JP2628804B2

JP2628804B2 - 光論理ゲートとスイッチ装置とサニャック干渉計装置

Info

Publication number: JP2628804B2
Application number: JP3132184A
Authority: JP
Inventors: ガブリエルエム．クリスティーナ; エイチ．ホウヘンリー; アシュトンホワイテーカーノーマン
Original assignee: AT&T Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1990-05-10
Filing date: 1991-05-09
Publication date: 1997-07-09
Anticipated expiration: 2012-07-09
Also published as: DE69126913T2; EP0456422A2; EP0456422A3; JPH04229836A; EP0456422B1; US5144375A; DE69126913D1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル回路に関
し、特に高速度光ディジタル回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術のディジタル回路は殆ど電子回
路に依存している。種々の材料に電界を印加することに
よって電流が誘起され、誘起された電流が受動素子及び
非線形能動素子と協働し、その結果、論理機能を生じ
る。

【０００３】このような回路の例に、シリコンＦＥＴを
組み合わせて作られるＣＭＯＳゲートが有る。ガリウム
砒素のような他の半導体も同様に使用することができ
る。

【０００４】このようなディジタル回路の動作速度を増
大させる為に、近年は電気光学装置について研究が行わ
れている。ＳＥＥＤデバイス（ＳｅｌｆＥｌｅｃｔｒ
ｏ−ｏｐｔｉｃＥｆｆｅｃｔＤｅｖｉｃｅ）はその
ようなデバイスの一つである。これは表面デバイスであ
り、この表面デバイスに光ビームが入射され、入射され
た光ビームをこの表面デバイスから反射させ或いはその
反射を阻止するものである。

【０００５】ＳＥＥＤデバイスに光ビームを反射させる
か否かを決める制御手段は、このＳＥＥＤデバイスに印
加されてこのデバイスの反射性に影響を及ぼす正孔を発
生する電界によって得られる。

【０００６】この結果、ＳＥＥＤデバイスの光応答は電
子制御によって変更可能であり、このデバイスを通る光
経路は極めて大きな情報帯域を有することができるが、
総合的な動作速度は制御信号の速度によって制約され
る。

【０００７】光信号に固有な大きな帯域を得るには、全
光学的に動作する論理デバイスを開発する必要がある。
これまでに開発されている或るクラスの全光学的動作論
理デバイスは、二つの異なる信号路を使用する干渉計技
術に依存している。

【０００８】このような技術の一例には、信号を受取
り、この信号を二つの信号部分に分岐して上記二つの異
なる信号路を介して伝送し、これら二つの信号路の信号
を再び一つに結合するマッハ・ゼンダー干渉計が有る。

【０００９】そのスイッチング作用は二つの信号路の一
方に位相偏移素子を含めることによって達成される。こ
の位相偏移素子は、光を印加することによって制御され
る位相偏移を引き起こし、二つの信号が再結合される点
で重合性干渉或いは相殺性干渉を生じる。

【００１０】光制御位相偏移素子を持つマッハ・ゼンダ
ー・デバイスに伴なう一つの問題は、長い位相偏移素子
の全体に亘って十分な輝度を持つ光が要求されることで
ある。その結果、そのようなマッハ・ゼンダー・デバイ
ス中の二つの信号路は同一の経路を採らず、従って、異
なる温度、圧力、電界、その他の偶有的ファクターにさ
らされる。その結果、そのようなデバイスの出力におい
て重合性干渉及び相殺性干渉を確実に制御することがで
きない。

【００１１】マッハ・ゼンダー干渉計デバイス中に二つ
の異なる信号路を用いることに関連する問題を克服する
試みとしては、エム・ジェイ・ラガッセ（Ｍ．Ｊ．Ｌａ
Ｇａｓｓｅ）氏等が、オプティックス・レターズ（Ｏｐ
ｔｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ：工学）誌、１９８９年３月
１５日号、第１４巻、第６号の３１１乃至３１３頁に掲
載されている、「一個の光ファイバー干渉計を用いた超
高速スイッチング（ＵｌｔｒａｆａｓｔＳｗｉｔｃｈ
ｉｎｇｗｉｔｈａＳｉｎｇｌｅＦｉｂｅｒＩ
ｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ）」なる標題の記事中で、
一個の光ファイバー干渉計について論述している。

【００１２】ここでは、回転偏波された単一パルスを二
つの直交的に偏波されたパルスに分割し、これらパルス
の一方を僅かに遅延させ、これら得られた二つのパルス
が一つのパルス対を形成するように加算的に結合する装
置について述べている。

【００１３】そのパルス対は、その中を伝播する光ビー
ムの輝度でその伝播速度が変化する特性を持つ光ファイ
バーに沿って伝送される。上記パルス対の第一パルスと
一致するタイミングを持つ強力な励起（ｐｕｍｐ）パル
スを加えることによって、この第一パルスのみに位相偏
移が生じる。

【００１４】励起パルスが存在しないときは、パルス対
が重合的に干渉して、単一のより強い直線性の偏波され
たパルスを形成する。しかし、励起パルスが存在すると
きは、その結合によって相殺性の干渉が生じ、出力パル
スは生成されない。

【００１５】干渉しているパルス双方の伝播遅延は完全
に等しいので、実際に二個のパルスが一緒に光ファイバ
ー中を伝播することによって、温度変化に対する補償に
役立つ。

【００１６】このデバイスに伴なう問題の一つは、上記
二個のパルスが直交した直線性偏波を持つパルスであ
り、この関係がそれらパルスが完全に分割され且つ出力
点で完全に再結合できるように維持されていなければな
らないことである。

【００１７】この目的のためには、偏波保持光ファイバ
ーを使用することが好ましいが、しかし殆ど全ての偏波
保持光ファイバーが高い温度依存性がある複屈折を示す
ので、この光ファイバー装置は周囲温度の変動に対して
所望の耐性を有しない。

【００１８】このデバイスには、このデバイスの出力と
して同一偏波を持つ「励起」パルスを抽出する際に別の
問題が有る。この問題のために、このデバイスを縦続接
続することは困難になっている。

【００１９】三つ目の問題は、信号が分割され、一方は
遅延され且つ回転された偏波を持ち、それら二信号が出
力点で再結合される事実である。これは事実上、マッハ
・ゼンダー・デバイスであり、従ってこのデバイスは上
記で述べたように周囲条件に影響され易い。

【００２０】別のデバイスに、ソリトンとして知られる
パルス間の相互作用を利用する単一光ファイバーが有
る。ソリトンはこの光ファイバー中を相当に長い距離に
亘って伝播する際にも波形が広がらない特性を有する。

【００２１】イスラム（Ｉｓｌａｍ）氏等により、オプ
ティックス・レターズ誌、１９９０年、第１５巻の４１
７頁に掲載されている「全光学的に動作する縦続接続可
能な、利得を持つノア・ゲート（Ａｌｌ−Ｏｐｔｉｃａ
ｌＣａｓｃａｄａｂｌｅＮＯＲＧａｔｅｗｉｔｈ
Ｇａｉｎ）」なる標題の記事中で提案されている論理
デバイスは、複屈折光ファイバーの高速軸上及び低速軸
上を伝播するソリトン同士の相互作用を利用している。

