JP3204416B2 - 空間光エンコーダ - Google Patents
空間光エンコーダInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、低速な複数の変調信号
を用い高速信号光を生成する空間光エンコーダに関する
ものである。
を用い高速信号光を生成する空間光エンコーダに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】一般の光通信システムでは、信号送信端
において複数の低速電気信号を多重化して高速電気信号
とし、この高速電気信号を用いて光を変調することによ
り高速光信号を生成する。元来、光は高速性を有してお
り、Ｔb/s オーダーの信号伝送が原理的に可能であると
言われている。しかしながら、現状の光通信システムで
は伝送速度が１０Ｇb/s を越えるような高速信号になっ
てくると、信号の多重化処理、及び光変調が主に電気回
路の処理速度及び電気配線の帯域に律速されて困難にな
ってきている。このような問題を緩和して更に高速な光
信号を生成するために、高速短パルス列を用い、信号の
変調および多重化処理を光領域で行う方法が提案されて
いる。
において複数の低速電気信号を多重化して高速電気信号
とし、この高速電気信号を用いて光を変調することによ
り高速光信号を生成する。元来、光は高速性を有してお
り、Ｔb/s オーダーの信号伝送が原理的に可能であると
言われている。しかしながら、現状の光通信システムで
は伝送速度が１０Ｇb/s を越えるような高速信号になっ
てくると、信号の多重化処理、及び光変調が主に電気回
路の処理速度及び電気配線の帯域に律速されて困難にな
ってきている。このような問題を緩和して更に高速な光
信号を生成するために、高速短パルス列を用い、信号の
変調および多重化処理を光領域で行う方法が提案されて
いる。
【０００３】図４に従来例の構成を示す。図４の構成は
文献［Rodney S. Tucker,Gadi Eisenstein, and Steven
K.Korotky, "Optical Time-Division Multiplexing Fo
r Very High Bit-Rate Transmission, "Journal of Lig
htwave Technology, Vol.6,No.11, pp.1737-1749,198
8"]に開示されている構成と同等のものである。図４に
おいて、１は高速光短パルス列入力端、２は光信号分岐
部、３は光ゲート部、３−１〜３−４は光ゲート、４は
変調信号付加部、５は遅延付加部、５−１〜５−４は光
ファイバ等の光導波路、６は光信号合成部、７は光信号
出力端子をそれぞれ表している。また図５は入出力信号
ＩＮ，ＯＵＴ及び各光ゲートの変調信号Ｓ１〜Ｓ４の波
形の例を示している。
文献［Rodney S. Tucker,Gadi Eisenstein, and Steven
K.Korotky, "Optical Time-Division Multiplexing Fo
r Very High Bit-Rate Transmission, "Journal of Lig
htwave Technology, Vol.6,No.11, pp.1737-1749,198
8"]に開示されている構成と同等のものである。図４に
おいて、１は高速光短パルス列入力端、２は光信号分岐
部、３は光ゲート部、３−１〜３−４は光ゲート、４は
変調信号付加部、５は遅延付加部、５−１〜５−４は光
ファイバ等の光導波路、６は光信号合成部、７は光信号
出力端子をそれぞれ表している。また図５は入出力信号
ＩＮ，ＯＵＴ及び各光ゲートの変調信号Ｓ１〜Ｓ４の波
形の例を示している。
【０００４】図４において回路の入力端１に入射された
高速光短パルス列ＩＮは、光信号分岐部２において４分
岐され、それぞれ光ゲート３−１〜３−４に入力され
る。各光ゲート３−１〜３−４では外部から加えられた
変調信号Ｓ１〜Ｓ４により入射光をオン、オフする。各
光ゲート３−１〜３−４の出力信号光は遅延付加部５に
おいてそれぞれ互いに長さの異なる光ファイバ等の光導
波路５−１〜５−４を通過させることにより、互いに異
なる遅延を付加した後、光信号合成部６において合波さ
れ出力される。以上の操作により図５に示す通り変調信
号Ｓ１〜Ｓ４を時系列上で多重化した高速光信号列ＯＵ
Ｔを得ることができる。
高速光短パルス列ＩＮは、光信号分岐部２において４分
岐され、それぞれ光ゲート３−１〜３−４に入力され
る。各光ゲート３−１〜３−４では外部から加えられた
変調信号Ｓ１〜Ｓ４により入射光をオン、オフする。各
光ゲート３−１〜３−４の出力信号光は遅延付加部５に
おいてそれぞれ互いに長さの異なる光ファイバ等の光導
