JP2004151747A - Device for shaping waveform - Google Patents

Device for shaping waveform Download PDF

Info

Publication number
JP2004151747A
JP2004151747A JP2004013815A JP2004013815A JP2004151747A JP 2004151747 A JP2004151747 A JP 2004151747A JP 2004013815 A JP2004013815 A JP 2004013815A JP 2004013815 A JP2004013815 A JP 2004013815A JP 2004151747 A JP2004151747 A JP 2004151747A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
optical path
nonlinear
wavelength
power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004013815A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeki Watanabe
茂樹 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2004013815A priority Critical patent/JP2004151747A/en
Publication of JP2004151747A publication Critical patent/JP2004151747A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for shaping a waveform with the wide range of wavelength transformation. <P>SOLUTION: The device is provided with a first and second non-linear loop mirrors. Each first and second mirror is provided with the following. A first coupler: It includes a first and second optical path conjugated directionally. A second optical coupler: It includes a loop optical path consisting of non-linear optical medium connected with the first and second optical paths and a third optical path conjugated directionally toward the loop optical path. A first power monitor: It detects the power of intermediate optical signal optically connected with the second optical path of the first non-linear loop mirror. A first power controller: It controls at least one power of either input optical signal or first probe light so as to increase the power detected by the first power monitor. A second power monitor: It detects the power of output optical light optically connected with the second optical path of the second non-linear loop mirror. A second power controller: It controls one power of either the intermediate optical signal or the second probe light so as to increase the power detected by the second power monitor. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

本発明は、波形整形のための装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for waveform shaping.

光レベルで波形整形を行う従来の波形整形装置として、マッハツェンダ干渉計（ＭＺＩ）型光ゲートがある。この光ゲートは、位相シフトを与えるための第１及び第２の非線形光学媒質を含むマッハツェンダ干渉計を例えば光導波路基板上に集積化して構成される。連続波（ＣＷ）光としてのプロープ光が等分配されて第１及び第２の非線形光学媒質に供給される。このとき、等分配されたプローブ光の干渉により出力光が得られないように干渉計の光路長が設定されている。   As a conventional waveform shaping device that performs waveform shaping at an optical level, there is a Mach-Zehnder interferometer (MZI) type optical gate. This optical gate is configured by integrating a Mach-Zehnder interferometer including first and second nonlinear optical media for providing a phase shift on, for example, an optical waveguide substrate. Probe light as continuous wave (CW) light is equally distributed and supplied to the first and second nonlinear optical media. At this time, the optical path length of the interferometer is set so that output light is not obtained due to interference of the equally distributed probe light.

第１及び第２の非線形光学媒質の一方には更に光信号が供給される。光信号及びプローブ光のパワーを適切に設定することによって、光信号に同期する変換光信号がこの光ゲートから出力される。変換光信号はプローブ光と同じ波長を有している。   An optical signal is further supplied to one of the first and second nonlinear optical media. By appropriately setting the power of the optical signal and the probe light, a converted optical signal synchronized with the optical signal is output from the optical gate. The converted optical signal has the same wavelength as the probe light.

第１及び第２の非線形光学媒質の各々として半導体光アンプ（ＳＯＡ）を用いることが提案されている。例えば、波長１．５μｍ帯において、両端面を無反射化処理したＩｎＧａＡｓ−ＳＯＡを各非線形光学媒質として用い、これらをＩｎＰ／ＧａＩｎＡｓＰ基板上に集積化したものが作製されている。   It has been proposed to use a semiconductor optical amplifier (SOA) as each of the first and second nonlinear optical media. For example, in a 1.5 μm wavelength band, InGaAs-SOA whose both end faces are made non-reflective is used as each nonlinear optical medium, and these are integrated on an InP / GaInAsP substrate.

従来知られている他の波形整形装置として、非線形光ループミラー（ＮＯＬＭ）がある。ＮＯＬＭは、方向性結合される第１及び第２の光路を含む第１の光カプラと、第１及び第２の光路を接続するループ光路と、ループ光路に方向性結合される第３の光路を含む第２の光カプラとを備えている。   Another conventionally known waveform shaping device is a nonlinear optical loop mirror (NOLM). The NOLM includes a first optical coupler including first and second optical paths directionally coupled, a loop optical path connecting the first and second optical paths, and a third optical path directionally coupled to the loop optical path. And a second optical coupler including:

ループ光路の一部または全体を非線形光学媒質から構成するとともに、第１及び第３の光路にそれぞれプローブ光及び光信号を供給することによって、変換光信号が第２の光路から出力される。   A part or the whole of the loop optical path is formed of a non-linear optical medium, and a probe optical signal and an optical signal are supplied to the first and third optical paths, respectively, so that the converted optical signal is output from the second optical path.

ＮＯＬＭにおける非線形光学媒質としては光ファイバが一般的である。特に、非線形光学媒質としてＳＯＡを用いたＮＯＬＭはＳＬＡＬＯＭ（Semiconductor Laser Amplifierin a Loop Mirror）と称される。   An optical fiber is generally used as a nonlinear optical medium in NOLM. In particular, a NOLM using SOA as a nonlinear optical medium is referred to as a SLALOM (Semiconductor Laser Amplifier a Loop Mirror).

上述した従来の波形整形装置においては、供給された光信号及びプローブ光に基く非線形効果により変換光信号が発生する。しかし、発生した変換光信号の波長は供給されたプローブ光の波長と同じであることによって限定されるので、波形整形或いは光ゲートの機能を得る場合における波長変換の自由度が小さいという問題がある。   In the above-described conventional waveform shaping device, a converted optical signal is generated by a nonlinear effect based on the supplied optical signal and the probe light. However, since the wavelength of the generated converted optical signal is limited by being the same as the wavelength of the supplied probe light, there is a problem that the degree of freedom of wavelength conversion in obtaining the waveform shaping or the function of the optical gate is small. .

よって、本発明の目的は、波長変換の自由度が大きい波形整形のための装置を提供することである。本発明の他の目的は、そのような装置を備えた新規なシステムを提供することである。本発明の更に他の目的は以下の説明から明らかになる。   Therefore, an object of the present invention is to provide an apparatus for waveform shaping having a high degree of freedom in wavelength conversion. Another object of the present invention is to provide a novel system equipped with such a device. Still other objects of the present invention will become apparent from the following description.

本発明の一側面によれば、第１及び第２の非線形ループミラーを備えた装置であって、上記第１及び第２の非線形ループミラーの各々は、方向性結合される第１及び第２の光路を含む第１の光カプラと、上記第１及び第２の光路を接続する非線形光学媒質からなるループ光路と、上記ループ光路に方向性結合される第３の光路を含む第２の光カプラとを備えており、上記第１の非線形ループミラーの第２の光路は上記第２の非線形ループミラーの第３の光路に光学的に接続され、上記第１の非線形ループミラーの第１の光路には第１の波長を有する第１のプローブ光が供給され、上記第１の非線形ループミラーの第３の光路には上記第１の波長と異なる第２の波長を有する入力光信号が供給され、上記第１の波長を有し且つ上記光信号に同期した中間光信号が上記第１の非線形ループミラーの第２の光路から上記第２の非線形ループミラーの第３の光路に供給され、上記第２の非線形ループミラーの第１の光路には上記第１の波長と異なる第３の波長を有する第２のプローブ光が供給され、上記第３の波長を有し且つ上記中間光信号に同期した出力光信号が上記第２の非線形ループミラーの第２の光路から出力され、上記各ループ光路は光ファイバによって提供され、上記第１の非線形ループミラーの第２の光路に光学的に接続され上記中間光信号のパワーを検出する第１のパワーモニタと、上記第１のパワーモニタにより検出されたパワーが大きくなるように上記入力光信号及び上記第１のプローブ光の少なくとも一方のパワーを制御する第１のパワーコントローラと、上記第２の非線形ループミラーの第２の光路に光学的に接続され上記出力光信号のパワーを検出する第２のパワーモニタと、上記第２のパワーモニタにより検出されたパワーが大きくなるように上記中間光信号及び上記第２のプローブ光の少なくとも一方のパワーを制御する第２のパワーコントローラとを更に備えた装置が提供される。   According to one aspect of the present invention, there is provided an apparatus including first and second nonlinear loop mirrors, wherein each of the first and second nonlinear loop mirrors includes first and second directionally coupled first and second nonlinear loop mirrors. A first optical coupler including a first optical path, a loop optical path formed of a nonlinear optical medium connecting the first and second optical paths, and a second optical path including a third optical path directionally coupled to the loop optical path. A second optical path of the first nonlinear loop mirror is optically connected to a third optical path of the second nonlinear loop mirror, and a first optical path of the first nonlinear loop mirror is provided. A first probe light having a first wavelength is supplied to an optical path, and an input optical signal having a second wavelength different from the first wavelength is supplied to a third optical path of the first nonlinear loop mirror. And has the first wavelength and is synchronized with the optical signal. The intermediate optical signal is supplied from the second optical path of the first nonlinear loop mirror to the third optical path of the second nonlinear loop mirror, and the first optical path of the second nonlinear loop mirror is connected to the second optical path. A second probe light having a third wavelength different from the first wavelength is supplied, and an output optical signal having the third wavelength and synchronized with the intermediate optical signal is supplied to a second probe of the second nonlinear loop mirror. A first power monitor provided by an optical fiber, wherein each of the loop optical paths is provided by an optical fiber, and is optically connected to a second optical path of the first nonlinear loop mirror and detects a power of the intermediate optical signal; A first power controller for controlling at least one of the input optical signal and the first probe light so that the power detected by the first power monitor is increased; and A second power monitor optically connected to a second optical path of the nonlinear loop mirror and detecting the power of the output optical signal; and the intermediate optical signal such that the power detected by the second power monitor increases. And a second power controller for controlling the power of at least one of the second probe light.

本発明の他の側面によれば、入力信号光を第１及び第２の入力信号光に分岐する光分岐器と、上記第１の入力信号光に基きクロックパルスを発生するクロック再生器と、上記第２の入力信号光及び上記クロックパルスに基き波形整形を行なう波形整形装置であって、第１及び第２の非線形ループミラーを備え、上記第１及び第２の非線形ループミラーの各々は、方向性結合される第１及び第２の光路を含む第１の光カプラと、上記第１及び第２の光路を接続する非線形光学媒質からなるループ光路と、上記ループ光路に方向性結合される第３の光路を含む第２の光カプラとを備えており、上記第１の非線形ループミラーの第２の光路は上記第２の非線形ループミラーの第３の光路に光学的に接続されている波形整形装置とを備え、上記第２の入力信号光は上記第１の非線形ループミラーの第３の光路に供給され、上記クロックパルスは上記第１の非線形ループミラーの第１の光路及び上記第２の非線形ループミラーの第１の光路の少なくともいずれか一方に供給される装置が提供される。   According to another aspect of the present invention, an optical splitter that splits an input signal light into first and second input signal lights, a clock regenerator that generates a clock pulse based on the first input signal light, A waveform shaping device for shaping a waveform based on the second input signal light and the clock pulse, comprising a first and a second nonlinear loop mirror, wherein each of the first and the second nonlinear loop mirrors includes: A first optical coupler including first and second optical paths to be directionally coupled, a loop optical path made of a nonlinear optical medium connecting the first and second optical paths, and a directional coupling to the loop optical path; A second optical coupler including a third optical path, wherein a second optical path of the first nonlinear loop mirror is optically connected to a third optical path of the second nonlinear loop mirror. A waveform shaping device; The force signal light is supplied to a third optical path of the first nonlinear loop mirror, and the clock pulse is applied to a first optical path of the first nonlinear loop mirror and a first optical path of the second nonlinear loop mirror. An apparatus is provided that is supplied to at least one of them.

本発明によると、波長変換の自由度が大きい波形整形のための装置の提供が可能になるという効果が生じる。また、本発明によると、そのような装置を備えた新規なシステムの提供が可能になるという効果もある。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the effect that it becomes possible to provide the apparatus for waveform shaping which has a large degree of freedom of wavelength conversion is produced. Further, according to the present invention, there is an effect that a new system including such a device can be provided.

図１を参照すると、本発明に適用可能なＮＯＬＭ（非線形光ループミラー）の構成が示されている。このＮＯＬＭは、方向性結合される第１及び第２の光路２及び４を含む第１の光カプラ６と、第１及び第２の光路２及び４を接続するループ光路８と、ループ光路８に方向性結合される第３の光路１０を含む第２の光カプラ１２とを備えている。   FIG. 1 shows a configuration of a NOLM (nonlinear optical loop mirror) applicable to the present invention. The NOLM includes a first optical coupler 6 including first and second optical paths 2 and 4 which are directionally coupled, a loop optical path 8 connecting the first and second optical paths 2 and 4, and a loop optical path 8 And a second optical coupler 12 including a third optical path 10 directionally coupled to the second optical coupler 12.

ループ光路８の一部または全部は非線形光学媒質ＮＬによって提供されている。第１の光カプラ６のカップリング比は実質的に１：１に設定される。   Part or all of the loop optical path 8 is provided by the nonlinear optical medium NL. The coupling ratio of the first optical coupler 6 is set substantially to 1: 1.

このＮＯＬＭの動作を簡単に説明すると、波長λｐｒｏｂｅを有するプローブ光が光カプラ６の第１の光路２に入力され、波長λｓｉｇを有する光信号が光カプラ１２の第３の光路１０に入力されたときに、波長λｐｒｏｂｅを有する変換光信号が光カプラ６の第２の光路４から出力されるというものである。プローブ光は連続波（ＣＷ）光或いは光パルスであり得る。ここでは、プローブ光はＣＷ光として図示されている。   The operation of the NOLM will be briefly described. The probe light having the wavelength λprobe is input to the first optical path 2 of the optical coupler 6, and the optical signal having the wavelength λsig is input to the third optical path 10 of the optical coupler 12. Sometimes, the converted optical signal having the wavelength λprobe is output from the second optical path 4 of the optical coupler 6. The probe light can be continuous wave (CW) light or light pulses. Here, the probe light is illustrated as CW light.

