JP2730697B2 - Optical pulse detection method - Google Patents

Optical pulse detection method

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JP2730697B2
JP2730697B2 JP1128272A JP12827289A JP2730697B2 JP 2730697 B2 JP2730697 B2 JP 2730697B2 JP 1128272 A JP1128272 A JP 1128272A JP 12827289 A JP12827289 A JP 12827289A JP 2730697 B2 JP2730697 B2 JP 2730697B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、強度変調高速光伝送系の受信部において
用いられる光パルス検出方法に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical pulse detection method used in a receiving section of an intensity-modulated high-speed optical transmission system.

〔従来の技術〕 従来、強度変調高速光伝送系において、光アンプを受
光素子の前段に配置し、受信感度の改善を図ることによ
り伝送距離の拡張がおこなわれいた。このような構成に
おいては、光アンプで生じる自然放出光が大きな雑音源
となるので、通常、光アンプと受光素子との間に狭帯域
光バンドパスフィルタを配置し、自然放出光を除去して
いる。
[Prior Art] Conventionally, in an intensity-modulated high-speed optical transmission system, an optical amplifier is arranged in front of a light receiving element, and the transmission distance is extended by improving reception sensitivity. In such a configuration, since the spontaneous emission light generated by the optical amplifier becomes a large noise source, a narrow band optical bandpass filter is usually arranged between the optical amplifier and the light receiving element to remove the spontaneous emission light. I have.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

ところで、上述した狭帯域光バンドパスフィルタの作
成は容易ではなく、仮に作成できたとしても、光信号の
中心波長が温度などの影響を受けて変動するため、実際
には、光バンドパスフィルタの帯域幅を光信号の変動分
を見込んで広く設計しなければならない。従って、上記
のような構成によって、自然放出光雑音を効率よく除去
することは極めて困難であった。
By the way, it is not easy to create the above-mentioned narrow band optical bandpass filter. Even if the narrowband optical bandpass filter can be created, the center wavelength of the optical signal fluctuates under the influence of temperature or the like. The bandwidth must be designed to be wide considering the fluctuation of the optical signal. Accordingly, it has been extremely difficult to efficiently remove spontaneous emission optical noise with the above configuration.

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、
光アンプ中で生じる自然放出光による雑音を光バンドパ
スフィルタを用いることなく除去することができる光パ
ルス検出方法を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances,
It is an object of the present invention to provide an optical pulse detection method capable of removing noise due to spontaneous emission light generated in an optical amplifier without using an optical bandpass filter.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

この発明は、強度変調高速光伝送系の光パルス検出方
法において、入射光パルスを光増幅し、2次の非線形光
学効果により光パルスの波長を変換した後、光検出する
ことを特徴としている。また、入射光パルスを光増幅
し、増幅した光パルスを3次の非線形光学効果を用いて
パルス圧縮し、さらに2次の非線形光学効果により光パ
ルスの波長を変換した後、光検出することを特徴として
いる。
According to the present invention, in an optical pulse detection method for an intensity-modulated high-speed optical transmission system, an incident optical pulse is optically amplified, the wavelength of the optical pulse is converted by a second-order nonlinear optical effect, and then optical detection is performed. Also, it is necessary to optically amplify an incident light pulse, compress the amplified light pulse using a third-order nonlinear optical effect, further convert the wavelength of the light pulse by a second-order nonlinear optical effect, and then perform light detection. Features.

〔作用〕[Action]