波路５−１〜５−４を通過させることにより、互いに異
なる遅延を付加した後、光信号合成部６において合波さ
れ出力される。以上の操作により図５に示す通り変調信
号Ｓ１〜Ｓ４を時系列上で多重化した高速光信号列ＯＵ
Ｔを得ることができる。
【０００５】高速光短パルス列の発生はゲインスイッチ
法やモードロック法によりパルス幅数ピコ秒のパルス列
を比較的容易に得ることができる。また光ゲートとして
はニオブ酸リチウム光変調器や多重量子井戸構造（ＭＱ
Ｗ）を用いた光変調器を用いることができる。
法やモードロック法によりパルス幅数ピコ秒のパルス列
を比較的容易に得ることができる。また光ゲートとして
はニオブ酸リチウム光変調器や多重量子井戸構造（ＭＱ
Ｗ）を用いた光変調器を用いることができる。
【０００６】図４の構成を有する空間光エンコーダにお
いて、形成可能な光信号速度は（各光ゲートの可能変調
速度）×（光分岐数）で与えられる。従って、例えば電
気回路によって律速される光ゲートの可能変調速度が１
０Ｇb/s とすると、光分岐数を１０とすることにより１
００Ｇb/s の高速光信号が、光分岐数を１００とするこ
とにより１Ｔb/s の高速光信号が容易に得られることに
なる。
いて、形成可能な光信号速度は（各光ゲートの可能変調
速度）×（光分岐数）で与えられる。従って、例えば電
気回路によって律速される光ゲートの可能変調速度が１
０Ｇb/s とすると、光分岐数を１０とすることにより１
００Ｇb/s の高速光信号が、光分岐数を１００とするこ
とにより１Ｔb/s の高速光信号が容易に得られることに
なる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４の
構成では遅延付加部において光分岐数分の互いに長さの
異なる光ファイバを必要とするため、光分岐数が大きく
なると光ファイバの輻輳が生じるという問題がある。ま
た光分岐部、光分波部においても分岐数が大きくなるに
従い結線の輻輳が生じ、回路全体が複雑になるという問
題があった。
構成では遅延付加部において光分岐数分の互いに長さの
異なる光ファイバを必要とするため、光分岐数が大きく
なると光ファイバの輻輳が生じるという問題がある。ま
た光分岐部、光分波部においても分岐数が大きくなるに
従い結線の輻輳が生じ、回路全体が複雑になるという問
題があった。
【０００８】本発明の目的は、かかる事情に鑑みてなさ
れたものであり、簡便な構成で光分岐数を増加させ、高
速光信号を得ることのできる空間光エンコーダを提供す
ることにある。
れたものであり、簡便な構成で光分岐数を増加させ、高
速光信号を得ることのできる空間光エンコーダを提供す
ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１では、高速光短パルス列を一様媒
質中を伝播する光ビームとして回路に入力する手段と、
回路に入力された上記高速光短パルス列ビームを複数分
岐し、高速光短パルス列ビームアレイとして出力する空
間光分岐部と、上記空間光分岐部により分岐された複数
の上記高速光短パルス列ビームのそれぞれに対して配置
された、外部からの制御により上記高速光短パルス列ビ
ームを通過させるか否かを選択できる光ゲート部と、上
記空間光分岐部により分岐された複数の上記高速光短パ
ルス列ビームのそれぞれを互いに直交する２つの偏光成
分のうち一方の偏光成分のみを有する光ビームとする手
段と、入射された互いに直交する２つの偏光成分のうち
一方の偏光成分のみを有する複数の光ビームのそれぞれ
に対し、その偏光成分を他方の偏光成分に変換して出力
するか変換せずそのまま通過させるかを選択することが
できる複数の偏光面制御素子アレイと、入射された光ビ
ームが互いに直交する２つの偏光成分のうち一方の偏光
成分の場合はそのまま素子を通過させ、他方の偏光成分
の場合は遅延を付加して出力する複数の遅延素子を交互
に多段接続して構成される遅延付加部と、上記遅延付加
部から出力された複数の出力信号光ビームの全てを合波
する空間光合波部により構成された。また請求項２で
は、請求項１に記載の光ゲート部に代えて、上記空間光
分岐部により分岐された複数の上記高速短パルス列ビー
ムのそれぞれに対して配置された、外部からの制御によ
り上記高速光短パルスビームを反射させるか否かを選択
できる反射型光スイッチを備えた。
に、本発明の請求項１では、高速光短パルス列を一様媒
質中を伝播する光ビームとして回路に入力する手段と、
回路に入力された上記高速光短パルス列ビームを複数分
岐し、高速光短パルス列ビームアレイとして出力する空
間光分岐部と、上記空間光分岐部により分岐された複数
の上記高速光短パルス列ビームのそれぞれに対して配置
された、外部からの制御により上記高速光短パルス列ビ
ームを通過させるか否かを選択できる光ゲート部と、上
