JP7003336B1 - 周波数分離器、光量子化回路、光ａｄ変換システム、及び光信号処理システム - Google Patents

周波数分離器、光量子化回路、光ａｄ変換システム、及び光信号処理システム Download PDF

Info

Publication number
JP7003336B1
JP7003336B1 JP2021545750A JP2021545750A JP7003336B1 JP 7003336 B1 JP7003336 B1 JP 7003336B1 JP 2021545750 A JP2021545750 A JP 2021545750A JP 2021545750 A JP2021545750 A JP 2021545750A JP 7003336 B1 JP7003336 B1 JP 7003336B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
frequency
light
circuit
electric signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021545750A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2022168186A1 (ja
Inventor
隼也 西岡
孝俊 赤松
巨生 鈴木
聖史 斧原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Application granted granted Critical
Publication of JP7003336B1 publication Critical patent/JP7003336B1/ja
Publication of JPWO2022168186A1 publication Critical patent/JPWO2022168186A1/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2/00—Demodulating light; Transferring the modulation of modulated light; Frequency-changing of light
    • G02F2/004—Transferring the modulation of modulated light, i.e. transferring the information from one optical carrier of a first wavelength to a second optical carrier of a second wavelength, e.g. all-optical wavelength converter
    • G02F2/006—All-optical wavelength conversion
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F7/00—Optical analogue/digital converters

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

周波数分離器（１３）は、各光パルスが複数の周波数（Ｆ１～Ｆ７）のうちの一つを備える複数の光パルス（ＨＨＰ（１）～ＨＨＰ（７））を有する光を、各光成分が前記複数の周波数に対応する複数の周波数帯域（ΔＦ１～ΔＦ７）の一つを備えるべき複数の光成分（ＨＳ１～ＨＳ７）に分離するための複数の濾波器（ＧＲ１～ＧＲ７）を含み、一の濾波器が有する一の周波数帯域の中心周波数と、他の濾波器が有する、前記一の周波数帯域に隣接する他の周波数帯域の中心周波数とが、各周波数帯域の帯域幅を超過して離隔する。