一般に、第10図に示すように、入射光パルスPを光増
幅器Aで増幅すると、増幅された光パルスP1には、自然
放出光N1が背景雑音として重畳している。そこで、この
発明においては、増幅された光パルスP1を2次の非線形
効果による波長変換部Cで波長変換し、この場合、一般
に波長変換効率は入射光のピークパワーに依存して変化
するため、波長変換された光パルスP2と自然放出光N2
の間に大きな差をつけることができ、これにより、自然
放出光N2による雑音を効率よく除去して光検出器Bへ導
くことができる。また、入射光パルスPを光増幅器Aで
増幅した後、3次の非線形効果による光パルス圧縮部D
で、光パルス幅を圧縮して、そのピークパワーを増大
し、その後、圧縮された光パルスP3と自然放射光N3を2
次の非線形効果による波長変換部Cで波長変換すれば、
さらに光パルスP4と自然放出光N4との間に大きな差をつ
けることができ、自然放出光雑音を効率よく除去するこ
とができる。
Generally, as shown in FIG. 10, when amplifying the incident light pulse P at the optical amplifier A, the optical pulse P 1 which is amplified spontaneous emission light N 1 are superimposed as the background noise. Therefore, in the present invention, it amplified light pulses P 1 and the wavelength conversion by the wavelength converter C according to second-order nonlinear effect, in this case, generally the wavelength conversion efficiency varies depending on the peak power of the incident light It is possible to make a large difference between the wavelength-converted light pulse P 2 and the spontaneous emission light N 2 , thereby efficiently removing noise due to the spontaneous emission light N 2 and guiding the light to the photodetector B. Can be. After the incident light pulse P is amplified by the optical amplifier A, the light pulse compression unit D by the third-order nonlinear effect is obtained.
Then, the light pulse width is compressed to increase its peak power, and then the compressed light pulse P 3 and the spontaneous emission light N 3 are combined.
If the wavelength is converted by the wavelength converter C due to the following nonlinear effect,
Furthermore it is possible to give a large difference between the optical pulse P 4 and the spontaneous emission light N 4, it can be removed efficiently spontaneous emission noise.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照し、この発明の実施例について説明
する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、この発明の第1実施例の構成を示すブロッ
ク図である。この図において、1は波長530nm,807nm,82
0nm,980nm,あるいは1470nm近辺を中心波長とする励起光
を発生する励起光源、2はエルビューム(Er)元素がそ
の先端あるいは全部に添加され、1.5μm帯で異常分散
を持つ光ファイバであり、第10図に示す光増幅器Aに相
当する。3は励起光源1から出力された励起光と光信号
である光パルスとを合波するためのダイクロイックミラ
ー、4および5はレンズ、6はSHG(第2高調波発生)
用結晶、7はSHG用結晶6で発生した第2高調波であるS
HG光のみを透過させるためのフィルタ、8は光検出器で
ある。上述した構成要素の3〜7が第10図に示す2次非
線形効果による波長変換部Cに相当する。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment of the present invention. In this figure, 1 is the wavelength 530 nm, 807 nm, 82
An excitation light source that generates excitation light having a center wavelength around 0 nm, 980 nm, or 1470 nm, and an optical fiber 2 having an extraordinary dispersion in the 1.5 μm band, to which the element or Erbium (Er) element is added at its tip or all. This corresponds to the optical amplifier A shown in FIG. Reference numeral 3 denotes a dichroic mirror for multiplexing the pumping light output from the pumping light source 1 with an optical signal, which is an optical signal. Reference numerals 4 and 5 denote lenses, and reference numeral 6 denotes an SHG (second harmonic generation).
7 is the second harmonic generated by the SHG crystal 6.
A filter for transmitting only HG light, and 8 is a photodetector. The components 3 to 7 described above correspond to the wavelength conversion unit C based on the second-order nonlinear effect shown in FIG.

