JPH06102542A - Spatial optical encoder - Google Patents

Spatial optical encoder

Info

Publication number
JPH06102542A
JPH06102542A JP4252988A JP25298892A JPH06102542A JP H06102542 A JPH06102542 A JP H06102542A JP 4252988 A JP4252988 A JP 4252988A JP 25298892 A JP25298892 A JP 25298892A JP H06102542 A JPH06102542 A JP H06102542A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
light beam
light
pulse train
delay
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.)
Granted
Application number
JP4252988A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3204416B2 (en
Inventor
Toshikazu Sakano
寿和 坂野
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.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone 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 Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP25298892A priority Critical patent/JP3204416B2/en
Publication of JPH06102542A publication Critical patent/JPH06102542A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3204416B2 publication Critical patent/JP3204416B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To provide the spatial optical encoder of simple constitution which can increase the number of optical branches and obtain a high-speed light signal. CONSTITUTION:A high-speed short pulse train beam is branched by a spatial optical branching part 2 into a light beam having only one of two mutually orthogonal polarized components of plural high-speed short pulse train beams, and plural polarization plane control element arrays 12-1 to 12-3 make a choice of whether plural incident light beams having only one of two mutually orthogonal polarized components are outputted after being converted into the other polarized component or outputted as they are; and the light beams are inputted to a delay part 5 constituted by alternately connecting plural stages of delay elements which pass the incident light beam as it is when the incident light beam is one of the two mutually orthogonal polarized components or delay the incident light beam when the light beam is the other polarized component, and plural output signal light beams which are outputted from the delay part 5 are multiplexed by a spatial optical multiplexing part 6.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、低速な複数の変調信号
を用い高速信号光を生成する空間光エンコーダに関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spatial optical encoder for generating high speed signal light by using a plurality of low speed modulated signals.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般の光通信システムでは、信号送信端
において複数の低速電気信号を多重化して高速電気信号
とし、この高速電気信号を用いて光を変調することによ
り高速光信号を生成する。元来、光は高速性を有してお
り、Tb/s オーダーの信号伝送が原理的に可能であると
言われている。しかしながら、現状の光通信システムで
は伝送速度が10Gb/s を越えるような高速信号になっ
てくると、信号の多重化処理、及び光変調が主に電気回
路の処理速度及び電気配線の帯域に律速されて困難にな
ってきている。このような問題を緩和して更に高速な光
信号を生成するために、高速短パルス列を用い、信号の
変調および多重化処理を光領域で行う方法が提案されて
いる。
2. Description of the Related Art In a general optical communication system, a high speed optical signal is generated by multiplexing a plurality of low speed electric signals at a signal transmitting end into a high speed electric signal and modulating light using the high speed electric signal. Originally, light is said to have high speed, and it is said that Tb / s order signal transmission is possible in principle. However, in the current optical communication system, when the transmission speed becomes a high-speed signal exceeding 10 Gb / s, the signal multiplexing processing and the optical modulation mainly control the processing speed of the electric circuit and the band of the electric wiring. It is getting harder and harder. In order to alleviate such problems and generate a higher-speed optical signal, a method has been proposed in which a high-speed short pulse train is used to perform signal modulation and multiplexing processing in the optical region.

【0003】図4に従来例の構成を示す。図4の構成は
文献[Rodney S. Tucker,Gadi Eisenstein, and Steven
K.Korotky, "Optical Time-Division Multiplexing Fo
r Very High Bit-Rate Transmission, "Journal of Lig
htwave Technology, Vol.6,No.11, pp.1737-1749,198
8"]に開示されている構成と同等のものである。図4に
おいて、1は高速光短パルス列入力端、2は光信号分岐
部、3は光ゲート部、3−1〜3−4は光ゲート、4は
変調信号付加部、5は遅延付加部、5−1〜5−4は光
ファイバ等の光導波路、6は光信号合成部、7は光信号
出力端子をそれぞれ表している。また図5は入出力信号
IN,OUT及び各光ゲートの変調信号S1〜S4の波
形の例を示している。
FIG. 4 shows the configuration of a conventional example. The configuration of Figure 4 is based on the literature [Rodney S. Tucker, Gadi Eisenstein, and Steven.
K. Korotky, "Optical Time-Division Multiplexing Fo
r Very High Bit-Rate Transmission, "Journal of Lig
htwave Technology, Vol.6, No.11, pp.1737-1749,198
8 "]. In FIG. 4, 1 is a high-speed optical short pulse train input end, 2 is an optical signal branching unit, 3 is an optical gate unit, and 3-1 to 3-4 are An optical gate, 4 is a modulation signal adding unit, 5 is a delay adding unit, 5-1 to 5-4 are optical waveguides such as optical fibers, 6 is an optical signal combining unit, and 7 is an optical signal output terminal. Further, FIG. 5 shows examples of waveforms of the input / output signals IN and OUT and the modulation signals S1 to S4 of the respective optical gates.

