JP2008085585A - Optical element integrated module - Google Patents

Optical element integrated module Download PDF

Info

Publication number
JP2008085585A
JP2008085585A JP2006262602A JP2006262602A JP2008085585A JP 2008085585 A JP2008085585 A JP 2008085585A JP 2006262602 A JP2006262602 A JP 2006262602A JP 2006262602 A JP2006262602 A JP 2006262602A JP 2008085585 A JP2008085585 A JP 2008085585A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
input
signal
modulation
kth
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
JP2006262602A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kozo Fujii
浩三 藤井
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.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co 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 Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP2006262602A priority Critical patent/JP2008085585A/en
Publication of JP2008085585A publication Critical patent/JP2008085585A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To dispense with an optoelectrical conversion device by using a mutual absorption modulation effect, and also to dispense with an electric circuit for a high frequency. <P>SOLUTION: An optical element integrated module includes: a branch 20; a modulation part 30; an input optical multiplexing part 25; a multiplexing part 50; and a delay part 40. The branch branches an optical clock signal with a period T into first to 2<SP>n</SP>-th clock signals (n is an integer not less than 1). The modulation part includes the first to 2<SP>n</SP>-th modulators. The k-th modulator (k is an integer not less than 1 and not more than 2<SP>n</SP>) generates the k-th optical modulation signal by the mutual absorption modulation effect between the k-th clock signal and the k-th optical data signal. The input optical multiplexing part includes the first to 2<SP>n</SP>-th input optical multiplexers. The k-th input optical multiplexer transmits the k-th optical data signal and the k-th clock signal to the k-th modulator. The multiplexing part multiplexes the first to 2<SP>n</SP>-th optical modulation signals generated in the modulation part so as to generate an optical time-division multiplex signal. The delay part gives a time difference T/2<SP>n</SP>between the successive optical modulation signals of the first to 2<SP>n</SP>-th optical modulation signals. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、光分岐器などの光受動素子、及び光変調器などの光能動素子を集積することによって形成される光素子集積モジュールであって、特に光時分割多重通信における光パルス信号を多重化する光素子集積モジュールに関するものである。   The present invention relates to an optical element integrated module formed by integrating optical passive elements such as an optical branching device and optical active elements such as an optical modulator, and in particular multiplexes optical pulse signals in optical time division multiplexing communication. The present invention relates to an integrated optical device module.

近年、インターネットの普及等により通信需要が急速に増大している。それに対応して光処理ノード間を光ファイバで接続して構成される、高速かつ大容量の光通信ネットワークが整備されつつある。この光通信ネットワークで使用されている光処理ノードは、接続されている光ファイバから受信した光信号を光−電気変換により電気信号に変換し、この電気信号で信号処理を行った後、電気−光変換により光信号に変換して、光ファイバに送り出す構成となっている。   In recent years, communication demand has been rapidly increasing due to the spread of the Internet and the like. Correspondingly, high-speed and large-capacity optical communication networks configured by connecting optical processing nodes with optical fibers are being developed. The optical processing node used in this optical communication network converts an optical signal received from the connected optical fiber into an electrical signal by photoelectric conversion, performs signal processing with the electrical signal, The optical signal is converted into an optical signal by optical conversion and sent to an optical fiber.

図8を参照して、光処理ノードで用いられている、光時分割多重(OTDM:Optical time Division multiplex)モジュールについて説明する。このOTDMモジュール110は、4つの電界吸収型半導体光変調器(EAM:Electro−absorption Modulator)130a〜130dを備えている。光クロック信号入力端子161から入力された光クロック信号は、3つのハーフミラー121、122a及び122bで4分岐された後、それぞれEAM130a〜130dに送られる。各EAM130a〜130dは、電気信号であるデータ信号で光クロック信号を変調して、光変調信号を生成する。EAM130a〜130dで生成された光変調信号は、遅延器140a〜140cで所定の遅延を与えられた後、3つのハーフミラー152a、152b及び152cで多重される。多重の結果得られるOTDM信号が、出力端子165から出力される(例えば、特許文献1、非特許文献1参照)。
特開2005−26725号公報 EAMを用いた160Gbit/s超高速光時分割多重/分離技術」村井仁著、O Plus E 2005年5月号 Vol.27 NO.5、pp.535−540
With reference to FIG. 8, an optical time division multiplexing (OTDM) module used in the optical processing node will be described. The OTDM module 110 includes four electro-absorption semiconductor optical modulators (EAMs) 130a to 130d. The optical clock signal input from the optical clock signal input terminal 161 is branched into four by the three half mirrors 121, 122a and 122b and then sent to the EAMs 130a to 130d, respectively. Each EAM 130a to 130d modulates an optical clock signal with a data signal that is an electrical signal to generate an optical modulation signal. The optical modulation signals generated by the EAMs 130a to 130d are given a predetermined delay by the delay units 140a to 140c and then multiplexed by the three half mirrors 152a, 152b and 152c. An OTDM signal obtained as a result of multiplexing is output from the output terminal 165 (see, for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1).
JP 2005-26725 A 160 Gbit / s ultra-fast optical time division multiplexing / separation technology using EAM ”, Hitoshi Murai, O Plus E, May 2005, Vol. 27 NO. 5, pp. 535-540

しかしながら、光処理ノードに入力された4つの光データ信号の光時分割多重を、特許文献1又は非特許文献1に記載されているOTDMモジュールを用いて行う場合、電気信号で光クロック信号を変調する必要がある。このため、光データ信号を一度電気信号に変換するための、光−電気変換装置が必要になる。また、高データレートの光データ信号に対しては、EAMに入力される電気信号の周波数が高くなるので、EAMに高周波電気信号を入力するための高周波用電気回路が必要となる。   However, when optical time division multiplexing of four optical data signals input to an optical processing node is performed using the OTDM module described in Patent Document 1 or Non-Patent Document 1, the optical clock signal is modulated with an electrical signal. There is a need to. For this reason, an optical-electrical conversion device for once converting an optical data signal into an electrical signal is required. Further, since the frequency of the electric signal input to the EAM is high for an optical data signal having a high data rate, a high frequency electric circuit for inputting the high frequency electric signal to the EAM is required.

そこで、この出願に係る発明者が鋭意研究を行ったところ、OTDMモジュールに相互吸収変調効果(XAM)を利用できることを見出した(例えば、IEEE PTL、Vol.17,No.9, September(2005))。相互吸収変調効果によれば、可飽和吸収体にバイアス電圧を印加しておくと、当該バイアス電圧が印加された領域に入力された光が弱い間は、可飽和吸収体が光の吸収体として作用し、光が強くなるとそれ以上光を吸収できなくなり透明になる。つまり、オン状態の光信号が光クロック信号と同時に入力されている場合は、光クロック信号が可飽和吸収体を透過し、光信号が入力されていない場合は、光クロック信号は吸収されることになる。   Thus, the inventors of the present application conducted extensive research and found that the cross-absorption modulation effect (XAM) can be used in the OTDM module (for example, IEEE PTL, Vol. 17, No. 9, September (2005)). ). According to the mutual absorption modulation effect, when a bias voltage is applied to the saturable absorber, the saturable absorber serves as a light absorber while the light input to the region to which the bias voltage is applied is weak. When the light intensity increases, it becomes transparent because it cannot absorb any more light. In other words, when the optical signal in the ON state is input simultaneously with the optical clock signal, the optical clock signal passes through the saturable absorber, and when the optical signal is not input, the optical clock signal is absorbed. become.

この発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、この発明の目的は、XAMを利用することで、光−電気変換装置が不要になるとともに、高周波用電気回路が不要となる光素子集積モジュールを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to make use of XAM, which eliminates the need for an optical-electrical converter and eliminates the need for a high-frequency electric circuit. The object is to provide an element integrated module.

上述した目的を達成するために、この発明の光素子集積モジュールは、分岐部と、変調部と、入力合波部と、多重部と、遅延部とを備えて構成される。分岐部は、周期Tの光クロック信号を第1〜2のクロック信号(nは1以上の整数)に分岐する。 In order to achieve the above-described object, an optical element integrated module according to the present invention includes a branching unit, a modulating unit, an input multiplexing unit, a multiplexing unit, and a delay unit. The branching unit branches an optical clock signal having a period T into first to 2n clock signals (n is an integer of 1 or more).

変調部は、第1〜2のクロック信号のそれぞれに対して強度変調を与えることにより、第1〜2の光変調信号を生成する。入力合波部は、第1〜2の光データ信号を変調部へ送る。 The modulation unit generates the first to 2n optical modulation signals by applying intensity modulation to each of the first to 2n clock signals. The input multiplexing unit sends the first to 2n optical data signals to the modulation unit.

多重部は、変調部で生成された第1〜2の光変調信号を合波して、光時分割多重信号を生成する。遅延部は、第1〜2の光変調信号の順次の光変調信号の間に、それぞれT/2の時間差を与える。 The multiplexing unit combines the first to 2n optical modulation signals generated by the modulation unit to generate an optical time division multiplexed signal. The delay unit gives a time difference of T / 2n between the sequential optical modulation signals of the first to 2n optical modulation signals.

ここで、変調部は、第1〜2の変調器を備えて構成される。第kの変調器(kは1以上2以下の整数)は、第kのクロック信号と、第kの光データ信号との相互吸収変調効果により、第kの光変調信号を生成する。また、入力合波部は、第1〜2の入力合波器を備えて構成され、第kの入力合波器は、第kの光データ信号及び第kのクロック信号を合波して第kの変調器に送る。 Here, the modulation unit includes first to 2n modulators. A kth modulator (k is an integer of 1 to 2n ) generates a kth optical modulation signal by a mutual absorption modulation effect between the kth clock signal and the kth optical data signal. In addition, the input multiplexing unit includes first to 2n input multiplexers, and the kth input multiplexer combines the kth optical data signal and the kth clock signal. To the kth modulator.

この発明の光素子集積モジュールの好適な実施形態によれば、第1〜2の入力合波器を、それぞれハーフミラーで構成するのが良い。 According to a preferred embodiment of the optical element integrated module of the present invention, each of the first to 2n input multiplexers may be constituted by a half mirror.

ハーフミラーで構成される第kの入力合波器は、第kの光データ信号を反射させて第kの変調器に送り、及び、第kのクロック信号を透過させて第kの変調器に送る。   The kth input multiplexer composed of a half mirror reflects the kth optical data signal and sends it to the kth modulator, and transmits the kth clock signal to the kth modulator. send.

上述した光素子集積モジュールの実施にあたり、好ましくは、第1〜2の変調器の光軸は、同一の基準平面内に設けられ、第1〜2の光データ信号は、それぞれ基準平面内に設けられた第1〜2の光データ信号入力端子から入力合波部に入力されるのが好適である。 In the implementation of the above-described optical element integrated module, preferably, the optical axes of the first to 2n modulators are provided in the same reference plane, and the first to 2n optical data signals are respectively in the reference plane. It is preferable that the first to 2n optical data signal input terminals provided on the input multiplexer are input to the input multiplexer.