【００２２】異なった軸上を伝播する二つのソリトンの
速度は同一ではないから、僅かな遅延時間を持って注入
されたソリトン同士は実際に互いに追い付くことがで
き、それらが追い付くときそれらが互いに捕捉し合う。

【００２３】その結果捕捉されたソリトン対は、元の高
速のソリトンより遅い速度で伝播する。従って、ちょう
ど的確な時点で出力を観測し、上記高速ソリトンに存在
するドラッギング（ｄｒａｇｇｉｎｇ）を検出すること
によって低速のソリトンが存在することを検出すること
ができる。従って、低速ソリトンは制御信号として作用
する。

【００２４】この解決方法に伴なう問題は、ドラッギン
グがほんの僅かな量であり、光ファイバーの温度変動の
ような他の影響がソリトンのドラッギング時間の大きさ
に事実上匹敵することである。同様に、その出力パルス
は正確に的確な時点でサンプルされなければならず、測
定が行なわれるべき時点が必要な精度で知得されている
としても、周囲情況が変わり易いことによる変動容易性
のために測定が不確かになる。

【００２５】ジャイロスコープを取り扱う、全く異なっ
た技術分野においては、サニャック干渉計（Ｓａｇｎａ
ｃｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ）として知られてい
るデバイスが回転を測定するために使用されている。サ
ニャック干渉計は、光ファイバーのループを有し、その
光ファイバーの両端が四ポート・光ファイバー方向性カ
プラーの二個の出力ポートに接続されている。

【００２６】光はカプラーの未使用のポートのうちの一
つを介して光ファイバーに注入される。カプラーは注入
された光を、光ファイバー・ループ中を時計方向に伝播
する部分と光ファイバー・ループ中を反時計方向に伝播
する残りの部分とに分割する。これらの光の両部分はカ
プラーに戻り、ここで再結合する。

【００２７】通常の情況（ジャイロスコープが動いてい
ないとき）では、この光がカプラーで再結合され、完全
に反射されて光源へ戻される。カプラーの他の未使用ポ
ートは全く光を受信しない。

【００２８】光ファイバー・ループが回転するとき、そ
の回転運動により光が一方の方向に伝播して反対方向に
伝播している光より僅かに先にカプラーに再入力され
る。その結果得られる光の結合は以前とは異なり、従っ
てその光は最早十分その光源へ反射されない。このこと
により、ジャイロスコープの回転運動を測定することが
可能になる。

【００２９】サニャック干渉計の原理を使用すること
は、「アプライド・オプティックス（Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｏｐｔｉｃｓ：応用光学）」誌、１９８６年１月号、第
２５巻第２号、２０９乃至２１４頁の「非線形光学及び
光スイッチングに応用したパルス・モード・レーザ・サ
ニャック干渉計（Ｐｕｌｓｅｄ−ＭｏｄｅＬａｓｅｒ
ＳａｇｎａｃＩｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙｗｉｔ
ｈＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎＮｏｎｌｉｎｅ
ａｒＯｐｔｉｃｓａｎｄＯｐｔｉｃａｌＳｗｉｔ
ｃｈｉｎｇ）」なる標題の記事で、リ−（Ｌｉ）氏等が
方形光ループを形成するビーム分割器と三個のミラーを
使用した実験的装置について述べている。

【００３０】ビーム分割器に隣接するループ支線のうち
の一つは、誘導屈折率を変化することができるエレメン
トを有する。光パルスはビーム分割器に印加され、ビー
ム分割器はそのループを時計方向に伝播する一つのパル
スと、そのループを反時計方向に伝播する別のパルスと
に分割する。

【００３１】更に別のパルスが元のパルスから引き出さ
れ、別に可変屈折率エレメントへ印加される励起（ｐｕ
ｍｐ）パルスとして働く。ループに沿って伝播しビーム
分割器で再び合する上記二個のパルスは、励起パルスが
無いときは重合的に結合し、励起パルスが存在し且つ可
変屈折率エレメント内に存在するパルスのうちの一つと
一致するようにタイミングが取られているときは相殺的
に結合する。

【００３２】この装置には、ビーム分割器と、三個のミ
ラーと、実質的に占められるスペースとが必要であり、
更に励起パルスとループに沿って伝播する二個の信号パ
ルスとの間に極めて繊細なタイミングを必要とする、実
際面での欠点が有る。

【００３３】一緒に伝播する励起パルス及び信号パルス
には、可変屈折率媒体中でそれらが互いに重なり合う空
間容量を除き、他の条件は規定されない。従って、励起
光ビームには媒体の屈折率を十分変化させるために相当
に高い輝度が必要とされる。

【００３４】オプティックス・レターズ誌、１９８９年
８月１日号、第１４巻、第１５号の８１１乃至８１３頁
に掲載されている、「光ファイバー非線形ループ・ミラ
ー内のソリトン・スイッチング（ＳｏｌｏｔｏｎＳｗ
ｉｔｃｈｉｎｇｉｎａＦｉｂｅｒＮｏｎｌｉｎｅ
ａｒＬｏｏｐＭｉｒｒｏｒ）」なる標題の記事中
で、イスラム氏等が自己スイッチング・サニャック干渉
計について論述している。

【００３５】この装置の基本は、サニャック干渉計のカ
プラーが入力信号を不均等に分割することに有る。高輝
度の信号をこのデバイス中へ送り込むことによって、一
方の方向に伝播する高輝度の信号が生じ、同時に大きな
位相偏移を受ける。

【００３６】しかしながら、低輝度の信号がこのデバイ
ス中へ送り込まれるときは、その位相偏移は対応的に小
さい。この結果、低輝度の信号は完全に光源へ反射され
るが、高輝度の信号は光源へ反射されない。

【００３７】この装置に伴なう問題は、もちろん、信号
の輝度を外部的に変化させる以外には、そのスイッチン
グを制御することができないことである。

【００３８】「アプライド・フィジックス・レターズ
（ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ：応
用物理学）」誌、１９８６年、第５５巻、２５頁の「サ
ニャック干渉計を使用した光ファイバー・スイッチ（Ｏ
ｐｔｉｃａｌＦｉｂｅｒＳｗｉｔｃｈＥｍｐｌｙｉ
ｎｇａＳａｇｎａｃＩｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅ
ｒ）」なる標題の記事で、ファリーズ（Ｆａｒｒｉｅ
ｓ）氏等が或る波長の信号ビームと別波長の励起ビーム
とを伴なうサニャック干渉計を使用したスイッチについ
て述べている。

【００３９】その信号ビームはカプラーによって均等に
分割されるが、励起パルス・ビームはサニャック・ルー
プ中へ不均等に注入される。ゆえに、このループを時計
方向回りに伝播する信号ビームは、励起パルス・ビーム
が存在するときにループを反時計方向回りに伝播する信
号ビームとは異なる位相偏移を受ける。