記空間光分岐部により分岐された複数の上記高速光短パ
ルス列ビームのそれぞれを互いに直交する２つの偏光成
分のうち一方の偏光成分のみを有する光ビームとする手
段と、入射された互いに直交する２つの偏光成分のうち
一方の偏光成分のみを有する複数の光ビームのそれぞれ
に対し、その偏光成分を他方の偏光成分に変換して出力
するか変換せずそのまま通過させるかを選択することが
できる複数の偏光面制御素子アレイと、入射された光ビ
ームが互いに直交する２つの偏光成分のうち一方の偏光
成分の場合はそのまま素子を通過させ、他方の偏光成分
の場合は遅延を付加して出力する複数の遅延素子を交互
に多段接続して構成される遅延付加部と、上記遅延付加
部から出力された複数の出力信号光ビームの全てを合波
する空間光合波部により構成された。また請求項２で
は、請求項１に記載の光ゲート部に代えて、上記空間光
分岐部により分岐された複数の上記高速短パルス列ビー
ムのそれぞれに対して配置された、外部からの制御によ
り上記高速光短パルスビームを反射させるか否かを選択
できる反射型光スイッチを備えた。
【００１０】
【作 用】本発明によれば、高速短パルス列が空間光ビ
ームとして回路に入力され、変調信号光も光ビームとし
て回路から出力される。光信号分岐部及び光信号合波部
では出力光ビームの間隔がそれぞれ異なる光ビーム分岐
合波素子を多段接続することにより容易に分岐数（合波
数）を増やすことできる。また各光ビーム分岐合波素子
を構成する各偏光ビームスプリッタをロッドとし、その
光ビーム分岐合波素子を縦横方向に配置することにより
容易に２次元アレイ化された光ビーム列を形成および合
波することができる。このような空間光ビームを用いた
光ビーム分岐、合波は光ファイバ等の光導波路を用いた
空間光ビームを用いた光分岐、合波に比べ配線の輻輳が
無く単純な構成で大規模な光ビームアレイを形成、合波
でき、また遅延付加部では遅延量の異なる遅延素子をｎ
段並べれば遅延素子前に置かれた偏光面回転素子を制御
することにより２ｎ通りの遅延を２次元配列された光ビ
ーム列中の任意の光ビームに対し容易に付加することが
できる。従って分岐数が２ｎの場合ｎ段のそれぞれ遅延
量の異なる遅延素子を多段接続すれば良く、２本の互い
に長さの異なる光ファイバを必要とする従来例に比べ結
線の輻輳が無くなるとともに回路構成が大幅に簡略化す
ることができる。
ームとして回路に入力され、変調信号光も光ビームとし
て回路から出力される。光信号分岐部及び光信号合波部
では出力光ビームの間隔がそれぞれ異なる光ビーム分岐
合波素子を多段接続することにより容易に分岐数（合波
数）を増やすことできる。また各光ビーム分岐合波素子
を構成する各偏光ビームスプリッタをロッドとし、その
光ビーム分岐合波素子を縦横方向に配置することにより
容易に２次元アレイ化された光ビーム列を形成および合
波することができる。このような空間光ビームを用いた
光ビーム分岐、合波は光ファイバ等の光導波路を用いた
空間光ビームを用いた光分岐、合波に比べ配線の輻輳が
無く単純な構成で大規模な光ビームアレイを形成、合波
でき、また遅延付加部では遅延量の異なる遅延素子をｎ
段並べれば遅延素子前に置かれた偏光面回転素子を制御
することにより２ｎ通りの遅延を２次元配列された光ビ
ーム列中の任意の光ビームに対し容易に付加することが
できる。従って分岐数が２ｎの場合ｎ段のそれぞれ遅延
量の異なる遅延素子を多段接続すれば良く、２本の互い
に長さの異なる光ファイバを必要とする従来例に比べ結
線の輻輳が無くなるとともに回路構成が大幅に簡略化す
ることができる。
【００１１】
【実施例】図１には本発明の第１の実施例の構成を示
す。図１において、２は光信号分岐部、３は光ゲート
部、４は変調信号付加部、５は遅延付加部、６は光信号
合成部、８は入射光ビーム、９−１〜９−４は光ビーム
分岐合波素子、１０−１〜１０−２は１／４波長板、１
１は光ゲートアレイ、１２−１〜１２−３は偏光面回転
素子、１３−１〜１３−２は偏光ビームスプリッタ、１
４−１〜１４−４は１／４波長板、１５−１〜１５−４
は全反射ミラー、１６は出力光ビームをそれぞれ表して
いる。Ｓ１〜Ｓ４は光ゲートアレイ１１の各光ゲートに
入力される変調信号である。
す。図１において、２は光信号分岐部、３は光ゲート
部、４は変調信号付加部、５は遅延付加部、６は光信号
合成部、８は入射光ビーム、９−１〜９−４は光ビーム
分岐合波素子、１０−１〜１０−２は１／４波長板、１
１は光ゲートアレイ、１２−１〜１２−３は偏光面回転
素子、１３−１〜１３−２は偏光ビームスプリッタ、１
４−１〜１４−４は１／４波長板、１５−１〜１５−４
は全反射ミラー、１６は出力光ビームをそれぞれ表して
いる。Ｓ１〜Ｓ４は光ゲートアレイ１１の各光ゲートに