【0004】図4において回路の入力端1に入射された
高速光短パルス列INは、光信号分岐部2において4分
岐され、それぞれ光ゲート3−1〜3−4に入力され
る。各光ゲート3−1〜3−4では外部から加えられた
変調信号S1〜S4により入射光をオン、オフする。各
光ゲート3−1〜3−4の出力信号光は遅延付加部5に
おいてそれぞれ互いに長さの異なる光ファイバ等の光導
波路5−1〜5−4を通過させることにより、互いに異
なる遅延を付加した後、光信号合成部6において合波さ
れ出力される。以上の操作により図5に示す通り変調信
号S1〜S4を時系列上で多重化した高速光信号列OU
Tを得ることができる。
In FIG. 4, the high-speed short optical pulse train IN incident on the input end 1 of the circuit is branched into four in the optical signal branching section 2 and input to the optical gates 3-1 to 3-4, respectively. In each of the optical gates 3-1 to 3-4, the incident light is turned on and off by the modulation signals S1 to S4 applied from the outside. The output signal lights from the respective optical gates 3-1 to 3-4 are added with different delays by passing through the optical waveguides 5-1 to 5-4 such as optical fibers having different lengths in the delay adding unit 5. After that, the signals are combined and output in the optical signal combiner 6. By the above operation, the high speed optical signal train OU in which the modulated signals S1 to S4 are multiplexed in time series as shown in FIG.
T can be obtained.

【0005】高速光短パルス列の発生はゲインスイッチ
法やモードロック法によりパルス幅数ピコ秒のパルス列
を比較的容易に得ることができる。また光ゲートとして
はニオブ酸リチウム光変調器や多重量子井戸構造(MQ
W)を用いた光変調器を用いることができる。
For the generation of a high-speed optical short pulse train, a pulse train having a pulse width of several picoseconds can be obtained relatively easily by the gain switch method or the mode lock method. As the optical gate, a lithium niobate optical modulator or a multiple quantum well structure (MQ
An optical modulator using W) can be used.

【0006】図4の構成を有する空間光エンコーダにお
いて、形成可能な光信号速度は(各光ゲートの可能変調
速度)×(光分岐数)で与えられる。従って、例えば電
気回路によって律速される光ゲートの可能変調速度が1
0Gb/s とすると、光分岐数を10とすることにより1
00Gb/s の高速光信号が、光分岐数を100とするこ
とにより1Tb/s の高速光信号が容易に得られることに
なる。
In the spatial optical encoder having the configuration of FIG. 4, the optical signal speed that can be formed is given by (possible modulation speed of each optical gate) × (number of optical branches). Therefore, for example, the possible modulation speed of the optical gate controlled by the electric circuit is 1
If 0 Gb / s, it is 1 by setting the number of optical branches to 10.
A high-speed optical signal of 00 Gb / s can be easily obtained by setting the number of optical branches to 100 and a high-speed optical signal of 1 Tb / s.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図4の
構成では遅延付加部において光分岐数分の互いに長さの
異なる光ファイバを必要とするため、光分岐数が大きく
なると光ファイバの輻輳が生じるという問題がある。ま
た光分岐部、光分波部においても分岐数が大きくなるに
従い結線の輻輳が生じ、回路全体が複雑になるという問
題があった。
However, in the configuration of FIG. 4, the delay adding section needs optical fibers having different lengths from each other by the number of optical branches, so that congestion of the optical fibers occurs when the number of optical branches increases. There is a problem. In addition, in the optical branching unit and the optical demultiplexing unit, as the number of branches increases, the congestion of the connection occurs, and the whole circuit becomes complicated.