【００４０】この結果、励起パルス・ビームの有無に応
じて、それら信号ビームはカプラーで相殺的に結合され
るか或いは重合的に結合される。

【００４１】このデバイスは異なる波長を使用している
ので、これらのデバイスを縦続接続することは困難であ
る。同様に、その信号ビームはパルス信号ではなく、従
って簡単にディジタル・スイッチングに応用することは
できない。

【００４２】フォトニック・スイッチングに関する１９
９０年４月の時事問題研究会会議録（Ｃｏｎｆｅｒｅｎ
ｃｅｒｅｃｏｒｄｏｆＡｐｒｉｌ１９９０ｔ
ｏｐｉｃａｌＭｅｅｔｉｎｇｏｎＰｈｏｔｏｎｉ
ｃＳｗｉｔｃｈｉｎｇ）、論文１３Ｃ−１６に掲載さ
れている「全偏波保持光ファイバー・サニャック干渉計
における、超高速、低電力、且つ高度に安定な全光学的
に動作するスイッチング」なる記事において、エム・ジ
ンノ（Ｍ．Ｊｉｎｎｏ）氏及びティ・ミツモト（Ｔ．Ｍ
ｉｔｓｕｍｏｔｏ）氏が、波長感応型偏波保持カプラー
が励起ビームをループに結合するために使用されている
サニャック干渉計について述べている。

【００４３】この改良されたサニャック干渉計により、
励起ビームはこの干渉計のカプラーを介してループへ結
合することが可能にされている。この干渉計は二個のポ
ートのみを持ち、その一方は励起ビームを受け、他方は
信号ビームを受信する。

【００４４】二つの信号には異なる波長と異なる持続期
間とを持つパルスが使用され、その論理デバイスの縦続
接続を不能にしている。励起パルスと信号パルスとが確
実に一緒に伝播するようにするために、偏波偏移光ファ
イバーが使用されている。

【００４５】

【発明が解決しようとする課題】

【００４６】本発明は従来技術の上記欠点を克服するこ
とができる光スイッチを提供することを目的とする。

【００４７】

【課題を解決するための手段】

【００４８】従来技術の上記欠点は、改良されたサニャ
ック干渉計を使用する光スイッチを用いて克服すること
ができる。明確には、このスイッチは、サニャック・ル
ープとこのループに信号を注入し、それによりこのルー
プに沿って反対方向に伝播する二個の信号を発生するカ
プラーを有する。

【００４９】このカプラーはスイッチを外部からアクセ
スすることができる少くとも一個の信号ポートを有す
る。更に、このループを一方向のみに伝播する励起信号
を注入するためのカプラーを有する。このループは制御
可能な伝播速度を持つ材料で構成されるか、或いはその
ような材料を含有する。

【００５０】更に明確には、この材料中での伝播速度
は、波高や偏波や或いは波長のようなこの材料中を伝播
する信号のパラメータの関数である。

【００５１】このスイッチにより、印加された信号がパ
ルスの形態であるときに、特にはそれらパルスのパルス
幅及び相対位置（即ち、相対タイミング）が特定の相互
作用を得るように制御されるときに、最も影響を持つ作
用が得られる。

【００５２】殆どの材料は、信号同士で波長が相違する
とき、信号を異なる速度で伝播する。同様に、多くの材
料は、信号同士で波高と偏波の双方または何れか一方が
相違するとき、信号を異なる速度で伝播する。同様に、
多くの材料では一方の信号の伝播速度が同時に伝播して
いる他方の信号によって影響を受ける。

【００５３】本発明は、パルスをサニャック・ループへ
送り込み、その帰還状態を観測することにより、上記事
実を有利に利用する。同時に、同じ波長を持つ励起信号
の伝送が行なわれたり停止されたりする。励起パルスが
伝送されるとき、このパルスはこのパルス自体の状態を
正しく判断できるようにタイミングを合わせられ、この
結果、高速で伝播するパルスが低速で伝播するパルスに
先行する。

【００５４】ループ中を伝播している間、高速のパルス
は低速のパルスに追い付き、完全に追い越して、二個の
パルスが互いに越えて進むようにする。なお、この用語
「越えて進む（ｔｒａｖｅｒｓｅ）」は双称的な意味で
用いられている。パルスＡがパルスＢを越えて進むとき
は、同様にパルスＢもパルスＡを越えて進む。

【００５５】このようにして、励起パルスはこのサニャ
ック・ループを介して伝送されるパルスの伝播速度に影
響を及ぼし、影響を受けたパルスがサニャック・カプラ
ーに再投入されるときにこのパルスの位相を変化させ
る。励起パルスの波高が適当に制御されるとき、励起パ
ルスによって生じた位相偏移は信号が最初に挿入された
サニャック・デバイスのポートでは出力を現われなくす
る。

【００５６】

【実施例】

【００５７】従来技術の上記欠点は本発明の図１に図示
された回路において克服されている。

【００５８】図１の回路は、両端がカプラー２０に接続
されている光ファイバー１０を有する。入力信号はカプ
ラー２０のポート１へ印加され、カプラー２０のポート
２及び４は光ファイバー１０の両端に接続され、カプラ
ー２０のポート３は図１の第一出力端（ＯＵＴ１）を形
成している。

【００５９】したがって、光ファイバー１０はループを
形成し、この実施例の状況においては、信号が伝播する
経路、特にその経路が閉じた形あるいはほぼ閉じた形を
している装置に含まれているものとされる。

【００６０】上記の装置では、図１の装置は単に次のよ
うに動作するサニャック干渉計である。即ち、ポート１
へ印加された信号は、ポート２及びポート４でカプラー
２０から出て行く二つの信号部分、即ち、時計方向に伝
播する目標（ｍａｒｋ）信号と反時計方向に伝播する基
準（ｒｅｆ）信号とに分割される。

【００６１】目標信号及び基準信号はループを反対方向
に伝播し、カプラー２０に再び入ってこの中で再結合す
る。通常の情況では、目標信号及び基準信号はこのルー
プ中を伝播するとき同一の条件を経る。

【００６２】仮にその伝播速度は制御不能であり、且つ
時間と共に変化するかまたは変化することのない多くの
パラメータの関数であるとしても、目標信号及び基準信
号の伝播時間は、基本的にはそれらパラメータの全てが
一定と見做される程十分短い時間である。

【００６３】この結果、このループ内では、二方向に伝
播する各信号に対する光ファイバーの影響を区別する変
化は何ら生じない。この結果、カプラー２０での信号の
結合はポート１に関しては重合的なものとなり、ポート
３に関しては相殺的なものとなる。従って、カプラー２
０のポート１に印加された光は、このカプラー２０のポ
ート１には完全に反射して戻り、カプラー２０のポート
３には何ら出力が出ない。

【００６４】再び図１に戻ると、図１の回路は、上記構
成とは別に、光ファイバー１０に沿ったセグメント１１
と、このループへ励起信号を注入するよう光ファイバー
１０のループ内に挿入されたカプラー３０とを有する。

【００６５】カプラー３０はこのループ内に在るので、
上記励起信号はこのループに沿って一方向にのみ伝播
し、より明確には、カプラー３０はこのループに沿って
目標信号の方向に伝播する励起信号を注入する。

