JP2804954B2 - 偏波無依存型光パルス分離回路および偏波無依存型光パルス多重回路 - Google Patents
偏波無依存型光パルス分離回路および偏波無依存型光パルス多重回路Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、変調された信号光を光
カー効果を用いて時間軸上で分離または多重する全光型
の偏波無依存型光パルス分離回路および偏波無依存型光
パルス多重回路に関する。
カー効果を用いて時間軸上で分離または多重する全光型
の偏波無依存型光パルス分離回路および偏波無依存型光
パルス多重回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光パルス多重／分離回路として光
カー媒質を用い、信号光と制御光の相互位相変調により
信号光に誘起される光位相シフト（光カー効果）と分散
による時間遅延を利用し、時間軸上で信号光の多重／分
離を行う全光型の構成が提案されている。
カー媒質を用い、信号光と制御光の相互位相変調により
信号光に誘起される光位相シフト（光カー効果）と分散
による時間遅延を利用し、時間軸上で信号光の多重／分
離を行う全光型の構成が提案されている。
【０００３】図９は、光カー効果を利用した従来の光パ
ルス分離回路の構成例を示すブロック図である。図にお
いて、光サーキュレータ（ＣＩＲ）１１の入力ポート１
２から入力されたビットレート２f0（bit/s)で多重化さ
れた入力信号光Ｆは、出力ポート１３から光合波器（Ｗ
Ｆ１）１５の入力ポート１６に導かれる。光合波器１５
の入力ポート１７には、f0（bit/s)で信号光と波長の異
なる制御光Ｇが入力され、合波された入力信号光Ｆおよ
び制御光Ｇが出力ポート１８から２×２の光結合器（Ｃ
Ｏ）１９の一方の入力ポート２０に導かれる。光結合器
１９の分岐比は波長に依存しており、信号光は１対１に
分離されてそれぞれ出力ポート２２，２３から出射さ
れ、制御光は一方の出力ポート、例えば出力ポート２２
から 100％出射されるように設定される。
ルス分離回路の構成例を示すブロック図である。図にお
いて、光サーキュレータ（ＣＩＲ）１１の入力ポート１
２から入力されたビットレート２f0（bit/s)で多重化さ
れた入力信号光Ｆは、出力ポート１３から光合波器（Ｗ
Ｆ１）１５の入力ポート１６に導かれる。光合波器１５
の入力ポート１７には、f0（bit/s)で信号光と波長の異
なる制御光Ｇが入力され、合波された入力信号光Ｆおよ
び制御光Ｇが出力ポート１８から２×２の光結合器（Ｃ
Ｏ）１９の一方の入力ポート２０に導かれる。光結合器
１９の分岐比は波長に依存しており、信号光は１対１に
分離されてそれぞれ出力ポート２２，２３から出射さ
れ、制御光は一方の出力ポート、例えば出力ポート２２
から 100％出射されるように設定される。
【０００４】光結合器１９の各出力ポート２２，２３
は、光カー媒質２４の両端と結合されてループが形成さ
れる。光結合器１９の他方の入力ポート２１にはループ
を通過した光が取り出され、光分波器（ＷＦ２）２５の
入力ポート２６に導かれる。光分波器２５の一方の出力
ポート２７には出力信号光Ｉが取り出され、他方の出力
ポート２８には制御光が取り出される。
は、光カー媒質２４の両端と結合されてループが形成さ
れる。光結合器１９の他方の入力ポート２１にはループ
を通過した光が取り出され、光分波器（ＷＦ２）２５の
入力ポート２６に導かれる。光分波器２５の一方の出力
ポート２７には出力信号光Ｉが取り出され、他方の出力
ポート２８には制御光が取り出される。
【０００５】ここで、光結合器１９の出力ポート２２，
２３が光カー媒質２４を介して接続されているので、光
結合器１９に入力された制御光は光カー媒質２４中を片
回り（図では右回り）の方向に進み、信号光は左右両回
りの方向に進む。このとき、制御光と同方向に時間的に
重なって進む右回りの信号光には、相互位相変調によっ
て位相変化Δφが生じる。この位相変化Δφは、光カー
媒質２４の非線形屈折率をｎ２，光カー媒質２４の長さ
をＬ，制御光の強度をＩ，信号光の波長をλとすると、 Δφ＝２（２π／λ）Ｌ・ｎ２・Ｉ …（１） となる。一方、制御光と逆回りに進む左回りの信号光
は、制御光による位相変化を平均的に受け、その位相変
化は制御光の平均パワーに比例した小さな値となる。
２３が光カー媒質２４を介して接続されているので、光
結合器１９に入力された制御光は光カー媒質２４中を片
回り（図では右回り）の方向に進み、信号光は左右両回
りの方向に進む。このとき、制御光と同方向に時間的に
重なって進む右回りの信号光には、相互位相変調によっ
て位相変化Δφが生じる。この位相変化Δφは、光カー
媒質２４の非線形屈折率をｎ２，光カー媒質２４の長さ
をＬ，制御光の強度をＩ，信号光の波長をλとすると、 Δφ＝２（２π／λ）Ｌ・ｎ２・Ｉ …（１） となる。一方、制御光と逆回りに進む左回りの信号光
は、制御光による位相変化を平均的に受け、その位相変
化は制御光の平均パワーに比例した小さな値となる。
【０００６】したがって、ループを右回りおよび左回り
に進んで再び光結合器１９で合波された信号光成分間の
位相差は、制御光Ｇとの重なり具合によってπと０にす
ることができる。このとき、信号光は光結合器１９内で
の干渉作用により位相差がπのときには入射時とは異な
る他方の入力ポート２１に導かれ、位相差が０のときに
は入射時の入力ポート２０に戻る。すなわち、入力信号
光Ｆは、光カー媒質２４中で制御光Ｇと時間的に重なっ
たパルスのみが光分波器２５の出力ポート２７から出力
され、残りのパルスは光合波器１５を介して光サーキュ
レータ１１の出力ポート１４から出力され、光パルス分
離回路として機能させることができる。
に進んで再び光結合器１９で合波された信号光成分間の
