JP2595477B2 - 非線形光繊維のループ鏡型の完全光スイッチ装置 - Google Patents
非線形光繊維のループ鏡型の完全光スイッチ装置Info
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- JP2595477B2 JP2595477B2 JP6317305A JP31730594A JP2595477B2 JP 2595477 B2 JP2595477 B2 JP 2595477B2 JP 6317305 A JP6317305 A JP 6317305A JP 31730594 A JP31730594 A JP 31730594A JP 2595477 B2 JP2595477 B2 JP 2595477B2
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- H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
- H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超高速の光通信および
光信号処理分野の核心素子中の一つである完全光スイッ
チ（All-Optical Signal Processing)装置に関するもの
で、より具体的には非線形光繊維のループ鏡（Nonlinea
r Fiber Loop Mirror)型の完全光スイッチ装置に関する
ものである。
光信号処理分野の核心素子中の一つである完全光スイッ
チ（All-Optical Signal Processing)装置に関するもの
で、より具体的には非線形光繊維のループ鏡（Nonlinea
r Fiber Loop Mirror)型の完全光スイッチ装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】非線形光繊維のループ鏡は、温度や振動
等の外部環境から一番安定したサニャック干渉計（Sagn
ac Interferometer)をスイッチの基本構造として利用し
ており、非線形作用が行なわれる媒質としては、光繊維
を使用する。
等の外部環境から一番安定したサニャック干渉計（Sagn
ac Interferometer)をスイッチの基本構造として利用し
ており、非線形作用が行なわれる媒質としては、光繊維
を使用する。
【０００３】干渉計とは、一般的に、入射される光を二
つのビームに分け、この二つのビームがそれぞれ相互に
異なる環境の経路を進行するようにしてから、再び結合
されるようにして、干渉模様または干渉強度等を測定す
る光学系（optical system）である。即ち、干渉計は、
そのものの内部の位相変化を光の強度の変化によって変
換させてやる一種の位相−強度変換器である。
つのビームに分け、この二つのビームがそれぞれ相互に
異なる環境の経路を進行するようにしてから、再び結合
されるようにして、干渉模様または干渉強度等を測定す
る光学系（optical system）である。即ち、干渉計は、
そのものの内部の位相変化を光の強度の変化によって変
換させてやる一種の位相−強度変換器である。
【０００４】このような干渉計をスイッチとして使用す
る原理は、所望のときに干渉計内部の位相を０度から１
８０度に変換させることによって、干渉計の出力強度が
onされるとか、またはoff されるように調節するもので
ある。
る原理は、所望のときに干渉計内部の位相を０度から１
８０度に変換させることによって、干渉計の出力強度が
onされるとか、またはoff されるように調節するもので
ある。
【０００５】完全光スイッチと呼称する理由は、光と光
との間の相互作用を利用して、上記のような位相変化を
誘導するという事実に由来するものであり、光と光との
間の相互作用は、使用する媒質の非線形屈折率を媒介と
して行なわれる。
との間の相互作用を利用して、上記のような位相変化を
誘導するという事実に由来するものであり、光と光との
間の相互作用は、使用する媒質の非線形屈折率を媒介と
して行なわれる。
【０００６】すべての物質の屈折率は、常数でないし、
屈折率は、入射される光の強度により変化する。非線形
屈折率は、光の入射によって変化する屈折率の変化量を
指称しており、その大きさは物質により大変多様であ
る。
屈折率は、入射される光の強度により変化する。非線形
屈折率は、光の入射によって変化する屈折率の変化量を
指称しており、その大きさは物質により大変多様であ
る。
【０００７】したがって、一般的な干渉計として比較的
に強度が強い光が入射されることによって生ずる非線形
作用によって、干渉計の媒質が屈折率を変化させると、
その干渉計を通過する他の光の位相の変化が誘導され、
その結果、干渉計の原理による、その出力強度の変化が
起こることによって、スイッチングが行なわれる。
に強度が強い光が入射されることによって生ずる非線形
作用によって、干渉計の媒質が屈折率を変化させると、
その干渉計を通過する他の光の位相の変化が誘導され、
その結果、干渉計の原理による、その出力強度の変化が
起こることによって、スイッチングが行なわれる。
【０００８】このような干渉計の作用を利用すると、干
渉計は、スイッチ素子として使用されることができる。
このようなスイッチの作動帯域幅は、非線形媒質の反応
時間によって主に左右される。
渉計は、スイッチ素子として使用されることができる。
このようなスイッチの作動帯域幅は、非線形媒質の反応
時間によって主に左右される。
【０００９】光繊維は、非線形反応時間が数フェムト
（femto） 秒（〜second×１０~15）として、知られて
いる非線形媒質の中で一番速い。したがって、光繊維を
