JP3445159B2 - 全光型時分割光パルス分離回路および全光型ｔｄｍ−ｗｄｍ変換回路 - Google Patents
全光型時分割光パルス分離回路および全光型ｔｄｍ−ｗｄｍ変換回路Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、時分割多重信号光
パルス列を時間軸上で分離し、各低次群信号チャネルを
それぞれ異なる出力ポートに一括して出力するマルチチ
ャネル出力型の全光型時分割光パルス分離回路に関す
る。
パルス列を時間軸上で分離し、各低次群信号チャネルを
それぞれ異なる出力ポートに一括して出力するマルチチ
ャネル出力型の全光型時分割光パルス分離回路に関す
る。
【０００２】また、本発明は、伝送路から入力された時
分割多重信号光パルス列の各低次群信号チャネルに異な
る波長を割り当て、波長分割多重信号光パルス列に変換
して伝送路へ送出する全光型ＴＤＭ−ＷＤＭ変換回路に
関する。
分割多重信号光パルス列の各低次群信号チャネルに異な
る波長を割り当て、波長分割多重信号光パルス列に変換
して伝送路へ送出する全光型ＴＤＭ−ＷＤＭ変換回路に
関する。
【０００３】
【従来の技術】図１８は、従来の全光型時分割光パルス
分離回路の第１の構成例を示す（特開平４−１９７１８
号公報（特願平２−１２５１７６）の第５図，第６
図）。本構成は、光カー媒質に時分割多重された信号光
パルスと制御光パルスを入力し、信号光パルスが制御光
パルスから相互位相変調を受けてその中心周波数が変化
することを利用し、各低次群信号チャネル対応に分波す
るものである。
分離回路の第１の構成例を示す（特開平４−１９７１８
号公報（特願平２−１２５１７６）の第５図，第６
図）。本構成は、光カー媒質に時分割多重された信号光
パルスと制御光パルスを入力し、信号光パルスが制御光
パルスから相互位相変調を受けてその中心周波数が変化
することを利用し、各低次群信号チャネル対応に分波す
るものである。
【０００４】図において、時分割多重された光周波数ν
sの信号光パルスＰ1,Ｐ2,Ｐ3,Ｐ4は光合波器１に入力さ
れ、光周波数νcの制御光パルスＰcと合波されて正の非
線形屈折率を有する光カー媒質３に導かれる。光カー媒
質３では、信号光パルスが制御光パルスから受ける相互
位相変調によりその中心周波数が変化する。この様子を
図１９に示す。
sの信号光パルスＰ1,Ｐ2,Ｐ3,Ｐ4は光合波器１に入力さ
れ、光周波数νcの制御光パルスＰcと合波されて正の非
線形屈折率を有する光カー媒質３に導かれる。光カー媒
質３では、信号光パルスが制御光パルスから受ける相互
位相変調によりその中心周波数が変化する。この様子を
図１９に示す。
【０００５】正の非線形屈折率を有する光カー媒質３で
は、制御光パルスの相互位相変調により信号光パルスに
位相変化４が誘起される。この位相変化４は、制御光パ
ルスの強度波形に比例しており、その時間微分で与えら
れる光周波数シフト５が信号光パルスにもたらされる。
ここで、時間に対して光周波数がほぼ線形に増加するい
わゆるアップチャープとなる領域（制御光波形の中心
部、図１９において網掛けで示した領域）を利用する
と、信号光パルスＰ1,Ｐ2,Ｐ3,Ｐ4の光周波数はνsから
それぞれ互いに異なるν1,ν2,ν3,ν4に変換される。
は、制御光パルスの相互位相変調により信号光パルスに
位相変化４が誘起される。この位相変化４は、制御光パ
ルスの強度波形に比例しており、その時間微分で与えら
れる光周波数シフト５が信号光パルスにもたらされる。
ここで、時間に対して光周波数がほぼ線形に増加するい
わゆるアップチャープとなる領域（制御光波形の中心
部、図１９において網掛けで示した領域）を利用する
と、信号光パルスＰ1,Ｐ2,Ｐ3,Ｐ4の光周波数はνsから
それぞれ互いに異なるν1,ν2,ν3,ν4に変換される。
【０００６】このようにして光周波数が変化した信号光
パルスＰ1,Ｐ2,Ｐ3,Ｐ4は、光分波器２で各光周波数ご
とに分離することができる。すなわち、時分割多重信号
光を低次群信号チャネルに分離し、かつそれぞれ異なる
出力ポートに一括して出力する全光型時分割光パルス分
離回路が構成される。
パルスＰ1,Ｐ2,Ｐ3,Ｐ4は、光分波器２で各光周波数ご
とに分離することができる。すなわち、時分割多重信号
光を低次群信号チャネルに分離し、かつそれぞれ異なる
出力ポートに一括して出力する全光型時分割光パルス分
離回路が構成される。
【０００７】図２０は、従来の全光型時分割光パルス分
離回路の第２の構成例を示す（特開平９−１５６６１号
公報（特願平７−１６０６７８）の図１，図３）。本構
成は、光カー媒質を用いた非線形ループミラー（サニャ
ック干渉計）に時分割多重された信号光パルスとチャー
ピングを有する制御光パルスを入力し、光カー媒質で信
号光パルスから相互位相変調による位相シフトを受けて
出力される制御光パルスを、各低次群信号チャネル対応
に分波するものである。
離回路の第２の構成例を示す（特開平９−１５６６１号
公報（特願平７−１６０６７８）の図１，図３）。本構
成は、光カー媒質を用いた非線形ループミラー（サニャ
ック干渉計）に時分割多重された信号光パルスとチャー
ピングを有する制御光パルスを入力し、光カー媒質で信
号光パルスから相互位相変調による位相シフトを受けて
出力される制御光パルスを、各低次群信号チャネル対応
に分波するものである。
【０００８】図において、光結合器６の入力ポート６Ａ
には制御光源７が接続され、出力ポート６Ｃ，６Ｄは光
合波器１および光カー媒質３を介してループ状に結合さ
れ、入力ポート６Ｂには光分波器２が接続される。
には制御光源７が接続され、出力ポート６Ｃ，６Ｄは光
合波器１および光カー媒質３を介してループ状に結合さ
れ、入力ポート６Ｂには光分波器２が接続される。
【０００９】時分割多重された光周波数νs の信号光パ
ルスＰ1,Ｐ2,Ｐ3,…，ＰNは、光増幅器８を介して光合
波器１に入力される。制御光源７は、光周波数が時間的
にほぼ線形に変化するチャーピングを有し、かつ信号光
パルスＰ1,Ｐ2,Ｐ3,…，ＰNを含む時間幅を有する制御
光パルスＰcを発生する。この制御光パルスＰc は、光
結合器６の入力ポート６Ａに入力されて２等分され、出
力ポート６Ｃ，６Ｄからループ中を両方向に右回り成分
と左回り成分となって伝搬する。一方、光合波器１から
ループ中に入力された信号光パルスは右回りに伝搬す
る。このとき、光カー媒質３では、信号光パルスと重な
って伝搬する右回りの制御光パルスの位相が信号光パル
スの相互位相変調によって変化する。したがって、光結
合器６で再び右回りと左回りの制御光パルスが合波され
たときに、信号光パルスと重なった制御光パルスは相対
的な位相差がπとなり、入力ポート６Ｂから出力され
る。
ルスＰ1,Ｐ2,Ｐ3,…，ＰNは、光増幅器８を介して光合
波器１に入力される。制御光源７は、光周波数が時間的
にほぼ線形に変化するチャーピングを有し、かつ信号光
パルスＰ1,Ｐ2,Ｐ3,…，ＰNを含む時間幅を有する制御
光パルスＰcを発生する。この制御光パルスＰc は、光
結合器６の入力ポート６Ａに入力されて２等分され、出
力ポート６Ｃ，６Ｄからループ中を両方向に右回り成分
と左回り成分となって伝搬する。一方、光合波器１から
ループ中に入力された信号光パルスは右回りに伝搬す
る。このとき、光カー媒質３では、信号光パルスと重な
って伝搬する右回りの制御光パルスの位相が信号光パル
スの相互位相変調によって変化する。したがって、光結
合器６で再び右回りと左回りの制御光パルスが合波され
たときに、信号光パルスと重なった制御光パルスは相対
的な位相差がπとなり、入力ポート６Ｂから出力され
る。
【００１０】このようにして、信号光パルスＰ1,Ｐ2,Ｐ
3,…，ＰNに対応する制御光パルスＰc1，Ｐc2，Ｐc3，
…，ＰcNがスイッチされる。この制御光パルスＰc1，Ｐ
c2，Ｐc3，…，ＰcNは、光周波数がν1，ν2，ν3，
…，νNの順にシフトしており、光分波器２で各光周波
数ごとに分離することができる。すなわち、時分割多重
信号光を低次群信号チャネルに分離し、かつそれぞれ異
なる出力ポートに一括して出力する全光型時分割光パル
ス分離回路が構成される。
3,…，ＰNに対応する制御光パルスＰc1，Ｐc2，Ｐc3，
…，ＰcNがスイッチされる。この制御光パルスＰc1，Ｐ
c2，Ｐc3，…，ＰcNは、光周波数がν1，ν2，ν3，
…，νNの順にシフトしており、光分波器２で各光周波
数ごとに分離することができる。すなわち、時分割多重
信号光を低次群信号チャネルに分離し、かつそれぞれ異
なる出力ポートに一括して出力する全光型時分割光パル
ス分離回路が構成される。
【００１１】図２１は、従来の全光型時分割光パルス分
離回路の第３の構成例を示す（特開平８−１１０５３４
号公報（特願平７−２０８２５８、優先権主張番号：特
願平６−１９１６４５）の図６，図７）。本構成は、非
線形光学媒質に時分割多重された信号光パルスとチャー
ピングを有する制御光パルスを入力し、その四光波混合
によって生じる各低次群信号チャネル対応の光パルスを
分波するものである。
離回路の第３の構成例を示す（特開平８−１１０５３４
号公報（特願平７−２０８２５８、優先権主張番号：特
願平６−１９１６４５）の図６，図７）。本構成は、非
線形光学媒質に時分割多重された信号光パルスとチャー
ピングを有する制御光パルスを入力し、その四光波混合
によって生じる各低次群信号チャネル対応の光パルスを
分波するものである。
【００１２】図において、時分割多重された光周波数ν
s の信号光パルスＰ1,Ｐ2,Ｐ3,…，ＰNは光合波器１に
入力される。制御光源７は、光周波数が時間的にほぼ単
調に変化するチャーピングを有し、かつ信号光パルスＰ
1,Ｐ2,Ｐ3,…，ＰNを含む時間幅を有する制御光パルス
Ｐcを発生する。この信号光パルスＰ1,Ｐ2,Ｐ3,…，ＰN
と制御光パルスＰcは光合波器１で合波されて非線形光
学媒質９に導かれる。
s の信号光パルスＰ1,Ｐ2,Ｐ3,…，ＰNは光合波器１に
