JP2787898B2 - 光クロックパルス生成回路 - Google Patents
光クロックパルス生成回路Info
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
- H04L7/0075—Arrangements for synchronising receiver with transmitter with photonic or optical means
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- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はクロック周波数ｆの光デ
ータ信号列に直接的に応答してクロック周波数ｎ・ｆ
（ｎは２以上の整数）の光クロックパルスを生成する光
クロックパルス生成回路に関する。
ータ信号列に直接的に応答してクロック周波数ｎ・ｆ
（ｎは２以上の整数）の光クロックパルスを生成する光
クロックパルス生成回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】超高速光通信においては、光信号を電気
信号に変換して信号処理を行う場合の処理速度の制限を
免れるため、光データ信号列から光クロックパルスを光
信号処理回路で直接生成する必要性に迫られている。
信号に変換して信号処理を行う場合の処理速度の制限を
免れるため、光データ信号列から光クロックパルスを光
信号処理回路で直接生成する必要性に迫られている。
【０００３】従来のこの種の光クロックパルス生成回路
が、公開特許公報（特開平６−１３９８１号，発明の名
称：光タイミング抽出回路）に開示されている。この光
クロックパルス生成回路は、光の伝搬路が可飽和吸収領
域と利得領域とで構成されている受動モード同期半導体
レーザを光クロックパルスの抽出素子に用い、クロック
周波数（ビットレート）Ｍの光データ信号列からクロッ
ク周波数Ｍ／ｍ（ｍは自然数）の光クロックパルスを得
ている。即ち、この光クロックパルス生成回路は、クロ
ック周波数Ｍの光データ信号列からこのクロック周波数
Ｍを自然数分の１のレートで分周した光クロックパルス
を得ている。
が、公開特許公報（特開平６−１３９８１号，発明の名
称：光タイミング抽出回路）に開示されている。この光
クロックパルス生成回路は、光の伝搬路が可飽和吸収領
域と利得領域とで構成されている受動モード同期半導体
レーザを光クロックパルスの抽出素子に用い、クロック
周波数（ビットレート）Ｍの光データ信号列からクロッ
ク周波数Ｍ／ｍ（ｍは自然数）の光クロックパルスを得
ている。即ち、この光クロックパルス生成回路は、クロ
ック周波数Ｍの光データ信号列からこのクロック周波数
Ｍを自然数分の１のレートで分周した光クロックパルス
を得ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術で
は、もとの光データ信号列のクロック周波数と同じまた
はもとより低いクロック周波数の光クロックパルスしか
得られない。
は、もとの光データ信号列のクロック周波数と同じまた
はもとより低いクロック周波数の光クロックパルスしか
得られない。
【０００５】しかし、光通信システムにおいては、光デ
ータ信号列を合波して伝送する場合等には、もとの光デ
ータ信号列より高いクロック周波数の光クロックパルス
を生成する必要が生じる。
ータ信号列を合波して伝送する場合等には、もとの光デ
ータ信号列より高いクロック周波数の光クロックパルス
を生成する必要が生じる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の光クロックパル
ス生成回路は、クロック周波数ｆの光データ信号列を半
