JPH06326390A - Optical pulse pattern generator - Google Patents

Optical pulse pattern generator

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JPH06326390A
JPH06326390A JP11018993A JP11018993A JPH06326390A JP H06326390 A JPH06326390 A JP H06326390A JP 11018993 A JP11018993 A JP 11018993A JP 11018993 A JP11018993 A JP 11018993A JP H06326390 A JPH06326390 A JP H06326390A
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JP
Japan
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optical pulse
optical
ultra
pulse signal
clock light
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Application number
JP11018993A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shingo Kawai
伸悟 河合
Katsumi Iwatsuki
岩月  勝美
Shigeto Nishi
成人 西
Masatoshi Saruwatari
正俊 猿渡
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide an optical pulse pattern generator capable of generating an ultra-high speed optical pulse pattern having no jitter. CONSTITUTION:Ultra-high speed clock light, in which the positions of pulses are set at equal intervals and which has a wavelength lambda1 of a uniform intensity, is generated by an ultra-high speed clock light generating circuit 1 and after a modulation is performed on short optical pulse trains, which are comparatively low in speed, are small in a duty ratio and have a wavelength lambda2 (not equal to lambda1), by an optical pulse signal generating circuit 2, the pulse trains are multiplexed and an optical pulse signal to respond an ultra-high speed optical pulse pattern is generated. These of the ultra-high clock light and the optical pulse signal are enter into an optical switch 4, which utilizes a photo nonlinear effect, and the ultra-high speed clock light is switches by the optical pulse signal. Thereby, the clock light is directly modulated and an ultra-high speed optical pulse pattern having no jitter is generated.

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、数10Gb/s の光ファ
イバ伝送システムの評価に必要とされる、ジッタのない
超高速の光パルスパターンを発生し得る光パルスパター
ン発生装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical pulse pattern generator capable of generating an ultrahigh-speed optical pulse pattern without jitter, which is required for evaluating an optical fiber transmission system of several tens Gb / s. .

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体レーザ(LD)を用いた短光パル
ス列の発生方法としては、現在、レーザ発振制御法やレ
ーザ光制御法がある。前者の代表的な方法としては、非
常に薄いセル状の可飽和吸収体において、互いに逆方向
に進む2つの光パルスを衝突させるCPM(Colliding
Pulse Mode-lockig )方法があり、パルス短縮効果と安
定性に優れている。また、後者の代表的な方法として
は、発振周波数が異なる2つの半導体レーザからの光を
合波して発生したビートを、異常分散を持つ光ファイバ
に導くことによりソリトン化し、短光パルス列を得る方
法がある。これらの方法は、両者とも、光パルス伝送に
適したTL(Transform Limited )パルスを発生するこ
とができる。
2. Description of the Related Art At present, there are a laser oscillation control method and a laser light control method as a method of generating a short optical pulse train using a semiconductor laser (LD). As a typical method of the former, in a very thin cell-like saturable absorber, CPM (Colliding) in which two optical pulses traveling in opposite directions collide with each other.
Pulse Mode-lockig) method, which has excellent pulse shortening effect and stability. Further, as the latter typical method, a beat generated by combining lights from two semiconductor lasers having different oscillation frequencies is solitonized by guiding it to an optical fiber having anomalous dispersion to obtain a short optical pulse train. There is a way. Both of these methods can generate a TL (Transform Limited) pulse suitable for optical pulse transmission.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た方法で発生し得る短光パルス列は極めて超高速であ
り、現在、実用化されている外部変調器の変調可能帯域
の上限が20GHz程度であることを考えると、このよ
うな超高速の短光パルス列に直接変調を施すことは非常
に困難であり、超高速の光パルスパターンを発生させる
ことができないという問題があった。また、変調を施し
た比較的低速な光パルスパターンを光ファイバ遅延線等
を用いて光多重することにより、超高速の光パルスパタ
ーンを発生させる方法も提案されている(Electron Let
t., Vol.28, No.19, 1992, K.Iwatsuki, et al., p.182
1 参照)が、この方法では各々の光パルスの位置を厳密
に等間隔に配置することは困難であり、超高速光伝送系
の評価に必要なジッタのない光パルスパターンを得るこ
とができないという問題があった。
However, the short optical pulse train that can be generated by the above-mentioned method is extremely high speed, and the upper limit of the modulatable band of the external modulator currently in practical use is about 20 GHz. Considering the above, it is very difficult to directly modulate such an ultrafast optical pulse train, and there is a problem that an ultrafast optical pulse pattern cannot be generated. A method has also been proposed in which an ultrahigh-speed optical pulse pattern is generated by optically multiplexing a modulated relatively low-speed optical pulse pattern using an optical fiber delay line or the like (Electron Let
t., Vol.28, No.19, 1992, K. Iwatsuki, et al., p.182
1)), it is difficult to arrange the positions of each optical pulse at exactly equal intervals with this method, and it is impossible to obtain the optical pulse pattern without jitter required for evaluation of ultrahigh-speed optical transmission systems. There was a problem.