Description

本開示は、周波数分離器、該周波数分離器を含む光量子化回路、該光量子化回路を含む光ＡＤ変換システム、及び、前記光量子化回路を含む光信号処理システムに関する。
特許文献１に開示された光通信での光量子化回路では、例えば、レッドチャープ現象の利用、及び周波数分布が狭いプローブ光信号の併用により、量子化の精度を向上させる。前記した光通信では、一般的に、高速化を企図して光パルスを幅狭化すると、光スペクトルが広帯域化する。
特開２０１８－１３８９５５号公報
本開示の目的は、上記した光スペクトルが広帯域化した下で、光を強度毎に複数の周波数帯域に分離しようとするとき、一の周波数帯域に分離されるべき光成分のエネルギーの一部が、当該一の周波数帯域に隣接する他の周波数帯域に漏洩する結果、上記したレッドチャープ現象の利用、周波数分布が狭いプローブ光信号の併用を行うか否かに拘わらず、上記した量子化に誤差が生じることに鑑み、量子化の誤差の発生を抑制することができる周波数分離器、光量子化回路、光ＡＤ変換システム、及び光信号処理システムを提供することにある。
上記した課題を解決すべく、本開示に係る周波数分離器は、各光パルスが複数の周波数のうちの一つを備える複数の光パルスを有する光を、各光成分が前記複数の周波数に対応する複数の周波数帯域の一つを備えるべき複数の光成分に分離、出力するための複数の濾波器を含み、一の濾波器が有する一の周波数帯域の中心周波数と、他の濾波器が有する、前記一の周波数帯域に隣接する他の周波数帯域の中心周波数とが、各周波数帯域の帯域幅を超過して離隔する。
本開示に係る周波数分離器によれば、前記一の周波数帯域に分離されるべき光成分のエネルギーが、前記一の周波数帯域に隣接する他の周波数帯域に漏洩することに起因する量子化の誤差の発生を抑制することができる。
実施形態１の光ＡＤ変換システム１０の構成を示す。 実施形態１の光電気サンプリング部１１の構成を示す。 実施形態１の空隙グリッド周波数分離器１３の出力特性を示す。 実施形態１の光合分配回路１４の構成を示す。 実施形態１の光ＡＤ変換システム１０の動作を示す。 図６Ａは、実施形態１の空隙グリッド周波数分離器１３の動作を示す。図６Ｂは、比較例の周波数分離器の動作を示す。図６Ｃは、比較例２の周波数分離器の動作を示す。 実施形態１の出力電気信号ＳＤＳ（１）～ＳＤＳ（３）を示す。 実施形態１の入力電気信号ＮＤＳの振幅と出力電気信号ＳＤＳ（１）～ＳＤＳ（３）が示す値との関係を示す。 比較例１の出力電気信号ＳＤＳ（１）～ＳＤＳ（３）を示す。 比較例１の入力電気信号ＮＤＳの振幅と出力電気信号ＳＤＳ（１）～ＳＤＳ（３）が示す値との関係を示す。 比較例２の出力電気信号ＳＤＳ（１）～ＳＤＳ（３）を示す。 比較例２の入力電気信号ＮＤＳの振幅と出力電気信号ＳＤＳ（１）～ＳＤＳ（３）が示す値との関係を示す。 実施形態２の光ＡＤ変換システム２０の構成を示す。 実施形態２のグレイコード光合分配回路２４の構成を示す。 実施形態２の光ＡＤ変換システム２０の動作を示す。 実施形態２の出力電気信号ＳＤＳ（１）～ＳＤＳ（３）を示す。 実施形態２の入力電気信号ＮＤＳの振幅と最終出力電気信号ＳＳＤＳが示す値との関係を示す。 比較例の入力電気信号ＮＤＳの振幅と最終出力電気信号ＳＳＤＳが示す値との関係を示す。
本開示に係る光ＡＤ変換システムの実施形態について説明する。
〈実施形態１〉
〈実施形態１の構成〉
〈全体の構成〉
図１は、実施形態１の光ＡＤ変換システム１０の構成を示す。以下、実施形態１の光ＡＤ変換システム１０の構成について、図１を参照して説明する。
実施形態１の光ＡＤ変換システム１０は、アナログ値である入力電気信号ＮＤＳを、デジタル値である第１～第３の出力電気信号ＳＤＳ（１）～ＳＤＳ（３）に変換すべく、即ち、ＡＤ変換を行うべく、図１に示されるように、光電気サンプリング部１１と、光強度－周波数変換部１２と、空隙グリッド周波数分離器１３と、光合分配回路１４と、第１～第３の光電変換器１５（１）～１５（３）と、第１～第３の電気ＡＤ変換器１６（１）～１６（３）と、を含む。
光強度－周波数変換部１２、空隙グリッド周波数分離器１３、及び光合分配回路１４は、光量子化回路１７を構成する。
空隙グリッド周波数分離器１３は、「周波数分離器」に対応する。
光量子化回路１７は、「光量子化回路」に対応する。光強度－周波数変換部１２は、「第１の変換部」に対応する。光合分配回路１４は、「第２の変換部」に対応する。
光電気サンプリング部１１は、「生成部」に対応する。第１～第３の光電変換器１５（１）～１５（３）は、「光電変換部」に対応する。第１～第３の電気ＡＤ変換器１６（１）～１６（３）は、「ＡＤ変換部」に対応する。
光電気サンプリング部１１は、入力電気信号ＮＤＳを複数の光強度光パルスＨＨＰ（１）～ＨＨＰ（７）へ変換する。光電気サンプリング部１１は、詳しくは、入力電気信号ＮＤＳをサンプリングすることにより、即ち、周期的に抽出することにより、入力電気信号ＮＤＳの電圧、即ち、振幅の大きさに対応する光強度を有する光パルスである光強度光パルスＨＨＰ（１）～ＨＨＰ（７）へ変換する。
光強度－周波数変換部１２は、光強度光パルスＨＨＰ（１）１～ＨＨＰ（７）を周波数光パルスＳＨＰ（１）～ＳＨＰ（７へ）変換する。光強度－周波数変換部１２は、詳しくは、光強度光パルスＨＨＰ（１）～ＨＨＰ（７）を、光強度光パルスＨＨＰ（１）～ＨＨＰ（７）の光強度に対応する周波数を有する光パルスである周波数光パルスＳＨＰ（１）～ＳＨＰ（７）へ変換する。
空隙グリッド周波数分離器１３は、周波数光パルスＳＨＰ（１）～ＳＨＰ（７）を複数の光成分ＨＳ（１）～ＨＳ（７）に分離する。空隙グリッド周波数分離器１３は、詳しくは、周波数光パルスＳＨＰ（１）～ＳＨＰ（７）の周波数Ｆ（１）～Ｆ（７）（図３に図示。）に対応する周波数帯域ΔＦ（１）～ΔＦ（７）（図３に図示。）を有すべき光成分ＨＳ（１）～ＨＳ（７）に分離する。
光合分配回路１４は、光成分ＨＳ（１）～ＨＳ（７）を統合し、または分割することにより、第１の光ビットＨＢ（１）、第２の光ビットＨＢ（２）、第３の光ビットＨＢ（３）を生成する。
第１～第３の光電変換器１５（１）～１５（３）は、第１～第３の光ビットＨＢ（１）～ＨＢ（３）を、アナログ値である第１～第３の中間電気信号ＣＤＳ（１）～ＣＤＳ（３）に変換する。詳しくは、第１の光電変換器１５（１）は、第１の光ビットＨＢ（１）を第１の中間電気信号ＣＤＳ（１）に変換する。第２の光電変換器１５（２）は、第２の光ビットＨＢ（２）を第２の中間電気信号ＣＤＳ（２）に変換する。第３の光電変換器１５（３）は、第３の光ビットＨＢ（３）を第３の中間電気信号ＣＤＳ（３）に変換する。
第１～第３の電気ＡＤ変換器１６（１）～１６（３）は、アナログ値である第１～第３の中間電気信号ＣＤＳ（１）～ＣＤＳ（３）を、デジタル値である第１～第３の出力電気信号ＳＤＳ（１）～ＳＤＳ（３）に変換する。詳しくは、第１の電気ＡＤ変換器１６（１）は、第１の中間電気信号ＣＤＳ（１）を第１の出力電気信号ＳＤＳ（１）に変換する。第２の電気ＡＤ変換器１６（２）は、第２の中間電気信号ＣＤＳ（２）を第２の出力電気信号ＳＤＳ（２）に変換する。第３の電気ＡＤ変換器１６（３）は、第３の中間電気信号ＣＤＳ（３）を第３の出力電気信号ＳＤＳ（３）に変換する。
光合分配回路１４に入力される光成分ＨＳ（１）～ＨＳ（７）の数と光合分配回路１４から出力される光ビットＨＢ（１）～ＨＢ（３）の数との関係については、前者の数は、後者の数よりも概ね大きい。例えば、前者の数は、（２のＭ乗－１）であり、他方で、後者の数は、Ｍであり、例えば、前者の数は、７であり、後者の数は、３である。
〈光電気サンプリング部１１の構成〉
図２は、実施形態１の光電気サンプリング部１１の構成を示す。
光電気サンプリング部１１は、図２に示されるように、モードロックレーザ１１Ａと、光強度変調器１１Ｂと、フォトダイオード１１Ｃと、を有する。
モードロックレーザ１１Ａは、光パルス１１Ｐを生成し、光パルス１１Ｐを光強度変調器１１Ｂ及びフォトダイオード１１Ｃに周期的に出力する。光強度変調器１１Ｂは、入力電気信号ＮＤＳの振幅の大きさに応じて、光パルス１１Ｐの強度を変調することにより、光強度光パルスＨＨＰ（１）～ＨＨＰ（７）を生成する。
フォトダイオード１１Ｃは、光パルス１１Ｐを、光パルス１１Ｐのパルス繰り返し周波数と同一の周波数を有し、かつ、電気信号であるサンプリングクロックＳＣに変換する。
