JP2001168845A - Optical demultiplexer - Google Patents

Optical demultiplexer

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JP2001168845A
JP2001168845A JP35160199A JP35160199A JP2001168845A JP 2001168845 A JP2001168845 A JP 2001168845A JP 35160199 A JP35160199 A JP 35160199A JP 35160199 A JP35160199 A JP 35160199A JP 2001168845 A JP2001168845 A JP 2001168845A
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JP
Japan
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optical
pulse train
light
self
semiconductor laser
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JP35160199A
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Japanese (ja)
Inventor
Shin Arataira
慎 荒平
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical demultiplexer where the number of components can be decreased, power consumption is reduced and the size is reduced, because it is not required to receive an optical clock signal externally and the optical adjustment can be facilitated because it is not required to adjust the polarized state of demultiplexed optical signals. SOLUTION: A three-port optical circulator 132 transmits an optical multiplex pulse stream 141, resulting from applying optical time division multiplex(OTDM) to optical pulse streams of N channels to a hybrid mode synchronization DBR semiconductor laser 1 and a self-oscillating optical pulse stream whose frequency is 1/N of the pulse repeating frequency of the optical multiplex pulse stream 141 generated by the hybrid mode synchronization DBR semiconductor laser 1, the optical multiplex pulse stream 141, and an optically combined light consisting of a four-wave mixed light generated by the interaction between the self-oscillating optical pulse streams and the optical multiplex pulse stream 141 are delivered to a wavelength filter 133. The wavelength filter 133 outputs only the four-wave mixed light from the composite light as a specific channel.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、長距離光ファイバ
通信の受信側に用いられる光多重分離装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical multiplexing / demultiplexing apparatus used on the receiving side of long-distance optical fiber communication.

【0002】[0002]

【従来の技術】大容量長距離光ファイバ通信を実現する
伝送方式の一例として光時分割多重(OTDM)伝送方
式がある。この伝送方式では、電気的制御が可能な範囲
での低ビットレート(例えば10Gbit/S程度)の
光パルス列を発生させ、この光パルス列を時間軸上で複
数チャネル多重化して伝送容量を増大させている。例え
ば16チャネル多重化して160Gbit/S程度まで
増大させている。受信側では、この多重化された光パル
ス列をチャネル毎に分離する必要がある。そこで光多重
分離装置が必要になってくる。かかる光多重分離装置と
して、光で光を制御する全光学的手法を用いた光多重分
離装置が複数件報告されている。その一例がS.Kawanish
i,T.Morioka,O.Kamatani,H.Takara,J.M.Jacob and M.Sa
ruwatari,ELECTRONICS LETTERS 9th June 1994 Vol.30
No.12(引用文献1)に開示されている。
2. Description of the Related Art An optical time division multiplexing (OTDM) transmission system is an example of a transmission system for realizing large-capacity long-distance optical fiber communication. In this transmission method, an optical pulse train of a low bit rate (for example, about 10 Gbit / S) within an electrically controllable range is generated, and this optical pulse train is multiplexed on a plurality of channels on a time axis to increase a transmission capacity. I have. For example, 16 channels are multiplexed to increase to about 160 Gbit / S. On the receiving side, it is necessary to separate the multiplexed optical pulse train for each channel. Therefore, an optical multiplexing / demultiplexing device is required. As such an optical multiplexing / demultiplexing device, a plurality of optical multiplexing / demultiplexing devices using an all-optical method of controlling light with light have been reported. One example is S. Kawanish
i, T.Morioka, O.Kamatani, H.Takara, JMJacob and M.Sa
ruwatari, ELECTRONICS LETTERS 9th June 1994 Vol.30
No. 12 (cited reference 1).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の技術には、次のような解決すべき課題があっ
た。上記文献に開示されている技術はもとより他の複数
の文献に開示されている技術においても、光で光を制御
する全光学的手法を用いた光多重分離装置に共通するの
は、定常的な光パルス列を発生する光クロック信号が別
途必要になってくる。更に、光クロック信号及び多重光
信号双方の偏光状態を調整することが必要とされる。か
かる要求を満足させるために、光多重分離装置は、必然
的に大型でかつ高価なものになっていた。又、光学調整
が煩雑になるという解決すべき課題が残されている。
However, the above-mentioned prior art has the following problems to be solved. In addition to the technology disclosed in the above document, the technology disclosed in a plurality of other documents also has a common point in an optical multiplexing / demultiplexing device using an all-optical method of controlling light with light. An optical clock signal for generating an optical pulse train is required separately. Further, it is necessary to adjust the polarization state of both the optical clock signal and the multiplexed optical signal. In order to satisfy such demands, optical multiplexing / demultiplexing devices have necessarily been large and expensive. Also, there remains a problem to be solved in that optical adjustment becomes complicated.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は以上の点を解決
するため次の構成を採用する。 〈構成1〉Nチャネルの光パルス列が光時分割多重(O
TDM)された光多重パルス列を第一のポートから受け
入れて第二のポートを経てモード同期DBR半導体レー
ザへ送出し、上記モード同期DBR半導体レーザが生成
する自己発振光パルス列と、上記光多重パルス列と、上
記自己発振光パルス列と上記光多重パルス列との交互作
用によって生成される4波混合光からなる複合光を上記
第二のポートから受け入れて第三のポートへ出力する光
サーキュレータと、上記光サーキュレータの第三のポー
トから上記光複合光を受け入れて上記4波混合光のみ出
力させる光波長フィルタとを備え、上記モード同期DB
R半導体レーザは、上記光多重パルス列のパルス繰り返
し周波数の1/Nの周波数で自己発振光パルス列を生成
し、この自己発振光パルス列が生成されるタイミングは
上記光多重パルス列のいずれかのチャネルと一致し、上
記自己発振光パルス列の波長は上記光多重パルス列の波
長とは異なることを特徴とする光多重分離装置。
The present invention employs the following structure to solve the above problems. <Structure 1> An N-channel optical pulse train is optically time-division multiplexed (O
TDM) received optical multiplexed pulse train from the first port and sends it out to the mode-locked DBR semiconductor laser through the second port, and the self-oscillating optical pulse train generated by the mode-locked DBR semiconductor laser; An optical circulator for receiving a composite light composed of four-wave mixing light generated by an interaction between the self-oscillating optical pulse train and the optical multiplexed pulse train from the second port and outputting the composite light to a third port; An optical wavelength filter that receives the optical composite light from the third port and outputs only the four-wave mixing light, and the mode-locked DB
The R semiconductor laser generates a self-oscillating optical pulse train at a frequency of 1 / N of the pulse repetition frequency of the optical multiplexing pulse train, and the timing at which the self-oscillating optical pulse train is generated coincides with any channel of the optical multiplexing pulse train. An optical multiplexing / demultiplexing apparatus characterized in that the wavelength of the self-oscillating optical pulse train is different from the wavelength of the optical multiplexing pulse train.

【0005】〈構成2〉上記構成1に記載の光多重分離
装置において、上記モード同期DBR半導体レーザは、
上記自己発振光パルス列を外部から印加される交流電圧
源に同期させる可飽和吸収領域と、上記自己発振光パル
ス列の波長に一致する回折格子を備えるDBR領域が配
置され、上記可飽和吸収領域に上記光多重パルス列のパ
ルス繰り返し周波数の1/Nの交流電圧源が印加され、
この交流電圧源に同期する上記自己発振光パルス列の一
部が上記DBR領域で反射されること特徴とする光多重
分離装置。
<Structure 2> In the optical multiplexing / demultiplexing device according to Structure 1, the mode-locked DBR semiconductor laser is
A saturable absorption region for synchronizing the self-oscillation light pulse train with an externally applied AC voltage source, and a DBR region including a diffraction grating that matches the wavelength of the self-oscillation light pulse train are arranged. An AC voltage source of 1 / N of the pulse repetition frequency of the optical multiplex pulse train is applied,
An optical demultiplexing device, wherein a part of the self-oscillating light pulse train synchronized with the AC voltage source is reflected by the DBR region.

【0006】〈構成3〉上記構成1又は構成2に記載の
光多重分離装置において、上記光多重パルス列が上記モ
ード同期DBR半導体レーザに入力されるタイミングを
遅延させる光遅延回路と、上記モード同期DBR半導体
レーザが出力する上記4波混合光の一部を受け入れてそ
の光強度を検出する光ディテクタと、上記光遅延回路の
遅延時間を制御するコントローラを備え、上記コントロ
ーラは、上記光ディテクタの検出結果に基づいて上記光
遅延回路の遅延時間を制御して上記4波混合光の光強度
を所定のレベル以上に維持することを特徴とする光多重
分離装置。
<Structure 3> In the optical multiplexing / demultiplexing device according to Structure 1 or 2, an optical delay circuit for delaying a timing at which the optical multiplexed pulse train is input to the mode-locked DBR semiconductor laser; An optical detector that receives a part of the four-wave mixing light output from the semiconductor laser and detects the light intensity thereof; and a controller that controls a delay time of the optical delay circuit, wherein the controller detects a detection result of the optical detector. An optical multiplexing / demultiplexing device for controlling the delay time of the optical delay circuit based on the above-mentioned factor to maintain the light intensity of the four-wave mixing light at a predetermined level or more.

【0007】〈構成4〉上記構成1又は構成2に記載の
光多重分離装置において、上記交流電圧源が上記可飽和
吸収領域に印加されるタイミングを遅延させる電気遅延
回路と、上記モード同期DBR半導体レーザが出力する
上記4波混合光の一部を受け入れてその光強度を検出す
る光ディテクタと、上記電気遅延回路の遅延時間を制御
する制御回路を備え、上記制御回路は、上記光ディテク
タの検出結果に基づいて上記電気遅延回路の遅延時間を
制御して上記4波混合光の光強度を所定のレベル以上に
維持することを特徴とする光多重分離装置。
<Structure 4> In the optical multiplexing / demultiplexing device according to Structure 1 or 2, an electric delay circuit for delaying a timing at which the AC voltage source is applied to the saturable absorption region, and the mode-locked DBR semiconductor An optical detector for receiving a part of the four-wave mixing light output by the laser and detecting the light intensity thereof, and a control circuit for controlling a delay time of the electric delay circuit, wherein the control circuit detects the optical detector. An optical multiplexing / demultiplexing device, wherein the delay time of the electric delay circuit is controlled based on the result to maintain the light intensity of the four-wave mixing light at a predetermined level or more.

【0008】〈構成5〉Nチャネルの光パルス列が光時
分割多重(OTDM)された光多重パルス列を受け入れ
てモード同期DBR半導体レーザへ送出する光信号入力
用光アイソレータと、上記モード同期DBR半導体レー
ザが生成する自己発振光パルス列と、上記光多重パルス
列と、上記自己発振光パルス列と上記光多重パルス列と
の交互作用によって生成される4波混合光からなる光複
合光を上記モード同期DBR半導体レーザから受け入れ
て光波長フィルタへ送出する4波混合光取り出し用光ア
イソレータと、上記4波混合光取り出し用光アイソレー
タから上記光複合光を受け入れて上記4波混合光のみ出
力させる光波長フィルタとを備え、上記モード同期DB
R半導体レーザは、上記光多重パルス列のパルス繰り返
し周波数の1/Nの周波数で自己発振し、この自己発振
光パルス列が生成されるタイミングは上記光多重パルス
列のいずれかのチャネルと一致し、上記自己発振光パル
ス列の波長は上記光多重パルス列の波長とは異なること
を特徴とする光多重分離装置。
<Structure 5> An optical isolator for inputting an optical signal for receiving an optical multiplexed pulse train in which an N-channel optical pulse train has been subjected to optical time division multiplexing (OTDM) and sending it to a mode-locked DBR semiconductor laser, and the mode-locked DBR semiconductor laser Generates a self-oscillating light pulse train, an optical multiplexed pulse train, and an optical composite light composed of four-wave mixing light generated by the interaction of the self-oscillating light pulse train and the optical multiplexed pulse train from the mode-locked DBR semiconductor laser. An optical isolator for receiving and sending out to the optical wavelength filter for extracting four-wave mixed light, and an optical wavelength filter for receiving the optical composite light from the optical isolator for extracting four-wave mixed light and outputting only the four-wave mixed light, The above mode synchronization DB
The R semiconductor laser self-oscillates at a frequency of 1 / N of the pulse repetition frequency of the optical multiplex pulse train, and the timing at which this self-oscillation optical pulse train is generated coincides with any channel of the optical multiplex pulse train. An optical multiplexing / demultiplexing device, wherein the wavelength of the oscillation light pulse train is different from the wavelength of the optical multiplexing pulse train.

