JPH01134431A - Optical signal switching device - Google Patents
Optical signal switching deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は光信号の時分割的なスイッチングを行う装置に
関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a device that performs time-division switching of optical signals.
(従来の技術及び発明が解決しようとする間趙点)光信
号を時分割的にスイッチングする方法としては例えば第
4図(イ)に示すような構成が知られている。(4ビツ
トの例を示す)図において1は光スイツチング部、2と
3は空間光スイッチ、4は光メモリ、F!とFOは元フ
ァイバである。ファイバF!から入射した時間多重化さ
れた光信号は、空間光スイッチ2によってチャンネルご
とに光メモリ4に1フレ一ム周期の間記憶され、空間光
スイッチ3によって絖みだす順序を入れ換えることによ
って信号のスイッチングが行われる。チャンネル間で信
号が入れ換えられた多重化光信号は光ファイバFOを伝
搬していく。第4図(ロ)は上記をさらに具体的に示し
たもので、LiNbO3基板上に作らnた光導波路5.
5′によって空間光スイッチ2.3が構成されている。(Points to be Solved by the Prior Art and the Invention) As a method for time-divisionally switching optical signals, for example, a configuration as shown in FIG. 4(a) is known. In the figure (showing a 4-bit example), 1 is an optical switching section, 2 and 3 are spatial optical switches, 4 is an optical memory, and F! and FO are the original fibers. Fiber F! The time-multiplexed optical signals inputted from the spatial optical switch 2 are stored for one frame period in the optical memory 4 for each channel by the spatial optical switch 2, and the signals are switched by changing the order of output by the spatial optical switch 3. be exposed. The multiplexed optical signal with the signals exchanged between channels propagates through the optical fiber FO. FIG. 4(b) shows the above in more detail, showing an optical waveguide 5.0 made on a LiNbO3 substrate.
5' constitutes a spatial optical switch 2.3.
導波路上につけられた電極6には制御線7によって電圧
が印加され、光ファイバFIからの信号をチャンネルご
とに光ファイバF1〜F4に振り分ける。ファイバF1
〜F4を伝搬した光はレンズ9を介して双安定半導体レ
ーザーLDI〜LD4に一時的に記憶される。記憶状態
は、空間光スイッチ3の電極6′に制御線τを介して電
圧を印加することによシ読み出し順序を入れ換えたのち
、光ファイバFOに光信号が出射される。A voltage is applied to the electrode 6 placed on the waveguide through a control line 7, and the signal from the optical fiber FI is distributed to the optical fibers F1 to F4 for each channel. fiber F1
The light propagated through F4 is temporarily stored in bistable semiconductor lasers LDI to LD4 via lens 9. The storage state is determined by applying a voltage to the electrode 6' of the spatial optical switch 3 via the control line τ, and after changing the reading order, an optical signal is emitted to the optical fiber FO.
しかしながらこの方法では、空間スイッチとなる導波路
の損失やファイバと導波路との接続損失などのため装置
としての光の損失が大きく、また導波路を多数並べるこ
とが製造上困難であるため多チャンネル化が難しく、か
つ導波路間の漏波によるSNの低下などの問題があった
。However, with this method, the optical loss as a device is large due to the loss of the waveguide serving as a space switch and the connection loss between the fiber and the waveguide, etc., and it is difficult to line up a large number of waveguides, so it is difficult to manufacture multiple channels. There were problems such as a decrease in SN due to leakage between waveguides.
(発明の目的)
本発明は、このような背景の下に提案されたもので、多
チャンネルの光信号にたいして、低損失で漏波の小さな
スイッチングを行い、かつ小型な元スイッチング装置を
提供することを目的とする。(Objective of the Invention) The present invention was proposed against this background, and an object of the present invention is to provide a small switching device that performs switching with low loss and small leakage for multi-channel optical signals. With the goal.
(問題点を解決するための手段)
上記の目的を解決するために提案されたもので、本発明
における光スイツチング装置は、光分岐素子と該分岐ご
とに配置された縦続接続された複数の双安定半導体レー
ザーと、該各双安定半導体レーザーの間に配置された光
アイソレータおよびレンズと、縦続接続された後段の双
安定半導体レーザーを光学的に結合する光カッグラと、
かつ双安定半導体レーザーに制御電流を供給する制御部
とからなることを特徴とする。(Means for Solving the Problems) The optical switching device of the present invention, which was proposed to solve the above object, includes an optical branching element and a plurality of cascade-connected twins arranged for each branch. a stable semiconductor laser, an optical isolator and lens disposed between each of the bistable semiconductor lasers, and an optical coupler that optically couples the cascaded subsequent bistable semiconductor laser;
and a control section that supplies a control current to the bistable semiconductor laser.