モードロックレーザ１１Ａは、例えば、電気光学変調器により発生させる光周波数コムでもよい。光強度変調器１１Ｂは、入力電気信号ＮＤＳの振幅の大きさに応じて光パルス１１Ｐの光強度を変調することができればよく、例えば、マッハツェンダー型干渉計により強度変調を行う光強度変調器、電界吸収効果により強度変調を行う電界吸収型光強度変調器でもよい。
〈光強度－周波数変換部１２の構成〉
図１に戻り、光強度－周波数変換部１２は、光強度毎に周波数をシフトさせ、即ち、光強度に対応する周波数へ変換し、例えば、非線形光学効果によるソリトン自己周波数シフト現象（ＳＳＦＳ：Soliton Self Frequency Shift）を用いて行う。ソリトン自己周波数シフト現象を効率良く発生させるためには、例えば、高非線形ファイバ、またはフォトニック結晶を用いるとよい。
光強度－周波数変換部１２は、ソリトン自己周波数シフト現象の他には、例えば、光半導体増幅器を用いて、光パルスの光強度に応じて変化する光パルスの立ち上がりの周波数チャープ現象を発生させてもよく、また、光パルスを光増幅するときに生じる周波数チャープ現象を用いてもよい。
〈空隙グリッド周波数分離器１３の構成〉
図３は、実施形態１の空隙グリッド周波数分離器１３の出力特性を示す。
空隙グリッド周波数分離器１３は、７つの光成分ＨＳ（１）～ＨＳ（７）を出力すべく、図３に示されるように、空隙グリッド周波数分離器１３が抽出する周波数の数、換言すれば、７つのグリッドＧＲ（１）～ＧＲ（７）を有する。グリッドＧＲ（１）～ＧＲ（７）は、実質的に帯域濾波器の機能を有する。各グリッドＧＲ（１）～ＧＲ（７）の幅（－３ｄＢ）、即ち、帯域幅は、１００ＧＨｚであり、グリッドＧＲ（１）～ＧＲ（７）の間隔は、５００ＧＨｚである。
ここで、グリッドの間隔とは、周波数帯域ΔＦ（１）～ΔＦ（７）のうち相互に隣接する２つの周波数帯域（例えば、周波数帯域ΔＦ（１）と周波数帯域ΔＦ（２））の各中心周波数（例えば、周波数Ｆ（１）と周波数Ｆ（２））間の距離である。グリッドの間隔は、グリッドの帯域幅より広ければよく、換言すれば、隣接する中心周波数（例えば、Ｆ（１）、Ｆ（２））が、相互に、周波数帯域（ΔＦ（１）、ΔＦ（２））の帯域幅（１００ＧＨｚ）を超過して離隔していればよい。グリッドの間隔は、上記した帯域幅との関係についての条件を満たせば、上記した５００ＧＨｚより広くても狭くてもよい。
中心周波数Ｆ（１）～Ｆ（７）のうちで、中心周波数Ｆ（１）は、最も低い周波数であり、対照的に、中心周波数Ｆ（７）は、最も高い周波数である。周波数帯域ΔＦ（１）～ΔＦ（７）の帯域幅は、中心周波数Ｆ（１）～Ｆ（７）の高低とは無関係に、相互に同一（例えば、１００ＧＨｚ）である。
グリッドの数は、７より大きくても小さくてよい。グリッドＧＲ（１）～ＧＲ（７）の幅は、１００ＧＨｚより広くても狭くてもよい。
空隙グリッド周波数分離器１３は、例えば、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ：Arrayed Waveguide Gratings）、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing：波長分割多重）カプラ、波長選択スイッチ（ＷＳＳ：Wavelength Selective Switch）であってもよく、また、プレーナ光波回路（ＰＬＣ：Planar Lightwave Circuit）、シリコンを用いて集積化されてもよい。
〈光合分配回路１４の構成〉
図４は、実施形態１の光合分配回路１４の構成を示す。
光合分配回路１４は、図４に示されるように、７つの第１～第７の光減衰器１４Ａ（１）～１４Ａ（７）と、４つの第１～第４の光分配器１４Ｂ（１）～１４Ｂ（４）と、３つの第１～第３の光合波器１４Ｃ（１）～１４Ｃ（３）と、を有する。
第１の光減衰器１４Ａ（１）～１４Ａ（７）は、空隙グリッド周波数分離器１３から出力される光成分ＨＳ（１）～ＨＳ（７）の光強度を調整し、詳しくは、光強度を減衰させる。
第１～第４の光分配器１４Ｂ（１）～１４Ｂ（４）は、一例として、第１の光減衰器１４Ａ（１）～１４Ａ（７）から出力される減衰される光成分ＨＳ（１）～ＨＳ（７）のうち、光成分ＨＳ（３）、ＨＳ（５）、ＨＳ（６）、ＨＳ（７）を分配する。
上記した光成分ＨＳ（３）、ＨＳ（５）、ＨＳ（６）、ＨＳ（７）が分配されて供給され、かつ、他の光成分である光成分ＨＳ（１）、ＨＳ（２）、ＨＳ（４）が分配されることなく供給される。これにより、図４に示されるように、第１の光合波器１４Ｃ（１）には、光成分ＨＳ（Ａ）～ＨＳ（Ｄ）が入力され、第２の光合波器１４Ｃ（２）には、光成分ＨＳ（Ｅ）～ＨＳ（Ｈ）が入力され、第３の光合波器１４Ｃ（３）には、光成分ＨＳ（ｉ）～ＨＳ（Ｌ）が入力される。
第１の光合波器１４Ｃ（１）は、光成分ＨＳ（Ａ）～ＨＳ（Ｄ）を合波することにより、第１の光ビットＨＢ（１）を生成する。第２の光合波器１４Ｃ（２）は、光成分ＨＳ（Ｅ）～ＨＳ（Ｈ）を合波することにより、第２の光ビットＨＢ（２）を生成する。第３の光合波器１４Ｃ（３）は、光成分ＨＳ（ｉ）～ＨＳ（Ｌ）を合波することにより、第３の光ビットＨＢ（３）を生成する。
ここで、第３のＨＢ（３）は、ＭＳＢ（Most Significant Bit）であり、第１のＨＢ（１）は、ＬＳＢ（Least Significant Bit）である。
光合分配回路１４は、プレーナ光波回路（ＰＬＣ：Planar Lightwave Circuit）、シリコンを用いて集積化されてもよく、また、集積されていない、即ち、バラックであってもよい。ＷＤＭカプラ、波長選択スイッチを用いて構成してもよい。
〈第１～第３の光電変換器１５（１）～１５（３）の構成〉
図１に戻り、第１～第３の光電変換器１５（１）～１５（３）は、例えば、フォトダイオード、または、フォトダイオード及びトランスインピーダンスアンプを用いて構成される。
〈第１～第３の電気ＡＤ変換器１６（１）～１６（３）の構成〉
第１～第３の電気ＡＤ変換器１６（１）～１６（３）は、複数ビットの分解能を備えてもよく、また、１ビットの分解能を備えてもよく、例えば、コンパレータであってもよい。
〈実施形態１の動作〉
図５は、実施形態１の光ＡＤ変換システム１０の動作を示す。
実施形態１の光ＡＤ変換システム１０の動作について、図５を参照して説明する。
図２で、光電気サンプリング部１１では、モードロックレーザ１１Ａから光パルス１１Ｐが出力されると、光強度変調器１１Ｂは、光パルス１１Ｐを、入力電気信号ＮＤＳに基づき変調する。これにより、図５に示されるように、入力電気信号ＮＤＳの振幅の大きさに対応する光強度を有する光強度光パルスＨＨＰ（１）～ＨＨＰ（７）（ＨＨＰ（７）のみ図示。）が生成される。
ここで、入力電気信号ＮＤＳの電圧の振幅は、図５に示されるように、時間的に線形であり、光強度変調器１１Ｂにおける、入力電気信号ＮＤＳと光強度光パルスＨＨＰ（１）～ＨＨＰ（７）との関係は、線形であり、従って、光強度光パルスＨＨＰ（１）～ＨＨＰ（７）の光強度も、時間的に線形である。
以下では、説明及び理解を容易にすべく、入力電気信号ＮＤＳの振幅が、図５に示されるように、１、２、３、４、５、６、７という７つの離散的な値であることを想定する。
光強度－周波数変換部１２は、光強度光パルスＨＨＰ（１）～（７）が供給されると、ソリトン自己周波数シフト現象（ＳＳＦＳ）を発生させる。これにより、光強度光パルスＨＨＰ（１）～ＨＨＰ（７）の光強度毎に異なる、周波数Ｆ（１）～Ｆ（７）を有する周波数光パルスＳＨＰ（１）～ＳＨＰ（７）（ＳＨＰ（７）のみを図示。）が生成される。
ここで、図５に示されるように、入力電気信号ＮＤＳの離散的な振幅の値１～７と、中心周波数Ｆ（１）～Ｆ（７）とは対応している。例えば、入力電気信号ＮＤＳの振幅の値が、１であるとき、中心周波数は、Ｆ（１）であり、中心周波数Ｆ（１）の周波数光パルスＳＨＰ（１）のみが発生し、即ち、「有」であり、他方で、他の周波数光パルスＳＨＰ（２）～ＳＨＰ（７）が発生せず、即ち、「無」である。同様にして、入力電気信号ＮＤＳの振幅の値が、２であるとき、中心周波数は、Ｆ（２）であり、また、入力電気信号ＮＤＳの振幅の値が、７であるとき、中心周波数は、Ｆ（７）である。
空隙グリッド周波数分離器１３は、周波数光パルスＳＨＰ（１）～ＳＨＰ（７）を、図３に図示されたグリッドＧＲ（１）～ＧＲ（７）を用いて分離する。空隙グリッド周波数分離器１３は、より詳しくは、図３に図示された、中心周波数がＦ（１）～Ｆ（７）であり、帯域幅ΔＦ（１）～ΔＦ（７）が１００ＧＨｚであり、かつ、隣接するグリッド間の間隔が５００ＧＨｚであるグリッドＧＲ（１）～ＧＲ（７）を用いて分離する。
光合分配回路１４は、一例として、以下の式（１）を満たす入出力特性を有する。