導体レーザ素子に入射してこの半導体レーザ素子からク
ロック周波数ｎ・ｆ（ｎは２以上の整数）の光クロック
パルスを出射する光クロックパルス生成回路であって、
前記半導体レーザ素子が、可飽和吸収領域と利得領域と
で構成されるほぼ長さ｛ｃ／（２ｎηｆ）｝（但し、ｃ
は光速，ηは光の群速度屈折率）の光伝搬路を有する共
振器を備え、前記共振器の一端を前記光データ信号列の
入射端とし、前記共振器の他端を前記光クロックパルス
の出射端とする。
ス生成回路は、クロック周波数ｆの光データ信号列を半
導体レーザ素子に入射してこの半導体レーザ素子からク
ロック周波数ｎ・ｆ（ｎは２以上の整数）の光クロック
パルスを出射する光クロックパルス生成回路であって、
前記半導体レーザ素子が、可飽和吸収領域と利得領域と
で構成されるほぼ長さ｛ｃ／（２ｎηｆ）｝（但し、ｃ
は光速，ηは光の群速度屈折率）の光伝搬路を有する共
振器を備え、前記共振器の一端を前記光データ信号列の
入射端とし、前記共振器の他端を前記光クロックパルス
の出射端とする。
【０００７】
【０００８】
【０００９】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００１０】図１は本発明による第１の実施例の構成図
である。なお、実施例中の光クロック抽出素子１は、詳
細な断面図で示している。図２は第１の実施例のタイミ
ング図である。
である。なお、実施例中の光クロック抽出素子１は、詳
細な断面図で示している。図２は第１の実施例のタイミ
ング図である。
【００１１】図１および図２を参照して本実施例の光ク
ロックパルス生成回路を説明すると、光データ信号列Ｓ
１（図２参照）は、光ファイバ２ａ，レンズ３ａ，光ア
イソレータ４ａおよびレンズ３ｂを介し、モード同期半
導体レーザ素子を用いた光クロック抽出素子１の端面２
０ａに入射される。光データ信号列Ｓ１は“１”および
“０”の強度変調を受けたリターン・トゥ・ゼロ符号の
信号である。光データ信号列Ｓ１のクロック周波数をｆ
とする。光クロック抽出素子１は、長さＬがほぼ｛ｃ／
（２ｎηｆ）｝（但し、ｃは光速，ηは光の群速度屈折
率）の光伝搬路を有する共振器を備えている。この共振
器は、上記光伝搬路を光の可飽和吸収領域１１と、光の
利得領域１２とで構成し、端面２０ａと端面２０ｂとを
それぞれ上記共振器の共振器端としている。光クロック
抽出素子１は、端面２０ｂから光クロックパルスＳ２を
出射する。光クロックパルスＳ２はクロック周波数ｎ・
ｆのパルス列である。図２には光クロックパルスのクロ
ック周波数を２ｆ，つまりｎ＝２で示している。光クロ
ックパルスＳ２は、レンズ３ｃ，光アイソレータ４ｂお
よびレンズ３ｄを介し、光ファイバ２ｂに導かれる。
ロックパルス生成回路を説明すると、光データ信号列Ｓ
１（図２参照）は、光ファイバ２ａ，レンズ３ａ，光ア
イソレータ４ａおよびレンズ３ｂを介し、モード同期半
導体レーザ素子を用いた光クロック抽出素子１の端面２
０ａに入射される。光データ信号列Ｓ１は“１”および
“０”の強度変調を受けたリターン・トゥ・ゼロ符号の
信号である。光データ信号列Ｓ１のクロック周波数をｆ
とする。光クロック抽出素子１は、長さＬがほぼ｛ｃ／
（２ｎηｆ）｝（但し、ｃは光速，ηは光の群速度屈折
率）の光伝搬路を有する共振器を備えている。この共振
器は、上記光伝搬路を光の可飽和吸収領域１１と、光の
利得領域１２とで構成し、端面２０ａと端面２０ｂとを
それぞれ上記共振器の共振器端としている。光クロック
抽出素子１は、端面２０ｂから光クロックパルスＳ２を
出射する。光クロックパルスＳ２はクロック周波数ｎ・
ｆのパルス列である。図２には光クロックパルスのクロ
ック周波数を２ｆ，つまりｎ＝２で示している。光クロ
ックパルスＳ２は、レンズ３ｃ，光アイソレータ４ｂお