以上の構成において、図面左方より到来した光パルス
はダイクロイックミラー3を通過して光ファイバ2に入
射し、励起光源1によって励起されたEr元素の添加部に
よって増幅される。増幅された光パルスは、光ファイバ
2で生じるカー効果と分散の効果でパルス圧縮される。
この光パルスがレンズ4を介してSHG用結晶6に導か
れ、波長変換される。そして、光検出器8の前段には、
波長変換されずにSHG用結晶6を通過した一部の光を遮
断するために、波長変換された光パルスのみを透過させ
るフィルタ7が配置されているので、波長変換された光
パルスのみが、レンズ5で集光され、光検出器8に到達
し、この光検出器8によって光−電気変換されることに
より、光パルスが検出される。ここで、光信号の中心波
長が近赤外である今日の光通信の現状を考えると、2次
の非線形光学効果を有するSHG用結晶6により波長変換
された光信号は可視の波長帯域となるため、暗電流が少
ない高感度Si−APD(アバランシホトダイオード)を光
検出器8として使用できる。また上述した実施例におい
ては、光増幅器としてErドープの光ファイバ2を用いて
いるので、この光ファイバ2によって、光増幅とパルス
圧縮の両機能を同時に実現することができる。
In the above configuration, the light pulse arriving from the left side of the drawing passes through the dichroic mirror 3 and is incident on the optical fiber 2, and is amplified by the Er element doped by the excitation light source 1. The amplified optical pulse is pulse-compressed by the Kerr effect and the dispersion effect generated in the optical fiber 2.
The light pulse is guided to the SHG crystal 6 via the lens 4 and wavelength-converted. And, before the photodetector 8,
In order to block a part of the light that has passed through the SHG crystal 6 without wavelength conversion, the filter 7 that transmits only the wavelength-converted light pulse is provided. The light is condensed by the lens 5, reaches the photodetector 8, and is subjected to photo-electric conversion by the photodetector 8, whereby a light pulse is detected. Here, considering the current state of optical communication in which the center wavelength of the optical signal is near infrared, the optical signal wavelength-converted by the SHG crystal 6 having the second-order nonlinear optical effect has a visible wavelength band. Therefore, a high-sensitivity Si-APD (avalanche photodiode) having a small dark current can be used as the photodetector 8. Further, in the above-described embodiment, since the Er-doped optical fiber 2 is used as the optical amplifier, both functions of optical amplification and pulse compression can be realized by this optical fiber 2 at the same time.

次に、第2図は、この発明の第2実施例の構成を示す
ブロック図である。この図において、9は波長530nm,80
7nm,820nm,980nmあるいは1470nm近辺を中心波長とする
励起光を出力する励起光源、10はEr元素がその先端ある
いは全部に添加され、1.5μm帯で正常分散を持つ光フ
ァイバ、11は励起光源9から出力された励起光と光信号
である光パルスとを合波するためのダイクロイックミラ
ー、12,13,14はレンズ、15,16は1.5μm帯で異常分散を
有するように配置された一対のグレーティングレンズ、
17はSHG用結晶,18はSHG光のみを透過させるためのフィ
ルタ、19は光検出器である。上述した構成要素の15と16
が第10図に示す3次元非線形効果による光パルス圧縮部
Dに相当する。
Next, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a second embodiment of the present invention. In this figure, 9 is a wavelength 530 nm, 80
An excitation light source that outputs excitation light having a center wavelength around 7 nm, 820 nm, 980 nm or 1470 nm, 10 is an optical fiber having a normal dispersion in the 1.5 μm band to which Er element is added at its tip or all, and 11 is an excitation light source 9. Dichroic mirrors for multiplexing the excitation light and the optical pulse that is an optical signal output from the lens, 12, 13, 14 are lenses, and 15, 16 are a pair arranged so as to have anomalous dispersion in the 1.5 μm band. Grating lens,
17 is a crystal for SHG, 18 is a filter for transmitting only SHG light, and 19 is a photodetector. 15 and 16 of the components described above
Corresponds to the optical pulse compression unit D based on the three-dimensional nonlinear effect shown in FIG.

以上の構成において、図面左方より到来した光パルス
は、ダイクロイックミラー11を通過して光ファイバ10に
入射し、励起光源9によって励起されたEr元素の添加部
により増幅される。増幅された光パルスは、光ファイバ
10で生じるカー効果により、その瞬時波長が短波長側へ
シフトしたブルーシフトチャープを持つ光パルスとな
り、この光パルスがレンズ12を介して異常分散を有する
一対のグレーティングレンズ15と16に導かれ、パルス圧
縮される。この光パルスがレンズ13を介してSHG用結晶1
7に導かれ、波長変換される。そして、波長変換されず
にSHG用結晶17を通過した一部の光は、フィルタ18によ
って遮断されるので、波長変換された光パルスのみがフ
ィルタ18を透過し、レンズ14で集光され、光検出器19に
到達し、この光検出器19によって光−電気変換されるこ
とにより、光パルスが検出される。
In the above configuration, the light pulse arriving from the left side of the drawing passes through the dichroic mirror 11 and is incident on the optical fiber 10, and is amplified by the Er element doped by the excitation light source 9. The amplified optical pulse is converted to optical fiber
Due to the Kerr effect occurring in 10, an instantaneous wavelength becomes an optical pulse having a blue shift chirp shifted to the short wavelength side, and this optical pulse is guided to a pair of grating lenses 15 and 16 having anomalous dispersion via the lens 12, Pulse compression. This light pulse is transmitted through the lens 13 to the SHG crystal 1
Guided to 7 and wavelength converted. Then, part of the light that has passed through the SHG crystal 17 without wavelength conversion is blocked by the filter 18, so that only the wavelength-converted light pulse passes through the filter 18, is condensed by the lens 14, and The light pulse arrives at the detector 19 and is subjected to optical-electrical conversion by the optical detector 19, whereby an optical pulse is detected.

