JP3284510B2 - 光時分割分離回路 - Google Patents
光時分割分離回路Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超高速光通信に利用す
る。本発明は、光中継器、光端局装置、その他光回路
で、超高速光パルス列から所望のタイムスロットの信号
光を分離するために利用する。
る。本発明は、光中継器、光端局装置、その他光回路
で、超高速光パルス列から所望のタイムスロットの信号
光を分離するために利用する。
【０００２】
【従来の技術】図６は従来例の光時分割分離回路を示す
ブロック構成図である。この光時分割分離回路は、信号
光パルス入射ポート６０１、制御光パルス発生器６０
２、位相シフタ６０３、光合波器６０４、進行波型半導
体レーザ増幅器６０５、光フィルタ６０６、光出力ポー
ト６０７を備える。信号光パルスは、信号光パルス入射
ポート６０１から光合波器６０４に入射する。一方、制
御光パルス発生器６０２の発生した制御光パルスは、位
相シフタ６０３を通して光合波器６０４の他方の入力ポ
ートに入射する。光合波器６０４は信号光パルスと制御
光パルスとを合波し、進行波型半導体レーザ増幅器６０
５に入力する。
ブロック構成図である。この光時分割分離回路は、信号
光パルス入射ポート６０１、制御光パルス発生器６０
２、位相シフタ６０３、光合波器６０４、進行波型半導
体レーザ増幅器６０５、光フィルタ６０６、光出力ポー
ト６０７を備える。信号光パルスは、信号光パルス入射
ポート６０１から光合波器６０４に入射する。一方、制
御光パルス発生器６０２の発生した制御光パルスは、位
相シフタ６０３を通して光合波器６０４の他方の入力ポ
ートに入射する。光合波器６０４は信号光パルスと制御
光パルスとを合波し、進行波型半導体レーザ増幅器６０
５に入力する。
【０００３】図７は進行波型半導体レーザ増幅器６０５
の動作を説明する図であり、（ａ）は入射する信号光の
波長λsig と制御光の波長λcontとの関係、（ｂ）は出
力される信号光、制御光および４光波混合出力のそれぞ
れの波長λsig 、λcont、λFWM の関係を示す。進行波
型半導体レーザ増幅器６０５に信号光パルスと制御光パ
ルスとを同時に入射すると、両者の相関に相当する４光
波混合光が新たな波長λFWM において発生する。ただ
し、 １／λFWM ＝２／λsig −１／λcont または、 １／λFWM ＝２／λcont−１／λsig である。この現象は非線形光学現象であり、４光波混合
出力として、信号光パルスと制御光パルスとの積演算に
相当する出力が得られる。４光波混合の詳細について
は、例えば、 文献１：石尾他、「光増幅器とその応用」、オーム社
刊、ｐｐ．６９−７２ に述べられている。
の動作を説明する図であり、（ａ）は入射する信号光の
波長λsig と制御光の波長λcontとの関係、（ｂ）は出
力される信号光、制御光および４光波混合出力のそれぞ
れの波長λsig 、λcont、λFWM の関係を示す。進行波
型半導体レーザ増幅器６０５に信号光パルスと制御光パ
ルスとを同時に入射すると、両者の相関に相当する４光
波混合光が新たな波長λFWM において発生する。ただ
し、 １／λFWM ＝２／λsig −１／λcont または、 １／λFWM ＝２／λcont−１／λsig である。この現象は非線形光学現象であり、４光波混合
出力として、信号光パルスと制御光パルスとの積演算に
相当する出力が得られる。４光波混合の詳細について
は、例えば、 文献１：石尾他、「光増幅器とその応用」、オーム社
刊、ｐｐ．６９−７２ に述べられている。
【０００４】進行波型半導体レーザ増幅器での４光波混
合の発生機構としては、大別して二種類の効果が関与し
ていることが知られている。ひとつは進行波型半導体レ
ーザ増幅のキャリア変調効果であり、もうひとつはスペ
クトルホールバーニングなどの非線形利得効果である。
キャリア変調効果は二つの光波の光周波数差（ビート）
でキャリアが変調されることで生じる効果であり、効果
自体は大きいが応答速度が１ｎｓ程度と比較的遅く、信
号光と制御光との波長差（光の周波数差）が比較的小さ
い（１００ＧＨｚ以下）領域で支配的な効果を示す。一
方、非線形利得効果は、効果自体は前者に比べて小さい
が応答速度は１ｐｓ以下と高速であり、信号光と制御光
との周波数差が１００ＧＨｚ以上の領域で前者を上回っ
て支配的となる。
合の発生機構としては、大別して二種類の効果が関与し
ていることが知られている。ひとつは進行波型半導体レ
ーザ増幅のキャリア変調効果であり、もうひとつはスペ
クトルホールバーニングなどの非線形利得効果である。