また、上述した光素子集積モジュールの実施にあたり、第1〜2の光データ信号は、それぞれ基準平面に対して直角に設けられた第1〜2の光データ信号入力端子から入力合波部に入力される構成にしても良い。 Further, in the implementation of the above-described optical element integrated module, the first to 2n optical data signals are respectively input from the first to 2n optical data signal input terminals provided at right angles to the reference plane. It may be configured to be input to

また、この発明の光素子集積モジュールの他の好適な実施形態によれば、第1〜2の変調器の光軸は、同一の基準平面内に設けられ、第1〜2の入力合波器は、それぞれ光軸に沿って入射した光に対する反射及び透過の固有境界波長λth0を有する帯域フィルタで構成されるのが良い。 According to another preferred embodiment of the optical element integrated module of the present invention, the optical axes of the first to 2n modulators are provided in the same reference plane, and the first to 2n input axes are combined. The wave filter may be composed of a band-pass filter having a natural boundary wavelength λ th0 of reflection and transmission with respect to light incident along the optical axis.

第1〜2の入力合波器の光軸は、基準平面に対して角度θで傾いていて、第1〜2の入力合波器を構成する帯域フィルタの基準平面内を伝播する光に対する反射及び透過の境界波長λth(=λth0/cosθ)が、光クロック信号の波長λclと光データ信号の波長λの間の値である。第1〜2の光データ信号は、基準平面に対して2×θの角度に設けられた第1〜2の光データ信号入力端子から入力合波部に入力される。 The optical axis of the 1st to 2n input multiplexers is inclined at an angle θ with respect to the reference plane, and the light propagates in the reference plane of the bandpass filter constituting the 1st to 2n input multiplexers. The boundary wavelength λ th (= λ th0 / cos θ) of reflection and transmission with respect to is a value between the wavelength λ cl of the optical clock signal and the wavelength λ d of the optical data signal. The 1st to 2n optical data signals are input to the input multiplexing unit from the 1st to 2n optical data signal input terminals provided at an angle of 2 × θ with respect to the reference plane.

この発明の光素子集積モジュールによれば、相互吸収変調効果(XAM)を利用することにより、光クロック信号を、光データ信号で変調するので、光−電気変換装置が不要になる。また、相互吸収変調効果による強度変調を行う変調器には、バイアス電圧が印加されるだけであり、高周波電気信号は入力されない。従って、高周波用電気回路が不要になる。   According to the optical element integrated module of the present invention, since the optical clock signal is modulated with the optical data signal by utilizing the mutual absorption modulation effect (XAM), the optical-electrical conversion device becomes unnecessary. In addition, a bias voltage is only applied to a modulator that performs intensity modulation by the mutual absorption modulation effect, and no high-frequency electrical signal is input. Therefore, a high frequency electric circuit is not required.

また、光素子集積モジュールを空間結合系で構成することにより、従来の空間結合系の光素子モジュールと同様に、搬送波の位相の調整を容易に行うことができる。   Further, by configuring the optical element integrated module with a spatial coupling system, it is possible to easily adjust the phase of the carrier wave as in the conventional spatial coupling system optical element module.

さらに、光合波器をハーフミラーで構成して、光データ信号を、基準平面に対して直角の方向から、すなわち光素子モジュールの上面又は下面から入射する構成にすると、多重数が増えた場合であっても、光素子モジュールのサイズを大きくすることなくコンパクトにすることができる。   Furthermore, when the optical multiplexer is configured with a half mirror and the optical data signal is incident from a direction perpendicular to the reference plane, that is, from the upper surface or the lower surface of the optical element module, the number of multiplexing increases. Even if it exists, it can be made compact without enlarging the size of an optical element module.

また、光合波器を、帯域フィルタを用いて構成して、帯域フィルタの反射及び透過特性を利用すると、ハーフミラーを用いるのに比べて、光合波器での光損失を低減することができる。そのため、光データ信号、光クロック信号、時分割多重光信号等に対する増幅率を低く抑えることができ、低消費電力化につながる。   Further, when the optical multiplexer is configured using a band filter and the reflection and transmission characteristics of the band filter are used, the optical loss in the optical multiplexer can be reduced as compared with the case of using a half mirror. Therefore, the amplification factor for the optical data signal, the optical clock signal, the time division multiplexed optical signal, etc. can be kept low, leading to low power consumption.

以下、図を参照して、この発明の実施の形態について説明するが、各構成要素の位置、大きさ及び配置関係についてはこの発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例につき説明するが、数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は以下の実施の形態に限定されない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the positions, sizes, and arrangement relationships of the constituent elements are merely schematically shown to the extent that the present invention can be understood. In the following, a preferred configuration example of the present invention will be described. However, numerical conditions and the like are merely preferred examples. Therefore, the present invention is not limited to the following embodiment.

(光素子集積モジュール)
図1及び図2を参照して、この発明の光素子集積モジュールについて説明する。図1は、光素子集積モジュールにおける信号処理を説明するための概略図である。ここでは、光素子集積モジュールとして光時分割多重(OTDM:Optical time Division multiplex)のモジュールを例にとって説明する。図2は、信号処理のタイミングチャートである。図2では、横軸に時間を取って示し、縦軸に光強度を取って示している。
(Optical device integrated module)
The optical element integrated module of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic diagram for explaining signal processing in an optical element integrated module. Here, an optical time division multiplex (OTDM) module will be described as an example of the optical element integrated module. FIG. 2 is a timing chart of signal processing. In FIG. 2, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates light intensity.

光素子集積モジュール(OTDMモジュール)10は、分岐部20、入力合波部25、変調部30、遅延部40及び多重部50を備えて構成される。   The optical element integrated module (OTDM module) 10 includes a branching unit 20, an input multiplexing unit 25, a modulation unit 30, a delay unit 40, and a multiplexing unit 50.

光素子集積モジュール10には、外部から第1〜2の光データ信号(図中、矢印S111−1〜2で示す。)が並列に入力される。ここで、nは1以上の整数である。 First to 2n optical data signals (indicated by arrows S111-1 to 2n in the figure) are input to the optical element integrated module 10 from the outside in parallel. Here, n is an integer of 1 or more.

光素子集積モジュール10に外部から入力された周期T[s]の光クロック信号S101は、分岐部20で第1〜2のクロック信号(図中、矢印S103−1〜2で示す。)に分岐された後、入力合波部25に送られる。 An optical clock signal S101 having a period T [s] input from the outside to the optical element integrated module 10 is output from the first to 2n clock signals (indicated by arrows S103-1 to 2n in the drawing) at the branching unit 20. And then sent to the input multiplexer 25.

入力合波部25は、第1〜2のクロック信号S103−1〜2及び第1〜2の光データ信号(図中、矢印S111−1〜2で示す。)を合波して変調部30に送る。入力合波部25は、第1〜2の入力合波器26−1〜2を備えて構成される。これら第1〜2の入力合波器26−1〜2には、上述の第1〜2の光データ信号S111−1〜2が、一対一の関係でそれぞれ入力される。また、分岐された第1〜2のクロック信号S103−1〜2も、第1〜2の入力合波器26−1〜2に一対一の関係で、それぞれ入力される。 The input multiplexer 25 multiplexes the 1st to 2n clock signals S103-1 to 2n and the 1st to 2n optical data signals (indicated by arrows S111-1 to 2n in the figure). To the modulation unit 30. The input multiplexer 25 includes first to 2n input multiplexers 26-1 to 2n . The first to 2n input multiplexers 26-1 to 2n are input with the above-described first to 2n optical data signals S111-1 to 2n in a one-to-one relationship. The branched first to 2n clock signals S103-1 to 2n are also input to the first to 2n input multiplexers 26-1 to 2n in a one-to-one relationship.

従って、第1の入力合波器26−1は、第1のクロック信号S103−1と第1の光データ信号S111−1を変調部30へ送る。同様に、第kの入力合波器26−kは、第kのクロック信号S103−kと第kの光データ信号S111−kを合波して変調部30へ送る。ここで、kは1以上2以下の整数である。 Therefore, the first input multiplexer 26-1 sends the first clock signal S103-1 and the first optical data signal S111-1 to the modulation unit 30. Similarly, the k-th input multiplexer 26-k multiplexes the k-th clock signal S103-k and the k-th optical data signal S111-k and sends them to the modulation unit 30. Here, k is an integer of 1 to 2n .

ここで、クロック信号S101の周波数と、第1〜2の光データ信号S111−1〜2のデータレートは一致するように設定される。例えば、第1〜2の光データ信号S111−1〜2のデータレートが10[Gbit/s]の場合、クロック信号S101の周波数は、10[GHz]に設定される。また、クロック信号S101と、第1〜2の光データ信号S111−1〜2とは、第1〜2の入力合波器26−1〜2に同期して入力される。 Here, the frequency of the clock signal S101, the data rate of the optical data signal S111-1~2 n of the 1 to 2 n is set to match. For example, when the data rate of the optical data signal S111-1~2 n of the 1 to 2 n is 10 [Gbit / s], the frequency of the clock signal S101 is set to 10 [GHz]. Further, the clock signal S101, and the optical data signal S111-1~2 n of the 1 to 2 n, synchronously input to the input multiplexer 26-1~2 n of the 1 to 2 n.

変調部30は、第1〜2の変調器31−1〜2を備えて構成され、第1〜2のクロック信号のそれぞれに対して強度変調を与えることにより、光変調信号S107を生成する。第kの変調器31−kは、第kの光クロック信号S103−kを、既に説明した相互吸収変調効果(XAM)により強度変調して、光変調信号(図中、矢印S107−kで示す。)を生成する。第1〜2の変調器31−1〜2は、電界吸収型半導体光変調器(EAM)などの可飽和吸収体を備える部品で構成される。これら第1〜2の変調器31−1〜2は、第1〜2の入力合波器26−1〜2に一対一の関係で接続されている。 The modulation unit 30 includes first to 2n modulators 31-1 to 2n . The modulation unit 30 applies intensity modulation to each of the first to 2n clock signals to generate an optical modulation signal S107. Generate. The k-th modulator 31-k modulates the intensity of the k-th optical clock signal S103-k by the already described mutual absorption modulation effect (XAM), and generates an optical modulation signal (indicated by an arrow S107-k in the figure). .) Is generated. The 1st to 2n modulators 31-1 to 2n are composed of components including a saturable absorber such as an electroabsorption semiconductor optical modulator (EAM). Modulator 31-1~2 n of the 1 to 2 n are connected in a one-to-one relationship to the input multiplexer 26-1~2 n of the 1 to 2 n.

可飽和吸収体に例えば−1.2Vのバイアス電圧を印加した状態では、入力される光データ信号がオン状態、すなわち光データ信号が示すデータが“1”のときは、それ以上可飽和吸収体が光を吸収することができない状態、すなわち透明状態になる。一方、入力される光データ信号がオフ状態、すなわち光データ信号が示すデータが“0”のときは、入射された光が吸収される状態、すなわち不透明状態になる。   For example, in a state where a bias voltage of −1.2 V is applied to the saturable absorber, when the input optical data signal is in an ON state, that is, when the data indicated by the optical data signal is “1”, the saturable absorber is further increased. Is in a state where it cannot absorb light, that is, in a transparent state. On the other hand, when the input optical data signal is in an off state, that is, when the data indicated by the optical data signal is “0”, the incident light is absorbed, that is, in an opaque state.