プローブ光は、光カプラ６によりパワーが等しい２成分に分けられ、これら２成分は、ループ光路８をそれぞれ時計回り及び反時計回りに厳密に同一光路長で伝搬し、非線形光学媒質ＮＬにより共に等しい位相シフトφを受けた後、光カプラ６により合成される。   The probe light is divided by the optical coupler 6 into two components having the same power, and these two components propagate in the loop optical path 8 strictly in the clockwise and counterclockwise directions with exactly the same optical path length, and are equal by the nonlinear optical medium NL. After receiving the phase shift φ, they are combined by the optical coupler 6.

光カプラ６における合成に際して、２成分のパワーは等しく位相も一致しているので、合成により得られた光はあたかもミラーにより反射されるがごとく第１の光路２から出力され、第２の光路からは出力されない。   At the time of combining in the optical coupler 6, the two components have the same power and the same phase, so that the light obtained by the combining is output from the first optical path 2 as if it were reflected by a mirror, and is output from the second optical path. Is not output.

ループ光路８の途中から光カプラ１２により光信号が入力されると、この光信号はループ光路８の一方向（図では時計回り）にだけ伝搬し、この方向に伝搬する光に対しては、オンパルスが通るときだけ非線形光学媒質ＮＬの非線形屈折率が変化する。   When an optical signal is input from the middle of the loop optical path 8 by the optical coupler 12, the optical signal propagates only in one direction (clockwise in the figure) of the loop optical path 8, and for light propagating in this direction, Only when the on-pulse passes, the nonlinear refractive index of the nonlinear optical medium NL changes.

従って、プローブ光の２成分が光カプラ６で合成されるに際して、光信号のオフパルスと同期した部分のプローブ光の２成分の位相は一致するが、光信号のオンパルスと同期した部分のプローブ光の２成分の位相は異なる。その位相差をΔφとすると、光カプラ６の第２の光路４には｛１−ｃｏｓ（Δφ）｝／２に比例する出力が得られる。   Accordingly, when the two components of the probe light are combined by the optical coupler 6, the phases of the two components of the probe light synchronized with the off-pulse of the optical signal match, but the portions of the probe light synchronized with the on-pulse of the optical signal are identical. The phases of the two components are different. Assuming that the phase difference is Δφ, an output proportional to {1−cos (Δφ)} / 2 is obtained in the second optical path 4 of the optical coupler 6.

今、位相差がπになるように入力光信号のパワーを設定すれば、オンパルスのときに合成された２成分が第２の光路４だけから出力されるようなスイッチ動作が可能になる。このようにして、波長λｓｉｇの光信号から波長λｐｒｏｂｅの変換光信号への変換が行なわれる。即ち、光信号のデータに関して波長変換が行なわれていることになる。   Now, if the power of the input optical signal is set so that the phase difference becomes π, it is possible to perform a switching operation such that the two components synthesized at the time of the on-pulse are output only from the second optical path 4. Thus, the conversion from the optical signal of the wavelength λsig to the converted optical signal of the wavelength λprobe is performed. That is, wavelength conversion is performed on the data of the optical signal.

非線形光学効果として光カー効果（光信号とプローブ光による相互位相変調（ＸＰＭ））を用いるとすると、位相シフトΔφはγＰＬに比例する。ここにγは非線形光学媒質ＮＬの非線形係数、Ｐは非線形光学媒質ＮＬ内における光パワー、Ｌは非線形光学媒質ＮＬにおける光カー効果の相互作用長である。   If the optical Kerr effect (cross-phase modulation (XPM) by an optical signal and probe light) is used as the nonlinear optical effect, the phase shift Δφ is proportional to γPL. Here, γ is the nonlinear coefficient of the nonlinear optical medium NL, P is the optical power in the nonlinear optical medium NL, and L is the interaction length of the optical Kerr effect in the nonlinear optical medium NL.

図２は位相差Δφに対するＮＯＬＭの出力特性を示すグラフである。グラフの主要部分における縦軸は第２の光路から出力される変換光信号のパワーＰｏｕｔ、横軸は位相差Δφを示している。符号１４で示されるコサインカーブにおいて、極小値を与える位相差Δφは０に相当し、極大値を与えるΔφはπに相当している。   FIG. 2 is a graph showing the output characteristics of the NOLM with respect to the phase difference Δφ. The vertical axis in the main part of the graph indicates the power Pout of the converted optical signal output from the second optical path, and the horizontal axis indicates the phase difference Δφ. In the cosine curve indicated by reference numeral 14, the phase difference Δφ giving the minimum value corresponds to 0, and Δφ giving the maximum value corresponds to π.

従って、位相差Δφの０及びπにそれぞれ入力光信号の“０”レベル（Ｐｓｐａｃｅ）及び“１”レベル（Ｐｍａｒｋ）を対応させることにより入力光信号に付随する雑音の抑圧が可能である。これは、｛１−ｃｏｓ（Δφ）｝／２に従う変換においては、線形増幅変換の場合と異なりパルスの立ち上がり及びピーク付近での過飽和特性があるからである。   Accordingly, it is possible to suppress noise accompanying the input optical signal by associating the “0” level (Pspace) and the “1” level (Pmark) of the input optical signal with 0 and π of the phase difference Δφ, respectively. This is because the conversion according to {1-cos (Δφ)} / 2 has a supersaturation characteristic near the rising edge and the peak of the pulse unlike the linear amplification conversion.

ＮＯＬＭにおける非線形光学媒質ＮＬとして最も一般的なのは光ファイバである。分散シフトファイバ（ＤＳＦ）が主に用いられており、その長さは通常数ｋｍである。一方、非線形光学媒質ＮＬとしてＳＯＡ（半導体光増幅器）を用いたものも提案されている（ＳＬＡＬＯＭ）。   The most common non-linear optical medium NL in the NOLM is an optical fiber. A dispersion-shifted fiber (DSF) is mainly used, and its length is usually several kilometers. On the other hand, a device using SOA (semiconductor optical amplifier) as the nonlinear optical medium NL has been proposed (SLALOM).

ＳＯＡタイプは小型集積化の点で優れている。しかし、ＳＯＡから付加される自然放出光（ＡＳＥ）雑音の影響により変換の際に信号対雑音（Ｓ／Ｎ）比が低下したり、キャリア効果に起因する速度制限等の課題がある。   The SOA type is excellent in miniaturization and integration. However, there are problems such as a reduction in the signal-to-noise (S / N) ratio during conversion due to the influence of spontaneous emission light (ASE) noise added from the SOA, and a speed limitation due to the carrier effect.

一方、ファイバタイプのＮＯＬＭでは、ファイバ内の三次非線形光学効果の応答時間がフェムト秒オーダと非常に高速であるが、長いファイバを必要とするので、速度制限をなくすためには高精度の分散管理が必要になる。また、入力光信号の偏波状態に対する依存性やループ内での偏波変動に対する対策が難しいといった課題もある。   On the other hand, in the fiber type NOLM, the response time of the third-order nonlinear optical effect in the fiber is extremely fast, on the order of femtoseconds. However, since a long fiber is required, high-precision dispersion management is required to eliminate the speed limitation. Is required. There is also a problem that it is difficult to take measures against the dependency on the polarization state of the input optical signal and the polarization fluctuation in the loop.

発明者は、特願平１０−１７６３１６号（平成１０年６月２３日出願）において、高非線形分散シフトファイバ（ＨＮＬ−ＤＳＦ）を用いたコンパクトなＮＯＬＭを提案した。本発明は主にこのＮＯＬＭを多段に縦列接続（カスケード接続）した構成による高性能な波形整形装置を提供し、これを用いて光２Ｒ等の光信号処理を実現せんとするものである。ここで、「２Ｒ」はリシェーピング（振幅再生）及びリジェネレイション（波形等化及び雑音抑圧等）の２つの機能を意味している。   The inventor has proposed a compact NOLM using a highly nonlinear dispersion-shifted fiber (HNL-DSF) in Japanese Patent Application No. 10-176316 (filed on June 23, 1998). The present invention mainly provides a high-performance waveform shaping device having a configuration in which NOLMs are connected in cascade in multiple stages, and realizes optical signal processing of the optical 2R or the like using the device. Here, "2R" means two functions of reshaping (amplitude reproduction) and regeneration (waveform equalization and noise suppression).

光通信システムにおける光信号処理に適用可能な非線形光学効果としては、主に、２次非線形光学媒質中の三光波混合あるいは、３次非線形光学媒質中の自己位相変調（ＳＰＭ）、相互位相変調（ＸＰＭ）及び四光波混合（ＦＷＭ）等の光カー効果が考えられる。   Nonlinear optical effects applicable to optical signal processing in an optical communication system mainly include three-wave mixing in a second-order nonlinear optical medium, self-phase modulation (SPM) in a third-order nonlinear optical medium, and cross-phase modulation (SPM). Optical Kerr effects such as XPM) and four-wave mixing (FWM) are conceivable.

２次非線形光学媒質としては、ＩｎＧａＡｓ及びＬｉＮｂＯ3等がある。３次非線形光学媒質としては、半導体光アンプ（ＳＯＡ）及び発振状態にある分布帰還レーザダイオード（ＤＦＢ−ＬＤ）等の半導体媒質あるいは光ファイバが考えられる。 Examples of the second-order nonlinear optical medium include InGaAs and LiNbO 3 . As the third-order nonlinear optical medium, a semiconductor medium such as a semiconductor optical amplifier (SOA) and a distributed feedback laser diode (DFB-LD) in an oscillating state, or an optical fiber can be considered.

本発明では、特に光ファイバ内の光カー効果を用いることができる。光ファイバとしては単一モードファイバが適しており、特に波長分散が比較的小さい分散シフトファイバ（ＤＳＦ）が望ましい。   In the present invention, the optical Kerr effect in an optical fiber can be used. A single mode fiber is suitable as the optical fiber, and a dispersion shift fiber (DSF) having a relatively small chromatic dispersion is particularly desirable.

一般に、光ファイバの３次非線形係数γは、
γ＝ωｎ2／ｃＡeff ・・・・・（１）
で表される。ここに、ωは光角周波数、ｃは真空中の光速を表し、ｎ2及びＡeffは光ファイバの非線形屈折率及び有効コア断面積をそれぞれ表す。 In general, the third-order nonlinear coefficient γ of an optical fiber is
γ = ωn 2 / cA eff (1)
Is represented by Here, ω represents the optical angular frequency, c represents the speed of light in a vacuum, and n 2 and A eff represent the nonlinear refractive index and the effective core area of the optical fiber, respectively.

従来のＤＳＦの非線形係数はγ＝２．６Ｗ-1ｋｍ-1程度と小さいので、十分な変換効率を得るためには数ｋｍ〜１０ｋｍ以上の長さが必要である。より短尺のＤＳＦで十分な変換効率を実現することができるとすれば、零分散波長を高精度に管理することが可能となり、高速・広帯域変換を実現することができる。 Since the nonlinear coefficient of the conventional DSF is as small as about γ = 2.6 W −1 km −1, a length of several km to 10 km or more is required to obtain sufficient conversion efficiency. If sufficient conversion efficiency can be realized with a shorter DSF, the zero-dispersion wavelength can be managed with high accuracy, and high-speed / wideband conversion can be realized.

一般に、光ファイバの３次非線形効果を高めるためには、（１）式において非線形屈折率ｎ2を大きくし、あるいは有効コア断面積Ａeffに対応するモードフィールド径（ＭＦＤ）を小さくして光強度を高くするのが有効である。 In general, in order to enhance the third-order nonlinear effect of the optical fiber, the nonlinear refractive index n 2 is increased in the equation (1) or the mode field diameter (MFD) corresponding to the effective core area A eff is reduced. It is effective to increase the strength.

非線形屈折率ｎ2を大きくするためには、例えば、クラッドにフッ素等をドープしあるいはコアに高濃度のＧｅＯ2をドープすればよい。コアにＧｅＯ2を２５〜３０ｍｏｌ％ドープすることによって、非線形屈折率ｎ2として５×１０-20ｍ2／Ｗ以上の大きな値が得られている（通常のシリカファイバでは約３．２×１０-20ｍ2／Ｗ）。 In order to increase the nonlinear refractive index n 2 , for example, the cladding may be doped with fluorine or the like, or the core may be doped with high concentration GeO 2 . By doping the core with 25 to 30 mol% of GeO 2 , a large value of 5 × 10 −20 m 2 / W or more is obtained as the nonlinear refractive index n 2 (about 3.2 × 10 2 in a normal silica fiber). -20 m 2 / W).

一方、ＭＦＤを小さくすることは、コア及びクラッド間の比屈折率差Δあるいはコア形状の設計により可能である。このようなＤＳＦの設計は分散補償ファイバ（ＤＣＦ）の場合と同様である。   On the other hand, it is possible to reduce the MFD by designing the relative refractive index difference Δ between the core and the clad or designing the core shape. The design of such a DSF is similar to that of a dispersion compensating fiber (DCF).

例えば、コアにＧｅＯ2を２５〜３０ｍｏｌ％ドープし、且つ、比屈折率差Δを２．５〜３．０％に設定することによって、４μｍよりも小さなＭＦＤが得られている。そして、非線形屈折率ｎ2を大きくすることとＭＦＤを小さくすることとの総合効果として、１５Ｗ-1ｋｍ-1以上の大きな非線形係数γを有する光ファイバ（ＨＮＬ−ＤＳＦ）が得られている。 For example, an MFD smaller than 4 μm is obtained by doping the core with 25 to 30 mol% of GeO 2 and setting the relative refractive index difference Δ to 2.5 to 3.0%. As an overall effect of increasing the nonlinear refractive index n 2 and reducing the MFD, an optical fiber (HNL-DSF) having a large nonlinear coefficient γ of 15 W −1 km −1 or more is obtained.