次に、第3図は、この発明の第3実施例の構成を示す
ブロック図である。この図において、20は光ファイバ21
中でラマン増幅を行うための励起光源、21はラマン増幅
したい波長帯域で異常分散を持つ光ファイバ、22は励起
光源20から出力された励起光と光信号である光パルスと
を合波するためのダイクロイックミラー、23,24はレン
ズ、25はSHG用結晶、26はSHG光のみを透過させるための
フィルタ、27は光検出器である。
Next, FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a third embodiment of the present invention. In this figure, 20 is an optical fiber 21
Pump light source for performing Raman amplification inside, 21 is an optical fiber having anomalous dispersion in a wavelength band to be Raman-amplified, 22 is for multiplexing the pump light output from the pump light source 20 and the optical pulse which is an optical signal. , 23 and 24 are lenses, 25 is an SHG crystal, 26 is a filter for transmitting only SHG light, and 27 is a photodetector.

以上の構成において、図面左方より到来した光パルス
はダイクロイックミラー22を通過して光ファイバ21に入
射し、励起光源20から出力された励起光によって誘導ラ
マン増幅される。増幅された光パルスは光ファイバ21で
生じるカー効果と分散によりパルス圧縮される。この光
パルスがレンズ23を介してSHG用結晶25に導かれ、波長
変換される。そして、波長変換されずにSHG用結晶25を
通過した一部の光はフィルタ26によって遮断されるの
で、波長変換された光パルスのみがフィルタ26を透過
し、レンズ24で集光され、光検出器27に到達し、この光
検出器27によって光−電気変換されることにより、光パ
ルスが検出される。上述した実施例においては、光ファ
イバ増幅器の代りにラマン増幅する光ファイバ21を用い
ているので、この光ファイバ21によって、光増幅とパル
ス圧縮の両機能を同時に実現することができる。
In the above configuration, the optical pulse arriving from the left side of the drawing passes through the dichroic mirror 22, enters the optical fiber 21, and is stimulated Raman-amplified by the pumping light output from the pumping light source 20. The amplified optical pulse is pulse-compressed by the Kerr effect and dispersion generated in the optical fiber 21. This light pulse is guided to the SHG crystal 25 via the lens 23, and wavelength-converted. Then, a part of the light that has passed through the SHG crystal 25 without wavelength conversion is blocked by the filter 26, so that only the wavelength-converted light pulse passes through the filter 26, is collected by the lens 24, and The light pulse arrives at the detector 27 and is subjected to optical-electrical conversion by the photodetector 27, whereby an optical pulse is detected. In the above-described embodiment, since the optical fiber 21 for Raman amplification is used instead of the optical fiber amplifier, both functions of the optical amplification and the pulse compression can be realized by the optical fiber 21 at the same time.

第4図は、この発明の第4実施例の構成を示すブロッ
ク図である。この図において、28は光ファイバ29中でラ
マン増幅を行うための励起光源、29はラマン増幅したい
波長帯域で正常分散を持つ光ファイバ、30は励起光源28
から出力された励起光と光信号である光パルスとを合波
するためのダイクロイックミラー、31,32,33はレンズ、
34,35は1.5μm帯で異常分散を有するように配置された
一対のグレーティングレンズ、36はSHG用結晶、37はSHG
光のみを透過させるためのフィルタ、38は光検出器であ
る。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a fourth embodiment of the present invention. In this figure, reference numeral 28 denotes an excitation light source for performing Raman amplification in an optical fiber 29, reference numeral 29 denotes an optical fiber having normal dispersion in a wavelength band to be subjected to Raman amplification, and reference numeral 30 denotes an excitation light source 28.
Dichroic mirrors for multiplexing the excitation light output from the optical pulse and the optical pulse that is an optical signal, 31, 32, and 33 are lenses,
34 and 35 are a pair of grating lenses arranged so as to have anomalous dispersion in the 1.5 μm band, 36 is a crystal for SHG, and 37 is SHG
A filter for transmitting only light, and 38 is a photodetector.