Figure 0007003336000001
ｓが１～７の整数であり、ｔが１～３の整数であることを想定すると、E_DWDMsは、ｓ番めの光成分ＨＳ（ｓ）の光電界であり、E_PDtは、ｔ番めの光ビットＨＢ（ｔ）の光電界である。
ここで、光強度－周波数変換部１２に入力される光強度光パルスＨＨＰ（１）～ＨＨＰ（７）と、光強度－周波数変換部１２から出力される周波数光パルスＳＨＰ（１）～ＳＨＰ（７）とが比例の関係にあることを想定する。前記の想定の下で、光成分ＨＳ（１）～ＨＳ（７）が、等電界かつ等振幅であることから、光ビットＨＢ（１）～ＨＢ（３）は、相互間で立ち上がりが同期する。
上記とは対照的に、光強度光パルスＨＨＰ（１）～ＨＨＰ（７）と、周波数光パルスＳＨＰ（１）～ＳＨＰ（７）とが比例の関係にない場合、または、周波数光パルスＳＨＰ（１）～ＳＨＰ（７）のスペクトルが広がっている場合には、上記した式（１）内の平方根で表された損失値を、前記した比例の関係にない程度、または、前記したスペクトルの広がりの程度に応じて調整することにより、上記した同期を確保する。
光ビットＨＢ（１）～ＨＢ（３）は、図１に示されるように、第１～第３の光電変換器１５（１）～１５（３）、及び、第１～第３の電気ＡＤ変換器１６（１）～１６（３）を経て、出力電気信号ＳＤＳ（１）～ＳＤＳ（３）に変換され、即ち、量子化される。
上述した実施形態１の光ＡＤ変換システム１０の動作により、例えば、振幅の値が１である、アナログ値の入力電気信号ＮＤＳは、０である第３の光ビットＨＢ（３）、０である第２の光ビットＨＢ（２）、及び、１である第１の光ビットＨＢ（１）に変換され、当該変換の後、デジタル値として、０である第３の出力電気信号ＳＤＳ（３）、０である第２の出力電気信号ＳＤＳ（２）、及び、１である第１の出力電気信号ＳＤＳ（１）が、出力される。
また、振幅の値が２である入力電気信号ＮＤＳは、０である第３の光ビットＨＢ（３）、１である第２の光ビットＨＢ（２）、及び、０である第１の光ビットＨＢ（１）に変換され、当該変換の後、デジタル値として、０である第３の出力電気信号ＳＤＳ（３）、１である第２の出力電気信号ＳＤＳ（２）、及び、０である第１の出力電気信号ＳＤＳ（１）が、出力される。
同様にして、振幅の値が７である入力電気信号ＮＤＳは、１である第３の光ビットＨＢ（３）、１である第２の光ビットＨＢ（２）、及び、１である第１の光ビットＨＢ（１）に変換され、当該変換の後、デジタル値として、１である第３の出力電気信号ＳＤＳ（３）、１である第２の出力電気信号ＳＤＳ（２）、及び、１である第１の出力電気信号ＳＤＳ（１）が、出力される。要約すれば、第１～第３の光ビットＨＢ（１）～ＨＢ（３）、及び第１～第３の出力電気信号ＳＤＳ（１）～ＳＤＳ（３）は、入力電気信号ＮＤＳの振幅が大きいほど、換言すれば、光強度光パルスＨＨＰ（１）～ＨＨＰ（７）の光強度が大きいほど、より大きい値に変換される。
〈実施形態１の効果〉
上述したように、実施形態１の空隙グリッド周波数分離器１３では、図３に示されるように、
光成分ＨＳ（１）～ＨＳ（７）を分離すべく、中心周波数Ｆ（１）～Ｆ（７）のうちの隣接する中心周波数が、相互間で周波数帯域ΔＦ（１）～ΔＦ（７）の帯域幅（例えば、１００ＧＨｚ）を超過した距離（例えば、５００ＧＨｚ）を離隔する。これにより、実施形態１の光ＡＤ変換システム１０では、一の周波数帯域の光エネルギーが、該一の周波数帯域に隣接する他の周波数帯域に漏洩することに起因する量子化の誤差の発生を抑制することができる。
実施形態１の光量子化回路１７（図１に図示。）では、光合分配回路１４が光成分ＨＳ（１）～ＨＳ（７）を統合しまたは分割することに先立って、空隙グリッド周波数分離器１３により、隣接するグリッド間での光成分ＨＳ（１）～ＨＳ（７）の漏れ込みが抑制されている。これにより、
光量子化回路１７では、光合分配回路１４は、光ビットＨＢ（１）～ＨＢ（３）の生成を、当該抑制を行わない場合に比して高精度で行うことができる。
実施形態１の空隙グリッド周波数分離器１３は、また、光強度光パルスＨＨＰ（１）～ＨＨＰ（７）をグリッドＧＲ（１）～ＧＲ（７）の帯域幅（例えば、１００ＧＨｚ）まで圧縮する。これにより、低利得なスペクトル圧縮器が不要となる。これにより、利得補填用のコンポーネントを削減することができ、その結果、コストを低減することができる。
実施形態１の空隙グリッド周波数分離器１３は、さらに、その帯域幅を、光強度光パルスＨＨＰ（１）～ＨＨＰ（７）のスペクトル幅に対応させる必要が無い。これにより、汎用品を用いた設計が可能となり、換言すれば、設計を容易にし、また、コストを低減することが可能となる。
〈実施形態１と比較例〉
図６は、実施形態１の空隙グリッド周波数分離器１３の動作及び比較例の周波数分離器の動作を示す。
実施形態１の空隙グリッド周波数分離器１３では、図６Ａに示されるように、グリッドＧＲ（１）～ＧＲ（７）は相互に接しておらず、即ち、グリッドＧＲ（１）～ＧＲ（７）の相互間に空隙が存在する。
上記とは相違して、比較例である周波数分離器では、図６Ｂ、図６Ｃに示されるように、グリッドＧＲ（１）～ＧＲ（７）は相互に接しており、即ち、グリッドＧＲ（１）～ＧＲ（７）の相互間に空隙が存在しない。詳しくは、比較例１の周波数分離器では、図６Ｂに示されるように、グリッドＧＲ（１）～ＧＲ（７）の幅が、空隙グリッド周波数分離器１３のグリッド幅（例えば、１００ＧＨｚ）と同一であり、かつ、グリッドＧＲ（１）～ＧＲ（７）の相互間に空隙が存在しない。また、比較例２の周波数分離器では、図６Ｃに示されるように、グリッドＧＲ（１）～ＧＲ（７）の幅が、空隙グリッド周波数分離器１３のグリッド間の間隔（例えば、５００ＧＨｚ）と同一であり、かつ、グリッドの相互間に空隙が存在しない。
実施形態１の空隙グリッド周波数分離器１３では、図６Ａに示されるように、例えば、グリッドＧＲ（４）を通過する、中心周波数Ｆ（４）の光成分ＨＳ（４）が周波数軸上で広がっていても、上記したグリッド間に空隙が存在することにより、光成分ＨＳ（４）のエネルギーが、グリッドＧＲ（４）に隣接するグリッドＧＲ（３）、ＧＲ（５）へ漏れることを抑える。
比較例１の周波数分離器では、図６Ｂに示されるように、光成分ＨＳ（４）のエネルギーが、上記した空隙が存在しないことにより、他のグリッドＧＲ（１）、ＧＲ（２）、ＧＲ（３）、ＧＲ（５）、ＧＲ（６）、ＧＲ（７）へ流入することから、量子化に誤差が生じる。
比較例２の周波数分離器では、図６Ｃに示されるように、光成分ＨＳ（４）のエネルギーが、上記した空隙が存在しないことにより、少なくとも、グリッドＧＲ（４）に隣接する他のグリッドＧＲ（３）、ＧＲ（５）へ流入することから、量子化に誤差が生じる。
図７は、実施形態１の出力電気信号ＳＤＳ（１）～ＳＤＳ（３）を示す。
図７で、横軸は、入力電気信号ＮＤＳのサンプル番号を示す。横軸は、詳しくは、入力電気信号ＮＤＳの振幅が０から７まで０．１刻みで線形に掃引された、入力電気信号ＮＤＳの５７個のサンプル番号を示す。縦軸は、８ビット（２５５通り）に量子化された、出力電気信号ＳＤＳ（１）～ＳＤＳ（３）の大きさを示す。
出力電気信号ＳＤＳ（１）～ＳＤＳ（３）は、閾値ＴＨより大きいとき、１であると判定され、他方で、閾値ＴＨより小さいとき、０であると判定される。
図８は、実施形態１の入力電気信号ＮＤＳの振幅と出力電気信号ＳＤＳ（１）～ＳＤＳ（３）が示す値との関係を示す。
実施形態１の光ＡＤ変換システム１０は、図８に示されるように、アナログ値である入力電気信号ＮＤＳを、デジタル値である出力電気信号ＳＤＳ（１）～ＳＤＳ（３）へＡＤ変換し、より詳しくは、例えば、線形に変化する入力電気信号ＮＤＳを、出力電気信号ＳＤＳ（１）～ＳＤＳ（３）へ誤差無く変換する。
図９は、比較例１の出力電気信号ＳＤＳ（１）～ＳＤＳ（３）を示す。
図１０は、比較例１の入力電気信号ＮＤＳの振幅と出力電気信号ＳＤＳ（１）～ＳＤＳ（３）が示す値との関係を示す。
図１１は、比較例２の出力電気信号ＳＤＳ（１）～ＳＤＳ（３）を示す。
図１２は、比較例２の入力電気信号ＮＤＳの振幅と出力電気信号ＳＤＳ（１）～ＳＤＳ（３）が示す値との関係を示す。
実施形態１では、図８に示されるように、量子化が誤差１以内で行われる。
図７と、図９、図１１とを比較すると、比較例１、比較例２の出力電気信号ＳＤＳ（１）～ＳＤＳ（３）（図９、図１１に図示。）が、実施形態１の出力電気信号ＳＤＳ（１）～ＳＤＳ（３）（図７に図示。）と極めて相違する。当該相違に起因して、比較例１及び比較例２では、図１０、図１２に示されるように、量子化が誤差１より大きい範囲で行われる。
従って、実施形態１による量子化は、比較例１による量子化及び比較例２による量子化よりも優れている。
〈変形例〉
第１～第３の電気ＡＤ変換器１６（１）～１６（３）は、上記した８ビットでの量子化に代えて、他のビット数での量子化でもよく、例えば、１ビットでの量子化を行うコンパレータを用いてもよい。
入力電気信号ＮＤＳは、上記した、時間的に線形に変化することに代えて、時間的に任意に変化してもよい。
〈実施形態２〉
〈実施形態２の構成〉
〈全体の構成〉
図１３は、実施形態２の光ＡＤ変換システム２０の構成を示す。以下、実施形態２の光ＡＤ変換システム２０の構成について、図１３を参照して説明する。
実施形態２の光ＡＤ変換システム２０は、アナログ値である入力電気信号ＮＤＳを、デジタル値である最終出力電気信号ＳＳＤＳにＡＤ変換を行うべく、図１３に示されるように、実施形態１の光ＡＤ変換システム１０（図１に図示。）と同様に、光電気サンプリング部２１と、光強度－周波数変換部２２と、空隙グリッド周波数分離器２３と、第１～第３の光電変換器２５（１）～２５（３）と、第１～第３の電気ＡＤ変換器２６（１）～２６（３）と、を含む。
実施形態２の光電気サンプリング部２１、光強度－周波数変換部２２、空隙グリッド周波数分離器２３、第１～第３の光電変換器２５（１）～２５（３）、及び、第１～第３の電気ＡＤ変換器２６（１）～２６（３）の機能は、実施形態１の光電気サンプリング部１１、光強度－周波数変換部１２、空隙グリッド周波数分離器１３、第１～第３の光電変換器１５（１）～１５（３）、及び、第１～第３の電気ＡＤ変換器１６（１）～１６（３）の機能と同一である。
実施形態２の光ＡＤ変換システム２０は、他方で、実施形態１の光ＡＤ変換システム１０と相違して、光合分配回路１４の機能を有さずに、グレイコード光合分配回路２４と、デコード処理器２８を含む。
光強度－周波数変換部２２、空隙グリッド周波数分離器２３、及び、グレイコード光合分配回路２４は、量子化回路２７を構成する。
グレイコード光合分配回路２４は、「第２の変換部」に対応する。デコード処理器２８は、「デコード部」に対応する。
グレイコード光合分配回路２４は、空隙グリッド周波数分離器２３から出力される光成分ＨＳ（１）～ＨＳ（７）を、グレイコードを構成する光ビットＨＢ（１）～ＨＢ（３）に合分配する。
デコード処理器２８は、第１～第３の電気ＡＤ変換器１６（１）～１６（３）から出力される、デジタル値である出力電気信号ＳＤＳ（１）～ＳＤＳ（３）を、デジタル値である最終出力電気信号ＳＳＤＳにデコードする。
〈グレイコード光合分配回路２４の構成〉
図１４は、実施形態２のグレイコード光合分配回路２４の構成を示す。
グレイコード光合分配回路２４は、図１４に示されるように、第１～第７の光減衰器２４Ａ（１）～２４Ａ（７）と、第１～第４の光分配器２４Ｂ（１）～２４Ｂ（４）と、第１～第３の光合波器２４Ｃ（１）～２４Ｃ（３）と、を有する。
第１～第７の光減衰器２４Ａ（１）～２４Ａ（７）は、実施形態１の第１～第７の光減衰器１４Ａ（１）～１４Ａ（７）と同様に、空隙グリッド周波数分離器２３から出力される光成分ＨＳ（１）～ＨＳ（７）の光強度を減衰させる。
第１～第４の光分配器２４Ｂ（１）～２４Ｂ（４）は、実施形態１の第１～第４の光分配器１４Ｂ（１）～１４Ｂ（４）と相違し、一例として、第１の光減衰器２４Ａ（１）～２４Ａ（７）から出力される減衰された光成分ＨＳ（１）～ＨＳ（７）のうち、光成分ＨＳ（２）、ＨＳ（４）、ＨＳ（５）、ＨＳ（６）を分配する。
上記した光成分ＨＳ（２）、ＨＳ（４）、ＨＳ（５）、ＨＳ（６）が分配されて供給され、かつ、他の光成分である光成分ＨＳ（１）、ＨＳ（３）、ＨＳ（７）が分配されることなく供給される。これにより、図１４に示されるように、第１の光合波器２４Ｃ（１）には、光成分ＨＳ（Ａ）～ＨＳ（Ｄ）が入力され、第２の光合波器２４Ｃ（２）には、光成分ＨＳ（Ｅ）～ＨＳ（Ｈ）が入力され、第３の光合波器２４Ｃ（３）には、光成分ＨＳ（ｉ）～ＨＳ（Ｌ）が入力される。
第１の光合波器２４Ｃ（１）は、光成分ＨＳ（Ａ）～ＨＳ（Ｄ）を合波することにより、第１の光ビットＨＢ（１）を生成する。第２の光合波器２４Ｃ（２）は、光成分ＨＳ（Ｅ）～ＨＳ（Ｈ）を合波することにより、第２の光ビットＨＢ（２）を生成する。第３の光合波器２４Ｃ（３）は、光成分ＨＳ（ｉ）～ＨＳ（Ｌ）を合波することにより、第３の光ビットＨＢ（３）を生成する。
グレイコード光合分配回路２４は、プレーナ光波回路、シリコンを用いて集積化されてもよく、また、集積されていない、即ち、バラックであってもよい。ＷＤＭカプラ、波長選択スイッチを用いて構成してもよい。
〈デコード処理器２８の構成〉
デコード処理器２８は、例えば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、マイクロコンピュータ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成される。デコード処理器２８は、上記したデコードを、順次処理してもよく、また、メモリ等の記憶媒体（図示せず。）に保存した後に一括で処理してもよい。
〈実施形態２の動作〉
図１５は、実施形態２の光ＡＤ変換システム２０の動作を示す。
実施形態２の光ＡＤ変換システム２０の動作について、図１５を参照して説明する。
実施形態２の光電気サンプリング部２１～空隙グリッド周波数分離器２３までの動作は、実施形態１の光電気サンプリング部１１～空隙グリッド周波数分離器１３までの動作と同様である。
実施形態２の第１～第３の光電変換器２５（１）～２５（３）、及び第１～第３の電気ＡＤ変換器２６（１）～２６（３）の動作は、実施形態１の第１～第３の光電変換器１５（１）～１５（３）、及び第１～第３の電気ＡＤ変換器１６（１）～１６（３）の動作と同様である。
グレイコード光合分配回路２４は、一例として、以下の式（２）を満たす入出力特性を有する。

