JPH0882814A - 全光キャリア再生中継器 - Google Patents
全光キャリア再生中継器Info
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- JPH0882814A JPH0882814A JP6217681A JP21768194A JPH0882814A JP H0882814 A JPH0882814 A JP H0882814A JP 6217681 A JP6217681 A JP 6217681A JP 21768194 A JP21768194 A JP 21768194A JP H0882814 A JPH0882814 A JP H0882814A
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- pulse signal
- light
- polarization
- optical pulse
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/3515—All-optical modulation, gating, switching, e.g. control of a light beam by another light beam
- G02F1/3517—All-optical modulation, gating, switching, e.g. control of a light beam by another light beam using an interferometer
- G02F1/3519—All-optical modulation, gating, switching, e.g. control of a light beam by another light beam using an interferometer of Sagnac type, i.e. nonlinear optical loop mirror [NOLM]
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 全光キャリア再生中継器により光ファイバ分
散によるパルス波形劣化を低減する。 【構成】 連続光信号を二分岐し、この二分岐された一
方の連続光信号に光パルス信号に同期して位相変化を与
え、この位相変化を与えられた連続光信号と他方の連続
光信号との干渉波を選択出力する。 【効果】 光ファイバの分散値に要求される規格を緩和
できる。伝送路設計を容易にすることができる。分散値
の経年変化にも対処可能。
散によるパルス波形劣化を低減する。 【構成】 連続光信号を二分岐し、この二分岐された一
方の連続光信号に光パルス信号に同期して位相変化を与
え、この位相変化を与えられた連続光信号と他方の連続
光信号との干渉波を選択出力する。 【効果】 光ファイバの分散値に要求される規格を緩和
できる。伝送路設計を容易にすることができる。分散値
の経年変化にも対処可能。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光通信に利用する。本発
明は光中継伝送装置に利用する。特に、キャリア再生技
術に関する。
明は光中継伝送装置に利用する。特に、キャリア再生技
術に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ソリトンは、光ファイバの分散と光非
線形効果による自己位相変調との釣合いにより、その波
形形状を保ちながら光ファイバを伝搬する特殊な光パル
スであり、その光強度波形はｓｅｃｈ2 （ｔ）に比例す
る。ただし、ｔは時間を表すパラメータである。光ファ
イバを伝搬して、光ソリトンが受ける損失が大きくなる
と、光パルスの強度に比例して生じる自己位相変調効果
が減少し、やがて光ソリトンが崩壊することになる。し
たがって、光ソリトンを簡便に伝搬するための伝送系
は、光増幅器を用いた簡易な多中継光中継伝送系であ
る。その従来例を図１１を参照して説明する。図１１は
従来例の構成図である。ところが、光増幅器２1 〜２n
から出射する増幅された自然放出光（ＡＳＥ）が光ソリ
トンに重畳されると、そのキャリア位相に対して雑音と
して作用し、伝送路を伝搬する各々の光ソリトンの中心
周波数をランダムに変化させる。これはゴードンハウス
効果と呼ばれる光ソリトン伝送に固有の効果である。こ
の効果により、各々の光ソリトンが伝送路である光ファ
イバ３を伝搬するのに要する時間に差が生じる。すなわ
ち、ゴードンハウス効果によりタイミングジッタが発生
する。
線形効果による自己位相変調との釣合いにより、その波
形形状を保ちながら光ファイバを伝搬する特殊な光パル
スであり、その光強度波形はｓｅｃｈ2 （ｔ）に比例す
る。ただし、ｔは時間を表すパラメータである。光ファ
イバを伝搬して、光ソリトンが受ける損失が大きくなる
と、光パルスの強度に比例して生じる自己位相変調効果
が減少し、やがて光ソリトンが崩壊することになる。し
たがって、光ソリトンを簡便に伝搬するための伝送系
は、光増幅器を用いた簡易な多中継光中継伝送系であ
る。その従来例を図１１を参照して説明する。図１１は
従来例の構成図である。ところが、光増幅器２1 〜２n
から出射する増幅された自然放出光（ＡＳＥ）が光ソリ
トンに重畳されると、そのキャリア位相に対して雑音と
して作用し、伝送路を伝搬する各々の光ソリトンの中心
周波数をランダムに変化させる。これはゴードンハウス
効果と呼ばれる光ソリトン伝送に固有の効果である。こ
の効果により、各々の光ソリトンが伝送路である光ファ
イバ３を伝搬するのに要する時間に差が生じる。すなわ
ち、ゴードンハウス効果によりタイミングジッタが発生
する。
【０００３】また、光パルス送信器１から発生した光パ
ルスのキャリアは位相（周波数）ゆらぎを有している。
これは、光パルス送信器１から生み出された各々の光パ
ルスの中心周波数がランダムに変化していることを意味
しており、ゴードンハウス効果と同様に、タイミングジ
ッタ発生の原因となる。
ルスのキャリアは位相（周波数）ゆらぎを有している。
これは、光パルス送信器１から生み出された各々の光パ
ルスの中心周波数がランダムに変化していることを意味
しており、ゴードンハウス効果と同様に、タイミングジ
ッタ発生の原因となる。
【０００４】光ソリトン伝送では、このようなタイミン
グジッタが伝送速度あるいは伝送距離を制限することと
なるため、伝送速度の高速化および伝送距離の長距離化
には、タイミングジッタの低減が重要になる。
グジッタが伝送速度あるいは伝送距離を制限することと
なるため、伝送速度の高速化および伝送距離の長距離化
には、タイミングジッタの低減が重要になる。
【０００５】ゴードンハウス効果や光パルスの有する位
相雑音によるタイミングジッタの低減法として、狭帯域
の光フィルタを伝送路中に配置する手法(Y,Kodama eta
l.,"Generation of asymptotically stable optical so