【0004】本発明は前記従来の問題点に鑑み、ジッタ
のない超高速の光パルスパターンを発生し得る装置を提
供することを目的とする。
In view of the above-mentioned problems of the prior art, it is an object of the present invention to provide an apparatus capable of generating an ultrafast optical pulse pattern without jitter.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明では前記目的を達
成するため、波長λ1 の超高速クロック光を発生する超
高速クロック光発生手段と、波長λ2 (≠λ1 )の短光
パルス列を発生し、これを変調した後、光多重して超高
速の光パルスパターンに対応した波長λ2 の光パルス信
号を発生する光パルス信号発生手段と、前記超高速クロ
ック光の繰り返し周波数と光パルス信号の平均的な繰り
返し周波数とを同期させる位相同期手段と、前記超高速
クロック光及び光パルス信号を入力とし、該超高速クロ
ック光を光パルス信号でスイッチングして波長λ1 の超
高速の光パルスパターンを出力する光スイッチ手段とか
らなる光パルスパターン発生装置を提案する。
Means for Solving the Problems] For the present invention to achieve the above object, the ultrafast optical clock generation means for generating an ultrafast optical clock wavelength lambda 1, the short optical pulse train having a wavelength λ 2 (≠ λ 1) Optical pulse signal generating means for generating an optical pulse signal having a wavelength λ 2 corresponding to an ultra-high-speed optical pulse pattern after optical modulation, and the repetition frequency and the optical frequency of the ultra-high-speed clock light. Phase synchronization means for synchronizing the average repetition frequency of the pulse signal, and the ultrahigh-speed clock light and the optical pulse signal are input, and the ultrahigh-speed clock light is switched by the optical pulse signal to obtain the ultrahigh-speed wavelength λ 1 . An optical pulse pattern generator comprising an optical switch means for outputting an optical pulse pattern is proposed.

【0006】[0006]

【作用】本発明によれば、超高速クロック光発生手段に
より波長λ1 の超高速クロック光が発生され、光パルス
信号発生手段により超高速の光パルスパターンに対応し
た波長λ2 (≠λ1 )の光パルス信号が発生され、これ
らが光スイッチ手段に入射され、前記超高速クロック光
が光パルス信号でスイッチングされてジッタのない超高
速の光パルスパターンが発生される。
According to the present invention, the ultra high speed clock light generating means generates the ultra high speed clock light having the wavelength λ 1 , and the optical pulse signal generating means generates the wavelength λ 2 (≠ λ 1 corresponding to the ultra high speed optical pulse pattern. 2) optical pulse signals are generated, these are made incident on the optical switch means, and the ultrahigh-speed clock light is switched by the optical pulse signals to generate an ultrahigh-speed optical pulse pattern without jitter.

【0007】[0007]

【実施例】図1は本発明の光パルスパターン発生装置の
基本構成を示すもので、図中、1は超高速クロック光発
生回路、2は光パルス信号発生回路、3は位相比較器、
4は光スイッチである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows the basic structure of an optical pulse pattern generator of the present invention. In the figure, 1 is an ultrahigh speed clock light generating circuit, 2 is an optical pulse signal generating circuit, 3 is a phase comparator,
Reference numeral 4 is an optical switch.

【0008】超高速クロック光発生回路1は、各パルス
の位置が等間隔で強度の揃った波長λ1 のTL超高速ク
ロック光を発生する。具体的には、発振周波数が異なる
2つの半導体レーザからの光を合波して得られるビート
(うなり)を異常分散光ファイバに導き、断熱圧縮によ
り短光パルス化する方法(IEEE J.Quantum Electron,Vo
l.27, No.10, 1991, Pavel V.Mamyshev, et al., p.234
7参照)や、CPM半導体レーザ(CPM−LD)(Ele
ctron Lett., Vol.25, No.10, 1989, R.S.Tucker, et a
l., p.621、又はCLEO'91,CWK3, 1991, Y.K.Chen, et a
l., p.304 参照)を用いて超高速クロック光を発生させ
る方法等がある。
The ultra-high-speed clock light generation circuit 1 generates TL ultra-high-speed clock light of wavelength λ 1 in which the positions of the pulses are evenly spaced and the intensity is uniform. Specifically, a method of introducing a beat obtained by combining lights from two semiconductor lasers having different oscillation frequencies into an anomalous dispersion optical fiber and shortening the optical pulse by adiabatic compression (IEEE J. Quantum Electron , Vo
l.27, No.10, 1991, Pavel V. Mamyshev, et al., p.234
7), CPM semiconductor laser (CPM-LD) (Ele
ctron Lett., Vol.25, No.10, 1989, RSTucker, et a
l., p.621, or CLEO'91, CWK3, 1991, YKChen, et a
l., p.304) to generate ultra-high-speed clock light.