【００６６】カプラー５０が同様に光ファイバー１０の
このループ内に、一度その機能を果たしたループから励
起パルスを引き出すために挿入されている。セグメント
１１は可変屈折率材料であり、この材料は、この材料中
を通るビームの伝播速度がこの材料中を通るビームのエ
ネルギーの関数である特徴を有する。

【００６７】更に、その伝播速度はその伝播速度の変化
に影響を及ぼすビームに関して変化するばかりでなく、
その伝播速度はまた同時にその材料中を通る他のビーム
の伝播速度に関しても変化する。

【００６８】もちろん、光ファイバー１０はその全長を
そのような可変屈折率材料で構成することができるが、
普遍性の目的から、図１はこの材料から成る限られたセ
グメントのみを以て描かれている。やはり、普遍性の目
的から、図１の光ファイバー１０のループは必ずしも光
ファイバーである必要は無い。

【００６９】このループは、導波路、自由空間、または
光の流れを支配するための他の材料であることができ
る。ところで、上記に論じられている従来技術での実験
的装置は、そのような光ファイバーのみを使用してい
る。

【００７０】約言すると、図１の装置はセグメント１１
に伝播速度が制御可能な材料を持つ光ファイバー・ルー
プ１０と、このループ１０中を反対方向に伝播する目標
信号及び基準信号と、目標信号と同じ方向に伝播する励
起信号とを有し、これら信号の全てがカプラー２０で結
合される。

【００７１】目標信号と励起信号とが適当なタイミング
を持ち、且つ適当に調節されているときは、次のように
動作する一パルス二重投入スイッチが得られる。

【００７２】励起信号が無いときは、目標信号及び基準
信号が上記したようにカプラー２０で結合される。ポー
ト１でこのスイッチへ入る信号は、光ファイバー１０の
ループから反射してカプラー２０のポート１から出て行
く。

【００７３】しかし、励起信号が存在し、この励起信号
が目標信号と共にセグメント１１中を伝播するように構
成されているときは、この励起信号により目標信号の伝
播速度に起きる変化がカプラー２０に戻る目標信号の位
相を変化させる。

【００７４】励起信号のエネルギー及びセグメント１１
内での目標信号と励起信号との間の相互作用期間が適当
に管理されているときは、目標信号と基準信号との間の
位相関係がカプラー２０中でポート１に関しては完全に
相殺的であり、ポート３に関しては完全に重合的であ
る、目標信号と基準信号との結合を起こす。この結果、
全エネルギーがポート１ではなく、ポート３でカプラー
２０から出て行く。

【００７５】ところで、基準信号が同様にセグメント１
１中を通り、その速度が同様に励起信号によって影響を
受ける。しかし、励起信号と基準信号とは反対方向に伝
播するから、それらの間の相互作用期間は、基準信号と
目標信号との間の相互作用期間より極めて短い期間であ
る。

【００７６】図１の装置による一パルス二重投入スイッ
チの概略的等価回路は、入力信号とカプラー２０のポー
ト１との間にサーキュレータ回路４０が挿入されている
図２の装置中で更に明瞭に観察することができる。

【００７７】サーキュレータ４０は通例の要素であり、
カプラー２０のポート１へ入る信号をこのポート１でカ
プラー２０から出て行く信号と分離する働きを持ち、こ
の結果、一般的に一パルス二重投入スイッチに関連する
三個のポート、即ち「ＩＮ」、「ＯＵＴ１」、「ＯＵＴ
２」が作られている。

【００７８】本発明の分野における光回路の主要な目的
は、極めて広い帯域幅のディジタル回路を作ることにあ
る。このことは、本発明に関わる一パルス二重投入スイ
ッチが高い繰り返し速度の極めて狭いパルスに確実に応
答することができなければならない要件に換言される。

【００７９】しかしながら、極めて狭いパルスは、その
ようなパルスは代表的には「立ち上がり」時におけるＳ
字形状の信号部分と、「オン」時における極めて短時間
の平坦な信号部分と、「立ち下がり」時におけるＳ字形
状の信号部分とを有するので、問題を生じることがあ
る。これら狭いパルスの立ち上がり部分及び立ち下がり
部分は、パルス幅の広い部分を占めている。

【００８０】パルス信号、特に非方形形状のパルス信号
は、図１の回路では幾つかの問題を生じる。第一には、
もし励起信号がセグメント１１内で目標信号に影響を及
ぼすべき場合には、励起信号が目標信号と正確に一致す
るタイミングを取らなければならない。

【００８１】第二には、励起信号の波高がセグメント１
１内での伝播速度の変化を制御するので、励起信号の波
高が変化するとき励起信号の立ち上がり部分及び立ち下
がり部分によって伝播速度に異なる変化が生じる。伝播
速度のこのような異なる変化により、目標信号の種々の
部分が、目標信号の形状を変形させる影響を持つ異なる
速度で伝播される。

【００８２】もちろん、一つの解決手段は励起信号を十
分広くし、この結果、上記のジンノ氏及びミツモト氏の
論文で行われているように、目標信号がセグメント１１
内を伝播する間、目標信号が完全に励起信号のオン期間
内に含まれているようにすることである。

【００８３】しかしながら、この解決手段では、励起信
号及び図１の装置全体の潜在的繰り返し速度が低下す
る。更に重要なことに、この解決手段では、目標信号に
対する励起信号の影響と基準信号に対する励起信号の影
響との間の調和した差異が低下され、励起信号に更にエ
ネルギーを要し、その装置を縦続に接続することができ
ない。

【００８４】本発明の原理によれば、それら従来の潜在
的欠点はセグメント１１の材料に第二の要件、即ち、セ
グメント１１が励起信号を目標信号とは異なる速度で伝
播する要件を賦課することによって克服される。伝播速
度のこの相違は、励起信号の、波長、波高或いは偏波の
ような何らかの制御可能なパラメータと関連させること
ができる。

【００８５】以下において更に詳細に説明されるよう
に、この材料の上記特性により、同様に図１の回路は励
起信号の形状或いはその正確なタイミングに対して完全
に無感応にされる。より正確には、図１の回路は励起信
号（励起パルス全体）の総合エネルギーのみに感応す
る。

【００８６】図３はパルス信号に関連して図１の装置の
動作を示し、上記において特定したような材料のセグメ
ント１１を使用することによって得られる利点を明示し
ている。中にセグメント１１が要素として含まれている
光ファイバー１０のセグメントが基準に示されている。
時点ｔ₀において、パルス１１１は励起信号を表わし、
パルス１１２は目標信号を表わし、パルス１１３は基準
信号を表わしている。

【００８７】パルス１１１及び１１２はセグメント１１
中を左方から右方へ伝播し、他方、パルス１１３は右方
から左方へ伝播する。パルス１１１はパルス１１２より
先行し、且つ、図３での説明目的のために、パルス１１
１はセグメント１１中をパルス１１２より高速で伝播す
るものとする。

【００８８】更に、パルス１１３はセグメント１１から
パルス１１２より右方に図示されている。これは、セグ
メント１１がカプラー２０に関して光ファイバー１０の
ループの中央に寄せられる必要が無いことを明示するた
めである。