【0009】〈構成6〉上記構成5に記載の光多重分離
装置において、上記モード同期DBR半導体レーザは、
内部の光通路の中心部に上記自己発振光パルス列を外部
から印加される交流電圧源に同期させる可飽和吸収領域
と、上記光通路の両端部に自己発振光パルス列の波長に
一致する回折格子を備えるDBR領域が配置され、上記
可飽和吸収領域に上記光多重パルス列のパルス繰り返し
周波数の1/Nの交流電圧源が印加され、この交流電圧
源に同期する上記自己発振光パルス列の一部が上記DB
R領域間で反射されること特徴とする光多重分離装置。
<Structure 6> In the optical demultiplexer according to Structure 5, the mode-locked DBR semiconductor laser is
A saturable absorption region that synchronizes the self-oscillation light pulse train with an externally applied AC voltage source at the center of the internal light path, and a diffraction grating that matches the wavelength of the self-oscillation light pulse train at both ends of the light passage. A DBR region is provided, and an AC voltage source of 1 / N of the pulse repetition frequency of the optical multiplex pulse train is applied to the saturable absorption region, and a part of the self-oscillating light pulse train synchronized with this AC voltage source is DB
An optical demultiplexer, which is reflected between R regions.

【0010】〈構成7〉上記構成5又は構成6に記載の
光多重分離装置において、上記光多重パルス列が上記モ
ード同期DBR半導体レーザに入力されるタイミングを
遅延させる光遅延回路と、上記モード同期DBR半導体
レーザが出力する上記4波混合光の一部を受け入れてそ
の光強度を検出する光ディテクタと、上記光遅延回路の
遅延時間を制御するコントローラを備え、上記コントロ
ーラは、上記光ディテクタの検出結果に基づいて上記光
遅延回路の遅延時間を制御して上記4波混合光の光強度
を所定のレベル以上に維持することを特徴とする光多重
分離装置。
<Structure 7> In the optical multiplexing / demultiplexing device according to Structure 5 or 6, an optical delay circuit for delaying a timing at which the optical multiplexed pulse train is input to the mode-locked DBR semiconductor laser; An optical detector that receives a part of the four-wave mixing light output from the semiconductor laser and detects the light intensity thereof; and a controller that controls a delay time of the optical delay circuit, wherein the controller detects a detection result of the optical detector. An optical multiplexing / demultiplexing device for controlling the delay time of the optical delay circuit based on the above-mentioned factor to maintain the light intensity of the four-wave mixing light at a predetermined level or more.

【0011】〈構成8〉上記構成5又は構成6に記載の
光多重分離装置において、上記交流電圧源が上記可飽和
吸収領域に印加されるタイミングを遅延させる電気遅延
回路と、上記モード同期DBR半導体レーザが出力する
上記4波混合光の一部を受け入れてその光強度を検出す
る光ディテクタと、上記電気遅延回路の遅延時間を制御
する制御回路を備え、上記制御回路は、上記光ディテク
タの検出結果に基づいて上記電気遅延回路の遅延時間を
制御して上記4波混合光の光強度を所定のレベル以上に
維持することを特徴とする光多重分離装置。
<Structure 8> In the optical multiplexing / demultiplexing device according to Structure 5 or 6, an electric delay circuit for delaying a timing at which the AC voltage source is applied to the saturable absorption region, and the mode-locked DBR semiconductor An optical detector for receiving a part of the four-wave mixing light output by the laser and detecting the light intensity thereof, and a control circuit for controlling a delay time of the electric delay circuit, wherein the control circuit detects the optical detector. An optical multiplexing / demultiplexing device, wherein the delay time of the electric delay circuit is controlled based on the result to maintain the light intensity of the four-wave mixing light at a predetermined level or more.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
例を用いて説明する。 〈具体例1の構成〉図1は、具体例1の構成図である。
図1より、具体例1の光多重分離装置は、ハイブリッド
モード同期DBR(Distributed Bragg Reflector)半
導体レーザ1と、結合レンズ131と、3ポート光サー
キュレータ132と、波長フィルタ133とから構成さ
れる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below using specific examples. <Structure of Concrete Example 1> FIG.
As shown in FIG. 1, the optical multiplexing / demultiplexing apparatus of the first embodiment includes a hybrid mode-locked DBR (Distributed Bragg Reflector) semiconductor laser 1, a coupling lens 131, a three-port optical circulator 132, and a wavelength filter 133.

【0013】ハイブリッドモード同期DBR(Distribu
ted Bragg Reflector)半導体レーザ1は、パルス繰り
返し周波数fmlの光パルス列を発振出力する同期モー
ドレーザである。ハイブリッドモード同期DBR半導体
レーザ1の詳細は「S.Arahira and Y.Ogawa,Passive an
d hybrid modelockings in multi-electrode DBR laser
with two gain sections ELECTRONICS LETTERS 11th M
ay 1995 Vol.31 No.10pp.808〜809」(引用文献2)に
本発明の発明者によって開示されている。結合レンズ1
31は、3ポート光サーキュレータ132とハイブリッ
ドモード同期DBR半導体レーザ1間の光経路を結合す
る光学レンズである。
A hybrid mode synchronous DBR (Distribute
The ted Bragg Reflector semiconductor laser 1 is a synchronous mode laser that oscillates and outputs an optical pulse train having a pulse repetition frequency fml. For details of the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1, see "S. Arahira and Y. Ogawa, Passive an
d hybrid modelockings in multi-electrode DBR laser
with two gain sections ELECTRONICS LETTERS 11th M
ay 1995 Vol. 31 No. 10 pp. 808-809 "(cited reference 2). Coupling lens 1
An optical lens 31 couples an optical path between the three-port optical circulator 132 and the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1.

【0014】3ポート光サーキュレータ132は、入出
力ポートを3個備え、第一のポートから受け入れた光信
号を第二のポートに出力し、第二のポートから受け入れ
た光信号を第三のポートへ出力し、第三のポートから受
け入れた光信号を第一のポートへ出力するサーキュレー
タである。ここでは、Nチャネルの光パルス列が光時分
割多重(OTDM)された光多重信号パルス列を第一の
ポートから受け入れて第二のポートを経て結合レンズ1
31を介してハイブリッドモード同期DBR半導体レー
ザ1へ送出し、上記ハイブリッドモード同期DBR半導
体レーザ1が出力する自己発振光パルス列と上記光多重
信号パルス列と、上記自己発振光パルス列と上記光多重
パルス列との交互作用によって生成される4波混合光か
らなる複合光を第二のポートから受け入れて第三のポー
トを経て波長フィルタ133へ出力する。
The three-port optical circulator 132 has three input / output ports, outputs an optical signal received from the first port to a second port, and outputs an optical signal received from the second port to a third port. The circulator outputs the optical signal received from the third port to the first port. Here, an optical multiplexed signal pulse train in which an N-channel optical pulse train is subjected to optical time division multiplexing (OTDM) is received from a first port and passed through a second port.
The hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1 transmits the self-oscillating optical pulse train, the optical multiplexed signal pulse train, the self-oscillating optical pulse train, and the optical multiplexed pulse train output from the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1 via The composite light composed of the four-wave mixing light generated by the interaction is received from the second port and output to the wavelength filter 133 via the third port.

【0015】波長フィルタ133は、上記光サーキュレ
ータ132の第三のポートから上記ハイブリッドモード
同期DBR半導体レーザ1が出力する自己発振光パルス
列、上記光多重信号パルス列、及び4波混合光からなる
複合光を受け入れて4波混合光のみ出力させるフィルタ
である。ここで4波混合光とは、非線形光学媒質中で、
角周波数ω1の光子が2個と角周波数ω2の光子が1個
消滅し、代わりに角周波数2ω1−ω2の新たな波長の
光子が1個生成するが、この光子を4波混合光と云う。
本発明に適用するならば、角周波数ω1の光子はハイブ
リッドモード同期DBR半導体レーザ1の自己発振光パ
ルス列であり、角周波数ω2の光子は光多重パルス列で
ある。この自己発振光パルス列と光多重パルス列との交
互作用によって生成される波長変換光が4波混合光であ
る(後に実験例を用いて再度説明する)。
The wavelength filter 133 outputs a composite light composed of the self-oscillation light pulse train output from the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1 from the third port of the optical circulator 132, the light multiplexed signal pulse train, and four-wave mixing light. This is a filter that receives and outputs only four-wave mixing light. Here, the four-wave mixed light means a nonlinear optical medium,
Two photons at angular frequency ω1 and one photon at angular frequency ω2 disappear, and one photon with a new wavelength at angular frequency 2ω1-ω2 is generated instead. This photon is called four-wave mixed light.
If applied to the present invention, the photon of angular frequency ω1 is a self-oscillation light pulse train of the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1, and the photon of angular frequency ω2 is an optical multiplex pulse train. The wavelength-converted light generated by the interaction between the self-oscillation light pulse train and the optical multiplex pulse train is four-wave mixing light (described again using an experimental example later).

【0016】更に、ハイブリッドモード同期DBR半導
体レーザ1は、可飽和吸収領域101と、利得領域10
2と、受動導波路領域103と、DBR(Distributed
Bragg Reflector)領域104と、n型共通電極111
と、可飽和吸収体p側電極112と、利得領域p側電極
113と、受動導波路p側電極114と、DBRp側電
極115と、可飽和吸収体逆バイアス電圧源121と、
利得領域電流源122と、受動導波路電流あるいは逆バ
イアス電圧源123と、DBR電流あるいは逆バイアス
電圧源124と、交流電圧源125とを備える。
Further, the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1 has a saturable absorption region 101 and a gain region 10.
2, the passive waveguide region 103, and the DBR (Distributed
Bragg reflector) region 104 and n-type common electrode 111
A saturable absorber p-side electrode 112, a gain region p-side electrode 113, a passive waveguide p-side electrode 114, a DBRp-side electrode 115, a saturable absorber reverse bias voltage source 121,
A gain region current source 122, a passive waveguide current or reverse bias voltage source 123, a DBR current or reverse bias voltage source 124, and an AC voltage source 125 are provided.

【0017】可飽和吸収領域101は、モード同期を生
じさせる部分である。この領域には、可飽和吸収体p側
電極112と、n型共通電極111を介して、交流電圧
源125が印加され、この交流電圧源125に自己発振
光を同期させる領域である。利得領域102は、光を発
生させる部分である。この領域には利得領域p側電極1
13とn型共通電極111を介して利得領域電流源12
2が印加されキャリアを励起して発振に至らしめる領域
である。
The saturable absorption region 101 is a portion that causes mode locking. In this region, an AC voltage source 125 is applied via the saturable absorber p-side electrode 112 and the n-type common electrode 111, and the self-oscillation light is synchronized with the AC voltage source 125. The gain region 102 is a portion that generates light. In this region, the gain region p-side electrode 1
13 and the gain region current source 12 via the n-type common electrode 111.
A region 2 is applied to excite carriers to cause oscillation.

【0018】受動導波路領域103は、発振波長に対し
て透明な導波路である。この領域には受動導波路p側電
極114とn型共通電極111を介して受動導波路電流
あるいは逆バイアス電圧源123が印加される。DBR
領域104には、DBRp側電極115と、n型共通電
極111を介してDBR電流あるいは逆バイアス電圧源
124が印加される。又、発振波長及び発振波長幅を決
定するDBR(Distributed Bragg Reflector)即ち回
折格子を備える領域である。
The passive waveguide region 103 is a waveguide that is transparent to the oscillation wavelength. In this area, a passive waveguide current or a reverse bias voltage source 123 is applied via a passive waveguide p-side electrode 114 and an n-type common electrode 111. DBR
A DBR current or a reverse bias voltage source 124 is applied to the region 104 via a DBRp side electrode 115 and an n-type common electrode 111. Further, it is a region provided with a DBR (Distributed Bragg Reflector) for determining an oscillation wavelength and an oscillation wavelength width, that is, a diffraction grating.

【0019】本発明は、二つの基本原理に基づいて成立
する。以下にその基本原理について説明する。 基本原理1 「可飽和吸収領域101に周波数fml近傍の周波数f
rfの交流電圧源125を印加することによってハイブ
リッドモード同期DBR半導体レーザ1から交流電圧源
125に同期した安定な光パルス列を生成することがで
きる」図1において、ハイブリッドモード同期DBR半
導体レーザ1に光多重パルス列141を入力していない
状態で、電流源あるいは逆バイアス電圧源121〜12
4に所定のバイアスを印加するとハイブリッドモード同
期DBR半導体レーザ1は発振を開始する。レーザの周
回周波数あるいは、その整数倍と一致した周波数fml
近傍のパルス繰り返し周波数の光パルス列を出力する。
The present invention is established based on two basic principles. The basic principle will be described below. Basic Principle 1 “The frequency f near the frequency fm
By applying an AC voltage source 125 of rf, a stable optical pulse train synchronized with the AC voltage source 125 can be generated from the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1 ". In FIG. When the multiple pulse train 141 is not input, the current source or the reverse bias voltage sources 121 to 12
When a predetermined bias is applied to 4, the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1 starts oscillating. Frequency fml that coincides with the orbital frequency of the laser or its integral multiple
An optical pulse train with a nearby pulse repetition frequency is output.