litons and suppression of the Gordon-Haus effect",
Opt.Lett.,17,pp.31-33(1992)，L.F.Mollenauer etal.,
"The sliding-frequency guiding filter:an improved
form of soliton jitter control",Opt.Lett.,17,pp.15
75-1577(1992)) やリタイミング信号で伝送路中に配置
した光強度変調器を駆動する手法(M.Nakazawa etal.,"1
0Gb/s soliton data transmission over one millionki
lometers",Electron.Lett.,27,pp.1270-1272(1991)) が
今までに提案されている。
相雑音によるタイミングジッタの低減法として、狭帯域
の光フィルタを伝送路中に配置する手法(Y,Kodama eta
l.,"Generation of asymptotically stable optical so
litons and suppression of the Gordon-Haus effect",
Opt.Lett.,17,pp.31-33(1992)，L.F.Mollenauer etal.,
"The sliding-frequency guiding filter:an improved
form of soliton jitter control",Opt.Lett.,17,pp.15
75-1577(1992)) やリタイミング信号で伝送路中に配置
した光強度変調器を駆動する手法(M.Nakazawa etal.,"1
0Gb/s soliton data transmission over one millionki
lometers",Electron.Lett.,27,pp.1270-1272(1991)) が
今までに提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前者は、後者に必要な
タイミング抽出用の高速の能動回路を用いずに、光増幅
器と光フィルタだけで伝送系を構成できるため有利であ
るが、（１）光ソリトンの中心波長に対して、光フィル
タの中心波長を精度よく設定しなければならない、
（２）光ソリトンのスペクトル成分が光フィルタにより
切りとられたことにより発生するさざ波が伝送路を伝搬
するにつれ成長して光ソリトンを破壊するため、さざ波
発生を防ぐための対策が必要であるという技術的課題を
解決しなければならない。
タイミング抽出用の高速の能動回路を用いずに、光増幅
器と光フィルタだけで伝送系を構成できるため有利であ
るが、（１）光ソリトンの中心波長に対して、光フィル
タの中心波長を精度よく設定しなければならない、
（２）光ソリトンのスペクトル成分が光フィルタにより
切りとられたことにより発生するさざ波が伝送路を伝搬
するにつれ成長して光ソリトンを破壊するため、さざ波
発生を防ぐための対策が必要であるという技術的課題を
解決しなければならない。
【０００７】また、図１１に示す多中継光中継伝送系
は、通常の非ソリトン光パルス伝送にも使用できる。そ
の場合には、光パルスの中心波長における光ファイバの
分散値を限りなく零にして、自己位相変調効果と光ファ
イバ分散によるパルス波形の劣化を防ぐ必要がある。し
かしながら、光ファイバの高次分散をも零にすることは
現状の技術では困難であるため、自己位相変調効果と光
ファイバの高次分散によるパルス波形の劣化が生じ、光
パルス伝送における伝送距離を制限することになる(A.N
aka,etal,"In-line amplifier transmission distance
detrmined by self-phase modulation and group-veloc
ity dispersion",IEEE J.Lightwave Technol.,12,pp.24
7-253(1994))。
は、通常の非ソリトン光パルス伝送にも使用できる。そ
の場合には、光パルスの中心波長における光ファイバの
分散値を限りなく零にして、自己位相変調効果と光ファ
イバ分散によるパルス波形の劣化を防ぐ必要がある。し
かしながら、光ファイバの高次分散をも零にすることは
現状の技術では困難であるため、自己位相変調効果と光
ファイバの高次分散によるパルス波形の劣化が生じ、光
パルス伝送における伝送距離を制限することになる(A.N
aka,etal,"In-line amplifier transmission distance
detrmined by self-phase modulation and group-veloc
ity dispersion",IEEE J.Lightwave Technol.,12,pp.24
7-253(1994))。
【０００８】さらに、図１１に示す多中継光中継伝送路
を構成する光ファイバの分散値は、通常、長手方向にば
らついている。光ソリトン伝送では、長手方向に対する
分散の平均値とそのばらつきの範囲を指定し、光ソリト
ンが安定に伝搬するように伝送路を設計する必要があ
る。また、通常の非ソリトン光パルス伝送では、長手方
向に対する光ファイバの分散配置を考慮して、長手方向
に対する分散の平均値が零になるように伝送路を設計す
る必要がある。したがって、多中継光中継伝送路を設計
するとき、光ファイバの分散値に要求される規格が厳し
くなるという問題がある。
を構成する光ファイバの分散値は、通常、長手方向にば
らついている。光ソリトン伝送では、長手方向に対する
分散の平均値とそのばらつきの範囲を指定し、光ソリト
ンが安定に伝搬するように伝送路を設計する必要があ
る。また、通常の非ソリトン光パルス伝送では、長手方
向に対する光ファイバの分散配置を考慮して、長手方向
に対する分散の平均値が零になるように伝送路を設計す
る必要がある。したがって、多中継光中継伝送路を設計
するとき、光ファイバの分散値に要求される規格が厳し
くなるという問題がある。
【０００９】また、多中継光中継伝送系で光ソリトンあ
るいは非ソリトン光パルスのいずれを伝送するにして
も、その伝送路の分散値が経年変化したとき、それに対
処できる技術が必要となる。しかし、現在までのとこ
ろ、そのような技術は提案されていない。
るいは非ソリトン光パルスのいずれを伝送するにして
も、その伝送路の分散値が経年変化したとき、それに対
処できる技術が必要となる。しかし、現在までのとこ
ろ、そのような技術は提案されていない。
【００１０】本発明は、このような背景に行われたもの
であり、光ソリトン伝送におけるタイミングジッタまた
は、光増幅器を用いた多中継光パルス伝送における自己
位相変調効果と高次の光ファイバ分散によるパルス波形
劣化を低減することができる全光キャリア再生中継器を
提供することを目的とする。本発明は、光ソリトン伝送
および光パルス伝送とも伝送路の光ファイバの分散値に