キャリア変調効果は二つの光波の光周波数差（ビート）
でキャリアが変調されることで生じる効果であり、効果
自体は大きいが応答速度が１ｎｓ程度と比較的遅く、信
号光と制御光との波長差（光の周波数差）が比較的小さ
い（１００ＧＨｚ以下）領域で支配的な効果を示す。一
方、非線形利得効果は、効果自体は前者に比べて小さい
が応答速度は１ｐｓ以下と高速であり、信号光と制御光
との周波数差が１００ＧＨｚ以上の領域で前者を上回っ
て支配的となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】進行波型半導体レーザ
増幅器の４光波混合を利用して超高速信号の多重分離を
行うには、キャリア変調効果の影響が現れないように、
波長差を十分に大きくとることが望ましい。波長差が小
さい場合には、応答速度が通常は数ＧＨｚ程度と比較的
低速なキャリア変調効果が影響するため、数１０Ｇｂｉ
ｔ／ｓもの超高速信号の多重分離を行う場合に隣のビッ
トからの漏話が生じてしまう。
増幅器の４光波混合を利用して超高速信号の多重分離を
行うには、キャリア変調効果の影響が現れないように、
波長差を十分に大きくとることが望ましい。波長差が小
さい場合には、応答速度が通常は数ＧＨｚ程度と比較的
低速なキャリア変調効果が影響するため、数１０Ｇｂｉ
ｔ／ｓもの超高速信号の多重分離を行う場合に隣のビッ
トからの漏話が生じてしまう。
【０００６】しかし、進行波型半導体レーザ増幅器内に
おける４光波混合の変換効率は、信号光パルスと制御光
パルスとの波長差が大きくなるにつれて、指数関数的に
減少してしまう。このため従来は、信号光パルスと制御
光パルスとの波長差が５ｎｍ未満に設定されていた。例
えば、 文献２：R.Ludwig and G.Raybon: "All-optical demult
iplexing using ultrafast four-wave-mixing in a sem
iconductor laser amplifier at 20Gbit/s", inTech.di
gest of European Conference on Optical Communicati
ons(ECOC) '93,vol.3, pp.57-60 においては、信号光パルスと制御光パルスとの波長差を
３．６ｎｍ（約４００ＧＨｚ）としている。
おける４光波混合の変換効率は、信号光パルスと制御光
パルスとの波長差が大きくなるにつれて、指数関数的に
減少してしまう。このため従来は、信号光パルスと制御
光パルスとの波長差が５ｎｍ未満に設定されていた。例
えば、 文献２：R.Ludwig and G.Raybon: "All-optical demult
iplexing using ultrafast four-wave-mixing in a sem
iconductor laser amplifier at 20Gbit/s", inTech.di
gest of European Conference on Optical Communicati
ons(ECOC) '93,vol.3, pp.57-60 においては、信号光パルスと制御光パルスとの波長差を
３．６ｎｍ（約４００ＧＨｚ）としている。
【０００７】本発明は、以上の課題を解決し、波長差を
大きくしてキャリア変調効果の影響を低減し、その一方
で波長差を大きくしたことによる４光波混合の効率の低
下を改善した光時分割分離回路を提供することを目的と
する。
大きくしてキャリア変調効果の影響を低減し、その一方
で波長差を大きくしたことによる４光波混合の効率の低
下を改善した光時分割分離回路を提供することを目的と
する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の光時分割分離回
路は、信号光パルスと制御光パルスとを合波する光合波
手段と、この合波した光が供給される進行波型半導体レ
ーザ増幅器と、この進行波型半導体レーザ増幅器で発生
した４光波混合光を波長により分離する光分波手段とを
備えた光時分割分離回路において、信号光パルスと制御
光パルスとの波長間隔が５ｎｍ以上に設定され、信号光
パルスと制御光パルスとはその少なくとも一方がトラン
スフォームリミットな光パルス（以下「ＴＬパルス」と
いう）であることを特徴とする。
路は、信号光パルスと制御光パルスとを合波する光合波
手段と、この合波した光が供給される進行波型半導体レ
ーザ増幅器と、この進行波型半導体レーザ増幅器で発生
した４光波混合光を波長により分離する光分波手段とを
備えた光時分割分離回路において、信号光パルスと制御
光パルスとの波長間隔が５ｎｍ以上に設定され、信号光
