JP2003295247A - HIGH-SPEED LIGHT exOR ARITHMETIC PROCESSOR - Google Patents

HIGH-SPEED LIGHT exOR ARITHMETIC PROCESSOR

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JP2003295247A
JP2003295247A JP2002100772A JP2002100772A JP2003295247A JP 2003295247 A JP2003295247 A JP 2003295247A JP 2002100772 A JP2002100772 A JP 2002100772A JP 2002100772 A JP2002100772 A JP 2002100772A JP 2003295247 A JP2003295247 A JP 2003295247A
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JP
Japan
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optical
light
signal
phase
frequency
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Application number
JP2002100772A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshio Ito
敏夫 伊藤
Rieko Satou
里江子 佐藤
Yasuhiro Suzuki
安弘 鈴木
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To carry out optical exOR operation at high speed. <P>SOLUTION: When signal light S1 and S2 are made incident on an optical exOR circuit 1, a XPM type wavelength transformation element, where control light Ss is made incident, an optical signal state of an output light So becomes a state in which the signal light S1 and S2 are exOR operated. When bit synchronized control light Ss is emitted to the signal light S1 using a mode-locked laser 50, decrease of a carrier resulting from saturation of semiconductor light amplifiers 31 and 32 is decreased, a period for recovering the carrier becomes short, and a rising time of the output light So becomes short. As a result, the exOR calculation can be carried out at high speed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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、相互位相変調(X
PM)型の波長変換素子とモードロックレーザを用いた
高速光exOR演算装置に関し、光exOR演算を高速
で実行することができるように工夫したものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to cross phase modulation (X
The present invention relates to a high-speed optical exOR operation device using a PM) type wavelength conversion element and a mode-locked laser so that the optical exOR operation can be executed at high speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】IT技術の発展に伴う伝送容量の増加に
伴い、光信号のビットレートは2.5Gb/sから10
Gb/s、さらには40Gb/sへと増加する傾向にあ
る。ここで問題となるのが偏波モード分散である。即
ち、一般に光ファイバには偏波面によって速く進む成分
と遅く進む成分が存在するため、例えば光ファイバの入
力端において、光パルス中の速く進む偏波成分(TE偏
波成分とTM偏波成分のうちの一方)と遅く進む偏波成
分(TE偏波成分とTM偏波成分のうちの他方)の位相
が一致していても、長い光ファイバ中を伝送すると、遅
く進む偏波成分は速く進む偏波成分に対して位相が遅
れ、光ファイバの出力端では、遅く進む偏波成分は速く
進む偏波成分よりも遅れて到着する。この結果、出力端
では光パルス(遅く進む偏波成分と早く進む偏波成分と
を合成したもの)の波形がなまってしまう。
2. Description of the Related Art The bit rate of optical signals has risen from 2.5 Gb / s to 10 with the increase in transmission capacity accompanying the development of IT technology.
Gb / s, and further tends to increase to 40 Gb / s. The problem here is polarization mode dispersion. That is, in general, an optical fiber has a component that travels fast and a component that travels slowly depending on the plane of polarization. Therefore, at the input end of the optical fiber, for example, the polarization components that travel rapidly in the optical pulse (TE polarization component and TM polarization component). Even if the phase of one of the polarization components (which is one of the TE polarization component and the other of the TM polarization components) that propagates slowly matches the phase of the polarization component that propagates slowly in the long optical fiber, The phase is delayed with respect to the polarization component, and at the output end of the optical fiber, the slow-moving polarization component arrives later than the fast-moving polarization component. As a result, at the output end, the waveform of the optical pulse (a composite of the slowly advancing polarization component and the rapidly advancing polarization component) becomes blunt.

【0003】この偏波モード分散の値としては、例えば
ファイバ長L(Km)に対し、 0.2×L1/2 (ps)〜2×L1/2 (ps) 程度である。すなわち、最悪の場合100Kmの光ファ
イバを仮定すると20psの偏波モード分散が生じる。
この値は2.5Gb/s(パルス幅400ps)や10
Gb/s(パルス幅100ps)ではさほど大きな問題
ではないが、40Gb/s(パルス幅25ps)では致
命的な波形劣化となり、符号誤り率を大きく劣化させる
要因となる。
The value of this polarization mode dispersion is, for example, about 0.2 × L 1/2 (ps) to 2 × L 1/2 (ps) with respect to the fiber length L (Km). That is, in the worst case, assuming an optical fiber of 100 km, polarization mode dispersion of 20 ps occurs.
This value is 2.5 Gb / s (pulse width 400 ps) or 10
Gb / s (pulse width 100 ps) is not a big problem, but 40 Gb / s (pulse width 25 ps) causes fatal waveform deterioration, which causes a significant deterioration in the code error rate.

【0004】そこで、光ファイバの出力端にて、光パル
スを、偏波スプリッタにてTE偏波成分とTM偏波成分
とに分岐し、TE偏波成分とTM偏波成分との位相状態
を検出することを発案するに至った。このように、TE
偏波成分とTM偏波成分との位相状態を検出するため
に、光exOR(排他的論理和)演算をすることがあ
る。
Therefore, at the output end of the optical fiber, the optical pulse is split into a TE polarization component and a TM polarization component by a polarization splitter, and the phase states of the TE polarization component and the TM polarization component are determined. We came up with the idea of detecting. In this way, TE
An optical exOR (exclusive OR) operation may be performed to detect the phase states of the polarization component and the TM polarization component.

【0005】即ち、図5(a)に示すように、TE偏波
成分とTM偏波成分との位相差がある時には、光exO
R出力が得られ、図5(b)に示すように、TE偏波成
分とTM偏波成分との位相差が無い時には、光exOR
出力が0となる。このように、光exOR演算をするこ
とにより、偏波成分の位相状態の検出をすることができ
る。
That is, as shown in FIG. 5A, when there is a phase difference between the TE polarization component and the TM polarization component, the optical exO
When the R output is obtained and there is no phase difference between the TE polarization component and the TM polarization component as shown in FIG. 5B, the optical exOR
The output becomes 0. In this way, the optical exOR operation makes it possible to detect the phase state of the polarization component.

【0006】また、各種の光信号検査回路や光処理回路
において、2つの光信号に対して光exOR演算を行う
光exOR回路が必要になることがある。
Further, in various optical signal inspection circuits and optical processing circuits, an optical exOR circuit for performing an optical exOR operation on two optical signals may be required.

【0007】そこで、本願発明者は、光exOR演算を
させるために、相互位相変調(XPM:Cross Phase Mo
dulation)型の波長変換素子を用いた光exOR回路を
用いていた。
Therefore, the inventor of the present application, in order to perform the optical exOR operation, cross phase modulation (XPM: Cross Phase Modulation).
An optical exOR circuit using a dulation type wavelength conversion element was used.

【0008】ここで、いままで使用していた、光exO
R回路を、図6を参照して説明する。図6に示す光ex
OR回路1は、相互位相変調(XPM:Cross Phase Mo
dulation)型の波長変換素子である。この光exOR回
路1では、平面光導波路(PLC:Planar Lightwave C
ircuit)により形成されたプラットホーム10の面上
に、光導波路により構成した対称マッハツェンダ型光干
渉回路20が形成されている。
Here, the optical exO used until now
The R circuit will be described with reference to FIG. Optical ex shown in FIG.
The OR circuit 1 is a cross phase modulator (XPM).
dulation) type wavelength conversion element. In this optical exOR circuit 1, a planar light waveguide (PLC: Planar Lightwave C
A symmetric Mach-Zehnder interferometer circuit 20 constituted by an optical waveguide is formed on the surface of the platform 10 formed by an ircuit).