【0009】光パルス信号発生回路2は、短光パルス列
発生回路2a、変調器2b、パルスパターン発生器2c
及び光多重回路2dからなっている。まず、短光パルス
列発生回路2aで比較的低速でデューティ比の小さな波
長λ2 (≠λ1 )の短光パルス列を発生する。具体的に
は、比較的低速でLDをゲインスイッチするか、あるい
はモード同期することにより発生する。次に、前記短光
パルス列を、パルスパターン発生器2cからの電気信号
により駆動された変調器2bに入射し、変調を施した
後、光多重回路2dで光多重して光パルス信号を発生す
る。具体的には、光導波路で構成された遅延線を用いた
り、偏波保持ファイバを用いて群遅延を持たせることで
光多重する。
The optical pulse signal generation circuit 2 comprises a short optical pulse train generation circuit 2a, a modulator 2b and a pulse pattern generator 2c.
And an optical multiplexing circuit 2d. First, the short light pulse train generation circuit 2a generates a short light pulse train of a wavelength λ 2 (≠ λ 1 ) having a relatively low speed and a small duty ratio. Specifically, it occurs when the LD is gain-switched or mode-locked at a relatively low speed. Next, the short optical pulse train is incident on a modulator 2b driven by an electric signal from a pulse pattern generator 2c, modulated, and then optically multiplexed by an optical multiplexing circuit 2d to generate an optical pulse signal. . Specifically, optical multiplexing is performed by using a delay line formed of an optical waveguide or by using a polarization maintaining fiber to give a group delay.

【0010】この際、得られた光パルス信号は発生すべ
き超高速の光パルスパターンに対応したものであるが、
各パルスの強度及びその位置は一定でなく、そのまま使
用することはできない。そこで、該光パルス信号を、超
高速クロック光発生回路1で発生した超高速クロック光
とともに光スイッチ4に導き、超高速クロック光を光パ
ルス信号でスイッチングすることにより変調を加える。
At this time, the obtained optical pulse signal corresponds to an ultrafast optical pulse pattern to be generated.
The intensity of each pulse and its position are not constant and cannot be used as they are. Therefore, the optical pulse signal is guided to the optical switch 4 together with the ultra high speed clock light generated by the ultra high speed clock light generation circuit 1, and the ultra high speed clock light is switched by the optical pulse signal for modulation.

【0011】本発明で使用する光スイッチ4は、以下に
示すような2つの特性を備えている必要がある。
The optical switch 4 used in the present invention needs to have the following two characteristics.

【0012】第1に、光パルス信号の入力光強度とスイ
ッチング後の超高速クロック光の出力光強度との関係
が、図2に示すような非線形特性を有していることであ
る。これにより、光パルス信号の入力光強度の変化に対
して、スイッチング後の超高速クロック光の出力光強度
はほとんど変動しなくなる。
First, the relationship between the input light intensity of the optical pulse signal and the output light intensity of the ultrahigh speed clock light after switching has a non-linear characteristic as shown in FIG. As a result, the output light intensity of the ultrahigh-speed clock light after switching hardly changes with respect to the change of the input light intensity of the optical pulse signal.

【0013】第2に、被スイッチングパルスである超高
速クロック光のパルス幅より広いスイッチング窓を有す
ることである。これは、光スイッチ4を構成する非線形
媒質中において、波長λ1 の超高速クロック光と波長λ
2 の光パルス信号との間に群速度差を持たせることによ
り、図3(a) ,(b) ,(c) に示すように両者が光スイッ
チ4中を伝搬するにつれて時間遅延を発生させ(walk-o
ff)、相対的に光パルス信号に超高速クロック光をよぎ
らせることによって、超高速クロック光のパルス幅より
広いスイッチング窓として機能させる。なお、walk-off
時間が超高速クロック光のパルス幅に比べて長い場合に
は、窓の形状はほぼ矩形になる(図3(d) )。これによ
り、光パルス信号にジッタがあっても吸収され、図3
(e) に示すようにスイッチング後の超高速クロック光は
ジッタが抑圧される(1992年信学会秋季全国大会B
−737,神野 他 、又はNonlinear Fiber Optics,
1989, Academic Press, G.P.Agrawal,p.180参照)。
Secondly, it has a switching window wider than the pulse width of the ultra high speed clock light which is the pulse to be switched. This is because the ultrafast clock light of wavelength λ 1 and the wavelength λ 1
By providing a group velocity difference with the optical pulse signal of 2 , the time delay is generated as they propagate through the optical switch 4 as shown in FIGS. 3 (a), (b), and (c). (Walk-o
ff) By making the optical pulse signal relatively pass over the ultra-high speed clock light, it functions as a switching window wider than the pulse width of the ultra-high speed clock light. In addition, walk-off
When the time is longer than the pulse width of the ultrahigh-speed clock light, the shape of the window becomes almost rectangular (Fig. 3 (d)). As a result, even if the optical pulse signal has jitter, it is absorbed and
As shown in (e), the jitter is suppressed in the ultra-high-speed clock light after switching.
-737, Kamino et al., Or Nonlinear Fiber Optics,
1989, Academic Press, GPAgrawal, p.180).