【0008】本発明の目的は、かかる事情に鑑みてなさ
れたものであり、簡便な構成で光分岐数を増加させ、高
速光信号を得ることのできる空間光エンコーダを提供す
ることにある。
An object of the present invention was made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a spatial optical encoder capable of increasing the number of optical branches with a simple structure and obtaining a high-speed optical signal.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項1では、高速光短パルス列を一様媒
質中を伝播する光ビームとして回路に入力する手段と、
回路に入力された上記高速光短パルス列ビームを複数分
岐し、高速光短パルス列ビームアレイとして出力する空
間光分岐部と、上記空間光分岐部により分岐された複数
の上記高速光短パルス列ビームのそれぞれに対して配置
された、外部からの制御により上記高速光短パルス列ビ
ームを通過させるか否かを選択できる光ゲート部と、上
記空間光分岐部により分岐された複数の上記高速光短パ
ルス列ビームのそれぞれを互いに直交する2つの偏光成
分のうち一方の偏光成分のみを有する光ビームとする手
段と、入射された互いに直交する2つの偏光成分のうち
一方の偏光成分のみを有する複数の光ビームのそれぞれ
に対し、その偏光成分を他方の偏光成分に変換して出力
するか変換せずそのまま通過させるかを選択することが
できる複数の偏光面制御素子アレイと、入射された光ビ
ームが互いに直交する2つの偏光成分のうち一方の偏光
成分の場合はそのまま素子を通過させ、他方の偏光成分
の場合は遅延を付加して出力する複数の遅延素子を交互
に多段接続して構成される遅延付加部と、上記遅延付加
部から出力された複数の出力信号光ビームの全てを合波
する空間光合波部により構成された。また請求項2で
は、請求項1に記載の光ゲート部に代えて、上記空間光
分岐部により分岐された複数の上記高速短パルス列ビー
ムのそれぞれに対して配置された、外部からの制御によ
り上記高速光短パルスビームを反射させるか否かを選択
できる反射型光スイッチを備えた。
In order to solve the above problems, according to claim 1 of the present invention, means for inputting a high-speed short optical pulse train to a circuit as a light beam propagating in a uniform medium,
A plurality of the high-speed optical short pulse train beams split into the high-speed optical short pulse train beam input to the circuit and output as a high-speed short optical pulse train beam array, and each of the plurality of high-speed short optical pulse train beams split by the spatial light splitter An optical gate unit arranged to control whether to pass the high-speed optical short pulse train beam by external control, and a plurality of the high-speed short optical pulse train beams branched by the spatial optical branch unit. Means for converting each of them into a light beam having only one polarization component of two polarization components orthogonal to each other, and a plurality of incident light beams having only one polarization component of two polarization components orthogonal to each other On the other hand, it is possible to select whether to output the polarized light component after converting it to the other polarized light component or to pass it without converting it. The control element array and a plurality of delays in which the incident light beam passes through the element as it is if one of the two polarization components orthogonal to each other and the other polarization component is output with a delay added. It is composed of a delay adding section configured by alternately connecting elements in multiple stages, and a spatial light combining section that combines all of a plurality of output signal light beams output from the delay adding section. Further, in claim 2, in place of the optical gate part according to claim 1, the optical gate part according to claim 1 is arranged for each of the plurality of high-speed short pulse train beams branched by the spatial light branching part, and is controlled by an external source. It was equipped with a reflection type optical switch that can select whether or not to reflect the high-speed short pulse beam.

【0010】[0010]

【作 用】本発明によれば、高速短パルス列が空間光ビ
ームとして回路に入力され、変調信号光も光ビームとし
て回路から出力される。光信号分岐部及び光信号合波部
では出力光ビームの間隔がそれぞれ異なる光ビーム分岐
合波素子を多段接続することにより容易に分岐数(合波
数)を増やすことできる。また各光ビーム分岐合波素子
を構成する各偏光ビームスプリッタをロッドとし、その
光ビーム分岐合波素子を縦横方向に配置することにより
容易に2次元アレイ化された光ビーム列を形成および合
波することができる。このような空間光ビームを用いた
光ビーム分岐、合波は光ファイバ等の光導波路を用いた
空間光ビームを用いた光分岐、合波に比べ配線の輻輳が
無く単純な構成で大規模な光ビームアレイを形成、合波
でき、また遅延付加部では遅延量の異なる遅延素子をn
段並べれば遅延素子前に置かれた偏光面回転素子を制御
することにより2n通りの遅延を2次元配列された光ビ
ーム列中の任意の光ビームに対し容易に付加することが
できる。従って分岐数が2nの場合n段のそれぞれ遅延
量の異なる遅延素子を多段接続すれば良く、2本の互い
に長さの異なる光ファイバを必要とする従来例に比べ結
線の輻輳が無くなるとともに回路構成が大幅に簡略化す
ることができる。
According to the present invention, the high-speed short pulse train is input to the circuit as a spatial light beam, and the modulated signal light is also output from the circuit as a light beam. In the optical signal branching unit and the optical signal combining unit, the number of branches (combining number) can be easily increased by connecting the optical beam branching / multiplexing elements having different output light beam intervals in multiple stages. Further, each polarization beam splitter constituting each light beam branching / multiplexing element is used as a rod, and the light beam branching / multiplexing elements are arranged in the vertical and horizontal directions to easily form and combine a two-dimensional arrayed light beam array. can do. Optical beam branching using such a spatial light beam, and multiplexing is an optical branching using a spatial light beam that uses an optical waveguide such as an optical fiber. A light beam array can be formed and combined, and delay elements with different delays are used in the delay adding section.
By arranging in stages, by controlling the polarization plane rotating element placed in front of the delay element, 2n kinds of delays can be easily added to an arbitrary light beam in the two-dimensionally arranged light beam train. Therefore, when the number of branches is 2n, it is only necessary to connect n stages of delay elements each having a different delay amount, and connection congestion is eliminated and a circuit configuration is eliminated as compared with the conventional example which requires two optical fibers having different lengths. Can be greatly simplified.