入力される変調信号である。
【００１２】図１において光ビームとして入射された高
速光短パルス列は、光信号分岐部２における偏光ビーム
スプリッタを複数個積層して構成された光ビーム分岐合
波素子９−１，９−２、及び１／４波長板１０−１を用
いて４分岐され、光ゲート部３における光ゲートアレイ
１１中の各光ゲートに入力される。各光ゲートは変調信
号付加部４において外部から印加された変調信号Ｓ１〜
Ｓ４により入射光のオン／オフを行う素子であり、具体
的には多重量子井戸構造を有する面入出力型の光変調器
アレイや、液晶シャッタアレイ等が挙げられる。各光ゲ
ートにおいて変調を受けた高速光短パルス列は次段の遅
延付加部５へそれぞれ入力される。遅延付加部５は偏光
面回転素子１２−１〜１２−３と後に詳述する遅延素子
を交互に縦続接続して構成される。偏光面回転素子１２
−１〜１２−３は互いに直交する２つ偏光成分をそのま
ま通過させるか互いに変換して出力するかを選択できる
素子であり、ビーム経路により遅延量を固定する場合に
は１／２波長板を、光ビームごとに遅延量を変える場合
には液晶等を各光ビームごとに配置して用いることがで
きる。偏光ビームスプリッタ１３−１、１／４波長板１
４−１、１４−２、全反射ミラー１５−１、１５−２か
ら構成される第１の遅延素子は、Ｐ偏光光ビームが入射
された場合には素子をそのまま通過させ、Ｓ偏光光ビー
ムが入射された場合には、Ｐ偏光光ビームに比べ全反射
ミラー１５−１と１５−２間の距離だけ多くの光路長を
通すことにより遅延を付加する。偏光ビームスプリッタ
１３−２、１／４波長板１４−３，１４−４、全反射ミ
ラー１５−３，１５−４から構成される第２の遅延素子
も第１の遅延素子と同様の原理により遅延を付加する。
第１の遅延素子は２ｔの遅延を与え、第２の遅延素子は
ｔの遅延を与えるように全反射ミラー間の距離を決め
る。従って偏光面回転素子１２−１、１２−２を用いて
入射信号光の偏光を変化させて光路を選択することによ
り、ｔ，２ｔ，３ｔ，４ｔの４通りの遅延を付加するこ
とができる。遅延付加部５の出力光のそれぞれは偏光面
回転素子１２−３と、光ビーム分岐合波素子９−３、９
−４及び１／４波長板１０−２からなる光信号合成部６
を用いて合波され出力される。以上に説明した通り図１
の構成を用いて図４の空間光エンコーダと同様の動作を
させることができる。
速光短パルス列は、光信号分岐部２における偏光ビーム
スプリッタを複数個積層して構成された光ビーム分岐合
波素子９−１，９−２、及び１／４波長板１０−１を用
いて４分岐され、光ゲート部３における光ゲートアレイ
１１中の各光ゲートに入力される。各光ゲートは変調信
号付加部４において外部から印加された変調信号Ｓ１〜
Ｓ４により入射光のオン／オフを行う素子であり、具体
的には多重量子井戸構造を有する面入出力型の光変調器
アレイや、液晶シャッタアレイ等が挙げられる。各光ゲ
ートにおいて変調を受けた高速光短パルス列は次段の遅
延付加部５へそれぞれ入力される。遅延付加部５は偏光
面回転素子１２−１〜１２−３と後に詳述する遅延素子
を交互に縦続接続して構成される。偏光面回転素子１２
−１〜１２−３は互いに直交する２つ偏光成分をそのま
ま通過させるか互いに変換して出力するかを選択できる
素子であり、ビーム経路により遅延量を固定する場合に
は１／２波長板を、光ビームごとに遅延量を変える場合
には液晶等を各光ビームごとに配置して用いることがで
きる。偏光ビームスプリッタ１３−１、１／４波長板１
４−１、１４−２、全反射ミラー１５−１、１５−２か
ら構成される第１の遅延素子は、Ｐ偏光光ビームが入射
された場合には素子をそのまま通過させ、Ｓ偏光光ビー
ムが入射された場合には、Ｐ偏光光ビームに比べ全反射
ミラー１５−１と１５−２間の距離だけ多くの光路長を
通すことにより遅延を付加する。偏光ビームスプリッタ
１３−２、１／４波長板１４−３，１４−４、全反射ミ
ラー１５−３，１５−４から構成される第２の遅延素子
も第１の遅延素子と同様の原理により遅延を付加する。
第１の遅延素子は２ｔの遅延を与え、第２の遅延素子は
ｔの遅延を与えるように全反射ミラー間の距離を決め
る。従って偏光面回転素子１２−１、１２−２を用いて
入射信号光の偏光を変化させて光路を選択することによ
り、ｔ，２ｔ，３ｔ，４ｔの４通りの遅延を付加するこ
とができる。遅延付加部５の出力光のそれぞれは偏光面
回転素子１２−３と、光ビーム分岐合波素子９−３、９
−４及び１／４波長板１０−２からなる光信号合成部６
を用いて合波され出力される。以上に説明した通り図１
の構成を用いて図４の空間光エンコーダと同様の動作を
させることができる。
【００１３】本実施例の空間光エンコーダは高速短パル
ス列が空間光ビームとして回路に入力され、変調信号光