【0020】この時可飽和吸収領域101に周波数fm
l近傍の周波数frfの交流電圧源を印加するとハイブ
リッドモード同期DBR半導体レーザ1はパルス繰り返
し周波数frfでジッタの少ない安定な光パルス列を発
生する。上記、引用文献2にその詳細が開示されてい
る。
At this time, the frequency fm is applied to the saturable absorption region 101.
When an AC voltage source having a frequency frf near 1 is applied, the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1 generates a stable optical pulse train with little jitter at a pulse repetition frequency frf. The details are disclosed in the above cited reference 2.

【0021】基本原理2 「ハイブリッドモード同期DBR半導体レーザ1が波長
λsの自己発振光を生成している時に波長λbの注入光
を外部から注入すると、その出力からは波長λsの自己
発振光と波長λbの注入光のみならず、波長λtなる波
長変換光(4波混合光)が出力される」この現象の一部
が上記、引用文献1に開示されているが、ここでは以下
に発明者の2つの実験データに基づいて基本原理2につ
いて詳細説明する。
Basic Principle 2 When the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1 generates self-oscillation light of wavelength λs and injects injection light of wavelength λb from outside, the self-oscillation light of wavelength λs and wavelength Not only the injected light of λb but also the wavelength-converted light (four-wave mixed light) having the wavelength λt is output. ”A part of this phenomenon is disclosed in the above cited reference 1, but here, the following description will be given. The basic principle 2 will be described in detail based on two experimental data.

【0022】実験1 図2は実験1の構成図である。図2より、実験1では、
注入光143と出力光144を分離する3ポート光サー
キュレータ132と、3ポート光サーキュレータ132
と、ハイブリッドモード同期DBR半導体レーザ1を結
合する結合レンズ131と、スペクトラムアナライザ1
34が配置される。スペクトラムアナライザ134は、
出力光の周波数スペクトラムを測定する測定器である。
その他の部分は具体例1の構成で説明した内容と全く同
様なので説明を割愛する。
Experiment 1 FIG. 2 is a block diagram of Experiment 1. From FIG. 2, in Experiment 1,
A three-port optical circulator 132 for separating the injection light 143 and the output light 144, and a three-port optical circulator 132
, A coupling lens 131 for coupling the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1, and a spectrum analyzer 1
34 are arranged. The spectrum analyzer 134
This is a measuring instrument for measuring the frequency spectrum of the output light.
The other parts are completely the same as the contents described in the configuration of the first embodiment, and thus the description is omitted.

【0023】実験に用いた光パルス繰り返し周波数33
GHzのハイブリッドモード同期DBR半導体レーザの
仕様は以下の通りである。可飽和吸収領域101及び利
得領域102の活性層は利得ピーク波長が1570nm
近傍のInGaAsP/InGaAsP歪み多重量子井
戸である。可飽和吸収領域101の長さは、75μmで
あり、利得領域102の長さは750μmである。受動
導波路領域103及びDBR領域104の導波路はバン
ドギャップ波長1.3μmのInGaAsPのバルク層
とした。DBR領域104の長さは、約300μmであ
る。素子の全長は約1.3mmとした。
The light pulse repetition frequency 33 used in the experiment
The specifications of the GHz hybrid mode-locked DBR semiconductor laser are as follows. The active layers of the saturable absorption region 101 and the gain region 102 have a gain peak wavelength of 1570 nm.
Nearby InGaAsP / InGaAsP strained multiple quantum well. The length of the saturable absorption region 101 is 75 μm, and the length of the gain region 102 is 750 μm. The waveguides of the passive waveguide region 103 and the DBR region 104 were made of a bulk layer of InGaAsP having a band gap wavelength of 1.3 μm. The length of the DBR region 104 is about 300 μm. The total length of the element was about 1.3 mm.

【0024】実験結果 注入光143を注入しない状態でスペクトラムアナライ
ザを観測して以下の結果が得られた。図3は、実験1の
測定結果の説明図である。図3(a)は、ハイブリッド
モード同期DBR半導体レーザ1の自己発振光の光スペ
クトラム測定結果である。中心波長λsは1559.4
nmでスペクトル幅は、約0.54nmであった。この
値はDBRのブラッグ波長と一致している。また光パル
スのパルス幅は約6ps、パルス繰り返し周波数は約3
3GHzであった。またレーザ出力は平均強度約10m
Wであった。
Experimental Results The following results were obtained by observing a spectrum analyzer without injection light 143 being injected. FIG. 3 is an explanatory diagram of the measurement results of Experiment 1. FIG. 3A shows an optical spectrum measurement result of the self-oscillation light of the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1. The center wavelength λs is 1559.4.
The spectral width in nm was about 0.54 nm. This value matches the Bragg wavelength of the DBR. The pulse width of the optical pulse is about 6 ps and the pulse repetition frequency is about 3
It was 3 GHz. The laser output has an average intensity of about 10m
W.

【0025】次に注入光143(図2)として中心波長
λb=1563.2nmで光強度4mWの連続光を注入
した状態でスペクトラムアナライザを観測して以下の結
果が得られた。図3(b)は、ハイブリッドモード同期
DBR半導体レーザ1に注入光として中心波長λb=1
563.2nmで光強度4mWの連続光を注入した時の
測定結果である。自己発振光λsのスペクトルを挟んで
注入光λbと全く対称な位置に新たなスペクトル成分
(波長変換光λt)が発生していることが分かる。この
波長変換光λtの光信号が上記4波混合光である。以後
この4波混合光を波長変換光λtと記す。
Next, the following results were obtained by observing a spectrum analyzer with continuous light having a center wavelength λb = 1563.2 nm and a light intensity of 4 mW injected as the injected light 143 (FIG. 2). FIG. 3B shows that the center wavelength λb = 1 as injection light into the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1.
It is a measurement result at the time of injecting continuous light of 563.2 nm and light intensity of 4 mW. It can be seen that a new spectral component (wavelength-converted light λt) is generated at a position completely symmetrical with the injected light λb with respect to the spectrum of the self-oscillating light λs. The optical signal of the wavelength converted light λt is the four-wave mixing light. Hereinafter, this four-wave mixing light is referred to as wavelength-converted light λt.

【0026】実験2 図4は実験2の構成図である。図4より、実験2では、
注入光143と出力光144を分離する3ポート光サー
キュレータ132と、ハイブリッドモード同期DBR半
導体レーザ1と、3ポート光サーキュレータ132と、
結合レンズ131と、結合レンズ351と、波長フィル
タ133と、波長フィルタ352が配置されている。結
合レンズ351は、ハイブリッドモード同期DBR半導
体レーザ1と波長フィルタ352を結合するレンズであ
る。波長フィルタ352はハイブリッドモード同期DB
R半導体レーザ1の自己発振光λsを通過させる光フィ
ルタである。その他の部分は具体例1の構成で説明した
内容と全く同様なので説明を割愛する。
Experiment 2 FIG. 4 is a block diagram of Experiment 2. From FIG. 4, in Experiment 2,
A three-port optical circulator 132 for separating the injection light 143 and the output light 144, the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1, a three-port optical circulator 132,
A coupling lens 131, a coupling lens 351, a wavelength filter 133, and a wavelength filter 352 are arranged. The coupling lens 351 is a lens that couples the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1 and the wavelength filter 352. The wavelength filter 352 is a hybrid mode locked DB
This is an optical filter that allows self-oscillation light λs of the R semiconductor laser 1 to pass. The other parts are completely the same as the contents described in the configuration of the first embodiment, and thus the description is omitted.

【0027】実験結果 注入光143(図4)として波長λbの連続波を注入し
た状態での波長フィルタ133の出力と波長フィルタ3
52の出力をSHG相関計で観測して以下の結果が得ら
れた。図5は、実験2の測定結果の説明図である。図5
(a)は、波長フィルタ352の出力波形である。図5
(a)よりパルス繰り返し周波数約33GHzの光パル
ス列が発生していることが分かる。このパルス列はハイ
ブリッドモード同期DBR半導体レーザ1(図4)の自
己発振光λsに基づくパルス列である。
Experimental Results The output of the wavelength filter 133 and the wavelength filter 3 when a continuous wave of the wavelength λb was injected as the injection light 143 (FIG. 4).
The following results were obtained by observing the output of No. 52 with an SHG correlator. FIG. 5 is an explanatory diagram of the measurement results of Experiment 2. FIG.
(A) is an output waveform of the wavelength filter 352. FIG.
(A) shows that an optical pulse train having a pulse repetition frequency of about 33 GHz is generated. This pulse train is a pulse train based on the self-oscillation light λs of the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1 (FIG. 4).

【0028】図5(b)は、波長フィルタ133の出力
波形である。図5(b)よりパルス繰り返し周波数約3
3GHzの光パルス列が発生していることが分かる。こ
のパルス列はハイブリッドモード同期DBR半導体レー
ザ1(図4)の内部で発生する波長変換光λtに基づく
パルス列である。尚、注入光143の注入を停止すると
波長フィルタ133の出力は停止するが波長フィルタ3
52の出力は停止しないことも確認できた。
FIG. 5B shows an output waveform of the wavelength filter 133. From FIG. 5B, the pulse repetition frequency is about 3
It can be seen that an optical pulse train of 3 GHz is generated. This pulse train is a pulse train based on the wavelength-converted light λt generated inside the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1 (FIG. 4). When the injection of the injection light 143 is stopped, the output of the wavelength filter 133 is stopped.
It was also confirmed that the output of 52 did not stop.

【0029】〈具体例1の動作〉図6は、具体例1の動
作説明図である。(a)はチャネル1の信号を、(b)
はチャネル2の信号を、(c)はチャネル3の信号を、
(d)はチャネル4の信号を、(e)は4チャネル多重
信号を、(f)は自己発振光パルス列を、(g)は分離
出力を、(h)は、(a)〜(g)まで共通の時刻T
を、それぞれ表している。具体例1の動作説明について
以下の前提条件を定める。 前提条件1 具体例1の光多重分離装置(図1)は、パルス繰り返し
周波数が、等しくfmlである、チャネル1、チャネル
2、チャネル3、チャネル4の4チャネル多重信号を受
け入れてチャネル1を分離するものとする。 前提条件2 チャネル1、チャネル2、チャネル3、チャネル4は全
て等しく波長λbの光信号であり各チャネル毎にパルス
繰り返しのタイミングが1/4周期ずつ、ずれているも
のとする。
<Operation of Embodiment 1> FIG. 6 is an explanatory diagram of the operation of Embodiment 1. (A) shows the signal of channel 1 and (b)
Is the signal of channel 2, (c) is the signal of channel 3,
(D) shows a signal of channel 4, (e) shows a 4-channel multiplexed signal, (f) shows a self-oscillation optical pulse train, (g) shows a separated output, and (h) shows (a) to (g). Common time T until
, Respectively. The following preconditions are set for the description of the operation of the specific example 1. Precondition 1 The optical multiplexing / demultiplexing apparatus of the first example (FIG. 1) receives a four-channel multiplexed signal of channel 1, channel 2, channel 3, and channel 4 having the same pulse repetition frequency of fml and separates channel 1. It shall be. Precondition 2 Channel 1, channel 2, channel 3, and channel 4 are all optical signals of the same wavelength λb, and the pulse repetition timing is shifted by 1 / period for each channel.

【0030】前提条件3 ハイブリッドモード同期DBR半導体レーザ1の自己発
振光パルス列のパルス繰り返し周期はfmlとする。
尚、交流電圧源125の周波数もfmlとする。 前提条件4 自己発振光パルス列(f)の発振タイミングはチャネル
1(a)のパルス列のタイミングと一致しているものと
する。
Precondition 3 The pulse repetition cycle of the self-oscillating light pulse train of the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1 is fml.
The frequency of the AC voltage source 125 is also set to fml. Precondition 4 It is assumed that the oscillation timing of the self-oscillation light pulse train (f) matches the timing of the pulse train of channel 1 (a).