パルスと制御光パルスとはその少なくとも一方がトラン
スフォームリミットな光パルス（以下「ＴＬパルス」と
いう）であることを特徴とする。
【０００９】ここで「トランスフォームリミットな光パ
ルス」または「ＴＬパルス」とは、与えられた時間パル
ス波形をフーリエ変換して得られるパワースペクトルを
もつパルスであり、同じパルス幅を有する一般の光パル
スの中で最も帯域幅が狭いものをいう。ＴＬパルスはチ
ャーピングやサイドバンドなどの不要なスペクトル成分
を含まず、４光波混合のようにパルスの位相整合が必要
とされる場合に最もふさわしいパルスである。ＴＬパル
スを発生する方法としては、文献３に記載された半導体
レーザの利得変調法、文献４に記載された電界吸収変調
器を用いる方法、文献５〜７に記載されたモード同期レ
ーザを用いる方法などがある。 文献３：A.Takada, T.Sugie and M.Saruwatari, "High-
speed picosecond optical compression from gain-swi
tched 1.3 mm distributed feedback-laser diode(DFB)
through highly dispersive single-mode fiber", IEE
E J. Lightwave Technol., vol.LT-5, pp.1525-1533, 1
987 文献４：M.Suzuki et al., "Transform-limited optica
l pulse generation upto 20 GHz repetition rate by
a sinusoidally driven InGaAsP electroabsorption mo
dulator", IEEE J. Lightwave Technol., vol.11, pp.4
68-473, 1993 文献５：H.Takara, S.Kawanishi, M.Saruwatari and K.
Noguchi, "Generation of highly stable 20 GHz Trans
form-limited optical pulses from actively mode-loc
ked Er3+-doped fibre lasers with an all polarizati
on-maintaining ring cavity", Electron.Lett. pp.209
5-2096, 1992 文献６：Y.K.Chen, M.C.Wu, T.Tanbun-Ek, R.A.Logan a
nd J.R.Simpson, "Monolithic colliding-pulse mode-l
ocked quantum well lasers", in Tech. digestof CLE
O'91, No.CWK3 pp.304-307
ルス」または「ＴＬパルス」とは、与えられた時間パル
ス波形をフーリエ変換して得られるパワースペクトルを
もつパルスであり、同じパルス幅を有する一般の光パル
スの中で最も帯域幅が狭いものをいう。ＴＬパルスはチ
ャーピングやサイドバンドなどの不要なスペクトル成分
を含まず、４光波混合のようにパルスの位相整合が必要
とされる場合に最もふさわしいパルスである。ＴＬパル
スを発生する方法としては、文献３に記載された半導体
レーザの利得変調法、文献４に記載された電界吸収変調
器を用いる方法、文献５〜７に記載されたモード同期レ
ーザを用いる方法などがある。 文献３：A.Takada, T.Sugie and M.Saruwatari, "High-
speed picosecond optical compression from gain-swi
tched 1.3 mm distributed feedback-laser diode(DFB)
through highly dispersive single-mode fiber", IEE
E J. Lightwave Technol., vol.LT-5, pp.1525-1533, 1
987 文献４：M.Suzuki et al., "Transform-limited optica
l pulse generation upto 20 GHz repetition rate by
a sinusoidally driven InGaAsP electroabsorption mo
dulator", IEEE J. Lightwave Technol., vol.11, pp.4
68-473, 1993 文献５：H.Takara, S.Kawanishi, M.Saruwatari and K.