位相差は、制御光Ｇとの重なり具合によってπと０にす
ることができる。このとき、信号光は光結合器１９内で
の干渉作用により位相差がπのときには入射時とは異な
る他方の入力ポート２１に導かれ、位相差が０のときに
は入射時の入力ポート２０に戻る。すなわち、入力信号
光Ｆは、光カー媒質２４中で制御光Ｇと時間的に重なっ
たパルスのみが光分波器２５の出力ポート２７から出力
され、残りのパルスは光合波器１５を介して光サーキュ
レータ１１の出力ポート１４から出力され、光パルス分
離回路として機能させることができる。
【０００７】なお、光パルス多重回路として機能させる
場合には、光サーキュレータ１１の入力ポート１２に多
重化する一方の信号光を入力させ、光分波器２５の出力
ポート２７から多重化する他方の信号光を入力させ、制
御光Ｇと他方の信号光とが時間的に重なるようにするこ
とにより、光サーキュレータ１１の出力ポート１４に各
信号光を多重化した多重信号光を取り出すことができ
る。
場合には、光サーキュレータ１１の入力ポート１２に多
重化する一方の信号光を入力させ、光分波器２５の出力
ポート２７から多重化する他方の信号光を入力させ、制
御光Ｇと他方の信号光とが時間的に重なるようにするこ
とにより、光サーキュレータ１１の出力ポート１４に各
信号光を多重化した多重信号光を取り出すことができ
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、(1) 式で示
した位相変化Δφは、信号光と制御光の偏光方向が一致
している場合であり、実際の位相変化は両者の偏光の違
いに大きく依存する。したがって、図９の回路を光パル
ス分離回路（あるいは光パルス多重回路）として安定に
動作させるには、光カー媒質２４の全長に渡って両者の
偏光状態を一致させる必要がある。また、信号光につい
ては、両回り成分の偏光状態も一致させなければならな
い。このようなことから、従来技術では光結合器１９に
入力される信号光と制御光の偏光を図１０に示すような
直線偏光にしていた。さらに、光カー媒質２４として、
複屈折を有する偏波保持光ファイバを用いたり、通常の
光ファイバと偏波制御器を組み合わせた構成をとる必要
があった。
した位相変化Δφは、信号光と制御光の偏光方向が一致
している場合であり、実際の位相変化は両者の偏光の違
いに大きく依存する。したがって、図９の回路を光パル
ス分離回路（あるいは光パルス多重回路）として安定に
動作させるには、光カー媒質２４の全長に渡って両者の
偏光状態を一致させる必要がある。また、信号光につい
ては、両回り成分の偏光状態も一致させなければならな
い。このようなことから、従来技術では光結合器１９に
入力される信号光と制御光の偏光を図１０に示すような
直線偏光にしていた。さらに、光カー媒質２４として、
複屈折を有する偏波保持光ファイバを用いたり、通常の
光ファイバと偏波制御器を組み合わせた構成をとる必要
があった。
【０００９】このように、従来の光パルス多重／分離回
路を動作させるには、入力信号光Ｆの偏光状態を検知し
て制御光Ｇと一致するように外部回路で制御する必要が
あった。
路を動作させるには、入力信号光Ｆの偏光状態を検知し
て制御光Ｇと一致するように外部回路で制御する必要が
あった。
【００１０】本発明は、偏光状態の安定化が困難な光フ
ァイバ通信システムにおいて、入力信号光の偏光状態に
依存せず、全光型で安定かつ超高速の偏波無依存型光パ
ルス分離回路および偏波無依存型光パルス多重回路を提
供することを目的とする。
ァイバ通信システムにおいて、入力信号光の偏光状態に
依存せず、全光型で安定かつ超高速の偏波無依存型光パ
ルス分離回路および偏波無依存型光パルス多重回路を提
供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の偏波無依存型光
パルス分離回路および偏波無依存型光パルス多重回路
は、光カー媒質は複屈折性を有し、その複屈折の主軸が
互いに直交するような長さのほぼ等しい２本の媒質を縦
続に接続した構造を有し、制御光の偏光成分が、光カー
媒質の２つの直交する主軸方向で同じ強度になるように
設定されたことを特徴とする。
パルス分離回路および偏波無依存型光パルス多重回路
は、光カー媒質は複屈折性を有し、その複屈折の主軸が
互いに直交するような長さのほぼ等しい２本の媒質を縦
続に接続した構造を有し、制御光の偏光成分が、光カー
媒質の２つの直交する主軸方向で同じ強度になるように
設定されたことを特徴とする。
【００１２】
【作用】任意の偏光状態を有する入力信号光が複屈折性
の光カー媒質に入射されると、その２つの直交する主軸
（ｘ，ｙ）に対応する直線偏光成分に分離され、それぞ
れの偏光状態を保持しながら独立に光カー媒質中を伝搬
する。
の光カー媒質に入射されると、その２つの直交する主軸
（ｘ，ｙ）に対応する直線偏光成分に分離され、それぞ
れの偏光状態を保持しながら独立に光カー媒質中を伝搬
する。
【００１３】また、制御光は、そのｘ，ｙ軸に対して同
じ強度となるように光カー媒質に入射され、信号光の
ｘ，ｙ偏光成分に対して等しい位相変化を誘起する。し
たがって、入力信号光の直交する２成分は、その大小関
係に関わらずに等しい光カー効果（光位相シフト）を受
けることになる。
じ強度となるように光カー媒質に入射され、信号光の
ｘ，ｙ偏光成分に対して等しい位相変化を誘起する。し
たがって、入力信号光の直交する２成分は、その大小関
係に関わらずに等しい光カー効果（光位相シフト）を受
けることになる。
【００１４】また、光カー媒質は、その中間点にて速い
軸と遅い軸が入れ替わる複屈折補償型であるので、２軸
における光路長は等しくなり、スイッチされた信号光の
２つの偏光成分の時間軸上でのずれは補償される。
軸と遅い軸が入れ替わる複屈折補償型であるので、２軸