【0031】図1と図6を用いて具体例1の動作につい
て説明する。3ポート光サーキュレータ132は4チャ
ネル多重信号(e)を第一のポート1321に受け入れ
る。この4チャネル多重信号(e)は、3ポート光サー
キュレータ132の第二のポート1322から出力さ
れ、結合レンズ131を介してハイブリッドモード同期
DBR半導体レーザ1に入力される。
The operation of the first embodiment will be described with reference to FIGS. The three-port optical circulator 132 receives the four-channel multiplexed signal (e) at the first port 1321. The four-channel multiplexed signal (e) is output from the second port 1322 of the three-port optical circulator 132 and input to the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1 via the coupling lens 131.

【0032】この4チャネル多重信号(e)と自己発振
光パルス列(f)は、ハイブリッドモード同期DBR半
導体レーザ1内部で混合される。以下、時刻T(h)に
従って説明する。 時刻T1 チャネル1(a)と自己発振光パルス列(f)が、それ
ぞれパルスを生成しているので上記基本原理2で説明し
たようにチャネル1(a)の波長λbの光信号と自己発
振光パルス列(f)の波長λsの光信号の交互作用によ
って波長変換光λtが生成される。
The four-channel multiplexed signal (e) and the self-oscillation light pulse train (f) are mixed inside the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1. Hereinafter, description will be given according to time T (h). Time T1 Since the channel 1 (a) and the self-oscillation light pulse train (f) generate pulses, respectively, the optical signal of the wavelength λb and the self-oscillation light pulse train of the channel 1 (a) are explained as described in the basic principle 2. The wavelength conversion light λt is generated by the interaction of the optical signal of the wavelength λs in (f).

【0033】その結果、チャネル1(a)の波長λbの
光信号と自己発振光パルス列(f)の波長λsの光信号
と波長変換光λtからなる複合光がハイブリッドモード
同期DBR半導体レーザ1から結合レンズ131を介し
て3ポート光サーキュレータ132の第二のポート13
23に入力される。3ポート光サーキュレータ132は
受け入れた混合光を第三のポートから出力して波長フィ
ルタ133へ送る。波長フィルタ133はこの混合光か
ら波長λtの光信号、即ちチャネル1(a)の波長変換
光λtのみ通過させて出力する。この波長変換光λtは
分離出力(g)となる。
As a result, the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1 combines the composite light composed of the optical signal of the wavelength λb of the channel 1 (a), the optical signal of the wavelength λs of the self-oscillation optical pulse train (f), and the wavelength-converted light λt. The second port 13 of the three-port optical circulator 132 via the lens 131
23. The three-port optical circulator 132 outputs the received mixed light from the third port and sends it to the wavelength filter 133. The wavelength filter 133 passes only the optical signal of the wavelength λt, that is, the wavelength-converted light λt of the channel 1 (a) from the mixed light and outputs the signal. This wavelength-converted light λt becomes a separated output (g).

【0034】時刻T2 チャネル2(b)のみがパルスを生成し、自己発振光パ
ルス列(f)は、パルスを生成していない。従って波長
変換光λtは生成されない。その結果、チャネル2
(b)の光信号のみがハイブリッドモード同期DBR半
導体レーザ1から結合レンズ131を介して3ポート光
サーキュレータ132の第二のポート1323に入力さ
れる。3ポート光サーキュレータ132は受け入れたこ
の光信号を第三のポートから出力して波長フィルタ13
3へ送る。波長フィルタ133はこの光信号の通過を阻
止するので分離出力(g)は検出されない。
Time T2 Only the channel 2 (b) generates a pulse, and the self-oscillation light pulse train (f) does not generate a pulse. Therefore, the wavelength converted light λt is not generated. As a result, channel 2
Only the optical signal (b) is input from the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1 to the second port 1323 of the three-port optical circulator 132 via the coupling lens 131. The three-port optical circulator 132 outputs the received optical signal from the third port to output the wavelength filter 13.
Send to 3. Since the wavelength filter 133 blocks the passage of the optical signal, the separated output (g) is not detected.

【0035】時刻T3 チャネル3(c)のみがパルスを生成し、自己発振光パ
ルス列(f)は、パルスを生成していない。従って波長
変換光λtは生成されない。その結果、チャネル3
(c)の光信号のみがハイブリッドモード同期DBR半
導体レーザ1から結合レンズ131を介して3ポート光
サーキュレータ132の第二のポート1323に入力さ
れる。3ポート光サーキュレータ132は受け入れたこ
の光信号を第三のポートから出力して波長フィルタ13
3へ送る。波長フィルタ133はこの光信号の通過を阻
止するので分離出力(g)は検出されない。
Time T3 Only the channel 3 (c) generates a pulse, and the self-oscillation light pulse train (f) does not generate a pulse. Therefore, the wavelength converted light λt is not generated. As a result, channel 3
Only the optical signal (c) is input from the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1 to the second port 1323 of the three-port optical circulator 132 via the coupling lens 131. The three-port optical circulator 132 outputs the received optical signal from the third port to output the wavelength filter 13.
Send to 3. Since the wavelength filter 133 blocks the passage of the optical signal, the separated output (g) is not detected.

【0036】時刻T4 全てのチャネルと自己発振パルス(f)は、パルスを生
成していない。従って、分離出力(g)は検出されな
い。
Time T4 All the channels and the self-oscillation pulse (f) do not generate any pulse. Therefore, the separation output (g) is not detected.

【0037】時刻T5 チャネル1(a)と自己発振パルス(f)が、それぞれ
パルスを生成しているので上記基本原理2で説明したよ
うにチャネル1(a)の波長λbの光信号と自己発振光
パルス列(f)の波長λsの光信号の交互作用によって
波長変換光λtが生成される。
Time T5 Since the channel 1 (a) and the self-oscillation pulse (f) generate pulses, respectively, the optical signal of the wavelength λb of the channel 1 (a) and the self-oscillation The wavelength-converted light λt is generated by the interaction of the optical signals having the wavelength λs of the optical pulse train (f).

【0038】その結果、チャネル1(a)の波長λbの
光信号と自己発振光パルス列(f)の波長λsの光信号
と波長変換光λtからなる複合光がハイブリッドモード
同期DBR半導体レーザ1から結合レンズ131を介し
て3ポート光サーキュレータ132の第二のポート13
23に入力される。3ポート光サーキュレータ132は
受け入れた複合光を第三のポートから出力して波長フィ
ルタ133へ送る。波長フィルタ133はこの複合光か
ら波長λtの光信号、即ちチャネル1(a)の波長変換
光のみ通過させて出力する。この変換光は分離出力
(g)となる。
As a result, the composite light composed of the optical signal of the wavelength λb of the channel 1 (a), the optical signal of the wavelength λs of the self-oscillation optical pulse train (f) and the wavelength-converted light λt is coupled from the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1. The second port 13 of the three-port optical circulator 132 via the lens 131
23. The three-port optical circulator 132 outputs the received composite light from the third port and sends it to the wavelength filter 133. The wavelength filter 133 passes and outputs only the optical signal of the wavelength λt, that is, the wavelength-converted light of the channel 1 (a) from the composite light. This converted light becomes a separated output (g).

【0039】時刻T6 チャネル2(b)のみがパルスを生成し、自己発振光パ
ルス列(f)は、パルスを生成していない。従って波長
変換光λtは生成されない。その結果、チャネル2
(b)の光信号のみがハイブリッドモード同期DBR半
導体レーザ1から結合レンズ131を介して3ポート光
サーキュレータ132の第二のポート1323に入力さ
れる。3ポート光サーキュレータ132は受け入れたこ
の光信号を第三のポートから出力して波長フィルタ13
3へ送る。波長フィルタ133はこの光信号の通過を阻
止するので分離出力(g)は検出されない。
Time T6 Only the channel 2 (b) generates a pulse, and the self-oscillation light pulse train (f) does not generate a pulse. Therefore, the wavelength converted light λt is not generated. As a result, channel 2
Only the optical signal (b) is input from the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1 to the second port 1323 of the three-port optical circulator 132 via the coupling lens 131. The three-port optical circulator 132 outputs the received optical signal from the third port to output the wavelength filter 13.
Send to 3. Since the wavelength filter 133 blocks the passage of the optical signal, the separated output (g) is not detected.

【0040】時刻T7 全てのチャネルと自己発振パルス(f)は、パルスを生
成していない。従って、分離出力(g)は検出されな
い。
Time T7 No pulse is generated from all the channels and the self-oscillation pulse (f). Therefore, the separation output (g) is not detected.

【0041】時刻T8 チャネル4(d)のみがパルスを生成し、自己発振光パ
ルス列(f)は、パルスを生成していない。従って波長
変換光λtは生成されない。その結果、チャネル4
(d)の光信号のみがハイブリッドモード同期DBR半
導体レーザ1から結合レンズ131を介して3ポート光
サーキュレータ132の第二のポート1323に入力さ
れる。3ポート光サーキュレータ132は受け入れたこ
の光信号を第三のポートから出力して波長フィルタ13
3へ送る。波長フィルタ133はこの光信号の通過を阻
止するので分離出力(g)は検出されない。
Time T8 Only the channel 4 (d) generates a pulse, and the self-oscillation light pulse train (f) does not generate a pulse. Therefore, the wavelength converted light λt is not generated. As a result, channel 4
Only the optical signal (d) is input from the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1 to the second port 1323 of the three-port optical circulator 132 via the coupling lens 131. The three-port optical circulator 132 outputs the received optical signal from the third port to output the wavelength filter 13.
Send to 3. Since the wavelength filter 133 blocks the passage of the optical signal, the separated output (g) is not detected.

【0042】時刻T9 自己発振パルス(f)のみがパルスを生成し、全てのチ
ャネルは、パルスを生成していない。従って波長変換光
λtは生成されない。その結果、自己発振パルス(f)
の光信号のみがハイブリッドモード同期DBR半導体レ
ーザ1から結合レンズ131を介して3ポート光サーキ
ュレータ132の第二のポート1323に入力される。
3ポート光サーキュレータ132は受け入れたこの光信
号を第三のポートから出力して波長フィルタ133へ送
る。波長フィルタ133はこの光信号の通過を阻止する
ので分離出力(g)は検出されない。
Time T9 Only the self-oscillation pulse (f) generates a pulse, and all channels do not generate a pulse. Therefore, the wavelength converted light λt is not generated. As a result, the self-oscillation pulse (f)
Is input from the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1 to the second port 1323 of the three-port optical circulator 132 via the coupling lens 131.
The three-port optical circulator 132 outputs the received optical signal from the third port and sends it to the wavelength filter 133. Since the wavelength filter 133 blocks the passage of the optical signal, the separated output (g) is not detected.

【0043】以上の結果を要約すると、具体例1の光多
重分離装置は、4チャネル多重信号(e)を受け入れ
て、チャネル1(a)を分離したことになる。以上の説
明では、前提条件4によって、自己発振光パルス列
(f)の発振タイミングはチャネル1(a)のパルス列
のタイミングと一致しているものとして説明した。
To summarize the above results, the optical multiplexing / demultiplexing apparatus of the first embodiment receives the 4-channel multiplexed signal (e) and separates the channel 1 (a). In the above description, according to the precondition 4, the oscillation timing of the self-oscillation light pulse train (f) coincides with the timing of the pulse train of the channel 1 (a).

【0044】これは一例であって自己発振光パルス列
(f)の発振タイミングが、チャネル2(b)のパルス
列のタイミングと一致していればチャネル2(b)を分
離したことになる。即ち、自己発振光パルス列(f)の
発振タイミングを変化させることによって分離するチャ
ネルを任意に選択することができる。また説明の都合上
4チャネル多重に限定して説明したが本発明は、この例
に限定されるものではない。即ち多重数を任意に変更す
ることも可能である。
This is an example, and if the oscillation timing of the self-oscillating light pulse train (f) matches the timing of the pulse train of channel 2 (b), it means that channel 2 (b) has been separated. That is, the channels to be separated can be arbitrarily selected by changing the oscillation timing of the self-oscillation light pulse train (f). In addition, for convenience of explanation, the description is limited to four-channel multiplexing, but the present invention is not limited to this example. That is, the multiplex number can be arbitrarily changed.

【0045】〈具体例1の効果〉以上説明したように、
本発明では光クロック信号を外部から供給する必要がな
くなるため、装置を構成する部品数が軽減され、低消費
電力化、装置の小型化が可能になる。又、多重分離され
る光信号の偏光状態を調整する必要がなくなるため、光
学調整が楽になるという効果を有する。
<Effect of Specific Example 1> As described above,
In the present invention, since it is not necessary to supply an optical clock signal from the outside, the number of components constituting the device can be reduced, and power consumption can be reduced and the device can be downsized. In addition, there is no need to adjust the polarization state of the optical signal to be demultiplexed, so that there is an effect that optical adjustment becomes easy.