非線形媒質として使用する非線形光繊維のループ鏡は、
いままで実現されたスイッチの中で一番帯域幅が広範囲
であり、安定したスイッチである。
（femto） 秒（〜second×１０~15）として、知られて
いる非線形媒質の中で一番速い。したがって、光繊維を
非線形媒質として使用する非線形光繊維のループ鏡は、
いままで実現されたスイッチの中で一番帯域幅が広範囲
であり、安定したスイッチである。
【００１０】しかし、このような非線形光繊維のループ
鏡の非線形媒質である光繊維の非線形屈折率が他の非線
形媒質に比べ大変小さいので、スイッチングに必要な１
８０度の位相変化を充分に得るためには、非線形の作用
距離（即ち、光繊維の長さ）が充分に長距離にならなけ
ればならない。
鏡の非線形媒質である光繊維の非線形屈折率が他の非線
形媒質に比べ大変小さいので、スイッチングに必要な１
８０度の位相変化を充分に得るためには、非線形の作用
距離（即ち、光繊維の長さ）が充分に長距離にならなけ
ればならない。
【００１１】干渉計を形成する光（信号光）と、これを
スイッチングするために入射される他の光（調節光）と
は、干渉計への入射の前に、相互に異なる経路に進行す
る。
スイッチングするために入射される他の光（調節光）と
は、干渉計への入射の前に、相互に異なる経路に進行す
る。
【００１２】例えば、通信システムで、信号光は、一つ
の端末局から交換器に伝送された光であり、調節光は、
交換器の内部にいる光であるためである。
の端末局から交換器に伝送された光であり、調節光は、
交換器の内部にいる光であるためである。
【００１３】このように、経路が相互に異なる二つの光
を一つの干渉計に結合／分離するためには、二つの光が
相互に区別されなければならない。このためには、一般
的に、二つの光の偏光とか波長が相互に異ならなければ
ならない。
を一つの干渉計に結合／分離するためには、二つの光が
相互に区別されなければならない。このためには、一般
的に、二つの光の偏光とか波長が相互に異ならなければ
ならない。
【００１４】光繊維の長さが長くなり、信号光と調節光
との間の偏光や波長が相互に異なると、光繊維がもって
いる固有の性質である色分散と偏光分散によって、スイ
ッチの帯域幅が決定される。
との間の偏光や波長が相互に異なると、光繊維がもって
いる固有の性質である色分散と偏光分散によって、スイ
ッチの帯域幅が決定される。
【００１５】色分散と偏光分散とは、光繊維を経る光の
波長と偏光とにより、光が光繊維を進行する速度が異な
ることを示す。このような信号光と調節光の進行速度の
差異による信号光と調節光の時間的な分離を、ウォーク
−オフ（Walk-off）という。
波長と偏光とにより、光が光繊維を進行する速度が異な
ることを示す。このような信号光と調節光の進行速度の
差異による信号光と調節光の時間的な分離を、ウォーク
−オフ（Walk-off）という。
【００１６】調節光の進行速度と信号光の進行速度との
間に差異が発生すると、非線形作用の距離が短距離にな
って、スイッチングに必要な調節光の強度が高強度にな
らなければならない。
間に差異が発生すると、非線形作用の距離が短距離にな
って、スイッチングに必要な調節光の強度が高強度にな
らなければならない。
【００１７】このような場合には、スイッチングされる
時間であるスイッチングウインドー（switching windo
w）が広くなる。スイッチングウインドーが広くなる効
果は、伝送されてきた入力信号光の時間揺動（timming
jitter）に対して融通性を発揮することができるように
なるが、信号の伝送容量が大容量になって、ビット速度
が上昇すると、スイッチの帯域幅を制限する主な要素と
して作用する。
時間であるスイッチングウインドー（switching windo
w）が広くなる。スイッチングウインドーが広くなる効
果は、伝送されてきた入力信号光の時間揺動（timming
jitter）に対して融通性を発揮することができるように
なるが、信号の伝送容量が大容量になって、ビット速度
が上昇すると、スイッチの帯域幅を制限する主な要素と
して作用する。
【００１８】したがって、光繊維スイッチを構成しよう
とするときには、信号光の時間揺動とビット速度をすべ
て勘案してスイッチ構成要素の仕様（specification ）
を適切に決定しなければならない。
とするときには、信号光の時間揺動とビット速度をすべ
て勘案してスイッチ構成要素の仕様（specification ）
を適切に決定しなければならない。
【００１９】このために、従来は、干渉計を構成する光
繊維の長さを調節するとか、使用する光繊維を分散遷移
光繊維（dispersion shifted fiber）や分散が扁平な光
繊維（dispersion plattened fiber）等のような特殊の
光繊維を使用して色分散させることによって、ウォーク
−オフを補償していた。
繊維の長さを調節するとか、使用する光繊維を分散遷移
光繊維（dispersion shifted fiber）や分散が扁平な光
繊維（dispersion plattened fiber）等のような特殊の
光繊維を使用して色分散させることによって、ウォーク
−オフを補償していた。
【００２０】光繊維の長さによって調節することは、そ
の原理が簡単であるが、しかし、使用するシステムが融
通性をもつことができないという短所をもっている。特
殊の光繊維を使用することは、スイッチの構成価格が高
価になる主要な原因になる。
の原理が簡単であるが、しかし、使用するシステムが融
通性をもつことができないという短所をもっている。特
殊の光繊維を使用することは、スイッチの構成価格が高
価になる主要な原因になる。