も光ビームとして回路から出力される。光信号分岐部及
び光信号合波部では出力光ビームの間隔がそれぞれ異な
る光ビーム分岐合波素子を多段接続することにより容易
に分岐数（合波数）を増やすことできる。また各光ビー
ム分岐合波素子を構成する各偏光ビームスプリッタをロ
ッドとし、その光ビーム分岐合波素子を縦横方向に配置
することにより容易に２次元アレイ化された光ビーム列
を形成および合波することができる。このような空間光
ビームを用いた光ビーム分岐、合波は光ファイバ等の光
導波路を用いた空間光ビームを用いた光分岐、合波に比
べ配線の輻輳が無く単純な構成で大規模な光ビームアレ
イを形成、合波できるという特徴がある。また図１の遅
延付加部では遅延量の異なる遅延素子をｎ段並べれば遅
延素子前に置かれた偏光面回転素子を制御することによ
り２ｎ通りの遅延を２次元配列された光ビーム列中の任
意の光ビームに対し容易に付加することができる。従っ
て本実施例では分岐数が２ｎの場合ｎ段のそれぞれ遅延
量の異なる遅延素子を多段接続すれば良く、２本の互い
に長さの異なる光ファイバを必要とする従来例に比べ結
線の輻輳が無くなるとともに回路構成が大幅に簡略化す
ることができる。
ス列が空間光ビームとして回路に入力され、変調信号光
も光ビームとして回路から出力される。光信号分岐部及
び光信号合波部では出力光ビームの間隔がそれぞれ異な
る光ビーム分岐合波素子を多段接続することにより容易
に分岐数（合波数）を増やすことできる。また各光ビー
ム分岐合波素子を構成する各偏光ビームスプリッタをロ
ッドとし、その光ビーム分岐合波素子を縦横方向に配置
することにより容易に２次元アレイ化された光ビーム列
を形成および合波することができる。このような空間光
ビームを用いた光ビーム分岐、合波は光ファイバ等の光
導波路を用いた空間光ビームを用いた光分岐、合波に比
べ配線の輻輳が無く単純な構成で大規模な光ビームアレ
イを形成、合波できるという特徴がある。また図１の遅
延付加部では遅延量の異なる遅延素子をｎ段並べれば遅
延素子前に置かれた偏光面回転素子を制御することによ
り２ｎ通りの遅延を２次元配列された光ビーム列中の任
意の光ビームに対し容易に付加することができる。従っ
て本実施例では分岐数が２ｎの場合ｎ段のそれぞれ遅延
量の異なる遅延素子を多段接続すれば良く、２本の互い
に長さの異なる光ファイバを必要とする従来例に比べ結
線の輻輳が無くなるとともに回路構成が大幅に簡略化す
ることができる。
【００１４】図２に本発明の第２の実施例を示す。図２
において、２は光信号分岐部、３´はゲート部及び変調
信号付加部、５は遅延付加部、６は光信号合成部、８は
入射光ビーム、９−１〜９−４は光ビーム分岐合波素
子、１０−１、１０−２は１／４波長板、１２−１〜１
２−３は偏光面回転素子、１３−１〜１３−３は偏光ビ
ームスプリッタ、１４−１〜１４−６は１／４波長板、
１５−１〜１５−６は全反射ミラー、１６は出力光ビー
ム、１７は反射型スイッチアレイ、１８は光ビーム分岐
合波素子９−２の直後に配した偏光面回転素子である。
偏光面回転素子１８は次段の偏光ビームスプリッタ１３
−３へ入力される光ビームの偏光を全てＳ偏光とする為
のものであり、光ビーム分岐合波素子９−２からＳ偏光
として出力される光ビームに対しては偏光面回転を加え
ることなくそのまま通過させ、光ビーム分岐合波素子９
−２からＰ偏光として出力される光ビームに対しては偏
光面回転９０度回転させＳ偏光として出力する素子であ
る。そのような素子としては液晶光変調素子や１／２波
長板が使える。
において、２は光信号分岐部、３´はゲート部及び変調
信号付加部、５は遅延付加部、６は光信号合成部、８は
入射光ビーム、９−１〜９−４は光ビーム分岐合波素
子、１０−１、１０−２は１／４波長板、１２−１〜１
２−３は偏光面回転素子、１３−１〜１３−３は偏光ビ
ームスプリッタ、１４−１〜１４−６は１／４波長板、
１５−１〜１５−６は全反射ミラー、１６は出力光ビー
ム、１７は反射型スイッチアレイ、１８は光ビーム分岐
合波素子９−２の直後に配した偏光面回転素子である。
偏光面回転素子１８は次段の偏光ビームスプリッタ１３
−３へ入力される光ビームの偏光を全てＳ偏光とする為
のものであり、光ビーム分岐合波素子９−２からＳ偏光
として出力される光ビームに対しては偏光面回転を加え
ることなくそのまま通過させ、光ビーム分岐合波素子９
−２からＰ偏光として出力される光ビームに対しては偏
光面回転９０度回転させＳ偏光として出力する素子であ
る。そのような素子としては液晶光変調素子や１／２波
長板が使える。
【００１５】本実施例は第１の実施例の光ゲートアレイ
を反射型スイッチアレイにおきかえたものである。反射
型素子では、入力する光パルスの速度を素子のスイッチ
ング速度に無関係に決定できる点と、ヒステリシスを有