よびレンズ３ｄを介し、光ファイバ２ｂに導かれる。
【００１２】ここで、レンズ３ａおよび３ｂは光ファイ
バ２ａが出射する光データ信号列Ｓ１を光クロック抽出
素子１の端面２０ａに効率よく入射させるために用いら
れ、レンズ３ｃおよび３ｄは光クロック抽出素子１の端
面２０ｂから出射する光クロックパルスＳ２を光ファイ
バ２ｂに効率よく入射させるために用いられる。また、
光アイソレータ４ａは光データ信号列Ｓ１の端面２０ａ
からの戻り光等を吸収等により除去し、光アイソレータ
４ｂは光ファイバ２ｂからの光クロックパルスＳ２の戻
り光を除去して素子１の動作を安定化させる。
バ２ａが出射する光データ信号列Ｓ１を光クロック抽出
素子１の端面２０ａに効率よく入射させるために用いら
れ、レンズ３ｃおよび３ｄは光クロック抽出素子１の端
面２０ｂから出射する光クロックパルスＳ２を光ファイ
バ２ｂに効率よく入射させるために用いられる。また、
光アイソレータ４ａは光データ信号列Ｓ１の端面２０ａ
からの戻り光等を吸収等により除去し、光アイソレータ
４ｂは光ファイバ２ｂからの光クロックパルスＳ２の戻
り光を除去して素子１の動作を安定化させる。
【００１３】次に、光クロック抽出素子１について詳細
に説明する。この光クロック抽出素子１には量子井戸を
有する半導体レーザ素子を使用する。素子１は、化合物
半導体を主材料とし、例えばレーザ発振波長０．８μｍ
帯用にはＧａＡｓとＡｌＧａＡｓの組み合わせ，波長
０．９８μｍ帯用にはＧａＡｓとＩｎＧａＡｓの組み合
わせ，１．３μｍ帯用および１．５５μｍ帯用にはＩｎ
ＰとＩｎＧａＡｓＰの組み合わせが好適である。素子１
は、結晶構造をなす基板１７，ｎクラッド層１６，活性
層１５，ｐクラッド層１４およびキャップ層１３ａ，１
３ｂを層状に配置している。キャップ層１３ａにはｐ側
電極２０ａ，キャップ層１３ｂにはｐ側電極２０ｂ，基
板１７にはｎ側電極１９を設けている。つまり、ｐ側電
極２０ａと２０ｂとは分離していることに留意された
い。また、活性層１５に対して垂直な面である端面２０
ａおよび２０ｂは、結晶構造をなす素子１の劈開面であ
る。
に説明する。この光クロック抽出素子１には量子井戸を
有する半導体レーザ素子を使用する。素子１は、化合物
半導体を主材料とし、例えばレーザ発振波長０．８μｍ
帯用にはＧａＡｓとＡｌＧａＡｓの組み合わせ，波長
０．９８μｍ帯用にはＧａＡｓとＩｎＧａＡｓの組み合
わせ，１．３μｍ帯用および１．５５μｍ帯用にはＩｎ
ＰとＩｎＧａＡｓＰの組み合わせが好適である。素子１
は、結晶構造をなす基板１７，ｎクラッド層１６，活性
層１５，ｐクラッド層１４およびキャップ層１３ａ，１
３ｂを層状に配置している。キャップ層１３ａにはｐ側
電極２０ａ，キャップ層１３ｂにはｐ側電極２０ｂ，基
板１７にはｎ側電極１９を設けている。つまり、ｐ側電
極２０ａと２０ｂとは分離していることに留意された
い。また、活性層１５に対して垂直な面である端面２０
ａおよび２０ｂは、結晶構造をなす素子１の劈開面であ
る。
【００１４】活性層１５は、ｎクラッド層１６およびｐ
クラッド層１４より屈折率が高く、端面２０ａおよび２
０ｂから入出射する光（光データ信号列Ｓ１および光ク
ロックパルスＳ２）の主伝搬路をなす。端面２０ａおよ
び２０ｂは、結晶の劈開面であるので、光の一部を通過
させ一部を反射させる。従って、端面２０ａと活性層１
５を主体とする光の伝搬路と端面２０ｂとが、レーザ発
振光の共振器を構成する。本実施例の素子１では、この
共振器の長さＬを、上述のとおり、ほぼ｛ｃ／（２ｎη
ｆ）｝としている。なお、端面２０ａおよび２０ｂに
は、光の反射係数を調整するためにコーティングを施し
てもよい。キャップ層１３ａはｐ側電極１８ａとｐクラ
ッド層１４とを接続するオーミック層であり、キャップ
層１３ｂはｐ側電極１８ｂとｐクラッド層１４とを接続