【００８９】時点ｔ₀より後の時点ｔ₁では、パルス１１
２はセグメント１１内に在るように図示されており、パ
ルス１１１は丁度セグメント１１に入り込んでいる。パ
ルス１１３は未だセグメント１１の外に在る。

【００９０】この時点ｔ₁では、パルス１１２の後端部
とパルス１１１の先端部とが一致し、パルスの相互作用
が開始する。即ち、パルス１１２の後端部の伝播速度が
パルス１１１の先端部に従って変化し始める。

【００９１】時点ｔ₁より後の時点ｔ₂では、図３は更に
相互作用が進行した状態でのパルス１１１及びパルス１
１２を図示し、一方でパルス１１３はセグメント１１内
に在るが、しかしパルス１１１とは影響し合っていな
い。

【００９２】時点ｔ₂より後の時点ｔ₃では、パルス１１
１はパルス１１２及びパルス１１３の両方と完全な相互
作用状態となっている。最後に時点ｔ₃より後の時点ｔ₄
では、パルス１１２の先端部がパルス１１１の後端部を
通り過ぎており、それら両パルスの間の相互作用が終了
している。

【００９３】三つのパルスのこれら瞬時状態から、パル
ス１１１のレベルとパルス１１２のレベルとが、セグメ
ント１１内の広い期間、即ち時点ｔ₁とｔ₄との間の期間
に亘ってすっかり相互に影響し合っていることが観測さ
れる。

【００９４】同様にパルス１１１はパルス１１３と、但
し相当狭い期間、即ち時点ｔ₃に極く近い期間のみで相
互に影響し合っている。このことは、図３には図示され
ていないが、パルス１１３とのこの相互作用が必ずしも
セグメント１１の材料内に在る必要は無いことが容易に
理解できる。

【００９５】上記は、図１の構成が励起信号の形状及び
正確なタイミングに無感応であることを明示している
が、しかし励起信号の伝播速度を制御するこの励起信号
のパラメータを一定に維持することが重要である。中を
伝播するビームの伝播速度がビームの偏波に感応する複
屈折材料でセグメント１１が構成されているときは、偏
波を一定に維持することが重要である。

【００９６】本発明の一態様によれば、励起信号の偏波
が未知の偏波を持つ印加された励起信号の全エネルギー
を一定に維持し、同時に励起信号の偏波が一定に維持さ
れる。このことは、図４に示されている。この図では、
未知の偏波を持つ入力パルス２１が偏波感応型分割器２
２に印加される。

【００９７】この分割器２２の一方の出力はＴＥ偏波を
持ち、他方の出力はＴＭ偏波を持つ。このＴＭ偏波出力
は偏波回転回路２３に印加され、この偏波回転回路２３
でＴＥ偏波された出力は遅延回路２４に印加される。

【００９８】分割器２２のＴＥ偏波信号は結合器２５
で、遅延回路２４で遅延されたＴＥ信号と結合され、図
示されたパルス２６の形状を持つＴＥ出力信号を発生す
る。遅延回路２４は、分割器２２のＴＥ偏波信号が偏波
回転回路２３のＴＥ偏波出力と、重合的にも或いは相殺
的にも、確実に干渉しないようにするために挿入されて
いる。

【００９９】励起信号と目標信号との間の速度の違いは
大きいので、励起パルスと目標パルスとの間の相互作用
期間がセグメント１１内の極めて短い距離しか止まらな
い。また、その距離は極めて短いので、位相偏移が目標
信号に誘起されるとき、再入力したときの目標信号と基
準信号との間に所望の干渉を生じさせない。

【０１００】付言的に、所望の位相偏移がπラジアンで
あり、それからの小さな偏移は重大ではない。励起信号
が目標信号を越えて進む途中に発生する位相偏移が不十
分である問題は、励起信号を二回以上スライド、即ち目
標信号を越えて進ませることによって克服される。

【０１０１】これは、本発明により、複数のセグメント
１１を有する、図５に図示された装置によって達成され
る。図５の装置の動作の要点は、交互に各セグメント１
１が反対の速度特性を持つようにすることである。

【０１０２】即ち、最初のセグメント（伝播中の励起信
号に関して最初のセグメント）１１が励起信号の偏波信
号を目標信号の偏波信号より高速で伝播させるとき、第
二のセグメント１１は励起信号の偏波信号を目標信号の
偏波信号より低速で伝播させるように配列されている。

【０１０３】この結果、最初のセグメント１１では励起
信号が目標信号の後からスタートしてそのセグメント内
で目標信号に追い付き、第二のセグメント１１では目標
信号が励起信号の後からスタートしてそのセグメント内
で励起信号に追い付く。同様なことが次の各対のセグメ
ントで繰り返されるが、最後の部分でセグメントが対に
完結されることは要求されない。

【０１０４】応用の目的で、図２の回路は、マルチプレ
クサー、デマルチプレクサー、或いはノア・ゲートに容
易に構成することができる。図６はデマルチプレクサー
に応用するための信号構成を示している。図中、入力マ
ルチプレックス信号が最上部に示され、その下に励起信
号が示されている。

【０１０５】入力信号ラインのＮパルス毎に一個のパル
スを励起信号ラインに沿って挿入することによって（図
６において、Ｎは２である）、信号ラインのＮパルスか
ら１個のパルスが図２の回路のポートＯＵＴ１に現われ
る。ポートＯＵＴ１に現われない信号パルスは、図２の
回路のポートＯＵＴ２に現われる。

【０１０６】図７はマルチプレクサーに応用するための
信号構成を示している。多重化されるべき二つの信号は
図２のポートＩＮとポートＯＵＴ１とに注入される。１
個のパルスがポートＯＵＴ１に注入される時点毎に励起
パルスが現われ、その結果、両入力信号がポートＯＵＴ
２に現われる。

【０１０７】本発明の装置を縦続接続して実現されたア
ンド論理ゲートが図８に示されており、この図８は縦続
接続されている図２の回路の変形である二個のスイッチ
を有する。図８において、Ｐ１の符号を付された入力ポ
ートは電源供給用入力ポートと同種のポートである。

【０１０８】この入力ポートＰ１によってパルスがサニ
ャック・ループに注入され、その結果、ｘポートにパル
スが無いときは、出力ポートＱ１（−）に出力パルスが
得られる。ｘポートにパルスが注入されているとき、対
応するパルスが出力ポートＱ１に現われる。

【０１０９】出力ポートＱ１の出力パルスはポートＰ２
に注入され、もしそのときパルスがポートｙに印加され
ると、出力ポートＱ２にパルスが現われる。ポートｘと
ポートｙの両方から信号が供給されるときのみ出力ポー
トＱ２にパルスが現われるので、出力ポートＱ２ではア
ンド機能が得られる。

【０１１０】図８が、図２の回路が全光学的に動作する
論理ゲートを構成するように使用されている装置を図示
している事実から見れば、この回路を他の用途に適用す
ることができることが当然了解される。例えば、図２の
回路は受信された信号の波高及びタイミングを再生する
ように適用することができる。