【0014】こうした光スイッチは、非線形サグナック
干渉計(Nonlinear fiber Sagnac Interferometer Swic
h:NSIS)や光カーシャッタにより実現できる。この際、
前記第1の特徴はそれらの動作原理が光の干渉を用いて
いることから、入出力特性が正弦波状に変化するという
ことにより満足され、また、第2の特徴は前記光スイッ
チの非線形媒質である分散シフトファイバの分散を適当
に選ぶことによって、波長λ1 の超高速クロック光と波
長λ2 の光パルス信号との間にwalk-offを発生すること
により満足される。
Such an optical switch is a non-linear Sagnac Interferometer Swic
h: NSIS) or optical car shutter. On this occasion,
The first feature is satisfied by the fact that the input and output characteristics change in a sinusoidal manner because their operating principle uses optical interference, and the second feature is the nonlinear medium of the optical switch. by choosing the dispersion of certain dispersion shifted fiber appropriately, is satisfied by generating the walk-off between the ultrafast optical clock wavelength lambda 2 of the optical pulse signal having the wavelength lambda 1.

【0015】なお、位相比較器3は、超高速クロック光
の繰り返し周波数と光パルス信号の平均的な繰り返し周
波数とを同期させる位相同期手段を構成するためのもの
である。
The phase comparator 3 serves as a phase synchronizing means for synchronizing the repetition frequency of the ultra-high speed clock light and the average repetition frequency of the optical pulse signal.

【0016】図4は本発明の第1の実施例を示すもの
で、図中、11は発振器、12はパルスパターン発生
器、13,14,15は分布帰還型半導体レーザ(以
下、DFB−LDと称す。)、16は変調器、17,1
8はPINフォトダイオート(以下、PIN−PDと称
す。)、19は光遅延線、20,21はエルビウム添加
光ファイバ増幅器(以下、EDFAと称す。)、22は
ループミラー、23は光学フィルタ、24はエルビウム
を通常よりも薄い濃度でドープし徐々に増幅するように
設計された分布型光増幅ファイバ、25は増幅器、2
6,27はフィルタ、28はてい倍器、29は位相比較
器、31,32,33,34,35は光ファイバカップ
ラである。以下、本実施例の動作を説明する。
FIG. 4 shows a first embodiment of the present invention. In the figure, 11 is an oscillator, 12 is a pulse pattern generator, and 13, 14 and 15 are distributed feedback semiconductor lasers (hereinafter, DFB-LD). 16) is a modulator, 17 and 1
Reference numeral 8 is a PIN photodiode (hereinafter referred to as PIN-PD), 19 is an optical delay line, 20 and 21 are erbium-doped optical fiber amplifiers (hereinafter referred to as EDFA), 22 is a loop mirror, and 23 is an optical filter. , 24 is a distributed optical amplifying fiber designed to be doped with erbium at a concentration lower than usual and gradually amplified, and 25 is an amplifier, 2
Reference numerals 6 and 27 are filters, 28 is a multiplier, 29 is a phase comparator, and 31, 32, 33, 34 and 35 are optical fiber couplers. The operation of this embodiment will be described below.

【0017】発振器11からの正弦波信号によりゲイン
スイッチされたDFB−LD13は比較的低速でデュー
ティ比の小さな短光パルス列を発生する。該光パルス列
はパルスパターン発生器12からの電気信号により駆動
された変調器16に入射され変調された後、光ファイバ
カップラ31に入射され、光パルス信号101 及び位相同
期のための参照光(内容は光パルス信号101 と同一)と
に分離される。光パルス信号101 は光遅延線19により
光多重され、超高速の光パルス信号となり、さらにED
FA20により増幅される。
The DFB-LD 13 gain-switched by the sine wave signal from the oscillator 11 generates a short optical pulse train with a relatively low speed and a small duty ratio. The optical pulse train enters a modulator 16 driven by an electric signal from a pulse pattern generator 12, is modulated, and then enters an optical fiber coupler 31 to generate an optical pulse signal 101 and reference light for phase synchronization (contents). Is the same as the optical pulse signal 101). The optical pulse signal 101 is optically multiplexed by the optical delay line 19 to become an ultrahigh-speed optical pulse signal, and
Amplified by FA20.

【0018】一方、DFB−LD14及び15はそれぞ
れ発振波長がわずかに異なるCW光を発生するが、該2
つのCW光は光ファイバカップラ32に入射されて合波
され、うなりを発生する。該うなりはEDFA21によ
って増幅され、分布型光増幅ファイバ24に導かれ、断
熱条件のもとでソリトン化された後、光ファイバカップ
ラ33に入射され、超高速クロック光102 及び参照光
(内容は超高速クロック光102 と同一)に分離される。
ここで、分布型光増幅ファイバ24の代りに、分散が長
手方向に徐々に減少するような分散シフトファイバを用
いる方法や、分散値の異なるファイバをEDFAを介し
て多段に接続する方法によっても同様の効果が得られ
る。
On the other hand, the DFB-LDs 14 and 15 generate CW light having slightly different oscillation wavelengths.
The two CW lights are incident on the optical fiber coupler 32 and are combined to generate a beat. The beat is amplified by the EDFA 21, guided to the distributed optical amplifying fiber 24, solitonized under adiabatic conditions, and then incident on the optical fiber coupler 33. The same as the high-speed clock light 102).
Here, instead of the distributed optical amplification fiber 24, a method using a dispersion shift fiber whose dispersion gradually decreases in the longitudinal direction, or a method of connecting fibers having different dispersion values in multiple stages via EDFAs is the same. The effect of is obtained.

