することで、入力信
号光パルス列２１と同一波長λ0 を有する第２の抽出ク
ロック光パルス列２３を抽出することができる。
【００４４】この過程において、モード同期半導体レー
ザに大きな擾乱を与える波長での光注入をすることな
く、入力光データと同一波長の光クロック抽出が可能に
なるため、光クロック抽出の動作トレランスが大きく、
強度雑音成分の小さい良好なクロック光パルス列を得る
ことができる。
ザに大きな擾乱を与える波長での光注入をすることな
く、入力光データと同一波長の光クロック抽出が可能に
なるため、光クロック抽出の動作トレランスが大きく、
強度雑音成分の小さい良好なクロック光パルス列を得る
ことができる。
【００４５】この第２の抽出クロック光パルス列２３を
適切な時間遅延を設けた光遅延器１４を介して光ゲート
４の一方の入出力ポートから入射させ、第１の光カプラ
１１によって分岐された入力信号光パルス列２１を光増
幅器３によって適切な強度に増幅した後、第２の光カプ
ラ１２を介して光ゲート４のもう一方の入出力ポートか
ら入れることによって、光ゲート４の透過率が入力信号
光パルス列２１によって変調を受ける。これによって、
第２の抽出クロック光パルス列２３に入力光パルス列の
データ情報が転写され、入力光データパルス列と同一波
長の波形整形、ノイズ除去された識別再生光を得ること
ができる。
適切な時間遅延を設けた光遅延器１４を介して光ゲート
４の一方の入出力ポートから入射させ、第１の光カプラ
１１によって分岐された入力信号光パルス列２１を光増
幅器３によって適切な強度に増幅した後、第２の光カプ
ラ１２を介して光ゲート４のもう一方の入出力ポートか
ら入れることによって、光ゲート４の透過率が入力信号
光パルス列２１によって変調を受ける。これによって、
第２の抽出クロック光パルス列２３に入力光パルス列の
データ情報が転写され、入力光データパルス列と同一波
長の波形整形、ノイズ除去された識別再生光を得ること
ができる。
【００４６】上述したような構成をとることによって、
入力信号光パルス列２１（入力光データ信号列）と同一
波長で、波形整形及びノイズ除去された光データ列を再
生することができる。よって、大容量光通信に有用な伝
送光データと同一波長での超高速な光識別再生が可能な
再生中継器及びそれを用いる光通信システムを実現する
ことができる。
入力信号光パルス列２１（入力光データ信号列）と同一
波長で、波形整形及びノイズ除去された光データ列を再
生することができる。よって、大容量光通信に有用な伝
送光データと同一波長での超高速な光識別再生が可能な
再生中継器及びそれを用いる光通信システムを実現する
ことができる。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、信
号光パルス列の入射に対してそのクロックと同一周波数
かつ信号光パルス列と異なる中心波長を有するクロック
光パルス列を同期して発生可能な第１のモード同期半導
体レーザと、信号光パルス列を第１のモード同期半導体
レーザに結合する手段と、第１のモード同期半導体レー
ザからのクロック光パルス列の入射に対してそのクロッ
ク光パルス列と同一周波数かつ異なる中心波長を有する
クロック光パルス列を同期して発生可能な第２のモード
同期半導体レーザと、第１のモード同期半導体レーザ及
び第２のモード同期半導体レーザを光学的に結合する手
段と、光入射によって光透過率が変調を受ける動作をす
る光ゲートと、第２のモード同期半導体レーザからのク
ロック光パルスと信号光パルス列とを光学的に光ゲート
に結合する手段と、第２のモード同期半導体レーザから
のクロック光パルスと信号光パルス列との間に適切な光
学的遅延を設ける手段とを具備することによって、光デ
ータと同一波長で波形整形されかつノイズ除去された光
データを再生することができるという効果がある。
号光パルス列の入射に対してそのクロックと同一周波数
かつ信号光パルス列と異なる中心波長を有するクロック
光パルス列を同期して発生可能な第１のモード同期半導
体レーザと、信号光パルス列を第１のモード同期半導体
レーザに結合する手段と、第１のモード同期半導体レー
ザからのクロック光パルス列の入射に対してそのクロッ
ク光パルス列と同一周波数かつ異なる中心波長を有する
クロック光パルス列を同期して発生可能な第２のモード
同期半導体レーザと、第１のモード同期半導体レーザ及
び第２のモード同期半導体レーザを光学的に結合する手
段と、光入射によって光透過率が変調を受ける動作をす
る光ゲートと、第２のモード同期半導体レーザからのク
ロック光パルスと信号光パルス列とを光学的に光ゲート
に結合する手段と、第２のモード同期半導体レーザから
のクロック光パルスと信号光パルス列との間に適切な光
学的遅延を設ける手段とを具備することによって、光デ
ータと同一波長で波形整形されかつノイズ除去された光
データを再生することができるという効果がある。
【図１】本発明の一実施例による光識別再生回路の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】入力信号光パルス列、第１の抽出クロック光パ
ルス列、第２の抽出クロック光パルス列の光スペクトル
を示す図である。
ルス列、第２の抽出クロック光パルス列の光スペクトル
を示す図である。
【図３】従来例による光識別再生回路の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