光データ信号S111とともに入力される光クロック信号S103は、可飽和吸収体が透明状態のときは変調器31を透過し、一方、可飽和吸収体が不透明状態のときは変調器31を透過しない。この結果、変調器31は、光クロック信号S103を光データ信号S111のオン状態またはオフ状態に応じて強度変調させて、光パルス信号である光変調信号S107を生成することができる。   The optical clock signal S103 input together with the optical data signal S111 passes through the modulator 31 when the saturable absorber is in a transparent state, and does not pass through the modulator 31 when the saturable absorber is in an opaque state. As a result, the modulator 31 can generate an optical modulation signal S107 that is an optical pulse signal by intensity-modulating the optical clock signal S103 according to the on state or the off state of the optical data signal S111.

ここで、光パルス信号との表現は、光パルス列を光変調して得られる、送信データを示す2値デジタル信号を反映した光パルス列を意味する場合にのみ使用するものとする。一方、光パルス列との表現は、規則正しい一定の時間間隔で光パルスが並ぶ光パルス列を指すものとして用いる。   Here, the expression “optical pulse signal” is used only when it means an optical pulse train reflecting a binary digital signal indicating transmission data obtained by optical modulation of the optical pulse train. On the other hand, the expression “optical pulse train” is used to indicate an optical pulse train in which optical pulses are arranged at regular intervals.

分岐部20で分岐された第1〜2のクロック信号S103−1〜2は、それぞれ同じ長さの光路を伝播して、同時に第1〜2の変調器31−1〜2に入力される。また、第1〜2の変調器31−1〜2で生成された第1〜2の光変調信号S107−1〜2は、それぞれ同じ長さの光路を伝播して、遅延部40に入力される。従って、遅延部40に入力される第1〜2の光変調信号S107−1〜2の間に時間差は無い、すなわち同期している。 The 1st to 2n clock signals S103-1 to 2n branched by the branching unit 20 propagate through the optical paths of the same length, respectively, and simultaneously to the 1st to 2n modulators 31-1 to 2n . Entered. Further, the optical modulation signal S107-1~2 n of the 1 to 2 n generated by the modulator 31-1~2 n of the 1 to 2 n propagates the optical path of the same length, respectively, the delay unit 40. Therefore, the time difference between the optical modulation signal S107-1~2 n of the 1 to 2 n is input to the delay unit 40 is not, i.e. are synchronized.

遅延部40は、第1〜2の光変調信号S107−1〜2の順次の光変調信号の間で、光路長を変えることにより、それぞれT/2[s]の時間差を与える。遅延部40でそれぞれ所定の遅延を与えられた光変調信号(図中、矢印S109−1〜2で示す。)は、多重部50へ送られる。 Delay unit 40, between the successive optical modulation signal of the optical modulation signal S107-1~2 n of the 1 to 2 n, by changing the optical path length, giving a time difference of T / 2 n [s], respectively. The optical modulation signals (denoted by arrows S109-1 to 2n in the figure) each given a predetermined delay by the delay unit 40 are sent to the multiplexing unit 50.

ここでは、遅延部40を変調部30と多重部50の間に設ける例について説明したが、この例に限定されない。変調部30に入力される光クロック信号S103と光データ信号S111が同期していれば良く、例えば、遅延部40を入力合波部25と変調部30の間に設けて、光クロック信号S103と光データ信号S111に所定の遅延を与えた後に、変調する構成としても良い。   Although the example in which the delay unit 40 is provided between the modulation unit 30 and the multiplexing unit 50 has been described here, the present invention is not limited to this example. The optical clock signal S103 and the optical data signal S111 input to the modulation unit 30 only need to be synchronized. For example, a delay unit 40 is provided between the input multiplexing unit 25 and the modulation unit 30, and the optical clock signal S103 and The optical data signal S111 may be modulated after giving a predetermined delay.

多重部50は、遅延を受けた第1〜2の光変調信号S109−1〜2を合波して、光時分割多重信号(図中、矢印S115で示す。)を生成する。 The multiplexing unit 50 multiplexes the delayed first to 2n optical modulation signals S109-1 to 2n to generate an optical time division multiplexed signal (indicated by an arrow S115 in the figure).

ここで、nが2の場合、光クロック信号S101として、10GHzのRZ(Return to Zero)光信号が入力され(図2(A))、光データ信号S111として、それぞれ10[Gbit/s]のNRZ(Non−Return to Zero)光信号が入力される(図2(B))と、OTDM信号として40[Gbit/s]のRZ光信号を生成することができる。ここでは、第1〜4の光データ信号S111−1〜4は、NRZ光信号とし、その送信データが「1、1、1、0、1、1」であるものとする。   Here, when n is 2, a 10 GHz RZ (Return to Zero) optical signal is input as the optical clock signal S101 (FIG. 2A), and the optical data signal S111 is 10 [Gbit / s]. When an NRZ (Non-Return to Zero) optical signal is input (FIG. 2B), a 40 [Gbit / s] RZ optical signal can be generated as an OTDM signal. Here, it is assumed that the first to fourth optical data signals S111-1 to S111-1 are NRZ optical signals and the transmission data is “1, 1, 1, 0, 1, 1”.

XAMにより得られる光変調信号S107は、送信データである2値デジタル信号を反映した光パルス信号となる(図2(C))。   The optical modulation signal S107 obtained by XAM becomes an optical pulse signal reflecting a binary digital signal that is transmission data (FIG. 2C).

第1の光変調信号S107−1は、遅延部40で所定の遅延を受けることなく、多重部50へ送られる。第2の光変調信号S107−2は、遅延部40で第1の光変調信号S107−1に対してT/4[s]の遅延を受けた後、多重部50へ送られる(図2(D))。第3の光変調信号S107−3は、遅延部40で第1の光変調信号S107−1に対してT/2[s]の遅延を受けた後、多重部50へ送られる(図2(E))。第4の光変調信号S107−4は、遅延部40で第1の光変調信号S107−1に対して3T/4[s]の遅延を受けた後、多重部50へ送られる(図2(F))。この結果、第1〜4の光変調信号S107−1〜4の順次の光変調信号の間に、それぞれT/4[s]の時間差が与えられる。   The first optical modulation signal S107-1 is sent to the multiplexing unit 50 without receiving a predetermined delay by the delay unit 40. The second optical modulation signal S107-2 is sent to the multiplexing unit 50 after being delayed by T / 4 [s] with respect to the first optical modulation signal S107-1 by the delay unit 40 (FIG. 2 ( D)). The third optical modulation signal S107-3 is sent to the multiplexing unit 50 after being delayed by T / 2 [s] with respect to the first optical modulation signal S107-1 by the delay unit 40 (FIG. 2 ( E)). The fourth optical modulation signal S107-4 is sent to the multiplexing unit 50 after being delayed by 3T / 4 [s] with respect to the first optical modulation signal S107-1 by the delay unit 40 (FIG. 2 ( F)). As a result, a time difference of T / 4 [s] is given between the sequential optical modulation signals of the first to fourth optical modulation signals S107-1 to S107-1.

これらの第1〜4の光変調信号S109−1〜4が、多重部50で多重されると、4多重された40[Gbit/s]のRZ光信号を生成することができる(図2(G))。   When these first to fourth optical modulation signals S109-1 to S109-1 are multiplexed by the multiplexing unit 50, four multiplexed 40 [Gbit / s] RZ optical signals can be generated (FIG. 2 ( G)).

ここでは、光データ信号としてNRZ光信号が入力された例について説明したが、RZ光信号を入力しても良い。   Although an example in which an NRZ optical signal is input as an optical data signal has been described here, an RZ optical signal may be input.

なお、光素子集積モジュールから出力される信号には、40[Gbit/s]のOTDM信号のほかに、10[Gbit/s]など、他の周期の成分が含まれるので、これをバンドパスフィルタ80で除去するのが良い。また、バンドパスフィルタ80を透過したOTDM信号については、必要に応じて、光増幅器75で増幅することができる。さらに、入力合波部25に供給される光データ信号S111−1〜2を、光データ信号S111−1〜2のそれぞれがオン状態のときに変調器26を透明にするのに必要な強度に増幅するために、各光データ信号ごとに光増幅器70−1〜2を備える構成にしても良い。 The signal output from the optical element integrated module includes other period components such as 10 [Gbit / s] in addition to 40 [Gbit / s] OTDM signal. It is good to remove at 80. The OTDM signal that has passed through the bandpass filter 80 can be amplified by the optical amplifier 75 as necessary. Further, the optical data signals S111-1 to 2n supplied to the input multiplexing unit 25 are necessary for making the modulator 26 transparent when each of the optical data signals S111-1 to 2n is in an on state. In order to amplify the intensity, an optical amplifier 70-1 to 2n may be provided for each optical data signal.

ここで、バンドパスフィルタ80及び光増幅器70−1〜2及び75は任意好適な従来周知のものを用いることができる。例えば光増幅器70−1〜2及び75として、エルビウム添加光ファイバ増幅器(EDFA:Erbium−Doped Fiber Amplifier)を用いることができる。 Here, as the band-pass filter 80 and the optical amplifiers 70-1 to 2 n and 75, any suitable conventionally known ones can be used. For example, as the optical amplifiers 70-1 to 2n and 75, erbium-doped fiber amplifiers (EDFA) can be used.

図1では、バンドパスフィルタ80及び光増幅器70−1〜2及び75を、OTDMモジュール外に備える構成例を示したが、これらを、OTDMモジュール内に設ける構成としても良い。 In FIG. 1, the configuration example in which the band pass filter 80 and the optical amplifiers 70-1 to 2 n and 75 are provided outside the OTDM module is shown, but these may be provided in the OTDM module.

この発明の光素子集積モジュールによれば、XAMを利用することにより、光クロック信号を、光データ信号で変調するので、従来必要であった光−電気変換装置が不要になる。また、EAMには、バイアス電圧が印加されるだけであり、高周波電気信号は入力されない。従って、高周波用電気回路が不要になる。   According to the optical element integrated module of the present invention, since the optical clock signal is modulated with the optical data signal by using XAM, the conventionally required optical-electrical conversion device is not required. Further, only a bias voltage is applied to the EAM, and no high frequency electrical signal is input. Therefore, a high frequency electric circuit is not required.

さらに、光素子集積モジュールを空間結合系で構成するので、従来の空間結合系の光素子モジュールと同様に、搬送波の位相の調整を容易に行うことができる。   Further, since the optical element integrated module is configured by a spatial coupling system, the phase of the carrier wave can be easily adjusted as in the conventional spatial coupling optical element module.

(第1実施形態)
図3を参照して、第1実施形態の光素子集積モジュールについて説明する。
(First embodiment)
With reference to FIG. 3, the optical element integrated module of 1st Embodiment is demonstrated.

図3は、第1実施形態の光素子集積モジュールの概略構成図である。ここでは、nが1、すなわち2多重のOTDMモジュールの例につき説明するが、nは1に限定されるものではなく、2以上の整数にしても良い。   FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the optical element integrated module according to the first embodiment. Here, an example where n is 1, that is, a 2-multiplex OTDM module will be described, but n is not limited to 1 and may be an integer of 2 or more.

第1実施形態の光素子集積モジュール(OTDMモジュール)では、分岐部は一つの分岐器21で構成される。また、入力合波部は、第1の入力合波器26−1と第2の入力合波器26−2とで構成され、変調部は、第1の変調器31−1と第2の変調器31−2で構成される。さらに、遅延部及び多重部は、それぞれ一つの遅延器41及び一つの多重器51で構成される。   In the optical element integrated module (OTDM module) of the first embodiment, the branching unit is composed of one branching device 21. The input multiplexer is composed of a first input multiplexer 26-1 and a second input multiplexer 26-2, and the modulator is composed of the first modulator 31-1 and the second input multiplexer 26-1. It consists of a modulator 31-2. Further, each of the delay unit and the multiplexing unit includes one delay device 41 and one multiplexer 51.