【００２１】添付の図面に基づいて、従来の技術に対し
て具体的に説明すると、次のようである。
て具体的に説明すると、次のようである。
【００２２】図１は、従来の非線形光繊維のループ鏡の
構造を図示しているものである。
構造を図示しているものである。
【００２３】この非線形光繊維のループ鏡は、信号光源
１からの信号光を５０：５０の比をもつ二つの信号光に
分けてやる３dB光繊維結合器２と、調節光源３からの調
節光を光繊維ループからなるサニャック干渉計に入射さ
せる第１波長分割光繊維結合器（wavelength division
fiber coupler)４と、前記干渉計から調節光を抽出する
第２波長分割光繊維結合器５を包含する。
１からの信号光を５０：５０の比をもつ二つの信号光に
分けてやる３dB光繊維結合器２と、調節光源３からの調
節光を光繊維ループからなるサニャック干渉計に入射さ
せる第１波長分割光繊維結合器（wavelength division
fiber coupler)４と、前記干渉計から調節光を抽出する
第２波長分割光繊維結合器５を包含する。
【００２４】二つに分けられた信号光は、干渉計内から
同一の経路を通じて相互に反対方向に進行するので、外
部の非可逆的な揺動（nonreciprocal perturbation）の
ない限り３dB光繊維結合器２によって再び結合されて干
渉を起こすとき補強干渉を起して、入射されたときのエ
ネルギーを保持したままもどって行く。このような作用
は、まるで鏡の作用と同じであるので、このような光繊
維ループは、通常的に光繊維ループ鏡と命名され、また
前記３dB光繊維結合器２のポートＨ１は、通常反射ポー
トと命名される。
同一の経路を通じて相互に反対方向に進行するので、外
部の非可逆的な揺動（nonreciprocal perturbation）の
ない限り３dB光繊維結合器２によって再び結合されて干
渉を起こすとき補強干渉を起して、入射されたときのエ
ネルギーを保持したままもどって行く。このような作用
は、まるで鏡の作用と同じであるので、このような光繊
維ループは、通常的に光繊維ループ鏡と命名され、また
前記３dB光繊維結合器２のポートＨ１は、通常反射ポー
トと命名される。
【００２５】一方、非可逆的な揺動とは、相互対向する
方向に進行する二つの信号光の中のある一つの光に対す
る揺動が他の一つの光に対する揺動に比べ差別的に加え
られるもので、この種類としては、ループの回転による
サニャック効果、磁気−光学ファラデー効果、非線形光
学効果等がある。このような効果は、上述のように、干
渉計の内部から相互に反対方向に進行する二つの光の間
の位相差を誘導し、このように発生される位相差の大き
さは、その発生の原因になる物理現象（ループの回転、
磁気場、非線形屈折率）の大きさに比例する。
方向に進行する二つの信号光の中のある一つの光に対す
る揺動が他の一つの光に対する揺動に比べ差別的に加え
られるもので、この種類としては、ループの回転による
サニャック効果、磁気−光学ファラデー効果、非線形光
学効果等がある。このような効果は、上述のように、干
渉計の内部から相互に反対方向に進行する二つの光の間
の位相差を誘導し、このように発生される位相差の大き
さは、その発生の原因になる物理現象（ループの回転、
磁気場、非線形屈折率）の大きさに比例する。
【００２６】このような位相差は、干渉計の原理によっ
て干渉計の出力強度の変化を起こすが、これをもって３
dB光繊維結合器２の他の一つのポートであるポートＨ２
からは、信号光の一部分が抽出される。したがって、こ
のポートＨ２は、通常的に透過ポートと命名される。完
全光スイッチは、このような非可逆的な揺動の中の非線
形の光学効果を利用するものである。
て干渉計の出力強度の変化を起こすが、これをもって３
dB光繊維結合器２の他の一つのポートであるポートＨ２
からは、信号光の一部分が抽出される。したがって、こ
のポートＨ２は、通常的に透過ポートと命名される。完
全光スイッチは、このような非可逆的な揺動の中の非線
形の光学効果を利用するものである。
【００２７】第１波長分割光繊維結合器４と第２波長分
割光繊維結合器５は、調節光と信号光の波長に対してそ
れぞれ１００：０と０：１００の結合／分離比率をもっ
ており、信号光は、無条件バイパスされ、調節光は第１
波長分割光繊維結合器４によって干渉計の内部に伝達さ
れた後に、第２波長分割光繊維結合器５によって外部に
伝達される。
割光繊維結合器５は、調節光と信号光の波長に対してそ
れぞれ１００：０と０：１００の結合／分離比率をもっ
ており、信号光は、無条件バイパスされ、調節光は第１
波長分割光繊維結合器４によって干渉計の内部に伝達さ
れた後に、第２波長分割光繊維結合器５によって外部に
伝達される。
【００２８】干渉計の透過ポートＨ２からの信号光の出
力強度Ｉは次のように与えられる。
力強度Ｉは次のように与えられる。
【００２９】
【数１】
【００３０】ここで、Δφは干渉計から反対方向に進行
する二つの信号光ＩaとＩbの位相差として、
する二つの信号光ＩaとＩbの位相差として、
【００３１】
【数２】
【００３２】であり、Ｉ0は入力された信号光の強度で
ある。
ある。
【００３３】式（２）から、φaとφbは、それぞれ信号
光ＩaとＩbが光繊維ループを通過するときの位相値であ
る。非可逆的な位相揺動がないとΔφは、恒常的に０で
あるので、透過ポートＨ２からは何等の光も出ないよう
になって、スイッチはOFF 状態である。
光ＩaとＩbが光繊維ループを通過するときの位相値であ
る。非可逆的な位相揺動がないとΔφは、恒常的に０で
あるので、透過ポートＨ２からは何等の光も出ないよう
になって、スイッチはOFF 状態である。