【0009】対称マッハツェンダ型光干渉回路20は、
マッハツェンダ型光干渉回路を形成する2本の光干渉用
光導波路21,22と信号光用光導波路23,24を有
している。そして、入力端側及び出力端側において、そ
れぞれ、光干渉用光導波路21,22が近接することに
より方向性光結合器(3dB光結合器)25,26が形
成されている。また、光干渉用光導波路21と信号光用
光導波路23とが近接することにより方向性光結合器
(3dB光結合器)27が形成され、光干渉用光導波路
22と信号光用光導波路24とが近接することにより方
向性光結合器(3dB光結合器)28が形成されてい
る。
The symmetrical Mach-Zehnder interferometer circuit 20 is
It has two optical waveguides 21 and 22 for optical interference and optical waveguides 23 and 24 for signal light which form a Mach-Zehnder type optical interference circuit. Then, on the input end side and the output end side, the directional optical couplers (3 dB optical couplers) 25 and 26 are formed by bringing the optical interference optical waveguides 21 and 22 close to each other. Further, the directional optical coupler (3 dB optical coupler) 27 is formed by the optical interference optical waveguide 21 and the signal light optical waveguide 23 being close to each other, and the optical interference optical waveguide 22 and the signal light optical waveguide 24 are formed. A directional optical coupler (3 dB optical coupler) 28 is formed due to the close proximity to each other.

【0010】光干渉用光導波路21,22により形成さ
れたマッハツェンダ型光干渉回路のうち、アーム導波路
の部分(光干渉用光導波路21,22のうち方向性光結
合器25,26間に存在する部分)には、半導体光増幅
器31,32が介装される状態で実装されている。この
ようにマッハツェンダ型光干渉回路に半導体光増幅器3
1,32を実装することにより、XPM型の波長変換素
子が構成される。
In the Mach-Zehnder type optical interference circuit formed by the optical interference optical waveguides 21 and 22, the arm waveguide portion (existing between the directional optical couplers 25 and 26 of the optical interference optical waveguides 21 and 22) is present. The semiconductor optical amplifiers 31 and 32 are mounted in a portion where the semiconductor optical amplifiers 31 and 32 are interposed. As described above, the semiconductor optical amplifier 3 is used in the Mach-Zehnder interferometer.
The XPM type wavelength conversion element is configured by mounting the components 1 and 32.

【0011】更に、この光exOR回路1には光フィル
タ40が備えられている。このフィルタ40は、制御光
Ssの波長成分(波長λs)の光のみを通過させるフィ
ルタ特性を有している。なお、図6において、P1〜P
8はポートである。
Further, the optical exOR circuit 1 is provided with an optical filter 40. The filter 40 has a filter characteristic of passing only the light of the wavelength component (wavelength λs) of the control light Ss. In addition, in FIG. 6, P1 to P
8 is a port.

【0012】この光exOR回路1のポートP2に、波
長がλsの連続光である制御光Ssを入射すると、制御
光Ssは、光分岐器として機能する方向性光結合器25
にて分岐され、光干渉用光導波路21,22のアーム導
波路部分を伝送して半導体光増幅器31,32に入射さ
れる。
When the control light Ss, which is a continuous light having a wavelength of λs, is incident on the port P2 of the optical exOR circuit 1, the control light Ss functions as a light directional coupler 25.
And is transmitted through the arm waveguide portions of the optical interference optical waveguides 21 and 22 and is incident on the semiconductor optical amplifiers 31 and 32.

【0013】ポートP1に、波長がλ1の信号光S1を
入射すると、信号光S1は方向性光結合器27を介して
光干渉用光導波路21に入って半導体光増幅器31に入
射される。そうすると、半導体光増幅器31は、飽和現
象によりキャリア密度が減少し屈折率変化が引き起こさ
れる。またポートP4に、波長がλ2の信号光S2を入
射すると、信号光S2は方向性光結合器28を介して光
干渉用光導波路22に入って半導体光増幅器32に入射
される。そうすると、半導体光増幅器32は、飽和現象
によりキャリア密度が減少し屈折率変化が引き起こされ
る。
When the signal light S1 having a wavelength of λ1 enters the port P1, the signal light S1 enters the optical interference optical waveguide 21 via the directional optical coupler 27 and enters the semiconductor optical amplifier 31. Then, in the semiconductor optical amplifier 31, the carrier density decreases due to the saturation phenomenon, and the refractive index changes. When the signal light S2 having a wavelength of λ2 is incident on the port P4, the signal light S2 enters the optical interference optical waveguide 22 via the directional optical coupler 28 and is incident on the semiconductor optical amplifier 32. Then, in the semiconductor optical amplifier 32, the carrier density decreases due to the saturation phenomenon, and the refractive index changes.

【0014】なお、方向性光結合器(3dB光結合器)
25〜28の代わりに、マルチモード干渉型の3dB光
結合器(いわゆるMMIカプラ)を用いても構わない。
A directional optical coupler (3 dB optical coupler)
Instead of 25 to 28, a multi-mode interference type 3 dB optical coupler (so-called MMI coupler) may be used.

【0015】次に、この光exOR回路1の動作状態を
説明する。 (1)制御光Ssが入射されている状態において、信号
光S1,S2が入射されていないとき。 このときには、半導体光増幅器31を通過してきた制御
光Ssと、半導体光増幅器32を通過してきた制御光S
sとの位相差は零であり、両方の制御光が光合波器とし
て機能する方向性光結合器26にて合波されるときに、
干渉効果により位相状態が強度変化に変換される。この
ため、ポートP7からは光強度が強められた(光信号状
態が「1」となった)制御光Ssが出力され、ポートP
6では光強度が弱められて(光信号状態が「0」となっ
て)制御光Ssは出力されない。したがって、光フィル
タ40からの出力光Soの光信号状態は「0」となる。
Next, the operating state of the optical exOR circuit 1 will be described. (1) When the signal lights S1 and S2 are not incident while the control light Ss is incident. At this time, the control light Ss that has passed through the semiconductor optical amplifier 31 and the control light S that has passed through the semiconductor optical amplifier 32.
The phase difference with s is zero, and when both control lights are multiplexed by the directional optical coupler 26 that functions as an optical multiplexer,
Due to the interference effect, the phase state is converted into intensity change. Therefore, the control light Ss whose light intensity is strengthened (the optical signal state becomes “1”) is output from the port P7, and the port P7
In 6, the light intensity is weakened (the optical signal state becomes “0”) and the control light Ss is not output. Therefore, the optical signal state of the output light So from the optical filter 40 is “0”.