Figure 0007003336000002
実施形態１の式（１）と同様に、ｓが１～７の整数であり、ｔが１～３の整数であることを想定すると、E_DWDMsは、ｓ番めの光成分ＨＳ（ｓ）の光電界であり、E_PDtは、ｔ番めの光ビットＨＢ（ｔ）の光電界である。
ここで、実施形態１と同様に、光強度－周波数変換部２２に入力される光強度光パルスＨＨＰ（１）～ＨＨＰ（７）と、光強度－周波数変換部１２から出力される周波数光パルスＳＨＰ（１）～ＳＨＰ（７）とが比例の関係にあることを想定する。前記の想定の下で、光成分ＨＳ（１）～ＨＳ（７）が、等電界かつ等振幅であることから、グレイコードである光ビットＨＢ（１）～ＨＢ（３）は、相互間で立ち上がりが同期する。
上記とは対照的に、光強度光パルスＨＨＰ（１）～ＨＨＰ（７）と、周波数光パルスＳＨＰ（１）～ＳＨＰ（７）とが比例の関係にない場合、または、周波数光パルスＳＨＰ（１）～ＳＨＰ（７）のスペクトルが広がっている場合には、実施形態１の式（１）について説明したと同様に、上記した式（２）内の平方根で表された損失値を、前記した比例の関係にない程度、または、前記したスペクトルの広がりの程度に応じて調整することにより、上記した同期を確保する。
グレイコード光合分配回路２４は、図１５のデコード処理器２８の動作から示されるように、例えば、振幅の値が１である入力電気信号ＮＤＳに対応する中心周波数Ｆ（１）の光成分ＨＳ（１）を、０である第３の光ビットＨＢ（３）、０である第２の光ビットＨＢ（２）、１である第１の光ビットＨＢ（１）へ変換する。これにより、光ビットＨＢ（３）～ＨＢ（１）は、全体で、「００１」を示す。
グレイコード光合分配回路２４は、また、例えば、振幅の値が２である入力電気信号ＮＤＳに対応する中心周波数Ｆ（２）の光成分ＨＳ（２）を、０である第３の光ビットＨＢ（３）、１である第２の光ビットＨＢ（２）、１である第１の光ビットＨＢ（１）へ変換する。これにより、光ビットＨＢ（３）～ＨＢ（１）は、全体で、「０１１」を示す。
グレイコード光合分配回路２４は、さらに、例えば、振幅の値が３である入力電気信号ＮＤＳに対応する中心周波数Ｆ（３）の光成分ＨＳ（３）を、０である第３の光ビットＨＢ（３）、１である第２の光ビットＨＢ（２）、０である第１の光ビットＨＢ（１）へ変換する。これにより、光ビットＨＢ（３）～ＨＢ（１）は、全体で、「０１０」を示す。
上記した変換により、例えば、入力電気信号ＮＤＳの振幅の値１を示す光ビットＨＢ（３）～ＨＢ（１）の「００１」と、振幅の値１に隣接する振幅の値２を示す光ビットＨＢ（３）～ＨＢ（１）の「０１１」とは、１ビットのみ相違し、即ち、第２の光ビットＨＢ（２）のみ、相違する。
同様に、振幅の値２を示す光ビットＨＢ（３）～ＨＢ（１）の「０１１」と、振幅の値２に隣接する３を示す光ビットＨＢ（３）～ＨＢ（１）の「０１０」とは、１ビットのみ相違し、即ち、光ビットＨＢ（１）のみ相違する。
光ビットＨＢ（１）～ＨＢ（３）は、実施形態１と同様に、第１～第３の光電変換器２５（１）～２５（３）、及び、第１～第３の電気ＡＤ変換器２６（１）～２６（３）を経て、出力電気信号ＳＤＳ（１）～ＳＤＳ（３）に量子化される。
デコード処理器２８は、出力電気信号ＳＤＳ（１）～ＳＤＳ（３）を二進数または十進数にデコードすることにより、最終出力電気信号ＳＳＤＳを生成し、出力する。
〈実施形態２の効果〉
上述したように、実施形態２の光ＡＤ変換システム２０では、空隙グリッド周波数分離器２３が、実施形態１の空隙グリッド周波数分離器１３と同様の分離を行うことに加えて、グレイコード光合分配回路２４が、グレイコードへの変換を行う。これにより、通常のコードへの変換する場合における、相互に隣接する振幅の値の間で、例えば、振幅の値１、及び振幅の値１に隣接する振幅の値２について、前者の振幅の値１に対応する通常のコード「００１」と、後者の振幅の値２に対応する通常のコード「０１０」との間で、２ビットの変化が生じるという事態を回避する。これにより、量子化の誤差をより低減することができる。
〈実施形態２と比較例〉
図１６は、実施形態２の出力電気信号ＳＤＳ（１）～ＳＤＳ（３）を示す。
図１６で、実施形態１の図７と同様に、横軸は、入力電気信号ＮＤＳのサンプル番号を示す。横軸は、具体的には、入力電気信号ＮＤＳの振幅が０から７まで０．１刻みで線形に掃引された、入力電気信号ＮＤＳの５７個のサンプル番号を示す。縦軸は、８ビット（２５５通り）に量子化された、出力電気信号ＳＤＳ（１）～ＳＤＳ（３）の大きさを示す。
実施形態１と同様に、出力電気信号ＳＤＳ（１）～ＳＤＳ（３）は、閾値ＴＨより大きいとき、１であると判定され、他方で、閾値ＴＨより小さいとき、０であると判定される。
図１７は、実施形態２の入力電気信号ＮＤＳの振幅と最終出力電気信号ＳＳＤＳが示す値との関係を示す。
実施形態２の光ＡＤ変換システム２０は、実施形態１の光ＡＤ変換システム１０の動作（図８に図示。）と同様に、アナログ値である入力電気信号ＮＤＳを、デジタル値である出力電気信号ＳＤＳ（１）～ＳＤＳ（３）へ誤差無く変換する。
図１８は、比較例の入力電気信号ＮＤＳの振幅と最終出力電気信号ＳＳＤＳが示す値との関係を示す。
比較例は、実施形態２と相違して、グレイコードへの変換を用いない。その結果、比較例では、上述したように、入力電気信号ＮＤＳの振幅の値１を表す通常のコード「００１」と、振幅の値２を表す通常のコード「０１０」との間で、２つのビットが相違する。比較例では、当該２つのビットが相違することに起因して、図１８に示されるように、例えば、点Ｐ１～Ｐ５で、量子化に誤差が発生する。
〈他の実施形態：光信号処理システム〉
上記した実施形態１の光ＡＤ変換システム１０及び光ＡＤ変システム２０が、上述した構成及び機能を有することに代えて、例えば、光信号処理システムが、上述した構成及び機能を有してもよい。
光信号処理システムでは、また、実施形態１の光量子化回路１７、または実施形態２の光量子化回路２７の入出力である、光強度光パルスＨＨＰ（１）～ＨＨＰ（７）及び光ビットＨＢ（１）～ＨＢ（７）が、実施形態１の光量子化回路１７、及び実施形態２の光量子化回路２７以外の回路、例えば、標本化機能、演算機能、及び記憶機能のうち少なくとも１つを有する回路に接続されてもよい。
光信号処理システムは、さらに、プレーナ光波回路、及びシリコンのうちの少なくとも１つを用いて集積化されてもよい。
なお、上記した実施形態同士を組み合わせること、及び、各実施形態中の構成要素を変形し又は省略することが、可能である。
本開示に係る周波数分離器は、例えば、量子化の誤差の発生を抑制することに利用可能である。
１０ 光ＡＤ変換システム、１１ 光電気サンプリング部、１２ 周波数変換部、１３ 空隙グリッド周波数分離器、１４ 光合分配回路、第１～第３の光電変換器１５（１）～１５（３）、第１～第３の電気ＡＤ変換器１６（１）～１６（３）、１７ 光量子化回路、２０ 光ＡＤ変換システム、２１ 光電気サンプリング部、２２ 周波数変換部、２３ 空隙グリッド周波数分離器、２４ グレイコード光合分配回路、第１～第３の光電変換器２５（１）～２５（３）、２６ 第１～第３の電気ＡＤ変換器２６（１）～２６（３）、２７ 量子化回路、２８ デコード処理器、ＧＲ グリッド、ＮＤＳ 入力電気信号、ＣＤＳ 中間電気信号、ＳＤＳ 出力電気信号、ＳＳＤＳ 最終出力電気信号、ＨＨＰ 光強度光パルス、ＳＨＰ 周波数光パルス、ＨＳ 光成分、ＨＢ 光ビット、Ｆ 中心周波数、ΔＦ 周波数帯域。