【0046】〈具体例2の構成〉図7は、具体例2の構
成図である。図7より、具体例1の光多重分離装置は、
ハイブリッドモード同期DBR半導体レーザ1と、結合
レンズ131と、3ポート光サーキュレータ132と、
波長フィルタ133と、結合レンズ251と、波長フィ
ルタ252と、光ディテクタ253と、光遅延回路25
4と、コントローラ255から構成される。
<Structure of Concrete Example 2> FIG. 7 is a structural diagram of Concrete Example 2. According to FIG. 7, the optical multiplexing / demultiplexing device of the first embodiment is
A hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1, a coupling lens 131, a three-port optical circulator 132,
Wavelength filter 133, coupling lens 251, wavelength filter 252, optical detector 253, optical delay circuit 25
4 and a controller 255.

【0047】具体例1との差異のみについて説明する。
結合レンズ251は、ハイブリッドモード同期DBR半
導体レーザ1と波長フィルタ252を結合する結合レン
ズである。波長フィルタ252は、ハイブリッドモード
同期DBR半導体レーザ1から、その出力光を受け入れ
てその中から波長変換光λtのみを通過させるフィルタ
である。
Only the differences from the first embodiment will be described.
The coupling lens 251 is a coupling lens that couples the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1 and the wavelength filter 252. The wavelength filter 252 is a filter that receives the output light from the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1 and passes only the converted wavelength light λt from the output light.

【0048】光ディテクタ253は、波長フィルタ25
2の出力光強度を検出する光学素子である。光遅延回路
254は、入力光信号241を遅延させる部分である。
例えば光学結晶に電界を加えて屈折率を変化させて遅延
時間を変化させる光学素子等が用いられる。コントロー
ラ255は、上記光ディテクタ253の検出結果に基づ
いて上記光遅延回路254の遅延時間を制御して上記光
ディテクタ253の出力光の光強度を所定のレベル以上
(好ましくは最大値)に維持する部分である。他の部分
は具体例1と同様なので説明を割愛する。
The light detector 253 includes the wavelength filter 25.
2 is an optical element for detecting the output light intensity. The optical delay circuit 254 is a part that delays the input optical signal 241.
For example, an optical element that changes the delay time by changing the refractive index by applying an electric field to the optical crystal is used. The controller 255 controls the delay time of the optical delay circuit 254 based on the detection result of the optical detector 253 to maintain the light intensity of the output light of the optical detector 253 at a predetermined level or more (preferably the maximum value). Part. The other parts are the same as in the first embodiment, and the description is omitted.

【0049】〈具体例2の動作〉具体例2の光多重分離
装置は、4チャネル多重信号(図6(e))を受け入れ
て、チャネル1(図6(a))を分離する動作は具体例
1の動作と全く同様である。具体例2では、具体例1の
動作に、ハイブリッドモード同期DBR半導体レーザ1
の自己発振パルス(図6(f))と4チャネル多重信号
(図6(e))の時間位置(タイミング)を一致させる
動作が付加される。
<Operation of Embodiment 2> The optical multiplexing / demultiplexing apparatus of Embodiment 2 accepts a 4-channel multiplexed signal (FIG. 6 (e)) and separates channel 1 (FIG. 6 (a)). The operation is exactly the same as that of the first embodiment. In the specific example 2, the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1 is added to the operation of the specific example 1.
The operation of matching the time position (timing) of the self-oscillation pulse (FIG. 6F) with the four-channel multiplexed signal (FIG. 6E) is added.

【0050】図7を用いて具体例2の動作について説明
する。波長フィルタ252は、結合レンズ251を介し
てハイブリッドモード同期DBR半導体レーザ1の出力
光を受け入れ、その中から波長変換光λtを通過させ
る。この波長変換光λtのレベルは、上記自己発振パル
ス(図6(f))と4チャネル多重信号(図6(e))
の時間位置(タイミング)が一致している時に最大値を
示す。
The operation of the embodiment 2 will be described with reference to FIG. The wavelength filter 252 receives the output light of the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1 via the coupling lens 251, and passes the wavelength converted light λt from the output light. The level of the wavelength-converted light λt is determined by the self-oscillation pulse (FIG. 6F) and the 4-channel multiplex signal (FIG. 6E).
Indicates the maximum value when the time positions (timings) coincide with each other.

【0051】光ディテクタ235は、波長変換光λtを
受け入れて電気信号に変換してコントローラ255へ送
る。コントローラ255は、上記光ディテクタ235の
検出結果に基づいて光遅延回路254を制御して光ディ
テクタ235の出力を最大値に維持する。その結果、自
己発振パルス(図6(f))と4チャネル多重信号(図
6(e))の時間位置(タイミング)を常に一致した状
態に維持される。
The optical detector 235 receives the wavelength-converted light λt, converts it into an electric signal, and sends it to the controller 255. The controller 255 controls the optical delay circuit 254 based on the detection result of the optical detector 235 to maintain the output of the optical detector 235 at the maximum value. As a result, the time position (timing) of the self-oscillation pulse (FIG. 6 (f)) and the four-channel multiplexed signal (FIG. 6 (e)) are always kept in the same state.

【0052】〈具体例2の効果〉以上説明したように、
具体例2によれば自己発振パルス(図6(f))と4チ
ャネル多重信号(図6(e))の時間位置(タイミン
グ)を常に一致した状態に維持することができるため、
具体例1の効果に加えて波長多重分離装置の長期安定動
作を維持することが可能になる。
<Effect of Specific Example 2> As described above,
According to the specific example 2, since the time position (timing) of the self-oscillation pulse (FIG. 6 (f)) and the four-channel multiplexed signal (FIG. 6 (e)) can always be maintained in the same state,
In addition to the effects of the first embodiment, it is possible to maintain the long-term stable operation of the wavelength division multiplexing / demultiplexing device.

【0053】〈具体例3〉具体例2では、自己発振パル
ス(図6(f))と4チャネル多重信号(図6(e))
の時間位置(タイミング)を一致した状態に維持するた
めに光遅延回路254を用いたが、具体例3では電気遅
延線を用いる。以下に具体例3の構成について説明す
る。
<Example 3> In Example 2, a self-oscillation pulse (FIG. 6 (f)) and a 4-channel multiplexed signal (FIG. 6 (e))
Although the optical delay circuit 254 is used to maintain the time positions (timings) of the two in the same state, the electric delay line is used in the third embodiment. Hereinafter, the configuration of the specific example 3 will be described.

【0054】図8は、具体例3の構成図である。図8よ
り、具体例3の光多重分離装置は、ハイブリッドモード
同期DBR半導体レーザ1と、結合レンズ131と、3
ポート光サーキュレータ132と、波長フィルタ133
と、結合レンズ251と、波長フィルタ252と、光デ
ィテクタ253と、電気遅延回路354と、制御回路3
55から構成される。
FIG. 8 is a block diagram of the third embodiment. As shown in FIG. 8, the optical multiplexing / demultiplexing device of the third embodiment includes a hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1, a coupling lens 131,
Port optical circulator 132 and wavelength filter 133
, A coupling lens 251, a wavelength filter 252, an optical detector 253, an electric delay circuit 354, and a control circuit 3.
55.

【0055】具体例2との差異のみについて説明する。
電気遅延回路354は、制御回路355の制御に基づい
て交流電圧源125の位相を変化させる部分である。制
御回路355は、上記光ディテクタ253の検出結果に
基づいて上記電気遅延回路354の遅延時間を制御して
上記光ディテクタ253の出力光の光強度を所定のレベ
ル以上(好ましくは最大値)に維持する部分である。他
の部分は具体例2と全く同様なので説明を割愛する。
Only the differences from the second embodiment will be described.
The electric delay circuit 354 is a part that changes the phase of the AC voltage source 125 based on the control of the control circuit 355. The control circuit 355 controls the delay time of the electric delay circuit 354 based on the detection result of the optical detector 253 to maintain the light intensity of the output light of the optical detector 253 at a predetermined level or more (preferably the maximum value). This is the part to do. The other parts are exactly the same as those of the second embodiment, and the description is omitted.

【0056】次に具体例3の動作について説明する。具
体例2では、自己発振パルス(図6(f))と4チャネ
ル多重信号(図6(e))の時間位置(タイミング)を
一致させるために4チャネル多重信号(図6(e))の
遅延時間を光遅延回路254(図7)によって制御し
た。これに対して具体例3では自己発振パルス(図6
(f))を遅延させて時間位置(タイミング)を一致さ
せる。
Next, the operation of the third embodiment will be described. In the specific example 2, in order to match the time position (timing) between the self-oscillation pulse (FIG. 6F) and the four-channel multiplexed signal (FIG. 6E), the four-channel multiplexed signal (FIG. 6E) is matched. The delay time was controlled by the optical delay circuit 254 (FIG. 7). On the other hand, in Example 3, the self-oscillation pulse (FIG.
(F)) is delayed to match the time position (timing).

【0057】上記、具体例1の動作項で説明した本発明
の基本原理「可飽和吸収領域101(図8)に周波数f
ml近傍の周波数frfの交流電圧源125(図8)を
印加することによってハイブリッドモード同期DBR半
導体レーザ1(図8)から交流電圧源125(図8)に
同期した安定な光パルス列を生成することができる」に
基づいて制御する。
The basic principle of the present invention described in the operation section of the specific example 1 is that the frequency f is applied to the saturable absorption region 101 (FIG. 8).
generating a stable optical pulse train synchronized with the AC voltage source 125 (FIG. 8) from the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1 (FIG. 8) by applying the AC voltage source 125 (FIG. 8) having a frequency frf near the ml. Can be controlled based on the

【0058】図8を用いて具体例3の動作について説明
する。波長フィルタ252は、結合レンズ251を介し
てハイブリッドモード同期DBR半導体レーザ1の出力
光を受け入れ、その中から波長変換光λtを通過させ
る。この波長変換光λtのレベルは、上記自己発振パル
ス(図6(f))の時間位置(タイミング)が一致して
いる時に最大値を示す。
The operation of the third embodiment will be described with reference to FIG. The wavelength filter 252 receives the output light of the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1 via the coupling lens 251, and passes the wavelength converted light λt from the output light. The level of the wavelength-converted light λt indicates a maximum value when the time position (timing) of the self-oscillation pulse (FIG. 6F) matches.

【0059】光ディテクタ253は、この波長変換光λ
tを受け入れて電気信号に変換して制御回路355へ送
る。制御回路355は、この電気信号のレベルが最大値
を示すように電気遅延回路354の遅延時間を制御して
光ディテクタ253の出力を最大値に維持する。その結
果、自己発振パルス(図6(f))と4チャネル多重信
号(図6(e))の時間位置(タイミング)を常に一致
した状態に維持することができる。
The light detector 253 outputs the wavelength-converted light λ
t is received, converted into an electric signal, and sent to the control circuit 355. The control circuit 355 controls the delay time of the electric delay circuit 354 so that the level of the electric signal indicates the maximum value, and maintains the output of the optical detector 253 at the maximum value. As a result, the time position (timing) of the self-oscillation pulse (FIG. 6 (f)) and the four-channel multiplexed signal (FIG. 6 (e)) can always be maintained in the same state.

【0060】〈具体例3の効果〉以上説明したように、
具体例3によれば具体例2と異なり光遅延線を用いず安
価で取り扱い容易な電気遅延線を用いても自己発振パル
ス(図6(f))と4チャネル多重信号(図6(e))
の時間位置(タイミング)を常に一致した状態に維持す
ることが可能になる。
<Effect of Specific Example 3> As described above,
According to the third embodiment, unlike the second embodiment, the self-oscillation pulse (FIG. 6 (f)) and the 4-channel multiplexed signal (FIG. 6 (e)) can be obtained even when an inexpensive and easy-to-handle electric delay line is used without using an optical delay line. )
Can always be kept in a state where they coincide with each other.

【0061】〈具体例4の構成〉図9は、具体例4の構
成である。図9より、具体例4の光多重分離装置は、ハ
イブリッドモード同期DBR半導体レーザ4と、結合レ
ンズ431bと、光信号入力用光アイソレータ432b
と、結合レンズ431aと、4波混合光取り出し用光ア
イソレータ432aと、波長フィルタ433とから構成
される。
<Structure of Embodiment 4> FIG. 9 shows the structure of Embodiment 4. As shown in FIG. 9, the optical multiplexing / demultiplexing apparatus of the fourth embodiment includes a hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 4, a coupling lens 431b, and an optical signal input optical isolator 432b.
, A coupling lens 431 a, a four-wave mixing light extraction optical isolator 432 a, and a wavelength filter 433.