このOTDMモジュールは、支持体5の底板7上に、分岐器21、第1の入力合波器26−1、第2の入力合波器26−2、第1の変調器31−1、第2の変調器31−2、遅延器41及び多重器51の各光学部品が設けられている。ここで、支持体5を、例えば底板7を六角形状の箱型に形成しておき、これに外部から光学部品を着脱自在に収容できる構造としてあるのが好ましい。この構成例では、支持体5の底板7を定盤として、この定盤に平行な面を基準平面とする。   The OTDM module includes a branching device 21, a first input multiplexer 26-1, a second input multiplexer 26-2, a first modulator 31-1, a first modulator 31-1, and a second modulator 31-1. The optical components of the second modulator 31-2, the delay device 41, and the multiplexer 51 are provided. Here, it is preferable that the support 5 has a structure in which, for example, the bottom plate 7 is formed in a hexagonal box shape, and an optical component can be detachably accommodated from the outside. In this configuration example, the bottom plate 7 of the support 5 is a surface plate, and a plane parallel to the surface plate is a reference plane.

各光学部品の光軸は、基準平面内に設けられ、OTDMモジュール内を伝播する各光信号は、基準平面内の光路を伝播する。   The optical axis of each optical component is provided in the reference plane, and each optical signal propagating in the OTDM module propagates in the optical path in the reference plane.

OTDMモジュールでは、上述の光学部品のほかに、OTDMモジュール内を伝播する光の光路を変更するための光路変更器を備える場合がある。   The OTDM module may include an optical path changer for changing the optical path of light propagating in the OTDM module in addition to the above-described optical components.

図3は、第1の入力合波器26−1と第1の変調器31−1との間に、第1の入力側光路変更器35−1を備え、第2の入力合波器26−2と第2の変調器31−2との間に、第2の入力側光路変更器35−2を備え、第1の変調器31−1と多重器51との間に、第1の出力側光路変更器37−1を備え、及び遅延器41と多重器51との間に第2の出力側光路変更器37−2を備える例を示している。   3 includes a first input-side optical path changer 35-1 between the first input multiplexer 26-1 and the first modulator 31-1, and the second input multiplexer 26. -2 and the second modulator 31-2, a second input side optical path changer 35-2 is provided between the first modulator 31-1 and the multiplexer 51. In the example, an output side optical path changer 37-1 is provided, and a second output side optical path changer 37-2 is provided between the delay unit 41 and the multiplexer 51.

OTDMモジュールの支持体5には、光クロック信号入力端子61と、第1の光データ信号入力端子62−1及び第2の光データ信号入力端子62−2と、光変調信号出力端子65とが設けられている。光クロック信号入力端子61は基準平面内に光クロック信号S101を導入し、第1の光データ信号入力端子62−1及び第2の光データ信号入力端子62−2は、基準平面内にそれぞれ第1の光データ信号S111−1及び第2の光データ信号S111−2を導入する。この光素子集積モジュールは、光信号が所要光学部品間の空間を伝播する、いわゆる空間結合型のモジュールである。   The support 5 of the OTDM module has an optical clock signal input terminal 61, a first optical data signal input terminal 62-1 and a second optical data signal input terminal 62-2, and an optical modulation signal output terminal 65. Is provided. The optical clock signal input terminal 61 introduces the optical clock signal S101 in the reference plane, and the first optical data signal input terminal 62-1 and the second optical data signal input terminal 62-2 are respectively in the reference plane. The first optical data signal S111-1 and the second optical data signal S111-2 are introduced. This optical element integrated module is a so-called spatially coupled module in which an optical signal propagates through a space between required optical components.

なお、光学部品間で空間結合を実現するために、各光学部品には、入力端及び出力端のいずれか一方または双方にレンズを備えるものがあるが、レンズについての説明及び図示は省略する。   In order to realize spatial coupling between optical components, each optical component includes a lens at one or both of an input end and an output end, but description and illustration of the lens are omitted.

ここで、分岐器21、第1の入力合波器26−1、第2の入力合波器26−2及び多重器51として、例えば、従来周知のハーフミラーを用いることができる。また、遅延器41は、任意好適な従来周知の遅延調整器を用いることができる。例えば、特許文献1に記載されているように、2枚の平行平板ガラスを組み合わせてこの平行平板ガラスを光の伝播光路に対して傾けて光路調整を行うことができる。また、入力側光路変更器35及び出力側光路変更器37には、任意好適な従来周知の全反射ミラーを用いることができる。   Here, as the branching unit 21, the first input multiplexer 26-1, the second input multiplexer 26-2, and the multiplexer 51, for example, a conventionally known half mirror can be used. As the delay device 41, any suitable conventionally known delay adjuster can be used. For example, as described in Patent Document 1, it is possible to adjust the optical path by combining two parallel flat glasses and tilting the parallel flat glasses with respect to the light propagation optical path. As the input-side optical path changer 35 and the output-side optical path changer 37, any suitable conventionally known total reflection mirror can be used.

光クロック信号S101は、分岐器21で第1のクロック信号S103−1と第2のクロック信号S103−2とに2分岐される。2分岐された一方の第1のクロック信号S103−1は、第1の入力合波器26−1に送られる。また、2分岐された他方の第2のクロック信号S103−2は、第2の入力合波器26−2に送られる。   The optical clock signal S101 is bifurcated into a first clock signal S103-1 and a second clock signal S103-2 by the branching device 21. One of the two branched first clock signals S103-1 is sent to the first input multiplexer 26-1. Also, the other second clock signal S103-2 that has been bifurcated is sent to the second input multiplexer 26-2.

第1の光データ信号入力端子62−1を経て光素子集積モジュールに入力された第1の光データ信号S111−1は、第1の入力合波器26−1に送られる。この実施形態では、第1の入力合波器26−1がハーフミラーで構成され、第1のクロック信号S103−1のうち、第1の入力合波器26−1を透過する成分が、第1の入力側光路変更器35−1で光路が変更された後、第1の変調器31−1に送られる。また、第1の光データ信号S111−1のうち、第1の入力合波器26−1で反射される成分が、第1の入力側光路変更器35−1で光路が変更された後、第1の変調器31−1に送られる。   The first optical data signal S111-1 input to the optical element integrated module via the first optical data signal input terminal 62-1 is sent to the first input multiplexer 26-1. In this embodiment, the first input multiplexer 26-1 is formed of a half mirror, and the component of the first clock signal S103-1 that is transmitted through the first input multiplexer 26-1 is After the optical path is changed by the first input side optical path changer 35-1, it is sent to the first modulator 31-1. In addition, after the component of the first optical data signal S111-1 reflected by the first input multiplexer 26-1 is changed in the optical path by the first input side optical path changer 35-1, It is sent to the first modulator 31-1.

第2の光データ信号入力端子62−2を経て光素子集積モジュールに入力された第2の光データ信号S111−2は、第2の入力合波器26−2に送られる。この実施形態では、第2の入力合波器26−2がハーフミラーで構成され、第2のクロック信号S103−2のうち、第2の入力合波器26−2を透過する成分が、第2の入力側光路変更器35−2で光路が変更された後、第2の変調器31−2に送られる。また、第2の光データ信号S111−2のうち、第2の入力合波器26−2で反射される成分が、第2の入力側光路変更器35−2で光路が変更された後、第2の変調器31−2に送られる。   The second optical data signal S111-2 input to the optical element integrated module via the second optical data signal input terminal 62-2 is sent to the second input multiplexer 26-2. In this embodiment, the second input multiplexer 26-2 is formed of a half mirror, and the component of the second clock signal S103-2 that passes through the second input multiplexer 26-2 is After the optical path is changed by the second input-side optical path changer 35-2, it is sent to the second modulator 31-2. In addition, after the component of the second optical data signal S111-2 reflected by the second input multiplexer 26-2 is changed by the second input side optical path changer 35-2, It is sent to the second modulator 31-2.

第1の変調器31−1では、第1の光クロック信号S103−1と第1の光データ信号S111−1との相互吸収強度変調(XAM)により、第1の光変調信号S107−1が生成される。また、第2の変調器31−2では、第2の光クロック信号S103−2と第2の光データ信号S111−2とのXAMにより、第2の光変調信号S107−2が生成される。   In the first modulator 31-1, the first optical modulation signal S107-1 is generated by mutual absorption intensity modulation (XAM) between the first optical clock signal S103-1 and the first optical data signal S111-1. Generated. In the second modulator 31-2, the second optical modulation signal S107-2 is generated by XAM of the second optical clock signal S103-2 and the second optical data signal S111-2.

第1の光変調信号S107−1は、遅延器で所定の遅延を受けることなく、第1の出力側光路変更器37−1で光路が変更された後、多重器51へ送られる。一方、第2の光変調信号S107−2は、遅延器41で第1の光変調信号S107−1に対してT/2[s]の遅延を受けた後、第2の出力側光路変更器37−2で光路が変更されて、然る後多重器51へ送られる。   The first optical modulation signal S107-1 is sent to the multiplexer 51 after the optical path is changed by the first output side optical path changer 37-1 without receiving a predetermined delay by the delayer. On the other hand, the second optical modulation signal S107-2 is delayed by T / 2 [s] with respect to the first optical modulation signal S107-1 by the delay unit 41, and then the second output side optical path changer. At 37-2, the optical path is changed and then sent to the multiplexer 51.

多重器51は、第1の光変調信号S107−1及び第2の光変調信号S107−2を多重して、2逓倍の光時分割多重信号S115を生成して出力する。   The multiplexer 51 multiplexes the first optical modulation signal S107-1 and the second optical modulation signal S107-2 to generate and output a doubled optical time division multiplexed signal S115.

ここでは、光クロック信号と光データ信号が同じ方向から変調器に入力される例について説明したが光クロック信号と光データ信号とは、同期して入力されればよく、その進行方向は問われない。すなわち、光クロック信号と光データ信号とを互いに異なる方向から変調器に入力しても良い。   Here, an example in which the optical clock signal and the optical data signal are input to the modulator from the same direction has been described. However, the optical clock signal and the optical data signal may be input in synchronization, and the traveling direction thereof is not limited. Absent. That is, the optical clock signal and the optical data signal may be input to the modulator from different directions.

この場合、図3を参照して説明した構成例の光クロック信号入力端子と、出力端子の機能を入れ替えて、出力端子から光クロック信号を入力し、光クロック信号入力端子から多重信号を取り出すことができる。   In this case, the functions of the optical clock signal input terminal and the output terminal in the configuration example described with reference to FIG. 3 are switched, the optical clock signal is input from the output terminal, and the multiplexed signal is extracted from the optical clock signal input terminal. Can do.

図4を参照して、光クロック信号と光データ信号とを互いに異なる方向から入力する構成例について説明する。図4は、第1実施形態のOTDMモジュールの他の構成例の概略図である。   With reference to FIG. 4, a configuration example in which the optical clock signal and the optical data signal are input from different directions will be described. FIG. 4 is a schematic diagram of another configuration example of the OTDM module according to the first embodiment.