１ 第１のモード同期半導体レーザ ２ 第２のモード同期半導体レーザ ３ 光増幅器 ４ 光ゲート １１ 第１の光カプラ １２ 第２の光カプラ １３ 光減衰器 １４ 光遅延器 ２１ 入力信号光パルス列 ２２ 第１の抽出クロック光パルス列 ２３ 第２の抽出クロック光パルス列 ２４ 出力信号光パルス列
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/06 Ｆターム(参考） 2H079 AA08 AA13 BA01 CA04 CA05 DA16 EA07 5K002 AA06 BA02 BA04 BA13 CA02 CA12 CA14 DA07
Claims (12)
- 【請求項１】 信号光パルス列の入射に対してそのクロ
ックと同一周波数かつ前記信号光パルス列と異なる中心
波長を有するクロック光パルス列を同期して発生可能な
第１のモード同期半導体レーザと、 前記信号光パルス列を第１のモード同期半導体レーザに
結合する手段と、 前記第１のモード同期半導体レーザからのクロック光パ
ルス列の入射に対してそのクロック光パルス列と同一周
波数かつ異なる中心波長を有するクロック光パルス列を
同期して発生可能な第２のモード同期半導体レーザと、 前記第１のモード同期半導体レーザ及び前記第２のモー
ド同期半導体レーザを光学的に結合する手段と、 光入射によって光透過率が変調を受ける動作をする光ゲ
ートと、 前記第２のモード同期半導体レーザからのクロック光パ
ルスと前記信号光パルス列とを光学的に前記光ゲートに
結合する手段と、 前記第２のモード同期半導体レーザからのクロック光パ
ルスと前記信号光パルス列との間に適切な光学的遅延を
設ける手段とを有することを特徴とする光識別再生回
路。 - 【請求項２】 前記第１のモード同期半導体レーザ及び
前記第２のモード同期半導体レーザの光学的結合の途中
に前記第１のモード同期半導体レーザからの光クロック
パルス列と同一の中心波長を有する波長選択素子を挿入
し、前記第２のモード同期半導体レーザと前記光ゲート
との光学的結合の途中に前記第２のモード同期半導体レ
ーザからのクロック光パルス列と同じ中心周波数を有す
る波長選択素子を挿入するようにしたことを特徴とする
請求項１記載の光識別再生回路。 - 【請求項３】 前記光ゲートが少なくとも２つの光入出
力ポートを含み、 前記信号光パルス列と前記第２のモード同期半導体レー
ザからのクロック光パルス列とを互いに異なる向きに進
行するように光学的に前記光ゲートに結合する手段を含
み、 前記光ゲートの少なくとも１つの光入出力ポートに光分
波器を接続するようにしたことを特徴とする請求項１ま
たは請求項２記載の光識別再生回路。 - 【請求項４】 前記光分波器が光カプラであることを特
徴とする請求項３記載の光識別再生回路。 - 【請求項５】 前記光分波器が光サーキュレータである
ことを特徴とする請求項３記載の光識別再生回路。 - 【請求項６】 前記第１のモード同期半導体レーザ及び
前記第２のモード同期半導体レーザが可飽和吸収領域と
利得領域とを含み、前記第１のモード同期半導体レーザ
及び前記第２のモード同期半導体レーザ各々単体で受動
モード同期するようにしたことを特徴とする請求項１か
ら請求項５のいずれか記載の光識別再生回路。 - 【請求項７】 信号光パルス列の入射に対してそのクロ
ックと同一周波数かつ前記信号光パルス列と異なる中心
波長を有するクロック光パルス列を同期して発生可能な
第１のモード同期半導体レーザと、前記信号光パルス列
を第１のモード同期半導体レーザに結合する手段と、前
記第１のモード同期半導体レーザからのクロック光パル
ス列の入射に対してそのクロック光パルス列と同一周波
数かつ異なる中心波長を有するクロック光パルス列を同
期して発生可能な第２のモード同期半導体レーザと、前
記第１のモード同期半導体レーザ及び前記第２のモード
同期半導体レーザを光学的に結合する手段と、光入射に
よって光透過率が変調を受ける動作をする光ゲートと、
前記第２のモード同期半導体レーザからのクロック光パ
ルスと前記信号光パルス列とを光学的に前記光ゲートに
結合する手段と、前記第２のモード同期半導体レーザか
らのクロック光パルスと前記信号光パルス列との間に適
切な光学的遅延を設ける手段とからなる光識別再生回路
を中継器として有することを特徴とする光通信システ
ム。 - 【請求項８】 前記第１のモード同期半導体レーザ及び
前記第２のモード同期半導体レーザの光学的結合の途中
に前記第１のモード同期半導体レーザからの光クロック
パルス列と同一の中心波長を有する波長選択素子を挿入
し、前記第２のモード同期半導体レーザと前記光ゲート
との光学的結合の途中に前記第２のモード同期半導体レ
ーザからのクロック光パルス列と同じ中心周波数を有す
る波長選択素子を挿入するようにしたことを特徴とする
請求項７記載の光通信システム。 - 【請求項９】 前記光ゲートが少なくとも２つの光入出
力ポートを含み、 前記信号光パルス列と前記第２のモード同期半導体レー
ザからのクロック光パルス列とを互いに異なる向きに進
行するように光学的に前記光ゲートに結合する手段を前
記光識別再生回路に含み、 前記光ゲートの少なくとも１つの光入出力ポートに光分
波器を接続するようにしたことを特徴とする請求項７ま
たは請求項８記載の光通信システム。 - 【請求項１０】 前記光分波器が光カプラであることを
特徴とする請求項９記載の光通信システム。 - 【請求項１１】 前記光分波器が光サーキュレータであ
ることを特徴とする請求項９記載の光通信システム。 - 【請求項１２】 前記第１のモード同期半導体レーザ及
び前記第２のモード同期半導体レーザが可飽和吸収領域