以上の構成において、図面左方より到来した光パルス
はダイクロイックミラー30を通過して光ファイバ29に入
射し、励起光源28から出力された励起光によって誘導ラ
マン増幅される。増幅された光パルスは、光ファイバ29
で生じるカー効果により、その瞬時波長が短波長側へシ
フトしたブルーシフトチャープを持つ光パルスとなり、
レンズ31を介して異常分散を有する一対のグレーティン
グレンズ34と35に導かれ、パルス圧縮される。この光パ
ルスがレンズ32を介してSHG用結晶36に導かれ、波長変
換される。そして、波長変換されずにSHG用結晶36を通
過した一部の光はフィルタ37によって遮断されるので、
波長変換された光パルスのみがフィルタ37を透過し、レ
ンズ33で集光され、光検出器38に到達し、この光検出器
38によって光−電気変換されることにより、光パルスが
検出される。
In the above configuration, the light pulse arriving from the left side of the drawing passes through the dichroic mirror 30, enters the optical fiber 29, and is stimulated Raman-amplified by the excitation light output from the excitation light source. The amplified optical pulse is applied to the optical fiber 29
Due to the Kerr effect, the light pulse has a blue shift chirp whose instantaneous wavelength shifts to the shorter wavelength side,
The light is guided to a pair of grating lenses 34 and 35 having anomalous dispersion via a lens 31 and pulse-compressed. This light pulse is guided to the SHG crystal 36 via the lens 32, and wavelength-converted. Then, some light that has passed through the SHG crystal 36 without wavelength conversion is blocked by the filter 37,
Only the wavelength-converted light pulse passes through the filter 37, is condensed by the lens 33, reaches the photodetector 38, and this photodetector
The optical pulse is detected by the photoelectric conversion by 38.

次に、第5図は、この発明の第5実施例の構成を示す
ブロック図である。この図において、39は進行波形半導
体増幅器、40は光信号帯域で異常分散を持つ光ファイ
バ、41,42,43,44はレンズ、45はSHG用結晶、46はSHG光
のみを透過させるためのフィルタ、47は光検出器であ
る。
Next, FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a fifth embodiment of the present invention. In this figure, 39 is a traveling waveform semiconductor amplifier, 40 is an optical fiber having anomalous dispersion in an optical signal band, 41, 42, 43, 44 are lenses, 45 is a crystal for SHG, and 46 is for transmitting only SHG light. The filter 47 is a photodetector.

以上の構成において、図面左方より到来した光パルス
は、レンズ41を介して進行波形半導体増幅器39に入射
し、そこで増幅され、レンズ42を介して光ファイバ40に
導かれる。増幅された光パルスは、光ファイバ40で生じ
るカー効果と分散の効果でパルス圧縮される。この光パ
ルスがレンズ43を介してSHG用結晶45に導かれ、波長変
換される。そして、波長変換されずにSHG用結晶45を通
過した一部の光はフィルタ46によって遮断され、波長変
換された光パルスのみがフィルタ46を透過し、レンズ44
で集光され、光検出器47に到達し、この光検出器47によ
って光−電気変換されることにより、光パルスが検出さ
れる。
In the above configuration, the optical pulse arriving from the left side of the drawing enters the traveling waveform semiconductor amplifier 39 via the lens 41, is amplified there, and is guided to the optical fiber 40 via the lens. The amplified optical pulse is pulse-compressed by the Kerr effect and the dispersion effect generated in the optical fiber 40. The light pulse is guided to the SHG crystal 45 via the lens 43, and is subjected to wavelength conversion. Part of the light that has passed through the SHG crystal 45 without wavelength conversion is blocked by the filter 46, and only the wavelength-converted light pulse passes through the filter 46, and
The light reaches the photodetector 47 and is subjected to photo-electric conversion by the photodetector 47, whereby a light pulse is detected.