光変調信号出力端子65から入力された光クロック信号(図中、矢印S102で示す。)は、多重器51で第1のクロック信号(図中、矢印S104−1で示す。)と第2のクロック信号(図中、矢印S104−2で示す。)とに2分岐される。2分岐された一方の第1のクロック信号S104−1は、第1の変調器31−1に送られる。また、2分岐された他方の第2のクロック信号S104−2は、遅延器41でT/2[s]の遅延を受けた後、第2の変調器31−2に送られる。   An optical clock signal (indicated by an arrow S102 in the figure) input from the optical modulation signal output terminal 65 is sent to the first clock signal (indicated by an arrow S104-1 in the figure) and the second by the multiplexer 51. Two branches to a clock signal (indicated by an arrow S104-2 in the figure). One of the two branched first clock signals S104-1 is sent to the first modulator 31-1. Also, the other second clock signal S104-2 that has been branched in two is sent to the second modulator 31-2 after being delayed by the delay unit 41 by T / 2 [s].

第1の光データ信号入力端子62−1を経て光素子集積モジュールに入力された第1の光データ信号S111−1は、第1の入力合波器26−1に送られる。この実施形態では、第1の入力合波器26−1がハーフミラーで構成されるので、第1の光データ信号S111−1のうち、第1の入力合波器26−1で反射される成分が、第1の入力側光路変更器35−1で光路が変更された後、第1の変調器31−1に送られる。   The first optical data signal S111-1 input to the optical element integrated module via the first optical data signal input terminal 62-1 is sent to the first input multiplexer 26-1. In this embodiment, since the first input multiplexer 26-1 is composed of a half mirror, it is reflected by the first input multiplexer 26-1 in the first optical data signal S111-1. The component is sent to the first modulator 31-1 after the optical path is changed by the first input side optical path changer 35-1.

第2の光データ信号入力端子62−2を経て光素子集積モジュールに入力された第2の光データ信号S111−2は、第2の入力合波器26−2に送られる。この実施形態では、第2の入力合波器26−2がハーフミラーで構成され、第2の光データ信号S111−2のうち、第2の入力合波器26−2で反射される成分が、第2の入力側光路変更器35−2で光路が変更された後、第2の変調器31−2に送られる。   The second optical data signal S111-2 input to the optical element integrated module via the second optical data signal input terminal 62-2 is sent to the second input multiplexer 26-2. In this embodiment, the second input multiplexer 26-2 is formed of a half mirror, and the component reflected by the second input multiplexer 26-2 is included in the second optical data signal S111-2. After the optical path is changed by the second input side optical path changer 35-2, the optical signal is sent to the second modulator 31-2.

第1の変調器31−1では、第1の光クロック信号S104−1と第1の光データ信号S111−1とのXAMにより、第1の光変調信号(図中、矢印S108−1で示す。)が生成される。また、第2の変調器31−2では、第2の光クロック信号S104−2と第2の光データ信号S111−2とのXAMにより、第2の光変調信号(図中、矢印S108−2で示す。)が生成される。   In the first modulator 31-1, the first optical modulation signal (indicated by an arrow S108-1 in the figure) is obtained by XAM of the first optical clock signal S104-1 and the first optical data signal S111-1. .) Is generated. Further, in the second modulator 31-2, the second optical modulation signal (in the figure, the arrow S108-2) is obtained by XAM of the second optical clock signal S104-2 and the second optical data signal S111-2. Is generated).

第1の光変調信号S108−1は、第1の入力側光路変更器35−1で光路が変更された後、第1の入力合波器26−1を透過する成分が、分岐器21に送られる。一方、第2の光変調信号S108−2は、第2の入力側光路変更器35−2で光路が変更された後、第2の入力合波器26−2を透過する成分が、分岐器21に送られる。   In the first optical modulation signal S108-1, after the optical path is changed by the first input side optical path changer 35-1, a component that passes through the first input multiplexer 26-1 is transmitted to the branching unit 21. Sent. On the other hand, the component of the second optical modulation signal S108-2 transmitted through the second input multiplexer 26-2 after the optical path is changed by the second input side optical path changer 35-2 is a branching device. 21.

分岐器21は、第1の光変調信号S108−1及び第2の光変調信号S108−2を多重して、2逓倍の光時分割多重信号(図中、矢印S116で示す。)を生成して、光クロック信号入力端子61を経て出力する。   The branching device 21 multiplexes the first optical modulation signal S108-1 and the second optical modulation signal S108-2 to generate a doubled optical time division multiplexed signal (indicated by an arrow S116 in the figure). Then, the signal is output through the optical clock signal input terminal 61.

なお、図3に示したOTDMモジュールと同様の機能を有する光素子集積モジュールを、光ファイバと光カプラを用いて構成する、いわゆるファイバ結合型のモジュールで実現することも可能である。   Note that the optical element integrated module having the same function as that of the OTDM module shown in FIG. 3 can be realized by a so-called fiber coupling type module configured by using an optical fiber and an optical coupler.

図5を参照して、ファイバ結合型モジュールについて説明する。ファイバ結合型モジュールでは、分岐器28、第1の入力合波器29−1、第2の入力合波器29−2及び多重器58は、任意好適な従来周知の光カプラで形成することができる。また、各光学部品の間は光ファイバで結合される。   The fiber coupled module will be described with reference to FIG. In the fiber coupling type module, the branching unit 28, the first input multiplexer 29-1, the second input multiplexer 29-2, and the multiplexer 58 may be formed of any suitable conventionally known optical coupler. it can. Further, the optical components are coupled by optical fibers.

光クロック信号S101は、分岐器28で2分岐され、一方の第1のクロック信号S103−1が第1の入力合波器29−1に送られ、他方の第2のクロック信号S103−2が第2の入力合波器29−2に送られる。第1の入力合波器29−1には、さらに第1の光データ信号S111−1が入力される。第1のクロック信号S103−1と第1の光データ信号S111−1は、第1の入力合波器29−1で合波された後、第1の変調器32−1へ送られる。第2の入力合波器29−2には、さらに第2の光データ信号S111−2が入力される。第2のクロック信号S103−2と第2の光データ信号S111−2は、第2の入力合波器29−2で合波された後、第2の変調器32−2へ送られる。   The optical clock signal S101 is branched into two by the branching device 28, one first clock signal S103-1 is sent to the first input multiplexer 29-1, and the other second clock signal S103-2 is sent. It is sent to the second input multiplexer 29-2. The first optical data signal S111-1 is further input to the first input multiplexer 29-1. The first clock signal S103-1 and the first optical data signal S111-1 are combined by the first input multiplexer 29-1, and then sent to the first modulator 32-1. The second optical data signal S111-2 is further input to the second input multiplexer 29-2. The second clock signal S103-2 and the second optical data signal S111-2 are combined by the second input multiplexer 29-2 and then sent to the second modulator 32-2.

第1の変調器32−1及び第2の変調器32−2での変調は、図3を参照して説明した第1実施形態と同様に行われる。第1の変調器32−1で変調された第1光変調信号S107−1は、多重器58に送られる。また、第2の変調器32−2で変調された第2光変調信号S107−2は、遅延器42でT/2[s]の遅延を受けた後、多重器58に送られる。多重器58は、第1光変調信号S107−1及び第2光変調信号S107−2を多重して、光時分割多重信号S115として出力する。   The modulation by the first modulator 32-1 and the second modulator 32-2 is performed similarly to the first embodiment described with reference to FIG. The first optical modulation signal S107-1 modulated by the first modulator 32-1 is sent to the multiplexer 58. The second optical modulation signal S107-2 modulated by the second modulator 32-2 is sent to the multiplexer 58 after being delayed by T / 2 [s] by the delay unit. The multiplexer 58 multiplexes the first optical modulation signal S107-1 and the second optical modulation signal S107-2 and outputs the result as an optical time division multiplexed signal S115.

ここで、周期Tが10[GHz]の光クロック信号が光ファイバ内に入力される場合、光ファイバ内では、およそ2cmおきに光パルスが並んでいる計算になる。光時分割多重を行うために、遅延量を揃えるには、mmの精度での光ファイバの融着が必要になる。また、光ファイバを用いる構成では、0.1μm以下という搬送波の位相調整は非常に困難になる。   Here, when an optical clock signal having a period T of 10 [GHz] is input into the optical fiber, the optical pulses are arranged approximately every 2 cm in the optical fiber. In order to make the delay amount uniform in order to perform optical time division multiplexing, it is necessary to fuse optical fibers with an accuracy of mm. Further, in the configuration using the optical fiber, it is very difficult to adjust the phase of the carrier wave of 0.1 μm or less.

これに対し、空間結合型の光素子集積モジュールでは、従来周知のOTDMモジュールと同様に、搬送波の位相レベルで調整を行うことができる。   On the other hand, in the spatially coupled optical element integrated module, the adjustment can be performed by the phase level of the carrier wave as in the known OTDM module.

(第2実施形態)
図6を参照して、第2実施形態の光素子集積モジュールについて説明する。
(Second Embodiment)
With reference to FIG. 6, the optical element integrated module of 2nd Embodiment is demonstrated.

図6(A)及び(B)は、第2実施形態の光素子集積モジュールの概略構成図である。図6(A)は、第2実施形態の光素子集積モジュールの平面図である。図6(B)は、第2実施形態の光素子集積モジュールの側面図であって、特に、入力合波器及び光データ信号入力端子の部分を拡大して示す図である。   6A and 6B are schematic configuration diagrams of the optical element integrated module of the second embodiment. FIG. 6A is a plan view of the optical element integrated module of the second embodiment. FIG. 6B is a side view of the optical element integrated module according to the second embodiment, and particularly shows an enlarged view of the input multiplexer and the optical data signal input terminal.

ここでは、nが2、すなわち4多重のOTDMモジュールの場合の例につき説明する。なお、nは2に限定されるものではなく、1又は3以上の整数にしても良い。   Here, an example where n is 2, that is, a 4-multiplex OTDM module will be described. Note that n is not limited to 2, and may be 1 or an integer of 3 or more.

第1実施形態では、nが1であり、光データ信号が、基準平面を伝播するように入力されている。これに対し、第2実施形態では、nが2であり、光データ信号が基準平面に直角に入力されている。これ以外の構成は、第1実施形態と第2実施形態とで同様であるので、重複する説明を省略する場合がある。   In the first embodiment, n is 1, and the optical data signal is input so as to propagate through the reference plane. On the other hand, in the second embodiment, n is 2, and the optical data signal is input at a right angle to the reference plane. Since the configuration other than this is the same between the first embodiment and the second embodiment, a duplicate description may be omitted.

第2実施形態のOTDMモジュールでは、分岐部は第1〜3の分岐器22−1〜3で構成される。また、入力合波部は、第1〜4の入力合波器26−1〜4で構成され、変調部は、第1〜4の変調器31−1〜4で構成される。さらに、遅延部は、第1〜3の遅延器42−1〜3で構成され、多重部は、第1〜3の多重器52−1〜3で構成される。   In the OTDM module of the second embodiment, the branching unit includes first to third branching units 22-1 to 23-1. Further, the input multiplexer is composed of first to fourth input multiplexers 26-1 to 26-4, and the modulator is composed of first to fourth modulators 31-1 to 31-4. Further, the delay unit includes first to third delay units 42-1 to 42-1, and the multiplexing unit includes first to third multiplexers 52-1 to 52-1.