【０１１１】即ち、やや遠方にある光計算機が身近かに
ある光回路へ情報を伝送することができる。予期される
信号は、クロックと同期して、特別な繰り返し速度で光
パルスを有し或いはそれを欠いている。従って、身近か
にある光回路の目的は受信された信号を捕捉しそれを局
部クロックに同期させることである。

【０１１２】この目的には図８の構成の左半分で示され
ているように使用されている図２の回路が適合してい
る。即ち、局部クロックがサニャック・ループの入力ポ
ート（ポートＰ１）に注入され、局部クロックと同期さ
れるべき入力信号がｘポートに注入される。

【０１１３】この入力信号のパルスが出力パルスの所望
幅より狭くない限り、入力パルスと一致するクロック・
パルスの無ジッター出力は適当な所望幅のパルス出力と
なるであろう。

【０１１４】

【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、サ
ニャック・ループと、このループに信号を注入しそれに
よってこのループ中を反対方向に伝播する二個の信号を
発生するカプラーとを有する改良されたサニャック装置
を使用する光スイッチを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を具体化した装置を示す図であ
る。

【図２】図１の装置のポートのうち、一つのポートを入
力機能ポートと出力機能ポートとに分離するために挿入
されたサーキュレーターを有する装置を示す図である。

【図３】図１の装置におけるパルスの相互作用を明示す
る一連のパルス位置を示す図である。

【図４】判明している偏波を持つ励起パルスを生成する
ための装置の一例を示す図である。

【図５】本発明の原理により、励起パルスが信号パルス
と二回以上相互に影響し合うことが可能な改良された装
置を示す図である。

【図６】図２の装置によるデマルチプレクサー機能を説
明するためのタイミング・ダイヤグラムである。

【図７】図２の装置によるマルチプレクサー機能を説明
するためのタイミング・ダイヤグラムである。

【図８】図２の装置を論理ゲートを成すように縦続接続
した図である。

【符号の説明】

１０ファイバー１１セグメント２０カプラー２１入力パルス２２分割器２３偏波回転回路２４遅延回路２５結合器２６励起パルス３０カプラー４０サーキュレータ５０カプラー１１１励起信号パルス１１２目標信号パルス１１３基準信号パルス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ヘンリーエイチ．ホウアメリカ合衆国 07760 ニュージャージィ、シーブライト、アイランドビューウェイ 51 (72)発明者ノーマンアシュトンホワイテーカーアメリカ合衆国 07716 ニュージャージィ、アトランテックハイランズ、フォースアベニュー 20 (56)参考文献ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓＶｏｌ．55，Ｎｏ．１, ＰＰ．25〜26