【0019】また、光パルス信号101 と超高速クロック
光102 との位相同期をとるため、光パルス信号101 の参
照光をPIN−PD17により電気的な参照信号103 に
変換するとともに、超高速クロック光102 の参照光をP
IN−PD18により電気的な参照信号104 に変換す
る。前記参照信号103 は増幅器25により増幅され、フ
ィルタ26を通過した後、てい倍器28で2n 多重さ
れ、さらにフィルタ27を通過した後、参照信号104 と
ともに位相比較器29に入力される。この際、得られた
誤差信号はDFB−LD14又は15のいずれか一方、
ここでは15の注入電流あるいは温度制御回路(図示せ
ず)にフィードバックされ、位相同期回路(PLL)が
構成される。
Further, in order to synchronize the phase of the optical pulse signal 101 and the ultra high speed clock light 102, the reference light of the optical pulse signal 101 is converted into an electrical reference signal 103 by the PIN-PD 17 and the ultra high speed clock light 102 is also converted. 102 reference light is P
It is converted into an electrical reference signal 104 by the IN-PD 18. The reference signal 103 is amplified by the amplifier 25, passes through the filter 26, is multiplexed by 2 n by the multiplier 28, further passes through the filter 27, and is input to the phase comparator 29 together with the reference signal 104. At this time, the obtained error signal is one of DFB-LD 14 or 15,
Here, it is fed back to 15 injection currents or a temperature control circuit (not shown) to form a phase locked loop (PLL).

【0020】なお、光パルス信号101 の繰り返し周波
数、例えばf1 と超高速クロック光102 の繰り返し周波
数、例えばf2 は任意でなく、f2 =2n ×f1 に限ら
れる。
The repetition frequency of the optical pulse signal 101, for example, f 1 and the repetition frequency of the ultrahigh-speed clock light 102, for example, f 2 are not arbitrary and are limited to f 2 = 2 n × f 1 .

【0021】前記光パルス信号101 及び超高速クロック
光102 は、光スイッチの1つであるループミラー22に
導かれ、超高速クロック光102 にスイッチングによる変
調が施される。具体的には、超高速クロック光102 は光
ファイバカップラ34により2分され、ループミラー2
2を互いに逆方向に伝搬する。光パルス信号101 は光フ
ァイバカップラ35によりループミラー22に導かれ、
同一方向に伝搬する超高速クロック光102 に対して光カ
ー効果を介した相互位相変調(XPM)を与える。その
結果、互いに逆方向に伝搬する超高速クロック光102 の
間に位相差が生じ、該位相差がπになるように光パルス
信号101 の強度を調整すれば、超高速クロック光102 は
完全にスイッチされる。
The optical pulse signal 101 and the ultra high speed clock light 102 are guided to a loop mirror 22 which is one of optical switches, and the ultra high speed clock light 102 is modulated by switching. Specifically, the ultra high speed clock light 102 is divided into two by the optical fiber coupler 34, and the loop mirror 2
2 propagate in opposite directions. The optical pulse signal 101 is guided to the loop mirror 22 by the optical fiber coupler 35,
Cross phase modulation (XPM) via the optical Kerr effect is applied to the ultrafast clock light 102 propagating in the same direction. As a result, a phase difference is generated between the ultra high speed clock lights 102 propagating in opposite directions, and if the intensity of the optical pulse signal 101 is adjusted so that the phase difference becomes π, the ultra high speed clock light 102 will be completely Switched.

【0022】前述したような光パルス信号と超高速クロ
ック光とのwalk-off及びループミラーの非線形特性を利
用すれば、ジッタや強度雑音を抑圧できる。また、光ス
イッチとしてループミラーの代りに光カーシャッタを用
いることもできる。
Jitter and intensity noise can be suppressed by utilizing the walk-off between the optical pulse signal and the ultrahigh-speed clock light and the nonlinear characteristics of the loop mirror as described above. Also, an optical car shutter can be used as the optical switch instead of the loop mirror.

【0023】ループミラー22の出力光からは光学フィ
ルタ23により光パルス信号101 が除去され、符号化さ
れた超高速の短光パルス列、即ち光パルスパターンが得
られる。
The optical pulse signal 101 is removed from the output light of the loop mirror 22 by the optical filter 23, and an encoded ultrafast short optical pulse train, that is, an optical pulse pattern is obtained.

【0024】なお、光学フィルタ23で光パルス信号を
除去することが可能であるのは、光スイッチにおけるwa
lk-offを利用するため、光パルス信号と超高速クロック
光とで中心波長が異なるように設定しているためであ
る。
The optical pulse signal can be removed by the optical filter 23 in the wa in the optical switch.
This is because the center wavelengths of the optical pulse signal and the ultrafast clock light are set to be different because lk-off is used.