【0062】ハイブリッドモード同期DBR半導体レー
ザ4は、パルス繰り返し周波数fmlの光パルス列を発
振出力する同期モードレーザである。その詳細について
は後記する。光信号入力用光アイソレータ432bは、
光多重信号パルス列441を結合レンズ431bを介し
てハイブリッドモード同期DBR半導体レーザ4へ送出
し、ハイブリッドモード同期DBR半導体レーザ4から
出力される出力光の通過を阻止する一方通行素子であ
る。
The hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 4 is a synchronous mode laser that oscillates and outputs an optical pulse train having a pulse repetition frequency fm. The details will be described later. The optical signal input optical isolator 432b is
This is a one-way element that transmits the optical multiplexed signal pulse train 441 to the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 4 via the coupling lens 431b, and blocks the output light output from the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 4 from passing therethrough.

【0063】結合レンズ431bは、光信号入力用光ア
イソレータ432bとハイブリッドモード同期DBR半
導体レーザ4間の光経路を結合する光学レンズである。
結合レンズ431aは、ハイブリッドモード同期DBR
半導体レーザ4と、4波混合光取り出し用光アイソレー
タ432a間の光経路を結合する光学レンズである
The coupling lens 431b is an optical lens for coupling an optical path between the optical signal input optical isolator 432b and the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 4.
The coupling lens 431a is a hybrid mode-locked DBR
An optical lens that couples an optical path between the semiconductor laser 4 and the optical isolator 432a for extracting four-wave mixing light.

【0064】4波混合光取り出し用光アイソレータ43
2aは、ハイブリッドモード同期DBR半導体レーザ4
から出力される出力光を波長フィルタ433に向けて通
過させ、波長フィルタ433からの戻り光の通過を阻止
する一方通行素子である。波長フィルタ433は、上記
ハイブリッドモード同期DBR半導体レーザ4が出力す
る自己発振光パルス列、上記光多重信号パルス列、から
なる複合光を受け入れて波長変換光λtのみ出力させる
フィルタである。
An optical isolator 43 for extracting four-wave mixing light
2a is a hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 4
Is a one-way element that passes the output light output from the wavelength filter 433 toward the wavelength filter 433 and prevents the return light from the wavelength filter 433 from passing therethrough. The wavelength filter 433 is a filter that receives a composite light composed of the self-oscillation optical pulse train output from the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 4 and the optical multiplexed signal pulse train and outputs only the wavelength converted light λt.

【0065】更に、ハイブリッドモード同期DBR半導
体レーザ4は、可飽和吸収領域401と、利得領域40
2aと、利得領域402bと、受動導波路領域403a
と、受動導波路領域403bと、DBR領域404a
と、DBR領域404bと、n型共通電極411と、可
飽和吸収体p側電極412と、利得領域p側電極413
aと、利得領域p側電極413bと、受動導波路p側電
極414aと、受動導波路p側電極414bと、DBR
p側電極115aと、DBRp側電極115bと、可飽
和吸収体逆バイアス電圧源421と、利得領域電流源4
22aと、利得領域電流源422bと、受動導波路電流
あるいは逆バイアス電圧源423aと、受動導波路電流
あるいは逆バイアス電圧源423bと、DBR電流ある
いは逆バイアス電圧源424aと、DBR電流あるいは
逆バイアス電圧源424bと、交流電圧源425と、を
備える。
Further, the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 4 has a saturable absorption region 401 and a gain region 40.
2a, a gain region 402b, and a passive waveguide region 403a
, A passive waveguide region 403b, and a DBR region 404a.
, DBR region 404b, n-type common electrode 411, saturable absorber p-side electrode 412, and gain region p-side electrode 413
a, the gain region p-side electrode 413b, the passive waveguide p-side electrode 414a, the passive waveguide p-side electrode 414b, and the DBR
p-side electrode 115a, DBRp-side electrode 115b, saturable absorber reverse bias voltage source 421, gain region current source 4
22a, a gain region current source 422b, a passive waveguide current or reverse bias voltage source 423a, a passive waveguide current or reverse bias voltage source 423b, a DBR current or reverse bias voltage source 424a, a DBR current or reverse bias voltage. A source 424b and an AC voltage source 425 are provided.

【0066】可飽和吸収領域401は、モード同期を生
じさせる部分である。この領域には、可飽和吸収体p側
電極412と、n型共通電極411を介して、交流電圧
源425が印加され、この交流電圧源425に自己発振
光パルス列を同期させる領域である。利得領域402a
と利得領域402bは、光を発生させる部分である。こ
の領域には利得領域p側電極413aとn型共通電極4
11、及び利得領域p側電極413bとn型共通電極4
11を介して利得領域電流源422aと利得領域電流源
422bが印加されキャリアを励起して発振に至らしめ
る領域である。
The saturable absorption region 401 is a portion that causes mode locking. In this region, an AC voltage source 425 is applied via a saturable absorber p-side electrode 412 and an n-type common electrode 411, and the self-oscillation light pulse train is synchronized with the AC voltage source 425. Gain region 402a
And the gain region 402b are portions that generate light. In this region, the gain region p-side electrode 413a and the n-type common electrode 4
11, the gain region p-side electrode 413b and the n-type common electrode 4
The gain region current source 422a and the gain region current source 422b are applied via 11 to excite carriers to cause oscillation.

【0067】受動導波路領域403aと受動導波路領域
403bは、発振波長に対して透明な導波路である。こ
の領域には受動導波路p側電極414aとn型共通電極
411a、及び受動導波路p側電極414bとn型共通
電極411bを介して受動導波路電流あるいは逆バイア
ス電圧源423aと逆バイアス電圧源423bが印加さ
れる。DBR領域404aとDBR領域404bには、
DBRp側電極415aとn型共通電極411a、及び
DBRp側電極415bとn型共通電極411bを介し
てDBR電流あるいは逆バイアス電圧源424aとDB
R電流あるいは逆バイアス電圧源424bが印加され
る。又、発振波長及び発振波長幅を決定するDBR即ち
回折格子を備える領域でもある。
The passive waveguide region 403a and the passive waveguide region 403b are waveguides transparent to the oscillation wavelength. In this region, a passive waveguide current or a reverse bias voltage source 423a and a reverse bias voltage source are connected via a passive waveguide p-side electrode 414a and an n-type common electrode 411a, and a passive waveguide p-side electrode 414b and an n-type common electrode 411b. 423b is applied. In the DBR area 404a and the DBR area 404b,
The DBR current or reverse bias voltage source 424a and the DBR current are supplied via the DBRp side electrode 415a and the n-type common electrode 411a, and the DBRp side electrode 415b and the n-type common electrode 411b.
An R current or a reverse bias voltage source 424b is applied. It is also a region provided with a DBR that determines an oscillation wavelength and an oscillation wavelength width, that is, a diffraction grating.

【0068】以上の説明を要約すると以下のようにな
る。図9上のL1−L2断面の左側が具体例1のハイブ
リッドモード同期DBR半導体レーザ1(図1)と同じ
構成であり、かつ、L1−L2断面の左側の構成とL1
−L2断面の右側の構成は、L1−L2断面に対して線
対称になっている。即ち具体例4のハイブリッドモード
同期DBR半導体レーザ4は、内部の光通路の中心部に
可飽和吸収領域401が配置され、その光通路の両端部
の側面に、DBR領域404aとDBR領域404bが
配置されている。
The above description is summarized as follows. The left side of the L1-L2 cross section in FIG. 9 has the same configuration as the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 1 of the first embodiment (FIG. 1), and the left side configuration of the L1-L2 cross section corresponds to L1.
The configuration on the right side of the -L2 section is line-symmetric with respect to the L1-L2 section. That is, in the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 4 of Example 4, the saturable absorption region 401 is disposed in the center of the internal optical path, and the DBR regions 404a and 404b are disposed on the side surfaces of both ends of the optical path. Have been.

【0069】〈具体例4の動作〉まず最初に図9を用い
て光多重信号パルス列441を入力しない状態でのハイ
ブリッドモード同期DBR半導体レーザ4の動作につい
て説明する。可飽和吸収体逆バイアス電圧源421と、
利得領域電流源422aと、利得領域電流源422b
と、受動導波路電流あるいは逆バイアス電圧源423a
と、受動導波路電流あるいは逆バイアス電圧源423b
と、DBR電流あるいは逆バイアス電圧源424aと、
DBR電流あるいは逆バイアス電圧源424bに所定の
電流及び逆バイアス電圧を印加することによってハイブ
リッドモード同期DBR半導体レーザ4はレーザの周回
周波数あるいはその整数倍と一致したパルス繰り返し周
波数fmlの自己発振光パルス列を生成する。次に可飽
和吸収領域401にfmlに近似する周波数frfの正
弦は電圧を印加すると上記基本原理1によってハイブリ
ッドモード同期DBR半導体レーザ4は時間ジッタの小
さい安定な自己発振光パルス列を生成する。このとき生
成される自己発振光パルス列の波長はDBR領域404
のブラッグ波長λsに一致する。
<Operation of Specific Example 4> First, the operation of the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 4 in a state where the optical multiplexed signal pulse train 441 is not input will be described with reference to FIG. A saturable absorber reverse bias voltage source 421;
Gain region current source 422a and gain region current source 422b
And a passive waveguide current or reverse bias voltage source 423a.
And a passive waveguide current or reverse bias voltage source 423b.
A DBR current or reverse bias voltage source 424a;
By applying a predetermined current and a reverse bias voltage to the DBR current or the reverse bias voltage source 424b, the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 4 generates a self-oscillating optical pulse train having a pulse repetition frequency fml that matches the laser circulating frequency or an integral multiple thereof. Generate. Next, when a sine of a frequency frf approximating fml is applied to the saturable absorption region 401, the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 4 generates a stable self-oscillating light pulse train with small time jitter according to the basic principle 1. The wavelength of the self-oscillation light pulse train generated at this time is the DBR region 404.
Of the Bragg wavelength λs.

【0070】次に具体例1と同様に光多重信号パルス列
441(図6の(e)に相当する)が、光信号入力用光
アイソレータ432bと結合レンズ431bを介してハ
イブリッドモード同期DBR半導体レーザ4に入力され
る。この時具体例1と同様にハイブリッドモード同期D
BR半導体レーザ4の内部で自己発振光パルス列(図6
の(f)に相当する)を励起光として光多重信号パルス
列441の波長変換光λt(上記4波混合光)が生成さ
れる。この波長変換光λtは、結合レンズ431a、4
波混合光取り出し用光アイソレータ432a、波長フィ
ルタ433を通過して多重分離信号442(図6の
(g)に相当する)となって出力される。
Next, as in the first embodiment, an optical multiplexed signal pulse train 441 (corresponding to (e) in FIG. 6) is transmitted to the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 4 via the optical signal input optical isolator 432b and the coupling lens 431b. Is input to At this time, as in the first embodiment, the hybrid mode synchronization D
The self-oscillation light pulse train inside the BR semiconductor laser 4 (FIG. 6)
(Corresponding to (f)) is used as excitation light to generate wavelength-converted light λt (the four-wave mixed light) of the optical multiplexed signal pulse train 441. This wavelength-converted light λt is coupled to the coupling lenses 431a,
The light passes through the wave mixing light extraction optical isolator 432a and the wavelength filter 433, and is output as a demultiplexed signal 442 (corresponding to (g) in FIG. 6).

【0071】具体例1との差異について説明する。具体
例1では、光多重パルス列141(図1)と自己発振光
パルス列が交互作用によって波長変換光λtを生成する
パス(光通路長)は、DBR領域104(図1)の左端
から開始し、可飽和吸収領域101(図1)の右端で反
射し、再度DBR領域104(図1)の左端に至る間で
ある。
The difference from the first embodiment will be described. In the specific example 1, the path (optical path length) in which the optical multiplexed pulse train 141 (FIG. 1) and the self-oscillation light pulse train generate the wavelength-converted light λt by interaction starts from the left end of the DBR region 104 (FIG. 1), The light is reflected at the right end of the saturable absorption region 101 (FIG. 1) and reaches the left end of the DBR region 104 (FIG. 1) again.