要求される規格を緩和することができる全光キャリア再
生中継器を提供することを目的とする。本発明は、光ソ
リトン伝送および光パルス伝送とも伝送路設計を容易に
することができる全光キャリア再生中継器を提供するこ
とを目的とする。本発明は、伝送路の分散値の経年変化
にも対処可能な全光キャリア再生中継器を提供すること
を目的とする。
であり、光ソリトン伝送におけるタイミングジッタまた
は、光増幅器を用いた多中継光パルス伝送における自己
位相変調効果と高次の光ファイバ分散によるパルス波形
劣化を低減することができる全光キャリア再生中継器を
提供することを目的とする。本発明は、光ソリトン伝送
および光パルス伝送とも伝送路の光ファイバの分散値に
要求される規格を緩和することができる全光キャリア再
生中継器を提供することを目的とする。本発明は、光ソ
リトン伝送および光パルス伝送とも伝送路設計を容易に
することができる全光キャリア再生中継器を提供するこ
とを目的とする。本発明は、伝送路の分散値の経年変化
にも対処可能な全光キャリア再生中継器を提供すること
を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は全光キャリア再
生中継器であり、その特徴とするところは、スペクトラ
ム線幅の小さい連続光を発生する光源と、この連続光を
入力光とし被再生光パルス信号を制御入力とし出力光が
キャリア再生出力となる光スイッチとを備え、この光ス
イッチは、前記連続光を二分岐する偏波保持光カプラ
と、この光カプラにより二分岐された光路の少なくとも
一方に設けられた非線形光学素子と、この非線形光学素
子を含む光路に前記被再生光パルス信号を導入し前記非
線形光学素子を通過した光パルス信号と前記連続光との
干渉が生じる時間だけ前記入力光を前記キャリア再生出
力とする手段とを含むところにある。これにより、増幅
器によるキャリアのパルス波形劣化を低減することがで
きる。
生中継器であり、その特徴とするところは、スペクトラ
ム線幅の小さい連続光を発生する光源と、この連続光を
入力光とし被再生光パルス信号を制御入力とし出力光が
キャリア再生出力となる光スイッチとを備え、この光ス
イッチは、前記連続光を二分岐する偏波保持光カプラ
と、この光カプラにより二分岐された光路の少なくとも
一方に設けられた非線形光学素子と、この非線形光学素
子を含む光路に前記被再生光パルス信号を導入し前記非
線形光学素子を通過した光パルス信号と前記連続光との
干渉が生じる時間だけ前記入力光を前記キャリア再生出
力とする手段とを含むところにある。これにより、増幅
器によるキャリアのパルス波形劣化を低減することがで
きる。
【００１２】前記被再生光パルス信号を前記光スイッチ
に導入する通路に偏波状態調整回路を設け、この偏波状
態調整回路は、前記被再生光パルス信号の偏波を互いに
直交する二つの偏波に分離する手段と、この分離する手
段により分離された一方の光パルス信号の偏波を９０度
回転させる手段と、この回転させる手段から出力される
光パルス信号と前記分離する手段により分離された他方
の光パルス信号とを合波する手段とを備えることが望ま
しい。これにより、光パルス信号の偏波状態を全光キャ
リア再生中継器に対して最適に保つことができる。
に導入する通路に偏波状態調整回路を設け、この偏波状
態調整回路は、前記被再生光パルス信号の偏波を互いに
直交する二つの偏波に分離する手段と、この分離する手
段により分離された一方の光パルス信号の偏波を９０度
回転させる手段と、この回転させる手段から出力される
光パルス信号と前記分離する手段により分離された他方
の光パルス信号とを合波する手段とを備えることが望ま
しい。これにより、光パルス信号の偏波状態を全光キャ
リア再生中継器に対して最適に保つことができる。
【００１３】前記分離する手段により分離された一方の
光パルス信号が前記合波する手段に到達する光路長と、
前記分離する手段により分離された他方の光パルス信号
が前記合波する手段に到達する光路長とはその光路長差
がπ／２であることが望ましい。
光パルス信号が前記合波する手段に到達する光路長と、
前記分離する手段により分離された他方の光パルス信号
が前記合波する手段に到達する光路長とはその光路長差
がπ／２であることが望ましい。
【００１４】前記偏波状態調整回路は、前記被再生光パ
ルス信号の偏波を互いに直交する二つの偏波に分離する
手段と、この分離する手段により分離され光路長差がπ
／２であるそれぞれ異なる光路を経由した光パルス信号
を合波する手段とを備え、この合波する手段から出力さ
れた光パルス信号の偏波を４５度回転させる手段を備え
る構成とすることもできる。
ルス信号の偏波を互いに直交する二つの偏波に分離する
手段と、この分離する手段により分離され光路長差がπ
／２であるそれぞれ異なる光路を経由した光パルス信号
を合波する手段とを備え、この合波する手段から出力さ
れた光パルス信号の偏波を４５度回転させる手段を備え
る構成とすることもできる。
【００１５】連続光信号のスペクトルの中心波長を調節
する手段を備えることが望ましい。これにより、光ファ
イバの分散値に要求される規格を緩和し、伝送路設計を
容易にすることができる。また、伝送路の分散値の経年
変化にも対処可能となる。
する手段を備えることが望ましい。これにより、光ファ
イバの分散値に要求される規格を緩和し、伝送路設計を
容易にすることができる。また、伝送路の分散値の経年
変化にも対処可能となる。
【００１６】前記出力光の通路に光増幅器を備えること
が望ましい。
が望ましい。
【００１７】前記二分岐された光路の一方に集中的な非
線形光学素子が配置されることが望ましい。
線形光学素子が配置されることが望ましい。
【００１８】前記二分岐された光路の双方にそれぞれ集
中的な非線形光学素子が配置され、前記偏波保持光カプ
ラからそれぞれ前記非線形光学素子にいたる伝播時間が
異なるように設定される構成とすることもできる。
中的な非線形光学素子が配置され、前記偏波保持光カプ
ラからそれぞれ前記非線形光学素子にいたる伝播時間が
異なるように設定される構成とすることもできる。
【００１９】前記二分岐された光路の一方に非線形光学
素子として偏波保持光ファイバが配置される構成とする
こともできる。
素子として偏波保持光ファイバが配置される構成とする
こともできる。
【００２０】スペクトラム線幅の小さい連続光を発生す
る光源と、この連続光を入力光とし被再生光パルス信号
を制御入力とし出力光がキャリア再生出力となる光スイ
ッチとを備え、この光スイッチは、所定レベルを越える
光エネルギが供給されたときに導通状態となる可飽和吸
収体と、この可飽和吸収体に前記被再生光パルス信号を
導入する手段とを含む構成とすることもできる。
る光源と、この連続光を入力光とし被再生光パルス信号
を制御入力とし出力光がキャリア再生出力となる光スイ
ッチとを備え、この光スイッチは、所定レベルを越える
光エネルギが供給されたときに導通状態となる可飽和吸
収体と、この可飽和吸収体に前記被再生光パルス信号を