するスイッチング素子を用いることにより信号をパケッ
ト化できる点に特徴を有する。
を反射型スイッチアレイにおきかえたものである。反射
型素子では、入力する光パルスの速度を素子のスイッチ
ング速度に無関係に決定できる点と、ヒステリシスを有
するスイッチング素子を用いることにより信号をパケッ
ト化できる点に特徴を有する。
【００１６】スイッチング素子の素材としては多重量子
井戸構造を有する面入出力型の反射板や強誘電性を利用
して反射光の偏波を回転させる光空間変調器等がある。
井戸構造を有する面入出力型の反射板や強誘電性を利用
して反射光の偏波を回転させる光空間変調器等がある。
【００１７】次に、この実施例の要部の動作を図３を用
いて説明する。
いて説明する。
【００１８】光ビーム列ＩＮ１〜ＩＮ４が図の左側から
入力され、光ビーム列ＯＵＴ１〜ＯＵＴ４が図の右側か
ら出力されるものとする。図の左側から入力された光ビ
ーム列は偏光面回転素子１８によりそれぞれＳ偏光に変
換され、偏光ビームスプリッタ１３−３に入力される。
偏光ビームスプリッタ１３−３では入力された光ビーム
列は、その偏光成分がすべてＳ偏光となっているので、
偏光ビームスプリッタ１３−３により反射され、１／４
波長板１４−６を介して反射型光スイッチアレイ１７に
入力される。反射型光スイッチアレイ１７は外部からの
制御によりその反射率を制御することができる素子であ
る。反射型光スイッチ１７が低反射率状態に制御されて
いる場合、入射した光ビームは素子で吸収あるいは散乱
を受け反射光は現れない。一方、反射型光スイッチ１７
が高反射率状態に制御されている場合は、入射された光
ビームは反射され、再び１／４波長板１４−６を通って
偏光ビームスプリッタ１３−３に入力される。偏光ビー
ムスプリッタ１３−３においてＳ偏光として反射された
光ビームは１／４波長板１４−６をこのように２回通過
することによりＰ偏光に変換される。従って反射型光ス
イッチアレイ１７の反射光はＰ偏光として偏光ビームス
プリッタ１３−３に入力される。Ｐ偏光に変換された反
射光は偏光ビームスプリッタ１３−３をそのまま通過
し、１／４波長板１４−５、全反射ミラー１５−５、１
／４波長板１４−５を経て今度はＳ偏光に変換されて偏
光ビームスプリッタ１３−３に入力され、そこで反射を
受けて回路からＯＵＴ１〜ＯＵＴ４として出力される。
その他の動作は第１の実施例と同様である。
入力され、光ビーム列ＯＵＴ１〜ＯＵＴ４が図の右側か
ら出力されるものとする。図の左側から入力された光ビ
ーム列は偏光面回転素子１８によりそれぞれＳ偏光に変
換され、偏光ビームスプリッタ１３−３に入力される。
偏光ビームスプリッタ１３−３では入力された光ビーム
列は、その偏光成分がすべてＳ偏光となっているので、
偏光ビームスプリッタ１３−３により反射され、１／４
波長板１４−６を介して反射型光スイッチアレイ１７に
入力される。反射型光スイッチアレイ１７は外部からの
制御によりその反射率を制御することができる素子であ
る。反射型光スイッチ１７が低反射率状態に制御されて
いる場合、入射した光ビームは素子で吸収あるいは散乱
を受け反射光は現れない。一方、反射型光スイッチ１７
が高反射率状態に制御されている場合は、入射された光
ビームは反射され、再び１／４波長板１４−６を通って
偏光ビームスプリッタ１３−３に入力される。偏光ビー
ムスプリッタ１３−３においてＳ偏光として反射された
光ビームは１／４波長板１４−６をこのように２回通過
することによりＰ偏光に変換される。従って反射型光ス
イッチアレイ１７の反射光はＰ偏光として偏光ビームス
プリッタ１３−３に入力される。Ｐ偏光に変換された反
射光は偏光ビームスプリッタ１３−３をそのまま通過
し、１／４波長板１４−５、全反射ミラー１５−５、１
／４波長板１４−５を経て今度はＳ偏光に変換されて偏
光ビームスプリッタ１３−３に入力され、そこで反射を
受けて回路からＯＵＴ１〜ＯＵＴ４として出力される。
その他の動作は第１の実施例と同様である。
【００１９】このように外部からの制御Ｓ１〜Ｓ４によ
り反射率を制御できる反射型光スイッチアレイを用いて
光エンコーダを構成できる。
り反射率を制御できる反射型光スイッチアレイを用いて
光エンコーダを構成できる。
【００２０】尚、反射型光スイッチアレイとして反射光
の偏波を回転させるタイプのものを用いる場合には１／
４波長板１４−６は不要となる。すなわち反射型光スイ
ッチアレイにおいて偏波回転が生じない場合には反射光
は偏光ビームスプリッタで反射され光ビームＩＮ１〜Ｉ
Ｎ４が入射された方向に出力される。一方、反射型光ス
イッチアレイにおいて偏波回転が生じる場合にはその反
射光は上で説明した通り出力光ビームＯＵＴ１〜ＯＵＴ
４として出力される。