【0072】一方具体例4では、光多重信号パルス列4
41(図9)と自己発振光パルス列が交互作用によって
波長変換光λtを生成するパス(光通路長)は、DBR
領域404a(図9)の左端から開始してDBR領域4
04b(図9)の右端に至る間である。両者の波長変換
光λtを生成するパスの距離は等しい。しかし具体例1
では途中に反射面が入っている点に留意すべきである。
通常この反射面での反射率は20%前後である。一方具
体例4では途中に反射面が入っていないので、反射面に
よる損失は0になる。その結果、具体例4では、交互作
用に携わる光多重信号パルス列441(図9)と自己発
振光パルス列の光強度は、具体例1に比して圧倒的に増
強される。
On the other hand, in the specific example 4, the optical multiplex signal pulse train 4
41 (FIG. 9) and a path (light path length) in which the self-oscillation light pulse train generates the wavelength-converted light λt by the interaction is DBR
Starting from the left end of region 404a (FIG. 9), DBR region 4
04b (FIG. 9). The distance between the paths that generate the wavelength-converted light λt is equal. But specific example 1
It should be noted that there is a reflective surface in the middle.
Normally, the reflectance at this reflecting surface is around 20%. On the other hand, in the specific example 4, there is no reflection surface in the middle, so that the loss due to the reflection surface is zero. As a result, in the specific example 4, the light intensity of the optical multiplexed signal pulse train 441 (FIG. 9) and the self-oscillation optical pulse train involved in the interaction are greatly enhanced as compared with the specific example 1.

【0073】〈具体例4の効果〉以上説明したように、
具体例4によれば交互作用に携わる光多重パルス列と自
己発振光パルス列の光強度は、具体例1に比して圧倒的
に増強されるため波長変換光λtの光強度も増強され
る。その結果、具体例1の効果に加えて多重分離された
出力光のS/Nが大幅に改善されると共に安定した動作
が維持される。
<Effect of Specific Example 4> As described above,
According to the fourth embodiment, since the light intensity of the optical multiplex pulse train and the self-oscillation light pulse train involved in the interaction is greatly enhanced as compared with the first embodiment, the light intensity of the wavelength-converted light λt is also enhanced. As a result, in addition to the effect of the first embodiment, the S / N of the output light demultiplexed is greatly improved, and a stable operation is maintained.

【0074】〈具体例5の構成〉図10は、具体例5の
構成図である。図10より、具体例5の光多重分離装置
は、ハイブリッドモード同期DBR半導体レーザ4と、
結合レンズ431bと、光信号入力用光アイソレータ4
32bと、結合レンズ431aと、4波混合光取り出し
用光アイソレータ432aと、波長フィルタ433と、
光分波器551と、光ディテクタ552と、光遅延回路
553と、コントローラ554から構成される。
<Structure of Embodiment 5> FIG. 10 is a diagram showing the structure of Embodiment 5. As shown in FIG. 10, the optical multiplexing / demultiplexing device according to the fifth embodiment includes a hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 4,
Coupling lens 431b and optical isolator 4 for optical signal input
32b, a coupling lens 431a, an optical isolator 432a for extracting four-wave mixing light, a wavelength filter 433,
It comprises an optical splitter 551, an optical detector 552, an optical delay circuit 553, and a controller 554.

【0075】具体例4との差異のみについて説明する。
光分波器551は、出力光の一部を分離して取り出す光
カプラである。光ディテクタ552は、光分波器551
の出力光強度を検出する光学素子である。光遅延回路5
53は、光多重信号パルス列541を遅延させる部分で
ある。例えば光学結晶に電界を加えて屈折率を変化させ
て遅延時間を変化させる光学素子等が用いられる。コン
トローラ554は、上記光ディテクタ552の検出結果
に基づいて上記光遅延回路553の遅延時間を制御する
部分である。他の部分は具体例4と同様なので説明を割
愛する。
Only the differences from the fourth embodiment will be described.
The optical splitter 551 is an optical coupler that separates and extracts a part of the output light. The optical detector 552 includes an optical demultiplexer 551.
Is an optical element for detecting the output light intensity of the optical element. Optical delay circuit 5
Numeral 53 denotes a part for delaying the optical multiplex signal pulse train 541. For example, an optical element that changes the delay time by changing the refractive index by applying an electric field to the optical crystal is used. The controller 554 controls the delay time of the optical delay circuit 553 based on the detection result of the optical detector 552. The other parts are the same as in the specific example 4, and the description is omitted.

【0076】具体例5の光多重分離装置は、具体例4の
動作に、ハイブリッドモード同期DBR半導体レーザ4
の自己発振光パルス列と光多重信号パルス列541の時
間位置(タイミング)を一致させる動作が付加される。
図10を用いて具体例5の動作について説明する。波長
フィルタ433は、結合レンズ431aと4波混合光取
り出し用光アイソレータを介してハイブリッドモード同
期DBR半導体レーザ4の出力光を受け入れ、その中か
ら波長変換光λtを通過させる。この波長変換光λtの
レベルは、自己発振光パルス列と光多重信号パルス列5
41の時間位置(タイミング)が一致している時に最大
値を示す。
The optical multiplexing / demultiplexing apparatus according to the fifth embodiment differs from the operation according to the fourth embodiment in that the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 4
The operation of matching the time position (timing) of the self-oscillation optical pulse train and the optical multiplexed signal pulse train 541 is added.
The operation of the specific example 5 will be described with reference to FIG. The wavelength filter 433 receives the output light of the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 4 via the coupling lens 431a and the optical isolator for extracting four-wave mixing light, and passes the converted wavelength light λt from the output light. The level of the wavelength-converted light λt depends on the self-oscillation light pulse train and the
The maximum value is shown when the time positions (timings) of 41 match.

【0077】光ディテクタ552は、光分波器551が
波長フィルタ433から一部分離した波長変換光を受け
入れて電気信号に変換してコントローラ554へ送る。
コントローラ554は、この電気信号のレベルが最大値
を示すように光遅延回路553の遅延時間を制御して光
ディテクタ552の出力を最大値に維持する。その結
果、自己発振光パルス列と光多重信号パルス列541の
時間位置(タイミング)を常に一致した状態に維持する
ことができる。
The optical detector 552 receives the wavelength-converted light partially separated from the wavelength filter 433 by the optical demultiplexer 551, converts the light into an electric signal, and sends the electric signal to the controller 554.
The controller 554 controls the delay time of the optical delay circuit 553 so that the level of the electric signal indicates the maximum value, and maintains the output of the optical detector 552 at the maximum value. As a result, the time position (timing) of the self-oscillation optical pulse train and the optical multiplexed signal pulse train 541 can always be maintained in the same state.

【0078】〈具体例5の効果〉以上説明したように、
具体例5によれば自己発振光パルス列と光多重パルス列
の時間位置(タイミング)を常に一致した状態に維持す
ることができるため具体例4の効果に加えて波長多重分
離装置の長期安定動作を維持することが可能になる。
<Effect of Specific Example 5> As described above,
According to the fifth embodiment, the time position (timing) of the self-oscillation light pulse train and the optical multiplex pulse train can always be maintained in the same state. Therefore, in addition to the effect of the fourth embodiment, the long-term stable operation of the wavelength division multiplexer is maintained. It becomes possible to do.

【0079】〈具体例6〉図11は、具体例6の構成図
である。図11より、具体例6の光多重分離装置は、ハ
イブリッドモード同期DBR半導体レーザ4と、結合レ
ンズ431bと、光信号入力用光アイソレータ432b
と、結合レンズ431aと、4波混合光取り出し用光ア
イソレータ432aと、波長フィルタ433と、光分波
器551と、光ディテクタ552と、電気遅延回路65
1と、制御回路652から構成される。
<Embodiment 6> FIG. 11 is a block diagram of Embodiment 6. As shown in FIG. 11, the optical multiplexing / demultiplexing device of the specific example 6 includes a hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 4, a coupling lens 431b, and an optical signal input optical isolator 432b.
, A coupling lens 431a, an optical isolator 432a for extracting four-wave mixing light, a wavelength filter 433, an optical demultiplexer 551, an optical detector 552, and an electric delay circuit 65.
1 and a control circuit 652.

【0080】具体例5との差異のみについて説明する。
制御回路652は光ディテクタ552の出力を受け入れ
て後に説明する電気遅延回路651の遅延時間を制御す
る部分である。電気遅延回路651は、制御回路652
の制御に基づいて交流電圧源425の位相を変化させる
部分である。他の部分は具体例5と全く同様なので説明
を割愛する。
Only the differences from the fifth embodiment will be described.
The control circuit 652 is a part that receives the output of the optical detector 552 and controls the delay time of an electric delay circuit 651 described later. The electric delay circuit 651 includes a control circuit 652
Is a part that changes the phase of the AC voltage source 425 based on the control of. The other parts are exactly the same as in the specific example 5, and the description is omitted.

【0081】次に具体例6の動作について説明する。具
体例5では、自己発振光パルス列と光多重信号パルス列
541(図10)の時間位置(タイミング)を一致させ
るために光多重信号パルス列541(図10)の遅延時
間を光遅延回路553(図10)によって制御した。こ
れに対して具体例6では自己発振光パルス列を遅延させ
て時間位置(タイミング)を一致させる。
Next, the operation of the embodiment 6 will be described. In the specific example 5, the delay time of the optical multiplexed signal pulse train 541 (FIG. 10) is set to the optical delay circuit 553 (FIG. 10) in order to match the time position (timing) of the self-oscillation optical pulse train and the optical multiplexed signal pulse train 541 (FIG. 10). ). On the other hand, in Example 6, the time position (timing) is matched by delaying the self-oscillation light pulse train.

【0082】上記、具体例1の動作の項で説明した本発
明の基本原理「可飽和吸収領域101(図8)に周波数
fml近傍の周波数frfの交流電圧源125(図8)
を印加することによってハイブリッドモード同期DBR
半導体レーザ1(図8)から交流電圧源125(図8)
に同期した安定な光パルス列を生成することができる」
に基づいて制御する。
The basic principle of the present invention described in the operation section of the specific example 1 above is that the AC voltage source 125 (FIG. 8) having a frequency frf near the frequency fml is applied to the saturable absorption region 101 (FIG. 8).
To apply the hybrid mode-locked DBR
AC voltage source 125 (FIG. 8) from semiconductor laser 1 (FIG. 8)
It can generate a stable optical pulse train synchronized with
Control based on

【0083】図11を用いて具体例6の動作について説
明する。波長フィルタ433は、結合レンズ431aと
4波混合光取り出し用光アイソレータ432aを介して
ハイブリッドモード同期DBR半導体レーザ4の出力光
を受け入れ、その中から波長変換光λtを通過させる。
この波長変換光λtのレベルは、自己発振光パルス列と
光多重パルス列(図11)の時間位置(タイミング)が
一致している時に最大値を示す。
The operation of the embodiment 6 will be described with reference to FIG. The wavelength filter 433 receives the output light of the hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 4 via the coupling lens 431a and the four-wave mixing light extraction optical isolator 432a, and passes the converted wavelength light λt from the output light.
The level of the wavelength-converted light λt has a maximum value when the time position (timing) of the self-oscillation light pulse train and the optical multiplex pulse train (FIG. 11) match.

【0084】光ディテクタ552は、光分波器551か
ら波長変換光λtの一部を受け入れて電気信号に変換し
て制御回路652へ送る。制御回路652は、この電気
信号のレベルが最大値を示すように電気遅延回路651
の遅延時間を制御して光ディテクタ552の出力を最大
値に維持する。その結果、自己発振光パルス列と光多重
パルス列の時間位置(タイミング)を常に一致した状態
に維持することができる。
The optical detector 552 receives a part of the wavelength-converted light λt from the optical splitter 551, converts it into an electric signal, and sends it to the control circuit 652. The control circuit 652 controls the electric delay circuit 651 so that the level of the electric signal indicates the maximum value.
To maintain the output of the optical detector 552 at the maximum value. As a result, the time position (timing) of the self-oscillating optical pulse train and the optical multiplexed pulse train can always be maintained in a state of being coincident.

【0085】〈具体例6の効果〉以上説明したように、
具体例6によれば具体例5と異なり光遅延線を用いず安
価で取り扱い容易な電気遅延線を用いても、自己発振光
パルス列と光多重パルス列の時間位置(タイミング)を
常に一致した状態に維持することが可能になる。
<Effect of Specific Example 6> As described above,
According to the specific example 6, unlike the specific example 5, even when an inexpensive and easy-to-handle electric delay line is used without using an optical delay line, the time positions (timings) of the self-oscillating optical pulse train and the optical multiplexed pulse train always coincide. Can be maintained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】具体例1の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a specific example 1.

【図2】実験1の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of Experiment 1.

【図3】実験1の測定結果の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of measurement results of Experiment 1.

【図4】実験2の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of Experiment 2.

【図5】実験2の測定結果の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of measurement results of Experiment 2.

【図6】具体例1の動作説明図である。FIG. 6 is an operation explanatory diagram of the first specific example.

【図7】具体例2の構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of a specific example 2.

【図8】具体例3の構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of a specific example 3.

【図9】具体例4の構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram of a specific example 4.