するオーミック層である。
クラッド層１４より屈折率が高く、端面２０ａおよび２
０ｂから入出射する光（光データ信号列Ｓ１および光ク
ロックパルスＳ２）の主伝搬路をなす。端面２０ａおよ
び２０ｂは、結晶の劈開面であるので、光の一部を通過
させ一部を反射させる。従って、端面２０ａと活性層１
５を主体とする光の伝搬路と端面２０ｂとが、レーザ発
振光の共振器を構成する。本実施例の素子１では、この
共振器の長さＬを、上述のとおり、ほぼ｛ｃ／（２ｎη
ｆ）｝としている。なお、端面２０ａおよび２０ｂに
は、光の反射係数を調整するためにコーティングを施し
てもよい。キャップ層１３ａはｐ側電極１８ａとｐクラ
ッド層１４とを接続するオーミック層であり、キャップ
層１３ｂはｐ側電極１８ｂとｐクラッド層１４とを接続
するオーミック層である。
【００１５】光クロック抽出素子１は、ｎ側電極１９を
接地電位とし、ｐ側電極１８ａには負電圧，つまり逆バ
イアスを掛け、ｐ側電極１８ｂには正電圧，つまり順方
向バイアスを掛けてｐ側電極１８ｂからｎ側電極１９に
電流を注入する。すると、ｐ側電極１８ａに対面する光
伝搬路は光の可飽和吸収領域１１となり、ｐ側電極１８
ｂに対面する光伝搬路は光の利得領域１２となる。可飽
和吸収領域１１では、強度の強い光が通過すると吸収が
飽和し、強度の弱い光は吸収される。この光の吸収度合
は、逆バイアス電圧等によって変る。一方、利得領域１
２では通過光を増幅し、この利得領域１２への注入電流
がしきい値より大きくなると、素子１はレーザ発振を開
始し、光データ信号列Ｓ１の入射のない場合には、繰り
返しパルス周波数がほぼ２ｆの光パルス列を端面２０ａ
および２０ｂから出射する。
接地電位とし、ｐ側電極１８ａには負電圧，つまり逆バ
イアスを掛け、ｐ側電極１８ｂには正電圧，つまり順方
向バイアスを掛けてｐ側電極１８ｂからｎ側電極１９に
電流を注入する。すると、ｐ側電極１８ａに対面する光
伝搬路は光の可飽和吸収領域１１となり、ｐ側電極１８
ｂに対面する光伝搬路は光の利得領域１２となる。可飽
和吸収領域１１では、強度の強い光が通過すると吸収が
飽和し、強度の弱い光は吸収される。この光の吸収度合
は、逆バイアス電圧等によって変る。一方、利得領域１
２では通過光を増幅し、この利得領域１２への注入電流
がしきい値より大きくなると、素子１はレーザ発振を開
始し、光データ信号列Ｓ１の入射のない場合には、繰り
返しパルス周波数がほぼ２ｆの光パルス列を端面２０ａ
および２０ｂから出射する。
【００１６】上述の状態にある半導体レーザがいわゆる
モード同期半導体レーザである。モード同期動作を生じ
るバイアス条件の１つは、例えばレーザ発振波長１．５
５μｍ帯で素子１の共振器長Ｌが約４，１００μｍ，可
飽和吸収領域１１の長さが約２００μｍの場合、ｐ側電
極１８ｂからの注入電流が１８４ｍＡ，ｐ側電極１８ａ
への逆バイアス電圧が０．４Ｖである。このとき、クロ
ック周波数（繰り返し周波数）が約１０．７ＧＨｚの光
クロックパルスＳ２が得られる。なお、光の群速度屈折
率ηはｐ側電極１８ａに加える逆バイアスおよびｐ側電
極１８ｂからの注入電流によっても変化するので、光ク
ロックパルスＳ２のクロック周波数ｎ・ｆが同じでも、
素子１の物理的な共振器長Ｌはこれらの条件によって変
える必要がある。逆に、素子１の共振器の物理的な長さ
が一定でも、ｐ側電極１８ａおよび１８ｂに加えるバイ
アスを変化することによって光の伝搬路長を変化させ、
適切にモード同期された光クロックパルスＳ２が生成で
きる。
モード同期半導体レーザである。モード同期動作を生じ
るバイアス条件の１つは、例えばレーザ発振波長１．５
５μｍ帯で素子１の共振器長Ｌが約４，１００μｍ，可
飽和吸収領域１１の長さが約２００μｍの場合、ｐ側電
極１８ｂからの注入電流が１８４ｍＡ，ｐ側電極１８ａ