【0016】(2)制御光Ssが入射されている状態に
おいて、信号光S1は入射されているが信号光S2が入
射されていないとき。 このときには、半導体光増幅器31を通過してきた制御
光Ssは半導体光増幅器31の屈折率変化により位相が
変化させられており、半導体光増幅器32を通過してき
た制御光Ssは位相変化しておらず、半導体光増幅器3
1を通過してきた制御光Ssと、半導体光増幅器32を
通過してきた制御光Ssとの間に位相差がある。このた
め、両方の制御光が光合波器として機能する方向性光結
合器26にて合波されるときに、干渉効果により位相状
態が強度変化に変換される。このため、ポートP7では
光強度が弱められて(光信号状態が「0」となって)制
御光Ssが出力されず、ポートP6からは光強度が強め
られた(光信号状態が「1」となった)制御光Ssが出
力される。このポートP6から出力される制御光Ssの
波形は、信号光S1の波形の反転波形であり、その周波
数はλsである。したがって、ポートP6から出力され
る制御光Ssは、信号光S1を波長変換した信号光とな
る。このようにしてポートP6から出力された制御光S
sは、フィルタ40を通過して出力光Soとなり、その
光信号状態は「1」となる。なお、波長がλ1の信号光
S1と、波長がλ2の信号光S2もポートP6から出力
されるが、この信号光S1,S2は光フィルタ40にて
カットされる。
(2) When the signal light S1 is incident but the signal light S2 is not incident while the control light Ss is incident. At this time, the phase of the control light Ss that has passed through the semiconductor optical amplifier 31 is changed by the change in the refractive index of the semiconductor optical amplifier 31, and the phase of the control light Ss that has passed through the semiconductor optical amplifier 32 has not changed. , Semiconductor optical amplifier 3
There is a phase difference between the control light Ss that has passed through 1 and the control light Ss that has passed through the semiconductor optical amplifier 32. Therefore, when both control lights are combined by the directional optical coupler 26 that functions as an optical multiplexer, the phase state is converted into an intensity change due to the interference effect. For this reason, the light intensity is weakened at the port P7 (the optical signal state becomes "0") and the control light Ss is not output, and the light intensity is strengthened at the port P6 (the optical signal state is "1"). The control light Ss is output. The waveform of the control light Ss output from the port P6 is an inverted waveform of the waveform of the signal light S1, and its frequency is λs. Therefore, the control light Ss output from the port P6 becomes signal light obtained by wavelength-converting the signal light S1. In this way, the control light S output from the port P6
The s passes through the filter 40 and becomes the output light So, and its optical signal state becomes "1". The signal light S1 having the wavelength λ1 and the signal light S2 having the wavelength λ2 are also output from the port P6, but the signal lights S1 and S2 are cut by the optical filter 40.

【0017】(3)制御光Ssが入射されている状態に
おいて、信号光S1は入射されていないが信号光S2が
入射されているとき。 このときには、半導体光増幅器31を通過してきた制御
光Ssは位相変化しておらず、半導体光増幅器32を通
過してきた制御光Ssは半導体光増幅器32の屈折率変
化により位相が変化させられており、半導体光増幅器3
1を通過してきた制御光Ssと、半導体光増幅器32を
通過してきた制御光Ssとの間に位相差がある。このた
め、両方の制御光が光合波器として機能する方向性光結
合器26にて合波されるときに、干渉効果により位相状
態が強度変化に変換される。このため、ポートP7では
光強度が弱められて(光信号状態が「0」となって)制
御光Ssが出力されず、ポートP6からは光強度が強め
られた(光信号状態が「1」となった)制御光Ssが出
力される。このポートP6から出力される制御光Ssの
波形は、信号光S1の波形の反転波形であり、その周波
数はλsである。したがって、ポートP6から出力され
る制御光Ssは、信号光S2を波長変換した信号光とな
る。このようにしてポートP6から出力された制御光S
sは、フィルタ40を通過して出力光Soとなり、その
光信号状態は「1」となる。なお、波長がλ1の信号光
S1と、波長がλ2の信号光S2もポートP6から出力
されるが、この信号光S1,S2は光フィルタ40にて
カットされる。
(3) When the signal light S1 is not incident but the signal light S2 is incident in the state where the control light Ss is incident. At this time, the control light Ss that has passed through the semiconductor optical amplifier 31 has not changed its phase, and the control light Ss that has passed through the semiconductor optical amplifier 32 has its phase changed due to the change in the refractive index of the semiconductor optical amplifier 32. , Semiconductor optical amplifier 3
There is a phase difference between the control light Ss that has passed through 1 and the control light Ss that has passed through the semiconductor optical amplifier 32. Therefore, when both control lights are combined by the directional optical coupler 26 that functions as an optical multiplexer, the phase state is converted into an intensity change due to the interference effect. For this reason, the light intensity is weakened at the port P7 (the optical signal state becomes "0") and the control light Ss is not output, and the light intensity is strengthened at the port P6 (the optical signal state is "1"). The control light Ss is output. The waveform of the control light Ss output from the port P6 is an inverted waveform of the waveform of the signal light S1, and its frequency is λs. Therefore, the control light Ss output from the port P6 is signal light obtained by wavelength-converting the signal light S2. In this way, the control light S output from the port P6
The s passes through the filter 40 and becomes the output light So, and its optical signal state becomes "1". The signal light S1 having the wavelength λ1 and the signal light S2 having the wavelength λ2 are also output from the port P6, but the signal lights S1 and S2 are cut by the optical filter 40.

【0018】(4)制御光Ssが入射されている状態に
おいて、信号光S1,S2が共に入射されているとき。 このときには、半導体光増幅器31を通過してきた制御
光Ssは半導体光増幅器31の屈折率変化により位相が
変化させられており、同様に、半導体光増幅器32を通
過してきた制御光Ssは半導体光増幅器32の屈折率変
化により位相が変化させられており、半導体光増幅器3
1を通過してきて位相変化した制御光Ssと、半導体光
増幅器32を通過してきて位相変化した制御光Ssとの
間の位相差は零である。このため、両方の制御光が光合
波器として機能する方向性光結合器26にて合波される
ときに、干渉効果により位相状態が強度変化に変換され
る。このため、ポートP7からは光強度が強められた
(光信号状態が「1」となった)制御光Ssが出力さ
れ、ポートP6では光強度が弱められて(光信号状態が
「0」となって)制御光Ssは出力されない。したがっ
て、光フィルタ40からの出力光Soの光信号状態は
「0」となる。
(4) When the signal lights S1 and S2 are both incident on the control light Ss. At this time, the control light Ss that has passed through the semiconductor optical amplifier 31 has its phase changed due to the change in the refractive index of the semiconductor optical amplifier 31, and similarly, the control light Ss that has passed through the semiconductor optical amplifier 32 is the semiconductor optical amplifier. The phase is changed by the change in the refractive index of 32.
The phase difference between the control light Ss which has passed through 1 and whose phase has changed and the control light Ss which has passed through the semiconductor optical amplifier 32 and whose phase has changed is zero. Therefore, when both control lights are combined by the directional optical coupler 26 that functions as an optical multiplexer, the phase state is converted into an intensity change due to the interference effect. Therefore, the control light Ss whose light intensity is strengthened (the light signal state is “1”) is output from the port P7, and the light intensity is weakened (the light signal state is “0”) at the port P6. The control light Ss is not output. Therefore, the optical signal state of the output light So from the optical filter 40 is “0”.