Claims (13)

  1. 各光パルスが複数の周波数のうちの一つを備える複数の光パルスを有する光を、各光成分が前記複数の周波数に対応する複数の周波数帯域の一つを備えるべき複数の光成分に分離、出力するための複数の濾波器を含み、一の濾波器が有する一の周波数帯域の中心周波数と、他の濾波器が有する、前記一の周波数帯域に隣接する他の周波数帯域の中心周波数とが、各周波数帯域の帯域幅を超過して離隔する周波数分離器。
  2. 複数の光強度のうちの一つを各第２の光パルスが備える複数の第２の光パルスを、前記複数の光強度に対応する複数の周波数の一つを各光パルスが備える前記複数の前記光パルスに変換する第１の変換部と、
    前記第１の変換部により変換された複数の光パルスを、前記複数の光成分に分離する請求項１に記載の周波数分離器と、
    前記周波数分離器により分離された複数の光成分を、該複数の光成分の有無により表される第１の値に対応する第２の値を表す複数の光ビットに変換する第２の変換部と、
    を含む光量子化回路。
  3. 前記第２の変換部は、前記光強度がより大きいことに対応して前記中心周波数がより大きい前記光成分を、より大きい前記第２の値を表す前記複数の光ビットに変換する、請求項２に記載の光量子化回路。
  4. 前記第２の変換部は、前記複数の光成分から前記複数の光ビットへの変換を、前記複数の光成分のうち一の光成分が有ることにより表される一の第１の値に対応する一の第２の値を表す一の複数のビットと、前記複数の光成分のうち他の光成分が有ることにより表される他の第１の値に対応する他の第２の値を表す他の複数の光ビットとが、１ビットのみ相違するように行う、
    請求項２に記載の光量子化回路。
  5. 前記第２の変換部は、前記複数の光成分から前記複数の光ビットへの変換を、前記複数の光成分を入力としかつ前記複数の光ビットを出力とする、予め定められた入出力特性を有する式を用いて行う、
    請求項４に記載の光量子化回路。
  6. 請求項２に記載の光量子化回路と、
    入力電気信号の振幅に対応して変調することにより、前記複数の光強度を有する前記複数の第２の光パルスを生成する生成部と、
    を含む光ＡＤ変換システム。
  7. 請求項２に記載の複数の光ビットをアナログ値である中間電気信号に変換する光電変換部と、
    前記中間電気信号を、デジタル値である出力電気信号に変換するＡＤ変換部と、
    を更に含む、請求項６に記載の光ＡＤ変換システム。
  8. 前記出力電気信号を他のデジタル値である最終出力電気信号に変換するデコード部を更に含む、請求項７に記載の光ＡＤ変換システム。
  9. 請求項２に記載の第２の光パルスを入力され、かつ、請求項２に記載の複数の光ビットを出力する、標本化機能、演算機能、及び記憶機能のうち少なくとも１つを有する回路を含む、光信号処理システム。
  10. プレーナ光波回路、及びシリコンのうちの少なくとも１つを用いて集積化された請求項１に記載の周波数分離器。
  11. プレーナ光波回路、及びシリコンのうちの少なくとも１つを用いて集積化された請求項２に記載の光量子化回路。
  12. プレーナ光波回路、及びシリコンのうちの少なくとも１つを用いて集積化された請求項６に記載の光ＡＤ変換システム。
  13. プレーナ光波回路、及びシリコンのうちの少なくとも１つを用いて集積化された請求項９に記載の光信号処理システム。
JP2021545750A 2021-02-03 2021-02-03 周波数分離器、光量子化回路、光ａｄ変換システム、及び光信号処理システム Active JP7003336B1 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2021/003812 WO2022168186A1 (ja) 2021-02-03 2021-02-03 周波数分離器、光量子化回路、光ａｄ変換システム、及び光信号処理システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP7003336B1 true JP7003336B1 (ja) 2022-02-10
JPWO2022168186A1 JPWO2022168186A1 (ja) 2022-08-11