【0011】[0011]

【実施例】図1には本発明の第1の実施例の構成を示
す。図1において、2は光信号分岐部、3は光ゲート
部、4は変調信号付加部、5は遅延付加部、6は光信号
合成部、8は入射光ビーム、9−1〜9−4は光ビーム
分岐合波素子、10−1〜10−2は1/4波長板、1
1は光ゲートアレイ、12−1〜12−3は偏光面回転
素子、13−1〜13−2は偏光ビームスプリッタ、1
4−1〜14−4は1/4波長板、15−1〜15−4
は全反射ミラー、16は出力光ビームをそれぞれ表して
いる。S1〜S4は光ゲートアレイ11の各光ゲートに
入力される変調信号である。
FIG. 1 shows the configuration of the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 2 is an optical signal branching unit, 3 is an optical gate unit, 4 is a modulation signal adding unit, 5 is a delay adding unit, 6 is an optical signal combining unit, 8 is an incident light beam, 9-1 to 9-4. Is an optical beam branching / multiplexing element, 10-1 to 10-2 are quarter-wave plates, 1
1 is an optical gate array, 12-1 to 12-3 are polarization plane rotating elements, 13-1 to 13-2 are polarization beam splitters, 1
4-1 to 14-4 are quarter wavelength plates, 15-1 to 15-4
Represents a total reflection mirror, and 16 represents an output light beam. S1 to S4 are modulation signals input to each optical gate of the optical gate array 11.

【0012】図1において光ビームとして入射された高
速光短パルス列は、光信号分岐部2における偏光ビーム
スプリッタを複数個積層して構成された光ビーム分岐合
波素子9−1,9−2、及び1/4波長板10−1を用
いて4分岐され、光ゲート部3における光ゲートアレイ
11中の各光ゲートに入力される。各光ゲートは変調信
号付加部4において外部から印加された変調信号S1〜
S4により入射光のオン/オフを行う素子であり、具体
的には多重量子井戸構造を有する面入出力型の光変調器
アレイや、液晶シャッタアレイ等が挙げられる。各光ゲ
ートにおいて変調を受けた高速光短パルス列は次段の遅
延付加部5へそれぞれ入力される。遅延付加部5は偏光
面回転素子12−1〜12−3と後に詳述する遅延素子
を交互に縦続接続して構成される。偏光面回転素子12
−1〜12−3は互いに直交する2つ偏光成分をそのま
ま通過させるか互いに変換して出力するかを選択できる
素子であり、ビーム経路により遅延量を固定する場合に
は1/2波長板を、光ビームごとに遅延量を変える場合
には液晶等を各光ビームごとに配置して用いることがで
きる。偏光ビームスプリッタ13−1、1/4波長板1
4−1、14−2、全反射ミラー15−1、15−2か
ら構成される第1の遅延素子は、P偏光光ビームが入射
された場合には素子をそのまま通過させ、S偏光光ビー
ムが入射された場合には、P偏光光ビームに比べ全反射
ミラー15−1と15−2間の距離だけ多くの光路長を
通すことにより遅延を付加する。偏光ビームスプリッタ
13−2、1/4波長板14−3,14−4、全反射ミ
ラー15−3,15−4から構成される第2の遅延素子
も第1の遅延素子と同様の原理により遅延を付加する。
第1の遅延素子は2tの遅延を与え、第2の遅延素子は
tの遅延を与えるように全反射ミラー間の距離を決め
る。従って偏光面回転素子12−1、12−2を用いて
入射信号光の偏光を変化させて光路を選択することによ
り、t,2t,3t,4tの4通りの遅延を付加するこ
とができる。遅延付加部5の出力光のそれぞれは偏光面
回転素子12−3と、光ビーム分岐合波素子9−3、9
−4及び1/4波長板10−2からなる光信号合成部6
を用いて合波され出力される。以上に説明した通り図1
の構成を用いて図4の空間光エンコーダと同様の動作を
させることができる。
In FIG. 1, a high-speed short optical pulse train incident as a light beam is formed by stacking a plurality of polarization beam splitters in the optical signal branching unit 2, and the light beam splitting / multiplexing elements 9-1, 9-2, And is branched into four using the quarter wave plate 10-1 and is input to each optical gate in the optical gate array 11 in the optical gate unit 3. Each optical gate has modulation signals S1 to S1 applied from the outside in the modulation signal adding section 4.
This is an element for turning on / off the incident light by S4, and specific examples thereof include a surface input / output type optical modulator array having a multiple quantum well structure, a liquid crystal shutter array, and the like. The high-speed short optical pulse trains modulated in each optical gate are input to the delay adding unit 5 in the next stage. The delay adding unit 5 is configured by alternately connecting the polarization plane rotating elements 12-1 to 12-3 and delay elements described in detail later in cascade. Polarization plane rotation element 12
-1 to 12-3 are elements that can select whether to pass two polarization components orthogonal to each other as they are or to convert them and output them. When the delay amount is fixed by the beam path, a 1/2 wavelength plate is used. When the delay amount is changed for each light beam, a liquid crystal or the like can be arranged and used for each light beam. Polarization beam splitter 13-1, quarter wave plate 1
The first delay element composed of 4-1, 14-2 and total reflection mirrors 15-1, 15-2 passes the element as it is when the P-polarized light beam is incident, and the S-polarized light beam. Is incident, a delay is added by passing a longer optical path length than the P-polarized light beam by the distance between the total reflection mirrors 15-1 and 15-2. The second delay element composed of the polarization beam splitter 13-2, the quarter wave plates 14-3 and 14-4, and the total reflection mirrors 15-3 and 15-4 also operates on the same principle as the first delay element. Add a delay.
The first delay element gives a delay of 2t, and the second delay element decides the distance between the total reflection mirrors so as to give a delay of t. Therefore, by changing the polarization of the incident signal light by using the polarization plane rotating elements 12-1 and 12-2 and selecting the optical path, four kinds of delays of t, 2t, 3t, and 4t can be added. Each of the output lights of the delay adding unit 5 includes a polarization plane rotating element 12-3 and light beam branching / multiplexing elements 9-3, 9.
-4 and quarter-wave plate 10-2 optical signal combiner 6
Are multiplexed and output. As explained above, Fig. 1
With the configuration described above, the same operation as that of the spatial light encoder of FIG. 4 can be performed.