【0019】結局、信号光S1,S2の光信号状態
「1」,「0」に応じて、出力光Soの光信号状態
「1」「0」は、図7のようになる。つまり、ポートP
6における出力光Soの光信号状態は、信号光S1,S
2をexOR演算した状態となる。
After all, according to the optical signal states "1" and "0" of the signal lights S1 and S2, the optical signal states "1" and "0" of the output light So are as shown in FIG. That is, port P
The optical signal state of the output light So in FIG.
This is the state in which 2 is exORed.

【0020】したがって、一具体例である図8に示すよ
うに、出力光Soは、信号光S1,S2をexOR演算
した波形となる。
Therefore, as shown in FIG. 8, which is a specific example, the output light So has a waveform obtained by exORing the signal lights S1 and S2.

【0021】他の従来例である、図9に示す光exOR
回路1Aでは、波長変換素子自体の構成は図6に示すも
のと同様であり、光フィルタを無くすために、信号光S
1,S2と制御光Ssとの進行方向が逆になるように入
射している。つまり、信号光S1をポートP1に、信号
光S2をポートP4に、制御光SsをポートP6に入射
している。このため出力光SoはポートP2から出力さ
れる。このポートP2からは信号光S1,S2が出力さ
れないので、光フィルタが不要になる。
Another conventional example, the optical exOR shown in FIG.
In the circuit 1A, the configuration of the wavelength conversion element itself is the same as that shown in FIG. 6, and in order to eliminate the optical filter, the signal light S
1, S2 and the control light Ss are incident so that the traveling directions thereof are opposite to each other. That is, the signal light S1 enters the port P1, the signal light S2 enters the port P4, and the control light Ss enters the port P6. Therefore, the output light So is output from the port P2. Since the signal lights S1 and S2 are not output from this port P2, an optical filter becomes unnecessary.

【0022】信号光S1,S2と制御光Ssとの進行方
向を逆にして光フィルタを不要にしていること以外の部
分の構成・動作は、図6に示すものと同様であるので、
重複する説明は省略する。
Since the configuration and operation of the part other than that the optical filters are not required by making the traveling directions of the signal lights S1 and S2 and the control light Ss opposite to each other are the same as those shown in FIG.
A duplicate description will be omitted.

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の光e
xOR回路1,1Aでは、図8に示すように、出力光S
oは、立ち上がりは速いが(例えば数ps)であるが、
立ち下がりは遅い(数十ps)。これは、光キャリアを
伴う半導体光増幅器31,32の非線形効果は、立ち上
がり時間は極めて短いが、励起光(信号光)が切れた後
のキャリアの緩和時間で決まる立ち下がり時間が長いか
らである。このように、出力光Soの立ち下がり時間が
長いため、光exOR演算動作を高速化するのに限界が
あった。したがって、周波数の高い信号光を、光exO
R演算動作することには限界があった。
By the way, the conventional optical e
In the xOR circuits 1 and 1A, as shown in FIG.
o has a fast rise (for example, a few ps),
The fall is slow (tens of ps). This is because the nonlinear effect of the semiconductor optical amplifiers 31 and 32 with optical carriers has a very short rise time, but has a long fall time determined by the relaxation time of the carrier after the excitation light (signal light) is cut off. . As described above, since the fall time of the output light So is long, there is a limit to speeding up the optical exOR operation. Therefore, the signal light having a high frequency is transmitted to the optical exO.
There was a limit to the R calculation operation.

【0024】本発明は、上記従来技術に鑑み、高速で光
exOR演算をすることができる高速光exOR演算装
置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned prior art, and an object thereof is to provide a high-speed optical exOR operation device capable of performing an optical exOR operation at high speed.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、光干渉回路を形成する2本の光干渉用光導
波路と、この光干渉用光導波路にそれぞれ個別に信号光
を入射させる2本の信号光用光導波路とを備えると共
に、前記光干渉用光導波路にそれぞれ半導体光増幅器が
介装される状態で実装されている相互位相変調型の波長
変換素子と、変調電気信号が入力されると、この変調電
気信号の周波数と位相に同期した周波数と位相となって
いる制御光を、前記光干渉用光導波路に送るモードロッ
クレーザと、前記信号光用光導波路に入射される信号光
の周波数と位相を検出し、この検出した周波数と位相に
同期した周波数と位相となっている変調電気信号を前記
モードロックレーザに入力する変調電気信号発生手段と
を有していることを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The structure of the present invention for solving the above problems is such that two optical interference optical waveguides forming an optical interference circuit and signal light are individually incident on the optical interference optical waveguides. And a cross-phase modulation type wavelength conversion element mounted in such a state that a semiconductor optical amplifier is interposed in each of the optical interference optical waveguides. When input, the control light having a frequency and a phase synchronized with the frequency and the phase of the modulated electric signal is incident on the mode-locked laser for sending to the optical interference optical waveguide and the signal optical waveguide. And a modulated electric signal generating means for detecting the frequency and phase of the signal light and for inputting to the mode-locked laser a modulated electric signal having a frequency and phase synchronized with the detected frequency and phase. And butterflies.

【0026】また本発明の構成は、光干渉回路を形成す
る2本の光干渉用光導波路と、この光干渉用光導波路に
それぞれ個別に信号光を入射させる2本の信号光用光導
波路とを備えると共に、前記光干渉用光導波路にそれぞ
れ半導体光増幅器が介装される状態で実装されている相
互位相変調型の波長変換素子と、変調電気信号が入力さ
れると、この変調電気信号の周波数と位相に同期した周
波数と位相となっている制御光を発生するモードロック
レーザと、前記信号光用光導波路に入射される信号光の
周波数と位相を検出し、この検出した周波数と位相に同
期した周波数と位相となっている変調電気信号を前記モ
ードロックレーザに入力する変調電気信号発生手段と、
前記モードロックレーザから発生した制御光を、前記光
干渉用光導波路の入力ポートに導くと共に、伝送する制
御光の位相遅延量を制御する可変位相遅延手段と、前記
波長変換素子の出力ポートから出力されると共に、入射
された2つの信号光を光exOR演算した光信号状態と
なっている出力光の光強度を検出する光強度検出手段
と、この光強度検出手段にて検出した光強度が最大にな
るように、前記可変位相遅延手段による位相遅延量を制
御する位相遅延量制御手段とを有していることを特徴と
する。
The configuration of the present invention includes two optical interference optical waveguides forming an optical interference circuit, and two optical optical waveguides for individually injecting signal light into the optical interference optical waveguides. And a cross-phase modulation type wavelength conversion element which is mounted in a state where a semiconductor optical amplifier is interposed in the optical waveguide for optical interference, and when the modulated electric signal is input, A mode-locked laser that generates a control light having a frequency and a phase synchronized with the frequency and a phase, and detects the frequency and the phase of the signal light that is incident on the signal light optical waveguide. Modulated electrical signal generating means for inputting a modulated electrical signal having a synchronized frequency and phase to the mode-locked laser,
The control light generated from the mode-locked laser is guided to the input port of the optical waveguide for optical interference, and output from the output port of the wavelength conversion element and variable phase delay means for controlling the phase delay amount of the control light to be transmitted. At the same time, the light intensity detecting means for detecting the light intensity of the output light in the optical signal state obtained by performing the optical exOR operation on the two incident signal lights, and the light intensity detected by the light intensity detecting means are the maximum. Therefore, the phase delay amount control means for controlling the phase delay amount by the variable phase delay means is provided.