【００３４】非線形の現象に因って調節光によって誘導
されるΔφが１８０度であると、式（１）から信号光の
出力強度Ｉと入力信号光の強度Ｉcが同一になるので、
入力された光のエネルギーがそのまま透過ポートＨ２を
通じて出るようになって、スイッチはON状態である。
されるΔφが１８０度であると、式（１）から信号光の
出力強度Ｉと入力信号光の強度Ｉcが同一になるので、
入力された光のエネルギーがそのまま透過ポートＨ２を
通じて出るようになって、スイッチはON状態である。
【００３５】調節光パルスと同一の方向に進行する信号
光Ｉaにおいて、調節光によって誘導される位相の変化
量は、長さによる非線形屈折率の累積として示すように
なるが、これは、数式的に長さによる非線形屈折率の積
分として示すことができる。
光Ｉaにおいて、調節光によって誘導される位相の変化
量は、長さによる非線形屈折率の累積として示すように
なるが、これは、数式的に長さによる非線形屈折率の積
分として示すことができる。
【００３６】また、調節光と反対の方向に進行する信号
光Ｉbにおいて、誘導される非線形の位相変化は、調節
光パルスの平均の強度によって決定される。
光Ｉbにおいて、誘導される非線形の位相変化は、調節
光パルスの平均の強度によって決定される。
【００３７】このような点を考慮するとき、信号光Ｉa
とＩbが光繊維ループをそれぞれ通過するときの位相値
φaとφbは、それぞれ次のようである。
とＩbが光繊維ループをそれぞれ通過するときの位相値
φaとφbは、それぞれ次のようである。
【００３８】
【数３】
【００３９】
【数４】
【００４０】ここで、ｋa＝２π／λsであり、λsは信
号光の波長である。Ｌは光繊維の長さであり、ｎ2は光
繊維の非線形屈折率であり、Ｉcは調節光のピーク強度
であり、＜Ｉc＞は調節光の平均強度である。
号光の波長である。Ｌは光繊維の長さであり、ｎ2は光
繊維の非線形屈折率であり、Ｉcは調節光のピーク強度
であり、＜Ｉc＞は調節光の平均強度である。
【００４１】式（３）から、τは、調節光と信号光との
間の単位の長さ当りのウォーク−オフ時間である。調節
光が（ｔ−τｚ）の函数であることは、このようなウォ
ーク−オフを考慮したものである。
間の単位の長さ当りのウォーク−オフ時間である。調節
光が（ｔ−τｚ）の函数であることは、このようなウォ
ーク−オフを考慮したものである。
【００４２】したがって、位相差Δφは、次のようであ
る。
る。
【００４３】
【数５】
【００４４】式（３）は、位相値φaが信号光と調節光
が相互作用するようにする媒質である光繊維の長さに単
純に比例するものでなく、長さにより飽和する現象が発
生するということを示す。
が相互作用するようにする媒質である光繊維の長さに単
純に比例するものでなく、長さにより飽和する現象が発
生するということを示す。
【００４５】このとき、飽和する大きさは、
【００４６】
【数６】
【００４７】と示す。
【００４８】ここで、Δｔ0は調節光のパルス幅であ
る。
る。
【００４９】位相値φaのプロファイル（profile）は、
図２の（Ａ）に図示のように、式（６）のような位相差
Δφ1を高さとしており、τＬを半値幅（half power wi
dth）とする四角形の形態である。
図２の（Ａ）に図示のように、式（６）のような位相差
Δφ1を高さとしており、τＬを半値幅（half power wi
dth）とする四角形の形態である。
【００５０】図２の（Ｂ）は、式（４）を計算した結果
を図示している。
を図示している。
【００５１】図２の（Ｃ）は、Δφの波形を図示してい
るものである。同図によれば、相当の大きさのＤＣ成分
が存在することが分る。
るものである。同図によれば、相当の大きさのＤＣ成分
が存在することが分る。
【００５２】このＤＣ成分は、スイッチング出力のON／
OFF 比を不良にする要素として作用される。
OFF 比を不良にする要素として作用される。
【００５３】Δφ1−Δφ2がπ（１８０度）になるよう
に、Ｉcを調節すると、調節光の入射時間から時間τcＬ
内に入っている信号光の成分は、全部スイッチングされ
る。
に、Ｉcを調節すると、調節光の入射時間から時間τcＬ
内に入っている信号光の成分は、全部スイッチングされ
る。
【００５４】これは、上述のように、スイッチングウイ
ンドー（switching window）が時間τcＬまで広くなる
ことを意味するものである。これをもって、伝送された
信号光に若干の時間揺動があっても、このスイッチング
ウインドー内にのみ入ってくると、スイッチングが行な
われることができることがわかる。
ンドー（switching window）が時間τcＬまで広くなる
ことを意味するものである。これをもって、伝送された
信号光に若干の時間揺動があっても、このスイッチング
ウインドー内にのみ入ってくると、スイッチングが行な
われることができることがわかる。
【００５５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、信号光のビッ
ト速度が増加して、信号光のパルス周期が時間τcＬよ
り短くなると、それに因って、望まない時間からスイッ
チングが行なわれるので、それは、寧ろ信号光の伝送ビ
ット速度を制限するようになる。
ト速度が増加して、信号光のパルス周期が時間τcＬよ
り短くなると、それに因って、望まない時間からスイッ
チングが行なわれるので、それは、寧ろ信号光の伝送ビ
ット速度を制限するようになる。
【００５６】また、従来の非線形ループ鏡を利用した完
全光スイッチでは、ビット速度が速い場合にスイッチン
グウィンドーの幅を狭くするために、媒質としてウォー
ク−オフ時間τが小さい分散移動光繊維を使用すると