における光路長は等しくなり、スイッチされた信号光の
２つの偏光成分の時間軸上でのずれは補償される。
【００１５】したがって、本発明はｘ，ｙの２軸を利用
することにより、１つの回路構成で等価的に２つのスイ
ッチを構成することができ、入力信号光の偏光状態に依
存しない超高速の偏波無依存型光パルス多重回路および
偏波無依存型光パルス分離回路を実現することができ
る。
することにより、１つの回路構成で等価的に２つのスイ
ッチを構成することができ、入力信号光の偏光状態に依
存しない超高速の偏波無依存型光パルス多重回路および
偏波無依存型光パルス分離回路を実現することができ
る。
【００１６】
【実施例】図１は、請求項１に記載の発明の偏波無依存
型光パルス分離回路の実施例構成を示すブロック図であ
る。
型光パルス分離回路の実施例構成を示すブロック図であ
る。
【００１７】図において、入力ポート１２および出力ポ
ート１３，１４を有する光サーキュレータ（ＣＩＲ）１
１、入力ポート１６，１７および出力ポート１８を有す
る光合波器（ＷＦ１）１５、入力ポート２０，２１およ
び出力ポート２２，２３を有する２×２の光結合器（Ｃ
Ｏ）１９、入力ポート２６および出力ポート２７，２８
を有する光分波器（ＷＦ２）２５の構成は、図９に示す
従来のものと同様である。
ート１３，１４を有する光サーキュレータ（ＣＩＲ）１
１、入力ポート１６，１７および出力ポート１８を有す
る光合波器（ＷＦ１）１５、入力ポート２０，２１およ
び出力ポート２２，２３を有する２×２の光結合器（Ｃ
Ｏ）１９、入力ポート２６および出力ポート２７，２８
を有する光分波器（ＷＦ２）２５の構成は、図９に示す
従来のものと同様である。
【００１８】本発明の特徴とするところは、本実施例で
は光結合器１９の各出力ポート２２，２３を接続する光
カー媒質２４として、その中間点で主軸方向が互いに９
０度回転させて接続された複屈折補償型の偏波保持光フ
ァイバを用い、そのｘ，ｙ軸に対して同じ強度となる偏
光状態を有する制御光を用い、光サーキュレータ１１の
入力ポート１２に入力信号光Ａを入力させ、光サーキュ
レータ１１の出力ポート１４および光分波器２５の出力
ポート２７からそれぞれ分離した出力信号光Ｂ，Ｃを出
力させる構成にある。なお、光サーキュレータ１１と光
合波器１５の位置を入れ替えてもよい。また、出力信号
光Ｃと制御光とを分離する光分波器２５は、光結合器１
９の出力ポート２３と光カー媒質２４との間に配置して
もよい。
は光結合器１９の各出力ポート２２，２３を接続する光
カー媒質２４として、その中間点で主軸方向が互いに９
０度回転させて接続された複屈折補償型の偏波保持光フ
ァイバを用い、そのｘ，ｙ軸に対して同じ強度となる偏
光状態を有する制御光を用い、光サーキュレータ１１の
入力ポート１２に入力信号光Ａを入力させ、光サーキュ
レータ１１の出力ポート１４および光分波器２５の出力
ポート２７からそれぞれ分離した出力信号光Ｂ，Ｃを出
力させる構成にある。なお、光サーキュレータ１１と光
合波器１５の位置を入れ替えてもよい。また、出力信号
光Ｃと制御光とを分離する光分波器２５は、光結合器１
９の出力ポート２３と光カー媒質２４との間に配置して
もよい。
【００１９】まず、本実施例回路に使用する複屈折性の
光カー媒質２４の主軸に対して制御光を45度の直線偏光
で入射させる場合について、制御光により信号光に誘起
される位相変化について説明する。この場合に、制御光
の２つの主軸成分Ｉx ，Ｉyは、 Ｉx ＝Ｉy …(2) となる。
光カー媒質２４の主軸に対して制御光を45度の直線偏光
で入射させる場合について、制御光により信号光に誘起
される位相変化について説明する。この場合に、制御光
の２つの主軸成分Ｉx ，Ｉyは、 Ｉx ＝Ｉy …(2) となる。
【００２０】また、信号光は任意の偏光状態で複屈折性
の光カー媒質２４に入射され、そのときの偏光方向に従
って２つの主軸成分（直線偏光）に分離される。このと
き、信号光の一方の主軸成分に誘起される位相変化Δφ
ｘは、同じ偏光方向の制御光および直交する偏光方向の
制御光によって誘起される位相変化の和となる。すなわ
ち、Ｈは信号光と同じ偏光成分の制御光による影響を示
し、Ｖは信号光と直交する偏光方向の制御光による影響
を示し、偏波分散の効果を表す係数をη（０＜η＜１）
とすると、 Δφｘ＝Δφｘ Ｈ＋Δφｘ Ｖ ＝２（２π／λ）（Ｌ・ｎ２ Ｈ・Ｉｘ＋η・Ｌ・ｎ２ Ｖ・Ｉｙ） …（３） となる。
の光カー媒質２４に入射され、そのときの偏光方向に従
って２つの主軸成分（直線偏光）に分離される。このと
き、信号光の一方の主軸成分に誘起される位相変化Δφ
ｘは、同じ偏光方向の制御光および直交する偏光方向の
制御光によって誘起される位相変化の和となる。すなわ
ち、Ｈは信号光と同じ偏光成分の制御光による影響を示
し、Ｖは信号光と直交する偏光方向の制御光による影響
を示し、偏波分散の効果を表す係数をη（０＜η＜１）
とすると、 Δφｘ＝Δφｘ Ｈ＋Δφｘ Ｖ ＝２（２π／λ）（Ｌ・ｎ２ Ｈ・Ｉｘ＋η・Ｌ・ｎ２ Ｖ・Ｉｙ） …（３） となる。
【００２１】同様に、信号光の他方の主軸成分に誘起さ
れる位相変化Δφｙは、 Δφｙ＝Δφｙ Ｈ＋Δφｙ Ｖ ＝２（２π／λ）（Ｌ・ｎ２ Ｈ・Ｉｙ＋η・Ｌ・ｎ２ Ｖ・Ｉｘ） …（４） となる。したがって、（２），（３），（４）式から Δφｘ＝Δφｙ …（５） となり、信号光の２つの複屈折の軸の成分に対して同一
の位相変化が誘起されることになる。よって、任意の偏
光状態の信号光に対して等しく位相πを誘起させること
が可能となり、スイッチングの入力信号光偏光依存型を
なくすることができる（図２）。
れる位相変化Δφｙは、 Δφｙ＝Δφｙ Ｈ＋Δφｙ Ｖ ＝２（２π／λ）（Ｌ・ｎ２ Ｈ・Ｉｙ＋η・Ｌ・ｎ２ Ｖ・Ｉｘ） …（４） となる。したがって、（２），（３），（４）式から Δφｘ＝Δφｙ …（５） となり、信号光の２つの複屈折の軸の成分に対して同一
