JP2002031825A

JP2002031825A - 光学式ｎｒｚ−ｒｚフォーマット変換器

Info

Publication number: JP2002031825A
Application number: JP2001148678A
Authority: JP
Inventors: Alexandre Shen; アレクサンドル・シヤン; Fabrice Devaux; フアブリス・ドウボー; Michael Schlak; ミヒヤエル・シユラーク; Tolga Tekin; トルガ・テキン
Original assignee: Alcatel CIT SA; Alcatel SA
Current assignee: Alcatel CIT SA; Alcatel Lucent SAS
Priority date: 2000-05-23
Filing date: 2001-05-18
Publication date: 2002-01-31
Also published as: US6625338B2; FR2809497A1; EP1158352A3; US20020018612A1; FR2809497B1; EP1158352A2

Abstract

(57)【要約】【課題】光学式ＮＲＺ−ＲＺフォーマット変換器を提
供すること。【解決手段】通過する光パワーに応じて屈折率が変化
する媒体１３、１５を備えた２本のアーム９、１１をも
つ干渉計構造１０を含んでいる、ビット持続時間Ｔをも
つＮＲＺ信号の変換器。変換すべきＮＲＺ信号はアーム
９、１１の各々に入力される。干渉計構造の出力信号７
は、Ｔ／２の遅延をもたらす手段１６を介して、１本の
アーム１１に再入力される。この時、出力部７の信号
は、ＲＺフォーマットに変換されたＮＲＺ信号である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明の分野は、ＮＲＺフォ
ーマットの入力信号をＲＺフォーマットの出力信号に変
換する「全光学式」変換器である。本発明はまた変換方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】全光学式伝送システム、特に、波長分割
多重化ＷＤＭネットワークは、異なる変調方式、異なる
データフォーマットを用いている。非ゼロ復帰（ＮＲ
Ｚ）フォーマットおよびゼロ復帰（ＲＺ）フォーマット
の２種類の標準データフォーマットが広く普及してい
る。１９８３年ＥＹＲＯＬＬＥＳ発行の、Ａ．ＣＯＺＡ
ＮＥＴ等による「Optique et Telecommunication - Tra
nsmission et traitement optique de 1'information
(光学と通信- 伝送と光情報処理)」という名称のマニュ
アルの３５９ページに説明されているように、非ゼロ復
帰システムにおいては、ビット伝送時間の継続中、高レ
ベルによってレベル「１」が伝送され、また、このビッ
ト伝送時間の継続中、低レベルによって「ゼロ」が伝送
される。ゼロ復帰システムでは、ビット伝送時間の一部
分、通常、前半部分で、高レベルによってレベル「１」
が伝送され、その後低レベルが続き、ビットの継続期間
中、低レベルによって「ゼロ」が伝送される。

【０００３】この簡単な記述は、つまり、１つのデータ
セットに対して伝送されるパルスの数は、ＮＲＺフォー
マットの場合よりもＲＺフォーマットの場合の方が多く
なることを意味している。ＮＲＺフォーマットでは、
「１」の列が連続する場合、この列を伝送している間、
高レベル信号、すなわち１つの長いパルスが必要にな
る。

【０００４】ゼロ復帰フォーマットの場合、パルス列に
よって「１」の列が表される。同様に、ビット時間の持
続期間が、ＲＺとＮＲＺの２つのフォーマットに対して
同一であると仮定すると、ＲＺフォーマットにおける単
独の「１」は、ＮＲＺフォーマットにおけるパルスの半
分の長さのパルスを作り出すことになり、したがって、
ＲＺフォーマットの伝送には、より広い通過帯域幅が必
要になる。

【０００５】このような理由により、同一のデータを伝
送する場合に必要な通過帯域は、ＲＺフォーマットの場
合、ＮＲＺフォーマットの場合における２倍の広さが必
要になる。

【０００６】したがってＮＲＺフォーマットは、同一伝
送速度に対し、より広い帯域幅を必要とする他のフォー
マットと比較した場合、疑う余地のない利点を有してい
ることが分かる。

【０００７】しかし、ＲＺフォーマットも、例えば、多
重化、受動時分割による多重化解除、ソリトン生成およ
びブリュアン誘導分散の消去など、いくつかの用途には
有効である。