【0013】本実施例の空間光エンコーダは高速短パル
ス列が空間光ビームとして回路に入力され、変調信号光
も光ビームとして回路から出力される。光信号分岐部及
び光信号合波部では出力光ビームの間隔がそれぞれ異な
る光ビーム分岐合波素子を多段接続することにより容易
に分岐数(合波数)を増やすことできる。また各光ビー
ム分岐合波素子を構成する各偏光ビームスプリッタをロ
ッドとし、その光ビーム分岐合波素子を縦横方向に配置
することにより容易に2次元アレイ化された光ビーム列
を形成および合波することができる。このような空間光
ビームを用いた光ビーム分岐、合波は光ファイバ等の光
導波路を用いた空間光ビームを用いた光分岐、合波に比
べ配線の輻輳が無く単純な構成で大規模な光ビームアレ
イを形成、合波できるという特徴がある。また図1の遅
延付加部では遅延量の異なる遅延素子をn段並べれば遅
延素子前に置かれた偏光面回転素子を制御することによ
り2n通りの遅延を2次元配列された光ビーム列中の任
意の光ビームに対し容易に付加することができる。従っ
て本実施例では分岐数が2nの場合n段のそれぞれ遅延
量の異なる遅延素子を多段接続すれば良く、2本の互い
に長さの異なる光ファイバを必要とする従来例に比べ結
線の輻輳が無くなるとともに回路構成が大幅に簡略化す
ることができる。
In the spatial light encoder of this embodiment, a high-speed short pulse train is input to the circuit as a spatial light beam, and the modulated signal light is also output from the circuit as a light beam. In the optical signal branching unit and the optical signal combining unit, the number of branches (combining number) can be easily increased by connecting the optical beam branching / multiplexing elements having different output light beam intervals in multiple stages. Further, each polarization beam splitter constituting each light beam branching / multiplexing element is used as a rod, and the light beam branching / multiplexing elements are arranged in the vertical and horizontal directions to easily form and combine a two-dimensional arrayed light beam array. can do. Optical beam branching using such a spatial light beam, and multiplexing is an optical branching using a spatial light beam that uses an optical waveguide such as an optical fiber. It has the feature that it can form and combine light beam arrays. Further, in the delay adding unit of FIG. 1, if n stages of delay elements having different delay amounts are arranged, the polarization plane rotating element placed in front of the delay element is controlled to output 2n delays in the two-dimensionally arrayed light beam train. It can be easily added to any light beam. Therefore, in the present embodiment, when the number of branches is 2n, it is sufficient to connect n stages of delay elements having different delay amounts, respectively, in comparison with the conventional example which requires two optical fibers having different lengths. It can be eliminated and the circuit configuration can be greatly simplified.

【0014】図2に本発明の第2の実施例を示す。図2
において、2は光信号分岐部、3´はゲート部及び変調
信号付加部、5は遅延付加部、6は光信号合成部、8は
入射光ビーム、9−1〜9−4は光ビーム分岐合波素
子、10−1、10−2は1/4波長板、12−1〜1
2−3は偏光面回転素子、13−1〜13−3は偏光ビ
ームスプリッタ、14−1〜14−6は1/4波長板、
15−1〜15−6は全反射ミラー、16は出力光ビー
ム、17は反射型スイッチアレイ、18は光ビーム分岐
合波素子9−2の直後に配した偏光面回転素子である。
偏光面回転素子18は次段の偏光ビームスプリッタ13
−3へ入力される光ビームの偏光を全てS偏光とする為
のものであり、光ビーム分岐合波素子9−2からS偏光
として出力される光ビームに対しては偏光面回転を加え
ることなくそのまま通過させ、光ビーム分岐合波素子9
−2からP偏光として出力される光ビームに対しては偏
光面回転90度回転させS偏光として出力する素子であ
る。そのような素子としては液晶光変調素子や1/2波
長板が使える。
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. Figure 2
2, 2 is an optical signal branching unit, 3'is a gate unit and a modulation signal adding unit, 5 is a delay adding unit, 6 is an optical signal combining unit, 8 is an incident light beam, and 9-1 to 9-4 are light beam branching units. Multiplexing elements 10-1, 10-2 are quarter wave plates, 12-1 to 1
2-3 is a polarization plane rotation element, 13-1 to 13-3 are polarization beam splitters, 14-1 to 14-6 are quarter wavelength plates,
Reference numerals 15-1 to 15-6 are total reflection mirrors, 16 is an output light beam, 17 is a reflection type switch array, and 18 is a polarization plane rotation element arranged immediately after the light beam branching / multiplexing element 9-2.
The polarization plane rotation element 18 is the polarization beam splitter 13 at the next stage.
-3 is to make all the polarization of the light beam input to -3 S-polarized, and to add polarization plane rotation to the light beam output as S-polarized from the light beam branching / multiplexing element 9-2. Light beam branching and multiplexing element 9
It is an element that rotates the polarization plane of the light beam output from -2 as P-polarized light by 90 degrees and outputs it as S-polarized light. A liquid crystal light modulator or a half-wave plate can be used as such an element.