の位相変化が誘起されることになる。よって、任意の偏
光状態の信号光に対して等しく位相πを誘起させること
が可能となり、スイッチングの入力信号光偏光依存型を
なくすることができる（図２）。
【００２２】また、光カー媒質２４の中間点において２
つの複屈折の主軸を90度回転させて接続しているので、
図３に示すようにループ状の光カー媒質２４を通過させ
る間に、速い軸で伝搬した偏光成分が途中から遅い軸を
伝搬し、遅い軸で伝搬した偏光成分が途中から速い軸を
伝搬することになる。したがって、光カー媒質２４の各
出力端では複屈折が完全に補償され、２軸の偏光成分の
時間軸上での相対位置は入力時のそれと等しくなり、２
軸間の偏波分散を補償することができる。
つの複屈折の主軸を90度回転させて接続しているので、
図３に示すようにループ状の光カー媒質２４を通過させ
る間に、速い軸で伝搬した偏光成分が途中から遅い軸を
伝搬し、遅い軸で伝搬した偏光成分が途中から速い軸を
伝搬することになる。したがって、光カー媒質２４の各
出力端では複屈折が完全に補償され、２軸の偏光成分の
時間軸上での相対位置は入力時のそれと等しくなり、２
軸間の偏波分散を補償することができる。
【００２３】図４は、請求項２に記載の発明の偏波無依
存型光パルス分離回路の実施例構成を示すブロック図で
ある。図において、入力ポート１２および出力ポート１
３，１４を有する光サーキュレータ（ＣＩＲ）１１、入
力ポート２０，２１および出力ポート２２，２３を有す
る２×２の光結合器（ＣＯ）１９、入力ポート２６およ
び出力ポート２７，２８を有する光分波器（ＷＦ２）２
５の構成は、図１に示す実施例のものと同様である。本
実施例の特徴とするところは、入力ポート１６，１７お
よび出力ポート１８を有する光合波器（ＷＦ１）１５を
光結合器１９の一方の出力ポート２２と光カー媒質２４
との間に配置した構成にある。
存型光パルス分離回路の実施例構成を示すブロック図で
ある。図において、入力ポート１２および出力ポート１
３，１４を有する光サーキュレータ（ＣＩＲ）１１、入
力ポート２０，２１および出力ポート２２，２３を有す
る２×２の光結合器（ＣＯ）１９、入力ポート２６およ
び出力ポート２７，２８を有する光分波器（ＷＦ２）２
５の構成は、図１に示す実施例のものと同様である。本
実施例の特徴とするところは、入力ポート１６，１７お
よび出力ポート１８を有する光合波器（ＷＦ１）１５を
光結合器１９の一方の出力ポート２２と光カー媒質２４
との間に配置した構成にある。
【００２４】このような構成では、光結合器１９の特性
は信号光のみに対して１対１の分岐比であればよく、上
述した実施例の場合と比べて制御光に対する光結合器１
９の条件は不要となる。たとえば、光結合器１９は波長
無依存型のもので対応できるので構成上の利点は極めて
大きい。なお、図４の構成は、光結合器１９が波長依存
型の場合であり、制御光光結合器１９の入力ポート２１
のみに出力される例である。一方、光結合器１９が波長
無依存型で、制御光が出力信号光Ｂ，Ｃとともに入力ポ
ート２０，２１に出力される場合には、光分波器２５と
同様のものを光結合器１９の入力ポート２０と光サーキ
ュレータ１１の出力ポート１３との間、または光サーキ
ュレータ１１の出力ポート１４に接続し、出力信号光Ｂ
と制御光との分離を行う。あるいは、光分波器２５を光
結合器１９の出力ポート２３と光カー媒質２４との間に
配置してもよい。
は信号光のみに対して１対１の分岐比であればよく、上
述した実施例の場合と比べて制御光に対する光結合器１
９の条件は不要となる。たとえば、光結合器１９は波長
無依存型のもので対応できるので構成上の利点は極めて
大きい。なお、図４の構成は、光結合器１９が波長依存
型の場合であり、制御光光結合器１９の入力ポート２１
のみに出力される例である。一方、光結合器１９が波長
無依存型で、制御光が出力信号光Ｂ，Ｃとともに入力ポ
ート２０，２１に出力される場合には、光分波器２５と
同様のものを光結合器１９の入力ポート２０と光サーキ
ュレータ１１の出力ポート１３との間、または光サーキ
ュレータ１１の出力ポート１４に接続し、出力信号光Ｂ
と制御光との分離を行う。あるいは、光分波器２５を光
結合器１９の出力ポート２３と光カー媒質２４との間に
配置してもよい。
【００２５】図５は、請求項４に記載の発明の偏波無依
存型光パルス多重回路の第一実施例構成を示すブロック
図である。なお、本実施例に示す光パルス多重回路とし
ての構成は、図１に示す光パルス分離回路のものと基本
的には同じであり、入出力関係を逆にしたものである。
存型光パルス多重回路の第一実施例構成を示すブロック
図である。なお、本実施例に示す光パルス多重回路とし
ての構成は、図１に示す光パルス分離回路のものと基本
的には同じであり、入出力関係を逆にしたものである。
【００２６】図において、光サーキュレータ１１の入力
ポート１２に多重化する一方の入力信号光Ｄを入力さ
せ、光分波器２５の出力ポート２７から多重化する他方
の入力信号光Ｅを入力させ、制御光と入力信号光Ｅとが
時間的に重なるようにすることにより、光サーキュレー
タ１１の出力ポート１４に各信号光を多重化した出力多
重信号光を取り出すことができる。なお、このとき、多
重する２つの入力信号光Ｄ，Ｅは、互いに時間的に重な
らないタイミングで入力される。
ポート１２に多重化する一方の入力信号光Ｄを入力さ
せ、光分波器２５の出力ポート２７から多重化する他方
の入力信号光Ｅを入力させ、制御光と入力信号光Ｅとが
時間的に重なるようにすることにより、光サーキュレー
タ１１の出力ポート１４に各信号光を多重化した出力多
重信号光を取り出すことができる。なお、このとき、多
重する２つの入力信号光Ｄ，Ｅは、互いに時間的に重な
らないタイミングで入力される。