【0025】図5は本発明の第2の実施例を示すもの
で、ここでは第1の実施例においててい倍器の代わりに
分周器を用いた例を示す。即ち、図中、41は分周器で
あり、PIN−PD18と位相比較器29との間に挿入
されている。
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention, in which a frequency divider is used instead of the multiplier in the first embodiment. That is, in the figure, 41 is a frequency divider, which is inserted between the PIN-PD 18 and the phase comparator 29.

【0026】前記構成において、光パルス信号101 の参
照光はPIN−PD17により電気的な参照信号103 に
変換され、増幅器25により増幅され、フィルタ26を
通過した後、位相比較器29に入力される。一方、超高
速クロック光102 の参照光はPIN−PD18により電
気的な参照信号104 に変換され、分周器41で1/2n
分周された後、位相比較器29に入力される。この際、
得られた誤差信号はDFB−LD14又は15のいずれ
か一方の注入電流あるいは温度制御回路にフィードバッ
クされ、位相同期回路(PLL)が構成される。なお、
その他の構成・作用は第1の実施例と同様である。
In the above structure, the reference light of the optical pulse signal 101 is converted into the electrical reference signal 103 by the PIN-PD 17, amplified by the amplifier 25, passed through the filter 26, and then input to the phase comparator 29. . On the other hand, the reference light of the ultrahigh-speed clock light 102 is converted into an electrical reference signal 104 by the PIN-PD 18, and the frequency divider 41 divides it by 1/2 n.
After frequency division, it is input to the phase comparator 29. On this occasion,
The obtained error signal is fed back to the injection current of either one of the DFB-LDs 14 or 15 or the temperature control circuit to configure a phase locked loop (PLL). In addition,
Other configurations and operations are similar to those of the first embodiment.

【0027】図6及び図7は本発明の第3及び第4の実
施例を示すもので、ここではそれぞれ第1及び第2の実
施例においてDFB−LD13の代わりにグレーティン
グ及びファブリペロー半導体レーザを用いた例を示す。
即ち、図中、42はグレーティング、43はファブリペ
ロー半導体レーザ(以下、FP−LDと称す。)であ
る。
FIGS. 6 and 7 show third and fourth embodiments of the present invention. Here, a grating and a Fabry-Perot semiconductor laser are used instead of the DFB-LD 13 in the first and second embodiments, respectively. The example used is shown below.
That is, in the figure, 42 is a grating and 43 is a Fabry-Perot semiconductor laser (hereinafter referred to as FP-LD).

【0028】前記構成において、発振器11からの信号
はFP−LD43へ、また、パルスパターン発生器12
からのデータ信号は変調器16へ供給される。FP−L
D43で発生したパルスはグレーティング42によりモ
ード同期され、変調器16に入射され変調された後、光
ファイバカップラ31に入射され、光パルス信号101及
び位相同期のための参照光(内容は光パルス信号101 と
同一)とに分離される。光パルス信号101 は光遅延線1
9により光多重され、超高速の光パルス信号となり、さ
らにEDFA20により増幅される。なお、その他の構
成・作用は第1及び第2の実施例と同様である。
In the above structure, the signal from the oscillator 11 is sent to the FP-LD 43, and the pulse pattern generator 12 is used.
The data signal from is supplied to the modulator 16. FP-L
The pulse generated in D43 is mode-locked by the grating 42, enters the modulator 16, is modulated, and then enters the optical fiber coupler 31. The optical pulse signal 101 and the reference light for phase synchronization (content is the optical pulse signal). Same as 101). The optical pulse signal 101 is the optical delay line 1
It is optically multiplexed by 9 to form an ultrahigh-speed optical pulse signal, which is further amplified by the EDFA 20. The other configurations and operations are similar to those of the first and second embodiments.

【0029】本実施例は光パルス信号の発生にモード同
期法を採用していることを特徴とする。また、本実施例
では半導体の能動モード同期法を用いて発生させている
が、受動型モード同期半導体レーザを用いても良い。
The present embodiment is characterized in that the mode-locking method is adopted for generating the optical pulse signal. Further, in the present embodiment, the semiconductor active mode-locking method is used for generation, but a passive mode-locking semiconductor laser may be used.

【0030】図8、図9、図10及び図11は本発明の
第5、第6、第7及び第8の実施例を示すもので、ここ
ではそれぞれ第1、第2、第3及び第4の実施例におい
てDFB−LD14,15及び分布増幅型光ファイバ2
4の代わりに能動型CPM半導体レーザを用いた例を示
す。即ち、図中、44は能動型CPM半導体レーザ(以
下、能動型CPM−LDと称す。)である。
FIGS. 8, 9, 10, and 11 show the fifth, sixth, seventh, and eighth embodiments of the present invention, in which the first, second, third, and eighth embodiments, respectively. In the fourth embodiment, the DFB-LDs 14 and 15 and the distributed amplification type optical fiber 2
An example in which an active CPM semiconductor laser is used instead of No. 4 will be shown. That is, in the figure, reference numeral 44 is an active CPM semiconductor laser (hereinafter referred to as an active CPM-LD).