入力される。制御光源７は、光周波数が時間的にほぼ単
調に変化するチャーピングを有し、かつ信号光パルスＰ
1,Ｐ2,Ｐ3,…，ＰNを含む時間幅を有する制御光パルス
Ｐcを発生する。この信号光パルスＰ1,Ｐ2,Ｐ3,…，ＰN
と制御光パルスＰcは光合波器１で合波されて非線形光
学媒質９に導かれる。
【００１３】光周波数νsの信号光パルスＰ1,Ｐ2,Ｐ3,
…，ＰNに同期する制御光パルスＰcの光周波数成分をν
1,ν2,ν3,…，νNとする。このとき、非線形光学媒質
９では、各チャネルの信号光パルスがそれぞれ異なる光
周波数の制御光パルスと４光波混合効果を誘起し、光周
波数νFi(＝ 2νs−νi）の変換光パルスＦi、または光
周波数νFi'(＝ 2νi−νs) の変換光パルスＦi'を発生
させる（ｉ＝1,2,3,…,N) 。
…，ＰNに同期する制御光パルスＰcの光周波数成分をν
1,ν2,ν3,…，νNとする。このとき、非線形光学媒質
９では、各チャネルの信号光パルスがそれぞれ異なる光
周波数の制御光パルスと４光波混合効果を誘起し、光周
波数νFi(＝ 2νs−νi）の変換光パルスＦi、または光
周波数νFi'(＝ 2νi−νs) の変換光パルスＦi'を発生
させる（ｉ＝1,2,3,…,N) 。
【００１４】このようにして、信号光パルスＰ1,Ｐ2,Ｐ
3,…，ＰNに対応する変換光パルスＦ1,Ｆ2,Ｆ3,…，ＦN
またはＦ1', Ｆ2', Ｆ3', …，ＦN'が生成され、光分波
器２で各光周波数ごとに分離することができる。すなわ
ち、時分割多重信号光を低次群信号チャネルに分離し、
かつそれぞれ異なる出力ポートに一括して出力する全光
型時分割光パルス分離回路が構成される。
3,…，ＰNに対応する変換光パルスＦ1,Ｆ2,Ｆ3,…，ＦN
またはＦ1', Ｆ2', Ｆ3', …，ＦN'が生成され、光分波
器２で各光周波数ごとに分離することができる。すなわ
ち、時分割多重信号光を低次群信号チャネルに分離し、
かつそれぞれ異なる出力ポートに一括して出力する全光
型時分割光パルス分離回路が構成される。
【００１５】なお、以上示した従来の全光型時分割光パ
ルス分離回路の第１の構成例および第３の構成例は、特
開平８−３０７３９１号公報（特願平７−１２９６３
３）にもそれぞれ従来例（図６）および発明の構成（図
１，２）として示されている。
ルス分離回路の第１の構成例および第３の構成例は、特
開平８−３０７３９１号公報（特願平７−１２９６３
３）にもそれぞれ従来例（図６）および発明の構成（図
１，２）として示されている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】従来の全光型時分割光
パルス分離回路の第１の構成例（図１８，１９）では、
制御光パルスの中心部分、すなわち時間に対して信号光
パルスの光周波数がほぼ単調に増加する時間領域しか使
用できないので、その時間領域を越えて時分割多重され
た信号光パルスの分離はできない。また、パルス幅の大
きな制御光パルスを用いて大きな光周波数シフトを得よ
うとするため、数Ｗから十数Ｗという非常に大きな制御
光パワーを必要とした（Electron. Lett., vol.28, pp.
1070-1071,1992)。さらに、分離される光パルスは、信
号光パルスの光周波数をシフトさせたものであり、元の
光周波数の信号光パルスは出力されない。
パルス分離回路の第１の構成例（図１８，１９）では、
制御光パルスの中心部分、すなわち時間に対して信号光
パルスの光周波数がほぼ単調に増加する時間領域しか使
用できないので、その時間領域を越えて時分割多重され
た信号光パルスの分離はできない。また、パルス幅の大
きな制御光パルスを用いて大きな光周波数シフトを得よ
うとするため、数Ｗから十数Ｗという非常に大きな制御
光パワーを必要とした（Electron. Lett., vol.28, pp.
1070-1071,1992)。さらに、分離される光パルスは、信
号光パルスの光周波数をシフトさせたものであり、元の
光周波数の信号光パルスは出力されない。
【００１７】従来の全光型時分割光パルス分離回路の第
２の構成例（図２０）は、非線形ループミラー（サニャ
ック干渉計）を構成する必要があり、信号光パルスおよ
び制御光パルスが光カー媒質を一方向に通過する他の従
来構成に比べて複雑であった。
２の構成例（図２０）は、非線形ループミラー（サニャ
ック干渉計）を構成する必要があり、信号光パルスおよ
び制御光パルスが光カー媒質を一方向に通過する他の従
来構成に比べて複雑であった。
【００１８】従来の全光型時分割光パルス分離回路の第
３の構成例（図２１）は、信号光パルスと制御光パルス
から生成される四光波混合光を出力光とするので、四光
波混合光発生効率に起因する波長変換損を伴い、挿入損
失が大きくなる問題がある。また、四光波混合光の帯域
が信号光パルスおよび制御光パルスの帯域から大きくシ
フトするので、時分割光パルス分離動作のために広い光
帯域幅を必要とする問題がある。
３の構成例（図２１）は、信号光パルスと制御光パルス
から生成される四光波混合光を出力光とするので、四光
波混合光発生効率に起因する波長変換損を伴い、挿入損
失が大きくなる問題がある。また、四光波混合光の帯域
が信号光パルスおよび制御光パルスの帯域から大きくシ
フトするので、時分割光パルス分離動作のために広い光
帯域幅を必要とする問題がある。
【００１９】本発明は、簡単な構成で、さらに小さな制
御光パワーで効率よく、また光帯域幅を広げることな
く、時分割多重信号光パルス列の全チャネルをそれぞれ
異なる出力ポートに一括して出力することができる全光
型時分割光パルス分離回路、および時分割多重信号光パ
ルス列を波長分割多重信号光パルス列に変換する全光型
ＴＤＭ−ＷＤＭ変換回路を提供することを目的とする。
御光パワーで効率よく、また光帯域幅を広げることな
く、時分割多重信号光パルス列の全チャネルをそれぞれ
異なる出力ポートに一括して出力することができる全光
型時分割光パルス分離回路、および時分割多重信号光パ
ルス列を波長分割多重信号光パルス列に変換する全光型
ＴＤＭ−ＷＤＭ変換回路を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明の全光型時分割光
パルス分離回路は、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の低次群
信号チャネルを時分割多重した光周波数νs の時分割多
重信号光パルス列と、時分割多重信号光パルス列の低次
群信号チャネルに同期し、光周波数νsと異なる光周波
数で時間的に単調に変化するチャーピングを有し、かつ
Ｎ個の低次群信号チャネルを含む時間幅を有し、さらに
低次群信号チャネルと等しい繰り返しを有する制御光パ
ルスとを合波して光カー媒質に入力する。
パルス分離回路は、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の低次群
信号チャネルを時分割多重した光周波数νs の時分割多
重信号光パルス列と、時分割多重信号光パルス列の低次
群信号チャネルに同期し、光周波数νsと異なる光周波
数で時間的に単調に変化するチャーピングを有し、かつ
Ｎ個の低次群信号チャネルを含む時間幅を有し、さらに
低次群信号チャネルと等しい繰り返しを有する制御光パ
ルスとを合波して光カー媒質に入力する。
【００２１】光カー媒質では、時分割多重信号光パルス
列の各低次群信号チャネルの信号光パルスの有無に応じ
て制御光パルスに時間軸上で局所的に相互位相変調を与
え、制御光パルスのチャーピングを光周波数軸方向に補
償する光周波数シフトを誘起することにより、各低次群
信号チャネルに対応する制御光パルスの光周波数ν1,ν
2,…, νN成分の光強度を変調する。この光強度が変調
され、各低次群信号チャネルに対応する光周波数ν1,ν
2,…, νNの制御光パルスを分波し、各光周波数対応の
ポートに出力する。
列の各低次群信号チャネルの信号光パルスの有無に応じ
て制御光パルスに時間軸上で局所的に相互位相変調を与
え、制御光パルスのチャーピングを光周波数軸方向に補
償する光周波数シフトを誘起することにより、各低次群
信号チャネルに対応する制御光パルスの光周波数ν1,ν
2,…, νN成分の光強度を変調する。この光強度が変調
され、各低次群信号チャネルに対応する光周波数ν1,ν
2,…, νNの制御光パルスを分波し、各光周波数対応の
ポートに出力する。
【００２２】ここで、光カー媒質に入力される時分割多
重信号光パルス列は、光カー媒質中で制御光パルスに相
互位相変調を与えるのに十分な光強度になるように増幅
される（請求項２）。光カー媒質において、信号光パル
スの有無により制御光パルスに相互位相変調を与え、制
御光パルスのチャーピングを光周波数軸方向に補償する
周波数シフトを誘起することにより、制御光パルスの光
強度が変調される原理について以下に説明する。なお、
以下の説明では、光カー媒質は正の非線形屈折率を有す
るとする（請求項３）。
重信号光パルス列は、光カー媒質中で制御光パルスに相
互位相変調を与えるのに十分な光強度になるように増幅
される（請求項２）。光カー媒質において、信号光パル
スの有無により制御光パルスに相互位相変調を与え、制
御光パルスのチャーピングを光周波数軸方向に補償する
周波数シフトを誘起することにより、制御光パルスの光
強度が変調される原理について以下に説明する。なお、
以下の説明では、光カー媒質は正の非線形屈折率を有す
るとする（請求項３）。
【００２３】図２に示すように、信号光パルスはガウシ
アン型の時間強度波形を有し、制御光パルスは矩形の時
間強度波形を有するとする。また、制御光パルスは、光
周波数がパルスの先端部（νL）から後端部（νT）へ単
調に減少するダウンチャープ（νL＞νT）を有するとす
る。また、信号光パルスがピークを示す時間ｔ0におけ
る制御光パルスの光周波数はν0とする。