このOTDMモジュールは、支持体6の底板8上に、第1〜3の分岐器22−1〜3、第1〜4の入力合波器26−1〜4、第1〜4の変調器31−1〜4、第1〜3の遅延器及び第1〜3の多重器52−1〜3の各光学部品が設けられている。ここで、支持体6は、例えば底板8を六角形状の箱型に形成しておき、これに外部から光学部品を着脱自在に収容できる構造としてあるのが好ましい。この構成例では、支持体6の底板8を定盤として、この定盤に平行な面を基準平面としている。   The OTDM module includes first to third branching units 22-1 to 23-1, first to fourth input multiplexers 26-1 to 26-4, and first to fourth modulators 31 on the bottom plate 8 of the support 6. Optical components of -1 to 4, first to third delay devices, and first to third multiplexers 52-1 to 52-3 are provided. Here, it is preferable that the support 6 has a structure in which, for example, the bottom plate 8 is formed in a hexagonal box shape, and an optical component can be detachably accommodated from the outside. In this configuration example, the bottom plate 8 of the support 6 is used as a surface plate, and a plane parallel to the surface plate is used as a reference plane.

OTDMモジュールでは、上述の光学部品のほかに、OTDMモジュール内を伝播する光の光路を変更するための光路変更器を備える場合がある。   The OTDM module may include an optical path changer for changing the optical path of light propagating in the OTDM module in addition to the above-described optical components.

図6では、第1〜4の入力側光路変更器35−1〜4と、第1〜4の出力側光路変更器37−1〜4を備える例を示している。第2の分岐器22−2と第1の入力合波器26−1との間に、第1の入力側光路変更器35−1を備え、第3の分岐器22−3と第2の入力合波器26−2との間に、第2の入力側光路変更器35−2を備え、第2の分岐器22−2と第3の入力合波器26−3との間に、第3の入力側光路変更器35−3を備え、及び、第3の分岐器22−3と第4の入力合波器26−4との間に、第4の入力側光路変更器35−4を備えている。また、第1の変調器31−1と第1の多重器52−1との間に、第1の出力側光路変更器37−1を備え、第2の変調器31−2と第1の遅延器42−1との間に、第2の出力側光路変更器37−2を備え、第3の変調器31−3と第2の遅延器42−2との間に第3の出力側光路変更器37−3を備え、及び第4の変調器31−4と第3の遅延器42−3との間に第4の出力側光路変更器37−4を備えている。   FIG. 6 shows an example including first to fourth input-side optical path changers 35-1 to 35-4 and first to fourth output-side optical path changers 37-1 to 37-4. A first input-side optical path changer 35-1 is provided between the second branching device 22-2 and the first input multiplexer 26-1, and the third branching device 22-3 and the second input branching device 26-1. A second input side optical path changer 35-2 is provided between the input multiplexer 26-2, and between the second branching device 22-2 and the third input multiplexer 26-3. A third input side optical path changer 35-3 is provided, and a fourth input side optical path changer 35- is provided between the third branching unit 22-3 and the fourth input multiplexer 26-4. 4 is provided. Further, a first output side optical path changer 37-1 is provided between the first modulator 31-1 and the first multiplexer 52-1, and the second modulator 31-2 and the first multiplexer 52-1 are provided. A second output side optical path changer 37-2 is provided between the delay unit 42-1 and a third output side between the third modulator 31-3 and the second delay unit 42-2. An optical path changer 37-3 is provided, and a fourth output-side optical path changer 37-4 is provided between the fourth modulator 31-4 and the third delay unit 42-3.

OTDMモジュールの支持体6には、光クロック信号入力端子61と、第1〜4の光データ信号入力端子63−1〜4と、光変調信号出力端子65とが設けられている。なお、図6(A)の平面図では、第1〜4の光データ信号入力端子63−1〜4の図示を省略し、また、図6(B)の側面図では、代表して1つの光データ信号入力端子63を示している。   The support 6 of the OTDM module is provided with an optical clock signal input terminal 61, first to fourth optical data signal input terminals 63-1 to 63-4, and an optical modulation signal output terminal 65. In the plan view of FIG. 6A, the first to fourth optical data signal input terminals 63-1 to 63-4 are not shown, and in the side view of FIG. An optical data signal input terminal 63 is shown.

第1〜4の光データ信号入力端子63−1〜4は、第1〜4の入力合波器26−1〜4に一対一に対応して設けられている。   The first to fourth optical data signal input terminals 63-1 to 63-4 are provided in one-to-one correspondence with the first to fourth input multiplexers 26-1 to 26-4.

光クロック信号入力端子61は基準平面内に光クロック信号S101を導入する。各光データ信号入力端子63は、底板6又は上板に、基準平面に直角に取り付けられる。光データ信号入力端子63は、基準平面に垂直方向から光データ信号S111を導入する。この光素子集積モジュールは、光信号が所要光学部品間の空間を伝播する、いわゆる空間結合型のモジュールである。   The optical clock signal input terminal 61 introduces the optical clock signal S101 in the reference plane. Each optical data signal input terminal 63 is attached to the bottom plate 6 or the top plate at a right angle to the reference plane. The optical data signal input terminal 63 introduces the optical data signal S111 from the direction perpendicular to the reference plane. This optical element integrated module is a so-called spatially coupled module in which an optical signal propagates through a space between required optical components.

なお、光学部品間で空間結合を実現するために、各光学部品には、入力端及び出力端のいずれか一方または双方にレンズを備えるものがあるが、レンズについての説明及び図示は省略する。   In order to realize spatial coupling between optical components, each optical component includes a lens at one or both of an input end and an output end, but description and illustration of the lens are omitted.

光クロック信号S101は、第1の分岐器22−1で第1信号と第2信号とに2分岐される。第2の分岐器22−2は、第1の分岐器22−1で2分岐された一方の第1信号を、さらに2分岐して、第1のクロック信号S103−1と第3のクロック信号S103−3を生成する。第3の分岐器22−3は、第1の分岐器22−1で2分岐された他方の第2信号を、さらに2分岐して、第2のクロック信号S103−2と第4のクロック信号S103−4を生成する。   The optical clock signal S101 is bifurcated into a first signal and a second signal by the first branching device 22-1. The second branching device 22-2 further branches the first signal that has been branched into two by the first branching device 22-1 into two, and outputs the first clock signal S103-1 and the third clock signal. S103-3 is generated. The third branching device 22-3 further branches the other second signal that has been branched into two by the first branching device 22-1 into two, and the second clock signal S103-2 and the fourth clock signal. S103-4 is generated.

第1〜4のクロック信号S103−1〜4は、それぞれ第1〜4の入力側光路変更器35−1〜4で光路が変更された後、第1〜4の入力合波器26−1〜4に送られる。   The first to fourth clock signals S103-1 to S103-4 are changed in optical path by the first to fourth input-side optical path changers 35-1 to 35-4, respectively, and then the first to fourth input multiplexers 26-1 are used. Sent to ~ 4.

第1の光データ信号S111−1は、第1の光データ信号入力端子63−1を経て、基準平面に直角に光素子集積モジュールの第1の入力合波器26−1に入力される。第2の光データ信号S111−2は、第2の光データ信号入力端子63−2を経て、基準平面に直角に光素子集積モジュールの第2の入力合波器26−2に入力される。第3の光データ信号S111−3は、第3の光データ信号入力端子63−3を経て、基準平面に直角に光素子集積モジュールの第3の入力合波器26−3に入力される。第4の光データ信号S111−4は、第4の光データ信号入力端子63−4を経て、基準平面に直角に光素子集積モジュールの第4の入力合波器26−4に入力される。   The first optical data signal S111-1 is input to the first input multiplexer 26-1 of the optical element integrated module through the first optical data signal input terminal 63-1 at a right angle to the reference plane. The second optical data signal S111-2 is input to the second input multiplexer 26-2 of the optical element integrated module through the second optical data signal input terminal 63-2 at a right angle to the reference plane. The third optical data signal S111-3 is input to the third input multiplexer 26-3 of the optical element integrated module through the third optical data signal input terminal 63-3 at a right angle to the reference plane. The fourth optical data signal S111-4 is input to the fourth input multiplexer 26-4 of the optical element integrated module through the fourth optical data signal input terminal 63-4 at a right angle to the reference plane.

第1〜4の入力合波器26−1〜4に入力された第1〜4の光データ信号S111−1〜4のうち、第1〜4の入力合波器26−1〜4で反射される成分が、基準平面内を伝播し、第1〜4の変調器31−1〜4に送られる。一方、第1〜4の入力合波器26−1〜4に入力された第1〜4の光クロック信号S103−1〜4のうち、第1〜4の入力合波器26−1〜4を透過する成分が、基準平面内を伝播し、第1〜4の変調器31−1〜4に送られる。   Of the first to fourth optical data signals S111-1 to S111-1 to 4 input to the first to fourth input multiplexers 26-1 to 26-4, they are reflected by the first to fourth input multiplexers 26-1 to 26-4. The component to be transmitted propagates in the reference plane and is sent to the first to fourth modulators 31-1 to 31-4. On the other hand, of the first to fourth optical clock signals S103-1 to S103-1 to 4 input to the first to fourth input multiplexers 26-1 to 26-4, the first to fourth input multiplexers 26-1 to 26-4. The component that passes through the light propagates in the reference plane and is sent to the first to fourth modulators 31-1 to 31-4.

第1〜4の変調器31−1〜4は、それぞれ第1〜4の光クロック信号S103−1〜4を強度変調して、第1〜4の光変調信号S107−1〜4を生成する。第1〜4の変調器31−1〜4における強度変調は、上述した第1実施形態と同様に行われるので、説明を省略する。   The first to fourth modulators 31-1 to 31-4 modulate the intensity of the first to fourth optical clock signals S103-1 to S103-1 to generate the first to fourth optical modulation signals S107-1 to S107-4, respectively. . Since the intensity modulation in the first to fourth modulators 31-1 to 31-4 is performed in the same manner as in the first embodiment described above, description thereof is omitted.

第1の光変調信号S107−1は、遅延器で所定の遅延を受けることなく、第1の出力側光路変更器37−1で光路が変更された後、第1の多重器52−1へ送られる。第2の光変調信号S107−2は、第2の出力側光路変更器37−2で光路が変更された後、第1の遅延器42−1でT/4[s]の遅延を受けて、然る後第2の多重器52−2へ送られる。第3の光変調信号S107−3は、第3の出力側光路変更器37−3で光路が変更された後、第2の遅延器42−2でT/2[s]の遅延を受けて、然る後第1の多重器52−1へ送られる。第4の光変調信号S107−4は、第4の出力側光路変更器37−4で光路が変更された後、第3の遅延器42−3で3T/4[s]の遅延を受けて、然る後第2の多重器52−2へ送られる。   The first optical modulation signal S107-1 is not subjected to a predetermined delay by the delay unit, and the optical path is changed by the first output side optical path changer 37-1, and then to the first multiplexer 52-1. Sent. The second optical modulation signal S107-2 is delayed by T / 4 [s] by the first delay unit 42-1, after the optical path is changed by the second output side optical path changer 37-2. After that, it is sent to the second multiplexer 52-2. The third optical modulation signal S107-3 is delayed by T / 2 [s] by the second delay unit 42-2 after the optical path is changed by the third output side optical path changer 37-3. Thereafter, it is sent to the first multiplexer 52-1. The fourth optical modulation signal S107-4 is subjected to a delay of 3T / 4 [s] by the third delay unit 42-3 after the optical path is changed by the fourth output side optical path changer 37-4. After that, it is sent to the second multiplexer 52-2.