【0027】また本発明の構成は、前記可変位相遅延手
段は、素子温度が変化すると発生している連続光の周波
数が変化する連続光発生レーザと、前記連続光発生レー
ザの素子温度を変化させる温度調節器と、前記モードロ
ックレーザから発生した制御光と、前記連続光が入射さ
れると、前記制御光を波長変換することにより、波形が
前記制御光の波形で、且つ、波長が前記連続光の波長と
なっている変換制御光を出力する波長変換素子と、前記
波長変換素子から出力された変換制御光を伝送する波長
分散を有する光ファイバとで構成されていることを特徴
とする。
According to the structure of the present invention, the variable phase delay means changes the continuous light generating laser in which the frequency of the continuous light generated when the element temperature changes and the element temperature of the continuous light generating laser. When the temperature controller, the control light generated from the mode-locked laser, and the continuous light are incident, the wavelength of the control light is converted by the wavelength conversion of the control light, and the wavelength is the continuous light. It is characterized by comprising a wavelength conversion element that outputs conversion control light having a wavelength of light and an optical fiber having wavelength dispersion that transmits the conversion control light output from the wavelength conversion element.

【0028】また本発明の構成は、前記光干渉回路はマ
ッハツェンダ型光干渉回路であることを特徴とする。
Further, the configuration of the present invention is characterized in that the optical interference circuit is a Mach-Zehnder type optical interference circuit.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0030】<第1の実施の形態>図1は、本発明の第
1の実施の形態に係る高速光exOR演算装置100を
示す。この高速光exOR演算装置100は、相互位相
変調(XPM:Cross Phase Modulation)型の波長変換
素子である光exOR回路1と、モードロックレーザ5
0と、変調電気信号発生部60とで構成されている。
<First Embodiment> FIG. 1 shows a high-speed optical exOR operation device 100 according to a first embodiment of the present invention. This high-speed optical exOR operation device 100 includes an optical exOR circuit 1 which is a cross-phase modulation (XPM) type wavelength conversion element, and a mode-locked laser 5.
0 and the modulated electric signal generator 60.

【0031】光exOR回路1では、平面光導波路(P
LC:Planar Lightwave Circuit)により形成されたプ
ラットホーム10の面上に、光導波路により構成した対
称マッハツェンダ型光干渉回路20が形成されている。
In the optical exOR circuit 1, the planar optical waveguide (P
A symmetrical Mach-Zehnder type optical interference circuit 20 constituted by an optical waveguide is formed on the surface of the platform 10 formed by an LC (Planar Lightwave Circuit).

【0032】対称マッハツェンダ型光干渉回路20は、
マッハツェンダ型光干渉回路を形成する2本の光干渉用
光導波路21,22と信号光用光導波路23,24を有
している。そして、入力端側及び出力端側において、そ
れぞれ、光干渉用光導波路21,22が近接することに
より方向性光結合器(3dB光結合器)25,26が形
成されている。また、光干渉用光導波路21と信号光用
光導波路23とが近接することにより方向性光結合器
(3dB光結合器)27が形成され、光干渉用光導波路
22と信号光用光導波路24とが近接することにより方
向性光結合器(3dB光結合器)28が形成されてい
る。
The symmetrical Mach-Zehnder interferometer circuit 20 is
It has two optical waveguides 21 and 22 for optical interference and optical waveguides 23 and 24 for signal light which form a Mach-Zehnder type optical interference circuit. Then, on the input end side and the output end side, the directional optical couplers (3 dB optical couplers) 25 and 26 are formed by bringing the optical interference optical waveguides 21 and 22 close to each other. Further, the directional optical coupler (3 dB optical coupler) 27 is formed by the optical interference optical waveguide 21 and the signal light optical waveguide 23 being close to each other, and the optical interference optical waveguide 22 and the signal light optical waveguide 24 are formed. A directional optical coupler (3 dB optical coupler) 28 is formed due to the close proximity to each other.

【0033】光干渉用光導波路21,22により形成さ
れたマッハツェンダ型光干渉回路のうち、アーム導波路
の部分には、半導体光増幅器31,32が介装される状
態で実装されている。このようにマッハツェンダ型光干
渉回路に半導体光増幅器31,32を実装することによ
り、XPM型の波長変換素子が構成される。
In the Mach-Zehnder interferometer type optical interferometer formed by the optical interferometers 21 and 22, semiconductor optical amplifiers 31 and 32 are mounted in the arm waveguide portion. By mounting the semiconductor optical amplifiers 31 and 32 in the Mach-Zehnder interferometer, the XPM type wavelength conversion element is constructed.

【0034】なお、方向性光結合器(3dB光結合器)
25〜28の代わりに、マルチモード干渉型の3dB光
結合器(いわゆるMMIカプラ)を用いても構わない。
A directional optical coupler (3 dB optical coupler)
Instead of 25 to 28, a multi-mode interference type 3 dB optical coupler (so-called MMI coupler) may be used.

【0035】更に、この光exOR回路1には光フィル
タ40が備えられている。このフィルタ40は、制御光
Ssの波長成分(波長λs)の光のみを通過させるフィ
ルタ特性を有している。なお、図1において、P1〜P
8はポートである。
Further, the optical exOR circuit 1 is provided with an optical filter 40. The filter 40 has a filter characteristic of passing only the light of the wavelength component (wavelength λs) of the control light Ss. In addition, in FIG. 1, P1 to P
8 is a port.

【0036】モードロックレーザ50は、変調電気信号
eが入力されると、変調電気信号eの周波数と位相に同
期した周波数と位相となっている、パルスレーザ光であ
る制御光Ssを出力する。この制御光Ssは、ポートP
2に入力される。
When the modulated electric signal e is input, the mode-locked laser 50 outputs the control light Ss which is a pulsed laser light having a frequency and phase synchronized with the frequency and phase of the modulated electric signal e. This control light Ss is transmitted to the port P
Entered in 2.

【0037】変調電気信号発生部60は、光カプラ61
と信号発生器(受光器等を含んで形成されている)62
とで構成されている。光カプラ61は、ポートP1に入
力される信号光S1の一部を分岐して、分岐した信号光
S1を信号発生器62に送る。信号発生器62は、分岐
された信号光S1を受けると、光/電気変換をして電気
信号を得、この電気信号から、信号光S1の周波数と位
相に同期した周波数と位相となっている変調電気信号e
を出力する。
The modulated electric signal generator 60 includes an optical coupler 61.
And a signal generator (formed including a light receiver, etc.) 62
It consists of and. The optical coupler 61 branches a part of the signal light S1 input to the port P1 and sends the branched signal light S1 to the signal generator 62. Upon receiving the branched signal light S1, the signal generator 62 performs optical / electrical conversion to obtain an electric signal, and from this electric signal, the frequency and phase are synchronized with the frequency and phase of the signal light S1. Modulated electrical signal e
Is output.

【0038】したがって、信号光S1と変調同期信号e
と制御光Ssの、周波数と位相が同期し、信号光S1と
制御光Ssとのビット同期がとられている。
Therefore, the signal light S1 and the modulation synchronization signal e
The frequency and the phase of the control light Ss are synchronized, and the signal light S1 and the control light Ss are bit-synchronized.