【０００８】そのため、両方のフォーマットの利点を利
用するために、一方のフォーマットから他方のフォーマ
ットへの変換器が必要となる。

【０００９】例えば、この種の変換器として知られてい
る第１の例が、１９９２年２月１３日付け「Electronic
s Letters」（vol. 28, No. 4, ４０５および４０６ペ
ージ）の、Ａ．Ｄ．ＥｌｌｉｓおよびＤ．Ａ．Ｃｌｅｌ
ａｎｄの著による「Commutation tout optique ultra r
apide dans un miroir boucle optique non lineaire(N
OLM) (非線形光ループミラーにおける超高速全光交
換)」という名称の論文の中に、簡単に記載されてい
る。この論文の図１に示されているように、この論文の
装置はＳＡＧＮＡＣ反共振干渉計を備えている。

【００１０】干渉計の入力は、第１に、規則的なパルス
ストリーム、第２に、データ信号を表す非ゼロ復帰フォ
ーマットの信号からなっている。

【００１１】上記２種類の信号の強さは、一方の信号の
みが存在する場合、つまり高レベルにあるとき、ファイ
バの複屈折の性質に起因する、順方向信号と逆方向信号
間の位相遅延を考慮して、干渉計の出力部の信号を、Ｓ
ＡＧＮＡＣ干渉計の正規の動作に対応する低にするよう
な弱め合う干渉が生じるように選択される。しかし、こ
れら２種類の信号が、総光パワーを２倍にする効果を有
する、共に高レベルの場合、逆方向に伝搬する高出力信
号の変調により、干渉計の出力部に強め合うな干渉がも
たらされることにより、位相πが付加される。

【００１２】したがって上記装置は、「ＡＮＤ」ゲート
のような挙動をしている。

【００１３】干渉計の出力部に設けられるフィルタの通
過帯域に応じて、パルスストリームを搬送する波長の搬
送波上に、あるいは、ＮＲＺ信号を搬送する波長で、Ｎ
ＲＺ信号を変換したＲＺ信号を得ることができる。

【００１４】ＮＲＺ−ＲＺ変換器の第２の実施形態が、
１９９４年６月９日付け定期刊行物「Electronics Lett
er」（vol. 30, No. 12, ９８４〜９８５ページ）に発
表されている、Ｓ．ＢＩＧＯ、Ｅ．ＤＥＳＵＲＶＩＲ
Ｅ、Ｓ．ＧＡＵＣＨＡＲＤ、およびＥ．ＢＲＵＮ著の
「Amelioration de debit par conversion optique NRZ
-RZ et multiplexage par division temporelle passiv
e pour les systemes a transmission soliton (NRZ-RZ
光変換によるフローの改善とソリトン伝送システム用
受動的時分割多重)」という名称の論文に記載されてい
る。以下では、この論文に記載されているＮＲＺ−ＲＺ
変換の考察に留める。上述の場合と同様に、非線形光ル
ープミラーが使用されている。これも上述の場合と同様
であるが、２種類の信号がループに入力され、ＳＡＧＮ
ＡＣ干渉計を形成している。先ず、制御信号が、波長λ
ｃで入力され、次に、ＮＲＺ信号が、波長λｓで入力さ
れる。干渉計偏光制御装置は、ＳＡＧＮＡＣ干渉計を得
るために、制御信号が低の時、出力信号を最小にするよ
うに調整されている。制御信号は増幅された後、ループ
に入力され、順方向波と逆方向波間の共有点近くに設け
られた８０／２０結合器を介して、干渉計を形成してい
る。

【００１５】著者等は、この受動ループを用いて、つま
り、上述の例における場合と同様、ループ内に光増幅器
を含まないループを用いて入力ＮＲＺ信号を変換した
後、ＲＺ信号を得ることができることを報告している。