他に重要な要素として、上述のように大きな非線形係数γを有するＨＮＬ−ＤＳＦが、用いる波長帯で零分散を持つことである。この点に関しても各パラメータを以下のように設定することにより満足することができる。通常のＤＣＦにおいては、一般にＭＦＤを一定にした条件で比屈折率差Δを大きくすると、分散値は正常分散領域で大きくなる。   Another important factor is that the HNL-DSF having the large nonlinear coefficient γ as described above has zero dispersion in the wavelength band used. This point can also be satisfied by setting each parameter as follows. In a normal DCF, when the relative refractive index difference Δ is generally increased under the condition that the MFD is kept constant, the dispersion value increases in the normal dispersion region.

一方、コア径を大きくすると分散は減少し、逆にコア径を小さくすると分散は大きくなる。従って、用いる波長帯においてＭＦＤをある値に設定した状態で、コア径を大きくしていくと分散を０とすることが可能である。   On the other hand, as the core diameter increases, the dispersion decreases, and conversely, as the core diameter decreases, the dispersion increases. Therefore, the dispersion can be made zero by increasing the core diameter in a state where the MFD is set to a certain value in the used wavelength band.

長さＬの光ファイバ中での光カー効果による位相シフトは、γＰPＬに比例する。ここに、ＰPは平均ポンプ光パワーである。従って、非線形係数γが１５Ｗ-1ｋｍ-1のファイバは通常のＤＳＦに比べて２．６／１５≒１／５．７程度の長さで同じ変換効率を達成可能である。 The phase shift due to the optical Kerr effect in an optical fiber of length L is proportional to γP P L. Here, the P P is the average pump light power. Therefore, a fiber having a nonlinear coefficient γ of 15 W −1 km −1 can achieve the same conversion efficiency with a length of about 2.6 / 15 ≒ 1 / 5.7 compared to a normal DSF.

上述のように通常のＤＳＦでは１０ｋｍ程度の長さが必要であるが、このように大きな非線形係数γを有するＨＮＬ−ＤＳＦにあっては、１〜２ｋｍ程度の長さで同様の効果が得られることになる。   As described above, a normal DSF needs a length of about 10 km, but in the case of an HNL-DSF having such a large nonlinear coefficient γ, a similar effect can be obtained with a length of about 1 to 2 km. Will be.

実用上は、ファイバが短くなる分損失も小さくなるので、同じ効率を得るために更にファイバを短くすることができる。このように短いファイバにおいては、零分散波長の制御性がよくなり、以下に説明するように極めて広帯域の変換が可能になる。   In practice, the shorter the fiber, the smaller the loss, so the fiber can be further shortened to obtain the same efficiency. In such a short fiber, the controllability of the zero-dispersion wavelength is improved, and an extremely wide band conversion can be performed as described below.

更に、数ｋｍのファイバ長であれば、定偏波化が可能になり偏波面保存能力が確保されているので、ＨＮＬ−ＤＳＦの本発明への適用は、高い変換効率及び広い変換帯域を達成し且つ偏波依存性を排除する上で極めて有効である。   Furthermore, if the fiber length is several km, the polarization can be maintained and the polarization plane preserving ability is secured. Therefore, application of the HNL-DSF to the present invention achieves high conversion efficiency and a wide conversion band. This is extremely effective in eliminating polarization dependence.

光ファイバを用いて光カー効果、特にＸＰＭを有効に発生させて、光信号から変換光信号への変換効率を高めるためには、プローブ光と光信号との間の位相整合をとる必要がある。図３によりこれを説明する。   In order to effectively generate the optical Kerr effect, particularly XPM, by using an optical fiber and to increase the conversion efficiency from an optical signal to a converted optical signal, it is necessary to take phase matching between the probe light and the optical signal. . This will be described with reference to FIG.

図３はＮＯＬＭにおける位相整合の説明図である。ここでは、光路２に供給される波長λｐｒｏｂｅのプローブ光及び光路１０に供給される波長λｓｉｇの光信号の各々が光パルスであると仮定する。   FIG. 3 is an explanatory diagram of the phase matching in the NOLM. Here, it is assumed that each of the probe light of wavelength λprobe supplied to the optical path 2 and the optical signal of wavelength λsig supplied to the optical path 10 is an optical pulse.

プローブ光としての光パルスは、光カプラ６においてループ光路８を時計回りに伝搬する第１プローブパルスと反時計回りに伝搬する第２プローブパルスとに分岐される。また、光信号としての光パルスは、光カプラ１２を通って信号パルスとしてループ光路８内に時計回りに導入される。   The optical pulse as the probe light is split in the optical coupler 6 into a first probe pulse propagating clockwise in the loop optical path 8 and a second probe pulse propagating counterclockwise. The optical pulse as an optical signal is introduced clockwise into the loop optical path 8 through the optical coupler 12 as a signal pulse.

ループ光路８における位相整合条件は、ループ光路８内を共に時計回りに伝搬する信号パルス及び第１プローブパルスのタイミングの一致性により与えられる。もし、信号パルス及び第１プローブパルスのタイミングが一致しない場合には、ＸＰＭによる光カーシフトが制限され、有効なスイッチ動作あるいはゲート動作が困難になる。   The phase matching condition in the loop light path 8 is given by the coincidence of the timings of the signal pulse and the first probe pulse that both propagate clockwise in the loop light path 8. If the timing of the signal pulse and the timing of the first probe pulse do not match, the optical Kerr shift due to the XPM is limited, and it becomes difficult to perform an effective switch operation or gate operation.

信号パルス及び第１プローブパルスの波長は異なるので、ループ光路８における信号パルス及び第１プローブパルスの群速度は異なり、結果としてループ光路８の長さに比例するタイミングずれが生じる（ウォークオフ）。これを回避するためには、信号パルス及び第１プローブパルスの群速度が一致するような波長配置を選択することが望ましい。   Since the wavelengths of the signal pulse and the first probe pulse are different, the group velocities of the signal pulse and the first probe pulse in the loop light path 8 are different, resulting in a timing shift proportional to the length of the loop light path 8 (walk-off). In order to avoid this, it is desirable to select a wavelength arrangement such that the group velocities of the signal pulse and the first probe pulse match.

タイミングずれを最小限に抑えるための最も有効な波長配置は、信号パルスの波長及び第１プローブパルスの波長をループ光路８の零分散波長に対して実質的に対称に位置させることにより得られる。   The most effective wavelength arrangement for minimizing the timing deviation is obtained by positioning the wavelength of the signal pulse and the wavelength of the first probe pulse substantially symmetrically with respect to the zero dispersion wavelength of the loop optical path 8.

零分散波長に近い広い帯域に渡って、波長分散はほぼ直線的に変化しており、上述の波長配置により信号パルス及び第１プローブパルスの群速度を一致させて、良好な位相整合条件を得ることができる。   The chromatic dispersion changes almost linearly over a wide band near the zero-dispersion wavelength, and the group velocities of the signal pulse and the first probe pulse are matched by the above-described wavelength arrangement to obtain a good phase matching condition. be able to.

このように、本発明のある側面によると、ループ光路の零分散波長をλ0とするときに、λｓｉｇ＋λｐｒｏｂｅ＝２λ0とすることによって、位相整合条件を得ることができ、光信号から変換光信号への変換効率を高めることができる。 As described above, according to an aspect of the present invention, when the zero dispersion wavelength of the loop optical path is λ 0 , by setting λ sig + λ probe = 2λ 0 , it is possible to obtain a phase matching condition, and convert the optical signal into a converted optical signal. Conversion efficiency can be increased.

しかし、このような波長配置をとっても、零分散波長自体がファイバ長手方向に変動していると、群速度間にずれが生じ、これが変換帯域及び変換可能な信号速度に制限を与える。このように、ファイバによる変換帯域は分散により制限されることになる。   However, even with such a wavelength arrangement, if the zero-dispersion wavelength itself fluctuates in the longitudinal direction of the fiber, a deviation occurs between the group velocities, which limits the conversion band and the convertible signal speed. As described above, the conversion band by the fiber is limited by the dispersion.

長手方向の分散が完全に制御され、例えば全長（正確には非線形長）に渡り唯一の零分散波長を有するファイバが作られたとすれば、プローブ光の波長と光信号の波長とをこの零分散波長に関して対称な位置に配置することにより事実上無限大の（分散の波長依存性が直線状である範囲で制限のない程広い）変換帯域が得られることになる。しかし、実際には、零分散波長が長手方向にばらつくため、位相整合条件が理想状態からずれ、これにより帯域が制限される。   If the longitudinal dispersion is completely controlled and, for example, a fiber is created that has only one zero-dispersion wavelength over its entire length (more precisely, the non-linear length), the wavelength of the probe light and the wavelength of the optical signal will be By arranging them symmetrically with respect to the wavelength, a virtually infinite conversion band (unlimitedly wide as long as the wavelength dependence of dispersion is linear) can be obtained. However, in practice, since the zero-dispersion wavelength varies in the longitudinal direction, the phase matching condition deviates from the ideal state, thereby limiting the band.

広帯域化を実現するための第１の方法は、ループ光路８の一部又は全部としてＨＮＬ−ＤＳＦを用いることである。ＨＮＬ−ＤＳＦを用いた場合には、１〜２ｋｍ程度の長さで十分な変換が可能になるので、分散の制御性がよくなり、広帯域特性を得やすい。その際、特に光カー効果の発生効率が高い入力端付近の零分散波長のばらつきを小さく抑えることができれば、最も効率よく帯域を拡大可能である。   A first method for realizing a wider band is to use the HNL-DSF as a part or all of the loop optical path 8. When HNL-DSF is used, a sufficient conversion can be performed with a length of about 1 to 2 km, so that the controllability of dispersion is improved and a wideband characteristic is easily obtained. At this time, if the dispersion of the zero-dispersion wavelength in the vicinity of the input end where the generation efficiency of the optical Kerr effect is high can be reduced, the bandwidth can be expanded most efficiently.

更に、ファイバを複数の小区間に分割し、零分散波長が似ている区間同士をスプライス等により繋ぎ合わせていく（当初のファイバ端から数えた順番とは違う順番で）ことにより、全長における平均分散は同じであるにも係わらず、広い変換帯域を得ることができる。   Further, the fiber is divided into a plurality of small sections, and sections having similar zero-dispersion wavelengths are joined by a splice or the like (in an order different from the order counted from the end of the original fiber), so that the average over the entire length is obtained. Although the dispersion is the same, a wide conversion band can be obtained.

あるいは又、十分広い変換帯域を得るのに必要な程度に高精度な分散制御が可能な長さ（例えば数１００ｍ以下）のファイバを予め多数用意しておき、所要の零分散波長のものを組み合わせてスプライスして、所要の変換効率を得るのに必要な長さのファイバを作ることも可能である。   Alternatively, a large number of fibers having a length (for example, several hundred meters or less) capable of performing dispersion control with a high degree of precision necessary to obtain a sufficiently wide conversion band are prepared in advance, and those having a required zero dispersion wavelength are combined. Can be spliced to produce the required length of fiber to achieve the required conversion efficiency.

このようにして変換帯域を拡大する場合には、光強度の高い入力端（例えば非線形光学媒質の両端）付近に零分散波長のばらつきの少ない部分を集めるのが有効である。また、必要に応じて順次分割数を増やしたり、入力端から離れた位置で比較的分散の大きな部分では、分散の正負を交互に配置する等により小区間を適切に組み合わせることによって、更に変換帯域を拡大することができる。   When the conversion band is expanded in this way, it is effective to collect a portion having a small dispersion of the zero dispersion wavelength near the input end where the light intensity is high (for example, both ends of the nonlinear optical medium). In addition, if necessary, the number of divisions is increased sequentially, or in a portion where the variance is relatively large at a position distant from the input end, the small sections are appropriately combined by alternately disposing positive and negative variances, thereby further increasing the conversion bandwidth. Can be expanded.

光ファイバを分割するに際して各区間をどの程度短くすれば十分か否かの目安としては、例えば、非線形長を基準にすればよい。非線形長に比べて十分短いファイバ内での３次非線形効果においては、位相整合はそのファイバの平均分散値に依存すると考えることができる。   As a guideline for determining how short each section should be when dividing an optical fiber, for example, a non-linear length may be used as a reference. For a third-order nonlinear effect in a fiber that is sufficiently short compared to the nonlinear length, the phase matching can be considered to depend on the average dispersion value of the fiber.

一例として、非線形係数γが２．６Ｗ-1ｋｍ-1のファイバで３０ｍＷ程度のポンプ光パワーを用いた３次非線形効果においては、非線形長は１２．８ｋｍ程度になるから、その１／１０程度、即ち１ｋｍ程度が１つの目安となる。 As an example, in a third-order nonlinear effect using a pump light power of about 30 mW in a fiber having a nonlinear coefficient γ of 2.6 W −1 km −1 , the nonlinear length is about 12.8 km, and thus about 1/10 of that. That is, about 1 km is one standard.

他の例としては、非線形係数γが１５Ｗ-1ｋｍ-1のファイバで３０ｍＷ程度のポンプ光パワーを用いた３次非線形効果においては、非線形長は２．２ｋｍ程度になるから、その１／１０程度、即ち２００ｍが１つの目安となろう。 As another example, in a third-order nonlinear effect using a pump light power of about 30 mW in a fiber having a nonlinear coefficient γ of 15 W −1 km −1 , the nonlinear length becomes about 2.2 km. The extent, i.e. 200 m, would be one measure.

いずれにしても、非線形長に比べて十分短いファイバの平均零分散波長を測定し、ほぼ同じ値のものを組み合わせて所要の変換効率のファイバを構成すれば、広い変換帯域を得ることができる。   In any case, a wide conversion band can be obtained by measuring the average zero-dispersion wavelength of a fiber that is sufficiently shorter than the nonlinear length and combining fibers having substantially the same value to obtain the required conversion efficiency.

このようなファイバによるＦＷＭの帯域を拡大する方法に関する付加的な詳細については、特願平１０−１７６３１６号を参照されたい。   See Japanese Patent Application No. 10-176316 for additional details regarding the method of extending the bandwidth of FWM using such a fiber.