【0039】制御光SsをポートP2に入射した状態
で、信号光S1をポートP1に、信号光S2をポートP
4に入射すると、前述した従来技術で説明したように、
光フィルタ40から出力されてくる出力光Soの信号状
態は、図2に示すように、信号光S1,S2をexOR
演算した状態となる。
With the control light Ss incident on the port P2, the signal light S1 is input to the port P1 and the signal light S2 is input to the port P2.
When incident on 4, as described in the above-mentioned prior art,
The signal state of the output light So output from the optical filter 40 is such that the signal lights S1 and S2 are exORed as shown in FIG.
It will be in the calculated state.

【0040】図2は、信号光S1と信号光S2と制御光
Ssと出力光Soとの関係を示している。信号光S1,
S2のパルス幅は例えは25psであり、制御光Ssの
パルス幅は例えば10psとなっている。
FIG. 2 shows the relationship among the signal light S1, the signal light S2, the control light Ss, and the output light So. Signal light S1,
The pulse width of S2 is, for example, 25 ps, and the pulse width of the control light Ss is, for example, 10 ps.

【0041】制御光Ssは、連続光ではなく、パルス幅
の狭いパルス光になっているため、出力光Soの立ち下
がりは速く、そのパルス幅は狭く(例えば10ps)に
なっている。つまり、出力光Soは、立ち上がりも速
く、立ち下がりも速くなる。出力光Soの立ち下がりが
速くなるのは、制御光Ssがパルス光であるため、半導
体光増幅器31,32の飽和に起因するキャリアの減少
が少なく、キャリア回復までの時間が短くて済むからで
ある。
Since the control light Ss is not continuous light but pulsed light having a narrow pulse width, the output light So has a fast fall and its pulse width is narrow (for example, 10 ps). That is, the output light So has a fast rise and a fast fall. The fall of the output light So becomes faster because the control light Ss is a pulsed light, so that the carrier decrease due to the saturation of the semiconductor optical amplifiers 31 and 32 is small and the time until the carrier recovery is short. is there.

【0042】このように、出力光Soが、立ち上がりの
みならず、立ち下がりも速いため、本実施の形態に係る
高速光exOR演算装置100では、高速でexOR演
算ができる。したがって検査対象である信号光S1,S
2の周波数が高くなってきても、周波数の高い信号光S
1,S2の光exOR演算動作をすることができる。
As described above, since the output light So not only rises quickly but also falls quickly, the high-speed optical exOR operation device 100 according to the present embodiment can perform exOR operation at high speed. Therefore, the signal lights S1 and S to be inspected are
Even if the frequency of 2 becomes high, the signal light S of high frequency
The optical exOR operation of 1 and S2 can be performed.

【0043】なお、図1において、光フィルタ40を無
くして、信号光S1をポートP1に、信号光S2をポー
トP4に入射すると共に、制御光SsをポートP6に入
射し、出力光SoをポートP2から出力するようにして
も、同様に高速でexOR演算をすることができる。
In FIG. 1, without the optical filter 40, the signal light S1 enters the port P1, the signal light S2 enters the port P4, the control light Ss enters the port P6, and the output light So enters the port. Even if the data is output from P2, the exOR operation can be similarly performed at high speed.

【0044】<第2の実施の形態>図3は、本発明の第
2の実施の形態に係る高速光exOR演算装置150を
示す。この高速光exOR演算装置150は、図1に示
す高速光exOR演算装置100の構成に、更に、可変
位相遅延部70と、光強度検出部80と、位相遅延量制
御回路90を追加した構成となっている。
<Second Embodiment> FIG. 3 shows a high-speed optical exOR operation device 150 according to a second embodiment of the present invention. The high-speed optical exOR operation device 150 has a configuration in which a variable phase delay unit 70, a light intensity detection unit 80, and a phase delay amount control circuit 90 are further added to the configuration of the high-speed optical exOR operation device 100 shown in FIG. Has become.

【0045】可変位相遅延部70は、モードロックレー
ザ50から出力される制御光Ssの位相遅延量を変化さ
せるものであり、その具体例は後述する。光強度検出部
80は、出力光Soの一部を分岐する光カプラ81と、
分岐された出力光Soを電気信号e1に変換する受光器
82とで構成されている。位相遅延量制御回路90は、
電気信号e1の値が最大になるように、即ち、出力光S
oの光強度が最大になるように、可変位相遅延部70に
おける位相遅延量を制御する。
The variable phase delay unit 70 changes the amount of phase delay of the control light Ss output from the mode-locked laser 50, a specific example of which will be described later. The light intensity detector 80 includes an optical coupler 81 that branches a part of the output light So,
It is composed of a light receiver 82 that converts the branched output light So into an electric signal e1. The phase delay amount control circuit 90
The value of the electric signal e1 is maximized, that is, the output light S
The phase delay amount in the variable phase delay unit 70 is controlled so that the light intensity of o becomes maximum.

【0046】本実施の形態では、モードロックレーザ5
0から出力される制御光Ssと、信号光S1の周波数は
一致しているが、僅かながら両者の位相がずれていたと
しても、可変位相遅延部70にて位相遅延量を制御する
ことにより、可変位相遅延部70から出力されてポート
P2に入る制御光Ssと、信号光S1の位相が正確に一
致する。つまり、信号光S1と、ポートP2に入射され
る制御光Ssのビット同期をより正確にとることができ
る。この結果、より高速・正確にexOR演算をするこ
とができる。
In this embodiment, the mode-locked laser 5 is used.
Although the frequencies of the control light Ss output from 0 and the signal light S1 match, even if the phases of the two are slightly deviated, by controlling the phase delay amount by the variable phase delay unit 70, The phases of the control light Ss output from the variable phase delay unit 70 and entering the port P2 and the signal light S1 exactly match. That is, the signal light S1 and the control light Ss incident on the port P2 can be bit-synchronized more accurately. As a result, the exOR operation can be performed faster and more accurately.

【0047】なお、図3において、光フィルタ40を無
くして、信号光S1をポートP1に、信号光S2をポー
トP4に入射すると共に、位相遅延制御した制御光Ss
をポートP6に入射し、出力光SoをポートP2から出
力し、この出力光Soが最大になるように位相遅延量の
制御をするようにしても、同様に高速・正確にexOR
演算をすることができる。
In FIG. 3, without the optical filter 40, the signal light S1 enters the port P1, the signal light S2 enters the port P4, and the control light Ss subjected to the phase delay control.
Is incident on the port P6, the output light So is output from the port P2, and the phase delay amount is controlled so that the output light So is maximized.
Can perform calculations.

【0048】<第3の実施の形態>ここで、可変位相遅
延部70の一具体例を、図4に示す。同図に示すよう
に、可変位相遅延部70は、レーザ71と、温度調節器
72と、XPM型の波長変換素子73と、光ファイバ7
4とで構成されている。
<Third Embodiment> FIG. 4 shows a specific example of the variable phase delay unit 70. As shown in the figure, the variable phase delay unit 70 includes a laser 71, a temperature controller 72, an XPM type wavelength conversion element 73, and an optical fiber 7.
It is composed of 4 and.