この結果、第1〜4の光変調信号S107−1〜4の順次の光変調信号の間に、それぞれT/4[s]の時間差が与えられる。   As a result, a time difference of T / 4 [s] is given between the sequential optical modulation signals of the first to fourth optical modulation signals S107-1 to S107-1.

第1の多重器52−1は、第1の光変調信号S107−1と第3の光変調信号S107−3を多重して、第3信号を生成する。第2の多重器52−2は、第2の光変調信号S107−2と第4の光変調信号S107−4を多重して、第4信号を生成する。第3の多重器52−3は、第3信号と第4信号を多重する。この結果、第3の多重器52−3からは、第1〜4の光変調信号S107−1〜4を多重した、4逓倍のOTDM信号S115が出力される。   The first multiplexer 52-1 multiplexes the first optical modulation signal S107-1 and the third optical modulation signal S107-3 to generate a third signal. The second multiplexer 52-2 multiplexes the second optical modulation signal S107-2 and the fourth optical modulation signal S107-4 to generate a fourth signal. The third multiplexer 52-3 multiplexes the third signal and the fourth signal. As a result, the third multiplexer 52-3 outputs a quadruple OTDM signal S115 obtained by multiplexing the first to fourth optical modulation signals S107-1 to S107-4.

第2実施形態のOTDMモジュールによれば、光データ信号を、基準平面に対して直角の方向から、すなわち光素子モジュールの上面又は下面から入射する構成にすると、多重数が増加した場合であっても、光素子モジュールのサイズを大きくすることなくコンパクトに形成することができる。   According to the OTDM module of the second embodiment, when the optical data signal is incident from the direction perpendicular to the reference plane, that is, from the upper surface or the lower surface of the optical element module, the number of multiplexing increases. However, it can be formed compactly without increasing the size of the optical element module.

(第3実施形態)
図7を参照して、第3実施形態の光素子集積モジュールについて説明する。
(Third embodiment)
With reference to FIG. 7, the optical element integrated module of 3rd Embodiment is demonstrated.

図7は、第3実施形態の光素子集積モジュールの概略構成図であり、特に、入力合波器及び光データ信号入力端子の部分を拡大して示す図である。   FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an optical element integrated module according to the third embodiment, and particularly an enlarged view of an input multiplexer and an optical data signal input terminal.

第3実施形態の光素子集積モジュールは、図6を参照して説明した第2実施形態の光素子集積モジュールに対して、入力合波器に帯域フィルタを用いる点と、光データ信号入力端子の底板への取り付け角度が異なっている。それ以外の構成は、第2実施形態と同様なので、重複する説明を省略する。   The optical element integrated module according to the third embodiment is different from the optical element integrated module according to the second embodiment described with reference to FIG. 6 in that a band-pass filter is used as an input multiplexer, and an optical data signal input terminal The mounting angle to the bottom plate is different. Since the other configuration is the same as that of the second embodiment, a duplicate description is omitted.

第3実施形態の光素子集積モジュール(OTDMモジュール)では、入力合波器27として帯域フィルタを用いる。ここで、帯域フィルタは、境界波長を有しており、光信号の波長が、境界波長より長いか短いかによって、透過と反射のいずれかがなされる。帯域フィルタとして、例えば従来周知の誘電体多層膜フィルタを用いることができる。なお、帯域フィルタとして、ある波長帯域だけ透過して、他の波長帯域を反射するフィルタ、又は、ある波長帯域だけ反射して、他の波長帯域を透過するフィルタを用いても良い。   In the optical element integrated module (OTDM module) of the third embodiment, a bandpass filter is used as the input multiplexer 27. Here, the band-pass filter has a boundary wavelength, and either transmission or reflection is performed depending on whether the wavelength of the optical signal is longer or shorter than the boundary wavelength. As the bandpass filter, for example, a conventionally known dielectric multilayer filter can be used. As a band filter, a filter that transmits only a certain wavelength band and reflects other wavelength bands, or a filter that reflects only a certain wavelength band and transmits other wavelength bands may be used.

光クロック信号の波長λclと、光データ信号の波長λの間に、境界波長λthがあり、波長λclの光クロック信号を透過し、波長λの光データ信号を反射する構成にすれば帯域フィルタは入力合波器として機能する。ここで、帯域フィルタの光軸を、光クロック信号の光路に平行に配置すると、変調器31と光データ信号入力端子を配置することができないため、入力合波器27の光軸を、基準平面に対して角度θで傾ける。 The wavelength lambda cl optical clock signal, between the wavelength lambda d of the optical data signal, there are boundary wavelength lambda th, transmitted through the optical clock signal of wavelength lambda cl, the configuration of reflecting optical data signal having a wavelength lambda d Then, the bandpass filter functions as an input multiplexer. Here, if the optical axis of the bandpass filter is arranged parallel to the optical path of the optical clock signal, the modulator 31 and the optical data signal input terminal cannot be arranged, so the optical axis of the input multiplexer 27 is set to the reference plane. Is tilted at an angle θ.

第2実施形態のOTDMモジュールと同様に、基準平面に直角な方向から光データ信号を入射する場合、入力号波器27で反射した光信号を、基準平面内を伝播させるためには、光軸を基準平面に対して45度傾ける必要がある。この場合、市販の1.5μm帯域の帯域フィルタでは、境界波長λthが2.1μm(=1.5μm/cos45°)になってしまい、実用的でない。 Similar to the OTDM module of the second embodiment, when an optical data signal is incident from a direction perpendicular to the reference plane, in order to propagate the optical signal reflected by the input wave separator 27 in the reference plane, the optical axis Needs to be inclined 45 degrees with respect to the reference plane. In this case, the band-pass filter of a commercially available 1.5 [mu] m band, a boundary wavelength lambda th is becomes to 2.1μm (= 1.5μm / cos45 °) , is not practical.

そこで、第1〜2の入力合波器を構成する帯域フィルタの反射及び透過の境界波長λth(=λth0/cosθ)が、1.5μm程度にする。 Therefore, the reflection / transmission boundary wavelength λ th (= λ th0 / cos θ) of the bandpass filters constituting the first to 2n input multiplexers is set to about 1.5 μm.

例えば、1.5μm帯の帯域フィルタ、例えば、固有境界波長λth0が1.52μmの帯域フィルタを用いる場合、θを15°にすると、境界波長λthは、1.57μm(=1.52μm/cos15°)になり、1.5μm帯の光通信において使用される波長帯に含まれる。従って、1.5μm帯の帯域フィルタを用いる場合はθを15°以下にするのが良い。 For example, when a band filter of a 1.5 μm band, for example, a band filter having an intrinsic boundary wavelength λ th0 of 1.52 μm is used, when θ is set to 15 °, the boundary wavelength λ th is 1.57 μm (= 1.52 μm / cos15 °) and included in the wavelength band used in 1.5 μm band optical communication. Therefore, when using a 1.5 μm band filter, θ should be 15 ° or less.

また、1.3μm帯の帯域フィルタを用いる場合、θを30°にすると、1.3μm/cos30°=1.5μm程度になる。従って、1.3μm帯の帯域フィルタを用いる場合はθを30°程度にするのが良い。   Further, when a band filter in the 1.3 μm band is used, when θ is set to 30 °, 1.3 μm / cos 30 ° = 1.5 μm. Accordingly, when using a 1.3 μm band filter, θ should be set to about 30 °.

このとき、帯域フィルタで反射された光データ信号S111を基準平面内を伝播させるために、光データ信号入力端子64は、基準平面に対して、2×θの角度に設けられる。   At this time, in order to propagate the optical data signal S111 reflected by the bandpass filter in the reference plane, the optical data signal input terminal 64 is provided at an angle of 2 × θ with respect to the reference plane.

このように、光合波器を、帯域フィルタを用いて構成して、帯域フィルタの反射及び透過特性を利用すると、ハーフミラーを用いるのに比べて、光合波器での光損失を低減することができる。例えば、入力合波器にハーフミラーを用いた場合、光データ信号及び光クロック信号のそれぞれについて、透過成分と反射成分に2分された一方のみが用いられる。このため、入力合波器を経て変調器に入力された光信号は、モジュールに入力された光信号のおよそ半分の強度になる。これに対し、帯域フィルタを用いる場合、境界波長の前後で、透過と反射といずれか一方が支配的になる。このため、入力合波器を経て変調器に入力された光信号は、モジュールに入力された光信号と同程度の強度になる。   As described above, when the optical multiplexer is configured using the band filter and the reflection and transmission characteristics of the band filter are used, the optical loss in the optical multiplexer can be reduced as compared with the case of using the half mirror. it can. For example, when a half mirror is used for the input multiplexer, only one of the optical data signal and the optical clock signal that is divided into the transmission component and the reflection component is used. For this reason, the optical signal input to the modulator via the input multiplexer has approximately half the intensity of the optical signal input to the module. On the other hand, when the band filter is used, either transmission or reflection is dominant before and after the boundary wavelength. For this reason, the optical signal input to the modulator via the input multiplexer has the same strength as the optical signal input to the module.

OTDMモジュールが動作する条件は、バイアス電圧が−1.2V、光クロック信号の強度が17dBm及び光データ信号の強度が21dBmである。これに対し、帯域フィルタを用いる場合は、バイアス電圧が−1.2V、光クロック信号の強度が14dBm及び光データ信号の強度が18dBmである。このように、光データ信号及び光クロック信号の光強度が低減されるため、光増幅器で消費される電力を低減することができ、低消費電力化につながる。   The conditions under which the OTDM module operates are that the bias voltage is −1.2 V, the intensity of the optical clock signal is 17 dBm, and the intensity of the optical data signal is 21 dBm. On the other hand, when the band filter is used, the bias voltage is −1.2 V, the intensity of the optical clock signal is 14 dBm, and the intensity of the optical data signal is 18 dBm. Thus, since the optical intensity of the optical data signal and the optical clock signal is reduced, the power consumed by the optical amplifier can be reduced, leading to lower power consumption.

この発明の光素子集積モジュールにおける信号処理の模式図である。It is a schematic diagram of signal processing in the optical element integrated module of the present invention. この発明の光素子集積モジュールにおける信号処理のタイミングチャートである。It is a timing chart of the signal processing in the optical element integrated module of this invention. 第1実施形態の光素子集積モジュールの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the optical element integrated module of 1st Embodiment. 第1実施形態の光素子集積モジュールの他の構成例の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the other structural example of the optical element integrated module of 1st Embodiment. ファイバ結合型光素子集積モジュールの概略構成図である。It is a schematic block diagram of a fiber coupling type optical element integrated module. 第2実施形態の光素子集積モジュールの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the optical element integrated module of 2nd Embodiment. 第3実施形態の光素子集積モジュールの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the optical element integrated module of 3rd Embodiment. 光素子集積モジュールの従来例の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the prior art example of an optical element integrated module.