【００１６】ＲＺ信号のパルス幅も、波長λｃの制御パ
ルスの幅より、僅かに短くなっている。

【００１７】しかし、低レベルと高レベル間のレベル差
は２０ｄＢより大きく、活性ループを有する上述の例と
比較して、１０倍改善されていることを示している。

【００１８】上述の２つの例においては、ファイバルー
プミラーは、光の偏光および温度変動に極めて敏感であ
ることを指摘しておく。

【００１９】第３の実施形態例が、「IEEE photonics t
echnology Letters」（１９９６年５月、vol. No. 8, N
o. 5，７１２〜７１４ページ）に掲載されている、Ｄａ
ｖｉｄ．ＮＯＲＴＥおよびＡｌｌａｎ．Ｅ．ＷＩＬＬＮ
ＥＲの著による「Demonstration experimentale d'une
conversion tout optique entre des donnees aux form
ats RZ et NRZ incorporant des changements non inve
rseurs de longueur d'onde et conduisant a une tran
sparence du format (反転のない波長変更とフォーマッ
トの透明性を含むデータのRZ、 NRZ 間フォーマット全
光変換の実験的デモンストレーション)」という名称の論
文に言及されている。

【００２０】この論文の中で言及されている装置は、論
文中の図１に示されている線図に従ったＲＺ−ＮＲＺ変
換器に適用されている。装置およびその動作の説明につ
いては、テキストの中で言及されている光増幅器ＳＯＡ
１が図に示されていないため、極めて不明瞭である。し
かし、第１のステップが、ＲＺ信号からクロック信号を
回復することであることは理解できる。また、この論文
の説明によれば、記述されていない装置を用いて、２つ
のフォーマットのどちらかを使用することができるよう
に、ＮＲＺフォーマットからＲＺフォーマットに変換し
ている。

【００２１】上記各論文の中で説明され、あるいは言及
されている装置の各々は、いくつかの光学電子装置ある
いは電子装置を含み、かつ、組立て作業を必要とするサ
ブシステムである。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、ＳＡＧ
ＮＡＣ干渉計に基づく装置は、温度および光偏光の変動
に敏感である。上記各論文の中で説明されている装置は
全て、クロック信号またはクロック回復が必要である。

【００２３】したがって、設計および製作が容易なＮＲ
Ｚ−ＲＺ変換装置が必要である。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明の基本概念は、干
渉計構造、例えば、２本のアーム（第１のアームおよび
第２のアーム）を備えたマッハ−ツェンダー構造を用い
ることである。第１のアームまたは第２のアームは、少
なくとも、例えば半導体光増幅器（ＳＯＡ）などの素子
を備え、その素子に存在する光パワーに応じて光屈折率
を変化させることができる。

【００２５】ＮＲＺ信号（Ｓｅ）は、このＮＲＺ信号が
バランスよく各干渉計アームに分散されるように、干渉
計の入力の１つに注入される。光パワーに応じて屈折率
が変化するアームに制御信号（Ｓｃ）が入力されていな
い場合、入力信号（Ｓｅ）は変化することなく干渉計の
出力部の一方に現れる。しかし、干渉計の上記アームに
制御信号（Ｓｃ）が入力されており、かつ、制御信号
（Ｓｃ）のレベルが適切に選択されている場合、干渉計
の２本のアームから出力される光信号を位相対立させ
る、すなわち、互いに（２ｋ＋１）πの位相ずれを持た
せるために必要な量に匹敵する屈折率変化を、存在する
光パワーに応じて光屈折率が変化する素子内に得ること
ができる。この瞬時構成においては、干渉計の各アーム
に存在する入力信号（Ｓｅ）から出力される２つの信号
は、干渉計の出力部で互いに相殺される。したがって、
入力信号（Ｓｅ）に対する干渉計の挙動は、制御信号
（Ｓｃ）によって開かれる光ゲートに類似している。本
発明によれば、この現象を利用することにより、光クロ
ック信号を用いることなく、ＮＲＺフォーマットの信号
がＲＺフォーマットの信号に変換される。この変換は、
干渉計の出力部の信号を、干渉計構造のアームのうちの
１本に入力し、かつ、ＮＲＺ信号の時間ビットのほぼ半
分の遅延を、その信号に与えることによって実行され
る。したがって遅延出力信号は、上述の光ゲートを開閉
するための制御信号として使用される。遅延させること
により、干渉計の出力信号中の光パワーが、しばらくの
間、除去される。後でさらに詳細に考察するが、成果
は、入力信号に対応し、かつ、ＲＺフォーマットの出力
信号を得ることである。