尚、ＦＷＭの発生には、ファイバの零分散波長とポンプ光の波長とがほぼ一致するように設定するのが有効であるが、その際、ポンプ光、信号光あるいは変換光のパワーがファイバ内の誘導ブリユアン散乱（ＳＢＳ）のしきい値を超えると、ＦＷＭの発生効率が低下する。   In order to generate FWM, it is effective to set the zero-dispersion wavelength of the fiber and the wavelength of the pump light to substantially match. At this time, the power of the pump light, the signal light, or the converted light is reduced within the fiber. Exceeding the threshold of stimulated Brillouin scattering (SBS) reduces the efficiency of FWM generation.

ＳＢＳの影響を抑圧するためには、ポンプ光又は信号光について周波数変調又は位相変調を行なえばよい。その際の変調速度は数１００ｋＨｚ程度で十分であり、信号光の信号速度がＧｂ／ｓ以上の高速信号である場合には変調による影響は殆ど無い。   In order to suppress the influence of SBS, frequency modulation or phase modulation may be performed on the pump light or the signal light. A modulation speed of about several hundred kHz at that time is sufficient, and when the signal speed of the signal light is a high-speed signal of Gb / s or more, there is almost no influence of the modulation.

図１に示されたＮＯＬＭが動作するためには、プローブ光の偏波状態がループ光路８内で保持される必要がある。すなわち、光カプラ６で分離されたプローブ光は、ループ光路８内を各々時計回り及び反時計回り方向に伝搬した後、同じ偏波状態で光カプラ６に戻って来る必要がある。   In order for the NOLM shown in FIG. 1 to operate, the polarization state of the probe light needs to be maintained in the loop optical path 8. That is, the probe light separated by the optical coupler 6 needs to propagate clockwise and counterclockwise in the loop optical path 8 and return to the optical coupler 6 in the same polarization state.

ＨＮＬ−ＤＳＦを用いることによって、偏波状態を保持するのに十分短い長さでループ光路８を構成することができる。例えば、偏波コントローラを用いてループ光路８内における偏波状態を調節することができる。   By using the HNL-DSF, the loop optical path 8 can be configured with a length short enough to maintain the polarization state. For example, the polarization state can be adjusted in the loop optical path 8 using a polarization controller.

尚、光信号の偏波状態は基本的にはプローブ光の偏波状態にほぼ一致させるのがよいが、ファイバ内の偏波分散等にも影響されることがあり、出力される光のパワーが最大になるように両者の偏波状態を最適化するのがよい。   It is preferable that the polarization state of the optical signal be substantially the same as the polarization state of the probe light. However, the polarization state of the optical signal may be affected by the polarization dispersion in the fiber. It is good to optimize the polarization state of both of them so that is maximized.

図４は本発明による装置の第１実施形態を示す図である。この装置は、カスケード接続された第１の非線形ループミラー（ＮＯＬＭ１）及び第２の非線形ループミラー（ＮＯＬＭ２）を有している。   FIG. 4 shows a first embodiment of the device according to the invention. This device has a first nonlinear loop mirror (NOLM1) and a second nonlinear loop mirror (NOLM2) connected in cascade.

ＮＯＬＭ１及びＮＯＬＭ２の各々は、方向性結合される第１及び第２の光路２及び４を含む第１の光カプラ６と、第１及び第２の光路２及び４を接続するループ光路８と、ループ光路８に方向性結合される第３の光路１０を含む第２の光カプラ１２とを備えている。   Each of the NOLM 1 and the NOLM 2 includes a first optical coupler 6 including first and second optical paths 2 and 4 which are directionally coupled, a loop optical path 8 connecting the first and second optical paths 2 and 4, A second optical coupler 12 including a third optical path 10 directionally coupled to the loop optical path 8.

第１の光カプラ６のカップリング比は実質的に１：１に設定される。ループ光路８の一部又は全部は非線形光学媒質によって提供される。より特定的には、この実施形態では、広い変換帯域を得ることのほか前述した付加的な効果を得るために、ループ光路８はＨＮＬ−ＤＳＦによって提供されている。   The coupling ratio of the first optical coupler 6 is set substantially to 1: 1. Part or all of the loop optical path 8 is provided by a nonlinear optical medium. More specifically, in this embodiment, the loop optical path 8 is provided by the HNL-DSF in order to obtain a wide conversion band as well as the additional effects described above.

ＮＯＬＭ１及びＮＯＬＭ２をカスケード接続するために、ＮＯＬＭ１の第２の光路４はＮＯＬＭ２の第３の光路１０に光学的に接続される。   To cascade the NOLM1 and NOLM2, the second optical path 4 of the NOLM1 is optically connected to the third optical path 10 of the NOLM2.

ＮＯＬＭ１の第１の光路２には、波長λ1を有する第１のプローブ光が供給される。ＮＯＬＭ１の第３の光路１０には波長λS（≠λ1）及びパワーＰS1を有する入力光信号が供給される。その結果、ＮＯＬＭ１の第２の光路４からは、波長λ1及びパワーＰS2を有し且つ入力光信号に同期した中間光信号が出力される。 The first probe light having the wavelength λ 1 is supplied to the first optical path 2 of the NOLM 1. An input optical signal having a wavelength λ S (≠ λ 1 ) and a power P S1 is supplied to the third optical path 10 of the NOLM 1 . As a result, an intermediate optical signal having the wavelength λ 1 and the power P S2 and synchronized with the input optical signal is output from the second optical path 4 of the NOLM 1 .

出力された中間光信号はＮＯＬＭ２の第３の光路１０に供給される。ＮＯＬＭ２の第１の光路２には、波長λ2（≠λ1）を有する第２のプローブ光が供給される。その結果、ＮＯＬＭ２の第２の光路４からは、波長λ2及びパワーＰｏｕｔを有し且つ中間光信号に同期した出力光信号が出力される。 The output intermediate optical signal is supplied to the third optical path 10 of the NOLM 2. A second probe light having a wavelength λ 2 (≠ λ 1 ) is supplied to the first optical path 2 of the NOLM 2. As a result, from the second optical path 4 of the NOLM 2, an output optical signal having the wavelength λ 2 and the power Pout and synchronized with the intermediate optical signal is output.

第１及び第２のプローブ光の各々は、ＣＷ光であっても良いし、或いは入力光信号のビットレートと同等の或いは異なる周波数で入力光信号と時間的に同期するクロックパルスであっても良い。   Each of the first and second probe lights may be CW light, or may be a clock pulse that is temporally synchronized with the input optical signal at a frequency equal to or different from the bit rate of the input optical signal. good.

図４に示される実施形態は２つの非線形ループミラーを用いた２段構成であるが、この構成に順じて３段、４段、…、順次多段に複数の非線形ループミラーをカスケード接続してもよい。   The embodiment shown in FIG. 4 has a two-stage configuration using two non-linear loop mirrors. In accordance with this configuration, a plurality of non-linear loop mirrors are cascaded in three stages, four stages,. Is also good.

この多段構成（２段構成を含む）の本発明による装置は少なくとも２つの特徴点を有する。   This multi-stage (including two-stage) arrangement according to the invention has at least two features.

まず第１に、本発明による装置においては波長変換の自由度が大きくなる。例えば、図５の（Ａ）に示されるように、波長λ1と波長λSの差の符号を波長λ2とλ1の差の符号に等しく設定することにより、１段構成による場合と比較して大きな波長変換を行なうことができる。 First, in the device according to the present invention, the degree of freedom of wavelength conversion is increased. For example, as shown in FIG. 5A, by setting the sign of the difference between the wavelengths λ 1 and λ S to be equal to the sign of the difference between the wavelengths λ 2 and λ 1, a comparison with the one-stage configuration is made. Large wavelength conversion can be performed.

また、図５の（Ｂ）に示されるように、波長λ2を波長λSに実質的に等しく設定することによって、波長変換を伴うことなしに波形整形を行なうことができる。波長変換を伴わない波形整形は１段構成では不可能である。 Also, as shown in FIG. 5B, by setting the wavelength λ 2 to be substantially equal to the wavelength λ S , it is possible to perform waveform shaping without wavelength conversion. Waveform shaping without wavelength conversion is not possible with a one-stage configuration.

図示はしないが、波長λ２は波長λ１とλｓとの間にあってもよい。この場合、波長λ１とλｓを大きく異ならせることができるので、不要な光の除去等を容易に行なうことができる。ここでは、２段構成について説明したが、より多くの段数にすることによって、更に柔軟な波長変換が可能になる。 Although not shown, the wavelength lambda 2 may be between the wavelength lambda 1 and lambda s. In this case, since the wavelengths λ 1 and λ s can be made to differ greatly, unnecessary light can be easily removed. Although the two-stage configuration has been described here, more flexible wavelength conversion is possible by increasing the number of stages.

第２の特徴点は本発明による装置においては１段構成の場合と比較して波形整形機能が改善されるところにある。前述したように、１段構成における入出力特性は｛１−ｃｏｓ（Δφ）｝／２＝ｓｉｎ2(Δφ／２)であるから、ｎ（ｎは自然数）段構成の規格化入出力関数（特性関数）ｆｎ（ｘ）は以下のように表すことができる。 A second feature is that the waveform shaping function is improved in the device according to the present invention as compared with the case of the one-stage configuration. As described above, since the input / output characteristics in the one-stage configuration are {1-cos (Δφ)} / 2 = sin 2 (Δφ / 2), the standardized input / output function (n is a natural number) of the stage configuration The characteristic function fn (x) can be expressed as follows.

ｆｎ（ｘ）＝ｓｉｎ2｛πｆ(n-1)（ｘ）／２｝
ｆ0（ｘ）＝ｘ
図６はこの関数をプロットしたものである。段数が大きくなるに従ってデジタル動作（ｎ＝∞の場合に相当）に近づいていることがわかる。ｎ＝２の場合には、ｎ＝１の場合に比べてよりデジタル動作に近づいており、より優れた波形整形特性が期待できる。従って、本発明によると、従来の１段構成のＮＯＬＭでは得られなかった優れた波形整形及び雑音抑圧が可能になる。 fn (x) = sin 2 {πf (n-1) (x) / 2}
f 0 (x) = x
FIG. 6 is a plot of this function. It can be seen that as the number of stages increases, the digital operation approaches (corresponding to the case where n = ∞). In the case of n = 2, the operation is closer to the digital operation than in the case of n = 1, and a more excellent waveform shaping characteristic can be expected. Therefore, according to the present invention, excellent waveform shaping and noise suppression that cannot be obtained with the conventional one-stage NOLM can be achieved.

図４に示される実施形態では、ＮＯＬＭ１及びＮＯＬＭ２のループ光路８としてＨＮＬ−ＤＳＦが用いられている。ＨＮＬ−ＤＳＦの分散はビットレートやパルス形状等により適宜最適化することができる。   In the embodiment shown in FIG. 4, the HNL-DSF is used as the loop optical path 8 of the NOLM1 and the NOLM2. The dispersion of the HNL-DSF can be appropriately optimized depending on the bit rate, pulse shape, and the like.

例えば、短パルスを用いた高ビットレート信号の場合であれば、２つのパルスのウォークオフ（図３による説明を参照）が発生しないように設定するのが望ましい。一例としては、ＨＮＬ−ＤＳＦの零分散波長を信号光波長（入力光信号の波長λS又は中間光信号の波長λ1）とプローブ光波長（第１のプローブ光の波長λ1又は第２のプローブ光の波長λ2）の中間付近に配置することが考えられる。 For example, in the case of a high bit rate signal using short pulses, it is desirable to set so that a walk-off of two pulses (see the description of FIG. 3) does not occur. As an example, the zero-dispersion wavelength of the HNL-DSF is defined as the signal light wavelength (the wavelength λ S of the input optical signal or the wavelength λ 1 of the intermediate optical signal) and the probe light wavelength (the wavelength λ 1 of the first probe light or the second light wavelength). It is conceivable to arrange it near the center of the wavelength λ 2 ) of the probe light.

この場合、ＮＯＬＭ１及びＮＯＬＭ２の各々において２つのパルスはほぼ同じ群速度になるので、ウォークオフを最小にすることができる。ここで、信号光波長とプローブ光波長のどちらを正常分散領域に配置し他方を異常分散領域に配置するかについては、特性を見た上で適宜最適化することができる。   In this case, the walk-off can be minimized because the two pulses in each of NOLM1 and NOLM2 have approximately the same group velocity. Here, which of the signal light wavelength and the probe light wavelength is arranged in the normal dispersion region and the other is arranged in the extraordinary dispersion region can be appropriately optimized in view of characteristics.

このように、本発明のある側面によると、ＮＯＬＭ１のループ光路８を提供するＨＮＬ−ＤＳＦは、波長λ1と波長λSの実質的に中間の零分散波長を有しており、ＮＯＬＭ２のループ光路８を提供するＨＮＬ−ＤＳＦは、波長λ1と波長λ2の実質的に中間の零分散波長を有している。これによりウォークオフの発生を防止して、短パルスを用いた高ビットレート信号の波形整形が可能になる。 Thus, according to one aspect of the present invention, the HNL-DSF that provides the loop light path 8 of the NOLM 1 has a zero dispersion wavelength substantially intermediate between the wavelengths λ 1 and λ S , and the loop of the NOLM 2 The HNL-DSF providing the optical path 8 has a zero dispersion wavelength substantially intermediate between the wavelengths λ 1 and λ 2 . As a result, the occurrence of walk-off is prevented, and the waveform of a high bit rate signal using short pulses can be shaped.