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力信号を受信する入力ポートと、前記
入力信号が中を伝播する伝播速度制御可能材料部分を包
含する伝送媒体とを有する光論理ゲート装置において、前記入力ポートへ印加された信号パルスを前記伝送媒体
に注入して、前記伝送媒体中を一方の方向に伝播する相
互作用信号パルスと前記伝送媒体中を反対方向に伝播す
る基準信号パルスとを発生する手段と、前記伝送媒体中を前記相互作用信号パルスの伝播方向に
伝播する励起パルスを、前記相互作用信号パルスが前記
伝播速度制御可能材料部分中を伝播している間に前記相
互作用信号パルスが前記励起パルスを越えて進むように
前記励起パルスが制御されるタイミングで、前記伝送媒
体に制御可能に注入する手段と、前記伝送媒体を通過した後の前記基準信号パルスと前記
伝送媒体を通過した後の前記相互作用信号パルスとを結
合する結合手段とを有することを特徴とする光論理ゲー
ト装置。
【請求項２】前記結合手段は、干渉計型結合手段であ
ることを特徴とする、請求項１記載の装置。
【請求項３】前記結合手段に印加された前記基準信号
及び前記相互作用信号の両方のパルスが重合的に干渉す
るとき、前記結合手段が出力ポートに出力信号を発生す
ることを特徴とする、請求項２記載の装置。
【請求項４】前記結合手段は、前記結合手段に印加さ
れた前記基準信号及び前記相互作用信号の両方のパルス
が重合的に干渉するときに第一出力ポートに出力信号を
生じ、且つ前記結合手段に印加された前記基準信号及び
前記相互作用信号の両方のパルスが相殺的に干渉すると
きに第二出力ポートに出力信号を発生することを特徴と
する、請求項２記載の装置。
【請求項５】前記制御可能注入手段は、おおよそ前記
伝送媒体に相互作用信号パルスが存在しているときに励
起パルスを注入する手段と、前記伝送媒体に相互作用信
号パルスがほぼ存在していないときに励起パルスを注入
する手段と、前記伝送媒体に相互作用信号パルスが存在
しているときに励起パルスの注入を回避する手段のうち
一つ以上を有することを特徴とする、請求項１記載の装
置。
【請求項６】前記伝播速度制御可能材料は、その伝播
速度が励起パルスの制御可能信号パラメータに依存する
ことを特徴とする、請求項１記載の装置。
【請求項７】前記制御可能信号パラメータは、励起パ
ルスの波長であることを特徴とする、請求項６記載の装
置。
【請求項８】前記信号パルスが或る波長のパルスであ
り、前記励起パルスは異なる波長のパルスであることを
特徴とする、請求項７記載の装置。
【請求項９】前記制御可能な信号パラメータは、励起
パルスの偏波であることを特徴とする、請求項６記載の
装置。
【請求項１０】前記制御可能な信号パラメータは、励
起パルスの波高であることを特徴とする、請求項６記載
の装置。
【請求項１１】前記励起パルスは、前記相互作用信号
パルスが励起パルスと共に前記伝播速度制御可能材料部
分中を伝播するとき、前記相互作用信号パルスが励起パ
ルスを伴わずに前記伝播速度制御可能材料部分中を伝播
するときの前記相互作用信号パルスの位相偏移から実質
的にπラジアンだけ変化している前記相互作用信号パル
スの位相偏移を生じる波高を規定するように制御される
ことを特徴とする、請求項１０記載の装置。
【請求項１２】前記相互作用信号パルスが前記伝播速
度制御可能材料部分中を一方の方向に伝播するとき、前
記基準信号パルスが前記伝播速度制御可能材料部分中を
他方の方向に伝播するときの前記基準信号パルスの位相
偏移に関して実質的に１８０度の位相偏移を前記相互作
用信号パルスに発生するように、前記励起パルスの波高
を制御する手段を有することを特徴とする、請求項１０
記載の装置。
【請求項１３】前記制御可能な信号パラメータは、励
起パルスの波高及び偏波であることを特徴とする、請求
項６記載の装置。
【請求項１４】前記励起パルスは、前記相互作用信号
パルスが励起パルスと共に前記伝播速度制御可能材料部
分中を伝播するとき、前記相互作用信号パルスが励起パ
ルスを伴わずに前記伝播速度制御可能材料部分中を伝播
するときの前記相互作用信号パルスの位相偏移から実質
的にπラジアンだけ変化している前記相互作用信号パル
スの位相偏移を生じる偏波及び波高を規定するように制
御されることを特徴とする、請求項１３記載の装置。
【請求項１５】前記伝送媒体中の前記伝播速度制御可
能材料は、直交偏波を持つ信号同士が異なる速度で伝播
し、直交偏波を持つ一つの信号が存在しているときの所
定の偏波に対する伝播速度が直交偏波を持つ該信号が存
在していないときの所定偏波に対する伝播速度と異なる
材料であることを特徴とする、請求項１記載の装置。
【請求項１６】前記相互作用信号パルスが偏波してお
り、且つ前記励起パルスが偏波しており、前記相互作用
信号パルスの偏波が前記励起パルスの偏波と直交してい
ることを特徴とする、請求項１５記載の装置。
【請求項１７】信号パルスを注入する前記手段は、前
記入力ポートに接続された第一ポートと、前記伝送媒体
の二つのポートに接続された第二及び第三ポートと、こ
の装置の第一出力ポートを形成している第四ポートとを
持つ四ポート・カプラーであることを特徴とする、請求
項１記載の装置。
【請求項１８】信号パルスを注入する前記手段に接続
されている第一出力ポートを有し、更にこの装置の入力
ポートと信号パルスを注入する手段との間に挿入された
サーキュレーターを有し、このサーキュレーターはこの
装置の第二出力ポートを有することを特徴とする、請求
項１記載の装置。
【請求項１９】前記励起パルスのエネルギーが第一レ
ベルにあるときこの装置の第一出力ポートに出力信号を
生じ、前記励起パルスのエネルギーが第二レベルにある
ときこの装置の第二出力ポートに出力信号を発生するよ
うに前記励起パルスを制御する手段を有することを特徴
とする、請求項１８記載の装置。
【請求項２０】更に、前記伝送媒体中を伝播している
前記励起パルスを抽出するために、前記伝送媒体に接続
されているカプラーを有することを特徴とする、請求項
１記載の装置。
【請求項２１】相互に接続された複数のスイッチを有
する装置において、各スイッチが１）入力信号パルスを受信する第一入力ポートと、２）励起パルスをを受信する第二入力ポートと、３）第一出力ポートと、４）前記入力信号パルス及び前記励起パルスが伝播する
ことができる、伝播速度制御可能材料部分を有する伝送
媒体と、５）前記伝送媒体中を一方の方向に伝播する相互作用信
号及び前記伝送媒体中を他方の方向に伝播する基準信号
を発生するために前記第一入力ポートに印加される信号
パルスを前記伝送媒体に注入し、前記第一出力ポートへ
印加される出力パルスを発生するために前記伝送媒体か
ら戻る信号を受信する手段と、６）前記第二入力ポートに印加される、前記相互作用信
号パルスの方向に、前記相互作用信号パルスが前記伝播
速度制御可能材料部分中を伝播している間に前記励起パ
ルスが前記相互作用信号パルスを越えて進むようにする
前記相互作用信号パルスに関連するタイミングで、前記
伝送媒体中を伝播するように、励起パルスを前記伝送媒
体に注入する手段とを有することを特徴とするスイッチ
装置。
【請求項２２】前記スイッチの各々が、更に前記信号
パルス注入手段から信号を取り出す第二出力ポートを有
し、この取り出された信号は前記第一出力ポートの信号
と相補的であることを特徴とする、請求項２１記載の装
置。
【請求項２３】前記複数のスイッチが第一スイッチと
第二スイッチとを有し、第一スイッチの出力ポートが第
二スイッチの第一入力ポートと接続されていることを特
徴とする、請求項２１記載の装置。
【請求項２４】前記複数のスイッチが第一スイッチと
第二スイッチとを有し、第一スイッチの出力ポートが第
二スイッチの第二入力ポートと接続されていることを特
徴とする、請求項２１記載の装置。
【請求項２５】前記第二スイッチが、更に前記信号パ
ルス注入手段から信号を取り出す第二出力ポートを有
し、この取り出された信号は前記第一出力ポートの信号
と相補的であることを特徴とする、請求項２４記載の装
置。
【請求項２６】入力信号を受信する入力ポートと、前
記入力信号が伝播する伝送媒体と、この伝送媒体の少な
くとも一部を構成する、伝播速度制御可能材料部分とを
有する装置において、信号パルス列を、この信号パルス列の各信号パルスが前
記伝送媒体中を一方の方向に伝播する相互作用信号パル
スと前記伝送媒体中を反対方向に伝播する基準信号パル
スとを発生するように、前記入力ポートへ注入する手段
と、前記伝送媒体中を前記相互作用信号パルスの伝播方向に
伝播する励起パルス列を前記伝送媒体に注入する手段と
を有する装置において、前記励起パルス列の各励起パルスが、ａ）前記信号パルス列中の対応する信号パルスに関し
て、対応する相互作用信号が、実質的に前記励起パルス