導入する手段とを含む構成とすることもできる。
【００２１】
【作用】多中継光中継伝送系で光ソリトン伝送あるいは
通常の非ソリトン光パルス伝送を実現するには、前述し
た技術的課題を解決しなければならない。そこで、本発
明では、両者における技術的課題を同時に解決できる全
光キャリア再生中継器を提案する。
通常の非ソリトン光パルス伝送を実現するには、前述し
た技術的課題を解決しなければならない。そこで、本発
明では、両者における技術的課題を同時に解決できる全
光キャリア再生中継器を提案する。
【００２２】すなわち本発明は、スペクトラム線幅の狭
い連続光を光スイッチにより断続制御するものであり、
その光スイッチの制御入力として被再生パルス信号を用
いる。光スイッチの出力には再生されたパルス信号を得
る。
い連続光を光スイッチにより断続制御するものであり、
その光スイッチの制御入力として被再生パルス信号を用
いる。光スイッチの出力には再生されたパルス信号を得
る。
【００２３】光増幅器を用いて光信号を増幅すると、光
増幅器で自然放出光（ＡＳＥ）が信号光に混入して、こ
れが雑音として作用して光信号の中心周波数を変化させ
る。これは、周波数ドメインにおける雑音であるが、タ
イムドメインで理解すると実質的にタイミングジッタと
なる。本発明は、この自然放出光によるタイミングジッ
タを除去するものであって、スペクトラム線幅の狭い連
続光を被再生パルス信号により断続して光信号キャリア
を再生する。本発明は、別途クロック信号を発生しこれ
と同期をとるタイミング再生ではない。
増幅器で自然放出光（ＡＳＥ）が信号光に混入して、こ
れが雑音として作用して光信号の中心周波数を変化させ
る。これは、周波数ドメインにおける雑音であるが、タ
イムドメインで理解すると実質的にタイミングジッタと
なる。本発明は、この自然放出光によるタイミングジッ
タを除去するものであって、スペクトラム線幅の狭い連
続光を被再生パルス信号により断続して光信号キャリア
を再生する。本発明は、別途クロック信号を発生しこれ
と同期をとるタイミング再生ではない。
【００２４】
【実施例】本発明第一実施例の構成を図１および図２を
参照して説明する。図１および図２は本発明第一実施例
の構成図である。図２には、狭スペクトル線幅ＣＷ光源
の内部構成を示す。
参照して説明する。図１および図２は本発明第一実施例
の構成図である。図２には、狭スペクトル線幅ＣＷ光源
の内部構成を示す。
【００２５】本発明は全光キャリア再生中継器であり、
その特徴とするところは、スペクトラム線幅の小さい連
続光を発生する光源としての狭スペクトル線幅ＣＷ光源
５と、この連続光を入力光とし被再生光パルス信号を制
御入力とし出力光がキャリヤ再生出力となる光スイッチ
１０とを備え、この光スイッチ１０は、前記連続光を二
分岐する偏波保持光ファイバカプラ９と、この偏波保持
光ファイバカプラ９により二分岐された光路の少なくと
も一方に設けられた非線形光学素子８と、この非線形光
学素子８を含む光路に前記被再生光パルス信号を導入し
非線形光学素子８を通過した光パルス信号と前記連続光
との干渉が生じる時間だけ前記入力光を前記キャリア再
生出力とする手段としての偏波保持光ファイバカプラ９
とを含むところにある。
その特徴とするところは、スペクトラム線幅の小さい連
続光を発生する光源としての狭スペクトル線幅ＣＷ光源
５と、この連続光を入力光とし被再生光パルス信号を制
御入力とし出力光がキャリヤ再生出力となる光スイッチ
１０とを備え、この光スイッチ１０は、前記連続光を二
分岐する偏波保持光ファイバカプラ９と、この偏波保持
光ファイバカプラ９により二分岐された光路の少なくと
も一方に設けられた非線形光学素子８と、この非線形光
学素子８を含む光路に前記被再生光パルス信号を導入し
非線形光学素子８を通過した光パルス信号と前記連続光
との干渉が生じる時間だけ前記入力光を前記キャリア再
生出力とする手段としての偏波保持光ファイバカプラ９
とを含むところにある。
【００２６】光増幅器２は、進行波型半導体レーザ増幅
器（ＴＷ−ＬＤＡ）である。狭スペクトル線幅ＣＷ光源
は、レンズ１２1 、１２2 、１２3 、光アイソレータ１
４、半導体レーザ（ＬＤ）１３、グレーティング１１に
より構成されている。グレーティング１１側の端面にＡ
Ｒコートを施した半導体レーザ１３とグレーティング１
１および光アイソレータ１４をレンズ１２1 、１２2 で
結合し、長共振器型ＬＤ光源を構成することで狭スペク
トル線幅を有するＣＷ光源を構成している。光増幅器２
の前段には、光フィルタ１５が介挿されている。偏波状
態調整回路４は、光パルス信号の偏波状態を調整し光ス
イッチ１０に入力する。本光学系は偏波保持光ファイバ
で結合されている。光スイッチ１０は、前述のＴＯＤＡ
である。グレーティング１１を回転することで、その中
心波長を変化させることができる。また、狭スペクトル
線幅を有するＣＷ光源として、長共振器型ＤＦＢ−ＬＤ
あるいは長共振器型ＤＢＲ−ＬＤを用いることも可能で
あり、この場合はＬＤの発光領域、位相領域、あるいは
ＤＢＲ領域への注入電流を変化させることで、その中心
波長を変化させることができる。
器（ＴＷ−ＬＤＡ）である。狭スペクトル線幅ＣＷ光源
は、レンズ１２1 、１２2 、１２3 、光アイソレータ１
４、半導体レーザ（ＬＤ）１３、グレーティング１１に
より構成されている。グレーティング１１側の端面にＡ
Ｒコートを施した半導体レーザ１３とグレーティング１
１および光アイソレータ１４をレンズ１２1 、１２2 で
結合し、長共振器型ＬＤ光源を構成することで狭スペク
トル線幅を有するＣＷ光源を構成している。光増幅器２
の前段には、光フィルタ１５が介挿されている。偏波状
態調整回路４は、光パルス信号の偏波状態を調整し光ス
イッチ１０に入力する。本光学系は偏波保持光ファイバ
で結合されている。光スイッチ１０は、前述のＴＯＤＡ
である。グレーティング１１を回転することで、その中
心波長を変化させることができる。また、狭スペクトル
線幅を有するＣＷ光源として、長共振器型ＤＦＢ−ＬＤ
あるいは長共振器型ＤＢＲ−ＬＤを用いることも可能で
あり、この場合はＬＤの発光領域、位相領域、あるいは
ＤＢＲ領域への注入電流を変化させることで、その中心
波長を変化させることができる。
【００２７】偏波状態がランダムに変化する光パルス信
号は、偏波状態調整回路４により、一定の偏波状態とな
る。光パルス信号で制御された光スイッチであるＴＯＡ
Ｄにより、狭スペクトル線幅ＣＷ光源から出射するＣＷ
光をパルス化するため、中心周波数が一致した光パルス
信号が得られることとなる。これを光フィルタ１５に導
き、光ソリトン伝送または光パルス伝送に適した波形に
整形した後に、光増幅器２で増幅し、伝送路に送り出す
ことで、タイミングジッタの増加が低減できる。ただ
し、非線形光学素子８としてＴＷ−ＬＤＡの代わりにＭ
ＱＷ半導体結晶を用いれば、τｃが改善され、超高速光
パルス信号を再生することができる。
号は、偏波状態調整回路４により、一定の偏波状態とな