或いはまた、零分散波長を２つのパルスよりも長波長側或いは短波長側に設定しても良い。この場合、ウォークオフを最小にすることはできないが、次のような利点が得られる。まず、長波長側に設定する場合には、信号光波長及びプローブ光波長は共に正常分散領域にあることになり、変調不安定効果を抑圧することができる。   Alternatively, the zero dispersion wavelength may be set to a longer wavelength side or a shorter wavelength side than the two pulses. In this case, the walk-off cannot be minimized, but the following advantages are obtained. First, when the wavelength is set on the long wavelength side, the signal light wavelength and the probe light wavelength are both in the normal dispersion region, and the modulation instability effect can be suppressed.

また、短波長側に設定する場合には信号光波長及びプローブ光波長は異常分散領域にあることになり、パルス圧縮効果を用いることができる。どのような配置に設定するかは実際のシステムの条件に応じて決定することができる。   When the wavelength is set to the shorter wavelength side, the signal light wavelength and the probe light wavelength are in the abnormal dispersion region, and the pulse compression effect can be used. The arrangement to be set can be determined according to the actual system conditions.

このように、本発明のある側面によると、波長λ1及びλSはＮＯＬＭ１のループ光路８を提供するＨＮＬ−ＤＳＦの正常分散領域及び異常分散領域のいずれか一方にあり、波長λ1及びλ2はＮＯＬＭ２のループ光路８を提供するＨＮＬ−ＤＳＦの正常分散領域及び異常分散領域のいずれか一方にある。これにより、変調不安定効果を抑圧することができ、或いはパルス圧縮効果を用いることができるようになる。 Thus according to an aspect of the present invention, the wavelength lambda 1 and lambda S is in one of the normal dispersive region and the anomalous dispersion region of the HNL-DSF providing the loop optical path 8 of NOLM1, the wavelength lambda 1 and lambda Reference numeral 2 is in one of the normal dispersion region and the abnormal dispersion region of the HNL-DSF that provides the loop optical path 8 of the NOLM 2 . Thereby, the modulation instability effect can be suppressed, or the pulse compression effect can be used.

図４に示される実施形態では、各ループ光路８をＨＮＬ−ＤＳＦから構成している。ＨＮＬ−ＤＳＦにあっては、従来のＤＳＦに比べて３次非線形係数を５〜１０倍に大きくすることが可能であるため、位相差Δφをπとするために必要な光パワーと長さの積を１／５〜１／１０にすることが可能である。   In the embodiment shown in FIG. 4, each loop optical path 8 is constituted by HNL-DSF. In the HNL-DSF, since the third-order nonlinear coefficient can be increased 5 to 10 times as compared with the conventional DSF, the optical power and length required to set the phase difference Δφ to π are set. The product can be reduced to 1/5 to 1/10.

従って、同じ信号パワーに対する所要長も１／５〜１／１０で足り、その結果１ｋｍあるいはそれ以下の長さで十分な特性を得ることができる。その結果、波長分散による信号速度制限が少なくしかも入力光信号の偏波状態に対する依存性を排除することができ、ループ光路８内における偏波変動に対する対策が不要なＮＯＬＭの提供が可能になる。   Therefore, the required length for the same signal power is only required to be 1/5 to 1/10, and as a result, sufficient characteristics can be obtained with a length of 1 km or less. As a result, it is possible to provide a NOLM in which the signal speed limitation due to chromatic dispersion is small, and the dependency on the polarization state of the input optical signal can be eliminated, and no countermeasure against the polarization fluctuation in the loop optical path 8 is required.

このように、本発明のある側面によると、各ループ光路８は非線形光学媒質としての光ファイバによって提供される。その光ファイバは、例えば、その光ファイバが偏波面保存能力を有する程度にその光ファイバの長さを短くするのに十分大きな非線形係数を有している。それにより、入力光信号の偏波状態に対する依存性を小さくすることができる。同じ目的のために、ループ光路８を提供する光ファイバとして偏波保持ファイバを用いても良い。   Thus, according to one aspect of the invention, each loop optical path 8 is provided by an optical fiber as a non-linear optical medium. The optical fiber has a non-linear coefficient large enough to reduce the length of the optical fiber, for example, to the extent that the optical fiber has a polarization preserving ability. This makes it possible to reduce the dependence of the input optical signal on the polarization state. For the same purpose, a polarization maintaining fiber may be used as the optical fiber for providing the loop optical path 8.

図７は本発明による装置の第２実施形態を示す図である。ここでは、ＮＯＬＭ１及びＮＯＬＭ２の各々のループ光路８は、各々位相シフトΔφ／２を与える半部分８−１及び８−２からなる。半部分８−１及び８−２の各々は、偏波保持ファイバ（ＰＭＦ）型に構成されるＨＮＬ−ＤＳＦからなる。   FIG. 7 shows a second embodiment of the device according to the invention. Here, the loop light path 8 of each of NOLM1 and NOLM2 consists of halves 8-1 and 8-2, each providing a phase shift Δφ / 2. Each of the halves 8-1 and 8-2 is made of HNL-DSF configured as a polarization maintaining fiber (PMF) type.

半部分８−１及び８−２の両方により与えられる位相シフトはΔφとなるので、図４の実施形態と同じようにして波形整形が可能である。   Since the phase shift provided by both the halves 8-1 and 8-2 is Δφ, waveform shaping can be performed in the same manner as in the embodiment of FIG.

特にこの実施形態では、ループ光路８の中点近傍即ち半部分８−１及び８−２の接続点に偏波状態を直交させるためのλ／２板機能１６を付加している。このλ／２板機能１６は、例えば、半部分８−１及び８−２の主軸が互いに直交するようにこれらをスプライス接続することにより得られる。   In particular, in this embodiment, a λ / 2 plate function 16 for making the polarization state orthogonal to the vicinity of the middle point of the loop optical path 8, that is, the connection point of the half portions 8-1 and 8-2 is added. The λ / 2 plate function 16 is obtained, for example, by splicing the half portions 8-1 and 8-2 such that the main axes are orthogonal to each other.

これにより、変換効率が入力光信号の偏波状態に依存しなくなり、しかも、λ／２板機能１６が付加されているので、各偏波保持ファイバの２偏波モード間の群速度の違いに起因する偏波分散を抑圧することができる。   As a result, the conversion efficiency does not depend on the polarization state of the input optical signal, and since the λ / 2 plate function 16 is added, the difference in group velocity between the two polarization modes of each polarization-maintaining fiber is reduced. The resulting polarization dispersion can be suppressed.

具体的には、光カプラ６を介してループ光路８に導入される各プローブ光の偏波面を各偏波保持ファイバの主軸に対して４５°傾斜させておくことによって、ＮＯＬＭ１の光カプラ１２からループ光路８に導入される光信号の偏波状態に依存しない変換効率を得ることができる。   Specifically, the polarization plane of each probe light introduced into the loop optical path 8 via the optical coupler 6 is inclined by 45 ° with respect to the main axis of each polarization maintaining fiber, so that the optical coupler 12 of the NOLM 1 Conversion efficiency independent of the polarization state of the optical signal introduced into the loop optical path 8 can be obtained.

尚、変換効率は、ＮＯＬＭ１の光カプラ１２を介してループ光路８に導入される入力光信号のパワーとＮＯＬＭ２の光カプラ６を介してループ光路８から取り出される出力光信号のパワーとの比により定義される。   The conversion efficiency is determined by the ratio between the power of the input optical signal introduced into the loop optical path 8 via the optical coupler 12 of the NOLM 1 and the power of the output optical signal extracted from the loop optical path 8 via the optical coupler 6 of the NOLM 2. Defined.

図８は本発明による装置の第３実施形態を示す図である。ＮＯＬＭ１の動作は、光カー効果、特にＸＰＭにおける位相シフトの大きさに依存するため、そのループ光路８に導入される入力光信号及び第１のプローブ光のパワーを調節し得るようにしておくことが望ましい。   FIG. 8 shows a third embodiment of the device according to the invention. Since the operation of the NOLM 1 depends on the magnitude of the optical Kerr effect, particularly the phase shift in XPM, the power of the input optical signal and the power of the first probe light introduced into the loop optical path 8 must be adjusted. Is desirable.

そこで、この実施形態では、第１のプローブ光のパワーＰ1を調節するためにパワーコントローラ１８を設け、入力光信号のパワーＰS1を調節するためにパワーコントローラ２０を設けている。パワーコントローラ１８及び２０の各々としては、可変光アッテネータ若しくは可変利得光アンプ又はこれらの組み合わせを用いることができる。 Therefore, in this embodiment, the power controller 18 is provided to adjust the power P 1 of the first probe light, and the power controller 20 is provided to adjust the power P S1 of the input optical signal. As each of the power controllers 18 and 20, a variable optical attenuator, a variable gain optical amplifier, or a combination thereof can be used.

パワーコントローラ１８及び２０は制御回路２２により自動制御される。制御回路２２は、例えば、光カプラ２４により第２の光路４から抽出された中間光信号の一部を受けるパワーモニタ２６の出力信号に基き、パワーモニタ２６により検出された中間光信号のパワーが大きくなるようにパワーコントローラ１８及び２０の少なくともいずれか一方を制御する。   The power controllers 18 and 20 are automatically controlled by a control circuit 22. The control circuit 22 determines the power of the intermediate optical signal detected by the power monitor 26 based on the output signal of the power monitor 26 which receives a part of the intermediate optical signal extracted from the second optical path 4 by the optical coupler 24, for example. At least one of the power controllers 18 and 20 is controlled to increase.

その代わりに、制御回路２２は、例えば、光カプラ２８により第１の光路２から第１のプローブ光と逆向きに出力される光の一部を受けるパワーモニタ３０の出力信号に基き、パワーモニタ３０により検出されたパワーが小さくなるようにパワーコントローラ１８及び２０の少なくともいずれか一方を制御するようにしても良い。第１のプローブ光と逆向きに出力される光は第１のプローブ光と同じ波長λ1を有している。 Instead, the control circuit 22 controls the power monitor 30 based on the output signal of the power monitor 30 that receives a part of the light output from the first optical path 2 in the opposite direction to the first probe light by the optical coupler 28, for example. At least one of the power controllers 18 and 20 may be controlled so that the power detected by 30 becomes smaller. The light output in the opposite direction to the first probe light has the same wavelength λ 1 as the first probe light.

このような制御により、ＮＯＬＭ１のループ光路８において適切な位相差が生じるように入力光信号及び第１のプローブ光の少なくともいずれか一方のパワーを制御することができるので、自動的に高い変換効率を維持することができる。   By such control, the power of at least one of the input optical signal and the first probe light can be controlled so that an appropriate phase difference is generated in the loop optical path 8 of the NOLM 1, so that the conversion efficiency is automatically increased. Can be maintained.

一方、ＮＯＬＭ２の動作も、光カー効果、特にＸＰＭにおける位相シフトの大きさに依存するため、そのループ光路８に導入される中間光信号及び第２のプローブ光のパワーを調節し得るようにしておくことが望ましい。   On the other hand, since the operation of the NOLM 2 also depends on the magnitude of the optical Kerr effect, especially the phase shift in XPM, the power of the intermediate optical signal and the second probe light introduced into the loop optical path 8 can be adjusted. It is desirable to keep.

そこで、この実施形態では、第２のプローブ光のパワーＰ2を調節するためにパワーコントローラ３２を設け、中間光信号のパワーＰS2を調節するためにパワーコントローラ３４を設けている。パワーコントローラ３２及び３４の各々としては、可変光アッテネータ若しくは可変利得光アンプ又はこれらの組み合わせを用いることができる。 Therefore, in this embodiment, the power controller 32 is provided to adjust the power P2 of the second probe light, and the power controller 34 is provided to adjust the power Ps2 of the intermediate optical signal. As each of the power controllers 32 and 34, a variable optical attenuator, a variable gain optical amplifier, or a combination thereof can be used.

パワーコントローラ３２及び３４は制御回路２２により自動制御される。制御回路２２は、例えば、光カプラ３６により第２の光路４から抽出された出力光信号の一部を受けるパワーモニタ３８の出力信号に基き、パワーモニタ３８により検出された出力光信号のパワーが大きくなるようにパワーコントローラ３２及び３４の少なくともいずれか一方を制御する。   The power controllers 32 and 34 are automatically controlled by the control circuit 22. The control circuit 22 determines the power of the output optical signal detected by the power monitor 38 based on the output signal of the power monitor 38 that receives a part of the output optical signal extracted from the second optical path 4 by the optical coupler 36, for example. At least one of the power controllers 32 and 34 is controlled to increase.

その代わりに、制御回路２２は、例えば、光カプラ４０により第１の光路２から第２のプローブ光と逆向きに出力される光の一部を受けるパワーモニタ４２の出力信号に基き、パワーモニタ４２により検出されたパワーが小さくなるようにパワーコントローラ３２及び３４の少なくともいずれか一方を制御するようにしても良い。第２のプローブ光と逆向きに出力される光は第２のプローブ光と同じ波長λ2を有している。 Instead, for example, the control circuit 22 controls the power monitor 42 based on the output signal of the power monitor 42 which receives a part of the light output from the first optical path 2 in the opposite direction to the second probe light by the optical coupler 40. At least one of the power controllers 32 and 34 may be controlled so that the power detected by 42 becomes small. The light output in the opposite direction to the second probe light has the same wavelength λ 2 as the second probe light.

このような制御により、ＮＯＬＭ２のループ光路８において適切な位相差が生じるように中間光信号及び第２のプローブ光の少なくともいずれか一方のパワーを制御することができるので、自動的に高い変換効率を維持することができる。   By such control, the power of at least one of the intermediate optical signal and the second probe light can be controlled so that an appropriate phase difference is generated in the loop optical path 8 of the NOLM 2, so that the conversion efficiency is automatically increased. Can be maintained.