アン型の時間強度波形を有し、制御光パルスは矩形の時
間強度波形を有するとする。また、制御光パルスは、光
周波数がパルスの先端部（νL）から後端部（νT）へ単
調に減少するダウンチャープ（νL＞νT）を有するとす
る。また、信号光パルスがピークを示す時間ｔ0におけ
る制御光パルスの光周波数はν0とする。
【００２４】このとき、制御光パルスは、図３(a) に示
す信号光パルスによる相互位相変調により、図３(b)に
示すように光周波数シフトを受ける。すなわち、信号光
パルスの中心部（図３(b)に網掛けで示した領域）にお
いて、制御光パルスは時間に対して光周波数がほぼ線形
に増加する光周波数変化（アップチャープ）を受ける。
これにより、制御光パルスが有するダウンチャープは、
信号光パルスから受けるアップチャープにより光周波数
軸方向に補償され、結果として信号光パルスの中心と時
間的に重なる光周波数ν0前後の光周波数成分がν0へ変
換され、ν0近傍のスペクトル強度が増大する。この様
子を図４(c),(d) に示す。
す信号光パルスによる相互位相変調により、図３(b)に
示すように光周波数シフトを受ける。すなわち、信号光
パルスの中心部（図３(b)に網掛けで示した領域）にお
いて、制御光パルスは時間に対して光周波数がほぼ線形
に増加する光周波数変化（アップチャープ）を受ける。
これにより、制御光パルスが有するダウンチャープは、
信号光パルスから受けるアップチャープにより光周波数
軸方向に補償され、結果として信号光パルスの中心と時
間的に重なる光周波数ν0前後の光周波数成分がν0へ変
換され、ν0近傍のスペクトル強度が増大する。この様
子を図４(c),(d) に示す。
【００２５】図４(a),(b) は、信号光パルスにより光周
波数シフトを受けていない制御光パルスの時間分解分光
スペクトルおよび光スペクトル強度分布を示す。図４
(c),(d) は、信号光パルスにより光周波数シフトを受け
た制御光パルスの時間分解分光スペクトルおよび光スペ
クトル強度分布を示す。
波数シフトを受けていない制御光パルスの時間分解分光
スペクトルおよび光スペクトル強度分布を示す。図４
(c),(d) は、信号光パルスにより光周波数シフトを受け
た制御光パルスの時間分解分光スペクトルおよび光スペ
クトル強度分布を示す。
【００２６】図４(b),(d) に示すように、制御光パルス
の光周波数ν0成分の強度は、信号光パルスの有無によ
りＰ1またはＰ0になる。したがって、制御光パルスを光
周波数ν0近傍を透過させる光バンドパスフィルタで分
波することにより、信号光パルスの有無により光強度が
変調された光パルスを得ることができる。
の光周波数ν0成分の強度は、信号光パルスの有無によ
りＰ1またはＰ0になる。したがって、制御光パルスを光
周波数ν0近傍を透過させる光バンドパスフィルタで分
波することにより、信号光パルスの有無により光強度が
変調された光パルスを得ることができる。
【００２７】図５は、５チャネルの信号光パルスが時分
割多重された時分割多重信号光パルス列“１１１０１”
の時間強度波形と、対応する制御光パルスの時間強度波
形を示す。ここで、制御光パルスは、時分割多重された
信号光の１／５の繰り返しをもっている。各チャネル＃
１〜＃５の信号光パルスがピークを示す時間ｔ1〜ｔ5に
おける制御光パルスの光周波数をν1〜ν5とする。
割多重された時分割多重信号光パルス列“１１１０１”
の時間強度波形と、対応する制御光パルスの時間強度波
形を示す。ここで、制御光パルスは、時分割多重された
信号光の１／５の繰り返しをもっている。各チャネル＃
１〜＃５の信号光パルスがピークを示す時間ｔ1〜ｔ5に
おける制御光パルスの光周波数をν1〜ν5とする。
【００２８】このとき、制御光パルスのスペクトル強度
は、図６(a),(b) に示すように、時分割多重信号光パル
ス列の変調パターン“１１１０１”に対応して変調され
る。したがって、チャネル＃１〜＃５の各低次群信号チ
ャネルは、それぞれ光周波数ν1〜ν5近傍を透過させる
光バンドパスフィルタで分波することにより、分離して
取り出すことができる。
は、図６(a),(b) に示すように、時分割多重信号光パル
ス列の変調パターン“１１１０１”に対応して変調され
る。したがって、チャネル＃１〜＃５の各低次群信号チ
ャネルは、それぞれ光周波数ν1〜ν5近傍を透過させる
光バンドパスフィルタで分波することにより、分離して
取り出すことができる。
【００２９】なお、以上の説明は、光カー媒質が正の非
線形屈折率を有する場合であり、制御光パルスは光周波
数がパルスの先端部から後端部へ単調に減少するダウン
チャープを有する（請求項３）。一方、光カー媒質は負
の非線形屈折率を有する場合には、制御光パルスは光周
波数がパルスの先端部から後端部へ単調に増加するアッ
プチャープを有するものを用いればよい（請求項４）。
さらに、光カー媒質が、複屈折性を有するものの場合
は、２つの直交する主軸間の偏波分散を補償する偏波分
散補償手段を含んで、制御光は光カー媒質の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
（請求項５）。
線形屈折率を有する場合であり、制御光パルスは光周波
数がパルスの先端部から後端部へ単調に減少するダウン
チャープを有する（請求項３）。一方、光カー媒質は負
の非線形屈折率を有する場合には、制御光パルスは光周
波数がパルスの先端部から後端部へ単調に増加するアッ
プチャープを有するものを用いればよい（請求項４）。
さらに、光カー媒質が、複屈折性を有するものの場合
は、２つの直交する主軸間の偏波分散を補償する偏波分
散補償手段を含んで、制御光は光カー媒質の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
（請求項５）。
【００３０】また、この偏波分散補償手段は２本の等長
の複屈折を有する光カー媒質を互いの主軸が直交する縦
続接続とすることができる（請求項１１）。この例とし
て、複屈折媒質６０と複屈折媒質６１を接続した場合を
図２４に示す。また、この縦続接続の間にλ／２板を挟
むことができる（請求項１３）。この例として、複屈折
媒質６０と複屈折媒質６１の間にλ／２板を挟んだ場合
を図２５に示す。
の複屈折を有する光カー媒質を互いの主軸が直交する縦
続接続とすることができる（請求項１１）。この例とし
て、複屈折媒質６０と複屈折媒質６１を接続した場合を
図２４に示す。また、この縦続接続の間にλ／２板を挟
むことができる（請求項１３）。この例として、複屈折
媒質６０と複屈折媒質６１の間にλ／２板を挟んだ場合
を図２５に示す。
【００３１】あるいは、この縦続接続の間にファラデー
回転子を挟むことができる（請求項１５）。この例とし
て、複屈折媒質６０と複屈折媒質６１の間に９０度ファ
ラデー回転子を挟んだ場合を図２６に示す。これらによ
って、複屈折媒質６０の速い軸と遅い軸を伝搬してきた
光は、それぞれ複屈折媒質６１の遅い軸と速い軸を伝搬
することになり、複屈折媒質６０および６１を伝搬した
後、両主軸間の伝搬遅延差すなわち偏波分散は０にな
る。
回転子を挟むことができる（請求項１５）。この例とし
て、複屈折媒質６０と複屈折媒質６１の間に９０度ファ
ラデー回転子を挟んだ場合を図２６に示す。これらによ
って、複屈折媒質６０の速い軸と遅い軸を伝搬してきた
光は、それぞれ複屈折媒質６１の遅い軸と速い軸を伝搬
することになり、複屈折媒質６０および６１を伝搬した
後、両主軸間の伝搬遅延差すなわち偏波分散は０にな
る。
【００３２】また、本発明の全光型時分割光パルス分離
回路では、光周波数ν1〜ν5の光パルスを分波して各ポ
ートに出力するが、本発明の全光型ＴＤＭ−ＷＤＭ変換
回路は、各光周波数の光パルスを再度合波することによ
り、１つのポートに波長分割多重信号光パルス列として
出力する（請求項６〜９）。この全光型ＴＤＭ−ＷＤＭ
変換回路において、同様に、光カー媒質が、複屈折性を
有するものの場合は、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んで、制御光は光カー
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（請求項１０）。
回路では、光周波数ν1〜ν5の光パルスを分波して各ポ
ートに出力するが、本発明の全光型ＴＤＭ−ＷＤＭ変換
回路は、各光周波数の光パルスを再度合波することによ
り、１つのポートに波長分割多重信号光パルス列として
出力する（請求項６〜９）。この全光型ＴＤＭ−ＷＤＭ
変換回路において、同様に、光カー媒質が、複屈折性を
有するものの場合は、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んで、制御光は光カー
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（請求項１０）。
【００３３】また、この偏波分散補償手段は２本の等長
の複屈折を有する光カー媒質を互いの主軸が直交する縦
続接続とすることができる（請求項１２）。この例とし
て、複屈折媒質６０と複屈折媒質６１を接続した場合を
図２４に示す。また、この縦続接続の間にλ／２板を挟
むことができる（請求項１４）。この例として、複屈折
媒質６０と複屈折媒質６１の間にλ／２板を挟んだ場合
を図２５に示す。あるいは、この縦続接続の間にファラ
デー回転子を挟むことができる（請求項１６）。この例
として、複屈折媒質６０と複屈折媒質６１の間に９０度
ファラデー回転子を挟んだ場合を図２６に示す。これら
によって、複屈折媒質６０の速い軸と遅い軸を伝搬して
きた光は、それぞれ複屈折媒質６１の遅い軸と速い軸を
伝搬することになり、複屈折媒質６０および６１を伝搬
した後、両主軸間の伝搬遅延差すなわち偏波分散は０に
なる。
の複屈折を有する光カー媒質を互いの主軸が直交する縦
続接続とすることができる（請求項１２）。この例とし
て、複屈折媒質６０と複屈折媒質６１を接続した場合を