への逆バイアス電圧が０．４Ｖである。このとき、クロ
ック周波数（繰り返し周波数）が約１０．７ＧＨｚの光
クロックパルスＳ２が得られる。なお、光の群速度屈折
率ηはｐ側電極１８ａに加える逆バイアスおよびｐ側電
極１８ｂからの注入電流によっても変化するので、光ク
ロックパルスＳ２のクロック周波数ｎ・ｆが同じでも、
素子１の物理的な共振器長Ｌはこれらの条件によって変
える必要がある。逆に、素子１の共振器の物理的な長さ
が一定でも、ｐ側電極１８ａおよび１８ｂに加えるバイ
アスを変化することによって光の伝搬路長を変化させ、
適切にモード同期された光クロックパルスＳ２が生成で
きる。
【００１７】図３は第１の実施例の動作原理を説明する
ための図である。
ための図である。
【００１８】以下、図１ないし図３を併せ参照して本実
施例の動作について説明する。
施例の動作について説明する。
【００１９】光クロック抽出素子１は、モード同期動作
するようにバイアス等の動作条件を設定しておく。する
と、光データ信号列Ｓ１の入射がない場合にも、素子１
は、光の上記共振器を周回する時間（以下、共振器周回
時間）Ｔ／ｎ（＝１／（ｎ・ｆ），図２および図３では
ｎ＝２，以下、ｎ＝２で説明）に対応して、繰り返し周
波数２ｆの光パルスを発生する。
するようにバイアス等の動作条件を設定しておく。する
と、光データ信号列Ｓ１の入射がない場合にも、素子１
は、光の上記共振器を周回する時間（以下、共振器周回
時間）Ｔ／ｎ（＝１／（ｎ・ｆ），図２および図３では
ｎ＝２，以下、ｎ＝２で説明）に対応して、繰り返し周
波数２ｆの光パルスを発生する。
【００２０】上記の動作条件において、光クロック抽出
素子１にクロック周波数ｆ（時間間隔Ｔ）の光データ信
号列Ｓ１（データ“１”）を共振器端の一つである端面
２０ａから時刻ｔ０に入射すると、この光データ信号列
Ｓ１は時間Ｔ／４後に共振器端の別の一つである端面２
０ｂに達する。信号列Ｓ１により生じたこの光パルス
は、端面２０ｂで反射され、時刻ｔ０から時間Ｔ／２後
に端面２０ａに達する。この光パルスは、端面２０ａで
反射されて端面２０ｂの方に進行し、あたかも時刻ｔ０
から時間Ｔ／２後にデータ“１”の光データ信号列Ｓ１
が素子１に入射したかのように働く。光パルスは、続い
て上述のとおり、素子１の共振器内を周回するので、例
え光データ信号列Ｓ１にデータ“０”が長く続いても、
端面２０ａおよび２０ｂで見ると繰り返し時間Ｔ／２
（繰り返し周波数２ｆ）の光データ信号列Ｓ１が存在す
るように見える。
素子１にクロック周波数ｆ（時間間隔Ｔ）の光データ信
号列Ｓ１（データ“１”）を共振器端の一つである端面
２０ａから時刻ｔ０に入射すると、この光データ信号列
Ｓ１は時間Ｔ／４後に共振器端の別の一つである端面２
０ｂに達する。信号列Ｓ１により生じたこの光パルス
は、端面２０ｂで反射され、時刻ｔ０から時間Ｔ／２後
に端面２０ａに達する。この光パルスは、端面２０ａで
反射されて端面２０ｂの方に進行し、あたかも時刻ｔ０
から時間Ｔ／２後にデータ“１”の光データ信号列Ｓ１
が素子１に入射したかのように働く。光パルスは、続い
て上述のとおり、素子１の共振器内を周回するので、例
え光データ信号列Ｓ１にデータ“０”が長く続いても、
端面２０ａおよび２０ｂで見ると繰り返し時間Ｔ／２
（繰り返し周波数２ｆ）の光データ信号列Ｓ１が存在す
るように見える。
【００２１】なお、端面２０ａおよび２０ｂは光パルス
を反射するだけでなく通過もさせるので、この光パルス
は端面２０ｂからは繰り返し周波数２ｆの光クロックパ
ルスＳ２として素子１から出射される。例えば、レーザ
発振波長１．５５μｍ帯の場合、繰り返し周波数５０Ｇ
Ｈｚの光データ信号列Ｓ１を約４４０μｍの共振器長Ｌ
を有する素子１に入射すると、１００ＧＨｚの光パルス