【００２６】したがって、本発明は、ビット持続時間Ｔ
をもつＮＲＺフォーマットの信号をＲＺフォーマットの
信号に変換する変換器であって、第１のアームと第２の
アームの２本のアームを備え、アームの各々が、第１の
端部と第２の端部の２つの端部を有する干渉計構造であ
って、干渉計の上記アームの少なくとも１本は、通過す
る光パワーに応じて光屈折率の値が変化する媒体を含ん
でおり、少なくとも１つの入力部と少なくとも１つの出
力部とを有する干渉計構造と、変換すべきＮＲＺ信号を
受信する１つの入力部、および上記第１のアームに存在
する信号と、第２のアームに存在する信号との間の干渉
によって生じる信号を搬送する１つの出力部とを備え、
さらに、干渉計構造の出力部に結合するための結合手段
と、光パワーに応じて光屈折率の値が変化する媒体を含
んでいる、前記構造のアームと、前記干渉計構造の出力
部と前記結合手段との間に置かれ、約Ｔ／２の遅延をも
たらす遅延手段とを備えることを特徴とする変換器に関
している。

【００２７】通過する光パワーに敏感な屈折率を有する
活性媒体が、半導体光増幅器の活性層から構成されるこ
とが好ましい。

【００２８】高速伝送のためのビット時間は極めて短く
（数十ピコ秒程度である）、例えば、アームの１本に再
入力される出力信号に加えられる遅延は、干渉計の基板
上に、あるいは、例えば、干渉計構造のアームの１本に
再入力する前に、出力信号のレベルを調整する機能を、
同様に、実行する光増幅器などの部品に統合された光ガ
イドによって実現することができる。

【００２９】干渉計構造の出力信号は、干渉計構造のア
ームの端部に入力され、アームの端部には、また、変換
すべきＮＲＺ信号も入力され、アーム内を２つの信号が
同一方向に伝搬する。この場合、前記アーム内に生じ
る、これら２つの信号間の干渉を避けるために、干渉計
構造からの出力信号を波長に変換することが好ましい。

【００３０】干渉計構造の出力信号を、ＮＲＺ構造が入
力される端部と反対側の、干渉計構造のアームの一端に
入力することもできる。この場合、干渉計構造の出力信
号を、干渉計構造の前記アームに入力する前に波長に変
換することが可能な場合と、不可能な場合とがある。

【００３１】好ましくも、干渉計構造からの出力信号が
ない場合、干渉計構造の２本のアームの光経路が等し
く、各アームに存在する信号間に強め合う干渉が生成さ
れる。

【００３２】干渉計構造の出力部と１本のアームとの間
に設けられた手段が、出力部の信号の光パワーレベルを
調整し、そのアームの光経路を、もう一方のアームの光
経路に対して修正することにより弱め合う干渉を得るこ
とが好ましい。

【００３３】さらに、本発明は、ビット持続時間Ｔをも
つＮＲＺフォーマットの信号をＲＺフォーマットの信号
に変換するための方法にも関し、その方法は、変換すべ
き信号が、干渉計構造のアームの各々に入力され、各ア
ームはそれぞれ通過する光パワーに応じて屈折率の値が
変化する光媒体を含み、前記干渉計構造の出力部に存在
する信号が、ビット持続時間の約半分の時間だけ遅延さ
れて、前記干渉計構造のアームのうちの１本のアームに
のみ入力され、ＮＲＺ信号の変換によって得られるＲＺ
信号が、前記出力部に収集されることを特徴としてい
る。

【００３４】次に、本発明の実施形態例について、添付
の図面に照らして説明する。図において、同一参照番号
は、同一機能を実行する素子を表している。

【００３５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明によるＮＲＺ−Ｒ
Ｚ変換器の第１の実施形態例を図解したものである。