【0015】本実施例は第1の実施例の光ゲートアレイ
を反射型スイッチアレイにおきかえたものである。反射
型素子では、入力する光パルスの速度を素子のスイッチ
ング速度に無関係に決定できる点と、ヒステリシスを有
するスイッチング素子を用いることにより信号をパケッ
ト化できる点に特徴を有する。
In this embodiment, the optical gate array of the first embodiment is replaced with a reflection type switch array. The reflective element is characterized in that the speed of an input light pulse can be determined independently of the switching speed of the element and that a signal can be packetized by using a switching element having hysteresis.

【0016】スイッチング素子の素材としては多重量子
井戸構造を有する面入出力型の反射板や強誘電性を利用
して反射光の偏波を回転させる光空間変調器等がある。
Materials for the switching element include a surface input / output type reflection plate having a multiple quantum well structure and an optical spatial modulator for rotating polarization of reflected light by utilizing ferroelectricity.

【0017】次に、この実施例の要部の動作を図3を用
いて説明する。
Next, the operation of the main part of this embodiment will be described with reference to FIG.

【0018】光ビーム列IN1〜IN4が図の左側から
入力され、光ビーム列OUT1〜OUT4が図の右側か
ら出力されるものとする。図の左側から入力された光ビ
ーム列は偏光面回転素子18によりそれぞれS偏光に変
換され、偏光ビームスプリッタ13−3に入力される。
偏光ビームスプリッタ13−3では入力された光ビーム
列は、その偏光成分がすべてS偏光となっているので、
偏光ビームスプリッタ13−3により反射され、1/4
波長板14−6を介して反射型光スイッチアレイ17に
入力される。反射型光スイッチアレイ17は外部からの
制御によりその反射率を制御することができる素子であ
る。反射型光スイッチ17が低反射率状態に制御されて
いる場合、入射した光ビームは素子で吸収あるいは散乱
を受け反射光は現れない。一方、反射型光スイッチ17
が高反射率状態に制御されている場合は、入射された光
ビームは反射され、再び1/4波長板14−6を通って
偏光ビームスプリッタ13−3に入力される。偏光ビー
ムスプリッタ13−3においてS偏光として反射された
光ビームは1/4波長板14−6をこのように2回通過
することによりP偏光に変換される。従って反射型光ス
イッチアレイ17の反射光はP偏光として偏光ビームス
プリッタ13−3に入力される。P偏光に変換された反
射光は偏光ビームスプリッタ13−3をそのまま通過
し、1/4波長板14−5、全反射ミラー15−5、1
/4波長板14−5を経て今度はS偏光に変換されて偏
光ビームスプリッタ13−3に入力され、そこで反射を
受けて回路からOUT1〜OUT4として出力される。
その他の動作は第1の実施例と同様である。
It is assumed that the light beam trains IN1 to IN4 are input from the left side of the drawing and the light beam trains OUT1 to OUT4 are output from the right side of the drawing. The light beam train input from the left side of the drawing is converted into S-polarized light by the polarization plane rotation element 18, and is input to the polarization beam splitter 13-3.
In the polarization beam splitter 13-3, since the input light beam train has all its polarization components S-polarized,
1/4 reflected by the polarization beam splitter 13-3
It is input to the reflection type optical switch array 17 via the wave plate 14-6. The reflection type optical switch array 17 is an element whose reflectance can be controlled by external control. When the reflection type optical switch 17 is controlled to the low reflectance state, the incident light beam is absorbed or scattered by the element and no reflected light appears. On the other hand, the reflection type optical switch 17
Is controlled to a high reflectance state, the incident light beam is reflected, and again enters the polarization beam splitter 13-3 through the quarter wavelength plate 14-6. The light beam reflected as S-polarized light by the polarization beam splitter 13-3 is converted into P-polarized light by passing through the quarter-wave plate 14-6 twice in this way. Therefore, the reflected light from the reflective optical switch array 17 is input to the polarization beam splitter 13-3 as P-polarized light. The reflected light converted into P-polarized light passes through the polarization beam splitter 13-3 as it is, and the quarter-wave plate 14-5, total reflection mirrors 15-5, 1
After passing through the / 4 wave plate 14-5, it is converted into S-polarized light and input to the polarization beam splitter 13-3, where it is reflected and output from the circuit as OUT1 to OUT4.
Other operations are the same as those in the first embodiment.