ＮＯＬＭ１において、第１のプローブ光、入力光信号、或いは中間光信号の帯域外の雑音光を抑圧するために、光フィルタ４４，４６及び４８が用いられている。光フィルタ４４は、光カプラ６からループ光路８に導入される第１のプローブ光に作用させるためにパワーコントローラ１８と第１の光路２との間に設けられている。光フィルタ４４としては、第１のプローブ光の波長λ1を含む通過帯域を有する光帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）を用いることができる。 In the NOLM 1, optical filters 44, 46, and 48 are used to suppress noise light outside the band of the first probe light, the input optical signal, or the intermediate optical signal. The optical filter 44 is provided between the power controller 18 and the first optical path 2 to act on the first probe light introduced from the optical coupler 6 into the loop optical path 8. As the optical filter 44, an optical bandpass filter (BPF) having a passband including the wavelength λ1 of the first probe light can be used.

光フィルタ４６は、光カプラ１２を介してループ光路８に導入される入力光信号に作用させるために、パワーコントローラ２０と第３の光路１０との間に設けられている。光フィルタ４６としては、入力光信号の波長λSを含む通過帯域を有する光帯域通過フィルタあるいは第１のプローブ光の波長λ1を含む阻止帯域を有する光帯域阻止フィルタ（ＢＳＦ）を用いることができる。 The optical filter 46 is provided between the power controller 20 and the third optical path 10 to act on the input optical signal introduced into the loop optical path 8 via the optical coupler 12. As the optical filter 46, an optical band pass filter having a pass band including the wavelength λ S of the input optical signal or an optical band stop filter (BSF) having a stop band including the wavelength λ 1 of the first probe light may be used. it can.

このように、光帯域阻止フィルタを用いた場合にもＳＮＲが改善されるのは、波形整形されるべき入力光信号は一般に伝送によりＡＳＥ雑音を伴っており、中間光信号の波長λ1の近傍で予めＡＳＥ雑音の成分を除去しておくことによって、中間光信号のＳＮＲが改善されるからである。 The reason why the SNR is improved even when the optical band rejection filter is used is that an input optical signal to be shaped is generally accompanied by ASE noise due to transmission, and has a wavelength near the wavelength λ 1 of the intermediate optical signal. This is because the SNR of the intermediate optical signal is improved by removing the ASE noise component in advance.

光フィルタ４８は、ＮＯＬＭ１のループ光路８から光カプラ６を介して出力される中間光信号に作用させるために、第２の光路４に接続されている。光フィルタ４８としては中間光信号の波長λ1を含む通過帯域を有する光帯域通過フィルタ或いは入力光信号の波長λSを含む阻止帯域を有する光帯域阻止フィルタを用いることができる。 The optical filter 48 is connected to the second optical path 4 to act on the intermediate optical signal output from the loop optical path 8 of the NOLM 1 via the optical coupler 6. As the optical filter 48 may be provided by an optical band stop filter having a stop band including the wavelength lambda S of the optical band-pass filter or the input optical signal having a pass band including the wavelength lambda 1 of the intermediate optical signals.

尚、各フィルタの通過帯域或いは阻止帯域の中心波長は、第１のプローブ光の中心波長或いは入力光信号の中心波長に一致する。各フィルタの通過帯域又は阻止帯域の幅は、入力光信号の帯域にほぼ等しいかそれよりも僅かに広い。各フィルタとしては誘電体多層膜フィルタ、ファイバグレーティングフィルタ等を用いることができる。   Note that the center wavelength of the pass band or stop band of each filter matches the center wavelength of the first probe light or the center wavelength of the input optical signal. The width of the passband or stopband of each filter is approximately equal to or slightly greater than the bandwidth of the input optical signal. As each filter, a dielectric multilayer filter, a fiber grating filter, or the like can be used.

ＮＯＬＭ２において、第２のプローブ光、中間光信号、或いは出力光信号の帯域外の雑音光を抑圧するために、光フィルタ５０，５２及び５４が用いられている。光フィルタ５０は、第１の光路２からループ光路８に導入される第２のプローブ光に作用させるために、パワーコントローラ３２と第１の光路２との間に設けられている。光フィルタ５０としては、第２のプローブ光の波長λ2を含む通過帯域を有する光帯域通過フィルタを用いることができる。 In the NOLM 2, optical filters 50, 52, and 54 are used to suppress noise light outside the band of the second probe light, the intermediate optical signal, or the output optical signal. The optical filter 50 is provided between the power controller 32 and the first optical path 2 so as to act on the second probe light introduced from the first optical path 2 to the loop optical path 8. As the optical filter 50, an optical bandpass filter having a passband including the wavelength λ2 of the second probe light can be used.

光フィルタ５２は、光カプラ１２を介してループ光路８に導入される中間光信号に作用させるために、パワーコントローラ３４と第３の光路１０との間に設けられている。光フィルタ５２としては、第２のプローブ光の波長λ2を含む阻止帯域を有する光帯域阻止フィルタを用いることができる。 The optical filter 52 is provided between the power controller 34 and the third optical path 10 to act on the intermediate optical signal introduced into the loop optical path 8 via the optical coupler 12. As the optical filter 52, an optical band stop filter having a stop band including the wavelength λ 2 of the second probe light can be used.

光フィルタ５４は、ループ光路８から光カプラ６を介して出力される出力光信号に作用させるために、光路４に接続されている。光フィルタ５４としては、出力光信号の波長λ2を含む通過帯域を有する光帯域通過フィルタ或いは中間光信号の波長λ1を含む阻止帯域を有する光帯域阻止フィルタを用いることができる。 The optical filter 54 is connected to the optical path 4 to act on an output optical signal output from the loop optical path 8 via the optical coupler 6. The optical filter 54 may be provided by an optical band stop filter having a stop band including the wavelength lambda 1 of the optical band-pass filter or the intermediate optical signal having a pass band including the wavelength lambda 2 of the output optical signal.

尚、各フィルタの通過帯域或いは阻止帯域の中心波長は、第２のプローブ光の中心波長或いは中間光信号の中心波長に一致する。各フィルタの通過帯域又は阻止帯域の幅は、入力光信号又は中間光信号の帯域にほぼ等しいかそれよりも僅かに広い。各フィルタとしては、誘電体多層膜フィルタ、ファイバグレーティングフィルタ等を用いることができる。   The center wavelength of the pass band or the stop band of each filter matches the center wavelength of the second probe light or the center wavelength of the intermediate optical signal. The width of the passband or stopband of each filter is approximately equal to or slightly greater than the bandwidth of the input or intermediate optical signal. As each filter, a dielectric multilayer filter, a fiber grating filter, or the like can be used.

図９は本発明によるシステムの実施形態を示すブロック図である。このシステムは、波形整形装置５６を有している。波形整形装置５６は本発明による装置の種々の実施形態により提供され得る。   FIG. 9 is a block diagram showing an embodiment of the system according to the present invention. This system has a waveform shaping device 56. The waveform shaping device 56 may be provided by various embodiments of the device according to the present invention.

波形整形装置５６は、第１のプローブ光のための入力ポート５６Ａ（ＮＯＬＭ１の第１の光路２に対応）と、第２のプローブ光のための入力ポート５６Ｂ（ＮＯＬＭ２の第１の光路２に対応）と、入力光信号のための入力ポート５６Ｃ（ＮＯＬＭ１の第３の光路１０に対応）と、出力光信号のための出力ポート５６Ｄ（ＮＯＬＭ２の第２の光路４に対応）とを有している。   The waveform shaping device 56 includes an input port 56A for the first probe light (corresponding to the first optical path 2 of the NOLM1) and an input port 56B for the second probe light (corresponding to the first optical path 2 of the NOLM2). And an input port 56C for the input optical signal (corresponding to the third optical path 10 of the NOLM 1) and an output port 56D for the output optical signal (corresponding to the second optical path 4 of the NOLM 2). ing.

入力ポート５６Ａには第１のプローブ光源５８が接続されており、光源５８から出力された第１のプローブ光（波長λ1）は波形整形装置５６に供給される。入力ポート５６Ｂには第２のプローブ光源６０が接続されており、光源６０から出力された第２のプローブ光（波長λ2）は波形整形装置５６に供給される。 A first probe light source 58 is connected to the input port 56A, and the first probe light (wavelength λ 1 ) output from the light source 58 is supplied to the waveform shaping device 56. The second probe light source 60 is connected to the input port 56B, and the second probe light (wavelength λ 2 ) output from the light source 60 is supplied to the waveform shaping device 56.

入力ポート５６Ｃには第１の光ファイバ伝送路６２が接続されており、光ファイバ伝送路６２により伝送された入力光信号（波長λS）は波形整形装置５６に供給される。出力ポート５６Ｄには第２の光ファイバ伝送路６４が接続されており、光ファイバ伝送路６４は波形整形装置５６から出力された出力光信号（波長λ2）を伝送する。 The first optical fiber transmission line 62 is connected to the input port 56C, and the input optical signal (wavelength λ S ) transmitted through the optical fiber transmission line 62 is supplied to the waveform shaping device 56. A second optical fiber transmission line 64 is connected to the output port 56D, and the optical fiber transmission line 64 transmits the output optical signal (wavelength λ 2 ) output from the waveform shaping device 56.

光ファイバ伝送路６２の入力端には、入力光信号を光ファイバ伝送路６２に供給する光送信機（ＴＸ）６６が接続されており、光ファイバ伝送路６４の出力端には、光ファイバ伝送路６４により伝送された出力光信号を受ける光受信機（ＲＸ）６８が接続されている。   An optical transmitter (TX) 66 for supplying an input optical signal to the optical fiber transmission line 62 is connected to an input end of the optical fiber transmission line 62, and an optical fiber transmission line 64 is connected to an output end of the optical fiber transmission line 64. An optical receiver (RX) 68 for receiving the output optical signal transmitted by the path 64 is connected.

光送信機６６における光信号の変調方法としては、例えば光振幅（強度）変調が採用される。この場合、光受信機６８では、例えば直接検波を行うことができる。   As a method of modulating an optical signal in the optical transmitter 66, for example, optical amplitude (intensity) modulation is adopted. In this case, the optical receiver 68 can perform, for example, direct detection.

光ファイバ伝送路６２及び６４の各々としては、単一モードのシリカファイバ、１．３μｍ零分散ファイバ、１．５５μｍ分散シフトファイバ等を用いることができる。   As each of the optical fiber transmission lines 62 and 64, a single mode silica fiber, a 1.3 μm zero dispersion fiber, a 1.55 μm dispersion shift fiber, or the like can be used.

波形整形装置５６においてＮＯＬＭ１及びＮＯＬＭ２の各々の非線形光学媒質として用いられるＨＮＬ−ＤＳＦを単一モード型に構成し、そのモードフィールド径を光ファイバ伝送路６２及び６４の各々のモードフィールド径よりも小さくすることによって、ＨＮＬ−ＤＳＦの長さを短くするのに十分大きな非線形係数を得ることができる。   The HNL-DSF used as the nonlinear optical medium of each of the NOLM 1 and the NOLM 2 in the waveform shaping device 56 is configured as a single mode type, and the mode field diameter is smaller than each mode field diameter of the optical fiber transmission lines 62 and 64. By doing so, it is possible to obtain a non-linear coefficient large enough to shorten the length of the HNL-DSF.

このシステムによると、波形整形装置５６において本発明に従った波形整形の動作が可能になると共に、その動作により、波長変換を伴って或いは波長変換を伴わずに得られた出力光信号を第２の光ファイバ伝送路６４により伝送することができる。   According to this system, the waveform shaping device 56 can perform the waveform shaping operation according to the present invention, and the operation can convert the output optical signal obtained with or without wavelength conversion to the second waveform. Can be transmitted through the optical fiber transmission line 64 of the first embodiment.

図示はしないが、光ファイバ伝送路６２及び６４を含む光路上に単一又は複数の光増幅器が設けられていても良い。各光増幅器としてエルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）が用いられている場合、各光増幅器ではＡＳＥ雑音が発生しこれが累積するので、図９に示されるシステムでは、前述した波形整形装置５６における波形整形或いは雑音抑圧の原理に従って、ＳＮＲが改善される。   Although not shown, a single or a plurality of optical amplifiers may be provided on the optical path including the optical fiber transmission lines 62 and 64. When an erbium-doped fiber amplifier (EDFA) is used as each optical amplifier, ASE noise is generated and accumulated in each optical amplifier. Therefore, in the system shown in FIG. According to the principle of noise suppression, the SNR is improved.

この実施形態では、波形整形装置５６を光ファイバ伝送路６２及び６４の間に設けて中継器として用いているが、光受信機６８の内部或いはその近傍に本発明による装置を設けることによって、受信感度を改善することができる。   In this embodiment, the waveform shaping device 56 is provided between the optical fiber transmission lines 62 and 64 and used as a repeater. However, by providing the device according to the present invention inside or near the optical receiver 68, the reception is performed. Sensitivity can be improved.

図示はしないが、図９に示されるシステムは、光ファイバ伝送路６２及び６４の少なくともいずれか一方の分散を補償するための分散補償器を更に備えていても良い。分散補償器は、例えば、各光ファイバ伝送路の分散と逆符号の分散を与える。   Although not shown, the system shown in FIG. 9 may further include a dispersion compensator for compensating for dispersion of at least one of the optical fiber transmission lines 62 and 64. The dispersion compensator gives, for example, the dispersion of the opposite sign to the dispersion of each optical fiber transmission line.

分散補償器の分散の絶対値は、例えば、光受信機６８における受信状態が最適になるように調節される。分散補償器を用いることによって、光ファイバ伝送路で生じる波長分散を抑圧することができるので、長距離の伝送が可能になる。   The absolute value of the dispersion of the dispersion compensator is adjusted, for example, so that the reception state in the optical receiver 68 is optimized. By using the dispersion compensator, chromatic dispersion generated in the optical fiber transmission line can be suppressed, so that long-distance transmission becomes possible.

本発明による装置の実施形態においては、各プローブ光はＣＷ光或いは光パルスであり得る。例えば、第１のプローブ光としてＣＷ光を用い、第２のプローブ光として入力光信号に同期した光パルスとすることができる。   In an embodiment of the device according to the invention, each probe light can be a CW light or a light pulse. For example, CW light can be used as the first probe light, and an optical pulse synchronized with the input optical signal can be used as the second probe light.