【００３６】この変換器は、以下で記述する、知られて
いる干渉計構造１０を使用している。この干渉計構造は
対称構造であり、対称入力部５および８を持つ２つの制
御入力部１および４と、出力部６および７に対称入力部
をもつ２つの信号入力部２および３とを有している。入
力部２および３は、干渉計構造のアーム９および１１の
各々に結合されている。

【００３７】各アームは２つの端部、すなわち、それぞ
れ第１の端部２６および２８と、それぞれ第２の端部２
７および２９を有している。

【００３８】本発明の実施形態例では、入力部２および
３は、先ず、互いに結合され、次に、図１、３および図
４に示すように、分離され、アーム９および１１の各々
に結合されている。アーム９および１１の各々への入力
結合を形成しているこれらの結合手段が、参照番号２３
で示されている。これらの結合手段は、２対２の結合器
を形成している。対称的に、出力側でも結合手段は、２
３’で示される別の２対２の結合器から構成されてい
る。

【００３９】制御入力部１および４は、これらの入力部
によってアーム９および１１に入力される信号が、アー
ムの第１の端部から第２の端部に伝搬するように、アー
ム９および１１の１つにそれぞれ結合されている。

【００４０】同様に、制御入力部５および８も、アーム
９および１１の１つにそれぞれ結合されている。例え
ば、制御入力部５を介して入力される信号は、アーム９
の第２の端部２７からアーム９の第１の端部２６に伝搬
する。図１、３および図４に示す例においては、使用さ
れる制御入力部は４と８だけである。この制御入力部４
および８を、アーム１１の端部２８および２９にそれぞ
れ結合している手段のみが、それぞれ２４および２４’
で参照されている。

【００４１】アーム９および１１の各々は、通過する光
パワーに応じて屈折率が変化する光媒体１３および１５
を、半導体増幅器の活性層の形で備えている。

【００４２】この種の干渉計構造の出力レベルを、信号
入力部および制御入力部上に存在する信号レベルに応じ
て、次の表に示す。

【表１】

【００４３】この装置の動作原理は、上記２種類の真理
値表に要約される。制御信号がない場合（つまり、制御
入力部のレベルが０の場合）、入力部３における信号
が、出力部６で再生される。制御信号が高、すなわち１
の時、レベル０またはレベル１の入力信号が、レベル０
の出力信号に変換される。

【００４４】この説明の残りの部分では、信号入力は入
力部２に存在し、制御入力は、アーム１１の第１の端部
または第２の端部にそれぞれ結合された入力部４または
入力部８のいずれかに存在すると仮定することができ
る。

【００４５】この仮定により、図２に示すような入力信
号の変換が得られる。

【００４６】図２は、Ａ、ＢおよびＣの３つの部分から
なっている。部分Ａは、ＮＲＺ信号レベルの時間変化を
示したもので、ビット持続時間はＴである。この種の信
号が、入力部２に印加されていると仮定している。

【００４７】出力部７に存在する信号は、Ｔ／２の値だ
け、すなわちビット持続時間の半分だけ遅延されて制御
入力部４または８に入力されるものと仮定する。図２の
部分Ｃは、この仮想信号を示したものである。このよう
な条件の下で、図２の部分Ｂに示すように、ＲＺ信号に
変換されたＮＲＺ信号が得られる。したがって、ＮＲＺ
／ＲＺ変換は自己保持形変換である。

【００４８】図１は、ＮＲＺ信号が入力部２に入力さ
れ、アーム９および１１を、それぞれ第１の端部２６お
よび２８から第２の端部２７および２９へ通過する実施
形態を示したものである。

【００４９】出力信号７は、ビット時間Ｔの半分の時間
だけ遅延されて制御入力部８に再注入される。例えば、
ビットレートが１０ギガビットの場合、ビット時間は１
０⁻ ^１０秒、すなわち１００ピコ秒であり、したがって
Ｔ／２の遅延は５０ピコ秒である。この種の遅延は、僅
か１ｃｍの光ファイバ、あるいは長さ５ｍのＩｎＰガイ
ドによって得ることができる。

【００５０】出力部７の信号レベルを適切に設定し、ア
ーム１１上に設けられた増幅器の活性光媒体１５の飽和
状態に近いレベルを得ることができるよう、出力部７の
信号を再増幅することが好ましい。

