JPH0367230A - 光制御光素子 - Google Patents

光制御光素子

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JPH0367230A
JPH0367230A JP20428189A JP20428189A JPH0367230A JP H0367230 A JPH0367230 A JP H0367230A JP 20428189 A JP20428189 A JP 20428189A JP 20428189 A JP20428189 A JP 20428189A JP H0367230 A JPH0367230 A JP H0367230A
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良明 佐藤
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光通信分野において必要となる光信号のスイ
ッチングを、光増幅器を用いることによって、電気的に
制御することなく光信号で制御することができ、これに
より光の高速信号特性と光のぞンターフェイスを生かす
ことができる光制御光素子に関するものである。
〔従来の技術〕
周知のように通信分野においては、電気信号に代わ−a
て光ファイバを用いた光伝送方式が実用化されており、
光回線設定、光路切り換え等の必要が生じている。現在
では光信号を電気信号に変換した後、電気信号処理段で
スイッチングを行い、再び光信号に変換して切り換えを
行っている。また、光信号をそのまま切り換えることが
できる電気、熱、磁気、および音響効果等を利用した光
スィッチが開発されているものの、切り換え制御用の電
気信号段に性能が依存するため、光の高速性を生かしき
れないでいないのが現状である。
〔発明が解決しようどする課題〕 ところで、上述した従来の光路切り換え方法においては
、光フアイバ以外に制御用の電気ケーブルが必要である
という欠点があった。また、非線形効果を利用した光制
御光スィッチを用いると高速の切り換えが可能であり、
電気ケーブルも不要となるが、非線形係数が小さいため
信号レベルの大きな制御信号光が必要であり、現実的で
なかまた。
本発明は−L述した事情に鑑みてなされたもので、制御
信号光の信号レベルが被制御信号光の信号レベルよりも
低いか、または同じ程度で作動する光制御光素子を提供
することを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、特定の波長の被制御信号光が入力された場合
に一定の信号強度の出力光を出力する光増幅器と、前記
特定の波長と異なる波長であって、前記光増幅器の利得
帯域内にある波長の制御信号光を前記光増幅器に入力し
、前記光増幅器の利得を飽和させる制御信号光入力手段
と、前記光増幅器の出力光から、前記制御信号光の波長
成分を除去し、レベルの低下した前記特定の波長の出力
信号光を得るバンドパスフィルタとを具備することを特
徴としている。
また、特定の偏波面の被制御信号光が入力された場合に
一定の信号強度の出力光を出力する光増幅器と、前記特
定の偏波面と異なる偏波面であって、前記光増幅器の利
得帯域内にある偏波面の制御信号光を前記光増幅器に入
力して前記光増幅器の111得を飽和させる制御信号光
入力手段と、前記光増幅器の出力光から、前記制御信号
光の偏波面成分を除去し、レベルの低下した前記特定の
偏波面の出力信号光を得る偏光子とを具備するこ乙を特
徴としている。
〔作用〕
上記構成によれば光増幅器の入出力特性を利用し、被制
御信号光に重畳して制御信号光を入力することによって
、光増幅器の動作点を飽和領域へ移動させて利得を低下
させる。すなわち、第1図に示すように、光増幅器に入
力される信号光のレベルが増加すると、ある値以上では
入力飽和状態になり、光増幅器の利得が減少する。この
ように、入力飽和状態への遷移を用いることによって、
被制御信号光J8二対して動作点Aで動作する光増幅器
に対して、制御信号光を入力すると、光増幅器の動作点
はBへ移動し、利得が減少する。したがって、光増幅器
の出力光から制御信号光を除去し、レベルの低下した被
制御信号光のみを取り出すことによってスイッチ素子と
して利用することができる。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
第2図は本発明の第1実施例による光制御光スィッチの
構成を示すブロック図である。この図において、lは光
レーザ増幅器であり、波長λ、の入力信号光(被制御信
号光)が入力された場合に一定の信号強度の出力信号光
を出力する。3は波長久、と異なる波長であって、光レ
ーザ増幅器lの利得帯域内にある波長久、の制御信号光
を光レーザ増幅器lに入力するファイバカップラ・ハー
フミラー(制御信号光入力手段)である。2は光レーザ
増幅器lの出力光から、波長λ1の制御信号光を除去し
、レベルの低下した波長λ、の出力信号光を得るバンド
パスフィルタである。
このような構成において、光レーザ増幅器lに対して波
長λ、の制御信号光が入力されたときに、この先レーザ
増幅器1の利得が飽和するように動作点を適宜設定する
ことにより、波長λ1の制御信号光が入力されている間
、波長λ、の出力信号光がオフとなり、波長λ1の制御
信号光が入力されない間、波長λ、の出力信号光がオン
となる。
次に、第3図は本発明の第2実施例による光制御光スィ
ッチの構成を示すブロック図である。この図において、
4は光増幅器として機能する光フアイバアンプ、5は光