【0019】このように外部からの制御S1〜S4によ
り反射率を制御できる反射型光スイッチアレイを用いて
光エンコーダを構成できる。
As described above, the optical encoder can be constructed using the reflection type optical switch array whose reflectance can be controlled by the external controls S1 to S4.

【0020】尚、反射型光スイッチアレイとして反射光
の偏波を回転させるタイプのものを用いる場合には1/
4波長板14−6は不要となる。すなわち反射型光スイ
ッチアレイにおいて偏波回転が生じない場合には反射光
は偏光ビームスプリッタで反射され光ビームIN1〜I
N4が入射された方向に出力される。一方、反射型光ス
イッチアレイにおいて偏波回転が生じる場合にはその反
射光は上で説明した通り出力光ビームOUT1〜OUT
4として出力される。
When a reflection type optical switch array of the type that rotates the polarization of reflected light is used, 1 /
The four-wave plate 14-6 becomes unnecessary. That is, when the polarization rotation does not occur in the reflection type optical switch array, the reflected light is reflected by the polarization beam splitter and the light beams IN1 to I
N4 is output in the incident direction. On the other hand, when polarization rotation occurs in the reflection type optical switch array, the reflected light is output light beams OUT1 to OUT1 as described above.
It is output as 4.

【0021】第1、第2の実施例では共に電気信号で入
力光に変調を加えていたが、光ゲートアレイ、あるいは
反射型スイッチアレイを光非線形媒質等を用いることに
より光信号で入力光に対して変調を加えることもでき
る。
In both the first and second embodiments, the input light is modulated by the electric signal, but the optical gate array or the reflection type switch array is used for the input light as the optical signal by using an optical nonlinear medium or the like. It is also possible to add modulation.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、高速
光短パルス列の分岐、遅延付加、合波のいずれか或いは
全てを空間を伝播する光ビームに対して行うので、結線
の輻輳が無く、光分岐数を容易に増加することができる
という効果がある。
As described above, according to the present invention, any or all of branching, delay addition, and multiplexing of a high-speed short optical pulse train is performed on a light beam propagating in a space, so that there is no connection congestion. There is an advantage that the number of optical branches can be easily increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示す図FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例を示す図FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図3】第2の実施例の動作を説明する図FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the second embodiment.

【図4】従来例の構成を示す図FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a conventional example.

【図5】入出力及び各光ゲートへの変調信号波形の例を
示す図
FIG. 5 is a diagram showing an example of input / output and modulation signal waveforms to each optical gate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…高速光短パルス列入力端、2…光信号分岐部、3…
光ゲート部、3−1〜3−4…光ゲート、4…変調信号
付加部、5…遅延付加部、5−1〜5−4…光ファイバ
等の光導波路、6…光信号合成部、7…光信号出力端
子、8…入射光ビーム、9−1〜9−4…光ビーム分岐
合波素子、10−1〜10−2…光ビーム分岐合波素
子、11…光ゲートアレイ、12−1〜12−3…偏光
面制御素子、13−1〜13−3…偏光ビームスプリッ
タ、14−1〜14−6…1/4波長板、15−1〜1
5−5…全反射ミラー、16…出力光ビーム、17…反
射型光スイッチアレイ。
1 ... High-speed optical short pulse train input terminal, 2 ... Optical signal branching section, 3 ...
Optical gate unit, 3-1 to 3-4 ... Optical gate, 4 ... Modulation signal adding unit, 5 ... Delay adding unit, 5-1 to 5-4 ... Optical waveguide such as optical fiber, 6 ... Optical signal combining unit, 7 ... Optical signal output terminal, 8 ... Incident light beam, 9-1 to 9-4 ... Light beam branching / multiplexing element, 10-1 to 10-2 ... Light beam branching / multiplexing element, 11 ... Optical gate array, 12 -1 to 12-3 ... Polarization plane control element, 13-1 to 13-3 ... Polarization beam splitter, 14-1 to 14-6 ... Quarter wavelength plate, 15-1 to 1
5-5 ... total reflection mirror, 16 ... output light beam, 17 ... reflection type optical switch array.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高速光短パルス列を一様媒質中を伝播す
る光ビームとして回路に入力する手段と、 回路に入力された上記高速光短パルス列ビームを複数分
岐し、高速光短パルス列ビームアレイとして出力する空
間光分岐部と、 上記空間光分岐部により分岐された複数の上記高速光短
パルス列ビームのそれぞれに対して配置された、外部か
らの制御により上記高速光短パルス列ビームを通過させ
るか否かを選択できる光ゲート部と、 上記空間光分岐部により分岐された複数の上記高速光短
パルス列ビームのそれぞれを互いに直交する2つの偏光
成分のうち一方の偏光成分のみを有する光ビームとする
手段と、 入射された互いに直交する2つの偏光成分のうち一方の
偏光成分のみを有する複数の光ビームのそれぞれに対
し、その偏光成分を他方の偏光成分に変換して出力する
か変換せずそのまま通過させるかを選択することができ
る複数の偏光面制御素子アレイと、入射された光ビーム
が互いに直交する2つの偏光成分のうち一方の偏光成分
の場合はそのまま素子を通過させ、他方の偏光成分の場
合は遅延を付加して出力する複数の遅延素子とを交互に
多段接続して構成される遅延付加部と、 上記遅延付加部から出力された複数の出力信号光ビーム
の全てを合波する空間光合波部とにより構成されたこと
を特徴とする空間光エンコーダ。
1. A means for inputting a high-speed short optical pulse train to a circuit as a light beam propagating in a uniform medium, and a plurality of the high-speed short optical pulse train beams input to the circuit to form a high-speed short optical pulse train beam array. Whether to output the spatial light branching unit and the high-speed short optical pulse train beam, which is arranged for each of the plurality of high-speed short optical pulse train beams branched by the spatial light branching unit, through the external control. And a means for making each of the plurality of high-speed optical short pulse train beams split by the spatial light splitting unit into a light beam having only one polarization component of two polarization components orthogonal to each other. And for each of the plurality of incident light beams having only one polarization component of the two polarization components orthogonal to each other, A plurality of polarization plane control element arrays capable of selecting whether to convert and output the polarized light component or to pass the light as it is without conversion, and one polarized light component of two polarized light components in which the incident light beams are orthogonal to each other. In the case of, the delay element is passed through as it is, and in the case of the other polarization component, it is output from the delay adding section configured by alternately connecting a plurality of delay elements that add delay and outputs. A spatial optical encoder, comprising: a spatial optical multiplexing unit that multiplexes all of a plurality of output signal light beams.
【請求項2】 請求項1に記載の光ゲート部に代えて、
上記空間光分岐部により分岐された複数の上記高速短パ
ルス列ビームのそれぞれに対して配置された、外部から
の制御により上記高速光短パルスビームを反射させるか
否かを選択できる反射型光スイッチを備えたことを特徴
とする請求項1記載の空間光エンコーダ。
2. The optical gate unit according to claim 1,
A reflection type optical switch which is arranged for each of the plurality of high speed short pulse train beams branched by the spatial light branching unit and which can be selected by external control to reflect or not reflect the high speed short pulse beam. The spatial optical encoder according to claim 1, further comprising:
JP25298892A 1992-09-22 1992-09-22 Spatial optical encoder Expired - Lifetime JP3204416B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25298892A JP3204416B2 (en) 1992-09-22 1992-09-22 Spatial optical encoder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25298892A JP3204416B2 (en) 1992-09-22 1992-09-22 Spatial optical encoder