Noguchi, "Generation of highly stable 20 GHz Trans
form-limited optical pulses from actively mode-loc
ked Er3+-doped fibre lasers with an all polarizati
on-maintaining ring cavity", Electron.Lett. pp.209
5-2096, 1992 文献６：Y.K.Chen, M.C.Wu, T.Tanbun-Ek, R.A.Logan a
nd J.R.Simpson, "Monolithic colliding-pulse mode-l
ocked quantum well lasers", in Tech. digestof CLE
O'91, No.CWK3 pp.304-307
【００１０】
【作用】４光波混合を発生させる信号光および制御光の
波長間隔を従来用いられていた波長間隔よりも広くし、
キャリア変調効果の影響を低減する。その一方で、信号
光および制御光の少なくとも一方にスペクトル幅広がり
が最小であるＴＬパルスを用い、キャリア変調効果の影
響が低減したことによる４光波混合の効率の低下を改善
する。
波長間隔を従来用いられていた波長間隔よりも広くし、
キャリア変調効果の影響を低減する。その一方で、信号
光および制御光の少なくとも一方にスペクトル幅広がり
が最小であるＴＬパルスを用い、キャリア変調効果の影
響が低減したことによる４光波混合の効率の低下を改善
する。
【００１１】
【実施例】図１は本発明実施例の光時分割分離回路を示
すブロック構成図である。この光時分割分離回路は、信
号光パルスが入射する信号光パルス入射ポート１０１
と、この信号光パルスの繰り返し周波数の整数分の１に
等しい繰り返し周波数を有する制御光パルスを発生する
制御光パルス発生器１０２と、この制御光パルスが信号
光パルスの所定のタイムスロットに重なるようにそのパ
ルス位相を調整する位相シフタ１０３と、信号光パルス
と制御光パルスとを合波する光合波器１０４と、この合
波した光が供給される進行波型半導体レーザ増幅器１０
５と、この進行波型半導体レーザ増幅器１０５で発生し
た４光波混合光を波長により分離する光フィルタ１０６
と、分離された４光波混合光を出力する光出力ポート１
０７とを備える。ここで本実施例の特徴とするところ
は、信号光パルスと制御光パルスとの波長間隔が５ｎｍ
以上に設定され、信号光パルスと制御光パルスとはその
少なくとも一方がＴＬパルスであることにある。
すブロック構成図である。この光時分割分離回路は、信
号光パルスが入射する信号光パルス入射ポート１０１
と、この信号光パルスの繰り返し周波数の整数分の１に
等しい繰り返し周波数を有する制御光パルスを発生する
制御光パルス発生器１０２と、この制御光パルスが信号
光パルスの所定のタイムスロットに重なるようにそのパ
ルス位相を調整する位相シフタ１０３と、信号光パルス
と制御光パルスとを合波する光合波器１０４と、この合
波した光が供給される進行波型半導体レーザ増幅器１０
５と、この進行波型半導体レーザ増幅器１０５で発生し
た４光波混合光を波長により分離する光フィルタ１０６
と、分離された４光波混合光を出力する光出力ポート１
０７とを備える。ここで本実施例の特徴とするところ
は、信号光パルスと制御光パルスとの波長間隔が５ｎｍ
以上に設定され、信号光パルスと制御光パルスとはその
少なくとも一方がＴＬパルスであることにある。
【００１２】信号光パルス入射ポート１０１に入射した
光信号パルスは、光合波器１０４に入射する。一方、制
御光パルス発生器１０２の発生した制御光パルスは、位
相シフタ１０３を通して光合波器１０４の他の入射ポー
トに入射し、信号光パルスと制御光パルスとが合波され
て進行波型半導体レーザ増幅器１０５に入射する。
光信号パルスは、光合波器１０４に入射する。一方、制
御光パルス発生器１０２の発生した制御光パルスは、位
相シフタ１０３を通して光合波器１０４の他の入射ポー
トに入射し、信号光パルスと制御光パルスとが合波され
て進行波型半導体レーザ増幅器１０５に入射する。
【００１３】図２は進行波型半導体レーザ増幅器１０５
の動作を説明する図であり、（ａ）は入射する信号光の
波長λsig と制御光の波長λcontとの関係、（ｂ）は出
力される信号光、制御光および４光波混合出力のそれぞ
れの波長λsig 、λcont、λFWM の関係を示す。進行波
型半導体レーザ増幅器内における４光波混合を用いた従
来の多重分離実験においては、信号光パルスと制御光パ
ルスとの波長差が５ｎｍ未満に設定されていた。これ