【００５１】その場合、信号出力部７の光信号が入力さ
れる光増幅器１４は、増幅器１４として、かつ、Ｔ／２
遅延手段１６として使用される。

【００５２】図１に示す実施形態では、Ｔ／２だけ遅延
された復帰信号は、入力部２に印加されるＮＲＺ信号と
逆の方向にアーム内を伝搬するように、制御入力部８に
印加される。したがって、この再入力信号は、アーム１
１の第２の端部２９から第１の端部２８に向かって伝搬
する。

【００５３】したがって、波長が同一であっても、変換
すべきＮＲＺ信号を復帰信号が干渉することはない。復
帰信号が行うのは、アーム１１の光増幅器の活性媒体１
５内の出力レベルを、適切な時点で変更するだけであ
る。変換されたＲＺ信号は、入力ＮＲＺ信号と同一波長
の搬送波に乗せられる。

【００５４】図３は、光増幅器１５を通過する光パワー
を制御する信号の波長を変更することができる利点を有
する、本発明による実施形態を示したものである。

【００５５】図３に示す装置は、参照番号１〜９、１１
〜１３、１５、および２３〜２４’で表される素子を含
んでいる、図１に示す装置１０を備えている。

【００５６】出力部７は、フィルタ１７に導かれてい
る。フィルタ１７の出力信号は、復帰ループ３０に給電
している。復帰ループ３０は、帯域通過フィルタ２０を
介して制御入力部４に給電することが好ましい波長変換
器１９を備えている。波長変換器１９は、出力レベルを
調整する手段を備えていることが好ましい。

【００５７】この種の波長変換器の利点は、制御信号が
入力信号を干渉しないことである。

【００５８】装置１０の出力部７に設けられたフィルタ
１７は、ＮＲＺ信号の搬送波長を中心とする帯域通過フ
ィルタである。

【００５９】波長変換器１９の出力部に設けられたフィ
ルタ２０は、波長変換器１９が生成する、あるいは受信
する制御信号の波長を中心とする帯域通過フィルタであ
る。

【００６０】図４は、波長変換器１９の実施形態例を示
したものである。

【００６１】制御波長の波は、例えばレーザダイオード
２１によって、生成される。ダイオード２１の非変調連
続波の形での出力信号は、フィルタ１７の出力信号に結
合され、結合された２つの信号は、通過する光パワーに
敏感な活性媒体を備えた半導体光増幅器２２に入力され
ている。これらの条件下では、増幅器２２に入力される
各信号の入力パワーが、フィルタ１７からの変調信号の
値が高い時、飽和値に達するような強さである場合、ダ
イオード２１の連続波出力は、あたかもフィルタ１７か
らの変調信号のように変調される。上で記述したよう
に、波長変換器１９における通過時間は、ほぼＴ／２に
なるように調整しなければならない。

【００６２】図３および図４は、波長変換器１９の出力
を、アーム１１の第１の端部２８に結合した、本発明に
よる装置を示したものである。当然、ＮＲＺ信号と制御
信号が逆方向に伝搬するように、波長変換器１９の出力
を第２の端部２９に結合することもできる。

【００６３】また、本発明における制御信号は出力信号
でもあること、すなわち、ＮＲＺ信号の変換によって得
られるＲＺ信号でもあることを理解しなければならな
い。

【００６４】変換器の設計を理解するために、付録に
は、半導体光増幅器の動作を説明する仮定の数式が含ま
れている。付録半導体光増幅器の動作を説明する方程式１）飽和出力以下で動作する増幅器増幅器が飽和する前の利得Ｇ_０は、次式１によって与え
られる。

【００６５】

【数１】ここで、ｇ_０は係数を表し、Ｌは、活性媒体の光波長を
表す。飽和出力で動作する増幅器によって付加される位
相Φは、次式２で表される。

【００６６】

【数２】ここで、αは、増幅器の活性レーザ媒体のヘンリー係数
を表し、Ｌ_ｎは、ネイピアの対数関数を表す。２）飽和状態で動作する増幅器飽和時における利得Ｇは、次式３によって与えられる。