【0031】前記構成において、能動型CPM−LD4
4より発生された超高速クロック光はEDFA21によ
って増幅された後、光ファイバカップラ33に入射さ
れ、超高速クロック光102 及び参照光(内容は超高速ク
ロック光102 と同一)に分離される。位相同期に関して
は、第1乃至第4の実施例の場合と同様に、光パルス信
号101 の参照光をPIN−PD17により電気的な参照
信号103 に変換するとともに、超高速クロック光102 の
参照光をPIN−PD18により電気的な参照信号104
に変換し、これらを位相比較器29に入力して得られる
誤差信号を能動型CPM−LD44の注入電流制御回路
(図示せず)にフィードバックすることにより、位相同
期回路(PLL)を構成する。
In the above configuration, the active CPM-LD4
After being amplified by the EDFA 21, the ultra-high-speed clock light generated by the laser beam No. 4 is incident on the optical fiber coupler 33 and separated into the ultra-high-speed clock light 102 and the reference light (the contents are the same as the ultra-high-speed clock light 102). Regarding the phase synchronization, as in the case of the first to fourth embodiments, the reference light of the optical pulse signal 101 is converted into an electrical reference signal 103 by the PIN-PD 17, and the reference light of the ultra-high speed clock light 102 is converted. To the electrical reference signal 104 by the PIN-PD18.
To the injection current control circuit (not shown) of the active CPM-LD 44, and the error signal obtained by inputting these signals into the phase comparator 29 is fed back to form a phase locked loop circuit (PLL).

【0032】本実施例は超高速クロック光の発生に能動
型CPM−LDによるモード同期法で得られるパルス列
を用いたことを特徴とする。
This embodiment is characterized in that a pulse train obtained by a mode-locking method using an active CPM-LD is used to generate an ultrahigh-speed clock light.

【0033】図12、図13、図14及び図15は本発
明の第9、第10、第11及び第12の実施例を示すも
ので、ここではそれぞれ第1、第2、第3及び第4の実
施例においてDFB−LD14,15及び分布増幅型光
ファイバ24の代わりに受動型CPM半導体レーザ及び
電圧制御発振器を用いた例を示す。即ち、図中、45は
受動型CPM半導体レーザ(以下、受動型CPM−LD
と称す。)、46は電圧制御発振器(VCO)である。
FIGS. 12, 13, 14, and 15 show the ninth, tenth, eleventh, and twelfth embodiments of the present invention, in which the first, second, third, and fourth embodiments, respectively. An example in which a passive CPM semiconductor laser and a voltage controlled oscillator are used instead of the DFB-LDs 14 and 15 and the distributed amplification optical fiber 24 in the fourth embodiment will be described. That is, in the figure, 45 is a passive CPM semiconductor laser (hereinafter, referred to as a passive CPM-LD).
Called. ) And 46 are voltage controlled oscillators (VCOs).

【0034】前記構成において、受動型CPM−LD4
5及びVCO46より発生された超高速クロック光はE
DFA21によって増幅された後、光ファイバカップラ
33に入射され、超高速クロック光102 及び参照光(内
容は超高速クロック光102 と同一)に分離される。位相
同期に関しては、第1乃至第4の実施例の場合と同様
に、光パルス信号101 の参照光をPIN−PD17によ
り電気的な参照信号103に変換するとともに、超高速ク
ロック光102 の参照光をPIN−PD18により電気的
な参照信号104 に変換し、これらを位相比較器29に入
力して得られる誤差信号を逆バイアスの電圧信号として
VCO46にフィードバックすることにより、位相同期
回路(PLL)を構成する。
In the above structure, the passive CPM-LD4
5 and the ultra-high-speed clock light generated by the VCO 46 is E
After being amplified by the DFA 21, it is incident on the optical fiber coupler 33 and is separated into the ultra-high speed clock light 102 and the reference light (the contents are the same as the ultra-high speed clock light 102). Regarding the phase synchronization, as in the case of the first to fourth embodiments, the reference light of the optical pulse signal 101 is converted into the electrical reference signal 103 by the PIN-PD 17, and the reference light of the ultra-high speed clock light 102 is converted. Is converted into an electrical reference signal 104 by the PIN-PD 18, and an error signal obtained by inputting these into the phase comparator 29 is fed back to the VCO 46 as a reverse bias voltage signal, so that the phase synchronization circuit (PLL) is activated. Constitute.

【0035】本実施例は超高速クロック光の発生に受動
型CPM−LDによるモード同期法で得られるパルス列
を用いたことを特徴とする。
This embodiment is characterized in that a pulse train obtained by a mode-locking method using a passive CPM-LD is used to generate an ultrahigh-speed clock light.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、各
パルスの位置が等間隔で強度の揃った超高速クロック光
と、比較的低速でデューティ比の小さな短光パルス列に
変調を施した上で多重して作成した光パルス信号とを光
スイッチに入射し、前記超高速クロック光に直接変調を
施すようになしたため、ジッタのない超高速の光パルス
パターンを発生することができる。
As described above, according to the present invention, ultra-high-speed clock light in which the positions of each pulse are equally spaced and uniform in intensity, and a short optical pulse train having a relatively low speed and a small duty ratio are modulated. Since the optical pulse signal generated by multiplexing as described above is incident on the optical switch and the ultrahigh-speed clock light is directly modulated, an ultrahigh-speed optical pulse pattern without jitter can be generated.