か、光繊維の長さＬを調節した。
全光スイッチでは、ビット速度が速い場合にスイッチン
グウィンドーの幅を狭くするために、媒質としてウォー
ク−オフ時間τが小さい分散移動光繊維を使用すると
か、光繊維の長さＬを調節した。
【００５７】しかし、このような方式による光スイッチ
装置は、特定のビット速度に適合するように構成された
以後にビット速度が新たに変化する場合、装置を新たに
構成しない限り、その変化したビット速度に適応するこ
とができないという短所をもっている。即ち、従来の装
置は、一度設定したスイッチング速度を必要により適切
に変化させることが不可能であった。
装置は、特定のビット速度に適合するように構成された
以後にビット速度が新たに変化する場合、装置を新たに
構成しない限り、その変化したビット速度に適応するこ
とができないという短所をもっている。即ち、従来の装
置は、一度設定したスイッチング速度を必要により適切
に変化させることが不可能であった。
【００５８】本発明の目的は、調節光と信号光のウォー
ク−オフ効果によるスイッチングの速度制限を無くすこ
とができる超高速の時間分割スイッチの非線形のループ
鏡の構造を提供することである。
ク−オフ効果によるスイッチングの速度制限を無くすこ
とができる超高速の時間分割スイッチの非線形のループ
鏡の構造を提供することである。
【００５９】本発明の他の目的は、光繊維の長さを調節
せず、また、特殊の光繊維を使用しないで、システムの
状態によりスイッチングウインドーの広さが調節できる
ようにして、信号光の時間揺動に対して融通性をもち、
調節光と信号光のウォーク−オフによる光繊維スイッチ
の帯域幅の制限を無くすことができる非線形光繊維のル
ープ鏡の完全光スイッチ装置を提供することにある。
せず、また、特殊の光繊維を使用しないで、システムの
状態によりスイッチングウインドーの広さが調節できる
ようにして、信号光の時間揺動に対して融通性をもち、
調節光と信号光のウォーク−オフによる光繊維スイッチ
の帯域幅の制限を無くすことができる非線形光繊維のル
ープ鏡の完全光スイッチ装置を提供することにある。
【００６０】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明では、従来の非線形光繊維のループ鏡
がもっている調節光と信号光との間のウォーク−オフに
よるスイッチ帯域幅の制限を補償するために、既存の調
節光に対して適当な時間遅延をもつ他の一つの調節光を
付加的に導入することが特徴である。
るために、本発明では、従来の非線形光繊維のループ鏡
がもっている調節光と信号光との間のウォーク−オフに
よるスイッチ帯域幅の制限を補償するために、既存の調
節光に対して適当な時間遅延をもつ他の一つの調節光を
付加的に導入することが特徴である。
【００６１】
【実施例】以下、添付の図面を参照して、本発明につい
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００６２】図３は本発明による非線形のループ鏡の完
全光スイッチ装置の構造を図示しているものである。な
お、図３において、図１の構成要素に相当する構成要素
は、図１から引用の参照番号および参照符号と同一の参
照番号および参照符号によって引用される。
全光スイッチ装置の構造を図示しているものである。な
お、図３において、図１の構成要素に相当する構成要素
は、図１から引用の参照番号および参照符号と同一の参
照番号および参照符号によって引用される。
【００６３】本発明による装置では、二つの調節光が使
用される。即ち、本発明では、従来の非線形ループ鏡の
構造から使用される調節光Ｉc1に対して適切な時間遅延
をもちながらその強度と同一の強度をもつ他一つの調節
光Ｉc2が追加される。
用される。即ち、本発明では、従来の非線形ループ鏡の
構造から使用される調節光Ｉc1に対して適切な時間遅延
をもちながらその強度と同一の強度をもつ他一つの調節
光Ｉc2が追加される。
【００６４】図３を参照して、本発明による装置は、信
号光源１からの信号光を５０：５０の比をもつ二つの信
号光に分ける３dB光繊維結合器２と、一つの調節光を光
繊維ループになっているサニャック（Sagnac）干渉計に
入射させる第１波長分割光繊維結合器４と、前記干渉計
から調節光を抽出する第２波長分割光繊維結合器５と、
調節光源３から提供される調節光を５０：５０の比に二
つの調節光Ｉc1とＩc2に分ける光分割器６と、前記二つ
の調節光の中の一つの調節光の伝達時間と他の一つの信
号光の伝達時間との間に差異を置くために、前記二つの
調節光の中の一つの調節光を所定の時間の間遅延させて
前記第２波長分割光繊維結合器５に入射させる遅延経路
を包含する。
号光源１からの信号光を５０：５０の比をもつ二つの信
号光に分ける３dB光繊維結合器２と、一つの調節光を光
繊維ループになっているサニャック（Sagnac）干渉計に
入射させる第１波長分割光繊維結合器４と、前記干渉計
から調節光を抽出する第２波長分割光繊維結合器５と、
調節光源３から提供される調節光を５０：５０の比に二
つの調節光Ｉc1とＩc2に分ける光分割器６と、前記二つ
の調節光の中の一つの調節光の伝達時間と他の一つの信
号光の伝達時間との間に差異を置くために、前記二つの
調節光の中の一つの調節光を所定の時間の間遅延させて
前記第２波長分割光繊維結合器５に入射させる遅延経路
を包含する。
【００６５】前記遅延経路は、前記光分割器６から提供
される一つの調節光を所定の時間の間遅延させるための
遅延器７と、この遅延器７によって時間遅延された調節
光を前記第２波長分割光繊維結合器５に入射させる鏡８
から構成される。
される一つの調節光を所定の時間の間遅延させるための