と対応する相互作用信号とが前記制御可能な材料部分中
に存在している間、前記対応する相互作用信号が前記励
起パルスを通過して進むことができるタイミングで、注
入され、ｂ）時々高い波高の励起パルスを生じ、時々低い波高の
励起パルスを発生するように波高を制御されることを特
徴とする装置。
【請求項２７】前記低波高は零波高または実質的に零
波高であることを特徴とする、請求項２６記載の装置。
【請求項２８】前記励起パルス列の交互の励起パルス
が低波高の励起パルスであることを特徴とする、請求項
２７記載の装置。
【請求項２９】第一信号ポートと、第二信号ポート
と、励起信号ポートと、伝播速度制御可能材料部分を含
む伝送媒体とを有する装置において、この装置が１）前記第一信号ポートに印加された信号パルスに応答
して、前記伝送媒体中を第一方向に伝播する第一目標信
号パルスと前記伝送媒体中を前記第一方向とは反対の第
二方向に伝播する第一基準信号パルスとを、前記伝送媒
体に注入し、２）前記第二信号ポートに印加された信号パルスに応答
して、前記伝送媒体中を前記第一方向に伝播する第二目
標信号パルスと前記伝送媒体中を前記第二方向に伝播す
る第二基準信号パルスとを、前記伝送媒体に注入し、３）前記伝送媒体から到達する信号同士を結合して前記
第一信号ポートへ印加される第一出力信号と前記第二信
号ポートへ印加される第二出力信号とを発生するように
前記伝送媒体に接続された第一カプラーと、前記伝送媒体中を前記第一方向に伝播する励起パルス信
号を前記伝送媒体に注入する第二カプラーとを有し、前記励起パルス信号は、第一目標信号パルスが前記伝送
媒体中を伝播するとき制御可能に存在し且つ第二目標信
号パルスが前記伝送媒体中を伝播するとき制御可能に存
在しする一以上のパルスを含み、各励起パルスが、存在
しているときには、第一目標信号パルス及び第二目標信
号パルスに関して、前記第一目標信号パルス及び第二目
標信号パルスが実質的に前記伝播速度制御可能材料部分
中に存在している間、該励起パルスを前記第一目標信号
パルス及び第二目標信号パルスを越えて進ませるように
制御されるタイミング関係を持っていることを特徴とす
る装置。
【請求項３０】前記第一信号ポートに印加されている
前記入力信号が所定の繰り返し速度を持つパルス列であ
り、前記励起信号ポートに印加されている前記入力信号
が前記所定繰り返し速度の半分の繰り返し速度を持つパ
ルス列であり、前記励起信号パルス列が前記第一信号ポ
ートにおける前記パルス列中の他の何れのパルスともほ
ぼ一致するように調節されていることを特徴とする、請
求項２９記載の装置。
【請求項３１】前記第一信号ポートに印加されている
前記入力信号が所定の繰り返し速度を持つパルス列であ
り、前記励起信号ポートに印加されている前記入力信号
が前記所定繰り返し速度を持つパルス列であり、前記励
起信号パルス列が前記第一信号ポートにおける前記パル
ス列中の各パルスとほぼ一致するように調節されてお
り、前記第二信号ポートに印加されている前記入力信号
が前記励起信号ポートにおける前記パルス列中の各パル
スと一致しないように調節されているパルス列であるこ
とを特徴とする、請求項２９記載の装置。
【請求項３２】カプラーと接続されているループを有
し、前記カプラーが前記ループへこのループに沿って両
方向に伝播する信号を注入するための入力手段と、前記
ループから反射される出力を監視するため出力手段とを
有するサニャック干渉計において、前記ループが少なくとも伝播速度制御可能材料部分を有
し、前記入力手段によって注入される前記信号は、それによ
って前記ループに沿って一方の方向に伝播する相互作用
信号と前記ループに沿って他方の方向に伝播する基準パ
ルスとを発生するパルスであり、前記干渉計は、更に前記ループへこのループに沿って前
記相互作用信号の方向に伝播する励起パルス信号を制御
可能に注入するための手段であって、前記相互作用信号
が前記伝播速度制御可能材料部分中を伝播している間前
記相互作用信号を越えて進むようにタイミングを取られ
ている手段を有することを特徴とするサニャック干渉計
装置。
【請求項３３】前記制御可能注入手段が、前記励起パ
ルスの波高を制御して前記サニャック干渉計装置の前記
カプラー内に前記信号パルスの重合性干渉と相殺性干渉
とを発生する手段を有することを特徴とする、請求項３
２記載の装置。
【請求項３４】励起パルスを注入する前記手段が前記
ループ中にあることを特徴とする、請求項３３記載の装
置。
【請求項３５】前記ループが光導波路を有することを
特徴とする、請求項３２記載の装置。
【請求項３６】前記ループが複屈折ファイバーを有す
ることを特徴とする、請求項３２記載の装置。
【請求項３７】入力信号を受信する入力ポートと、前
記入力信号が伝播する伝送媒体と、前記入力信号が伝播
するこの伝送媒体を構成する複数の伝播速度制御可能材
料セグメントとを有する装置において、前記入力ポートへ印加された信号パルスを前記伝送媒体
に注入して、前記伝送媒体中を一方の方向に速度ｘで伝
播する相互作用信号パルスと前記伝送媒体中を反対方向
に速度ｘで伝播する基準信号パルスとを発生する手段
と、正または負の値を有するδに対して、前記伝送媒体中を
前記相互作用信号パルスの伝播方向に速度ｘ＋δで伝播
する励起パルスを前記伝送媒体に制御可能に注入する手
段と、隣接する前記伝播速度制御可能材料セグメント間に挿入
されたリセット部分とを有し、このリセット部分はこのリセット部分における前記励起
パルスの前記相互作用信号に対するタイミングを、この
リセット部分に先行する前記伝播速度制御可能材料セグ
メントの始めにおける前記励起パルスの前記相互作用信
号に対するタイミングへ変更し、前記励起パルスは、注入されるとき、前記相互作用信号
及び速度δに対して、前記相互作用信号が前記複数の伝
播速度制御可能材料セグメントのそれぞれの中に存在し
ている間、前記相互作用信号のあらゆる点が前記励起パ
ルスのあらゆる点と相互に作用するタイミングで注入さ
れることを特徴とする装置。
【請求項３８】入力信号を受信する入力ポートと、前
記入力信号が伝播する伝送媒体と、前記入力信号が伝播
するこの伝送媒体を構成する複数の伝播速度制御可能材
料セグメントとを有する装置において、前記入力ポートへ印加された信号パルスを前記伝送媒体
に注入して、前記伝送媒体中を一方の方向に速度ｘで伝
播する相互作用信号パルスと前記伝送媒体中を反対方向
に速度ｘで伝播する基準信号パルスとを発生する手段
と、正または負の値を有するδに対して、前記伝送媒体中を
前記相互作用信号パルスの伝播方向に速度ｘ＋δで伝播
する励起パルスを前記伝送媒体に制御可能に注入する手
段と、隣接する前記伝播速度制御可能材料セグメント間に挿入
されたリセット部分とを有し、このリセット部分はこのリセット部分における前記励起
パルスの前記相互作用信号に対する位置を、このリセッ
ト部分に先行する前記伝播速度制御可能材料セグメント
の始めにおける前記励起パルスの前記相互作用信号に対
する位置へ変更し、前記励起パルスは、注入されるとき、前記相互作用信号
及び速度δに対して、前記相互作用信号が前記複数の伝
播速度制御可能材料セグメントのそれぞれの中に存在し
ている間、前記相互作用信号のあらゆる点が前記励起パ
ルスのあらゆる点と相互に作用するタイミングで注入さ
れることを特徴とする装置。
【請求項３９】前記リセット部分が伝播速度制御可能
材料を有することを特徴とする、請求項３８記載の装
置。
【請求項４０】前記伝播速度制御可能材料セグメント
が複屈折ファイバー部分を有することを特徴とする、請
求項３９記載の装置。
【請求項４１】前記リセット部分が複屈折ファイバー
部分を有することを特徴とする、請求項３９記載の装
置。
【請求項４２】前記リセット部分が有する前記複屈折
ファイバー部分の偏波方向が、前記伝播速度制御可能材
料セグメントが有する前記複屈折ファイバー部分の偏波
方向と直交していることを特徴とする、請求項４１記載
の装置。
【請求項４３】複数のパルスを同時に伝送することが
でき、その伝送速度が中を伝播するパルスの所定特性に
依存し、且つその伝送速度が中を伝播するパルスの同時
伝送によって影響を受ける特徴を持つパルス伝送材料
と、入力信号を受信し、この入力信号を一つの速度で前記パ
ルス伝送材料中を伝播させるように、この入力信号を前
記所定特性の一つの値で前記パルス伝送材料へ注入する
第一入力ポートと、クロック・パルスを他の速度で前記パルス伝送材料中を
伝播させるように、このクロック・パルスを前記所定特
性の他の値で前記パルス伝送材料へ注入する第二入力ポ
ートとを有し、前記注入が、前記パルス伝送材料中を伝播する前記入力
信号と前記クロック・パルスとを互いに越えて進ませる
ように行われることを特徴とする、前記入力信号を前記
クロック・パルスに同期させるための装置。