【００２７】すなわち、任意の偏光状態を有する入力信
号光Ｄは、光サーキュレータ１１を介して光合波器１５
に入力され、制御光と合波されて光結合器１９の一方の
入力ポート２０に導かれる。また、任意の偏光状態を有
する入力信号光Ｅは、光分波器２５を介して光結合器１
９の他方の入力ポート２１に導かれる。このとき、制御
光と入力信号光Ｅとが時間的に重なるようなタイミング
をとる。これにより、光カー媒質２４と光結合器１９で
構成されるループ部では、制御光が入力信号光Ｅにπの
位相変化を与え、入力信号光Ｄには位相変化を与えない
ので、入力信号光Ｄおよび入力信号光Ｅのいずれも光結
合器１９の入力ポート２０に出力される。すなわち、入
力信号光Ｄおよび入力信号光Ｅを多重化した多重信号光
は、光合波器１５を介して光サーキュレータ１１に入力
され、その出力ポート１４から出力多重信号光として取
り出される。なお、制御光は、光分波器２５の出力ポー
ト２８から分離出力される。
号光Ｄは、光サーキュレータ１１を介して光合波器１５
に入力され、制御光と合波されて光結合器１９の一方の
入力ポート２０に導かれる。また、任意の偏光状態を有
する入力信号光Ｅは、光分波器２５を介して光結合器１
９の他方の入力ポート２１に導かれる。このとき、制御
光と入力信号光Ｅとが時間的に重なるようなタイミング
をとる。これにより、光カー媒質２４と光結合器１９で
構成されるループ部では、制御光が入力信号光Ｅにπの
位相変化を与え、入力信号光Ｄには位相変化を与えない
ので、入力信号光Ｄおよび入力信号光Ｅのいずれも光結
合器１９の入力ポート２０に出力される。すなわち、入
力信号光Ｄおよび入力信号光Ｅを多重化した多重信号光
は、光合波器１５を介して光サーキュレータ１１に入力
され、その出力ポート１４から出力多重信号光として取
り出される。なお、制御光は、光分波器２５の出力ポー
ト２８から分離出力される。
【００２８】なお、本実施例においても複屈折性の光カ
ー媒質２４の主軸に対して制御光を45度の直線偏光で入
射させることにより、信号光の２つの複屈折の軸の成分
に対して同一の位相変化を誘起し、スイッチングの入力
信号光偏光依存性をなくすることができる。また、光カ
ー媒質２４の中間点において２つの複屈折の主軸を90度
回転させて接続しているので、光カー媒質２４の各出力
端では複屈折が完全に補償され、２軸の偏光成分の時間
軸上での相対位置は入力時のそれと等しくなり、２軸間
の偏波分散を補償することができる。
ー媒質２４の主軸に対して制御光を45度の直線偏光で入
射させることにより、信号光の２つの複屈折の軸の成分
に対して同一の位相変化を誘起し、スイッチングの入力
信号光偏光依存性をなくすることができる。また、光カ
ー媒質２４の中間点において２つの複屈折の主軸を90度
回転させて接続しているので、光カー媒質２４の各出力
端では複屈折が完全に補償され、２軸の偏光成分の時間
軸上での相対位置は入力時のそれと等しくなり、２軸間
の偏波分散を補償することができる。
【００２９】図６は、請求項４に記載の発明の偏波無依
存型光パルス多重回路の第二実施例構成を示すブロック
図である。図において、光サーキュレータ１１を光分波
器２５の出力ポート２７側に移す他は第一実施例と同様
であり、光合波器１５の入力ポート１６に多重化する一
方の入力信号光Ｄを入力させ、光サーキュレータ１１の
入力ポート１２から多重化する他方の入力信号光Ｅを入
力させ、制御光と入力信号光Ｄとが時間的に重なるよう
にすることにより、光サーキュレータ１１の出力ポート
１４に各信号光を多重化した出力多重信号光を取り出す
ことができる。
存型光パルス多重回路の第二実施例構成を示すブロック
図である。図において、光サーキュレータ１１を光分波
器２５の出力ポート２７側に移す他は第一実施例と同様
であり、光合波器１５の入力ポート１６に多重化する一
方の入力信号光Ｄを入力させ、光サーキュレータ１１の
入力ポート１２から多重化する他方の入力信号光Ｅを入
力させ、制御光と入力信号光Ｄとが時間的に重なるよう
にすることにより、光サーキュレータ１１の出力ポート
１４に各信号光を多重化した出力多重信号光を取り出す
ことができる。
【００３０】すなわち、任意の偏光状態を有する入力信
号光Ｄは光合波器１５に入力され、制御光と合波されて
光結合器１９の一方の入力ポート２０に導かれる。ま
た、任意の偏光状態を有する入力信号光Ｅは、光サーキ
ュレータ１１から光分波器２５を介して光結合器１９の
他方の入力ポート２１に導かれる。このとき、制御光と
入力信号光Ｄとが時間的に重なるようなタイミングをと
る。これにより、光カー媒質２４と光結合器１９で構成
されるループ部では、制御光が入力信号光Ｄにπの位相
変化を与え、入力信号光Ｅには位相変化を与えないの
で、入力信号光Ｄおよび入力信号光Ｅのいずれも光結合
器１９の入力ポート２１に出力される。すなわち、入力
信号光Ｄおよび入力信号光Ｅを多重化した多重信号光
は、光分波器２５を介して光サーキュレータ１１に入力
され、その出力ポート１４から出力多重信号光として取
り出される。なお、制御光は、光分波器２５の出力ポー
ト２８から分離出力される。
号光Ｄは光合波器１５に入力され、制御光と合波されて
光結合器１９の一方の入力ポート２０に導かれる。ま
た、任意の偏光状態を有する入力信号光Ｅは、光サーキ
ュレータ１１から光分波器２５を介して光結合器１９の
他方の入力ポート２１に導かれる。このとき、制御光と
入力信号光Ｄとが時間的に重なるようなタイミングをと
る。これにより、光カー媒質２４と光結合器１９で構成
されるループ部では、制御光が入力信号光Ｄにπの位相
変化を与え、入力信号光Ｅには位相変化を与えないの
で、入力信号光Ｄおよび入力信号光Ｅのいずれも光結合
器１９の入力ポート２１に出力される。すなわち、入力