る。光パルス信号で制御された光スイッチであるＴＯＡ
Ｄにより、狭スペクトル線幅ＣＷ光源から出射するＣＷ
光をパルス化するため、中心周波数が一致した光パルス
信号が得られることとなる。これを光フィルタ１５に導
き、光ソリトン伝送または光パルス伝送に適した波形に
整形した後に、光増幅器２で増幅し、伝送路に送り出す
ことで、タイミングジッタの増加が低減できる。ただ
し、非線形光学素子８としてＴＷ−ＬＤＡの代わりにＭ
ＱＷ半導体結晶を用いれば、τｃが改善され、超高速光
パルス信号を再生することができる。
【００２８】伝送路を構成する光ファイバの分散値が所
望の値になるように、グレーティング１１を回転して、
ＣＷ光源の中心波長を設定することができる。このた
め、光ソリトン伝送路または光パルス伝送路を構成する
光ファイバの分散値に対する規格を緩和することができ
る。
望の値になるように、グレーティング１１を回転して、
ＣＷ光源の中心波長を設定することができる。このた
め、光ソリトン伝送路または光パルス伝送路を構成する
光ファイバの分散値に対する規格を緩和することができ
る。
【００２９】次に、本発明第一実施例の動作を説明す
る。紙面に水平および垂直な偏波をそれぞれＴＭおよび
ＴＥ偏波と定義する。また、本光学系は偏波保持光ファ
イバで構成されている。以下に本発明の構成および動作
を説明する。図１の偏波保持光ファイバカップラ９の分
岐比は、１対１となっている。また、偏波保持光ファイ
バカップラ９の二つのポート、どうしを偏波保持光
ファイバでつなぎ、ループを構成する。ループの中心Ｍ
からΔＬだけずれたところに光強度によりその屈折率が
変化する非線形光学素子８（ここでは進行波型半導体増
幅器を想定している）とこの非線形光学素子８を挟むよ
うに偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ）７1、７2 をルー
プに挿入し、一方の偏波ビームスプリッタ７1 からＴＥ
偏波で光パルス信号をループ中に入射する。
る。紙面に水平および垂直な偏波をそれぞれＴＭおよび
ＴＥ偏波と定義する。また、本光学系は偏波保持光ファ
イバで構成されている。以下に本発明の構成および動作
を説明する。図１の偏波保持光ファイバカップラ９の分
岐比は、１対１となっている。また、偏波保持光ファイ
バカップラ９の二つのポート、どうしを偏波保持光
ファイバでつなぎ、ループを構成する。ループの中心Ｍ
からΔＬだけずれたところに光強度によりその屈折率が
変化する非線形光学素子８（ここでは進行波型半導体増
幅器を想定している）とこの非線形光学素子８を挟むよ
うに偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ）７1、７2 をルー
プに挿入し、一方の偏波ビームスプリッタ７1 からＴＥ
偏波で光パルス信号をループ中に入射する。
【００３０】ところで、伝送路を伝搬した光パルス信号
の偏波状態はランダムに変化するため、偏波ビームスプ
リッタ７1 に光パルス信号を導く前に、その偏波状態が
常にＴＥ偏波になるように調整する偏波状態調整回路４
が必要になる。偏波状態調整回路４としては、入力偏波
状態を検出し、λ／２板とλ／４板とをマイクロコンピ
ュータで制御する能動タイプのものもあるが( 大越、菊
池、“コヒーレント光通信光学”オーム社）、本発明で
は、受動型の偏波状態調整回路４を用いた。
の偏波状態はランダムに変化するため、偏波ビームスプ
リッタ７1 に光パルス信号を導く前に、その偏波状態が
常にＴＥ偏波になるように調整する偏波状態調整回路４
が必要になる。偏波状態調整回路４としては、入力偏波
状態を検出し、λ／２板とλ／４板とをマイクロコンピ
ュータで制御する能動タイプのものもあるが( 大越、菊
池、“コヒーレント光通信光学”オーム社）、本発明で
は、受動型の偏波状態調整回路４を用いた。
【００３１】偏波状態調整回路４を通過した光パルス信
号の偏波状態は常にＴＥ偏波となってループ中に入射す
ることになる。狭いスペクトル線幅ＣＷ(Continuous Wa
ve)光源から出射するＣＷ光は、ＴＭ偏波として偏波保
持光ファイバカップラのポート１を通して、ループ中に
入射する。すると、四角で囲まれたループは、光パルス
信号により、ＣＷ光をオン／オフする光スイッチとして
動作する。この光スイッチはＴＯＡＤ(Terahertz Optic
al Asymmetric Demultiplexer)(J.P.Sokoloffetal.,"A
terahertz optical asymmetric demultiplexer(TOAD)",
IEEE Photon.Technol.Lett.,5,pp.787-790(1993))と呼
ばれている。以下にＴＯＡＤの動作を説明する。
号の偏波状態は常にＴＥ偏波となってループ中に入射す
ることになる。狭いスペクトル線幅ＣＷ(Continuous Wa
ve)光源から出射するＣＷ光は、ＴＭ偏波として偏波保
持光ファイバカップラのポート１を通して、ループ中に
入射する。すると、四角で囲まれたループは、光パルス
信号により、ＣＷ光をオン／オフする光スイッチとして
動作する。この光スイッチはＴＯＡＤ(Terahertz Optic
al Asymmetric Demultiplexer)(J.P.Sokoloffetal.,"A
terahertz optical asymmetric demultiplexer(TOAD)",
IEEE Photon.Technol.Lett.,5,pp.787-790(1993))と呼
ばれている。以下にＴＯＡＤの動作を説明する。
【００３２】偏波保持光ファイバカップラのポート１か
らＴＯＡＤのループ中に入射したＣＷ光はループを左右
両周りに伝搬する。光パルス信号と重なり合って非線形
光学素子８（ＴＷ−ＬＤＡ）に入射したループを右周り
に伝搬するＣＷ光の成分は、光パルス信号の立ち上がり
時間に比例して誘起された非線形光学素子８の光非線形
効果による屈折率変化を受ける。これに対し、右回り光
と同時にループ内を左回りに伝搬するＣＷ光の成分は、
右回りのＣＷ光より２ΔＬ／ｃだけ時間的に先に非線形
光学素子８を通過するため、光パルス信号により引き起
こされた光非線形効果による屈折率変化を受けない。こ
のため、両回りＣＷ光間に光パルス信号のパワーに依存
した位相差が生じる。この位相差を１８０度に調整し、
偏波保持光ファイバカップラ９では、両回りＣＷ光が位
相差１８０度で干渉したときだけ、ＣＷ光が入射したポ
ート１とは反対側のポート２から出射するようにしてお
く。
らＴＯＡＤのループ中に入射したＣＷ光はループを左右
両周りに伝搬する。光パルス信号と重なり合って非線形
光学素子８（ＴＷ−ＬＤＡ）に入射したループを右周り
に伝搬するＣＷ光の成分は、光パルス信号の立ち上がり
時間に比例して誘起された非線形光学素子８の光非線形
効果による屈折率変化を受ける。これに対し、右回り光
と同時にループ内を左回りに伝搬するＣＷ光の成分は、
右回りのＣＷ光より２ΔＬ／ｃだけ時間的に先に非線形