第6図は、この発明の第6実施例の構成を示すブロッ
ク図である。この図において、48は進行波形半導体増幅
器、49は光信号帯域で正常分散を持つ光ファイバ、50,5
1,52,53,54はレンズ、55,56は光信号帯域で異常分散を
有するように配置された一対のグレーティングレンズ、
57はSHG用結晶、58はSHG光のみを透過させるためのフィ
ルタ、59は光検出器である。
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the sixth embodiment of the present invention. In this figure, 48 is a traveling-wave semiconductor amplifier, 49 is an optical fiber having normal dispersion in the optical signal band, and 50 and 5
1, 52, 53, 54 are lenses, 55, 56 are a pair of grating lenses arranged to have anomalous dispersion in the optical signal band,
57 is a crystal for SHG, 58 is a filter for transmitting only SHG light, and 59 is a photodetector.

以上の構成において、図面左方より到来した光パルス
は、レンズ50を介して進行波形半導体増幅器48に入射
し、そこで増幅され、レンズ51を介して光ファイバ49に
導かれる。増幅された光パルスは、光ファイバ49で生じ
るカー効果により、その瞬時波長が短波長側へシフトし
たブルーシフトチャープを持つ光パルスとなり、レンズ
52を介して異常分散を有する一対のグレーティングレン
ズ55と56に導かれ、パルス圧縮される。この光パルスは
レンズ53を介してSHG用結晶57に導かれ、波長変換され
る。そして、波長変換されずにSHG用結晶57を通過した
一部の光はフィルタ58によって遮断され、波長変換され
た光パルスのみがフィルタ58を透過し、レンズ54で集光
され、光検出器59に到達し、この光検出器59により光−
電気変換されることにより、光パルスが検出される。
In the above configuration, the light pulse arriving from the left side of the drawing enters the traveling waveform semiconductor amplifier 48 via the lens 50, is amplified there, and is guided to the optical fiber 49 via the lens 51. The amplified optical pulse becomes an optical pulse having a blue shift chirp whose instantaneous wavelength is shifted to the shorter wavelength side due to the Kerr effect generated in the optical fiber 49, and
The light is guided to a pair of grating lenses 55 and 56 having anomalous dispersion via 52 and pulse-compressed. This light pulse is guided to the SHG crystal 57 via the lens 53, and is subjected to wavelength conversion. Then, part of the light that has passed through the SHG crystal 57 without wavelength conversion is cut off by the filter 58, and only the wavelength-converted light pulse passes through the filter 58, is collected by the lens 54, and is detected by the photodetector 59. And the light detector 59
The light pulse is detected by the electrical conversion.

次に、第7図は、この発明の第7実施例の構成を示す
ブロック図である。この図において、60は波長530nm,80
7nm,820nm,980nm,あるいは1470nm近辺を中心波長とする
励起光を出力する励起光源、61はEr元素がその先端ある
いは全部に添加された光ファイバ、62は励起光源60から
出力された励起光と光信号である光パルスとを合波する
ためのダイクロイックミラー、63,64はレンズ、65はSHG
用結晶、66はSHG光のみを透過させるためのフィルタ、6
7は光検出器である。
Next, FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a seventh embodiment of the present invention. In this figure, 60 is a wavelength of 530 nm, 80
7 nm, 820 nm, 980 nm, or an excitation light source that outputs excitation light having a center wavelength around 1470 nm, 61 is an optical fiber doped with Er element at its tip or all, 62 is an excitation light output from the excitation light source 60. A dichroic mirror for multiplexing an optical pulse which is an optical signal, 63 and 64 are lenses, and 65 is an SHG
Crystal, 66 is a filter for transmitting only SHG light, 6
7 is a photodetector.