【図10】具体例5の構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of a specific example 5;

【図11】具体例6の構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of a specific example 6.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ハイブリッドモード同期DBR半導体レーザ 101 可飽和吸収領域 102 利得領域 103 受動導波路領域 104 DBR領域 111 n型共通電極 112 可飽和吸収体p側電極 113 利得領域p側電極 114 受動導波路p側電極 115 DBRp側電極 121 可飽和吸収体逆バイアス電圧源 122 利得領域電流源 123 受動導波路電流あるいは逆バイアス電圧源 124 DBR電流あるいは逆バイアス電圧源 125 交流電圧源 131 結合レンズ 132 3ポート光サーキュレータ 133 波長フィルタ REFERENCE SIGNS LIST 1 hybrid mode-locked DBR semiconductor laser 101 saturable absorption region 102 gain region 103 passive waveguide region 104 DBR region 111 n-type common electrode 112 saturable absorber p-side electrode 113 gain region p-side electrode 114 passive waveguide p-side electrode 115 DBRp side electrode 121 Saturable absorber reverse bias voltage source 122 Gain area current source 123 Passive waveguide current or reverse bias voltage source 124 DBR current or reverse bias voltage source 125 AC voltage source 131 Coupling lens 132 3-port optical circulator 133 Wavelength filter

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Nチャネルの光パルス列が光時分割多重
(OTDM)された光多重パルス列を第一のポートから
受け入れて第二のポートを経てモード同期DBR半導体
レーザへ送出し、前記モード同期DBR半導体レーザが
生成する自己発振光パルス列と、前記光多重パルス列
と、前記自己発振光パルス列と前記光多重パルス列との
交互作用によって生成される4波混合光からなる複合光
を前記第二のポートから受け入れて第三のポートへ出力
する光サーキュレータと、 前記光サーキュレータの第三のポートから前記光複合光
を受け入れて前記4波混合光のみ出力させる光波長フィ
ルタとを備え、 前記モード同期DBR半導体レーザは、 前記光多重パルス列のパルス繰り返し周波数の1/Nの
周波数で自己発振光パルス列を生成し、この自己発振光
パルス列が生成されるタイミングは前記光多重パルス列
のいずれかのチャネルと一致し、前記自己発振光パルス
列の波長は前記光多重パルス列の波長とは異なることを
特徴とする光多重分離装置。
1. An optical multiplexed pulse train in which an N-channel optical pulse train is subjected to optical time division multiplexing (OTDM) is received from a first port and transmitted to a mode-locked DBR semiconductor laser via a second port. A self-oscillating optical pulse train generated by a semiconductor laser, the optical multiplexed pulse train, and a composite light including four-wave mixing light generated by an interaction between the self-oscillating optical pulse train and the optical multiplexed pulse train is output from the second port. An optical circulator for receiving and outputting to the third port; and an optical wavelength filter for receiving the optical composite light from the third port of the optical circulator and outputting only the four-wave mixing light, the mode-locked DBR semiconductor laser. Generates a self-oscillating optical pulse train at a frequency of 1 / N of the pulse repetition frequency of the optical multiplex pulse train. An optical multiplexing / demultiplexing apparatus, wherein a timing at which an oscillation light pulse train is generated coincides with any channel of the optical multiplex pulse train, and a wavelength of the self-oscillation light pulse train is different from a wavelength of the optical multiplex pulse train.
【請求項2】 前記請求項1に記載の光多重分離装置に
おいて、 前記モード同期DBR半導体レーザは、 前記自己発振光パルス列を外部から印加される交流電圧
源に同期させる可飽和吸収領域と、 前記自己発振光パルス列の波長に一致する回折格子を備
えるDBR領域が配置され、 前記可飽和吸収領域に前記光多重パルス列のパルス繰り
返し周波数の1/Nの交流電圧源が印加され、この交流
電圧源に同期する前記自己発振光パルス列の一部が前記
DBR領域で反射されること特徴とする光多重分離装
置。
2. The optical demultiplexing device according to claim 1, wherein the mode-locked DBR semiconductor laser includes: a saturable absorption region that synchronizes the self-oscillation light pulse train with an externally applied AC voltage source; A DBR region having a diffraction grating corresponding to the wavelength of the self-oscillation light pulse train is arranged, and an AC voltage source of 1 / N of a pulse repetition frequency of the optical multiplex pulse train is applied to the saturable absorption region. An optical demultiplexer, wherein a part of the self-oscillating light pulse train to be synchronized is reflected by the DBR region.
【請求項3】 前記請求項1又は請求項2に記載の光多
重分離装置において、 前記光多重パルス列が前記モード同期DBR半導体レー
ザに入力されるタイミングを遅延させる光遅延回路と、 前記モード同期DBR半導体レーザが出力する前記4波
混合光の一部を受け入れてその光強度を検出する光ディ
テクタと、 前記光遅延回路の遅延時間を制御するコントローラを備
え、 前記コントローラは、 前記光ディテクタの検出結果に基づいて前記光遅延回路
の遅延時間を制御して前記4波混合光の光強度を所定の
レベル以上に維持することを特徴とする光多重分離装
置。
3. The optical multiplexing / demultiplexing device according to claim 1, wherein an optical delay circuit for delaying a timing at which the optical multiplexed pulse train is input to the mode-locked DBR semiconductor laser; and the mode-locked DBR. An optical detector that receives a part of the four-wave mixing light output from the semiconductor laser and detects the light intensity thereof, and a controller that controls a delay time of the optical delay circuit, wherein the controller has a detection result of the optical detector. An optical multiplexing / demultiplexing device for controlling a delay time of the optical delay circuit based on the optical delay circuit to maintain the light intensity of the four-wave mixing light at a predetermined level or more.
【請求項4】 前記請求項1又は請求項2に記載の光多
重分離装置において、 前記交流電圧源が前記可飽和吸収領域に印加されるタイ
ミングを遅延させる電気遅延回路と、 前記モード同期DBR半導体レーザが出力する前記4波
混合光の一部を受け入れてその光強度を検出する光ディ
テクタと、 前記電気遅延回路の遅延時間を制御する制御回路を備
え、 前記制御回路は、 前記光ディテクタの検出結果に基づいて前記電気遅延回
路の遅延時間を制御して前記4波混合光の光強度を所定
のレベル以上に維持することを特徴とする光多重分離装
置。
4. The optical multiplexing / demultiplexing device according to claim 1, wherein an electric delay circuit for delaying a timing at which the AC voltage source is applied to the saturable absorption region, and the mode-locked DBR semiconductor. An optical detector that receives a part of the four-wave mixing light output by the laser and detects the light intensity thereof, and a control circuit that controls a delay time of the electric delay circuit, wherein the control circuit detects the optical detector. An optical multiplexing / demultiplexing device, wherein a delay time of the electric delay circuit is controlled based on a result to maintain a light intensity of the four-wave mixing light at a predetermined level or more.
【請求項5】 Nチャネルの光パルス列が光時分割多重
(OTDM)された光多重パルス列を受け入れてモード
同期DBR半導体レーザへ送出する光信号入力用光アイ
ソレータと、 前記モード同期DBR半導体レーザが生成する自己発振
光パルス列と、前記光多重パルス列と、前記自己発振光
パルス列と前記光多重パルス列との交互作用によって生
成される4波混合光からなる光複合光を前記モード同期
DBR半導体レーザから受け入れて光波長フィルタへ送
出する4波混合光取り出し用光アイソレータと、 前記4波混合光取り出し用光アイソレータから前記光複
合光を受け入れて前記4波混合光のみ出力させる光波長
フィルタとを備え、 前記モード同期DBR半導体レーザは、 前記光多重パルス列のパルス繰り返し周波数の1/Nの
周波数で自己発振し、この自己発振光パルス列が生成さ
れるタイミングは前記光多重パルス列のいずれかのチャ
ネルと一致し、前記自己発振光パルス列の波長は前記光
多重パルス列の波長とは異なることを特徴とする光多重
分離装置。
5. An optical isolator for inputting an optical signal, which receives an optical multiplexed pulse train obtained by subjecting an N-channel optical pulse train to optical time division multiplexing (OTDM) and sends it to a mode-locked DBR semiconductor laser; Receiving from the mode-locked DBR semiconductor laser an optical composite light consisting of a self-oscillating optical pulse train, the optical multiplexed pulse train, and four-wave mixing light generated by the interaction of the self-oscillating optical pulse train and the optical multiplexed pulse train. An optical isolator for extracting four-wave mixing light to be sent to an optical wavelength filter, and an optical wavelength filter for receiving the optical composite light from the optical isolator for extracting four-wave mixing light and outputting only the four-wave mixing light, the mode The synchronous DBR semiconductor laser has a frequency of 1 / N of a pulse repetition frequency of the optical multiplex pulse train. Self-oscillates, the timing at which this self-oscillation light pulse train is generated coincides with any channel of the optical multiplex pulse train, and the wavelength of the self-oscillation light pulse train is different from the wavelength of the optical multiplex pulse train. Optical demultiplexer.
【請求項6】 前記請求項5に記載の光多重分離装置に
おいて、 前記モード同期DBR半導体レーザは、 内部の光通路の中心部に前記自己発振光パルス列を外部
から印加される交流電圧源に同期させる可飽和吸収領域
と、 前記光通路の両端部に自己発振光パルス列の波長に一致
する回折格子を備えるDBR領域が配置され、 前記可飽和吸収領域に前記光多重パルス列のパルス繰り
返し周波数の1/Nの交流電圧源が印加され、この交流
電圧源に同期する前記自己発振光パルス列の一部が前記
DBR領域間で反射されること特徴とする光多重分離装
置。
6. The optical multiplexing / demultiplexing device according to claim 5, wherein the mode-locked DBR semiconductor laser synchronizes the self-oscillation light pulse train with an externally applied AC voltage source at a central portion of an internal optical path. A saturable absorption region to be provided, and a DBR region provided with a diffraction grating corresponding to the wavelength of the self-oscillation light pulse train at both ends of the optical path; An optical multiplexing / demultiplexing apparatus, wherein N alternating current voltage sources are applied, and a part of the self-oscillating light pulse train synchronized with the alternating current voltage source is reflected between the DBR regions.
【請求項7】 前記請求項5又は請求項6に記載の光多
重分離装置において、 前記光多重パルス列が前記モード同期DBR半導体レー
ザに入力されるタイミングを遅延させる光遅延回路と、 前記モード同期DBR半導体レーザが出力する前記4波
混合光の一部を受け入れてその光強度を検出する光ディ
テクタと、 前記光遅延回路の遅延時間を制御するコントローラを備
え、 前記コントローラは、 前記光ディテクタの検出結果に基づいて前記光遅延回路
の遅延時間を制御して前記4波混合光の光強度を所定の
レベル以上に維持することを特徴とする光多重分離装
置。
7. The optical multiplexing / demultiplexing device according to claim 5, wherein an optical delay circuit for delaying a timing at which the optical multiplexed pulse train is input to the mode-locked DBR semiconductor laser; and the mode-locked DBR. An optical detector that receives a part of the four-wave mixing light output from the semiconductor laser and detects the light intensity thereof, and a controller that controls a delay time of the optical delay circuit, wherein the controller has a detection result of the optical detector. An optical multiplexing / demultiplexing device for controlling a delay time of the optical delay circuit based on the optical delay circuit to maintain the light intensity of the four-wave mixing light at a predetermined level or more.
【請求項8】 前記請求項5又は請求項6に記載の光多
重分離装置において、 前記交流電圧源が前記可飽和吸収領域に印加されるタイ
ミングを遅延させる電気遅延回路と、 前記モード同期DBR半導体レーザが出力する前記4波
混合光の一部を受け入れてその光強度を検出する光ディ
テクタと、 前記電気遅延回路の遅延時間を制御する制御回路を備
え、 前記制御回路は、 前記光ディテクタの検出結果に基づいて前記電気遅延回
路の遅延時間を制御して前記4波混合光の光強度を所定
のレベル以上に維持することを特徴とする光多重分離装
置。
8. The optical multiplexing / demultiplexing apparatus according to claim 5, wherein an electric delay circuit for delaying a timing at which the AC voltage source is applied to the saturable absorption region, and the mode-locked DBR semiconductor. An optical detector that receives a part of the four-wave mixing light output by the laser and detects the light intensity thereof, and a control circuit that controls a delay time of the electric delay circuit, wherein the control circuit detects the optical detector. An optical multiplexing / demultiplexing device, wherein a delay time of the electric delay circuit is controlled based on a result to maintain a light intensity of the four-wave mixing light at a predetermined level or more.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007243897A (en) * 2006-03-10 2007-09-20 Korea Electronics Telecommun Apparatus and method of generating millimeter waves
WO2022118647A1 (en) * 2020-12-04 2022-06-09 パナソニックホールディングス株式会社 Optical frequency comb device and measurement device

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