列Ｓ２が素子１の端面２０ｂから出射する。
を反射するだけでなく通過もさせるので、この光パルス
は端面２０ｂからは繰り返し周波数２ｆの光クロックパ
ルスＳ２として素子１から出射される。例えば、レーザ
発振波長１．５５μｍ帯の場合、繰り返し周波数５０Ｇ
Ｈｚの光データ信号列Ｓ１を約４４０μｍの共振器長Ｌ
を有する素子１に入射すると、１００ＧＨｚの光パルス
列Ｓ２が素子１の端面２０ｂから出射する。
【００２２】ここで、光クロック抽出素子１の可飽和吸
収領域１１は、強度の強い光の吸収飽和作用および強度
の弱い光の吸収作用によって自然放出光を抑制し、光パ
ルスの共振器内周回中にパルス幅の広がりや消失が生じ
るのを防ぐ役割を果している。従って、可飽和吸収領域
１１の長さは、光クロックパルスＳ２の半値幅が最も狭
くなるように設定するのがよい。なお、光データ列Ｓ２
の強度が大きいほど、光クロックパルスＳ２のタイミン
グジッタは小さくなり、光クロックパルスＳ２の生成動
作は安定する。
収領域１１は、強度の強い光の吸収飽和作用および強度
の弱い光の吸収作用によって自然放出光を抑制し、光パ
ルスの共振器内周回中にパルス幅の広がりや消失が生じ
るのを防ぐ役割を果している。従って、可飽和吸収領域
１１の長さは、光クロックパルスＳ２の半値幅が最も狭
くなるように設定するのがよい。なお、光データ列Ｓ２
の強度が大きいほど、光クロックパルスＳ２のタイミン
グジッタは小さくなり、光クロックパルスＳ２の生成動
作は安定する。
【００２３】上述した光クロック抽出素子１の動作は、
周波数領域でも説明できる。即ち、光データ信号列Ｓ１
は、フーリエ変換すると分かるように、光の中心周波数
ｆ０の両側帯波にクロック周波数ｆおよびその整数倍ｎ
・ｆの周波数成分を含む。素子１の共振器長Ｌは光の縦
モード周波数間隔がほぼｎ・ｆになるように選んでい
る。従って、光データ信号列Ｓ１を素子１に入射する
と、モード同期によって上記縦モード周波数間隔がｎ・
ｆになるように引込まれ、このｎ・ｆ周波数成分のみが
共振器内で増幅を受けることによってクロック周波数ｎ
・ｆの光クロックパルスＳ２が素子１から出射されるこ
とになる。
周波数領域でも説明できる。即ち、光データ信号列Ｓ１
は、フーリエ変換すると分かるように、光の中心周波数
ｆ０の両側帯波にクロック周波数ｆおよびその整数倍ｎ
・ｆの周波数成分を含む。素子１の共振器長Ｌは光の縦
モード周波数間隔がほぼｎ・ｆになるように選んでい
る。従って、光データ信号列Ｓ１を素子１に入射する
と、モード同期によって上記縦モード周波数間隔がｎ・
ｆになるように引込まれ、このｎ・ｆ周波数成分のみが
共振器内で増幅を受けることによってクロック周波数ｎ
・ｆの光クロックパルスＳ２が素子１から出射されるこ
とになる。
【００２４】図４は本発明による第２の実施例の構成図
である。
である。
【００２５】第２の実施例の光クロックパルス生成回路
は、第１の実施例と同じ光ファイバ２ａ，２ｂ，レンズ
３ａないし３ｄおよび光アイソレータ４ａ，４ｂと、第
１の実施例の光クロック抽出素子１の構成を一部変更し
た光クロック抽出素子１Ａとを構成要素とする。素子１
Ａは、素子１において分割構成されたキャップ層１３ａ
および１３ｂとｐ側電極１８ａおよび１８ｂとをそれぞ
れ一体化したキャップ層１３とｐ側電極１８とを有す
る。また、ｎ側電極１９を接地電位とし、ｐ側電極１８
には正電圧を印加して素子１Ａに電流を注入している。
この素子１Ａへの注入電流は、レーザ発振のしきい値あ
るいはそれ以上の電流値とする。従って、この素子１Ａ
は、光の利得領域のみを有し、光の可飽和吸収領域を持
たない。なお、素子１Ａの端面２０ａから２０ｂまでの
長さＬは、第１の実施例と同様に、Ｌをほぼ｛ｃ／（２
ｎηｆ）｝としている。
は、第１の実施例と同じ光ファイバ２ａ，２ｂ，レンズ