図２４に示す。また、この縦続接続の間にλ／２板を挟
むことができる（請求項１４）。この例として、複屈折
媒質６０と複屈折媒質６１の間にλ／２板を挟んだ場合
を図２５に示す。あるいは、この縦続接続の間にファラ
デー回転子を挟むことができる（請求項１６）。この例
として、複屈折媒質６０と複屈折媒質６１の間に９０度
ファラデー回転子を挟んだ場合を図２６に示す。これら
によって、複屈折媒質６０の速い軸と遅い軸を伝搬して
きた光は、それぞれ複屈折媒質６１の遅い軸と速い軸を
伝搬することになり、複屈折媒質６０および６１を伝搬
した後、両主軸間の伝搬遅延差すなわち偏波分散は０に
なる。
【００３４】なお、図４(d) に示すように、光周波数ν
0前後の光周波数成分がν0へ変換されるので、ν0前後
の光周波数成分（ν0±δ）も相対的に強度変調を受け
る。すなわち、信号光パルスがあるときは、ν0近傍の
光周波数成分が増大するのに対して、(ν0±δ）近傍の
光周波数成分は減少する。したがって、その強度変調成
分を光周波数（ν0＋δ）または（ν0−δ) 近傍を透過
させる光バンドパスフィルタで分波することにより、入
力された時分割多重信号光パルス列に対して論理反転し
た光パルス列を出力させることができる。特に、信号光
パルス列と制御光パルスの繰り返しが等しいときには、
全光型論理反転回路として動作させることができる。
0前後の光周波数成分がν0へ変換されるので、ν0前後
の光周波数成分（ν0±δ）も相対的に強度変調を受け
る。すなわち、信号光パルスがあるときは、ν0近傍の
光周波数成分が増大するのに対して、(ν0±δ）近傍の
光周波数成分は減少する。したがって、その強度変調成
分を光周波数（ν0＋δ）または（ν0−δ) 近傍を透過
させる光バンドパスフィルタで分波することにより、入
力された時分割多重信号光パルス列に対して論理反転し
た光パルス列を出力させることができる。特に、信号光
パルス列と制御光パルスの繰り返しが等しいときには、
全光型論理反転回路として動作させることができる。
【００３５】
（全光型時分割光パルス分離回路の第１の実施形態）図
１は、本発明の全光型時分割光パルス分離回路の第１の
実施形態の構成を示す。
１は、本発明の全光型時分割光パルス分離回路の第１の
実施形態の構成を示す。
【００３６】図において、チャネル＃１からチャネル＃
Ｎの低次群信号チャネルを時分割多重した光周波数νs
の時分割多重信号光パルス列は、光増幅器１１を介して
光合波器１２に入力される。制御光源１３は、時分割多
重信号光パルス列の低次群信号チャネルと等しい繰り返
しを有し、光周波数がパルスの先端部から後端部へ単調
に減少するダウンチャープ（ν1＞ν2＞ … ＞νN）を
有する制御光パルスを発生し、光合波器１２に入力させ
る。
Ｎの低次群信号チャネルを時分割多重した光周波数νs
の時分割多重信号光パルス列は、光増幅器１１を介して
光合波器１２に入力される。制御光源１３は、時分割多
重信号光パルス列の低次群信号チャネルと等しい繰り返
しを有し、光周波数がパルスの先端部から後端部へ単調
に減少するダウンチャープ（ν1＞ν2＞ … ＞νN）を
有する制御光パルスを発生し、光合波器１２に入力させ
る。
【００３７】光合波器１２では、時分割多重信号光パル
ス列の各低次群信号チャネル＃１，＃２，＃３，…，＃
Ｎと、制御光パルスの光周波数ν1，ν2，ν3，…，νN
を有する部分がそれぞれ時間軸上で重なるように合波し
て光カー媒質１４に導く。光カー媒質１４は正の非線形
屈折率を有し、上述したように、制御光パルスが時分割
多重信号光パルス列の相互位相変調により光周波数シフ
トを受ける。そして、制御光パルスの光周波数ν1，
ν2，ν3，…，νNを中心とする光スペクトル成分が、
低次群信号チャネル＃１，＃２，＃３，…，＃Ｎによっ
てそれぞれ強度変調される。
ス列の各低次群信号チャネル＃１，＃２，＃３，…，＃
Ｎと、制御光パルスの光周波数ν1，ν2，ν3，…，νN
を有する部分がそれぞれ時間軸上で重なるように合波し
て光カー媒質１４に導く。光カー媒質１４は正の非線形
屈折率を有し、上述したように、制御光パルスが時分割
多重信号光パルス列の相互位相変調により光周波数シフ
トを受ける。そして、制御光パルスの光周波数ν1，
ν2，ν3，…，νNを中心とする光スペクトル成分が、
低次群信号チャネル＃１，＃２，＃３，…，＃Ｎによっ
てそれぞれ強度変調される。
【００３８】光カー媒質１４を通過した制御光パルスは
光分波器１５に入力され、光周波数ν1，ν2，ν3，
…，νN近傍が分波され、それぞれ対応する出力ポート
に分離して出力される。なお、同時に、光周波数νs の
時分割多重信号光パルス列を出力してもよい。
光分波器１５に入力され、光周波数ν1，ν2，ν3，
…，νN近傍が分波され、それぞれ対応する出力ポート
に分離して出力される。なお、同時に、光周波数νs の
時分割多重信号光パルス列を出力してもよい。
【００３９】図７は、本発明の全光型時分割光パルス分
離回路における時分割多重信号光パルス列と制御光パル
スの時間軸上での位置関係を示す。ここで、時分割多重
信号光パルス列（光周波数νs ）は、“０１１…１”、
“１１０…１”、“１０１…１”とする。チャネル＃１
（光周波数ν1）の低次群信号チャネルは“０１１…”
として分離され、以下同様に分離される。
離回路における時分割多重信号光パルス列と制御光パル
スの時間軸上での位置関係を示す。ここで、時分割多重
信号光パルス列（光周波数νs ）は、“０１１…１”、
“１１０…１”、“１０１…１”とする。チャネル＃１
（光周波数ν1）の低次群信号チャネルは“０１１…”
として分離され、以下同様に分離される。
【００４０】図８は、１入力Ｎ出力の光分波器１５の構
成例を示す。(a) に示す光分波器は、入力光をＮ分岐す
る光分岐器２１と、透過光周波数がν1,ν2,…, νNの
光バンドパスフィルタ２２−１〜２２−Ｎにより構成さ
れる。
成例を示す。(a) に示す光分波器は、入力光をＮ分岐す
る光分岐器２１と、透過光周波数がν1,ν2,…, νNの
光バンドパスフィルタ２２−１〜２２−Ｎにより構成さ
れる。
【００４１】(b) に示す光分波器は、反射型回折格子２
３により構成される。(c) に示す光分波器は、アレイ導
波路回折格子２４により構成される。アレイ導波路回折
格子２４は、入力用導波路２５、スラブ導波路２６、ア
レイ導波路（接する導波路がΔＬの光路長差を有する）
２７、スラブ導波路２８、出力用導波路アレイ２９によ
り構成される。入力用導波路２５からスラブ導波路２６
を介してアレイ導波路２７に分配された光は、光周波数
の違いによりアレイ導波路２７の通過後の位相状態が異
なり、スラブ導波路２８における収束位置が光周波数に
応じて異なる。したがって、出力用導波路アレイ２９の
各導波路には異なる光周波数の光が取り出され、光分波
器として機能する。
３により構成される。(c) に示す光分波器は、アレイ導
波路回折格子２４により構成される。アレイ導波路回折
格子２４は、入力用導波路２５、スラブ導波路２６、ア
レイ導波路（接する導波路がΔＬの光路長差を有する）
２７、スラブ導波路２８、出力用導波路アレイ２９によ
り構成される。入力用導波路２５からスラブ導波路２６
を介してアレイ導波路２７に分配された光は、光周波数
の違いによりアレイ導波路２７の通過後の位相状態が異
なり、スラブ導波路２８における収束位置が光周波数に
応じて異なる。したがって、出力用導波路アレイ２９の
各導波路には異なる光周波数の光が取り出され、光分波
器として機能する。
【００４２】図９は、線形チャーピングを有する制御光
パルス列を発生する制御光源１３の第１の構成例を示
す。本制御光源は、白色パルス発生用光ファイバ３１、
チャープ調整手段３２、波長可変バンドパス光フィルタ
３３を接続して構成される。白色パルス発生用光ファイ
バ３１に短光パルス（光周波数ν0）を入射すると、広
帯域の白色パルス（中心光周波数ν0）が発生する。例
えば２〜３Ｗのピークパワーを有する数ピコ秒程度の短
光パルスを長さ１ｋｍの白色パルス発生用光ファイバ３
１に入射すると、スペクトル幅約 200ｎｍ以上の白色パ
ルスが発生する。
パルス列を発生する制御光源１３の第１の構成例を示
す。本制御光源は、白色パルス発生用光ファイバ３１、
チャープ調整手段３２、波長可変バンドパス光フィルタ
３３を接続して構成される。白色パルス発生用光ファイ
バ３１に短光パルス（光周波数ν0）を入射すると、広
帯域の白色パルス（中心光周波数ν0）が発生する。例
えば２〜３Ｗのピークパワーを有する数ピコ秒程度の短
光パルスを長さ１ｋｍの白色パルス発生用光ファイバ３
１に入射すると、スペクトル幅約 200ｎｍ以上の白色パ
ルスが発生する。
【００４３】波長可変バンドパス光フィルタ３３は矩形
のスペクトル透過関数を有し、チャープ調整手段３２を
介して入力される白色パルスを分波すると、広い時間幅
と線形チャーピングを有する制御光パルス列が出力され
る。また、白色パルス波長範囲で中心透過波長を変化さ
せることにより、任意の光周波数で線形チャーピングを
有する制御光パルス列を生成することができる。チャー
プ調整手段３２は、その分散特性によってチャーピング
の絶対値および符号を調節する。例えば、チャープ調整
手段３２として 1.3μｍ零分散ファイバを用いると、1.
55μｍ帯ではほぼ一定の異常分散値を有するので、線形
のダウンチャーピングを有する制御光パルスが得られ
る。
のスペクトル透過関数を有し、チャープ調整手段３２を
介して入力される白色パルスを分波すると、広い時間幅
と線形チャーピングを有する制御光パルス列が出力され
る。また、白色パルス波長範囲で中心透過波長を変化さ
せることにより、任意の光周波数で線形チャーピングを
有する制御光パルス列を生成することができる。チャー
プ調整手段３２は、その分散特性によってチャーピング
の絶対値および符号を調節する。例えば、チャープ調整
手段３２として 1.3μｍ零分散ファイバを用いると、1.