は、すでに説明したように、進行波型半導体レーザ増幅
器内における４光波混合の変換効率が両光の波長差が大
となるにしたがって指数関数的に減少するために、信号
光パルスと制御光パルスとの波長差を５ｎｍ以上とする
と効率が低くなりすぎてしまうためであった。これに対
して本発明では、信号光と制御光との波長差を５ｎｍ以
上とし、４光波混合効率の問題を解決するために、信号
光パルスと制御光パルスとのいずれか一方もしくは双方
にＴＬパルスを用いる。
の動作を説明する図であり、（ａ）は入射する信号光の
波長λsig と制御光の波長λcontとの関係、（ｂ）は出
力される信号光、制御光および４光波混合出力のそれぞ
れの波長λsig 、λcont、λFWM の関係を示す。進行波
型半導体レーザ増幅器内における４光波混合を用いた従
来の多重分離実験においては、信号光パルスと制御光パ
ルスとの波長差が５ｎｍ未満に設定されていた。これ
は、すでに説明したように、進行波型半導体レーザ増幅
器内における４光波混合の変換効率が両光の波長差が大
となるにしたがって指数関数的に減少するために、信号
光パルスと制御光パルスとの波長差を５ｎｍ以上とする
と効率が低くなりすぎてしまうためであった。これに対
して本発明では、信号光と制御光との波長差を５ｎｍ以
上とし、４光波混合効率の問題を解決するために、信号
光パルスと制御光パルスとのいずれか一方もしくは双方
にＴＬパルスを用いる。
【００１４】図３は信号光パルス、制御光パルスおよび
４光波混合出力のタイムチャートを示す。（ａ）は信号
光パルス、（ｂ）は制御光パルス、（ｃ）は４光波混合
光の分離出力である。進行波型半導体レーザ増幅器１０
５内に信号光パルスと制御光パルスとを合波して入射す
ると、双方の時間位置が重なった箇所において、４光波
混合出力が得られる。図３の例では、制御光パルスと重
なるタイムスロットの信号光パルスＩ1 のタイミング
で、４光波混合出力が得られる。この４光波混合出力は
その波長が信号光パルスおよび制御光パルスのいずれと
も異なるので、光フィルタ１０６により波長分離するこ
とで、信号光パルスにより表される信号パルス列の一部
を時分割分離した出力が得られる。
４光波混合出力のタイムチャートを示す。（ａ）は信号
光パルス、（ｂ）は制御光パルス、（ｃ）は４光波混合
光の分離出力である。進行波型半導体レーザ増幅器１０
５内に信号光パルスと制御光パルスとを合波して入射す
ると、双方の時間位置が重なった箇所において、４光波
混合出力が得られる。図３の例では、制御光パルスと重
なるタイムスロットの信号光パルスＩ1 のタイミング
で、４光波混合出力が得られる。この４光波混合出力は
その波長が信号光パルスおよび制御光パルスのいずれと
も異なるので、光フィルタ１０６により波長分離するこ
とで、信号光パルスにより表される信号パルス列の一部
を時分割分離した出力が得られる。
【００１５】図４は、信号光と制御光との波長差と、発
生する４光波混合出力のパワーとの関係を示す。この図
は、 文献７：J.Zhou et al., "Teraherz four-wave mixing
spectroscopy for studyof ultrafast dynamics in a s
emiconductor optical amplifier", Appl.Phys.Lett.,
vol.63, pp.1179-1181, 1993 に示されたものであり、二つの実線は非線形利得効果に
よる４光波混合出力、破線はキャリア変調効果による４
光波混合出力の理論値を示す。また、丸は実験値を示
す。文献７では信号光および制御光としてそれぞれ連続
発振光を用いているが、光パルスを用いた場合にも原理
的な差異はない。
生する４光波混合出力のパワーとの関係を示す。この図
は、 文献７：J.Zhou et al., "Teraherz four-wave mixing
spectroscopy for studyof ultrafast dynamics in a s
emiconductor optical amplifier", Appl.Phys.Lett.,
vol.63, pp.1179-1181, 1993 に示されたものであり、二つの実線は非線形利得効果に
よる４光波混合出力、破線はキャリア変調効果による４
光波混合出力の理論値を示す。また、丸は実験値を示
す。文献７では信号光および制御光としてそれぞれ連続
発振光を用いているが、光パルスを用いた場合にも原理
的な差異はない。
【００１６】進行波型半導体レーザ増幅器１０５内での
４光波混合の発生機構には、大別して２種類の効果が関
与していることが知られている。ひとつは進行波型半導
体レーザ増幅器内のキャリア変調効果であり、もうひと