以上の構成において、図面左方より到来した光パルス
はダイクロイックミラー62を通過して光ファイバ1に入
射し、励起光源60で励起されたEr元素の添加部により増
幅される。この光パルスはレンズ63を介してSHG用結晶6
5に導かれ、波長変換される。そして、波長変換されず
にSHG用結晶65を通過した一部の光はフィルタ66によっ
て遮断され、波長変換された光パルスのみがフィルタ66
を透過し、レンズ64で集光され、光検出器67に到達し、
この光検出器67によって光−電気変換されることによ
り、光パルスが検出される。
In the above configuration, the light pulse arriving from the left side of the drawing enters the optical fiber 1 through the dichroic mirror 62, and is amplified by the Er element doped by the excitation light source 60. This light pulse is applied to the SHG crystal 6 via the lens 63.
Guided to 5 and wavelength converted. Then, part of the light that has passed through the SHG crystal 65 without wavelength conversion is blocked by the filter 66, and only the wavelength-converted light pulse is filtered by the filter 66.
And is collected by the lens 64 and reaches the photodetector 67.
Light-to-electric conversion is performed by the photodetector 67, so that a light pulse is detected.

第8図は、この発明の第8実施例の構成を示すブロッ
ク図である。この図において、68は光ファイバ69中でラ
マン増幅を行うための励起光源、69は光ファイバ、70は
励起光源68から出力された励起光と光信号である光パル
スとを合波するためのダイクロイックミラー、71,72は
レンズ、73はSHG用結晶、74はSHG光のみを透過させるた
めのフィルタ、75は光検出器である。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an eighth embodiment of the present invention. In this figure, 68 is an excitation light source for performing Raman amplification in an optical fiber 69, 69 is an optical fiber, 70 is for multiplexing the excitation light output from the excitation light source 68 and an optical pulse as an optical signal. A dichroic mirror, 71 and 72 are lenses, 73 is an SHG crystal, 74 is a filter for transmitting only SHG light, and 75 is a photodetector.

以上の構成において、図面左方より到来した光パルス
は、ダイクロイックミラー70を通過して光ファイバ69に
入射し、励起光源68から出力された励起光によって誘導
ラマン増幅される。この光パルスがレンズ71を介してSH
G用結晶73に導かれ、波長変換される。そして、波長変
換されずにSHG用結晶73を通過した一部の光はフィルタ7
4によって遮断され、波長変換された光パルスのみがフ
ィルタ74を透過し、レンズ72で集光され、光検出器75に
到達し、この光検出器75により光−電気変換されること
により、光パルスが検出される。
In the above configuration, an optical pulse arriving from the left side of the drawing passes through the dichroic mirror 70, enters the optical fiber 69, and is stimulated Raman-amplified by the excitation light output from the excitation light source 68. This light pulse is transmitted through the lens 71 to the SH
The light is guided to the G crystal 73 and wavelength-converted. Some of the light that has passed through the SHG crystal 73 without wavelength conversion is
Only the light pulse that has been cut off and wavelength-converted by 4 passes through the filter 74, is condensed by the lens 72, reaches the photodetector 75, and is photo-electrically converted by this photo A pulse is detected.

次に、第9図は、この発明の第9実施例の構成を示す
ブロック図である。この図において、76は進行波形半導
体増幅器、77,78,79はレンズ、80はSHG用結晶、81はSHG
光のみを透過させるためのフィルタ、82は光検出器であ
る。
Next, FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a ninth embodiment of the present invention. In this figure, 76 is a traveling waveform semiconductor amplifier, 77, 78, 79 are lenses, 80 is a crystal for SHG, 81 is SHG
A filter for transmitting only light, and 82 is a photodetector.