【００６７】

【数３】ここで、Ｐは、増幅器の「入力」の強さを表し、Ｐ_ｓは
飽和出力を表し、Ｌは、活性媒体の長さを表す。位相推
移は、次式４によって与えられる。

【００６８】

【数４】３）干渉計構造１０の伝達関数伝達関数Ｈ_Ｄ０およびＨ_Ｄ１は、次式５および６によっ
て与えられる。

【００６９】

【数５】および

【００７０】

【数６】ここで、Ｐ_Ｄ０は、アームの出力部６（図１）における
光パワーを表し、Ｐ_Ｄ１は、アームの出力部７における
光パワーを表し、Ｐ_Ａ０は、入力部２におけるアームに
印加される光パワーを表し、Ｄ_０は、出力部６における
光の場を表し、Ｄ_１は、アームの出力部７における光の
場を表し、Ａ_０は、入力部２における光の場を表し、Ａ
_１は、入力部３（例えば、図１の３）における光の場を
表し、Ｇ_１は、例えば増幅器１３の利得を表し、Ｇ
_２は、他の増幅器１５の利得を表し、Ｋ_１およびＫ
_２は、次式７によって決定される、増幅器１３および１
５の係数値を表す。

【００７１】

【数７】ここで、λは、媒体を通過する波の波長を表す。最後に
ΔΦは、次式８によって表される。

【００７２】

【数８】この場合、通常、２つの活性媒体１３および１５のヘン
リー係数は同じであると仮定する。

【図面の簡単な説明】

【図１】出力信号が、干渉計構造のアームの、ＮＲＺ信
号が入力される端部と反対の端部に再入力される、本発
明による第１の実施形態例を示す図である。

【図２】時間に対する信号レベルを示す。図は３つの部
分からなる。部分ＡがＮＲＺ信号を表し、部分Ｃが、遅
延手段がない場合に干渉計構造の出力部に存在するであ
ろう仮想信号を表し、部分Ｂが、部分Ａに示すＮＲＺ信
号の変換によって作り出されるＲＺ信号を表す。