信号光Ｄおよび入力信号光Ｅを多重化した多重信号光
は、光分波器２５を介して光サーキュレータ１１に入力
され、その出力ポート１４から出力多重信号光として取
り出される。なお、制御光は、光分波器２５の出力ポー
ト２８から分離出力される。
【００３１】図７は、請求項５に記載の発明の偏波無依
存型光パルス多重回路の第一実施例構成を示すブロック
図である。図において、入力ポート１２および出力ポー
ト１３，１４を有する光サーキュレータ（ＣＩＲ）１
１、入力ポート２０，２１および出力ポート２２，２３
を有する２×２の光結合器（ＣＯ）１９、入力ポート２
６および出力ポート２７，２８を有する光分波器（ＷＦ
２）２５の構成は、図５に示す請求項３に対応の第一実
施例のものと同様である。本実施例の特徴とするところ
は、入力ポート１６，１７および出力ポート１８を有す
る光合波器（ＷＦ１）１５を光結合器１９の一方の出力
ポート２２と光カー媒質２４との間に配置した構成にあ
る。
存型光パルス多重回路の第一実施例構成を示すブロック
図である。図において、入力ポート１２および出力ポー
ト１３，１４を有する光サーキュレータ（ＣＩＲ）１
１、入力ポート２０，２１および出力ポート２２，２３
を有する２×２の光結合器（ＣＯ）１９、入力ポート２
６および出力ポート２７，２８を有する光分波器（ＷＦ
２）２５の構成は、図５に示す請求項３に対応の第一実
施例のものと同様である。本実施例の特徴とするところ
は、入力ポート１６，１７および出力ポート１８を有す
る光合波器（ＷＦ１）１５を光結合器１９の一方の出力
ポート２２と光カー媒質２４との間に配置した構成にあ
る。
【００３２】このような構成では、光結合器１９の特性
は信号光のみに対して１対１の分岐比であればよく、上
述した第一実施例の場合と比べて制御光に対する光結合
器１９の条件は不要となる。たとえば、光結合器１９は
波長無依存型のもので対応できるので構成上の利点は極
めて大きい。なお、図７の構成は、光結合器１９が波長
依存型の場合であり、制御光が光結合器１９の入力ポー
ト２１のみに出力される例である。一方、光結合器１９
が波長無依存型で、制御光が出力多重信号光とともに入
力ポート２０にも出力される場合には、光分波器２５と
同様のものを光結合器１９の入力ポート２０と光サーキ
ュレータ１１の出力ポート１３との間、または光サーキ
ュレータ１１の出力ポート１４に接続し、出力多重信号
光と制御光との分離を行う。あるいは、光分波器２５を
光結合器１９の出力ポート２３と光カー媒質２４との間
に配置してもよい。
は信号光のみに対して１対１の分岐比であればよく、上
述した第一実施例の場合と比べて制御光に対する光結合
器１９の条件は不要となる。たとえば、光結合器１９は
波長無依存型のもので対応できるので構成上の利点は極
めて大きい。なお、図７の構成は、光結合器１９が波長
依存型の場合であり、制御光が光結合器１９の入力ポー
ト２１のみに出力される例である。一方、光結合器１９
が波長無依存型で、制御光が出力多重信号光とともに入
力ポート２０にも出力される場合には、光分波器２５と
同様のものを光結合器１９の入力ポート２０と光サーキ
ュレータ１１の出力ポート１３との間、または光サーキ
ュレータ１１の出力ポート１４に接続し、出力多重信号
光と制御光との分離を行う。あるいは、光分波器２５を
光結合器１９の出力ポート２３と光カー媒質２４との間
に配置してもよい。
【００３３】図８は、請求項５に記載の発明の偏波無依
存型光パルス多重回路の第二実施例構成を示すブロック
図である。図において、光サーキュレータ１１を光分波
器２５の出力ポート２７側に移す他は、図７に示す第一
実施例と同様であり、光結合器１９の入力ポート２６に
多重化する一方の入力信号光Ｄを入力させ、光サーキュ
レータ１１の入力ポート１２から多重化する他方の入力
信号光Ｅを入力させ、制御光と入力信号光Ｄとが時間的
に重なるようにすることにより、光サーキュレータ１１
の出力ポート１４に各信号光を多重化した出力多重信号
光を取り出すことができる。
存型光パルス多重回路の第二実施例構成を示すブロック
図である。図において、光サーキュレータ１１を光分波
器２５の出力ポート２７側に移す他は、図７に示す第一
実施例と同様であり、光結合器１９の入力ポート２６に
多重化する一方の入力信号光Ｄを入力させ、光サーキュ
レータ１１の入力ポート１２から多重化する他方の入力
信号光Ｅを入力させ、制御光と入力信号光Ｄとが時間的
に重なるようにすることにより、光サーキュレータ１１
の出力ポート１４に各信号光を多重化した出力多重信号
光を取り出すことができる。
【００３４】なお、以上説明した実施例において、光サ
ーキュレータ１１は、２×２の光結合器と光アイソレー
タとを組み合わせたものに置き換えることができる。
ーキュレータ１１は、２×２の光結合器と光アイソレー
タとを組み合わせたものに置き換えることができる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、制御光の
偏光状態を光カー媒質の互いに直交する主軸に対して同
じ強度となるように設定することにより、入力信号光の
偏光状態に依存せずに安定した時分割分離あるいは時分
割多重を行うことができる。また、光カー媒質について
もその中間点で２つの複屈折の主軸を90度回転させるこ
とにより、出力端において２軸間の偏波分散を補償する
ことができる。このように、入力信号光の偏光状態に影
響されない光パルス分離回路および光パルス多重回路を
構成することができるので、超高速システムにも容易に
対応させることができる。
偏光状態を光カー媒質の互いに直交する主軸に対して同
じ強度となるように設定することにより、入力信号光の
偏光状態に依存せずに安定した時分割分離あるいは時分
割多重を行うことができる。また、光カー媒質について
もその中間点で２つの複屈折の主軸を90度回転させるこ