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

【図1】本発明の光パルスパターン発生装置の基本構成
を示す図
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of an optical pulse pattern generator of the present invention.

【図2】光スイッチにおける光パルス信号の光強度とス
イッチング後の超高速クロック光の光強度との関係を示
す図
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the light intensity of an optical pulse signal in an optical switch and the light intensity of ultrafast clock light after switching.

【図3】光パルス信号による超高速クロック光のスイッ
チングのようすを示す図
FIG. 3 is a diagram showing how an ultrafast clock light is switched by an optical pulse signal.

【図4】本発明の第1の実施例を示す構成図FIG. 4 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施例を示す構成図FIG. 5 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施例を示す構成図FIG. 6 is a configuration diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第4の実施例を示す構成図FIG. 7 is a configuration diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第5の実施例を示す構成図FIG. 8 is a configuration diagram showing a fifth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第6の実施例を示す構成図FIG. 9 is a configuration diagram showing a sixth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第7の実施例を示す構成図FIG. 10 is a block diagram showing a seventh embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第8の実施例を示す構成図FIG. 11 is a configuration diagram showing an eighth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第9の実施例を示す構成図FIG. 12 is a configuration diagram showing a ninth embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第10の実施例を示す構成図FIG. 13 is a configuration diagram showing a tenth embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第11の実施例を示す構成図FIG. 14 is a configuration diagram showing an eleventh embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第12の実施例を示す構成図FIG. 15 is a configuration diagram showing a twelfth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…超高速クロック光発生回路、2…光パルス信号発生
回路、3…位相比較器、4…光スイッチ、11…発振
器、12…パルスパターン発生器、13〜15…分布帰
還型半導体レーザ、16…変調器、17,18…PIN
フォトダイオード、19…光遅延線、20,21…エル
ビウム添加光ファイバ増幅器、22…ループミラー、2
3…光学フィルタ、24…分布型光増幅ファイバ、25
…増幅器、26,27…フィルタ、28…てい倍器、2
9…位相比較器、31〜35…光ファイバカップラ、4
1…分周器、42…グレーティング、43…ファブリペ
ロー半導体レーザ、44…能動型CPM半導体レーザ、
45…受動型CPM半導体レーザ、46…電圧制御発振
器。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ultra high-speed clock light generation circuit, 2 ... Optical pulse signal generation circuit, 3 ... Phase comparator, 4 ... Optical switch, 11 ... Oscillator, 12 ... Pulse pattern generator, 13-15 ... Distributed feedback semiconductor laser, 16 … Modulator, 17, 18… PIN
Photodiode, 19 ... Optical delay line, 20, 21 ... Erbium-doped optical fiber amplifier, 22 ... Loop mirror, 2
3 ... Optical filter, 24 ... Distributed optical amplification fiber, 25
... Amplifier, 26, 27 ... Filter, 28 ... Multiplier, 2
9 ... Phase comparator, 31-35 ... Optical fiber coupler, 4
1 ... Frequency divider, 42 ... Grating, 43 ... Fabry-Perot semiconductor laser, 44 ... Active CPM semiconductor laser,
45 ... Passive CPM semiconductor laser, 46 ... Voltage controlled oscillator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 猿渡 正俊 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Masatoshi Saruwatari 1-1-6 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Telegraph and Telephone Corporation

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 波長λ1 の超高速クロック光を発生する
超高速クロック光発生手段と、 波長λ2 (≠λ1 )の短光パルス列を発生し、これを変
調した後、光多重して超高速の光パルスパターンに対応
した波長λ2 の光パルス信号を発生する光パルス信号発
生手段と、 前記超高速クロック光の繰り返し周波数と光パルス信号
の平均的な繰り返し周波数とを同期させる位相同期手段
と、 前記超高速クロック光及び光パルス信号を入力とし、該
超高速クロック光を光パルス信号でスイッチングして波
長λ1 の超高速の光パルスパターンを出力する光スイッ
チ手段とからなることを特徴とする光パルスパターン発
生装置。
1. An ultra-high-speed clock light generating means for generating an ultra-high-speed clock light of wavelength λ 1 and a short optical pulse train of wavelength λ 2 (≠ λ 1 ) are generated, modulated, and then optically multiplexed. Optical pulse signal generating means for generating an optical pulse signal having a wavelength λ 2 corresponding to an ultrafast optical pulse pattern, and phase synchronization for synchronizing the repetition frequency of the ultrafast clock light and the average repetition frequency of the optical pulse signal Means and an optical switch means for inputting the ultra-high-speed clock light and the optical pulse signal and switching the ultra-high-speed clock light with the optical pulse signal to output an ultra-high-speed optical pulse pattern of wavelength λ 1. Characteristic optical pulse pattern generator.
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