55μｍ帯ではほぼ一定の異常分散値を有するので、線形
のダウンチャーピングを有する制御光パルスが得られ
る。
【００４４】図１０は、線形チャーピングを有する制御
光パルス列を発生する制御光源１３の第２の構成例を示
す。本制御光源は、正常分散を有する正常分散光ファイ
バ３４を用いる。正常分散光ファイバ３４に短光パルス
（光周波数ν0）を入射すると、その自己位相変調効果
と分散による複合効果により、広い時間幅と線形アップ
チャーピングを有する制御光パルスが発生する。線形の
ダウンチャーピングを有する制御光パルスを得るには、
第１の構成例と同様にチャープ調整手段３２の例とし
て、1.3μｍ零分散ファイバを用いればよい。
光パルス列を発生する制御光源１３の第２の構成例を示
す。本制御光源は、正常分散を有する正常分散光ファイ
バ３４を用いる。正常分散光ファイバ３４に短光パルス
（光周波数ν0）を入射すると、その自己位相変調効果
と分散による複合効果により、広い時間幅と線形アップ
チャーピングを有する制御光パルスが発生する。線形の
ダウンチャーピングを有する制御光パルスを得るには、
第１の構成例と同様にチャープ調整手段３２の例とし
て、1.3μｍ零分散ファイバを用いればよい。
【００４５】また、第３の制御光源として、図２２に示
す構成例を示す。本例では、制御光として、電界吸収型
（ＥＡ）変調器をモノリシックに集積したファブリーペ
ロー共振器型の能動モード同期半導体レーザ５０を用
い、これにチャープ調整手段３２が接続される。上記の
レーザ５０は、通常１０ｎｍ程度の広いスペクトル幅を
有しており、チャープ調整手段３２によりチャープを調
整することにより、本発明における制御光源として用い
ることができる。図２２の本構成例のように、制御光源
として半導体レーザを使用することにより、制御光源を
コンパクトにすることができるという効果を得る。線形
のダウンチャーピングを有する制御光パルスを得るに
は、第１および第２のの構成例と同様にチャープ調整手
段３２の例として、1.3μｍ零分散ファイバを用いれば
よい。
す構成例を示す。本例では、制御光として、電界吸収型
（ＥＡ）変調器をモノリシックに集積したファブリーペ
ロー共振器型の能動モード同期半導体レーザ５０を用
い、これにチャープ調整手段３２が接続される。上記の
レーザ５０は、通常１０ｎｍ程度の広いスペクトル幅を
有しており、チャープ調整手段３２によりチャープを調
整することにより、本発明における制御光源として用い
ることができる。図２２の本構成例のように、制御光源
として半導体レーザを使用することにより、制御光源を
コンパクトにすることができるという効果を得る。線形
のダウンチャーピングを有する制御光パルスを得るに
は、第１および第２のの構成例と同様にチャープ調整手
段３２の例として、1.3μｍ零分散ファイバを用いれば
よい。
【００４６】ここで、チャープ調整手段３２の他の構成
例として、図２３を示す。本構成例では、光サーキュレ
ータ５３およびチャープファイバグレーティング５２を
用いる。ファイバグレーティングとは、ＧｅＯ2を添加
した石英光ファイバに紫外線を照射すると、屈折率が増
加する現象（光誘起屈折率変化）を利用して、光ファイ
バのコア部の屈折率を周期的に変化させて、その周期に
対応した波長であるブラッグ波長の光を選択的に反射さ
せる光デバイスである。
例として、図２３を示す。本構成例では、光サーキュレ
ータ５３およびチャープファイバグレーティング５２を
用いる。ファイバグレーティングとは、ＧｅＯ2を添加
した石英光ファイバに紫外線を照射すると、屈折率が増
加する現象（光誘起屈折率変化）を利用して、光ファイ
バのコア部の屈折率を周期的に変化させて、その周期に
対応した波長であるブラッグ波長の光を選択的に反射さ
せる光デバイスである。
【００４７】さらに、チャープファイバグレーディング
とは、このグレーディング周期をファイバの長手方向に
徐々に変化させたもので、反射位置が波長に依存する。
すなわち、分散物質として作用する。図２３において、
制御光は光サーキュレータのポート５４から入力され
て、ポート５５から出力された後、チャープファイバグ
レーティング５２に入力される。制御光は、チャープフ
ァイバグレーティング５２の反射位置の波長依存性によ
り、チャープが付加されてチャープファイバグレーティ
ングから出力されて、再び光サーキュレータ５３のポー
ト５５より入力されて、ポート５６より出力される。
とは、このグレーディング周期をファイバの長手方向に
徐々に変化させたもので、反射位置が波長に依存する。
すなわち、分散物質として作用する。図２３において、
制御光は光サーキュレータのポート５４から入力され
て、ポート５５から出力された後、チャープファイバグ
レーティング５２に入力される。制御光は、チャープフ
ァイバグレーティング５２の反射位置の波長依存性によ
り、チャープが付加されてチャープファイバグレーティ
ングから出力されて、再び光サーキュレータ５３のポー
ト５５より入力されて、ポート５６より出力される。
【００４８】正の非線形屈折率を有する光カー媒質１４
としては、石英系光ファイバ、Ａs,Ｓ等のカルコゲン元
素を主成分とするカルコゲナイドガラス、半導体レーザ
増幅器等を用いればよい。また、負の非線形屈折率を有
する光カー媒質１４としては、π共役系の有機材料、II
I-V族およびII-VI族化合物半導体等を用いればよい。
としては、石英系光ファイバ、Ａs,Ｓ等のカルコゲン元
素を主成分とするカルコゲナイドガラス、半導体レーザ
増幅器等を用いればよい。また、負の非線形屈折率を有
する光カー媒質１４としては、π共役系の有機材料、II
I-V族およびII-VI族化合物半導体等を用いればよい。
【００４９】なお、光ファイバを用いる場合、光ファイ
バのもつ群速度分散は、波長の異なる信号光パルスと制
御光パルスの間にウォークオフと呼ばれる群遅延差を生
じさせ、チャネル間クロストークの原因となる。これを
回避するためには、群遅延特性を２次曲線で近似できる
零分散波長近傍の波長帯において、信号光パルスと制御
光パルスの中心波長を光ファイバの零分散波長を挟んで
対称の波長に設定し、ウォークオフ量を０とすることが
望ましい。
バのもつ群速度分散は、波長の異なる信号光パルスと制
御光パルスの間にウォークオフと呼ばれる群遅延差を生
じさせ、チャネル間クロストークの原因となる。これを
回避するためには、群遅延特性を２次曲線で近似できる
零分散波長近傍の波長帯において、信号光パルスと制御
光パルスの中心波長を光ファイバの零分散波長を挟んで
対称の波長に設定し、ウォークオフ量を０とすることが
望ましい。
【００５０】図１１は、本発明の全光型時分割光パルス
分離回路の数値計算によるシミュレーション結果を示
す。光カー媒質として零分散波長1547ｎｍ、長さ１ｋｍ
の分散シフトファイバを想定した。信号光パルスおよび
制御光パルスの中心波長は零分散波長を挟んで対称とな
るようにそれぞれ1555ｎｍ、1539ｎｍとした。信号光パ
ルスはパルス幅４ｐｓ、ピークパワー 200ｍＷのガウシ
アン型パルス、制御光パルスはパルス幅50ｐｓ、スペク
トル半値幅12ｎｍのダウンチャープガウシアン型光パル
スとした。
分離回路の数値計算によるシミュレーション結果を示
す。光カー媒質として零分散波長1547ｎｍ、長さ１ｋｍ
の分散シフトファイバを想定した。信号光パルスおよび
制御光パルスの中心波長は零分散波長を挟んで対称とな
るようにそれぞれ1555ｎｍ、1539ｎｍとした。信号光パ
ルスはパルス幅４ｐｓ、ピークパワー 200ｍＷのガウシ
アン型パルス、制御光パルスはパルス幅50ｐｓ、スペク
トル半値幅12ｎｍのダウンチャープガウシアン型光パル
スとした。
【００５１】図１１(a) は、時分割多重信号光パルス列
がパターン“１１１１１”の時の信号光パルスと制御光
パルスの時間波形を示す。図１１(b) は、光カー媒質伝
搬後の制御光パルスのスペクトル強度を示す。信号光パ
ターンに対応して５つのピークが見られる。(a),(b) 中
に示した矢印は、信号光パルスとそれによって変調を受
けた対応する制御光パルスのスペクトル成分である。
がパターン“１１１１１”の時の信号光パルスと制御光
パルスの時間波形を示す。図１１(b) は、光カー媒質伝
搬後の制御光パルスのスペクトル強度を示す。信号光パ
ターンに対応して５つのピークが見られる。(a),(b) 中
に示した矢印は、信号光パルスとそれによって変調を受
けた対応する制御光パルスのスペクトル成分である。
【００５２】図１１(c) は、時分割多重信号光パルス列
がパターン“１１１０１”の時の信号光パルスと制御光
パルスの時間波形を示す。図１１(d) は、光カー媒質伝
搬後の制御光パルスのスペクトル強度を示す。信号光パ
ターンに対応して４つのピークが見られる。(c),(d) 中
に示した矢印は、信号光パルスとそれによって変調を受
けた対応する制御光パルスのスペクトル成分である。
がパターン“１１１０１”の時の信号光パルスと制御光
パルスの時間波形を示す。図１１(d) は、光カー媒質伝
搬後の制御光パルスのスペクトル強度を示す。信号光パ
ターンに対応して４つのピークが見られる。(c),(d) 中
に示した矢印は、信号光パルスとそれによって変調を受
けた対応する制御光パルスのスペクトル成分である。
【００５３】図１２は、時分割多重信号光パルス列がパ
ターン“１１１０１”において、光カー媒質伝搬後の制
御光パルスの時間分解分光スペクトルをスペクトル強度
による等高線グラフを用いて描いたものである。図中、
点線矢印によって示した時間および光周波数は、それぞ
れ図１１(c),(d) の中で示した矢印の時間および光周波
数に対応している。以上示したように、信号光パルスの
有無によって時間軸上で重なる制御光パルスのスペクト
ル成分が強度変調を受けていることがわかる。
ターン“１１１０１”において、光カー媒質伝搬後の制
御光パルスの時間分解分光スペクトルをスペクトル強度
による等高線グラフを用いて描いたものである。図中、
点線矢印によって示した時間および光周波数は、それぞ
れ図１１(c),(d) の中で示した矢印の時間および光周波
数に対応している。以上示したように、信号光パルスの
有無によって時間軸上で重なる制御光パルスのスペクト
ル成分が強度変調を受けていることがわかる。
【００５４】（全光型時分割光パルス分離回路の第２の
実施形態）本発明で用いている非線形光学効果である相
互位相変調による周波数シフト量は信号光と制御光の相
対的な偏波状態に依存する。従って、線形チャープした
制御光パルスを相互位相変調を利用して、信号光パルス
と時間軸上で重なる制御光パルスの周波数成分を増幅さ
せる本発明の動作は入力信号光の偏波状態に依存する。
実施形態）本発明で用いている非線形光学効果である相
互位相変調による周波数シフト量は信号光と制御光の相
対的な偏波状態に依存する。従って、線形チャープした
制御光パルスを相互位相変調を利用して、信号光パルス
と時間軸上で重なる制御光パルスの周波数成分を増幅さ
せる本発明の動作は入力信号光の偏波状態に依存する。
【００５５】また、一般に光ファイバ伝送路を伝搬して
きた信号光の偏波状態はランダムに変化する。そこで、
第２の実施形態では、信号光の偏波状態のランダムな変
化に対して、動作が影響を受けない偏波無依存構成例を
示す。図２７にその構成を示してある。ここにおいて、
図１と構成上、同じものは再説を割愛する。本実施形態
では、光合波器１２の出力は、２つの複屈折性光カー媒