とにより、出力端において２軸間の偏波分散を補償する
ことができる。このように、入力信号光の偏光状態に影
響されない光パルス分離回路および光パルス多重回路を
構成することができるので、超高速システムにも容易に
対応させることができる。
【図１】請求項１に記載の発明の偏波無依存型光パルス
分離回路の実施例構成を示すブロック図。
分離回路の実施例構成を示すブロック図。
【図２】本発明における信号光と制御光の偏光の関係を
示す図。
示す図。
【図３】本発明における信号光と制御光の光カー媒質中
での偏光と時間軸上での関係を示す図。
での偏光と時間軸上での関係を示す図。
【図４】請求項２に記載の発明の偏波無依存型光パルス
分離回路の実施例構成を示すブロック図。
分離回路の実施例構成を示すブロック図。
【図５】請求項４に記載の発明の偏波無依存型光パルス
多重回路の第一実施例構成を示すブロック図。
多重回路の第一実施例構成を示すブロック図。
【図６】請求項４に記載の発明の偏波無依存型光パルス
多重回路の第二実施例構成を示すブロック図。
多重回路の第二実施例構成を示すブロック図。
【図７】請求項５に記載の発明の偏波無依存型光パルス
多重回路の第一実施例構成を示すブロック図。
多重回路の第一実施例構成を示すブロック図。
【図８】請求項５に記載の発明の偏波無依存型光パルス
多重回路の第二実施例構成を示すブロック図。
多重回路の第二実施例構成を示すブロック図。
【図９】光カー効果を利用した従来の光パルス分離回路
の構成例を示すブロック図。
の構成例を示すブロック図。
【図１０】従来技術における信号光と制御光の偏光の関
係を示す図。
係を示す図。
１１ 光サーキュレータ（ＣＩＲ） １５ 光合波器（ＷＦ１） １９ 光結合器（ＣＯ） ２４ 光カー媒質 ２５ 光分波器（ＷＦ２）
Claims (6)
- 【請求項１】 時間分割多重された入力信号光と制御光
とを合波する光合波手段と、 前記制御光によって前記入力信号光に光位相シフトを誘
起させる光カー媒質と、 ２つの入力ポートおよび前記光カー媒質を介してループ
状に結合される２つの出力ポートを有し、前記入力信号
光および制御光の合波光を一方の入力ポートに入力して
入力信号光を１対１に２つの出力ポートに出力し、制御
光を一方の出力ポートに出力し、前記光カー媒質を介し
て各出力ポートに再入力される信号光のうち前記制御光
と時間的に重なる信号光とその他の信号光とを２つの入
力ポートに分離して取り出す光結合器と、 前記光結合器で分離された各出力信号光をそれぞれ入力
信号光または制御光から分波して取り出す光分波手段と
を備えた偏波無依存型光パルス分離回路において、 前記光カー媒質は複屈折性を有し、その２つの直交する
主軸間の偏波分散を補償する偏波分散補償手段を含み、 前記制御光は、前記複屈折性を有する光カー媒質の２つ
の直交する主軸方向の偏波成分が同じ強度となる偏波を
有することを特徴とする偏波無依存型光パルス分離回
路。 - 【請求項２】 制御光によって入力信号光に光位相シフ
トを誘起させる光カー媒質と、 ２つの入力ポートおよび前記光カー媒質を介してループ
状に結合される２つの出力ポートを有し、前記入力信号
光を一方の入力ポートに入力して１対１に２つの出力ポ
ートに出力し、前記光カー媒質を介して各出力ポートに
再入力される信号光のうち前記制御光と時間的に重なる
信号光とその他の信号光とを２つの入力ポートに分離し
て取り出す光結合器と、 前記光結合器で分離された各出力信号光をそれぞれ入力
信号光または制御光から分波して取り出す光分波手段と
を備えた偏波無依存型光パルス分離回路において、 前記光結合器の一方の出力ポートと前記光カー媒質の一
端との間に、前記制御光をその出力ポートに取り出され
た入力信号光に合波して前記光カー媒質に導く光合波手
段を備え、 前記光カー媒質は複屈折性を有し、その２つの直交する
主軸間の偏波分散を補償する偏波分散補償手段を含み、 前記制御光は、前記複屈折性を有する光カー媒質の２つ
の直交する主軸方向の偏波成分が同じ強度となる偏波を
有することを特徴とする偏波無依存型光パルス分離回
路。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の偏波無
依存型光パルス分離回路において、 偏波分散補償手段は、２本の等長の複屈折性を有する光
カー媒質を互いの主軸が直交するように縦続接続した構
成であることを特徴とする偏波無依存型光パルス分離回
路。 - 【請求項４】 多重する２つの入力信号光の一方の入力
信号光と、いずれか一方の入力信号光と時間的に重なる
制御光とを合波する光合波手段と、 前記制御光によって前記入力信号光に光位相シフトを誘
起させる光カー媒質と、 ２つの入力ポートおよび前記光カー媒質を介してループ
状に結合される２つの出力ポートを有し、前記一方の入
力信号光および制御光の合波光を一方の入力ポートに入
力し、他方の入力信号光を他方の入力ポートに入力して
各入力信号光を１対１に２つの出力ポートに出力し、制
御光を一方の出力ポートに出力し、前記光カー媒質を介
して各出力ポートに再入力される各入力信号光を所定の
一方の入力ポートに多重して取り出す光結合器と、 前記光結合器で多重された出力信号光を入力信号光また
は制御光から分波して取り出す光分波手段とを備えた偏
波無依存型光パルス多重回路において、 前記光カー媒質は複屈折性を有し、その２つの直交する
主軸間の偏波分散を補償する偏波分散補償手段を含み、 前記制御光は、前記複屈折性を有する光カー媒質の２つ
の直交する主軸方向の偏波成分が同じ強度となる偏波を
有することを特徴とする偏波無依存型光パルス多重回
路。 - 【請求項５】 制御光によって入力信号光に光位相シフ
トを誘起させる光カー媒質と、 ２つの入力ポートおよび前記光カー媒質を介してループ