と利得領域とを含み、前記第１のモード同期半導体レー
ザ及び前記第２のモード同期半導体レーザ各々単体で受
動モード同期するようにしたことを特徴とする請求項７
から請求項１１のいずれか記載の光通信システム。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30479399A JP3468176B2 (ja) | 1999-10-27 | 1999-10-27 | 光識別再生回路及びその光識別再生回路を用いた光通信システム |
| US09/694,865 US6650845B1 (en) | 1999-10-27 | 2000-10-24 | Optical repeater using two mode-locked laser diodes for regenerating output pulses of same wavelength as incident optical pulses |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30479399A JP3468176B2 (ja) | 1999-10-27 | 1999-10-27 | 光識別再生回路及びその光識別再生回路を用いた光通信システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001125053A true JP2001125053A (ja) | 2001-05-11 |
| JP3468176B2 JP3468176B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=17937313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30479399A Expired - Fee Related JP3468176B2 (ja) | 1999-10-27 | 1999-10-27 | 光識別再生回路及びその光識別再生回路を用いた光通信システム |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6650845B1 (ja) |
| JP (1) | JP3468176B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010081210A (ja) * | 2008-09-25 | 2010-04-08 | Anritsu Corp | 光信号発生装置 |
| WO2014142115A1 (ja) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | 日本電気株式会社 | 光送信システム、光送信装置、光受信装置、及び光送信方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| JP3762997B2 (ja) * | 2003-08-28 | 2006-04-05 | 独立行政法人情報通信研究機構 | 光パルス分離装置及び方法 |
| KR100640006B1 (ko) * | 2005-10-14 | 2006-11-01 | 한국전자통신연구원 | 광학적 클럭 신호 추출 장치 및 방법 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5784184A (en) * | 1995-05-11 | 1998-07-21 | Ciena Corporation | WDM Optical communication systems with remodulators and remodulating channel selectors |
| JP3036424B2 (ja) * | 1996-01-12 | 2000-04-24 | 日本電気株式会社 | 信号再生機能を有する光中継器 |
| JP3438770B2 (ja) * | 1998-03-06 | 2003-08-18 | Ｋｄｄｉ株式会社 | 光ディジタル再生装置 |
| JP3882979B2 (ja) * | 1999-10-15 | 2007-02-21 | 富士通株式会社 | 波形整形のための装置及びシステム |
-
1999
- 1999-10-27 JP JP30479399A patent/JP3468176B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-10-24 US US09/694,865 patent/US6650845B1/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2010081210A (ja) * | 2008-09-25 | 2010-04-08 | Anritsu Corp | 光信号発生装置 |
| WO2014142115A1 (ja) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | 日本電気株式会社 | 光送信システム、光送信装置、光受信装置、及び光送信方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6650845B1 (en) | 2003-11-18 |
| JP3468176B2 (ja) | 2003-11-17 |
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