質１９の間に偏波分散補償手段１８を配してある。
きた信号光の偏波状態はランダムに変化する。そこで、
第２の実施形態では、信号光の偏波状態のランダムな変
化に対して、動作が影響を受けない偏波無依存構成例を
示す。図２７にその構成を示してある。ここにおいて、
図１と構成上、同じものは再説を割愛する。本実施形態
では、光合波器１２の出力は、２つの複屈折性光カー媒
質１９の間に偏波分散補償手段１８を配してある。
【００５６】本実施形態において、任意の偏波状態を有
する入力信号光は，複屈折性光カー媒質１９に入射さ
れ、直交する主軸方向を有する２つの直線偏波に分離
し、その偏波状態を保持しながら複屈折性光カー媒質１
９中を伝播する。ここで、入力信号光の両主軸成分への
パワー分配比は複屈折性光カー媒質１９への入射時の偏
波状態に依存する。一方，制御光は、両主軸成分へのパ
ワー分配比は１：１となるように光カー媒質に入射され
る。これは、例えば制御光の複屈折性光カー媒質１９へ
の入射偏波状態を複屈折性光カー媒質１９の一方の主軸
方向に対して４５度の傾きを有する直線偏波とすること
により実現できる。
する入力信号光は，複屈折性光カー媒質１９に入射さ
れ、直交する主軸方向を有する２つの直線偏波に分離
し、その偏波状態を保持しながら複屈折性光カー媒質１
９中を伝播する。ここで、入力信号光の両主軸成分への
パワー分配比は複屈折性光カー媒質１９への入射時の偏
波状態に依存する。一方，制御光は、両主軸成分へのパ
ワー分配比は１：１となるように光カー媒質に入射され
る。これは、例えば制御光の複屈折性光カー媒質１９へ
の入射偏波状態を複屈折性光カー媒質１９の一方の主軸
方向に対して４５度の傾きを有する直線偏波とすること
により実現できる。
【００５７】複屈折性光カー媒質１９中を伝搬する際、
上述のように制御光は両主軸において独立に、信号光よ
り相互位相変調によるチャープ補償を受け、対応する制
御光のスペクトル成分のパワーが増大する。この時、チ
ャープ補償によるスペクトル成分のパワー増大率は信号
光のパワーに比例する。従って、複屈折性光カー媒質１
９の両主軸より出射される２つの制御光パワーの和に対
するチャープ補償によるスペクトル成分のパワー増大率
は、信号光の両主軸へのパワー分配比に依存しない。す
なわち、入力信号光の複屈折性光カー媒質への入射時の
偏波状態に依存しない。
上述のように制御光は両主軸において独立に、信号光よ
り相互位相変調によるチャープ補償を受け、対応する制
御光のスペクトル成分のパワーが増大する。この時、チ
ャープ補償によるスペクトル成分のパワー増大率は信号
光のパワーに比例する。従って、複屈折性光カー媒質１
９の両主軸より出射される２つの制御光パワーの和に対
するチャープ補償によるスペクトル成分のパワー増大率
は、信号光の両主軸へのパワー分配比に依存しない。す
なわち、入力信号光の複屈折性光カー媒質への入射時の
偏波状態に依存しない。
【００５８】また、光カー媒質はその中間点にて、速い
軸と遅い軸を入れ替える偏波分散補償手段１８が挿入さ
れるので、２軸における光路長は等しくなり、２つの偏
波成分の時間軸上でのずれは補償される。偏波分散補償
手段１８の例は、上述した、図２４〜図２６に示してあ
る。従って、本構成により動作帯域を犠牲にすることな
く入力信号光の偏波に依存しない動作を実現することが
できる。
軸と遅い軸を入れ替える偏波分散補償手段１８が挿入さ
れるので、２軸における光路長は等しくなり、２つの偏
波成分の時間軸上でのずれは補償される。偏波分散補償
手段１８の例は、上述した、図２４〜図２６に示してあ
る。従って、本構成により動作帯域を犠牲にすることな
く入力信号光の偏波に依存しない動作を実現することが
できる。
【００５９】なお、制御光の複屈折性光カー媒質１９へ
の入射時の偏波状態は、上記の他に、円偏波、または、
長軸あるいは短軸方向が複屈折性光カー媒質１９の一方
の主軸方向に対して４５度の傾きを有する楕円偏波でも
よい。また、複屈折性光カー媒質１９において両主軸間
で伝播損失、非線形屈折率が異なる場合は、制御光の複
屈折性光カー媒質１９の両主軸成分へのパワー分配比を
調節することにより、偏波無依存動作が可能となる。
の入射時の偏波状態は、上記の他に、円偏波、または、
長軸あるいは短軸方向が複屈折性光カー媒質１９の一方
の主軸方向に対して４５度の傾きを有する楕円偏波でも
よい。また、複屈折性光カー媒質１９において両主軸間
で伝播損失、非線形屈折率が異なる場合は、制御光の複
屈折性光カー媒質１９の両主軸成分へのパワー分配比を
調節することにより、偏波無依存動作が可能となる。
【００６０】さらに、偏波分散補償手段１８を挟んだ２
つの複屈折性光カー媒質１９について、製造時における
各種条件のばらつき等、何らかの理由により偏波状態が
異なる場合、両者は、必ずしも等長ではなく、全体とし
て偏波分散が補償されるようにそれぞれの長さを調節す
ればよい。また、全体として偏波分散が補償できていれ
ば、長さの異なる複屈折性光カー媒質１９の数および偏
波分散補償手段の数に対する制限は特にない。ただし、
挿入損失、構成の単純性などの観点から、本実施形態の
構成が望ましい。
つの複屈折性光カー媒質１９について、製造時における
各種条件のばらつき等、何らかの理由により偏波状態が
異なる場合、両者は、必ずしも等長ではなく、全体とし
て偏波分散が補償されるようにそれぞれの長さを調節す
ればよい。また、全体として偏波分散が補償できていれ
ば、長さの異なる複屈折性光カー媒質１９の数および偏
波分散補償手段の数に対する制限は特にない。ただし、
挿入損失、構成の単純性などの観点から、本実施形態の
構成が望ましい。
【００６１】信号光の入力偏波依存性を回避する別の観
点に立脚した構成例を以下に示す。すなわち、光カー媒
質として上述のような複屈折性を有する媒質ではなく、
等方性の光カー媒質を用いる。従って、偏波分散補償手
段１８は不要である。本発明で利用している相互位相変
調の効率は、上述のように信号光と制御光の偏波状態に
依存し、両者が直線偏波でかつその方向が互いに直交す
る時，最悪で３分の１となる。つまり０（零）となるこ
とはない。従って，多少の感度劣化を許容した最悪値設
計を施すことにより、分離後の信号光の受光感度は入力
信号光の偏波状態に対して無依存化することができる。
点に立脚した構成例を以下に示す。すなわち、光カー媒
質として上述のような複屈折性を有する媒質ではなく、
等方性の光カー媒質を用いる。従って、偏波分散補償手
段１８は不要である。本発明で利用している相互位相変
調の効率は、上述のように信号光と制御光の偏波状態に
依存し、両者が直線偏波でかつその方向が互いに直交す
る時，最悪で３分の１となる。つまり０（零）となるこ
とはない。従って，多少の感度劣化を許容した最悪値設
計を施すことにより、分離後の信号光の受光感度は入力
信号光の偏波状態に対して無依存化することができる。
【００６２】（全光型時分割光パルス分離回路の第３の
実施形態）本発明の全光型時分割光パルス分離回路は、
図４または図６に示すように、信号光パルスの相互位相
変調による制御光パルスの光周波数シフトを利用してい
るので、強度変調のオン／オフ消光比は数dB程度であ
る。一般に、ＬiＮbＯ3の電気光学効果を用いたマッハ
ツェンダ干渉計型光外部変調器のオン／オフ消光比は25
dB程度であるので、本発明のものでは分離した信号光パ
ルスを識別する際の識別余裕あるいは位相余裕が低下す
る。そこで、第２の実施形態では、各チャネルごとに分
離した信号光パルスのオン／オフ消光比の改善例を示
す。
実施形態）本発明の全光型時分割光パルス分離回路は、
図４または図６に示すように、信号光パルスの相互位相
変調による制御光パルスの光周波数シフトを利用してい
るので、強度変調のオン／オフ消光比は数dB程度であ
る。一般に、ＬiＮbＯ3の電気光学効果を用いたマッハ
ツェンダ干渉計型光外部変調器のオン／オフ消光比は25
dB程度であるので、本発明のものでは分離した信号光パ
ルスを識別する際の識別余裕あるいは位相余裕が低下す
る。そこで、第２の実施形態では、各チャネルごとに分
離した信号光パルスのオン／オフ消光比の改善例を示
す。
【００６３】図１３は、本発明の全光型時分割光パルス
分離回路の第３の実施形態の構成を示す。本実施形態の
特徴は、図１に示す第１の実施形態の構成において、光
分波器１５の各出力ポートに、可飽和吸収体等を用いた
オン／オフ消光比改善手段（ＳＡ）１６を接続するとこ
ろにある。可飽和吸収体としては、たとえば非線形ルー
プミラー、ＧaＡs等のバルクまたは多重量子井戸構造を
有する半導体材料、ＣdＳxＳe1-x等の半導体微粒子を含
む光学ガラスを部分透明ミラーで挟んだ非線形エタロ
ン、さらに多重量子井戸中の励起子のシュタルク効果を
用いた光双安定素子，双安定半導体レーザ，非線形方向
性結合器などを用いることができる。
分離回路の第３の実施形態の構成を示す。本実施形態の
特徴は、図１に示す第１の実施形態の構成において、光
分波器１５の各出力ポートに、可飽和吸収体等を用いた
オン／オフ消光比改善手段（ＳＡ）１６を接続するとこ
ろにある。可飽和吸収体としては、たとえば非線形ルー
プミラー、ＧaＡs等のバルクまたは多重量子井戸構造を
有する半導体材料、ＣdＳxＳe1-x等の半導体微粒子を含
む光学ガラスを部分透明ミラーで挟んだ非線形エタロ
ン、さらに多重量子井戸中の励起子のシュタルク効果を
用いた光双安定素子，双安定半導体レーザ，非線形方向
性結合器などを用いることができる。
【００６４】（全光型時分割光パルス分離回路の第４の
実施形態）本発明の光時分割分離回路はＴＤＭ信号をＷ
ＤＭ信号へ変換する際，制御光のチャープ補償を用いて
いる。変換されたＷＤＭ信号において，ＯＮレベルはチ
ャープ補償による増幅利得によりパワーが増大している
が，ＯＦＦレベルは信号光より非線形相互作用を受けな
いためチャープ補償は起こらず制御光のもとのレベルと
なっている．従って，このＷＤＭ信号光を分波して得ら
れる時分割分離信号光はON-OFF比が小さいという欠点が
ある。
実施形態）本発明の光時分割分離回路はＴＤＭ信号をＷ
ＤＭ信号へ変換する際，制御光のチャープ補償を用いて
いる。変換されたＷＤＭ信号において，ＯＮレベルはチ
ャープ補償による増幅利得によりパワーが増大している
が，ＯＦＦレベルは信号光より非線形相互作用を受けな
いためチャープ補償は起こらず制御光のもとのレベルと
なっている．従って，このＷＤＭ信号光を分波して得ら
れる時分割分離信号光はON-OFF比が小さいという欠点が
ある。
【００６５】しかしながら，図２８に示す光−電気変換
した時分割分離信号の電力スペクトルにおいて，ＯＦＦ
成分のほとんどのエネルギーは時分割分離信号の繰り返
し周波数を有する輝線スペクトルに集中する。これを図
示したのが図２８であり、この図中の周波数ｆ０が繰り
返し周波数である。従って，この周波数成分を抑圧する
低域通過フィルタまたは帯域阻止フィルタを挿入するこ
とにより電気領域において時分割分離信号のＯＮ−ＯＦ
Ｆ比の改善ができる。
した時分割分離信号の電力スペクトルにおいて，ＯＦＦ
成分のほとんどのエネルギーは時分割分離信号の繰り返
し周波数を有する輝線スペクトルに集中する。これを図
示したのが図２８であり、この図中の周波数ｆ０が繰り
返し周波数である。従って，この周波数成分を抑圧する
低域通過フィルタまたは帯域阻止フィルタを挿入するこ
とにより電気領域において時分割分離信号のＯＮ−ＯＦ