光学素子８を通過するため、光パルス信号により引き起
こされた光非線形効果による屈折率変化を受けない。こ
のため、両回りＣＷ光間に光パルス信号のパワーに依存
した位相差が生じる。この位相差を１８０度に調整し、
偏波保持光ファイバカップラ９では、両回りＣＷ光が位
相差１８０度で干渉したときだけ、ＣＷ光が入射したポ
ート１とは反対側のポート２から出射するようにしてお
く。
【００３３】ところで、光パルス信号により誘起される
屈折率変化は非線形光学素子８中のキャリア密度変化に
比例するため、この屈折率変化は光パルス信号が立ち下
がった後もキャリア寿命で決まる時間（典型値としてτ
ｃ＝１００〜３００ｐｓ）だけ持続する。したがって、
光パルス信号の繰り返し周期はτｃよりも大きく設定す
る必要がある。光パルス信号より時間的に後に、非光学
線形素子８に入射した両回りＣＷ光は、いずれもτｃで
決まる過渡的な屈折変化を受けるが、両回りの時間差２
ΔＬ／ｃがτｃよりも十分小さければ両回りの屈折率変
化はほぼ同一となる。このため、ＣＷ光はポート１から
出射する。いうまでもなく、光パルス信号より時間的に
先に非線形光学素子８へ入射した両回りＣＷ光は、非線
形光学素子８での非線形効果による屈折率変化を受けな
いため、ポート１から出射することになる。したがっ
て、非線形光学素子８に光パルス信号が入射してから２
ΔＬ／ｃで決まる時間内に存在するＣＷ光だけが、ＣＷ
光を入射したポート１とは反対側のポート２から出射す
ることとなる。したがって、ＴＯＡＤは光パルス信号に
より制御されたゲート幅２ΔＬ／ｃの光スイッチとして
動作するため、ＣＷ光からパルス幅２ΔＬ／ｃの光パル
ス信号が再生されることになる。得られた再生光パルス
信号を光フィルタその他の波形整形回路に導くことで光
ソリトン伝送に適したパルス形状にした後、光増幅器に
より増幅し伝送路に送り出す。
屈折率変化は非線形光学素子８中のキャリア密度変化に
比例するため、この屈折率変化は光パルス信号が立ち下
がった後もキャリア寿命で決まる時間（典型値としてτ
ｃ＝１００〜３００ｐｓ）だけ持続する。したがって、
光パルス信号の繰り返し周期はτｃよりも大きく設定す
る必要がある。光パルス信号より時間的に後に、非光学
線形素子８に入射した両回りＣＷ光は、いずれもτｃで
決まる過渡的な屈折変化を受けるが、両回りの時間差２
ΔＬ／ｃがτｃよりも十分小さければ両回りの屈折率変
化はほぼ同一となる。このため、ＣＷ光はポート１から
出射する。いうまでもなく、光パルス信号より時間的に
先に非線形光学素子８へ入射した両回りＣＷ光は、非線
形光学素子８での非線形効果による屈折率変化を受けな
いため、ポート１から出射することになる。したがっ
て、非線形光学素子８に光パルス信号が入射してから２
ΔＬ／ｃで決まる時間内に存在するＣＷ光だけが、ＣＷ
光を入射したポート１とは反対側のポート２から出射す
ることとなる。したがって、ＴＯＡＤは光パルス信号に
より制御されたゲート幅２ΔＬ／ｃの光スイッチとして
動作するため、ＣＷ光からパルス幅２ΔＬ／ｃの光パル
ス信号が再生されることになる。得られた再生光パルス
信号を光フィルタその他の波形整形回路に導くことで光
ソリトン伝送に適したパルス形状にした後、光増幅器に
より増幅し伝送路に送り出す。
【００３４】以上の説明では、非線形光学素子８として
ＴＷ−ＬＤＡを想定したため、光パルス信号の繰り返し
周期がτｃで制限されたが、非線形光学素子８として、
τｃの小さいＭＱＷ（多重量子井戸）半導体結晶その他
を用いて、光パルス信号の繰り返しを超高速化すること
も可能である。また、非線形光学素子８として偏波保持
光ファイバを用いたＮＯＬＭ(Nonlinear Loop Mirror)
(K.Uchiyama etal.,"100Gb/s all-optical demultiplex
ing using nonlinear optical loop mirror with gatin
g-width control",Electron.Lett.,29,pp.1870-1871(19
93)) を用いることも可能である。ＮＯＬＭでは、ＮＯ
ＬＭ中を一方向に伝搬する光パルス信号により誘起され
た偏波保持光ファイバの光非線形効果による屈折率変化
が、両回りＣＷ光に対して位相差を与えることを利用し
て、超高速でτｃによる繰り返しの制限のない光スイッ
チ動作（応答速度としてサブピコ秒程度）が実現され
る。
ＴＷ−ＬＤＡを想定したため、光パルス信号の繰り返し
周期がτｃで制限されたが、非線形光学素子８として、
τｃの小さいＭＱＷ（多重量子井戸）半導体結晶その他
を用いて、光パルス信号の繰り返しを超高速化すること
も可能である。また、非線形光学素子８として偏波保持
光ファイバを用いたＮＯＬＭ(Nonlinear Loop Mirror)
(K.Uchiyama etal.,"100Gb/s all-optical demultiplex
ing using nonlinear optical loop mirror with gatin
g-width control",Electron.Lett.,29,pp.1870-1871(19
93)) を用いることも可能である。ＮＯＬＭでは、ＮＯ
ＬＭ中を一方向に伝搬する光パルス信号により誘起され
た偏波保持光ファイバの光非線形効果による屈折率変化
が、両回りＣＷ光に対して位相差を与えることを利用し
て、超高速でτｃによる繰り返しの制限のない光スイッ
チ動作（応答速度としてサブピコ秒程度）が実現され
る。
【００３５】このような光スイッチと狭スペクトル線幅
ＣＷ光源と光波形整形回路を組み合わせた光回路を図１
１に示した光ソリトン伝送系中に配置された各光増幅器
の代わりに、あるいは何個かおきの光増幅器の代わりに
挿入する。本光回路入射前の光パルス信号は上述したゴ
ードンハウス効果や光ソリトン送信器から発生した光パ
ルスの有する位相雑音により、各々の光ソリトンパルス
の中心周波数がランダムに変化している。本光回路を通
過する度に、各々の光パルス信号の中心周波数が、位相
雑音が小さい狭スペクトル線幅ＣＷ光源の中心周波数に
一致して再生されるため、ゴードンハウス効果および光
パルスの有する位相雑音による効果が伝搬方向に蓄積さ
れなくなる。このため、これらの効果によるタイミング
ジッタが大幅に改善される。理論によれば、ゴードンハ
ウス効果によるタイジッタの分散＜Δｔ2 ＞は伝送距離
Ｚの３乗に比例し(J.P.Gordon etal.,"Random walk of
coherently amplified solitons in optical fiber tra
nsmission",Opt.Lett.,11,pp.665-667(1986)) 、光パル
スの有する位相雑音によるタイミングジッタの分散＜Δ
ｔ2 ＞はＺの２乗に比例して蓄積される（河合他、“Ｌ
Ｄパルス光源を用いた超高速光ソリトン伝送におけるタ
イミングジッタ”、１９９４年信学会春季大会Ｂ−１０
２７）。そこで、両者によるタイミングジッタが本光回