(実施例〕 次に本発明の実施例について説明する。(Example〕 Next, examples of the present invention will be described.
なお実施例は一つの例示であって、本発明の精神を逸脱
しない範凹で、種々の変更あるいは改良を行いうろこと
は云うまでもない。It should be noted that the embodiments are merely illustrative, and it goes without saying that various changes and improvements may be made without departing from the spirit of the present invention.
第1図は本発明における光スイツチング装置の実施例の
構成図であって(例として4チヤンネル)、図において
10は光スイツチング部、20は制御部、FIとFOは
それぞれ入射側と出射側の光ファイバ、101〜104
,201〜204゜301〜304は双安定半導体レー
ザー、11〜14.11′〜14′、21〜24.21
′〜2イ、31〜34.31′〜34′はそれらの双安
定半導体レーザーの電極、40は光アイソレータ、50
はレンズ、60は光分岐素子、7oは光カップラである
。しかして光ファイバFIよシの光は光分岐素子60に
よって、分岐さn、レンズ5゜を介して双安定半導体レ
ーザー101〜104に与えられる。例えば双安定半導
体レーザー101よシ出射した光はレンズ50、光アイ
ソレータ40゜レンズ50、双安定半導体レーデ201
、レンズ50、光アイソレータ40、レンズ50.双安
定半導体レーザー301、レンズ5oを介して光カップ
ラ70に入る、このようにして他の双安定半導体レーザ
ー102〜104に入った光も同様にして光カッグラフ
0に入シ、ついで光ファイバFOよシ出力される。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of an optical switching device according to the present invention (four channels as an example). In the figure, 10 is an optical switching section, 20 is a control section, and FI and FO are on the input side and output side, respectively. Optical fiber, 101-104
, 201-204° 301-304 are bistable semiconductor lasers, 11-14. 11'-14', 21-24.21
'~2a, 31~34. 31'~34' are electrodes of those bistable semiconductor lasers, 40 is an optical isolator, 50
60 is a lens, 60 is an optical branching element, and 7o is an optical coupler. Thus, the light from the optical fiber FI is branched by an optical branching element 60 and given to bistable semiconductor lasers 101 to 104 via a lens 5°. For example, the light emitted from the bistable semiconductor laser 101 passes through the lens 50, the optical isolator 40° lens 50, and the bistable semiconductor laser 201.
, lens 50, optical isolator 40, lens 50. The bistable semiconductor laser 301 enters the optical coupler 70 via the lens 5o, and the light that has entered the other bistable semiconductor lasers 102 to 104 in this way also enters the optical coupler 0, and then to the optical fiber FO. will be output.
第2図((イ)は例えば双安定半導体レーザー(以下B
LDと略す) 101 、201 、301に至る縦続
配置を示す。また(口)、(/1図に各双安定半導体レ
ーザーの光入出力特性を示す。双安定半導体レーザー1
01〜104及び301〜304は第2図(ハ)に示す
ようなしきい値特性を、また双安定半導体レーザー20
1〜204は第2図(ロ)に示すような双安定特性を持
つように設定する。即ち、BLD 10102つの電極
11 、11’に流す電流を!1.。Figure 2 ((A) is an example of a bistable semiconductor laser (hereinafter referred to as B).
(abbreviated as LD)) 101, 201, and 301 are shown. Also, (/1) shows the optical input/output characteristics of each bistable semiconductor laser.Bistable semiconductor laser 1
01 to 104 and 301 to 304 have threshold characteristics as shown in FIG. 2(c), and bistable semiconductor lasers 20
1 to 204 are set to have bistable characteristics as shown in FIG. 2(b). In other words, the current flowing through the two electrodes 11 and 11' of the BLD 1010! 1. .
l′1.とし、1′1.を適当な値に設定して111の
電流を大きな値に設定すると(”11 ” !Hの場合
)図に示すように光の入力に対して光出力にしきい値特
性を持たせることができる。即ちあるしきい値以上の光
を入力すると発振し、それ以下では発振しない。また、
111が小のときには光入力が大きくとも発振しない。l'1. and 1'1. By setting 111 to an appropriate value and setting the current of 111 to a large value (in the case of "11"!H), the optical output can have a threshold characteristic with respect to the optical input, as shown in the figure. That is, it oscillates when light above a certain threshold is input, and does not oscillate below that. Also,
When 111 is small, no oscillation occurs even if the optical input is large.