遅延器７と、この遅延器７によって時間遅延された調節
光を前記第２波長分割光繊維結合器５に入射させる鏡８
から構成される。
【００６６】図３に図示のように、調節光Ｉc2は、遅延
経路を経て、第２波長分割光繊維結合器５を通じて干渉
計内に入射される。
経路を経て、第２波長分割光繊維結合器５を通じて干渉
計内に入射される。
【００６７】本発明による構造では、従来の構造とは異
なり、干渉計から相互に反対方向に進行する二つの信号
光のすべてに、同一の方向に進行する調節光が存在す
る。
なり、干渉計から相互に反対方向に進行する二つの信号
光のすべてに、同一の方向に進行する調節光が存在す
る。
【００６８】もし、二つの調節光パルスが時間遅延なし
に干渉計に入射されると、二つの信号光は、同一の位相
変化を生じており、結局、二つの信号光の間の位相差は
０になる。
に干渉計に入射されると、二つの信号光は、同一の位相
変化を生じており、結局、二つの信号光の間の位相差は
０になる。
【００６９】反面、二つの調節光のそれぞれが前記第１
および第２結合器４，５のそれぞれに伝達される時間の
間に差異が発生するようにするために、一つの調節光の
伝達を遅延させるとともに、その時間遅延の期間（また
は、幅）が従来のスイッチングウインドー幅（τCＬ）
より短いように設定してやると、本発明による光繊維ス
イッチ構造では、その時間遅延期間と同一の幅のスイッ
チングウインドーが開かれる。即ち、スイッチングウイ
ンドーの大きさ（幅）は、二つの調節光の間の入射時間
の差異によって決定され、調節光と信号光の間のウォー
ク−オフとは無関係である。
および第２結合器４，５のそれぞれに伝達される時間の
間に差異が発生するようにするために、一つの調節光の
伝達を遅延させるとともに、その時間遅延の期間（また
は、幅）が従来のスイッチングウインドー幅（τCＬ）
より短いように設定してやると、本発明による光繊維ス
イッチ構造では、その時間遅延期間と同一の幅のスイッ
チングウインドーが開かれる。即ち、スイッチングウイ
ンドーの大きさ（幅）は、二つの調節光の間の入射時間
の差異によって決定され、調節光と信号光の間のウォー
ク−オフとは無関係である。
【００７０】したがって、スイッチングウインドーの大
きさ（幅）は、使用する調節光の波長とは関係のないと
いうことが分る。これを数式によって表現すると次のよ
うである。
きさ（幅）は、使用する調節光の波長とは関係のないと
いうことが分る。これを数式によって表現すると次のよ
うである。
【００７１】
【数７】
【００７２】ここで、ｔdは二つの調節光の間の伝達時
間の差である。
間の差である。
【００７３】これを図によって示すと図４のようであ
る。
る。
【００７４】図４の（Ａ）では、信号光Ｉaが光繊維ル
ープをそれぞれ通過するときの位相φaの波形として、
図２の（Ａ）と比較するとき、ＤＣ成分が包含されてい
る。しかし、このようなＤＣ成分は、φbのＤＣ成分
（図４の（Ｂ））によって相殺されるので、実際のスイ
ッチング出力（Δφ）では、ＤＣ成分が存在しない。
ープをそれぞれ通過するときの位相φaの波形として、
図２の（Ａ）と比較するとき、ＤＣ成分が包含されてい
る。しかし、このようなＤＣ成分は、φbのＤＣ成分
（図４の（Ｂ））によって相殺されるので、実際のスイ
ッチング出力（Δφ）では、ＤＣ成分が存在しない。
【００７５】図４の（Ｃ）は、Δφの波長を図示してい
るものであるが、ＤＣ成分が存在していないことをみる
ことができる。
るものであるが、ＤＣ成分が存在していないことをみる
ことができる。
【００７６】上述のように、ＤＣ成分は存在していず、
スイッチングウインドーは、二つの調節光の間の伝達時
間の差異（即ち、一つの調節光に対する他の一つの調節
光の遅延時間の大きさ）によって調節されることができ
るということが分り、スイッチングウインドーが調節光
の一つの周期に一つがもっと存在することが分る。
スイッチングウインドーは、二つの調節光の間の伝達時
間の差異（即ち、一つの調節光に対する他の一つの調節
光の遅延時間の大きさ）によって調節されることができ
るということが分り、スイッチングウインドーが調節光
の一つの周期に一つがもっと存在することが分る。
【００７７】二つのスイッチングウインドーの間隔は、
本来の調節光と信号光との間のウォーク−オフ時間と同
一であることが分る。
本来の調節光と信号光との間のウォーク−オフ時間と同
一であることが分る。
【００７８】もし、ウォーク−オフ時間を本来の調節光
周期の半分になるように、光繊維の長さによって調節す
ると、スイッチング周期は既存の構造からより２倍に増
大する。このような点は、超高速の大容量信号の逆多重
化に有用であろう。即ち、逆多重化しようとする周期の
半分に該当する周期の調節光を使用するとよいので、調
節光の変調回路の速度が半分に減らされるので、それ程
製作が容易であり、費用が節減される。
周期の半分になるように、光繊維の長さによって調節す
ると、スイッチング周期は既存の構造からより２倍に増
大する。このような点は、超高速の大容量信号の逆多重
化に有用であろう。即ち、逆多重化しようとする周期の
半分に該当する周期の調節光を使用するとよいので、調
節光の変調回路の速度が半分に減らされるので、それ程
製作が容易であり、費用が節減される。
【００７９】
【発明の効果】以上に説明したように、二つの調節光を
使用する本発明によると、一つの調節光を使用するスイ
ッチ装置から発生するＤＣ成分による雑音信号の漏話を
補償することができ、二つの調節光の間の時間遅延を適
切に調節することによって、所望の大きさのスイッチン
グウインドーを得ることができて、信号光の時間揺動に
よる調節光と信号光のウォーク−オフによるスイッチ帯