【図３】出力信号が波長に変換され、干渉計構造のアー
ムの、ＮＲＺ信号が入力される端部と同じ端部に再入力
される実施形態例を示す図である。

【図４】波長変換器の実施形態例を有する、図３に示す
実施形態例と同様の図である。

【符号の説明】１、４、５、８制御入力部２、３信号入力部６、７出力部９、１１アーム１０干渉計構造１３、１５光媒体１４、１６光増幅器１７、２０フィルタ１９波長変換器２１レーザダイオード２２半導体光増幅器２３、２３’、２４、２４’ 結合手段２６、２８第１の端部２７、２９第２の端部３０復帰ループ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ミヒヤエル・シユラークドイツ国、デー−12107・ベルリン、ビルンホムベーク・50 (72)発明者トルガ・テキンドイツ国、デー−13353・ベルリン、リユンアルシユトラーセ・５Ｆターム(参考） 2H079 AA08 AA12 BA01 CA04 EA05 EA07 HA00 2K002 AA02 AB12 BA01 DA08 DA11 GA10 HA16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ビット持続時間ＴをもつＮＲＺフォーマ
ットの信号をＲＺフォーマットの信号に変換するための
変換器であって、第１のアーム（９）と第２のアーム（１１）の２本のア
ーム（９、１１）を備え、前記アームの各々が、第１の
端部（２６、２８）と第２の端部（２７、２９）の２つ
の端部を有する干渉計構造（１０）であって、前記アー
ム（９、１１）の少なくとも１本は、通過する光パワー
に応じて光屈折率の値が変化する媒体（１３、１５）を
含んでおり、前記干渉計構造（１０）は、少なくとも１
つの入力部と少なくとも１つの出力部とを有し、前記干
渉計構造（１０）の前記入力部（２）の１つが、変換す
べきＮＲＺ信号を受信し、前記出力部（７）の１つが、
前記第１のアーム（９）に存在する信号と、前記第２の
アーム（１１）に存在する信号との間の干渉によって生
じる信号を搬送する干渉計構造（１０）を備え、さら
に、光屈折率の値が光パワーに応じて変化する媒体を含んで
いる前記干渉計構造（１０）の前記アーム（１１）に、
前記干渉計構造（１０）の前記出力部（７）を結合する
ための結合手段（２４、２４’）と、前記干渉計構造（１０）の前記出力部（７）と前記結合
手段（２４、２４’）との間に置かれ、約Ｔ／２の遅延
をもたらす遅延手段（１９、１６、１４）とを備えるこ
とを特徴とする、ＮＲＺフォーマットの信号をＲＺフォ
ーマットの信号に変換するための変換器。
【請求項２】通過する光パワー値に応じて光屈折率の
値が変化する前記媒体（１３、１５）が、光増幅器（１
３、１５）の活性層から構成されることを特徴とする請
求項１に記載の変換器。
【請求項３】前記干渉計構造（１０）の前記出力部
（７）と、前記干渉計構造の前記アームの１本（１１）
との間の前記遅延手段が、光増幅器（１４、１６）を備
えることを特徴とする請求項１または２に記載の変換
器。
【請求項４】前記結合手段（２４’）が、変換すべき
信号が入力される端部（２８）と反対側の、前記アーム
（１１）の一端（２９）に配置されることを特徴とする
請求項１から３のいずれか一項に記載の変換器。
【請求項５】第１のフィルタ（１７）が、前記干渉計
構造（１０）の前記出力部（７）の出力側と、波長変換
器（１９）の入力側との間に設けられ、かつ、第２のフ
ィルタ（２０）が、前記波長変換器（１９）の出力部と
前記結合器（２４、２４’）との間に設けられることを
特徴とする請求項４に記載の変換器。
【請求項６】前記干渉計構造（１０）の出力信号と、
変換すべきＮＲＺ信号とが同一方向に伝搬するように、
前記結合手段（２４）は、変換すべきＮＲＺ信号が入力
される、前記干渉計構造（１０）の前記アーム（１１）
の同一端部（２８）に配置されることを特徴とする請求
項１から３のいずれか一項に記載の変換器。
【請求項７】波長変換器（１９）が、前記干渉計構造
の前記出力部（７）と前記結合器（２４）との間に挿入
されることを特徴とする請求項６に記載の変換器。
【請求項８】前記干渉計構造（１０）の前記出力部
（７）からの信号がない場合、前記干渉計構造（１０）
の２本の前記アーム（９、１１）の光経路が等しく、そ
れにより、前記各アームに存在する信号間に強め合うな
干渉を生成することを特徴とする請求項１に記載の変換
器。
【請求項９】弱め合う干渉を得るために、前記干渉計
構造（１０）の前記出力部（７）と、前記アーム（９、
１１）のうちの１本との間に配置された手段（１４、１
６、２４’、１７、３０）が、前記出力部（７）の信号
の光パワーレベルを調整し、前記アーム（９、１１）の
うちの１本の光経路を、もう一方のアームの光経路と比
較して修正することを特徴とする請求項１または２に記
載の変換器。
【請求項１０】ビット持続時間ＴをもつＮＲＺフォー
マットの信号をＲＺフォーマットの信号に変換するため
の方法であって、変換すべき信号が、それぞれ通過する光パワーに応じて
屈折率の値が変化する光媒体を含んでいる、干渉計構造
の各アームに入力され、前記干渉計構造の出力部に存在する信号が、ビット持続
時間の約半分の時間だけ遅延されて、前記干渉計構造の
前記アームのうちの１本のアームにのみ入力され、ＮＲＺ信号の変換によって得られるＲＺ信号が、前記出
力部に収集されることを特徴とする、ＮＲＺフォーマッ
トの信号をＲＺフォーマットの信号に変換するための方
法。
【請求項１１】前記干渉計構造出力部の信号が、変換
すべきＮＲＺ信号の伝搬方向と反対の方向に伝搬するよ
うに、前記アームに入力されることを特徴とする請求項
１０に記載の信号変換のための方法。
【請求項１２】前記干渉計構造の前記出力部に存在す
る信号が波長に変換され、かつ、前記波長に変換された
信号が、変換すべきＮＲＺ信号の伝搬方向と同一の方向
に伝搬するように、前記干渉計構造の前記アームに入力
されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。