３ａないし３ｄおよび光アイソレータ４ａ，４ｂと、第
１の実施例の光クロック抽出素子１の構成を一部変更し
た光クロック抽出素子１Ａとを構成要素とする。素子１
Ａは、素子１において分割構成されたキャップ層１３ａ
および１３ｂとｐ側電極１８ａおよび１８ｂとをそれぞ
れ一体化したキャップ層１３とｐ側電極１８とを有す
る。また、ｎ側電極１９を接地電位とし、ｐ側電極１８
には正電圧を印加して素子１Ａに電流を注入している。
この素子１Ａへの注入電流は、レーザ発振のしきい値あ
るいはそれ以上の電流値とする。従って、この素子１Ａ
は、光の利得領域のみを有し、光の可飽和吸収領域を持
たない。なお、素子１Ａの端面２０ａから２０ｂまでの
長さＬは、第１の実施例と同様に、Ｌをほぼ｛ｃ／（２
ｎηｆ）｝としている。
【００２６】本実施例においては、光クロック抽出素子
１Ａは、光データ信号列Ｓ１が入射されない場合には、
共振器長Ｌによって決まる縦モード周波数間隔がｎ・ｆ
になるような多モードの光を端面２０ａおよび２０ｂか
ら出射する。このとき出射する多モード光は、縦モード
どうしの位相間隔が揃っていないので、連続光となる。
しかし、データ“１”の光データ信号列Ｓ１が素子１の
端面２０ａに入射されると、上記多モード光は光データ
信号列Ｓ１のクロック周波数成分に引込まれ、端面２０
ｂからはクロック周波数ｎ・ｆの光クロックパルスＳ２
が出射される。本実施例の光クロック抽出素子１Ａは、
可飽和吸収領域による光クロックパルスＳ２のパルス幅
増大を防ぐ作用はないが、共振器長Ｌによって決まる光
の縦モード周波数間隔がｎ・ｆに一致するような適正な
条件においては、光クロックパルスＳ２のパルス幅広が
りを十分小さくできる。また、光クロック抽出素子１Ａ
は、第１の実施例に用いた光クロック抽出素子１より構
造が簡単であるという利点がある。
１Ａは、光データ信号列Ｓ１が入射されない場合には、
共振器長Ｌによって決まる縦モード周波数間隔がｎ・ｆ
になるような多モードの光を端面２０ａおよび２０ｂか
ら出射する。このとき出射する多モード光は、縦モード
どうしの位相間隔が揃っていないので、連続光となる。
しかし、データ“１”の光データ信号列Ｓ１が素子１の
端面２０ａに入射されると、上記多モード光は光データ
信号列Ｓ１のクロック周波数成分に引込まれ、端面２０
ｂからはクロック周波数ｎ・ｆの光クロックパルスＳ２
が出射される。本実施例の光クロック抽出素子１Ａは、
可飽和吸収領域による光クロックパルスＳ２のパルス幅
増大を防ぐ作用はないが、共振器長Ｌによって決まる光
の縦モード周波数間隔がｎ・ｆに一致するような適正な
条件においては、光クロックパルスＳ２のパルス幅広が
りを十分小さくできる。また、光クロック抽出素子１Ａ
は、第１の実施例に用いた光クロック抽出素子１より構
造が簡単であるという利点がある。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、半導体レ
ーザ素子が、ほぼ長さ｛ｃ／（２ｎηｆ）｝（但し、ｃ
は光速，ｎは２以上の整数，ηは光の群速度屈折率）の
光伝搬路を有する共振器を備えるので、この半導体レー
ザ素子に入射されるクロック周波数ｆの光データ信号列
に直接的に応答したクロック周波数ｎ・ｆの光クロック
パルスを得ることができるという効果がある。
ーザ素子が、ほぼ長さ｛ｃ／（２ｎηｆ）｝（但し、ｃ
は光速，ｎは２以上の整数，ηは光の群速度屈折率）の
光伝搬路を有する共振器を備えるので、この半導体レー
ザ素子に入射されるクロック周波数ｆの光データ信号列
に直接的に応答したクロック周波数ｎ・ｆの光クロック
パルスを得ることができるという効果がある。
【図１】本発明による第１の実施例の構成図である。
【図２】第１の実施例のタイミング図である。
【図３】第１の実施例の動作原理を説明するための図で