域幅の制限を解消することができる。
使用する本発明によると、一つの調節光を使用するスイ
ッチ装置から発生するＤＣ成分による雑音信号の漏話を
補償することができ、二つの調節光の間の時間遅延を適
切に調節することによって、所望の大きさのスイッチン
グウインドーを得ることができて、信号光の時間揺動に
よる調節光と信号光のウォーク−オフによるスイッチ帯
域幅の制限を解消することができる。
【図１】従来の非線形光繊維のループ鏡型の完全光スイ
ッチ装置の構造を図示している光路図。
ッチ装置の構造を図示している光路図。
【図２】（Ａ）は図１の装置から調節光パルスと同一の
方向に進行する連続発振形態の信号光が光繊維の長さＬ
をへたときの位相変化を図示している波形図。（Ｂ）は
図１の装置から調節光パルスと反対方向に進行する連続
発振形態の信号光が光繊維の長さＬをへたときの位相変
化を図示している波形図。（Ｃ）は図１の装置から調節
光パルスと同一方向に進行する信号光と反対方向に進行
する信号光の位相差を図示している波形図。
方向に進行する連続発振形態の信号光が光繊維の長さＬ
をへたときの位相変化を図示している波形図。（Ｂ）は
図１の装置から調節光パルスと反対方向に進行する連続
発振形態の信号光が光繊維の長さＬをへたときの位相変
化を図示している波形図。（Ｃ）は図１の装置から調節
光パルスと同一方向に進行する信号光と反対方向に進行
する信号光の位相差を図示している波形図。
【図３】本発明による非線形光繊維のループ鏡型の完全
光スイッチ装置の構造を図示している光路図。
光スイッチ装置の構造を図示している光路図。
【図４】（Ａ）は本発明の装置から調節光パルスと同一
方向に進行する連続発振形態の信号光が光繊維の長さＬ
をへたときの位相変化を図示している波形図。（Ｂ）は
本発明の装置から調節光パルスと反対方向に進行する連
続発振形態の信号光が光繊維の長さＬをへたときの位相
変化を図示している波形図。（Ｃ）は本発明の装置から
調節光パルスと同一方向に進行する信号光と反対方向に
進行する信号光の位相差を図示している波形図。
方向に進行する連続発振形態の信号光が光繊維の長さＬ
をへたときの位相変化を図示している波形図。（Ｂ）は
本発明の装置から調節光パルスと反対方向に進行する連
続発振形態の信号光が光繊維の長さＬをへたときの位相
変化を図示している波形図。（Ｃ）は本発明の装置から
調節光パルスと同一方向に進行する信号光と反対方向に
進行する信号光の位相差を図示している波形図。
１ 信号光源 ２，４，５ 光繊維結合器 ３ 調節光源 ６ 光分割器 ７ 遅延器 ８ 鏡
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 李 一恒 大韓民国大田直轄市儒城区田民洞エキス ポアパート402−404
Claims (2)
- 【請求項１】 信号光源（１）からの信号光を５０：５
０の比をもつ二つの信号光に分けるための３dB光繊維結
合器（２）と、一つの調節光を光繊維ループから成され
るサニャック（Sagnac）干渉計に入射させるための第１
波長分割光繊維結合器（４）と、前記干渉計から調節光
を抽出するための第２波長分割光繊維結合器（５）を包
含する非線形光繊維のループ鏡型の完全光スイッチ装置
において、 前記調節光源（３）から提供される一つの調節光を二つ
の調節光（Ｉc1，Ｉc2）に分ける光分割器（６）と、 前記二つの調節光の中の一つの調節光の伝達時間と他の
一つの信号光の伝達時間との間に差異を置くために、前
記二つの調節光の中の一つの調節光を所定の時間の間遅
延させて前記第２波長分割光繊維結合器（５）に入射さ
せる遅延経路を包含することを特徴とする非線形光繊維
のループ鏡型の完全光スイッチ装置。 - 【請求項２】 前記遅延経路は、 前記光分割器（６）から提供される前記一つの調節光を
所定の時間の間遅延させることによってスイッチングウ
インドーの大きさを調節する遅延器（７）と、 前記遅延器（７）によって所定の時間の間遅延された調
節光を前記第２波長分割光繊維結合器（５）に入射させ
る鏡（８）を包含することを特徴とする請求項１記載の
非線形光繊維のループ鏡型の完全光スイッチ装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019940007777A KR0133473B1 (ko) | 1994-04-13 | 1994-04-13 | 비선형 광섬유 루프거울형 완전 광 스위치 장치 |
| KR94-7777 | 1994-04-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07287262A JPH07287262A (ja) | 1995-10-31 |
| JP2595477B2 true JP2595477B2 (ja) | 1997-04-02 |
Family
ID=19381002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6317305A Expired - Fee Related JP2595477B2 (ja) | 1994-04-13 | 1994-12-20 | 非線形光繊維のループ鏡型の完全光スイッチ装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5592319A (ja) |
| JP (1) | JP2595477B2 (ja) |
| KR (1) | KR0133473B1 (ja) |