【0049】レーザ71は、連続光CWを発生するもの
であり、その素子温度が1°C変化すると、連続光CW
の波長が0.1nm変化する特性を有している。温度調
節器72は、位相遅延量制御回路90からの制御信号に
基づき、レーザ71の素子温度を規定温度から±0.5
°C変化させる。
The laser 71 generates continuous light CW, and when the element temperature changes by 1 ° C., continuous light CW is generated.
Has a characteristic that the wavelength of changes by 0.1 nm. The temperature controller 72 sets the element temperature of the laser 71 to ± 0.5 from the specified temperature based on the control signal from the phase delay amount control circuit 90.
Change by ° C.

【0050】波長変換素子73は、図1,図3に示す光
exOR回路1と同様な構成になっており、マッハツェ
ンダ型光干渉回路のアーム導波路の部分に半導体光増幅
器を備えて構成されている。この波長変換素子73に、
連続光CWと制御光Ssが入力されると、制御光Ssの
波長が変換され、波形が制御光Ssの波形で、且つ、波
長が連続光CWの波長となっている、変換制御光Ssh
が出力される。
The wavelength conversion element 73 has a structure similar to that of the optical exOR circuit 1 shown in FIGS. 1 and 3, and is constituted by providing a semiconductor optical amplifier in the arm waveguide portion of the Mach-Zehnder interferometer. There is. In this wavelength conversion element 73,
When the continuous light CW and the control light Ss are input, the wavelength of the control light Ss is converted, the waveform is the waveform of the control light Ss, and the wavelength is the wavelength of the continuous light CW.
Is output.

【0051】光ファイバ74は、波長分散特性を有して
おり、例えば25ps/0.1nmの分散特性を有して
おり、その長さは例えば2kmになっている。
The optical fiber 74 has a wavelength dispersion characteristic, for example, a dispersion characteristic of 25 ps / 0.1 nm, and its length is, for example, 2 km.

【0052】波長変換素子73から出力された変換制御
光Sshは、光ファイバ74を通過して、光exOR回
路1のポートP2に入力される。
The conversion control light Ssh output from the wavelength conversion element 73 passes through the optical fiber 74 and is input to the port P2 of the optical exOR circuit 1.

【0053】このような構成となっている可変位相遅延
部70では、温度調節器72によりレーザ71の素子温
度を1°C変化させると、連続光CWの波長、即ち、変
換制御光Sshの波長が0.1nm変化する。変換制御
光Sshの波長が0.1nm変化すると、光ファイバ7
4の終端(つまりポートP2)では、50ps位相遅延
が発生する。つまり、レーザ71の素子温度を規定温度
から±0.5°C変化させることにより、ポートP2に
到達する変換制御光Sshの位相遅延量を±25psシ
フトさせることができる。
In the variable phase delay unit 70 having such a structure, when the temperature of the element of the laser 71 is changed by 1 ° C. by the temperature controller 72, the wavelength of the continuous light CW, that is, the wavelength of the conversion control light Ssh. Changes by 0.1 nm. When the wavelength of the conversion control light Ssh changes by 0.1 nm, the optical fiber 7
At the end of 4 (ie port P2), a 50 ps phase delay occurs. That is, by changing the element temperature of the laser 71 by ± 0.5 ° C from the specified temperature, the phase delay amount of the conversion control light Ssh reaching the port P2 can be shifted by ± 25 ps.

【0054】また、波長変換素子73は、光exOR回
路1と同様な構成になっているため、可変位相遅延部7
0の波長変換素子73と、高速光exOR演算装置10
0(150)の光exOR回路1とを、同一の基板上に
同時に作製することができ、作製の手間を削減すること
ができる。
Since the wavelength conversion element 73 has the same structure as that of the optical exOR circuit 1, the variable phase delay unit 7 is provided.
0 wavelength conversion element 73 and high-speed optical exOR operation device 10
The optical exOR circuit 1 of 0 (150) can be manufactured at the same time on the same substrate, and the manufacturing labor can be reduced.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上実施の形態と共に具体的に説明した
ように本発明では、相互位相変調型の波長変換素子を光
exOR回路として使用する場合に、モードロックレー
ザを採用することにより、信号光とビット同期がとれて
いるパルス光である制御光を発生させるようにしてい
る。このように、パルス光である制御光を使用している
ため、2つの信号光を光exOR演算した光信号状態を
示す出力光の立ち下がり時間が短くなり、高速で光ex
OR演算をすることができる。
As described above in detail with the embodiments, in the present invention, when a cross-phase modulation type wavelength conversion element is used as an optical exOR circuit, a mode-locked laser is used to obtain signal light. The control light, which is a pulsed light that is bit-synchronized with, is generated. As described above, since the control light that is the pulsed light is used, the fall time of the output light indicating the optical signal state obtained by performing the optical exOR operation on the two signal lights is shortened, and the optical ex is performed at high speed.
It is possible to perform an OR operation.

【0056】更に、モードロックレーザで発生した制御
光の位相を、可変位相遅延手段にて調整することによ
り、信号光と制御光との位相をより正確に一致させるこ
とができ、正確で且つ高速に光exOR演算をすること
ができる。
Furthermore, the phase of the control light generated by the mode-locked laser is adjusted by the variable phase delay means, so that the phases of the signal light and the control light can be matched more accurately, which is accurate and high speed. The optical exOR operation can be performed.

【0057】更に、可変位相遅延手段として、素子温度
を制御することにより発生連続光の波長が変化するレー
ザと、波長変換素子と、波長分散を有する光ファイバを
用いることにより、調整が正確にできる可変位相遅延手
段を簡便に構成することができる。
Further, as the variable phase delay means, a laser in which the wavelength of the generated continuous light is changed by controlling the element temperature, a wavelength conversion element, and an optical fiber having wavelength dispersion are used, so that the adjustment can be performed accurately. The variable phase delay means can be simply constructed.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る高速光exO
R演算装置を示す構成図である。
FIG. 1 is a high-speed optical exO according to a first embodiment of the present invention.
It is a block diagram which shows an R arithmetic unit.

【図2】第1の実施の形態に係る高速光exOR演算装
置における光信号状態を示す特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing an optical signal state in the high-speed optical exOR operation device according to the first embodiment.

【図3】本発明の第2の実施の形態に係る高速光exO
R演算装置を示す構成図である。
FIG. 3 is a high-speed optical exO according to a second embodiment of the present invention.
It is a block diagram which shows an R arithmetic unit.

【図4】可変位相遅延部の一具体例を示す構成図であ
る。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a specific example of a variable phase delay unit.

【図5】光exOR動作を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing an optical exOR operation.

【図6】従来の光exOR回路を示す構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram showing a conventional optical exOR circuit.

【図7】従来の光exOR回路における出力光の光信号
状態を示す特性図である。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing an optical signal state of output light in a conventional optical exOR circuit.

【図8】従来の光exOR回路における光信号状態を示
す特性図である。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing an optical signal state in a conventional optical exOR circuit.