路によりどの程度低減できるかを見積もってみる。
ＣＷ光源と光波形整形回路を組み合わせた光回路を図１
１に示した光ソリトン伝送系中に配置された各光増幅器
の代わりに、あるいは何個かおきの光増幅器の代わりに
挿入する。本光回路入射前の光パルス信号は上述したゴ
ードンハウス効果や光ソリトン送信器から発生した光パ
ルスの有する位相雑音により、各々の光ソリトンパルス
の中心周波数がランダムに変化している。本光回路を通
過する度に、各々の光パルス信号の中心周波数が、位相
雑音が小さい狭スペクトル線幅ＣＷ光源の中心周波数に
一致して再生されるため、ゴードンハウス効果および光
パルスの有する位相雑音による効果が伝搬方向に蓄積さ
れなくなる。このため、これらの効果によるタイミング
ジッタが大幅に改善される。理論によれば、ゴードンハ
ウス効果によるタイジッタの分散＜Δｔ2 ＞は伝送距離
Ｚの３乗に比例し(J.P.Gordon etal.,"Random walk of
coherently amplified solitons in optical fiber tra
nsmission",Opt.Lett.,11,pp.665-667(1986)) 、光パル
スの有する位相雑音によるタイミングジッタの分散＜Δ
ｔ2 ＞はＺの２乗に比例して蓄積される（河合他、“Ｌ
Ｄパルス光源を用いた超高速光ソリトン伝送におけるタ
イミングジッタ”、１９９４年信学会春季大会Ｂ−１０
２７）。そこで、両者によるタイミングジッタが本光回
路によりどの程度低減できるかを見積もってみる。
【００３６】本光回路を用いないとき、前者のタイミン
グジッタの分散＜Δｔ2 ＞GH1 はｋ1 Ｌ3 で与えられ
る。ただし、Ｌは全伝送距離、ｋ1 は比例定数である。
本光回路を伝送路中に等間隔にＭ個配置したとき、長さ
Ｌ／Ｍの本光回路間で蓄積されるタイミングジッタの分
散値はｋ1 （Ｌ／Ｍ）3 で与えられるため、全伝送距離
でのタイミングジッタの分散＜Δｔ2 ＞GH2 はＭ×ｋ1
（Ｌ／Ｍ）3 となる。したがって、両者のタイミングジ
ッタ（＜Δｔ2 ＞GH1 ）0.5 と（＜Δｔ2 ＞GH2）0.5
との値を比較すると、本光回路を用いたとき、タイミン
グジッタが１／Ｍに低減できることがわかる。例えば、
伝送路を構成する光ファイバの分散値を０．１ｐｓ／ｋ
ｍ／ｎｍ、伝送する光ソリトンのパルス幅を２０ｐｓ、
光増幅器間隔を３０ｋｍ、光増幅器の反転分布パラメー
タを１．５とすると、伝送距離１２０００ｋｍで約１０
ｐｓのタイミングジッタが生じるが、本光回路を１２０
ｋｍ間隔で配置すると、Ｍが１００となり、タイミング
ジッタは０．１ｐｓに低減される。
グジッタの分散＜Δｔ2 ＞GH1 はｋ1 Ｌ3 で与えられ
る。ただし、Ｌは全伝送距離、ｋ1 は比例定数である。
本光回路を伝送路中に等間隔にＭ個配置したとき、長さ
Ｌ／Ｍの本光回路間で蓄積されるタイミングジッタの分
散値はｋ1 （Ｌ／Ｍ）3 で与えられるため、全伝送距離
でのタイミングジッタの分散＜Δｔ2 ＞GH2 はＭ×ｋ1
（Ｌ／Ｍ）3 となる。したがって、両者のタイミングジ
ッタ（＜Δｔ2 ＞GH1 ）0.5 と（＜Δｔ2 ＞GH2）0.5
との値を比較すると、本光回路を用いたとき、タイミン
グジッタが１／Ｍに低減できることがわかる。例えば、
伝送路を構成する光ファイバの分散値を０．１ｐｓ／ｋ
ｍ／ｎｍ、伝送する光ソリトンのパルス幅を２０ｐｓ、
光増幅器間隔を３０ｋｍ、光増幅器の反転分布パラメー
タを１．５とすると、伝送距離１２０００ｋｍで約１０
ｐｓのタイミングジッタが生じるが、本光回路を１２０
ｋｍ間隔で配置すると、Ｍが１００となり、タイミング
ジッタは０．１ｐｓに低減される。
【００３７】また、後者の位相雑音によるタイミングジ
ッタの分散＜Δｔ2 ＞CL1 は、本光回路を用いないと
き、ｋ2 Ｌ2 で与えられる。ただし、Ｌは全伝送距離、
ｋ2 は比例定数である。本光回路を伝送路中に等間隔に
Ｍ個配置したとき、本光回路間で蓄積されるタイミング
ジッタの分散値はｋ2 （Ｌ／Ｍ）2 で与えられるため、
全伝送距離でのタイミングジッタの分散＜Δｔ2 ＞CL2
はＭ×ｋ2 （Ｌ／Ｍ）2となる。したがって、両者のタ
イミングジッタ（＜Δｔ2 ＞CL1 ）0.5 と（＜Δｔ2 ＞
CL2 ）0.5 との値を比較すると、本光回路を用いたと
き、タイミングジッタが（１／Ｍ）0.5 に低減できるこ
とがわかる。例えば、伝送路を構成する光ファイバの分
散値を０．１ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ、伝送する光ソリトンの
パルス幅を２０ｐｓ、光増幅器間隔を３０ｋｍ、ＣＷ光
源のキャリア線幅を１ＭＨｚとすると、伝送距離１２０
００ｋｍで約０．２ｐｓのタイミングジッタが生じる
が、本光回路を１２０ｋｍ間隔で配置すると、Ｍが１０
０となり、タイミングジッタは０．０２ｐｓに低減され
る。
ッタの分散＜Δｔ2 ＞CL1 は、本光回路を用いないと
き、ｋ2 Ｌ2 で与えられる。ただし、Ｌは全伝送距離、
ｋ2 は比例定数である。本光回路を伝送路中に等間隔に
Ｍ個配置したとき、本光回路間で蓄積されるタイミング
ジッタの分散値はｋ2 （Ｌ／Ｍ）2 で与えられるため、
全伝送距離でのタイミングジッタの分散＜Δｔ2 ＞CL2
はＭ×ｋ2 （Ｌ／Ｍ）2となる。したがって、両者のタ
イミングジッタ（＜Δｔ2 ＞CL1 ）0.5 と（＜Δｔ2 ＞
CL2 ）0.5 との値を比較すると、本光回路を用いたと
き、タイミングジッタが（１／Ｍ）0.5 に低減できるこ
とがわかる。例えば、伝送路を構成する光ファイバの分
散値を０．１ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ、伝送する光ソリトンの
パルス幅を２０ｐｓ、光増幅器間隔を３０ｋｍ、ＣＷ光
源のキャリア線幅を１ＭＨｚとすると、伝送距離１２０
００ｋｍで約０．２ｐｓのタイミングジッタが生じる
が、本光回路を１２０ｋｍ間隔で配置すると、Ｍが１０
０となり、タイミングジッタは０．０２ｐｓに低減され
る。
【００３８】また、光増幅器を用いた多中継光パルス伝
送では、光ファイバ中の自己位相変調効果により、光パ
ルスのキャリア周波数がその前縁から後縁にむかって増
大するチャーピングが生じる。このチャーピングと光フ
ァイバの高次分散がパルス波形を劣化させる(A.Naka,et
al,"In-line amplifier transmission distance detrmi
ned by self-phase modulation and group-velocity di
spersion",IEEE J.Lightwave Technol.,12,pp.247-253
(1994))。したがって、本発明の光回路を用いて光パル
スのキャリア周波数を再生すれば、自己位相変調効果に
よるキャリア周波数のチャーピングを解消することがで
き、パルス波形劣化が低減できる。
送では、光ファイバ中の自己位相変調効果により、光パ