| GB (1) | GB2288506B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2115260T3 (es) * | 1993-10-11 | 1998-06-16 | British Telecomm | Dispositivo de conmutacion optico. |
| FR2744247B1 (fr) * | 1996-01-30 | 1998-02-27 | Alcatel Nv | Miroir optique non lineaire independant de la polarisation |
| US6721508B1 (en) * | 1998-12-14 | 2004-04-13 | Tellabs Operations Inc. | Optical line terminal arrangement, apparatus and methods |
| US6794265B2 (en) * | 2001-08-02 | 2004-09-21 | Ultradots, Inc. | Methods of forming quantum dots of Group IV semiconductor materials |
| US7005669B1 (en) | 2001-08-02 | 2006-02-28 | Ultradots, Inc. | Quantum dots, nanocomposite materials with quantum dots, devices with quantum dots, and related fabrication methods |
| US6819845B2 (en) | 2001-08-02 | 2004-11-16 | Ultradots, Inc. | Optical devices with engineered nonlinear nanocomposite materials |
| US20030066998A1 (en) * | 2001-08-02 | 2003-04-10 | Lee Howard Wing Hoon | Quantum dots of Group IV semiconductor materials |
| US6710366B1 (en) | 2001-08-02 | 2004-03-23 | Ultradots, Inc. | Nanocomposite materials with engineered properties |
| US20050135733A1 (en) * | 2003-12-19 | 2005-06-23 | Benoit Reid | Integrated optical loop mirror |
| CN1308718C (zh) * | 2004-12-15 | 2007-04-04 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 偏振无关的高速光开关 |
| KR100728920B1 (ko) * | 2005-07-26 | 2007-06-14 | (주)옵토네스트 | 전광식 가변형 광감쇠기 |
| CN103048788B (zh) * | 2013-01-05 | 2014-12-10 | 山东建筑大学 | 光纤合束器及其制作方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3775992D1 (de) * | 1986-06-06 | 1992-02-27 | Univ Leland Stanford Junior | Faser-raman-kreisel mit einem reentrant-resonanzkreis. |
| GB8920913D0 (en) * | 1989-09-15 | 1989-11-01 | British Telecomm | Square optical pulse generator |
| US5402231A (en) * | 1992-08-24 | 1995-03-28 | Mcdonnell Douglas Corporation | Distributed sagnac sensor systems |
-
1994
- 1994-04-13 KR KR1019940007777A patent/KR0133473B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1994-12-20 US US08/360,140 patent/US5592319A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-12-20 GB GB9425731A patent/GB2288506B/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-12-20 JP JP6317305A patent/JP2595477B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07287262A (ja) | 1995-10-31 |
| US5592319A (en) | 1997-01-07 |
| GB2288506A (en) | 1995-10-18 |
| KR0133473B1 (ko) | 1998-04-23 |
| GB2288506B (en) | 1998-03-18 |
| KR950029793A (ko) | 1995-11-24 |
| GB9425731D0 (en) | 1995-02-22 |
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