この光パルスが入力光信号の基準周波数で発振するクロックパルスである場合、出力光信号はその基準周波数でリタイミングされたものになる。即ち、波形整形の機能と共にこのリタイミング機能を用いることにより、光レベルでの３Ｒ処理が可能になる。   If this optical pulse is a clock pulse that oscillates at the reference frequency of the input optical signal, the output optical signal will be retimed at that reference frequency. That is, by using this retiming function together with the waveform shaping function, 3R processing at the optical level becomes possible.

ここで、「３Ｒ」は前述した２Ｒ及びリタイミングの意味である。尚、第１のプローブ光を光パルスとするとともに第２のプローブ光をＣＷ光としても良いし、或いは、第１及び第２のプローブ光の両方を光パルスにしても良い。   Here, “3R” means 2R and retiming described above. Note that the first probe light may be an optical pulse and the second probe light may be a CW light, or both the first and second probe lights may be optical pulses.

図１０は本発明による装置の第４実施形態を示すブロック図である。この装置は、光分岐器７０、クロック再生器７２、タイミング調節器７３、波形整形装置７４及びプローブ光源７６を備えている。   FIG. 10 is a block diagram showing a fourth preferred embodiment of the device according to the present invention. This device includes an optical splitter 70, a clock regenerator 72, a timing adjuster 73, a waveform shaping device 74, and a probe light source 76.

光分岐器７０には、ファイバ伝送に際しての分散や非線形光学効果により波形が歪んだ信号光、光アンプによる中継伝送に際しての光アンプのＡＳＥ雑音の累積により波形が乱れた信号光、或いは偏波分散等によりジッターが累積した信号光が供給される。   The optical splitter 70 has signal light whose waveform is distorted due to dispersion or nonlinear optical effect at the time of fiber transmission, signal light whose waveform is disturbed by accumulation of ASE noise of the optical amplifier at the time of relay transmission by an optical amplifier, or polarization dispersion. Thus, a signal light having accumulated jitter is supplied.

光分岐器７０はその入力信号光を第１及び第２の信号光に分岐する。第１及び第２の信号光はそれぞれクロック再生器７２及び波形整形装置７４に供給される。クロック再生器７２は供給された第１の入力信号光に基きクロックパルスを発生する。   The optical splitter 70 splits the input signal light into first and second signal lights. The first and second signal lights are supplied to a clock regenerator 72 and a waveform shaping device 74, respectively. The clock regenerator 72 generates a clock pulse based on the supplied first input signal light.

ここでは、信号光の波長及び速度（ビットレート）はそれぞれλS及びｆSであり、クロックパルスの波長及び周波数はそれぞれλC及びｆSである。発生したクロックパルスはタイミング調節器７３でタイミングを調節されて波形整形装置７４に供給される。 Here, the wavelength and speed (bit rate) of the signal light are λ S and f S , respectively, and the wavelength and frequency of the clock pulse are λ C and f S , respectively. The generated clock pulse is adjusted in timing by the timing adjuster 73 and supplied to the waveform shaping device 74.

波形整形装置７４は、プローブ光源７６からのプローブ光を受ける入力ポート７４Ａと、クロック再生器７２からのクロックパルスを受ける入力ポート７４Ｂと、光分岐器７０からの第２の信号光を受ける入力ポート７４Ｃと、出力ポート７４Ｄを有している。   The waveform shaping device 74 includes an input port 74A that receives the probe light from the probe light source 76, an input port 74B that receives the clock pulse from the clock regenerator 72, and an input port that receives the second signal light from the optical splitter 70. 74C and an output port 74D.

波形整形装置７４は、供給された第２の入力信号光及びクロックパルスに基き波形整形を行い、再生信号光を出力ポート７４Ｄから出力する。再生信号光の波長及び速度はそれぞれλC及びｆSである。 The waveform shaping device 74 shapes the waveform based on the supplied second input signal light and clock pulse, and outputs a reproduced signal light from the output port 74D. The wavelength and speed of the reproduction signal light are λ C and f S , respectively.

この実施形態では、ポート７４ＡはＮＯＬＭ１の第１の光路２に対応し、ポート７４ＢはＮＯＬＭ２の第１の光路２に対応し、ポート７４ＣはＮＯＬＭ１の第３の光路１０に対応し、ポート７４ＤはＮＯＬＭ２の第２の光路４に対応している。   In this embodiment, port 74A corresponds to first optical path 2 of NOLM1, port 74B corresponds to first optical path 2 of NOLM2, port 74C corresponds to third optical path 10 of NOLM1, and port 74D is This corresponds to the second optical path 4 of the NOLM 2.

従って、プローブ光源７６から供給されるプローブ光は第１のプローブ光として用いられ、クロックパルスが第２のプローブ光として用いられている。その結果として、再生信号光の波長がクロックパルスの波長に等しくなっているのである。   Therefore, the probe light supplied from the probe light source 76 is used as the first probe light, and the clock pulse is used as the second probe light. As a result, the wavelength of the reproduction signal light is equal to the wavelength of the clock pulse.

或いは又、クロックパルスをポート７４Ａに入力し、プローブ光源７６からのプローブ光をポート７４Ｂに入力するようにしても良い。この場合、再生信号光の波長はプローブ光源７６から供給されるプローブ光の波長に等しくなる。   Alternatively, a clock pulse may be input to the port 74A, and probe light from the probe light source 76 may be input to the port 74B. In this case, the wavelength of the reproduction signal light is equal to the wavelength of the probe light supplied from the probe light source 76.

或いは又、プローブ光源７６を用いずに、クロックパルスを第１及び第２のクロックパルスに分岐し、第１及び第２のクロックパルスの一方を波長変換した後に両方をそれぞれポート７４Ａ及び７４Ｂに入力しても良い。   Alternatively, without using the probe light source 76, the clock pulse is branched into first and second clock pulses, and one of the first and second clock pulses is wavelength-converted, and then both are input to the ports 74A and 74B, respectively. You may.

このように、本実施形態によると、再生されたクロックパルスを用いて波形整形を行っているので、タイミングも含めて光レベルでの信号再生が可能になる。従って、この実施形態によると、本発明を適用することにより全光３Ｒ信号再生装置の提供が可能になる。   As described above, according to the present embodiment, since the waveform is shaped using the reproduced clock pulse, it is possible to reproduce the signal at the optical level including the timing. Therefore, according to this embodiment, an all-optical 3R signal reproducing apparatus can be provided by applying the present invention.

図１０に示される実施形態においては波形整形装置７４は、速度ｆSの信号と周波数ｆSのクロックパルスとのＡＮＤ回路として機能している。クロックパルスの周波数を信号速度の分周倍（例えば信号速度が４０Ｇｂ／ｓである場合１０ＧＨｚ）に設定することによって、ＯＴＤＭ（光時分割多重）信号のデマルチプレクシング等の動作を行うことができる。 In the embodiment shown in FIG. 10, the waveform shaping device 74 functions as an AND circuit for the signal of the speed f S and the clock pulse of the frequency f S. By setting the frequency of the clock pulse to be a multiple of the signal speed (for example, 10 GHz when the signal speed is 40 Gb / s), an operation such as demultiplexing of an OTDM (optical time division multiplex) signal can be performed. .

クロック再生器７２としては、信号光に含まれる周波数成分を感知し（引き込み）、ここから基準周波数のクロックパルスを発生させるモードロックレーザを用いることができる。或いは、波長λS、速度ｆSの信号光を波長λCで連続発振しているレーザに入力し、このレーザ内の光変調器を信号光でＡＭ変調又はＦＭ変調する。そして、この変調周波数がレーザの共振周期に対応するようにレーザの光路長を調節することによって、波長C、周波数ｆSのクロックパルスを発生することができる。 As the clock regenerator 72, a mode-locked laser that detects (pulls in) a frequency component included in the signal light and generates a clock pulse having a reference frequency from the frequency component can be used. Alternatively, a signal light having a wavelength λ S and a speed f S is input to a laser that continuously oscillates at a wavelength λ C , and an optical modulator in the laser is AM-modulated or FM-modulated by the signal light. Then, by the modulation frequency modulating the optical path length of the laser so as to correspond to the resonance period of the laser, it is possible to generate a clock pulse of the wavelength C, the frequency f S.

図１１はクロック再生器の実施形態を示すブロック図である。このクロック再生器は、入力ポート７８及び出力ポート８０間に設けられる光パス８２と、光パス８２に光学的に結合される（例えば方向性結合される）光ループ８３を含む能動リングレーザ８４とを備えている。   FIG. 11 is a block diagram showing an embodiment of the clock regenerator. The clock regenerator includes an optical path 82 provided between an input port 78 and an output port 80, and an active ring laser 84 including an optical loop 83 optically coupled (eg, directionally coupled) to the optical path 82. It has.

入力ポート７８には波長λS、速度ｆSの信号光が供給される。能動リングレーザ８４は、光ループ８３でレーザ発振が生じるように光ループ８３の損失を補償する光増幅器８６と、速度（又は周波数）ｆSが光ループ８３の周回周期の逆数の整数倍になるように光ループ８３の光路長を調節する調節器８８と、信号光に基きレーザ発振をモードロックするための光変調器（又は非線形光学媒質）９０とを含む。能動リングレーザ８４はレーザ発振の波長λCを含む通過帯域を有する光帯域通過フィルタ９２を更に含んでいても良い。 The input port 78 is supplied with a signal light having a wavelength λ S and a speed f S. The active ring laser 84 includes an optical amplifier 86 that compensates for the loss of the optical loop 83 so that laser oscillation occurs in the optical loop 83, and the speed (or frequency) f S becomes an integral multiple of the reciprocal of the circulation cycle of the optical loop 83. 88 for adjusting the optical path length of the optical loop 83 as described above, and an optical modulator (or nonlinear optical medium) 90 for mode-locking the laser oscillation based on the signal light. The active ring laser 84 may further include an optical band pass filter 92 having a pass band including the wavelength λ C of the laser oscillation.

この構成によると、能動リングレーザ８４のレーザ発振がモードロックされる結果、波長λC、周波数ｆSのクロックパルスが発生し、そのクロックパルスが出力ポート８０から出力される。従って、光／電気変換を行なうことなしにクロックパルスを得ることができ、信号光の速度やパルス形状等に依存しない全光クロック再生器の提供が可能になる。 According to this configuration, as a result of mode-locking of the laser oscillation of the active ring laser 84, a clock pulse having a wavelength λ C and a frequency f S is generated, and the clock pulse is output from the output port 80. Therefore, a clock pulse can be obtained without performing optical / electrical conversion, and it becomes possible to provide an all-optical clock regenerator that does not depend on the speed or pulse shape of signal light.

光変調器９０としては、ＬｉＮｂＯ3強度変調器やＥＡ（電界吸収）型変調器等の電気／光変調器を用いることができるほか、二次若しくは三次の非線形光学効果或いは相互利得変調等によるものを用いることができる。 As the optical modulator 90, an electric / optical modulator such as a LiNbO 3 intensity modulator or an EA (electroabsorption) modulator can be used, and a secondary or tertiary nonlinear optical effect or mutual gain modulation can be used. Can be used.

例えば、光ファイバ内の四光波混合を用いる場合であれば、信号光の波長λSをファイバの零分散波長付近の波長に設定して連続発振光に効果的にＡＭ変調をかけ、これによりクロックパルスを発生可能である。一方、半導体光アンプ（ＳＯＡ）を用いる場合には、信号光をポンプ光として用いることができる。 For example, when using four-wave mixing in an optical fiber, the wavelength λ S of the signal light is set to a wavelength near the zero-dispersion wavelength of the fiber, and the AM is effectively applied to the continuous wave light, thereby the clock. A pulse can be generated. On the other hand, when a semiconductor optical amplifier (SOA) is used, signal light can be used as pump light.

更に、発振状態のＤＦＢ−ＬＤ内の四光波混合を用いる場合には、信号光の波長をＤＦＢ−ＬＤの発振光とは異なる波長に設定し、この信号光を比較的高いパワーで入力することにより利得飽和を起こし、これにより四光波混合の効率に変調をかけると共に、相互利得変調（ＸＧＭ）効果により連続発振光に有効にＡＭ変調をかけることができる。ＸＧＭについては、ＳＯＡ内の四光波混合を用いる場合にも発生するので、これを積極的に用いても良い。   Furthermore, when using four-wave mixing in the DFB-LD in the oscillation state, the wavelength of the signal light should be set to a different wavelength from the oscillation light of the DFB-LD, and this signal light should be input with relatively high power. This causes gain saturation, thereby modulating the efficiency of four-wave mixing, and effectively applying AM modulation to continuous wave light by the cross gain modulation (XGM) effect. Since XGM also occurs when using four-wave mixing in the SOA, it may be used positively.

また、２次の非線形光学効果の場合にも、信号光をポンプ光として用いれば、ほぼ同じ効果を得ることができる。一方、相互位相変調（ＸＰＭ）を用いる場合には、例えば位相変調による偏波状態の変動を用いてＡＭ変調を発生させることができる。   In the case of the second-order nonlinear optical effect, substantially the same effect can be obtained by using the signal light as the pump light. On the other hand, when cross-phase modulation (XPM) is used, AM modulation can be generated using, for example, fluctuations in the polarization state due to phase modulation.

図１０に示される本発明による装置は、図９に示される波形整形装置５６と同様に、伝送路の途中に設けられる全光２Ｒ再生中継器若しくは３Ｒ再生中継器として、或いは受信側に置いて受信感度を高めるために使用することができる。   The device according to the present invention shown in FIG. 10 is, like the waveform shaping device 56 shown in FIG. 9, as an all-optical 2R regenerative repeater or 3R regenerative repeater provided in the middle of the transmission line, or placed on the receiving side. It can be used to increase reception sensitivity.