状に結合される２つの出力ポートを有し、多重する２つ
の入力信号光をそれぞれ対応する入力ポートに入力して
各入力信号光を１対１に２つの出力ポートに出力し、前
記光カー媒質を介して各出力ポートに再入力される各入
力信号光を所定の一方の入力ポートに多重して取り出す
光結合器と、 前記光結合器で多重された出力信号光を入力信号光また
は制御光から分波して取り出す光分波手段とを備えた偏
波無依存型光パルス多重回路において、 前記光結合器の一方の出力ポートと前記光カー媒質の一
端との間に、前記制御光をその出力ポートに取り出され
た入力信号光に合波して前記光カー媒質に導く光合波手
段を備え、 前記光カー媒質は複屈折性を有し、その２つの直交する
主軸間の偏波分散を補償する偏波分散補償手段を含み、 前記制御光は、前記複屈折性を有する光カー媒質の２つ
の直交する主軸方向の偏波成分が同じ強度となる偏波を
有することを特徴とする偏波無依存型光パルス多重回
路。 - 【請求項６】 請求項４または請求項５に記載の偏波無
依存型光パルス多重回路において、 偏波分散補償手段は、２本の等長の複屈折性を有する光
カー媒質を互いの主軸が直交するように縦続接続した構
成であることを特徴とする偏波無依存型光パルス多重回
路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4216232A JP2804954B2 (ja) | 1992-08-13 | 1992-08-13 | 偏波無依存型光パルス分離回路および偏波無依存型光パルス多重回路 |
| US08/105,812 US5357359A (en) | 1992-08-13 | 1993-08-11 | All-optical polarization independent optical time division multiplexer and demultiplexer with birefringence compensation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4216232A JP2804954B2 (ja) | 1992-08-13 | 1992-08-13 | 偏波無依存型光パルス分離回路および偏波無依存型光パルス多重回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0667053A JPH0667053A (ja) | 1994-03-11 |
| JP2804954B2 true JP2804954B2 (ja) | 1998-09-30 |
Family
ID=16685352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4216232A Expired - Lifetime JP2804954B2 (ja) | 1992-08-13 | 1992-08-13 | 偏波無依存型光パルス分離回路および偏波無依存型光パルス多重回路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5357359A (ja) |
| JP (1) | JP2804954B2 (ja) |
Families Citing this family (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5555254A (en) * | 1993-11-05 | 1996-09-10 | Trw Inc. | High brightness solid-state laser with zig-zag amplifier |
| US5959753A (en) * | 1994-01-25 | 1999-09-28 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Ultra high bit rate all optical communication system |
| US5493433A (en) * | 1994-03-02 | 1996-02-20 | Trustees Of Princeton University | Terahertz optical asymmetric demultiplexer |
| EP0697775B1 (en) * | 1994-08-15 | 2005-08-10 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Multiple-channel all-optical TDM-WDM converter and multiple-channel all-optical TDM demultiplexer |
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| FR2744247B1 (fr) * | 1996-01-30 | 1998-02-27 | Alcatel Nv | Miroir optique non lineaire independant de la polarisation |
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| US5880866A (en) * | 1996-11-13 | 1999-03-09 | At&T Corp | Time division demultiplexing using selective Raman amplification |
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-
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