符号の説明Explanation of symbols

5、6 支持体
7、8 底板
10、11、11a、12、13 光素子集積モジュール
15 ファイバ結合型光素子集積モジュール
20 分岐部
21、22、28 分岐器
25 入力合波部
26、27、29 入力合波器
30 変調部
31、32 変調器
35 入力側光路変更器
37 出力側光路変更器
40 遅延部
41、42 遅延器
50 多重部
51、52、58 多重器
61 光クロック信号入力端子
62、63、64 光データ信号入力端子
65 光変調信号出力端子
70、75 光増幅器
80 バンドパスフィルタ
5, 6 Support body 7, 8 Bottom plate 10, 11, 11a, 12, 13 Optical element integrated module 15 Fiber coupling type optical element integrated module 20 Branching part 21, 22, 28 Branching unit 25 Input multiplexing part 26, 27, 29 Input multiplexer 30 Modulator 31, 32 Modulator 35 Input side optical path changer 37 Output side optical path changer 40 Delay part 41, 42 Delayer 50 Multiplexer 51, 52, 58 Multiplexer 61 Optical clock signal input terminal 62, 63, 64 Optical data signal input terminal 65 Optical modulation signal output terminal 70, 75 Optical amplifier 80 Band pass filter

Claims (7)

周期Tの光クロック信号を第1〜2のクロック信号(nは1以上の整数)に分岐する分岐部と、
第1〜2のクロック信号のそれぞれに対して強度変調を与えることにより、第1〜2の光変調信号を生成する変調部と、
第1〜2の光データ信号を前記変調部へ送る入力合波部と、
前記第1〜2の光変調信号を合波して、光時分割多重信号を生成する多重部と、
第1〜2の光変調信号の順次の光変調信号の間に、それぞれT/2の時間差を与える遅延部と
を備える光素子集積モジュールであって、
前記変調部は、第1〜2の変調器を備えて構成され、第kの変調器(kは1以上2以下の整数)は、第kのクロック信号と、前記第kの光データ信号との相互吸収変調効果により、第kの光変調信号を生成し、
前記入力合波部は、第1〜2の入力合波器を備えて構成され、第kの入力合波器は、第kの光データ信号及び第kのクロック信号を合波して第kの変調器に送る
ことを特徴とする光素子集積モジュール。
A branching unit that branches an optical clock signal having a period T into first to 2n clock signals (n is an integer of 1 or more);
A modulation unit for generating first to 2n optical modulation signals by applying intensity modulation to each of the first to 2n clock signals;
An input multiplexer for sending the first to 2n optical data signals to the modulator;
A multiplexing unit that combines the first to 2n optical modulation signals to generate an optical time division multiplexed signal;
An optical element integrated module comprising a delay unit that gives a time difference of T / 2n between sequential optical modulation signals of the first to 2n optical modulation signals,
The modulation unit includes first to 2n modulators, and a kth modulator (k is an integer of 1 to 2n ) includes a kth clock signal and the kth optical data. A k-th optical modulation signal is generated by the mutual absorption modulation effect with the signal;
The input multiplexer includes first to 2n input multiplexers, and the kth input multiplexer combines the kth optical data signal and the kth clock signal to generate the first. An optical element integrated module, wherein the optical element integrated module is sent to a modulator of k.
前記第1〜2の入力合波器は、それぞれハーフミラーで構成され、
前記第kの入力合波器は、前記第kの光データ信号を反射させて前記第kの変調器に送り、及び、前記第kのクロック信号を透過させて前記第kの変調器に送る
ことを特徴とする請求項1に記載の光素子集積モジュール。
Each of the first to 2n input multiplexers is composed of a half mirror,
The kth input multiplexer reflects the kth optical data signal and sends it to the kth modulator, and transmits the kth clock signal and sends it to the kth modulator. The optical element integrated module according to claim 1.
前記第1〜2の変調器の光軸は、同一の基準平面内に設けられ、
前記第1〜2の光データ信号は、それぞれ前記基準平面内に設けられた第1〜2の光データ信号入力端子から前記入力合波部に入力される
ことを特徴とする請求項2に記載の光素子集積モジュール。
The optical axes of the first to 2n modulators are provided in the same reference plane,
3. The first to 2n optical data signals are respectively input to the input multiplexing unit from first to 2n optical data signal input terminals provided in the reference plane. An optical device integrated module according to 1.
前記第1〜2の変調器の光軸は、同一の基準平面内に設けられ、
前記第1〜2の光データ信号は、それぞれ前記基準平面に対して直角に設けられた第1〜2の光データ信号入力端子から前記入力合波部に入力される
ことを特徴とする請求項2に記載の光素子集積モジュール。
The optical axes of the first to 2n modulators are provided in the same reference plane,
The first to 2n optical data signals are respectively input to the input multiplexing unit from first to 2n optical data signal input terminals provided at right angles to the reference plane. The optical element integrated module according to claim 2.
前記第1〜2の変調器の光軸は、同一の基準平面内に設けられ、
前記第1〜2の入力合波器は、それぞれ光軸に沿って入射した光に対する反射及び透過の固有境界波長λth0を有する帯域フィルタで構成され、
前記第1〜2の入力合波器の光軸は、前記基準平面に対して角度θで傾いていて、
前記第1〜2の入力合波器を構成する帯域フィルタの前記基準平面内を伝播する光に対する反射及び透過の境界波長λth(=λth0/cosθ)が、光クロック信号の波長λclと光データ信号の波長λの間の値であり、
前記第1〜2の光データ信号は、前記基準平面に対して2×θの角度に設けられた第1〜2の光データ信号入力端子から前記入力合波部に入力される
ことを特徴とする請求項1に記載の光素子集積モジュール。
The optical axes of the first to 2n modulators are provided in the same reference plane,
The first to second n input multiplexers are each composed of a band-pass filter having a natural boundary wavelength λ th0 of reflection and transmission with respect to light incident along the optical axis,
The optical axes of the first to 2n input multiplexers are inclined at an angle θ with respect to the reference plane,
The boundary wavelength λ th (= λ th0 / cos θ) of reflection and transmission with respect to the light propagating in the reference plane of the band pass filter constituting the first to 2n input multiplexers is the wavelength λ cl of the optical clock signal. And a value between the wavelength λ d of the optical data signal,
The first to 2n optical data signals are input to the input multiplexing unit from first to 2n optical data signal input terminals provided at an angle of 2 × θ with respect to the reference plane. The optical element integrated module according to claim 1, wherein:
周期Tの光クロック信号を第1〜2のクロック信号(nは1以上の整数)に分岐する分岐部と、
第1〜2のクロック信号のそれぞれに対して強度変調を与えることにより、第1〜2の光変調信号を生成する変調部と、
第1〜2の光データ信号を前記変調部へ送る入力合波部と、
前記第1〜2の光変調信号を合波して、光時分割多重信号を生成する多重部と、
第1〜2の光変調信号の順次の光変調信号の間に、それぞれT/2の時間差を与える遅延部と
を備える光素子集積モジュールであって、
前記変調部は、第1〜2の変調器を備えて構成され、第kの変調器(kは1以上2以下の整数)は、第kのクロック信号と、前記第kの光データ信号との相互吸収変調効果により、第kの光変調信号を生成し、
前記入力合波部は、第1〜2の入力合波器を備えて構成され、第kの入力合波器は、第kの光データ信号を第kの変調器に送る
ことを特徴とする光素子集積モジュール。
A branching unit that branches an optical clock signal having a period T into first to 2n clock signals (n is an integer of 1 or more);
A modulation unit for generating first to 2n optical modulation signals by applying intensity modulation to each of the first to 2n clock signals;
An input multiplexer for sending the first to 2n optical data signals to the modulator;
A multiplexing unit that combines the first to 2n optical modulation signals to generate an optical time division multiplexed signal;
An optical element integrated module comprising a delay unit that gives a time difference of T / 2n between sequential optical modulation signals of the first to 2n optical modulation signals,
The modulation unit includes first to 2n modulators, and a kth modulator (k is an integer of 1 to 2n ) includes a kth clock signal and the kth optical data. A k-th optical modulation signal is generated by the mutual absorption modulation effect with the signal;
The input multiplexing unit includes first to 2n input multiplexers, and the kth input multiplexer sends the kth optical data signal to the kth modulator. An optical device integrated module.
前記第1〜2の入力合波器は、それぞれハーフミラーで構成され、
前記第kの入力合波器は、前記第kの光データ信号を反射させて前記第kの変調器に送り、前記第kの光変調信号を透過させて前記多重部へ送る
ことを特徴とする請求項6に記載の光素子集積モジュール。
Each of the first to 2n input multiplexers is composed of a half mirror,
The k-th input multiplexer reflects the k-th optical data signal and sends it to the k-th modulator, and transmits the k-th optical modulation signal to the multiplexing unit. The optical element integrated module according to claim 6.
JP2006262602A 2006-09-27 2006-09-27 Optical element integrated module Pending JP2008085585A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006262602A JP2008085585A (en) 2006-09-27 2006-09-27 Optical element integrated module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006262602A JP2008085585A (en) 2006-09-27 2006-09-27 Optical element integrated module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008085585A true JP2008085585A (en) 2008-04-10

Family

ID=39355995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006262602A Pending JP2008085585A (en) 2006-09-27 2006-09-27 Optical element integrated module

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008085585A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7903976B2 (en) 2007-04-20 2011-03-08 Oki Electric Industry Co., Ltd. Optical element integrated module

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1172757A (en) * 1997-07-04 1999-03-16 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical pulse multiplexing apparatus
JP2006098648A (en) * 2004-09-29 2006-04-13 Oki Electric Ind Co Ltd Optical element integrated module

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1172757A (en) * 1997-07-04 1999-03-16 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical pulse multiplexing apparatus
JP2006098648A (en) * 2004-09-29 2006-04-13 Oki Electric Ind Co Ltd Optical element integrated module

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7903976B2 (en) 2007-04-20 2011-03-08 Oki Electric Industry Co., Ltd. Optical element integrated module

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110012368B (en) Silicon-based integrated on-chip multi-mode optical switching system compatible with wavelength division multiplexing signals
US8488978B2 (en) Optical signal processor
JP2003298525A (en) Optical single side band transmitter
Xie et al. LCoS-based wavelength-selective switch for future finer-grid elastic optical networks capable of all-optical wavelength conversion
JP2002077051A (en) Optical signal processing unit
EP1402671A2 (en) Receiver for high-speed optical signals
US7706649B2 (en) Optical processing device and optical processing method
US7068936B2 (en) Methods and apparatus for optical switching
JP4629942B2 (en) Apparatus and method for optical multiplexing / demultiplexing
US5949925A (en) Method, device, and system for optical modulation in wavelength division multiplexing
JP3388947B2 (en) All-optical time division optical pulse demultiplexing circuit
US10429721B2 (en) Wavelength conversion device, control-light generation device, wavelength conversion method, and control-light generation method
JP3201566B2 (en) Optical demultiplexing circuit
JP2008085585A (en) Optical element integrated module
US10200144B1 (en) Communication system for connecting network hosts
JPH07123073A (en) Optical time division multiplex
Stern et al. Integrated switch for mode-division multiplexing (MDM) and wavelength-division multiplexing (WDM)
JPH0779212A (en) Light wavelength multiplex optical transmitter
JP4041007B2 (en) Optical multiplex communication method, optical multiplex communication system, optical signal multiplexer, and optical multiplex signal separator
JP3860760B2 (en) Optical wavelength division multiplexing ring network
JP3288859B2 (en) Optical WDM Network System
JP3764697B2 (en) Optical network
JP3860759B2 (en) Optical wavelength division multiplexing ring network
JP3615476B2 (en) Optical access system, access node device, and user node device
JP5638249B2 (en) Quantum cryptographic optical communication device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090416

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110315

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20110726