BLD 301についても同様なしきい値特性を持つよ
うに設定する。The BLD 301 is also set to have similar threshold characteristics.
一方、 BLD 201の光入出力特性について鉱、B
LD 20102つの電極21 、21’に流す電流を
■21 e I’21とし、I′2.を適当な値に設定
してI21の電流を大きな値に設定すると(I2.==
Iヨの場合)図に示すように光の入力に対して光出力
に双安定性を持たせることができる。即ちあるしきい値
以上の光を入力すると、その光入力を切りてもBLD
201は光を出力し続ける。またX21の電流を小さく
した場合には(!2.÷!1の場合)光入力があっても
全く光を出力しない。On the other hand, regarding the optical input and output characteristics of BLD 201,
LD 2010 The current flowing through the two electrodes 21 and 21' is 21 e I'21, and I'2. is set to an appropriate value and the current of I21 is set to a large value (I2.==
In the case of I), as shown in the figure, the optical output can be made to have bistability with respect to the optical input. In other words, if light exceeding a certain threshold is input, BLD will occur even if the light input is turned off.
201 continues to output light. Moreover, when the current of X21 is made small (in the case of !2.÷!1), no light is output even if there is light input.
以上のような動作条件のもとで、多重化された光入力信
号に同期させて、各BLDに制御部よシ制御線を介して
第3図のようなタイミングで電流を印加する。この例で
は、
CHI →’CH3
CH2→CHI
CH3→CH2
CH4→CH4
と信号を交換した例を示している。Under the above operating conditions, a current is applied to each BLD via the control line at the timing shown in FIG. 3 in synchronization with the multiplexed optical input signal. In this example, signals are exchanged as follows: CHI →'CH3 CH2 → CHI CH3 → CH2 CH4 → CH4.
第1図において、ファイバFIを伝搬してきた多重化入
力光信号は分岐素子60によって各BLD 101〜1
04に入射する。このとき!11〜I、、 i入力信号
のCHI〜CH4に同期させてオンすると、BLD 1
01〜104はそれぞれのチャンネル信号をBLD 2
01〜204に入射させるダートとして作用する。同時
に!2.〜t2,1オンすると、CHI〜CH4の各入
力信号は各々BI、D 201〜204に一時的に記憶
される。次に、151〜I5.をBLD 301〜30
4に印加するとその順序に応じて記憶された信号を読み
だすことができる。読み出された光信号は光カッグラフ
0によって合流され、チャンネルが入れ換えられた多重
化信号となってファイバFO内を伝搬していく。即ち、
上記過程において、BLD 101〜104は書き込み
ダート、BLD 201〜204は光メモリ、 BL
D 301〜304は読みだしr−)として作用し、読
みだしの順序を変えることによって光信号の入れ替えが
なされることになる。In FIG. 1, the multiplexed input optical signal propagated through the fiber FI is sent to each BLD 101 to 1 by a branching element 60.
It is incident on 04. At this time! 11~I,, When turned on in synchronization with i input signals CHI~CH4, BLD 1
01 to 104 are BLD 2 for each channel signal.
It acts as a dart that is incident on 01 to 204. at the same time! 2. ~t2,1 When turned on, each input signal of CHI to CH4 is temporarily stored in BI and D 201 to 204, respectively. Next, 151-I5. BLD 301~30
4, the stored signals can be read out in accordance with the order. The read optical signals are combined by the optical fiber 0 to become a multiplexed signal with the channels swapped, and propagate through the fiber FO. That is,
In the above process, BLDs 101 to 104 are write darts, BLDs 201 to 204 are optical memories, and BLs are
D 301 to 304 act as readout r-), and by changing the readout order, the optical signals are replaced.
(発明の効果)
以上説明したように本発明によれば、光学的に縦続接続
された光双安定半導体レーザーに注入する各電流のタイ
ミング/母ルスの設定によシ。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, the timing/base pulse of each current injected into optically cascaded optical bistable semiconductor lasers can be set.