つはスペクトルホールバーングなどの非線形利得効果で
ある。図４によれば、周波数差Δｆが１００ＧＨｚ以下
ではキャリア変調効果が支配的なΔｆの自乗に反比例す
る特性を示すのに対し、１００ＧＨｚ以上では特性がず
れて非線形利得効果が現れはじめていることがわかる。
超高速の多重分離回路においては、この二つの効果のう
ち、応答の遅いキャリア変調効果の影響を受けると、隣
のタイムスロットからの漏話などの影響を受けて多重分
離回路としての性能が劣化する。したがって、超高速の
多重分離で特性を劣化させないためには、少なくとも二
つの光の波長差を５ｎｍ（約６００ＧＨｚ）以上離して
キャリア変調効果の影響が現れないようにする必要があ
る。
４光波混合の発生機構には、大別して２種類の効果が関
与していることが知られている。ひとつは進行波型半導
体レーザ増幅器内のキャリア変調効果であり、もうひと
つはスペクトルホールバーングなどの非線形利得効果で
ある。図４によれば、周波数差Δｆが１００ＧＨｚ以下
ではキャリア変調効果が支配的なΔｆの自乗に反比例す
る特性を示すのに対し、１００ＧＨｚ以上では特性がず
れて非線形利得効果が現れはじめていることがわかる。
超高速の多重分離回路においては、この二つの効果のう
ち、応答の遅いキャリア変調効果の影響を受けると、隣
のタイムスロットからの漏話などの影響を受けて多重分
離回路としての性能が劣化する。したがって、超高速の
多重分離で特性を劣化させないためには、少なくとも二
つの光の波長差を５ｎｍ（約６００ＧＨｚ）以上離して
キャリア変調効果の影響が現れないようにする必要があ
る。
【００１７】図５は、信号光と制御光との波長差（光の
周波数差）を１ＴＨｚとし、１００Ｇｂｉｔ／ｓの信号
を多重分離して６．３Ｇｂｉｔ／ｓの信号を生成したと
きの符号誤り率特性の測定結果を示す。この図には、比
較のため、６．３Ｇｂｉｔ／ｓの信号をそのまま通過さ
せたときの符号誤り率特性についても示す。多重分離を
行った場合には、実質的に誤りのないレベルが受信平均
光パワーが−２９ｄＢで得られ、これは多重分離を行わ
ない場合に比べて５ｄＢ高いだけであった。
周波数差）を１ＴＨｚとし、１００Ｇｂｉｔ／ｓの信号
を多重分離して６．３Ｇｂｉｔ／ｓの信号を生成したと
きの符号誤り率特性の測定結果を示す。この図には、比
較のため、６．３Ｇｂｉｔ／ｓの信号をそのまま通過さ
せたときの符号誤り率特性についても示す。多重分離を
行った場合には、実質的に誤りのないレベルが受信平均
光パワーが−２９ｄＢで得られ、これは多重分離を行わ
ない場合に比べて５ｄＢ高いだけであった。
【００１８】このように、文献２に示された最高動作速
度が２０Ｇｂｉｔ／ｓ（波長差は約４００ＧＨｚ）であ
ったのに比べ、本実施例では５倍の高速動作がはじめて
実現された。また、信号光パルスと制御光パルスとの双
方に上述の文献５に示された方法により生成したＴＬパ
ルスを用いることにより、進行波型半導体レーザ増幅器
内での４光波混合の変換効率として約４％の値が得ら
れ、このような構成としては非常に高い効率が実現され
た。
度が２０Ｇｂｉｔ／ｓ（波長差は約４００ＧＨｚ）であ
ったのに比べ、本実施例では５倍の高速動作がはじめて
実現された。また、信号光パルスと制御光パルスとの双
方に上述の文献５に示された方法により生成したＴＬパ
ルスを用いることにより、進行波型半導体レーザ増幅器
内での４光波混合の変換効率として約４％の値が得ら
れ、このような構成としては非常に高い効率が実現され
た。
【００１９】さらに、二つの光の周波数差が１００ＧＨ
ｚ以上離れた領域では、同じ周波数帯域を有する信号に
対する帯域内での４光波混合の変換効率の差が小さい利
点がある。図４を参照すると、信号の周波数帯域が片側
１０ＧＨｚと仮定した場合、周波数差が１０ＧＨｚのと
きには帯域内の変動（図４の１０−２０ＧＨｚの変動）
が約５ｄＢであるのに対して、周波数差が１００ＧＨｚ
の場合には変動がほぼ零であり、時分割分離による波形
歪みのない多重分離動作が可能となる。
ｚ以上離れた領域では、同じ周波数帯域を有する信号に
対する帯域内での４光波混合の変換効率の差が小さい利
点がある。図４を参照すると、信号の周波数帯域が片側
１０ＧＨｚと仮定した場合、周波数差が１０ＧＨｚのと
きには帯域内の変動（図４の１０−２０ＧＨｚの変動）
が約５ｄＢであるのに対して、周波数差が１００ＧＨｚ
の場合には変動がほぼ零であり、時分割分離による波形
歪みのない多重分離動作が可能となる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光時分割
分離回路は、進行波型半導体レーザ増幅器内の超高速非