以上の構成において、図面左方より到来した光パルス
は、レンズ77を介して進行波形半導体増幅器76に入射
し、増幅される。この光パルスがレンズ78を介してSHG
用結晶80に導かれ、波長変換される。そして、波長変換
されずにSHG用結晶80を通過した一部の光はフィルタ81
によって遮断され、波長変換された光パルスのみがフィ
ルタ81を透過し、レンズ79で集光され、光検出器82に到
達し、この光検出器82により光−電気変換されることに
より、光パルスが検出される。
In the above configuration, the light pulse arriving from the left side of the drawing enters the traveling waveform semiconductor amplifier 76 via the lens 77 and is amplified. This light pulse is transmitted through the lens 78 to the SHG
It is guided to the crystal for use 80 and is wavelength-converted. Some of the light that has passed through the SHG crystal 80 without wavelength conversion is
Only the light pulse that has been cut off and wavelength-converted passes through the filter 81, is condensed by the lens 79, reaches the light detector 82, and is subjected to light-to-electric conversion by the light detector 82. Is detected.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、この発明による検出方法を用い
れば、光信号である光パルスの光増幅に伴って発生する
自然放出光雑音を狭帯域な光学フィルタを用いることな
く除去することが可能となる。しかも、光信号の中心波
長が近赤外である今日の光通信の現状を考えると、2次
の非線形光学効果を有するSHG用結晶により波長変換さ
れた光信号は可視の波長帯域となるため、暗電流が少な
い高感度Si−APDを光検出器として使用できる利点もあ
り、特に、超高速強度変調光伝送の受信部分に用いて好
適である。
As described above, the use of the detection method according to the present invention makes it possible to remove spontaneous emission optical noise generated due to optical amplification of an optical pulse as an optical signal without using a narrow-band optical filter. . Moreover, considering the current state of optical communication where the center wavelength of the optical signal is near infrared, the optical signal wavelength-converted by the SHG crystal having the second-order nonlinear optical effect has a visible wavelength band. There is also an advantage that a high-sensitivity Si-APD with a small dark current can be used as a photodetector, and it is particularly suitable for use in a receiving portion of ultra-high-speed intensity-modulated optical transmission.

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

第1図〜第9図は、この発明の第1実施例〜第9実施例
の各構成を各々示すブロック図、第10図はこの発明の全
体構成を示すブロック図である。 1,9,20,28,60,68……励起光源、 2,10,21,29,40,49,61,69……光ファイバ、 3,11,22,30,62,70……ダイクロイックミラー、 4,5,12〜14,23,24,31〜33,41〜44,50〜54,63,64,71,72,
77〜79……レンズ、 6,17,25,36,45,57,65,73,80……SHG用結晶、 7,18,26,37,46,58,66,74,81……フィルタ、 8,19,27,38,47,59,67,75,82……光検出器、 15,16,34,35,55,56……グレーティングレンズ、 39,48,76……進行波形半導体増幅器。
FIG. 1 to FIG. 9 are block diagrams showing the respective configurations of the first to ninth embodiments of the present invention, and FIG. 10 is a block diagram showing the overall configuration of the present invention. 1,9,20,28,60,68 …… Excitation light source, 2,10,21,29,40,49,61,69 …… Optical fiber, 3,11,22,30,62,70 …… Dichroic Mirror, 4,5,12-14,23,24,31-33,41-44,50-54,63,64,71,72,
77-79 …… Lens, 6,17,25,36,45,57,65,73,80 …… SHG crystals, 7,18,26,37,46,58,66,74,81 …… Filters , 8,19,27,38,47,59,67,75,82 …… Photodetector, 15,16,34,35,55,56 …… Grating lens, 39,48,76 …… Progressive waveform semiconductor amplifier.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04B 10/142 10/152 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location H04B 10/142 10/152

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】強度変調高速光伝送系の光パルス検出方法
において、入射光パルスを光増幅し、2次の非線形光学
効果により光パルスの波長を変換した後、光検出するこ
とを特徴とする光パルス検出方法。
1. An optical pulse detection method for an intensity-modulated high-speed optical transmission system, comprising: amplifying an incident optical pulse; converting the wavelength of the optical pulse by a second-order nonlinear optical effect; Light pulse detection method.
【請求項2】強度変調高速光伝送系の光パルス検出方法
において、入射光パルスを光増幅し、増幅した光パルス
を3次の非線形光学効果を用いてパルス圧縮し、さらに
2次の非線形光学効果により光パルスの波長を変換した
後、光検出することを特徴とする光パルス検出方法。
2. An optical pulse detection method for an intensity-modulated high-speed optical transmission system, wherein an incident optical pulse is optically amplified, the amplified optical pulse is pulse-compressed using a third-order nonlinear optical effect, and further, a second-order nonlinear optical An optical pulse detection method, comprising: converting a wavelength of an optical pulse by an effect, and then detecting light.
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