の偏波を回転させるタイプのものを用いる場合には１／
４波長板１４−６は不要となる。すなわち反射型光スイ
ッチアレイにおいて偏波回転が生じない場合には反射光
は偏光ビームスプリッタで反射され光ビームＩＮ１〜Ｉ
Ｎ４が入射された方向に出力される。一方、反射型光ス
イッチアレイにおいて偏波回転が生じる場合にはその反
射光は上で説明した通り出力光ビームＯＵＴ１〜ＯＵＴ
４として出力される。
【００２１】第１、第２の実施例では共に電気信号で入
力光に変調を加えていたが、光ゲートアレイ、あるいは
反射型スイッチアレイを光非線形媒質等を用いることに
より光信号で入力光に対して変調を加えることもでき
る。
力光に変調を加えていたが、光ゲートアレイ、あるいは
反射型スイッチアレイを光非線形媒質等を用いることに
より光信号で入力光に対して変調を加えることもでき
る。
【００２２】
【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、高速
光短パルス列の分岐、遅延付加、合波のいずれか或いは
全てを空間を伝播する光ビームに対して行うので、結線
の輻輳が無く、光分岐数を容易に増加することができる
という効果がある。
光短パルス列の分岐、遅延付加、合波のいずれか或いは
全てを空間を伝播する光ビームに対して行うので、結線
の輻輳が無く、光分岐数を容易に増加することができる
という効果がある。
【図１】本発明の第１の実施例を示す図
【図２】本発明の第２の実施例を示す図
【図３】第２の実施例の動作を説明する図
【図４】従来例の構成を示す図
【図５】入出力及び各光ゲートへの変調信号波形の例を
示す図
示す図
１…高速光短パルス列入力端、２…光信号分岐部、３…
光ゲート部、３−１〜３−４…光ゲート、４…変調信号
付加部、５…遅延付加部、５−１〜５−４…光ファイバ
等の光導波路、６…光信号合成部、７…光信号出力端
子、８…入射光ビーム、９−１〜９−４…光ビーム分岐
合波素子、１０−１〜１０−２…光ビーム分岐合波素
子、１１…光ゲートアレイ、１２−１〜１２−３…偏光
面制御素子、１３−１〜１３−３…偏光ビームスプリッ
タ、１４−１〜１４−６…１／４波長板、１５−１〜１
５−５…全反射ミラー、１６…出力光ビーム、１７…反
射型光スイッチアレイ。
光ゲート部、３−１〜３−４…光ゲート、４…変調信号
付加部、５…遅延付加部、５−１〜５−４…光ファイバ
等の光導波路、６…光信号合成部、７…光信号出力端
子、８…入射光ビーム、９−１〜９−４…光ビーム分岐
合波素子、１０−１〜１０−２…光ビーム分岐合波素
子、１１…光ゲートアレイ、１２−１〜１２−３…偏光
面制御素子、１３−１〜１３−３…偏光ビームスプリッ
タ、１４−１〜１４−６…１／４波長板、１５−１〜１
５−５…全反射ミラー、１６…出力光ビーム、１７…反
射型光スイッチアレイ。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−42638（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−209480（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−207716（ＪＰ，Ａ) Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏ ｌ．16 Ｎｏ．４（Ｆｅｂｒｕａｒｙ 15，1991）ｐｐ．255−257 Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＳＰ ＩＥ，Ｖｏｌ．1703．Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ｍｉｃ ｒｏｗａｖｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓ ＶＩ ａｎｄ Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔ ｒｏｎｉｃ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅ ｓｓｉｎｇ ｆｏｒ ｐｈａｓｅｄ−ａ ｒｒａｙ ａｎｔｅｎｎａｓ ▲ＩＩＩ ▼（23 Ａｐｒｉｌ 1992）ｐｐ．481 −489 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/00 - 1/095 G02F 1/13 505 G02F 1/1335 - 1/13363 G02F 1/29 - 2/00 H04B 10/00 - 10/04 H04Q 3/52 - 3/52 101 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】 高速光短パルス列を一様媒質中を伝播す