Ｆ比の改善ができる。
【００６６】（全光型ＴＤＭ−ＷＤＭ変換回路の第１の
実施形態）図１４は、本発明の全光型ＴＤＭ−ＷＤＭ変
換回路の第１の実施形態の構成を示す。
実施形態）図１４は、本発明の全光型ＴＤＭ−ＷＤＭ変
換回路の第１の実施形態の構成を示す。
【００６７】本実施形態の特徴は、図１に示す全光型時
分割光パルス分離回路の第１の実施形態の構成におい
て、光カー媒質１４を通過した制御光パルスから光周波
数ν1，ν2，ν3，…，νN近傍を分波し、各出力ポート
に分離して出力する光分波器１５に代えて、分波した制
御光パルスを１つの出力ポートに合波して出力する光分
波器１７を用いる構成にある。光分波器１７から出力さ
れる制御光パルスは、光周波数νs の時分割多重信号光
パルス列の各低次群信号チャネルが、光周波数ν1，
ν2，ν3，…，νNで置き換えられた波長分割多重信号
光パルス列として出力される。
分割光パルス分離回路の第１の実施形態の構成におい
て、光カー媒質１４を通過した制御光パルスから光周波
数ν1，ν2，ν3，…，νN近傍を分波し、各出力ポート
に分離して出力する光分波器１５に代えて、分波した制
御光パルスを１つの出力ポートに合波して出力する光分
波器１７を用いる構成にある。光分波器１７から出力さ
れる制御光パルスは、光周波数νs の時分割多重信号光
パルス列の各低次群信号チャネルが、光周波数ν1，
ν2，ν3，…，νNで置き換えられた波長分割多重信号
光パルス列として出力される。
【００６８】図１５は、光分波器１７の第１の構成例を
示す。(a) に示す光分波器は、入力光をＮ分岐する光分
岐器２１と、透過光周波数がν1,ν2,…, νNの光バン
ドパスフィルタ２２−１〜２２−Ｎと、各光バンドパス
フィルタの出力光を合波する光結合器４１により構成さ
れる。
示す。(a) に示す光分波器は、入力光をＮ分岐する光分
岐器２１と、透過光周波数がν1,ν2,…, νNの光バン
ドパスフィルタ２２−１〜２２−Ｎと、各光バンドパス
フィルタの出力光を合波する光結合器４１により構成さ
れる。
【００６９】(b) に示す光分波器は、図８(c) に示すア
レイ導波路回折格子２４を２つ用いて縦続に接続した構
成である。すなわち、アレイ導波路回折格子２４−１で
光周波数ν1,ν2,…, νNの制御光パルスが分波され、
さらにアレイ導波路回折格子２４−２でそれらが合波さ
れて１つの出力ポートから出力される。
レイ導波路回折格子２４を２つ用いて縦続に接続した構
成である。すなわち、アレイ導波路回折格子２４−１で
光周波数ν1,ν2,…, νNの制御光パルスが分波され、
さらにアレイ導波路回折格子２４−２でそれらが合波さ
れて１つの出力ポートから出力される。
【００７０】図１６は、本発明の全光型ＴＤＭ−ＷＤＭ
変換回路における時分割多重信号光パルス列と制御光パ
ルスの時間軸上での位置関係を示す。ここで、時分割多
重信号光パルス列（光周波数νs）は、“０１１…
１”、“１１０…１”、“１０１…１”とする。時分割
多重信号光パルス列の各低次群信号チャネルは、それぞ
れ光周波数ν1,ν2,…, νNに変換され、波長分割多重
信号光パルス列として出力される。
変換回路における時分割多重信号光パルス列と制御光パ
ルスの時間軸上での位置関係を示す。ここで、時分割多
重信号光パルス列（光周波数νs）は、“０１１…
１”、“１１０…１”、“１０１…１”とする。時分割
多重信号光パルス列の各低次群信号チャネルは、それぞ
れ光周波数ν1,ν2,…, νNに変換され、波長分割多重
信号光パルス列として出力される。
【００７１】（全光型ＴＤＭ−ＷＤＭ変換回路の第２の
実施形態）図２９は、本発明による全光型ＴＤＭ−ＷＤ
Ｍ変換回路の第２の実施形態の構成を示す。本実施形態
の特徴は、図２９に示す全光型時分割分離回路の第２の
実施形態の構成において、複屈折性光カー媒質１９を通
過した制御光パルスから光周波数ν1，ν2，ν3，…，
νs近傍を分波し、各出力ポートに分離して出力する全
光型ＴＤＭ−ＷＤＭ変換回路の第２の実施形態の図１中
の光分波器１５に代えて、分波した制御光パルスを１つ
の出力ポートに合波して出力する光分波器１７を用いる
構成にある。また、偏波分散補償手段の例としては、上
述した図２４〜図２６に示したものがある。すなわち、
本実施形態によると、その動作が入力信号光の偏波状態
に影響を受けない全光型ＴＤＭ−ＷＤＭ変換回路を実現
することができる。
実施形態）図２９は、本発明による全光型ＴＤＭ−ＷＤ
Ｍ変換回路の第２の実施形態の構成を示す。本実施形態
の特徴は、図２９に示す全光型時分割分離回路の第２の
実施形態の構成において、複屈折性光カー媒質１９を通
過した制御光パルスから光周波数ν1，ν2，ν3，…，
νs近傍を分波し、各出力ポートに分離して出力する全
光型ＴＤＭ−ＷＤＭ変換回路の第２の実施形態の図１中
の光分波器１５に代えて、分波した制御光パルスを１つ
の出力ポートに合波して出力する光分波器１７を用いる
構成にある。また、偏波分散補償手段の例としては、上
述した図２４〜図２６に示したものがある。すなわち、
本実施形態によると、その動作が入力信号光の偏波状態
に影響を受けない全光型ＴＤＭ−ＷＤＭ変換回路を実現
することができる。
【００７２】（全光型ＴＤＭ−ＷＤＭ変換回路の第３の
実施形態）全光型ＴＤＭ−ＷＤＭ変換回路の第３の実施
形態は、波長分割多重信号光パルス列の各チャネルのオ
ン／オフ消光比の改善を行うものである。その全体構成
は、図１４に示す第１の実施形態と同様である。本実施
形態の特徴は、光分波器１７の構成にある。
実施形態）全光型ＴＤＭ−ＷＤＭ変換回路の第３の実施
形態は、波長分割多重信号光パルス列の各チャネルのオ
ン／オフ消光比の改善を行うものである。その全体構成
は、図１４に示す第１の実施形態と同様である。本実施
形態の特徴は、光分波器１７の構成にある。
【００７３】図１７は、光分波器１７の第２の構成例を
示す。(a) に示す光分波器は、図１５(a) に示す光分波
器の各光バンドパスフィルタ２２−１〜２２−Ｎの各出
力ポートに、可飽和吸収体等を用いたオン／オフ消光比
改善手段（ＳＡ）１６を接続する。
示す。(a) に示す光分波器は、図１５(a) に示す光分波
器の各光バンドパスフィルタ２２−１〜２２−Ｎの各出
力ポートに、可飽和吸収体等を用いたオン／オフ消光比
改善手段（ＳＡ）１６を接続する。
【００７４】(b) に示す光分波器は、アレイ導波路回折
格子２４−１とアレイ導波路回折格子２４−２との間の
各ポートに、可飽和吸収体等を用いたオン／オフ消光比
改善手段（ＳＡ）１６を挿入する。
格子２４−１とアレイ導波路回折格子２４−２との間の
各ポートに、可飽和吸収体等を用いたオン／オフ消光比
改善手段（ＳＡ）１６を挿入する。
【００７５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の全光型時
分割光パルス分離回路は、時分割多重信号光パルス列を
構成する低次群信号チャネルを同時に一括して分離する
ことができる。これにより、光ゲート回路を直列または
並列に配置する構成と比較して、制御系クロックと信号
光との同期が飛躍的に容易となる。また、本発明により
回路構成が大幅に簡略化されることに伴って挿入損の低
減を図ることができ、受信系で用いられる時分割多重光
パルス分離回路の雑音指数（ＮＦ）を小さくすることが
できる。このことは、システム全体におけるＳ／Ｎマー
ジンを増大させ、総伝送距離、伝送システムの信頼性向
上等の効果を生じさせる。
分割光パルス分離回路は、時分割多重信号光パルス列を
構成する低次群信号チャネルを同時に一括して分離する
ことができる。これにより、光ゲート回路を直列または
並列に配置する構成と比較して、制御系クロックと信号
光との同期が飛躍的に容易となる。また、本発明により
回路構成が大幅に簡略化されることに伴って挿入損の低
減を図ることができ、受信系で用いられる時分割多重光
パルス分離回路の雑音指数（ＮＦ）を小さくすることが
できる。このことは、システム全体におけるＳ／Ｎマー
ジンを増大させ、総伝送距離、伝送システムの信頼性向
上等の効果を生じさせる。
【００７６】また、本発明の全光型時分割光パルス分離
回路では、時分割多重信号光パルス列をＮ個の低次群信
号チャネルに分離すると同時に、チャーピングした制御
光パルスの各波長に変換される。したがって、低次群信
号チャネルを分離せずに出力することにより、全光型Ｔ
ＤＭ−ＷＤＭ変換回路として機能させることができる。
回路では、時分割多重信号光パルス列をＮ個の低次群信
号チャネルに分離すると同時に、チャーピングした制御
光パルスの各波長に変換される。したがって、低次群信
号チャネルを分離せずに出力することにより、全光型Ｔ
ＤＭ−ＷＤＭ変換回路として機能させることができる。
【図１】 本発明の全光型時分割光パルス分離回路の第
１の実施形態の構成を示す図。
１の実施形態の構成を示す図。
【図２】 信号光パルスと制御光パルスの時間軸上での
位置関係を示す図。
位置関係を示す図。
【図３】 ガウシアン型光パルスの相互位相変調により
制御光パルスに誘起される光周波数シフトを説明する
図。
制御光パルスに誘起される光周波数シフトを説明する
図。
【図４】 制御光パルスの時間分解分光スペクトルおよ
び光スペクトル強度分布を示す図。
び光スペクトル強度分布を示す図。
【図５】 時分割多重信号光パルス列“１１１０１”と
制御光パルスの時間軸上での位置関係を示す図。
制御光パルスの時間軸上での位置関係を示す図。
【図６】 制御光パルスの時間分解分光スペクトルおよ
び光スペクトル強度分布を示す図。
び光スペクトル強度分布を示す図。
【図７】 本発明の全光型時分割光パルス分離回路にお
ける時分割多重信号光パルス列と制御光パルスの時間軸
上での位置関係を示す図。
ける時分割多重信号光パルス列と制御光パルスの時間軸
上での位置関係を示す図。
【図８】 １入力Ｎ出力の光分波器１５の構成例を示す
図。
図。
【図９】 線形チャーピングを有する制御光パルス列を
発生する制御光源１３の第１の構成例を示す図。
発生する制御光源１３の第１の構成例を示す図。
【図１０】 線形チャーピングを有する制御光パルス列
を発生する制御光源１３の第２の構成例を示す図。
を発生する制御光源１３の第２の構成例を示す図。
【図１１】 本発明の全光型時分割光パルス分離回路の
数値計算によるシミュレーション結果を示す図。
数値計算によるシミュレーション結果を示す図。
【図１２】 本発明の全光型時分割光パルス分離回路の
数値計算によるシミュレーション結果を示す図。
数値計算によるシミュレーション結果を示す図。
【図１３】 本発明の全光型時分割光パルス分離回路の
第２の実施形態の構成を示す図。
第２の実施形態の構成を示す図。
【図１４】 本発明の全光型ＴＤＭ−ＷＤＭ変換回路の
第１の実施形態の構成を示す図。
第１の実施形態の構成を示す図。
【図１５】 光分波器１７の第１の構成例を示す図。
【図１６】 本発明の全光型ＴＤＭ−ＷＤＭ変換回路に
おける時分割多重信号光パルス列と制御光パルスの時間
軸上での位置関係を示す図。
おける時分割多重信号光パルス列と制御光パルスの時間
軸上での位置関係を示す図。
【図１７】 光分波器１７の第２の構成例を示す図。
【図１８】 従来の全光型時分割光パルス分離回路の第
１の構成例を示す図。
１の構成例を示す図。
【図１９】 従来の全光型時分割光パルス分離回路の第
１の構成例の動作原理を示す図。