ある。
ある。
【図４】本発明による第２の実施例の構成図である。
１，１Ａ 光クロックパルス抽出素子 ２ａ，２ｂ 光ファイバ ３ａ〜３ｄ レンズ ４ａ，４ｂ 光アイソレータ １１ 可飽和吸収領域 １２ 利得領域 １３，１３ａ，１３ｂ キャップ層 １４ ｐクラッド層 １５ 活性層 １６ ｎクラッド層 １７ 基板 １８，１８ａ，１８ｂ ｐ側電極 １９ ｎ側電極 ２０ａ，２０ｂ 端面
Claims (1)
- 【請求項１】 クロック周波数ｆの光データ信号列を半
導体レーザ素子に入射してこの半導体レーザ素子からク
ロック周波数ｎ・ｆ（ｎは２以上の整数）の光クロック
パルスを出射する光クロックパルス生成回路であって、 前記半導体レーザ素子が、可飽和吸収領域と利得領域と
で構成されるほぼ長さ｛ｃ／（２ｎηｆ）｝（但し、ｃ
は光速，ηは光の群速度屈折率）の光伝搬路を有する共
振器を備え、前記共振器の一端を前記光データ信号列の
入射端とし、前記共振器の他端を前記光クロックパルス
の出射端とすることを特徴とする光クロックパルス生成
回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7004775A JP2787898B2 (ja) | 1995-01-17 | 1995-01-17 | 光クロックパルス生成回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7004775A JP2787898B2 (ja) | 1995-01-17 | 1995-01-17 | 光クロックパルス生成回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08195713A JPH08195713A (ja) | 1996-07-30 |
| JP2787898B2 true JP2787898B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=11593217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7004775A Expired - Lifetime JP2787898B2 (ja) | 1995-01-17 | 1995-01-17 | 光クロックパルス生成回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2787898B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11340954A (ja) * | 1998-05-28 | 1999-12-10 | Nec Corp | 光クロック抽出回路 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0613981A (ja) * | 1992-06-24 | 1994-01-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光タイミング抽出回路 |
| JPH06265945A (ja) * | 1993-03-12 | 1994-09-22 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 光中継装置 |
-
1995
- 1995-01-17 JP JP7004775A patent/JP2787898B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08195713A (ja) | 1996-07-30 |
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