線形利得効果による４光波混合を利用して、超高速時分
割多重信号の全光時分割分離を行うことができる。本発
明は小型でしかも超高速の動作を実現でき、超高速光通
信や光信号処理に利用して大きな効果がある。
分離回路は、進行波型半導体レーザ増幅器内の超高速非
線形利得効果による４光波混合を利用して、超高速時分
割多重信号の全光時分割分離を行うことができる。本発
明は小型でしかも超高速の動作を実現でき、超高速光通
信や光信号処理に利用して大きな効果がある。
【図１】本発明実施例の光時分割分離回路を示すブロッ
ク構成図。
ク構成図。
【図２】進行波型半導体レーザ増幅器の動作を説明する
図。
図。
【図３】信号光パルス、制御光パルスおよび４光波混合
出力のタイムチャート。
出力のタイムチャート。
【図４】信号光と制御光との波長差と、発生する４光波
混合出力のパワーとの関係を示す図。
混合出力のパワーとの関係を示す図。
【図５】符号誤り率特性の測定結果を示す図。
【図６】従来例の光時分割分離回路を示すブロック構成
図。
図。
【図７】進行波型半導体レーザ増幅器の動作を説明する
図。
図。
１０１、６０１ 信号光パルス入射ポート １０２、６０２ 制御光パルス発生器 １０３、６０３ 位相シフタ １０４、６０４ 光合波器 １０５、６０５ 進行波型半導体レーザ増幅器 １０６、６０６ 光フィルタ １０７、６０７ 光出力ポート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高良 秀彦 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 ジョン・マッシュ・ジェイコブ 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 猿渡 正俊 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−289124（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−2197（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−263228（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−224251（ＪＰ，Ａ) Ｍ．ＪＩＮＮＯ ｅｔ ａｌ．，Ｏｐ ｔｉｃａｌ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｕｓｉ ｎｇ ｎｏｎｄｅｇｅｎｅｒａｔｅ ｆ ｏｕｒ−ｗａｖｅ ｍｉｘｉｎｇ ｉｎ ａ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｌ ａｓｅｒ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ，ＥＬＥ ＣＴＲＯＮＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ, 1994年 ９月 １日，Ｖｏｌ．30，Ｎ ｏ．18，ｐｐ．1489−1491 Ｋ．ＫＩＫＵＣＨＩ，ｅｔ．ａｌ．, Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｉｇ ｈｌｙ Ｎｏｎｄｅｇｅｎｅｒａｔｅ Ｆｏｕｒ−Ｗａｖｅ Ｍｉｘｉｎｇ ｉ ｎ １．５μｍ Ｔｒａｖｅｌｉｎｇ− Ｗａｖｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｎｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ ，ＩＥＥＥ ＪＯＵ ＲＮＡＬ ＯＦ ＱＵＡＮＴＵＭ ＥＬ ＥＣＴＲＯＮＩＣＳ，Ｖｏｌ．28，Ｎ ｏ．１，ｐｐ．151−156 Ｇ．ＧＲＯＳＳＫＯＰＦ，ｅｔ．ａ ｌ．，ＦＯＵＲ−ＷＡＶＥ ＭＩＸＩＮ Ｇ ＩＮ Ａ ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴ ＯＲ ＬＡＳＥＲ ＡＭＰＬＩＦＩＥ Ｒ，ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＬＥＴＴ ＥＲＳ，1988年 １月 ７日，Ｖｏｌ. 24，Ｎｏ．１，ｐｐ．31−32 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/35 - 1/365 H01S 5/06 - 5/0687 H04J 14/08 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (1)