１の構成例の動作原理を示す図。
【図２０】 従来の全光型時分割光パルス分離回路の第
２の構成例を示す図。
２の構成例を示す図。
【図２１】 従来の全光型時分割光パルス分離回路の第
３の構成例を示す図。
３の構成例を示す図。
【図２２】 線形チャーピングを有する制御光パルス列
を発生する制御光源１３の第３の構成例を示す図。
を発生する制御光源１３の第３の構成例を示す図。
【図２３】 チャープ調整手段の構成例を示す図。
【図２４】 偏波分散補償手段の構成例を示す図。
【図２５】 偏波分散補償手段の構成例を示す図。
【図２６】 偏波分散補償手段の構成例を示す図。
【図２７】 本発明の全光型時分割光パルス分離回路の
第２の実施形態を示す図。
第２の実施形態を示す図。
【図２８】 光−電気変換した後の時分割分離信号の電
力スペクトルを示す図。
力スペクトルを示す図。
【図２９】 本発明の全光型ＴＤＭ−ＷＤＭ変換回路の
第２の実施形態の構成例を示す図。
第２の実施形態の構成例を示す図。
１，１２ 光合波器
２，１５，１７ 光分波器
３，１４ 光カー媒質
４ 位相変化
５ 光周波数シフト
６ 光結合器
７，１３ 制御光源
８，１１ 光増幅器
９ 非線形光学媒質
１６ オン／オフ消光比改善手段（ＳＡ）
１８ 偏波分散補償手段
１９ 複屈折性光カー媒質
２１ 光分岐器
２２−１〜２２−Ｎ 光バンドパスフィルタ
２３ 反射型回折格子
２４ アレイ導波路回折格子
３１ 白色パルス発生用光ファイバ
３２ チャープ調整手段
３３ 波長可変バンドパス光フィルタ
３４ 正常分散光ファイバ
５０ ファブリーペロー共振器型半導体モードロックレ
ーザ ５２ チャープファイバグレーティング ５３ 光サーキュレータ
ーザ ５２ チャープファイバグレーティング ５３ 光サーキュレータ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０４Ｊ 14/06
14/08
(56)参考文献 特開 平９−15661（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02F 1/29 - 7/00
Claims (16)
- 【請求項１】 Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の低次群信号
チャネルを時分割多重した光周波数νsの時分割多重信
号光パルス列を入力し、所定の光強度に調整して出力す
る光強度調整手段と、 前記時分割多重信号光パルス列の低次群信号チャネルに
同期し、前記光周波数νsと異なる光周波数で時間的に
単調に変化するチャーピングを有し、かつＮ個の低次群
信号チャネルを含む時間幅を有し、さらに低次群信号チ
ャネルと等しい繰り返しを有する制御光パルスを発生す
る制御光源と、 前記光強度調整手段で光強度が調整された時分割多重信
号光パルス列と、前記制御光パルスを合波する光合波手
段と、 前記光合波手段の出力光を入力し、前記時分割多重信号
光パルス列の各低次群信号チャネルの信号光パルスの有
無に応じて前記制御光パルスに時間軸上で局所的に相互
位相変調を与え、前記制御光パルスのチャーピングを光
周波数軸方向に補償する光周波数シフトを誘起すること
により、前記各低次群信号チャネルに対応する制御光パ
ルスの光周波数ν1,ν2,…, νN成分の光強度を変調す
る光カー媒質と、 前記光カー媒質を伝搬した光から、前記時分割多重信号
光パルス列の低次群信号チャネルに対応する光周波数ν
1,ν2,…, νNの制御光パルスを分波し、かつ各光周波
数対応のポートに出力する光分波手段とを備えたことを
特徴とする全光型時分割光パルス分離回路。 - 【請求項２】 請求項１に記載の全光型時分割光パルス
分離回路において、 前記光強度調整手段は、光カー媒質中で時分割多重信号
光パルス列が制御光パルスに相互位相変調を与えるのに
十分な光強度になるように時分割多重信号光パルス列を
増幅する光増幅手段であることを特徴とする全光型時分
割光パルス分離回路。 - 【請求項３】 請求項１に記載の全光型時分割光パルス
分離回路において、 光カー媒質は正の非線形屈折率を有し、制御光パルスは
光周波数がパルスの先端部から後端部へ単調に減少する
ダウンチャープを有することを特徴とする全光型時分割
光パルス分離回路。 - 【請求項４】 請求項１に記載の全光型時分割光パルス
分離回路において、 光カー媒質は負の非線形屈折率を有し、制御光パルスは
光周波数がパルスの先端部から後端部へ単調に増大する
アップチャープを有することを特徴とする全光型時分割
光パルス分離回路。 - 【請求項５】 請求項１に記載の全光型時分割光パルス
分離回路において、 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、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
を特徴とする全光型時分割光パルス分離回路。 - 【請求項６】 Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の低次群信号
チャネルを時分割多重した光周波数νsの時分割多重信
号光パルス列を入力し、所定の光強度に調整して出力す
る光強度調整手段と、 前記時分割多重信号光パルス列の低次群信号チャネルに
同期し、前記光周波数νsと異なる光周波数で時間的に
単調に変化するチャーピングを有し、かつＮ個の低次群
信号チャネルを含む時間幅を有し、さらに低次群信号チ
ャネルと等しい繰り返しを有する制御光パルスを発生す
る制御光源と、 前記光強度調整手段で光強度が調整された時分割多重信
号光パルス列と、前記制御光パルスを合波する光合波手
段と、 前記光合波手段の出力光を入力し、前記時分割多重信号
光パルス列の各低次群信号チャネルの信号光パルスの有
無に応じて前記制御光パルスに時間軸上で局所的に相互
位相変調を与え、前記制御光パルスのチャーピングを光
周波数軸方向に補償する光周波数シフトを誘起すること
により、前記各低次群信号チャネルに対応する制御光パ
ルスの光周波数ν1,ν2,…, νN成分の光強度を変調す
る光カー媒質と、 前記光カー媒質を伝搬した光から、前記光周波数νsの
時分割多重信号光パルス列と光周波数ν1,ν2,…, νN
の制御光パルス列を分波し、この制御光パルス列を前記
時分割多重信号光パルス列に代わる波長分割多重信号光
パルス列として出力する光分波手段とを備えたことを特
徴とする全光型ＴＤＭ−ＷＤＭ変換回路。 - 【請求項７】 請求項６に記載の全光型ＴＤＭ−ＷＤＭ
変換回路において、 光強度調整手段は、光カー媒質中で時分割多重信号光パ
ルス列が制御光パルスに相互位相変調を与えるのに十分
な光強度になるように時分割多重信号光パルス列を増幅
する光増幅手段であることを特徴とする全光型ＴＤＭ−
ＷＤＭ変換回路。 - 【請求項８】 請求項６に記載の全光型ＴＤＭ−ＷＤＭ
変換回路において、 光カー媒質は正の非線形屈折率を有し、制御光パルスは
光周波数がパルスの先端部から後端部へ単調に減少する
ダウンチャープを有することを特徴とする全光型ＴＤＭ
−ＷＤＭ変換回路。 - 【請求項９】 請求項６に記載の全光型ＴＤＭ−ＷＤＭ
変換回路において、 光カー媒質は負の非線形屈折率を有し、制御光パルスは
光周波数がパルスの先端部から後端部へ単調に増大する
アップチャープを有することを特徴とする全光型ＴＤＭ
−ＷＤＭ変換回路。 - 【請求項１０】 請求項６に記載の全光型ＴＤＭ−ＷＤ
Ｍ変換回路において、 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、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
を特徴とする全光型ＴＤＭ−ＷＤＭ変換回路。 - 【請求項１１】 請求項５に記載の全光型時分割光パル
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全光型時分割光パルス分離回
路。 - 【請求項１２】 請求項１０に記載の全光型ＴＤＭ−Ｗ
ＤＭ変換回路において、 偏波分散補償手段は、２本の等長の複屈折を有する光カ
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全光型ＴＤＭ−ＷＤＭ変換回
路。 - 【請求項１３】 請求項５に記載の全光型時分割光パル
ス分離回路において、 偏波分散補償手段は、２本の等長の複屈折を有する光カ
ー媒質を、間にλ／２板を挟んで縦続接続した構成であ
ることを特徴とする全光型時分割光パルス分離回路。 - 【請求項１４】 請求項１０に記載の全光型ＴＤＭ−Ｗ
ＤＭ変換回路において、 偏波分散補償手段は、２本の等長の複屈折を有する光カ
ー媒質を、間にλ／２板を挟んで縦続接続した構成であ
ることを特徴とする全光型ＴＤＭ−ＷＤＭ変換回路。 - 【請求項１５】 請求項５に記載の全光型時分割光パル
ス分離回路において、 偏波分散補償手段は、２本の等長の複屈折を有する光カ
ー媒質を、間に９０度ファラデー回転子を挟んで縦続接
続した構成であることを特徴とする全光型時分割光パル
ス分離回路。 - 【請求項１６】 請求項１０に記載の全光型ＴＤＭ−Ｗ
ＤＭ変換回路において、 偏波分散補償手段は、２本の等長の複屈折を有する光カ
ー媒質を、間に９０度ファラデー回転子を挟んで縦続接
続した構成であることを特徴とする全光型ＴＤＭ−ＷＤ
Ｍ変換回路。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP19929898A JP3445159B2 (ja) | 1997-07-18 | 1998-07-14 | 全光型時分割光パルス分離回路および全光型ｔｄｍ−ｗｄｍ変換回路 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19421897 | 1997-07-18 | ||
| JP9-194218 | 1997-07-18 | ||
| JP19929898A JP3445159B2 (ja) | 1997-07-18 | 1998-07-14 | 全光型時分割光パルス分離回路および全光型ｔｄｍ−ｗｄｍ変換回路 |
Publications (2)
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Family
ID=26508373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19929898A Expired - Fee Related JP3445159B2 (ja) | 1997-07-18 | 1998-07-14 | 全光型時分割光パルス分離回路および全光型ｔｄｍ−ｗｄｍ変換回路 |
Country Status (1)
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| JP (1) | JP3445159B2 (ja) |
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-
1998
- 1998-07-14 JP JP19929898A patent/JP3445159B2/ja not_active Expired - Fee Related
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