Family

ID=80856447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021545750A Active JP7003336B1 (ja) 2021-02-03 2021-02-03 周波数分離器、光量子化回路、光ａｄ変換システム、及び光信号処理システム

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230350269A1 (ja)
JP (1) JP7003336B1 (ja)
CN (1) CN116745690A (ja)
WO (1) WO2022168186A1 (ja)

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02248935A (ja) * 1989-03-22 1990-10-04 Brother Ind Ltd 光ａ／ｄコンバータ
JP2004533161A (ja) * 2001-05-03 2004-10-28 エイチアールエル　ラボラトリーズ，エルエルシー アナログ−デジタル変換の方法及び装置
JP2005173530A (ja) * 2003-11-17 2005-06-30 Osaka Industrial Promotion Organization 光信号処理方法及び装置、非線形光ループミラーとその設計方法並びに光信号変換方法
JP2007187757A (ja) * 2006-01-11 2007-07-26 Toshiba Corp 光量子化装置及び光アナログデジタル変換装置
JP2008070563A (ja) * 2006-09-13 2008-03-27 Japan Science & Technology Agency 光ディジタル／アナログ変換方法および光ディジタル／アナログ変換装置
JP2008530962A (ja) * 2005-02-18 2008-08-07 テルコーディア テクノロジーズ インコーポレイテッド 位相チップ周波数ビン光符号分割多元接続
JP2018138955A (ja) * 2017-02-24 2018-09-06 国立大学法人電気通信大学 光アナログ・デジタル変換装置、光アナログ・デジタル変換方法、光量子化回路および光量子化方法
CN109347551A (zh) * 2018-10-19 2019-02-15 北京邮电大学 全光二维量化和编码的方法、系统和电子设备
WO2019167620A1 (ja) * 2018-03-02 2019-09-06 日本電信電話株式会社 光演算器
US20190319634A1 (en) * 2018-04-14 2019-10-17 Shanghai Jiao Tong University High-speed and high-precision photonic analog-to-digital conversion device and method for realizing intelligent signal processing using the same
JP2019205045A (ja) * 2018-05-22 2019-11-28 日本電信電話株式会社 光通信システム、光送信機及び光受信機
US20190379455A1 (en) * 2016-12-19 2019-12-12 Cable Television Laboratories, Inc Systems and methods for delta-sigma digitization