【図9】従来の光exOR回路の他の例を示す構成図で
ある。
FIG. 9 is a configuration diagram showing another example of a conventional optical exOR circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1A 光exOR回路(XPM型波長変換素子) 10 プラットホーム 20 対称マッハツェンダ型光干渉回路 21,22 光干渉用光導波路 23,24 信号光用光導波路 25〜28 方向性光結合器 31,32 半導体光増幅器 40 光フィルタ 50 モードロックレーザ 60 変調電気信号発生部 61 光カプラ 62 信号発生器 70 可変位相遅延部 71 レーザ 72 温度調節器 73 波長変換器 74 光ファイバ 80 光強度検出部 81 光カプラ 82 受光器 90 位相遅延量制御回路 100,150 高速光exOR演算装置 P1〜P8 ポート S1,S2 信号光 Ss 制御光 So 出力光 Ssh 変換制御光 e 変調電気信号 e1 電気信号 1,1A optical exOR circuit (XPM type wavelength conversion element) 10 platforms 20 Symmetric Mach-Zehnder interferometer 21,22 Optical waveguide for optical interference 23, 24 Optical waveguide for signal light 25-28 Directional Optical Coupler 31, 32 Semiconductor optical amplifier 40 optical filter 50 mode-locked laser 60 Modulation electric signal generator 61 Optical coupler 62 signal generator 70 Variable phase delay unit 71 laser 72 Temperature controller 73 Wavelength converter 74 optical fiber 80 Light intensity detector 81 Optical coupler 82 Light receiver 90 Phase delay amount control circuit 100,150 High-speed optical exOR operation device P1 to P8 ports S1, S2 signal light Ss control light So output light Ssh conversion control light e Modulated electrical signal e1 electrical signal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 安弘 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 Fターム(参考) 2H079 AA06 AA08 AA12 BA01 CA01 DA16 EA05 EA07 EA08 2K002 AA01 AB12 AB23 BA02 CA13 DA08 EA30 EB15 HA16    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Yasuhiro Suzuki             2-3-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo             Inside Telegraph and Telephone Corporation F-term (reference) 2H079 AA06 AA08 AA12 BA01 CA01                       DA16 EA05 EA07 EA08                 2K002 AA01 AB12 AB23 BA02 CA13                       DA08 EA30 EB15 HA16

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光干渉回路を形成する2本の光干渉用光
導波路と、この光干渉用光導波路にそれぞれ個別に信号
光を入射させる2本の信号光用光導波路とを備えると共
に、前記光干渉用光導波路にそれぞれ半導体光増幅器が
介装される状態で実装されている相互位相変調型の波長
変換素子と、 変調電気信号が入力されると、この変調電気信号の周波
数と位相に同期した周波数と位相となっている制御光
を、前記光干渉用光導波路に送るモードロックレーザ
と、 前記信号光用光導波路に入射される信号光の周波数と位
相を検出し、この検出した周波数と位相に同期した周波
数と位相となっている変調電気信号を前記モードロック
レーザに入力する変調電気信号発生手段とを有している
ことを特徴とする高速光exOR演算装置。
1. An optical interferometer comprising two optical waveguides for forming an optical interference circuit, and two optical waveguides for signal light for individually injecting signal light into the optical waveguides for optical interference. When a cross-phase modulation type wavelength conversion element is mounted with a semiconductor optical amplifier interposed in the optical waveguide for optical interference and a modulated electrical signal is input, it is synchronized with the frequency and phase of this modulated electrical signal. The control light having the frequency and the phase, which is controlled by the mode-locked laser, is sent to the optical interference optical waveguide, and the frequency and the phase of the signal light incident on the optical waveguide for the signal light are detected. A high-speed optical exOR operation device comprising: a frequency-synchronized phase and a modulated electric signal generating means for inputting a modulated electric signal in phase with the mode-locked laser.
【請求項2】 光干渉回路を形成する2本の光干渉用光
導波路と、この光干渉用光導波路にそれぞれ個別に信号
光を入射させる2本の信号光用光導波路とを備えると共
に、前記光干渉用光導波路にそれぞれ半導体光増幅器が
介装される状態で実装されている相互位相変調型の波長
変換素子と、 変調電気信号が入力されると、この変調電気信号の周波
数と位相に同期した周波数と位相となっている制御光を
発生するモードロックレーザと、 前記信号光用光導波路に入射される信号光の周波数と位
相を検出し、この検出した周波数と位相に同期した周波
数と位相となっている変調電気信号を前記モードロック
レーザに入力する変調電気信号発生手段と、 前記モードロックレーザから発生した制御光を、前記光
干渉用光導波路の入力ポートに導くと共に、伝送する制
御光の位相遅延量を制御する可変位相遅延手段と、 前記波長変換素子の出力ポートから出力されると共に、
入射された2つの信号光を光exOR演算した光信号状
態となっている出力光の光強度を検出する光強度検出手
段と、 この光強度検出手段にて検出した光強度が最大になるよ
うに、前記可変位相遅延手段による位相遅延量を制御す
る位相遅延量制御手段とを有していることを特徴とする
高速光exOR演算装置。
2. An optical interferometer comprising two optical waveguides for optical interference and two optical waveguides for signal light for individually injecting signal light into the optical waveguides for optical interference. When a cross-phase modulation type wavelength conversion element is mounted with a semiconductor optical amplifier interposed in the optical waveguide for optical interference and a modulated electrical signal is input, it is synchronized with the frequency and phase of this modulated electrical signal. A mode-locked laser that generates control light having the same frequency and phase, and detects the frequency and phase of the signal light incident on the optical waveguide for signal light, and the frequency and phase that are synchronized with the detected frequency and phase. A modulated electric signal generating means for inputting a modulated electric signal to the mode-locked laser and control light generated from the mode-locked laser to an input port of the optical waveguide for optical interference. Together, variable phase delay means for controlling the phase delay amount of the control light to be transmitted, and output from the output port of the wavelength conversion element,
Light intensity detection means for detecting the light intensity of the output light in an optical signal state obtained by performing an optical exOR operation on the two incident signal lights, and the light intensity detected by this light intensity detection means is maximized. , A high-speed optical exOR operation device comprising: a phase delay amount control means for controlling the phase delay amount by the variable phase delay means.
【請求項3】 請求項2において、前記可変位相遅延手
段は、 素子温度が変化すると発生している連続光の周波数が変
化する連続光発生レーザと、 前記連続光発生レーザの素子温度を変化させる温度調節
器と、 前記モードロックレーザから発生した制御光と、前記連
続光が入射されると、前記制御光を波長変換することに
より、波形が前記制御光の波形で、且つ、波長が前記連
続光の波長となっている変換制御光を出力する波長変換
素子と、 前記波長変換素子から出力された変換制御光を伝送する
波長分散を有する光ファイバとで構成されていることを
特徴とする高速光exOR演算装置。
3. The variable phase delay means according to claim 2, wherein the continuous light generation laser changes the frequency of continuous light generated when the element temperature changes, and the element temperature of the continuous light generation laser changes. When the temperature controller, the control light generated from the mode-locked laser, and the continuous light are incident, by converting the wavelength of the control light, the waveform is the waveform of the control light, and the wavelength is the continuous light. A high speed characterized by comprising a wavelength conversion element that outputs conversion control light having a wavelength of light, and an optical fiber having wavelength dispersion that transmits the conversion control light output from the wavelength conversion element. Optical exOR operation device.
【請求項4】 請求項1乃至請求項3の何れか一項にお
いて、前記光干渉回路はマッハツェンダ型光干渉回路で
あることを特徴とする高速光exOR演算装置。
4. The high-speed optical exOR operation device according to claim 1, wherein the optical interference circuit is a Mach-Zehnder type optical interference circuit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014052951A (en) * 2012-09-10 2014-03-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> High speed chaos optical signal generation optical circuit

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