光信号の時間的スイッチングを容易に行うことができる
。また小型にモジエール化できるため、取扱も容易であ
るとともに、高速スイッチング、増幅機能、無凋波など
の利点があシ、高速な光交換装置など光通信における高
性能光信号処理装置として使用することができる効果を
有する。Temporal switching of optical signals can be easily performed. In addition, since it can be made into a small module, it is easy to handle, and has advantages such as high-speed switching, amplification function, and no decay wave, so it can be used as a high-performance optical signal processing device in optical communication such as a high-speed optical switching device. It has the effect of
第1図は、本発明の一実施例を示す図、第2図は、本発
明における双安定半導体レーザーの縦続接続の構成と各
設定動作を示す図、第3図は、本発明における双安定半
導体レーザーへの制御/9ルスのタイミングを示す図、
第4図は従来例を示す。
FO,FI・・・光ファイバ、1・・・元スイッチング
部、2.3・・・空間光スイッチ、4・・・元メモリ、
5.5′・・・LINbO,光導波路、6.6′・・・
電極、7゜1・・・制御線、LDI 〜LD4・・・
双安定半導体レーザー、8,8’・・・電極、 9 、
9’・・・レンズ、10・・・スイッチング部、20・
・・制御部、101〜104゜201〜204 、30
1〜304・・・双安定半導体レーザー、11〜14
、11’〜14’ 、 21〜24゜21′〜24’
、 31〜34 、31’〜34′・・・電極、40・
・・光アイソレータ、50・・・レンズ、70・・・光
カッグラ、60・−・光分岐素子。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the configuration of cascade connection of bistable semiconductor lasers according to the present invention and each setting operation, and FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of the bistable semiconductor laser according to the present invention. A diagram showing the timing of control/9 pulses to the semiconductor laser,
FIG. 4 shows a conventional example. FO, FI...Optical fiber, 1... Original switching unit, 2.3... Space optical switch, 4... Original memory,
5.5'...LINbO, optical waveguide, 6.6'...
Electrode, 7゜1... Control line, LDI ~ LD4...
Bistable semiconductor laser, 8,8'...electrode, 9,
9'... Lens, 10... Switching section, 20.
...Control unit, 101~104°201~204, 30
1-304... Bistable semiconductor laser, 11-14
, 11'~14', 21~24°21'~24'
, 31-34, 31'-34'...electrode, 40.
... Optical isolator, 50... Lens, 70... Optical splitter, 60... Optical branching element.
Claims (2)
された複数の双安定半導体レーザーと、該各双安定半導
体レーザーの間に配置された光アイソレータおよびレン
ズと、縦続接続された後段の双安定半導体レーザーを光
学的に結合する光カップラと、かつ双安定半導体レーザ
ーに制御電流を供給する制御部とからなることを特徴と
する光信号スイッチング装置。(1) An optical branching element, a plurality of cascade-connected bistable semiconductor lasers arranged for each branch, an optical isolator and lens arranged between each of the bistable semiconductor lasers, and a cascade-connected rear stage An optical signal switching device comprising: an optical coupler for optically coupling bistable semiconductor lasers; and a control section for supplying a control current to the bistable semiconductor lasers.
列的に複数配列された構成からなり、第1の双安定半導
体レーザーはしきい値特性をもち、第2の双安定半導体
レーザーは双安定特性をもち、第3の双安定半導体レー
ザーはしきい値特性をもち、かつ各双安定半導体レーザ
ーの電極に独立な電流が印加される構成からなることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光信号スイッチ
ング装置。(2) Consisting of a plurality of three cascade-connected bistable semiconductor lasers arranged in parallel, the first bistable semiconductor laser has threshold characteristics, and the second bistable semiconductor laser has bistable Claim 1, characterized in that the third bistable semiconductor laser has a threshold characteristic, and is configured such that independent currents are applied to the electrodes of each bistable semiconductor laser. The optical signal switching device described.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29325587A JPH01134431A (en) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | Optical signal switching device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29325587A JPH01134431A (en) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | Optical signal switching device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01134431A true JPH01134431A (en) | 1989-05-26 |
Family
ID=17792457
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29325587A Pending JPH01134431A (en) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | Optical signal switching device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01134431A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003077259A1 (en) * | 2002-03-12 | 2003-09-18 | Japan Science And Technology Agency | Very high speed optical memory method and apparatus using bistable semiconductor laser |
-
1987
- 1987-11-20 JP JP29325587A patent/JPH01134431A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003077259A1 (en) * | 2002-03-12 | 2003-09-18 | Japan Science And Technology Agency | Very high speed optical memory method and apparatus using bistable semiconductor laser |
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