フアイバアンプ4へ供給される波長λ。のポンプ光を発
生するポンプ用光源である。また、波長λ。のポンプ光
と、波長λ1の制御信号光と、波長λ、の人力信号光は
、ファイバカブラ・ハーフミラ−3を介して光フアイバ
アンプ4へ入射され、この光フアイバアンプ4の出力光
からバンドパスフィルタ2によって波長λ。
の出力信号光のみが取り出される。
このような構成において、光フアイバアンプ4に対して
波長λ1の制御信号光が入力されたときに、この光フア
イバアンプ4の利得が飽和するように動作点を適宜設定
することにより、波長λ。
の制御信号光が入力されている間、波長λ、の出力信号
光がオフとなり、波長λ1の制御信号光が入力されない
間、波長λ、の出力信号光がオンとなる。
上述した第2実施例において、光フアイバアンプ4の小
信号レベルに対する利得特性が波長によって変化するこ
とを利用してもよい。この場合、第4図に示すように、
利得の小なる波長を入力信号光の波長λ2とし、利得が
大なる波長を制御信号光の波長λ1とする。そして、波
長λ、の制御信号光が入力されたときに光フアイバアン
プ4の利得が飽和するように動作点を適宜設定すること
により、波長λ1の制御信号光が入力されている間、波
長λ、の出力信号光がオフとなり、波長λ1の制御信号
光が入力されない間、波長λ、の出力信号光がオンとな
る。
次に、第5図は本発明の第3実施例による光制御光スイ
ッチの構成を示すブロック図である。
この第3実施例においては、第2図に示す第1実施例の
構成において、光レーザ増幅器lの利得特性が入力信号
光の偏波面によって変化することを利用している。すな
わち、利得の小なる偏波面を人力信号光の偏波面θ、と
し、利得が大なる偏波面を制御信号光の偏波面θ、とし
、これら入力信号光と制御信号光がファイバカブラ・ハ
ーフミラ−3を介して光レーザ増幅器lに入射され、光
レーザ増幅器1の出力光から偏光子6によって偏波面θ
、の出力信号光のみが取り出される。
このような構成において、偏波面θ・1の制御信号光が
入力されたときに光レーザ増幅器lの利得が飽和するよ
うに動作点を適宜設定することにより、偏波面θ1の制
御信号光が入力されている間、偏波面θ、の出力信号光
がオフとなり、偏波面θ。
の制御信号光が入力されない間、偏波面θ、の出力信号
光がオンとなる。
次に、第6図は上述した各実施例による光制御光スィッ
チの応用例である光制御光インバータ・光制御光変調器
の構成を示すブロック図である。
この図において、7は波長λ1(偏波面θ、)の光源光
を出力する安定化光源であり、光源光と入力信号光は異
なる波長、または異なる偏波面を用いる。
そして、入力信号光によって、安定化光源7から光レー
ザ増幅器lを通過して出力される光強度が反転して変調
されるため、光制御光インバータ・光制御光変調器とな
る。
次に、第7図は上述した各実施例による光制御光スィッ
チの応用例である光波長可変素子の構成を示すブロック
図である。この図において、安定化光源7の光源光と入
力信号光は異なる波長、または異なる偏波面を用い、1
段目の光インバータ11を構成する。この光インバータ
11の出力を2段目の光インバータ12へ入射する。そ
して、波長λ、(偏波θ、)の入力信号光によって、波
長λl(偏波θ1)の光源光は光インバータ11内の光
し−ザ増幅器lで反転して変調され、出力される。
波長λ1(偏波θ1)の出力信号光がさらに光インバー
タ12内の光レーザ増幅器lの入力信号光となっており
、波長λ。(偏波θ。)の光源光は光インバータ12内
の光レーザ増幅器lで反転して変調され、出力される。
このため、波長λバ偏波θ、)の入力信号光は波長λ。
(偏波θ。)の出力信号光へと変換される。
次に、第8図は上述した各実施例による光制御光スィッ
チの応用例である光AND回路の構成を示すブロック図
である。この図において、第6図に示す構成を原理とし
た光制御光インバータによって構成され、波長λバ偏波
θI)を制御信号光、波長λバ偏波θ、)を出力信号光
とする光インバータ13の出力光を、波長λ、(偏波θ
、)を制御信号光とする光インバータ14に入力する。
そして、光インバータ13の出力が1でも光インバータ
14が作動するように設定する。これにより、光インバ
ータ13に一つも制御信号光が入力されないと、光イン
バータ14に制御信号光が入力され、出力が現れない。
この構造によって光AND回路が構成される。
次に、第9図は上述した各実施例による光制御光スイッ
チの応用例である光NANDAND回路を示すブロック
図である。この図において、第8図に示す光AND回路
8の出力を、第6図に示す構成を原理とした光インバー
タに人力する。そして、光AND回路8の出力を光イン
バータで反転させることで光NANDAND回路。
次に、第1O図は上述した各実施例による光制御光スィ
ッチの応用例である光NOR回路の構成を示すブロック
図である。この図において、第6図に示す構成を原理と
した光インバータによって構成し、波長λ、(偏波θI
)を入力信号光、波長λ、(偏波θハを出力信号光とす
る。n端子NOR回路の場合、波長λ、の入力信号がl
でも光インバータが作動するように設定すれば、光NO
R回路となる。
次に、第11図は上述した各実施例による光制御光スイ
ッチの応用例である光OR回路の構成を示すブロック図
である。この図において、第1O図に示す構成を原理と
した光NOR回路9の出力を第6図に示す構成を原理と
した光インバータに入力する。そして、光NOR回路9
の出力を光インバータで反転させることで光OR回路と
なる。
次に、第12図は上述した各実施例による光制御光スィ