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02248935A (ja) * 1989-03-22 1990-10-04 Brother Ind Ltd 光ａ／ｄコンバータ
JP2004533161A (ja) * 2001-05-03 2004-10-28 エイチアールエル　ラボラトリーズ，エルエルシー アナログ−デジタル変換の方法及び装置
JP2005173530A (ja) * 2003-11-17 2005-06-30 Osaka Industrial Promotion Organization 光信号処理方法及び装置、非線形光ループミラーとその設計方法並びに光信号変換方法
JP2008530962A (ja) * 2005-02-18 2008-08-07 テルコーディア テクノロジーズ インコーポレイテッド 位相チップ周波数ビン光符号分割多元接続
JP2007187757A (ja) * 2006-01-11 2007-07-26 Toshiba Corp 光量子化装置及び光アナログデジタル変換装置
JP2008070563A (ja) * 2006-09-13 2008-03-27 Japan Science & Technology Agency 光ディジタル／アナログ変換方法および光ディジタル／アナログ変換装置
US20190379455A1 (en) * 2016-12-19 2019-12-12 Cable Television Laboratories, Inc Systems and methods for delta-sigma digitization
JP2018138955A (ja) * 2017-02-24 2018-09-06 国立大学法人電気通信大学 光アナログ・デジタル変換装置、光アナログ・デジタル変換方法、光量子化回路および光量子化方法
WO2019167620A1 (ja) * 2018-03-02 2019-09-06 日本電信電話株式会社 光演算器
US20190319634A1 (en) * 2018-04-14 2019-10-17 Shanghai Jiao Tong University High-speed and high-precision photonic analog-to-digital conversion device and method for realizing intelligent signal processing using the same
JP2019205045A (ja) * 2018-05-22 2019-11-28 日本電信電話株式会社 光通信システム、光送信機及び光受信機
CN109347551A (zh) * 2018-10-19 2019-02-15 北京邮电大学 全光二维量化和编码的方法、系统和电子设备

Non-Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NISHITANI, T. et al.，"Resolution Improvement of All-Optical Analog-to-Digital Conversion Employing Self-frequency Shift and Self-Phase- Modulation-Induced Spectral Compression"，IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS，Vol. 14, No. 3，pp. 724-732
NISHITANI, T. ET AL.: ""Resolution Improvement of All-Optical Analog-to-Digital Conversion Employing Self-frequency Shift a", IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS, vol. 14, no. 3, JPN6021045693, pages 724 - 732, XP011215955, ISSN: 0004651025, DOI: 10.1109/JSTQE.2008.916251 *
TAKAHASHI, K. et al.，"Resolution upgrade toward 6-bit optical quantization using power-to-wavelength conversion for photonic analog-to-digital conversion"，OPTICS LETTERS，2013年11月15日，Vol. 38, No. 22，pp. 4864-4867
TAKAHASHI, K. ET AL.: ""Resolution upgrade toward 6-bit optical quantization using power-to-wavelength conversion for photo", OPTICS LETTERS, vol. 38, no. 22, JPN6021045694, 15 November 2013 (2013-11-15), pages 4864 - 4867, ISSN: 0004651024 *
加藤 卓也, 他，１０ＧＳ／ｓ，３ビット全光Ａ／Ｄ変換を目指したファイバ内自己周波数シフト現象の実験的検討 Demonstration of self-frequency shifting in a fiber for 10GS/s 3-bit analog-to-digital conversion，第５５回応用物理学関係連合講演会講演予稿集 ，Ｖｏｌ．３ ，（社）応用物理学会，2008年03月，p.1230
加藤 卓也, 他: "１０ＧＳ／ｓ，３ビット全光Ａ／Ｄ変換を目指したファイバ内自己周波数シフト現象の実験的検討 Demonstrat", 第５５回応用物理学関係連合講演会講演予稿集, vol. 3, JPN6021045695, March 2008 (2008-03-01), pages 1230, ISSN: 0004651022 *
斧原 聖史, 他，"Beyond ５G モバイルフロントホールにおける広帯域ADCのダイナミックレンジ向上に関する検討"，電子情報通信学会２０２０年総合大会講演論文集，2020年03月17日，通信講演論文集２，p.215
斧原 聖史, 他: ""Beyond ５G モバイルフロントホールにおける広帯域ADCのダイナミックレンジ向上に関する検討"", 電子情報通信学会２０２０年総合大会講演論文集, vol. 通信講演論文集２, JPN6021045691, 17 March 2020 (2020-03-17), pages 215, ISSN: 0004651023 *
西谷 隆志, 他，全光Ａ／Ｄ変換の高分解能化の実験的検証―自己位相変調によるスペクトル圧縮― Resolution improvement of all-optical A/D conversion using SPM-induced spectral compression，第６８回応用物理学会学術講演会講演予稿集 ，Ｖｏｌ．３ ，（社）応用物理学会，2007年09月，p.1198
西谷 隆志, 他: "全光Ａ／Ｄ変換の高分解能化の実験的検証—自己位相変調によるスペクトル圧縮— Resolution improvement", 第６８回応用物理学会学術講演会講演予稿集, vol. 3, JPN6021045692, September 2007 (2007-09-01), pages 1198, ISSN: 0004651021 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN116745690A (zh) 2023-09-12
JPWO2022168186A1 (ja) 2022-08-11
WO2022168186A1 (ja) 2022-08-11
US20230350269A1 (en) 2023-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6700517B1 (en) Photonic analog-to-digital converter
JP6032276B2 (ja) 光送信器、光送受信システム及び駆動回路
KR100431195B1 (ko) 음향광학 파장가변 필터를 이용한 다중파장 고정방법 및장치
WO2008147672A1 (en) Method and apparatus for reducing crosstalk in a dwdm transmission system
CN112385158B (zh) 多激光波长控制系统与方法
US10187157B2 (en) Optical transmitter module
US20060188267A1 (en) System and method for suppression of stimulated Brillouin scattering in optical transmission communications
JP2000180907A (ja) 可変波長四光波混合器
JP7003336B1 (ja) 周波数分離器、光量子化回路、光ａｄ変換システム、及び光信号処理システム
US7197245B1 (en) System and method for managing system margin
EP3912234B1 (en) Combined laser architecture using wavelength multiplexed seed source
EP3497825B1 (en) Encoding for optical transmission
ES2410566T3 (es) Asignación de potencia mejorada en la transmisión por fibra óptica
Neto et al. On the limitations of IM/DD WDM-FDMA-OFDM PON with single photodiode for upstream transmission
JP7206922B2 (ja) 位相感応型光増幅器のための位相シフタ
JP5283052B2 (ja) 光アナログ−ディジタル変換装置および方法
EP3767843A1 (en) Variable equalizer and method for controlling variable equalizer
US10120127B1 (en) Multi-element optical links
JP5748342B2 (ja) 光透過特性補正フィルタ及び光伝送システム
WO2019021972A1 (ja) 光波長分離装置及び光波長分離方法
Kontorov et al. Signal spectral-interval estimation in fast photonic analog-to-digital converters
Duthel et al. DAC enabled spectrally efficient CP-QPSK at 28Gbaud
US20210278746A1 (en) Optical Digital/Analog Converter
GB2540744A (en) Photonic Digital-to-Analogue Converter
Lakshmijayasimha et al. Performance evaluation of a comb-based transmission system employing multi-functional active demultiplexers

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210804

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210804

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20210804

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211130

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211228

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7003336

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150