- 【請求項１】 信号光パルスと制御光パルスとを合波す
る光合波手段と、 この合波した光が供給される進行波型半導体レーザ増幅
器と、 この進行波型半導体レーザ増幅器で発生した４光波混合
光を波長により分離する光分波手段とを備えた光時分割
分離回路において、 前記信号光パルスと前記制御光パルスとの波長間隔が５
ｎｍ以上に設定され、 前記信号光パルスと前記制御光パルスとはその少なくと
も一方がトランスフォームリミットな光パルスであるこ
とを特徴とする光時分割分離回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18250094A JP3284510B2 (ja) | 1994-08-03 | 1994-08-03 | 光時分割分離回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18250094A JP3284510B2 (ja) | 1994-08-03 | 1994-08-03 | 光時分割分離回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0843866A JPH0843866A (ja) | 1996-02-16 |
| JP3284510B2 true JP3284510B2 (ja) | 2002-05-20 |
Family
ID=16119385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18250094A Expired - Fee Related JP3284510B2 (ja) | 1994-08-03 | 1994-08-03 | 光時分割分離回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3284510B2 (ja) |
-
1994
- 1994-08-03 JP JP18250094A patent/JP3284510B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Ｇ．ＧＲＯＳＳＫＯＰＦ，ｅｔ．ａｌ．，ＦＯＵＲ−ＷＡＶＥ ＭＩＸＩＮＧ ＩＮ Ａ ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ ＬＡＳＥＲ ＡＭＰＬＩＦＩＥＲ，ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ，１９８８年 １月 ７日，Ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．１，ｐｐ．３１−３２ |
| Ｋ．ＫＩＫＵＣＨＩ，ｅｔ．ａｌ．，Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｉｇｈｌｙ Ｎｏｎｄｅｇｅｎｅｒａｔｅ Ｆｏｕｒ−Ｗａｖｅ Ｍｉｘｉｎｇ ｉｎ １．５μｍ Ｔｒａｖｅｌｉｎｇ−Ｗａｖｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｎｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ ，ＩＥＥＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＱＵＡＮＴＵＭ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ，Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．１，ｐｐ．１５１−１５６ |
| Ｍ．ＪＩＮＮＯ ｅｔ ａｌ．，Ｏｐｔｉｃａｌ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ｎｏｎｄｅｇｅｎｅｒａｔｅ ｆｏｕｒ−ｗａｖｅ ｍｉｘｉｎｇ ｉｎ ａ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｌａｓｅｒ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ，ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ，１９９４年 ９月 １日，Ｖｏｌ．３０，Ｎｏ．１８，ｐｐ．１４８９−１４９１ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0843866A (ja) | 1996-02-16 |
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