ッチの応用例である光フリツプフロツプ回路の構成を示
すブロック図である。この図において、第6図に示す構
成を原理とした光インバータをカスケードに接続し、光
インバータI5の出力光を光インバータ17の入力光と
してフィードバックするループを構成し、さらに、この
フィードバックループの途中にセット、リセット入力を
設ける。そして、セット、リセット以外の光入力が無い
場合、出力は表れない。またセット光が人力されると、
光インバータ15の出力光がとまり、光インバータ!6
の出力光が出力される。その後、セット光が解除されて
も、フィードバックループによって、出力は保持される
。次いで、リセット光を入力されると、光インバータ1
7の出力光がとまり、光インバータ15の出力光が出力
され、光インバータ16の出力光がとまる。このように
、セット・リセット光のパルスによって出力を反転する
ことができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、被制御信号光の
信号レベルに比べて低いか、もしくは同程度の制御信号
光で作動する光制御光素子を実現することができ、これ
を応用する。二とで種々の光論理素子を構成することが
できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図の本発明の要部である光増幅器の入出力特性を示
すグラフ、第2図は本発明の第1実施例の構成を示すブ
ロック図、第3図は本発明の第2実施例の構成を示すブ
ロック図、第4図は本発明の第2実施例の変形例による
光増幅器の波長−利得特性を示すグラフ、第5図は本発
明の第3実施例の構成を示すブロック図、第6図は本発
明の各実施例による光制御光スィッチの応用例である光
制御光インバータ・光制御光変調器の構成を示すブロッ
ク図、第7図は本発明の各実施例による光制御光スィッ
チの応用例である光波長可変素子の構成を示すブロック
図、第8図は本発明の各実施例による光制御光スィッチ
の応用例である光AND回路の構成を示すブロック図、
第9図は本発明の各実施例による光制御光スィッチの応
用例である光NAND回路の構成を示すブロック図、第
1O図は本発明の各実施例による光制御光スィッチの応
用例である光NOR回路の構成を示すブロック図、第1
1図は本発明の各実施例による光制御光スィッチの応用
例である光OR回路の構成を示すブロック図、第12図
は本発明の各実施例による光制御光スィッチの応用例で
ある光フリツプフロツプ回路の構成を示すブロック図で
ある。 5・・・・・・ポンプ用光源、 6・・・・・・偏光子。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)特定の波長の被制御信号光が入力された場合に一
    定の信号強度の出力光を出力する光増幅器と、前記特定
    の波長と異なる波長であって、前記光増幅器の利得帯域
    内にある波長の制御信号光を前記光増幅器に入力し、前
    記光増幅器の利得を飽和させる制御信号光入力手段と、
    前記光増幅器の出力光から、前記制御信号光の波長成分
    を除去し、レベルの低下した前記特定の波長の出力信号
    光を得るバンドパスフィルタとを具備することを特徴と
    する光制御光素子。
  2. (2)請求項1記載の光制御光素子において、前記光増
    幅器の小信号レベルに対する利得特性が波長によって変
    化するとき、利得が小なる波長を前記被制御信号光の波
    長とし、利得が大なる波長を前記制御信号光の波長とす
    ることによって、小レベルの制御信号で大レベルの被制
    御信号を制御することを特徴とする光制御光素子。
  3. (3)特定の偏波面の被制御信号光が入力された場合に
    一定の信号強度の出力光を出力する光増幅器と、前記特
    定の偏波面と異なる偏波面であって、前記光増幅器の利
    得帯域内にある偏波面の制御信号光を前記光増幅器に入
    力して前記光増幅器の利得を飽和させる制御信号光入力
    手段と、前記光増幅器の出力光から、前記制御信号光の
    偏波面成分を除去し、レベルの低下した前記特定の偏波
    面の出力信号光を得る偏光子とを具備することを特徴と
    する光制御光素子。
  4. (4)請求項3記載の光制御光素子において、前記光増
    幅器の小信号レベルに対する利得特性が偏波面によって
    変化するとき、利得が小なる偏波面を前記被制御信号の
    偏波面とし、利得が大なる偏波面を前記制御信号偏波面
    とすることによって、小レベルの制御信号で大レベルの
    被制御信号を制御することを特徴とする光制御光素子。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005269007A (ja) * 2004-03-17 2005-09-29 Fujitsu Ltd 端局装置、光出力パワーの制御方法及び光出力パワー制御プログラム
JP2008250169A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 光フリップフロップ回路
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JPH0317633A (ja) * 1989-06-15 1991-01-25 Hitachi Ltd 光インバータ

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