る光ビームとして回路に入力する手段と、 回路に入力された上記高速光短パルス列ビームを複数分
岐し、高速光短パルス列ビームアレイとして出力する空
間光分岐部と、 上記空間光分岐部により分岐された複数の上記高速光短
パルス列ビームのそれぞれに対して配置された、外部か
らの制御により上記高速光短パルス列ビームを通過させ
るか否かを選択できる光ゲート部と、 上記空間光分岐部により分岐された複数の上記高速光短
パルス列ビームのそれぞれを互いに直交する２つの偏光
成分のうち一方の偏光成分のみを有する光ビームとする
手段と、 入射された互いに直交する２つの偏光成分のうち一方の
偏光成分のみを有する複数の光ビームのそれぞれに対
し、その偏光成分を他方の偏光成分に変換して出力する
か変換せずそのまま通過させるかを選択することができ
る複数の偏光面制御素子アレイと、入射された光ビーム
が互いに直交する２つの偏光成分のうち一方の偏光成分
の場合はそのまま素子を通過させ、他方の偏光成分の場
合は遅延を付加して出力する複数の遅延素子とを交互に
多段接続して構成される遅延付加部と、 上記遅延付加部から出力された複数の出力信号光ビーム
の全てを合波する空間光合波部とにより構成されたこと
を特徴とする空間光エンコーダ。 - 【請求項２】 請求項１に記載の光ゲート部に代えて、
上記空間光分岐部により分岐された複数の上記高速短パ
ルス列ビームのそれぞれに対して配置された、外部から
の制御により上記高速光短パルスビームを反射させるか
否かを選択できる反射型光スイッチを備えたことを特徴
とする請求項１記載の空間光エンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25298892A JP3204416B2 (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 空間光エンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25298892A JP3204416B2 (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 空間光エンコーダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06102542A JPH06102542A (ja) | 1994-04-15 |
| JP3204416B2 true JP3204416B2 (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=17244943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25298892A Expired - Lifetime JP3204416B2 (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 空間光エンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3204416B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2399220B (en) * | 2003-03-06 | 2005-07-13 | Toshiba Res Europ Ltd | Photonic quantum information system using unpolarised light |
-
1992
- 1992-09-22 JP JP25298892A patent/JP3204416B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．１６ Ｎｏ．４（Ｆｅｂｒｕａｒｙ １５，１９９１）ｐｐ．２５５−２５７ |
| Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＳＰＩＥ，Ｖｏｌ．１７０３．Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ＶＩ ａｎｄ Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｆｏｒ ｐｈａｓｅｄ−ａｒｒａｙ ａｎｔｅｎｎａｓ ▲ＩＩＩ▼（２３ Ａｐｒｉｌ １９９２）ｐｐ．４８１−４８９ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06102542A (ja) | 1994-04-15 |
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