いずれにしても、中継光アンプ或いは光プリアンプと組み合わせることによって、高品質な伝送が可能になる。また、光ファイバ伝送路の分散や非線形光学効果により波形が歪む場合には分散補償器や非線形補償器（例えば位相共役器）を用いて波形を補償した後に、本発明に従って波形整形或いは雑音除去を行うことが有効である。   In any case, high quality transmission becomes possible by combining with a relay optical amplifier or an optical preamplifier. When the waveform is distorted due to the dispersion of the optical fiber transmission line or the nonlinear optical effect, the waveform is compensated using a dispersion compensator or a nonlinear compensator (for example, a phase conjugator), and then the waveform shaping or noise removal is performed according to the present invention. It is effective to do.

以上説明した実施形態では、複数のＮＯＬＭをカスケード接続しているが、ＮＯＬＭと同様の動作原理に基く複数の干渉計をカスケード接続してもよい。   In the embodiment described above, a plurality of NOLMs are cascaded, but a plurality of interferometers based on the same operation principle as the NOLM may be cascaded.

干渉計の例としては、ＳＯＡ―ＭＺＩ，ＳＯＡ―ＭＩ等がある。   Examples of interferometers include SOA-MZI and SOA-MI.

図１は本発明に適用可能なＮＯＬＭ（非線形光ループミラー）の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a NOLM (nonlinear optical loop mirror) applicable to the present invention. 図２は位相差Δφに対するＮＯＬＭの出力特性を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the output characteristics of the NOLM with respect to the phase difference Δφ. 図３はＮＯＬＭにおける位相整合の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of the phase matching in the NOLM. 図４は本発明による装置の第１実施形態を示す図である。FIG. 4 shows a first embodiment of the device according to the invention. 図５の（Ａ）及び図５の（Ｂ）は本発明による装置における波長変換の例を示す図である。FIGS. 5A and 5B are diagrams showing examples of wavelength conversion in the device according to the present invention. 図６は多段接続されたＮＯＬＭの特性関数を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing a characteristic function of a multi-stage connected NOLM. 図７は本発明による装置の第２実施形態を示す図である。FIG. 7 shows a second embodiment of the device according to the invention. 図８は本発明による装置の第３実施形態を示す図である。FIG. 8 shows a third embodiment of the device according to the invention. 図９は本発明によるシステムの実施形態を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing an embodiment of the system according to the present invention. 図１０は本発明による装置の第４実施形態を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing a fourth preferred embodiment of the device according to the present invention. 図１１はクロック再生器の実施形態を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing an embodiment of the clock regenerator.

符号の説明Explanation of reference numerals

２ 第１の光路
４ 第２の光路
６ 第１の光カプラ
８ ループ光路
１０ 第３の光路
１２ 第２の光カプラ
２６ 第１のパワーモニタ
３８ 第２のパワーモニタ
４０ パワーコントローラ 2 First optical path 4 Second optical path 6 First optical coupler 8 Loop optical path 10 Third optical path 12 Second optical coupler 26 First power monitor 38 Second power monitor 40 Power controller

Claims (4)

第１及び第２の非線形ループミラーを備えた装置であって、
上記第１及び第２の非線形ループミラーの各々は、
方向性結合される第１及び第２の光路を含む第１の光カプラと、
上記第１及び第２の光路を接続する非線形光学媒質からなるループ光路と、
上記ループ光路に方向性結合される第３の光路を含む第２の光カプラとを備えており、
上記第１の非線形ループミラーの第２の光路は上記第２の非線形ループミラーの第３の光路に光学的に接続され、上記第１の非線形ループミラーの第１の光路には第１の波長を有する第１のプローブ光が供給され、上記第１の非線形ループミラーの第３の光路には上記第１の波長と異なる第２の波長を有する入力光信号が供給され、上記第１の波長を有し且つ上記光信号に同期した中間光信号が上記第１の非線形ループミラーの第２の光路から上記第２の非線形ループミラーの第３の光路に供給され、上記第２の非線形ループミラーの第１の光路には上記第１の波長と異なる第３の波長を有する第２のプローブ光が供給され、上記第３の波長を有し且つ上記中間光信号に同期した出力光信号が上記第２の非線形ループミラーの第２の光路から出力され、上記各ループ光路は光ファイバによって提供され、
上記第１の非線形ループミラーの第２の光路に光学的に接続され上記中間光信号のパワーを検出する第１のパワーモニタと、
上記第１のパワーモニタにより検出されたパワーが大きくなるように上記入力光信号及び上記第１のプローブ光の少なくとも一方のパワーを制御する第１のパワーコントローラと、
上記第２の非線形ループミラーの第２の光路に光学的に接続され上記出力光信号のパワーを検出する第２のパワーモニタと、
上記第２のパワーモニタにより検出されたパワーが大きくなるように上記中間光信号及び上記第２のプローブ光の少なくとも一方のパワーを制御する第２のパワーコントローラとを備えた装置。 An apparatus comprising first and second non-linear loop mirrors,
Each of the first and second nonlinear loop mirrors includes:
A first optical coupler including first and second optical paths that are directionally coupled;
A loop optical path made of a nonlinear optical medium connecting the first and second optical paths,
A second optical coupler including a third optical path directionally coupled to the loop optical path,
The second optical path of the first nonlinear loop mirror is optically connected to the third optical path of the second nonlinear loop mirror, and the first optical path of the first nonlinear loop mirror has a first wavelength. Is supplied, and an input optical signal having a second wavelength different from the first wavelength is supplied to a third optical path of the first nonlinear loop mirror. And an intermediate optical signal synchronized with the optical signal is supplied from a second optical path of the first nonlinear loop mirror to a third optical path of the second nonlinear loop mirror, and the second nonlinear loop mirror is provided. The second probe light having a third wavelength different from the first wavelength is supplied to the first optical path, and the output optical signal having the third wavelength and synchronized with the intermediate optical signal is supplied to the first optical path. From the second optical path of the second nonlinear loop mirror Is the force, each loop optical path is provided by an optical fiber,
A first power monitor optically connected to a second optical path of the first nonlinear loop mirror and detecting a power of the intermediate optical signal;
A first power controller that controls the power of at least one of the input optical signal and the first probe light so that the power detected by the first power monitor is increased;
A second power monitor optically connected to a second optical path of the second nonlinear loop mirror and detecting a power of the output optical signal;
A second power controller that controls at least one of the intermediate optical signal and the second probe light so that the power detected by the second power monitor is increased. 第１及び第２の非線形ループミラーを備えた装置であって、
上記第１及び第２の非線形ループミラーの各々は、
方向性結合される第１及び第２の光路を含む第１の光カプラと、
上記第１及び第２の光路を接続する非線形光学媒質からなるループ光路と、
上記ループ光路に方向性結合される第３の光路を含む第２の光カプラとを備えており、
上記第１の非線形ループミラーの第２の光路は上記第２の非線形ループミラーの第３の光路に光学的に接続され、上記第１の非線形ループミラーの第１の光路には第１の波長を有する第１のプローブ光が供給され、上記第１の非線形ループミラーの第３の光路には上記第１の波長と異なる第２の波長を有する入力光信号が供給され、上記第１の波長を有し且つ上記光信号に同期した中間光信号が上記第１の非線形ループミラーの第２の光路から上記第２の非線形ループミラーの第３の光路に供給され、上記第２の非線形ループミラーの第１の光路には上記第１の波長と異なる第３の波長を有する第２のプローブ光が供給され、上記第３の波長を有し且つ上記中間光信号に同期した出力光信号が上記第２の非線形ループミラーの第２の光路から出力され、上記各ループ光路は光ファイバによって提供され、
上記第１の非線形ループミラーの第１の光路に光学的に接続され上記第１のプローブ光と逆向きに出力される上記第１の波長を有する光のパワーを検出する第１のパワーモニタと、
上記第１のパワーモニタにより検出されたパワーが小さくなるように上記入力光信号及び上記第１のプローブ光の少なくとも一方のパワーを制御する第１のパワーコントローラと、
上記第２の非線形ループミラーの第１の光路に光学的に接続され上記第２のプローブ光と逆向きに出力される上記第３の波長を有する光のパワーを検出する第２のパワーモニタと、
上記第２のパワーモニタにより検出されたパワーが小さくなるように上記中間光信号及び上記第２のプローブ光の少なくとも一方のパワーを制御する第２のパワーコントローラとを備えた装置。 An apparatus comprising first and second non-linear loop mirrors,
Each of the first and second nonlinear loop mirrors includes:
A first optical coupler including first and second optical paths that are directionally coupled;
A loop optical path made of a nonlinear optical medium connecting the first and second optical paths,
A second optical coupler including a third optical path directionally coupled to the loop optical path,
The second optical path of the first nonlinear loop mirror is optically connected to the third optical path of the second nonlinear loop mirror, and the first optical path of the first nonlinear loop mirror has a first wavelength. Is supplied, and an input optical signal having a second wavelength different from the first wavelength is supplied to a third optical path of the first nonlinear loop mirror. And an intermediate optical signal synchronized with the optical signal is supplied from a second optical path of the first nonlinear loop mirror to a third optical path of the second nonlinear loop mirror, and the second nonlinear loop mirror is provided. A second probe light having a third wavelength different from the first wavelength is supplied to the first optical path, and an output optical signal having the third wavelength and synchronized with the intermediate optical signal is supplied to the first optical path. From the second optical path of the second nonlinear loop mirror Is the force, each loop optical path is provided by an optical fiber,
A first power monitor optically connected to a first optical path of the first nonlinear loop mirror and detecting a power of the light having the first wavelength and outputted in a direction opposite to the first probe light; ,
A first power controller that controls the power of at least one of the input optical signal and the first probe light so that the power detected by the first power monitor is reduced;
A second power monitor optically connected to the first optical path of the second nonlinear loop mirror and detecting the power of the light having the third wavelength and output in the opposite direction to the second probe light; ,
A second power controller for controlling at least one of the intermediate optical signal and the second probe light so that the power detected by the second power monitor is reduced. 入力信号光を第１及び第２の入力信号光に分岐する光分岐器と、
上記第１の入力信号光に基きクロックパルスを発生するクロック再生器と、
上記第２の入力信号光及び上記クロックパルスに基き波形整形を行なう波形整形装置であって、第１及び第２の非線形ループミラーを備え、上記第１及び第２の非線形ループミラーの各々は、方向性結合される第１及び第２の光路を含む第１の光カプラと、上記第１及び第２の光路を接続する非線形光学媒質からなるループ光路と、上記ループ光路に方向性結合される第３の光路を含む第２の光カプラとを備えており、上記第１の非線形ループミラーの第２の光路は上記第２の非線形ループミラーの第３の光路に光学的に接続されている波形整形装置とを備え、
上記第２の入力信号光は上記第１の非線形ループミラーの第３の光路に供給され、
上記クロックパルスは上記第１の非線形ループミラーの第１の光路及び上記第２の非線形ループミラーの第１の光路の少なくともいずれか一方に供給される装置。 An optical splitter for splitting an input signal light into first and second input signal lights,
A clock regenerator for generating a clock pulse based on the first input signal light;
A waveform shaping device for shaping a waveform based on the second input signal light and the clock pulse, comprising a first and a second nonlinear loop mirror, wherein each of the first and the second nonlinear loop mirrors includes: A first optical coupler including first and second optical paths to be directionally coupled, a loop optical path made of a nonlinear optical medium connecting the first and second optical paths, and a directional coupling to the loop optical path; A second optical coupler including a third optical path, wherein a second optical path of the first nonlinear loop mirror is optically connected to a third optical path of the second nonlinear loop mirror. With a waveform shaping device,
The second input signal light is supplied to a third optical path of the first nonlinear loop mirror,
Apparatus wherein the clock pulse is supplied to at least one of a first optical path of the first nonlinear loop mirror and a first optical path of the second nonlinear loop mirror. 請求項３に記載の装置であって、
上記クロックパルスは上記第１の非線形ループミラーの第１の光路及び上記第２の非線形ループミラーの第１の光路のいずれか一方に供給され、
上記第１の非線形ループミラーの第１の光路及び上記第２の非線形ループミラーの第１の光路のいずれか他方にプローブ光を供給するプローブ光源を更に備えた装置。 4. The device according to claim 3, wherein
The clock pulse is supplied to one of a first optical path of the first nonlinear loop mirror and a first optical path of the second nonlinear loop mirror;
An apparatus further comprising a probe light source for supplying probe light to one of the first optical path of the first nonlinear loop mirror and the first optical path of the second nonlinear loop mirror.
JP2004013815A 2004-01-22 2004-01-22 Device for shaping waveform Pending JP2004151747A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004013815A JP2004151747A (en) 2004-01-22 2004-01-22 Device for shaping waveform

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004013815A JP2004151747A (en) 2004-01-22 2004-01-22 Device for shaping waveform

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29318999A Division JP3882979B2 (en) 1999-10-15 1999-10-15 Apparatus and system for waveform shaping

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004151747A true JP2004151747A (en) 2004-05-27

Family

ID=32464193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004013815A Pending JP2004151747A (en) 2004-01-22 2004-01-22 Device for shaping waveform

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004151747A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4454763B2 (en) Method, apparatus and system for waveform shaping signal light
JP3882979B2 (en) Apparatus and system for waveform shaping
JP4472222B2 (en) Method, apparatus and system for waveform shaping signal light
JP3989627B2 (en) Optical gate device, method of manufacturing the device, and system including the device
US7280766B2 (en) Method and device for processing an optical signal
EP1328078B1 (en) Method and device for waveform shaping of an optical signal
JP4397567B2 (en) Optical AND gate and waveform shaping device
JP5856083B2 (en) Optical signal amplifier
JPWO2003104886A1 (en) Wavelength division multiplexing optical regeneration system and wavelength division multiplexing optical regeneration method
JP2002077052A (en) Method, device and system for processing optical signal
JP2000323786A (en) Method, device, and system for shaping waveform of signal light
JP2001148660A (en) Optical signal generation circuit and optical transmission line
JP2004151747A (en) Device for shaping waveform
JP2004185021A (en) Method, apparatus and system for waveform shaping of signal light

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070220

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070626