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06102542A true JPH06102542A (en) 1994-04-15
JP3204416B2 JP3204416B2 (en) 2001-09-04

Family

ID=17244943

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25298892A Expired - Lifetime JP3204416B2 (en) 1992-09-22 1992-09-22 Spatial optical encoder

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3204416B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2399220A (en) * 2003-03-06 2004-09-08 Toshiba Res Europ Ltd Photonic quantum information system using unpolarised light

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2399220A (en) * 2003-03-06 2004-09-08 Toshiba Res Europ Ltd Photonic quantum information system using unpolarised light
GB2399220B (en) * 2003-03-06 2005-07-13 Toshiba Res Europ Ltd Photonic quantum information system using unpolarised light
US7684701B2 (en) 2003-03-06 2010-03-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Photonic quantum information system using unpolarised light

Also Published As

Publication number Publication date
JP3204416B2 (en) 2001-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6768573B1 (en) Polarization control optical space switch
US6023360A (en) Multiple-channel all-optical TDM-WDM converter and multiple-channel all-optical TDM demultiplexer
US5724165A (en) Fault-tolerant optical routing switch
US5319477A (en) Compact polarization independent optical switching units
JP2692316B2 (en) Wavelength division optical switch
US7343065B2 (en) Optical signal amplifying triode and optical signal transfer method, optical signal relay device, and optical signal storage device using the same
US5274385A (en) Optical time delay units for phased array antennas
EP0351132B1 (en) Optical crossover network
TW573148B (en) All-optical interconnect utilizing polarization gates
JPH0678347A (en) Crossbar exchange
US5345321A (en) Compact polarization dependent optical switching units
US6920258B2 (en) Optical switch
JP3204416B2 (en) Spatial optical encoder
US6585382B1 (en) Optical systems using switched mirrors
EP0498422B1 (en) Optical communication means
JP3040883B2 (en) Multi-terminal optical switch
JPH0695181A (en) Optical serial-parallel conversion circuit
JP3197611B2 (en) Multi-terminal optical switch
JP3245976B2 (en) Optical multiplexer
JP2827501B2 (en) Optical self-routing circuit
JP3199189B2 (en) Variable optical delay circuit
US6128113A (en) Transparent optical communications switch
JP3023221B2 (en) Multi-terminal optical switch
JPH06104870A (en) Optical time division multiplex circuit
JP3037833B2 (en) Multi-terminal optical delay compensation circuit

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090629

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090629

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100629

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100629

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110629

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120629

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130629

Year of fee payment: 12

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130629

Year of fee payment: 12