ルスのキャリア周波数がその前縁から後縁にむかって増
大するチャーピングが生じる。このチャーピングと光フ
ァイバの高次分散がパルス波形を劣化させる(A.Naka,et
al,"In-line amplifier transmission distance detrmi
ned by self-phase modulation and group-velocity di
spersion",IEEE J.Lightwave Technol.,12,pp.247-253
(1994))。したがって、本発明の光回路を用いて光パル
スのキャリア周波数を再生すれば、自己位相変調効果に
よるキャリア周波数のチャーピングを解消することがで
き、パルス波形劣化が低減できる。
【００３９】さらに、本光回路では、ＣＷ光源を入射光
パルス信号で変調して光パルス信号を再生しているた
め、再生された光パルス信号の中心波長をＣＷ光源の中
心波長を可変にすることにより任意に設定することがで
きる。したがって、本光回路で光パルス信号を再生中継
する毎に、光パルスの中心波長を制御することで、１Ｒ
光中継伝送路を構成する光ファイバの分散値を所望の値
に設定することが可能となり、その分散値に対して要求
される規格を大きく緩和することができる。
パルス信号で変調して光パルス信号を再生しているた
め、再生された光パルス信号の中心波長をＣＷ光源の中
心波長を可変にすることにより任意に設定することがで
きる。したがって、本光回路で光パルス信号を再生中継
する毎に、光パルスの中心波長を制御することで、１Ｒ
光中継伝送路を構成する光ファイバの分散値を所望の値
に設定することが可能となり、その分散値に対して要求
される規格を大きく緩和することができる。
【００４０】図３を参照して本発明第一実施例の他の構
成を説明する。図３は本発明第一実施例の他の構成を示
す図である。図２に示す本発明第一実施例では、光スイ
ッチとしてＴＯＡＤを用いたが、本例では非線形光学素
子であるＴＷ−ＬＤＡ（３−１）を偏波保持光ファイバ
に置き換えたいわゆるＮＯＬＭを用いている。ＮＯＬＭ
では、ＮＯＬＭ中を一方向に伝搬する光パルス信号によ
り誘起された偏波保持光ファイバ８０の光非線形効果に
よる屈折率変化が、両回りＣＷ光に対して位相差を与え
ることを利用して、光スイッチ動作が実現される。非線
形光学素子に偏波保持光ファイバ８０を用いることで超
高速でτｃによる繰り返しの制限のない光スイッチ動作
（応答速度としてサブピコ秒程度）が実現され、超高速
光パルス信号を再生することができる。以下にその動作
を説明する。
成を説明する。図３は本発明第一実施例の他の構成を示
す図である。図２に示す本発明第一実施例では、光スイ
ッチとしてＴＯＡＤを用いたが、本例では非線形光学素
子であるＴＷ−ＬＤＡ（３−１）を偏波保持光ファイバ
に置き換えたいわゆるＮＯＬＭを用いている。ＮＯＬＭ
では、ＮＯＬＭ中を一方向に伝搬する光パルス信号によ
り誘起された偏波保持光ファイバ８０の光非線形効果に
よる屈折率変化が、両回りＣＷ光に対して位相差を与え
ることを利用して、光スイッチ動作が実現される。非線
形光学素子に偏波保持光ファイバ８０を用いることで超
高速でτｃによる繰り返しの制限のない光スイッチ動作
（応答速度としてサブピコ秒程度）が実現され、超高速
光パルス信号を再生することができる。以下にその動作
を説明する。
【００４１】偏波保持光ファイバカップラ９からＮＯＬ
Ｍのループ中に入射したＣＷ光はループを左右両回りに
伝搬する。光パルス信号は偏波ビームスプリッタ７1 、
７2を用いて、ＣＷ光の直線偏波とは直交する直線偏波
としてループ中に入出力される。光パルス信号と時間的
に重なり合ってループを右回りに伝搬するＣＷ光の成分
は、光パルス信号の立ち上がりおよび立ち下がり時間に
比例して誘起された偏波保持光ファイバ８０の光非線形
効果による屈折率変化を受ける。これに対し、ループ内
を左回りに伝搬するＣＷ光の成分は、光パルス信号とは
逆方向にループ中を伝搬するため、光パルス信号により
引き起こされた光非線形効果による屈折率変化を受けな
い。このため、両回りＣＷ光間に光パルス信号のパワー
に依存した位相差が生じる。この位相差を１８０度に調
整すると、偏波保持光ファイバカップラ９で両回りＣＷ
光が干渉したとき、ＣＷ光が入射したポートとは反対側
のポートから出射することになる。光パルス信号がない
場合には、両回りＣＷ光間に位相差が生じないため、Ｃ
Ｗ光が入射したポートと同一のポートから出射すること
になる。したがって、ＮＯＬＭは光パルス信号により制
御された光スイッチとして動作するため、ＣＷ光から光
パルス信号が再生されることになる。光パルス信号で制
御された光スイッチであるＮＯＬＭで、狭スペクトル線
幅ＣＷ光源から出射するＣＷ光をパルス化するため、中
心周波数が一致した光パルス信号が得られることとな
る。これを光フィルタ１５に導き、光ソリトン伝送また
は光パルス伝送に適した波形に整形した後に、光増幅器
２で増幅し、伝送路に送り出すことによりタイミングジ
ッタが低減できる。
Ｍのループ中に入射したＣＷ光はループを左右両回りに
伝搬する。光パルス信号は偏波ビームスプリッタ７1 、
７2を用いて、ＣＷ光の直線偏波とは直交する直線偏波
としてループ中に入出力される。光パルス信号と時間的
に重なり合ってループを右回りに伝搬するＣＷ光の成分
は、光パルス信号の立ち上がりおよび立ち下がり時間に
比例して誘起された偏波保持光ファイバ８０の光非線形
効果による屈折率変化を受ける。これに対し、ループ内
を左回りに伝搬するＣＷ光の成分は、光パルス信号とは
逆方向にループ中を伝搬するため、光パルス信号により
引き起こされた光非線形効果による屈折率変化を受けな
い。このため、両回りＣＷ光間に光パルス信号のパワー
に依存した位相差が生じる。この位相差を１８０度に調
整すると、偏波保持光ファイバカップラ９で両回りＣＷ
光が干渉したとき、ＣＷ光が入射したポートとは反対側
のポートから出射することになる。光パルス信号がない
場合には、両回りＣＷ光間に位相差が生じないため、Ｃ
Ｗ光が入射したポートと同一のポートから出射すること
になる。したがって、ＮＯＬＭは光パルス信号により制
御された光スイッチとして動作するため、ＣＷ光から光
パルス信号が再生されることになる。光パルス信号で制
御された光スイッチであるＮＯＬＭで、狭スペクトル線
幅ＣＷ光源から出射するＣＷ光をパルス化するため、中
心周波数が一致した光パルス信号が得られることとな
る。これを光フィルタ１５に導き、光ソリトン伝送また
は光パルス伝送に適した波形に整形した後に、光増幅器
２で増幅し、伝送路に送り出すことによりタイミングジ
ッタが低減できる。
【００４２】伝送路を構成する光ファイバの分散値が所
望の値になるように、グレーティング１１を回転して、
ＣＷ光源の中心波長を設定することができる。このた
め、光ソリトン伝送路または光パルス伝送路を構成する
光ファイバの分散値に対する規格を緩和することができ
る。
望の値になるように、グレーティング１１を回転して、
ＣＷ光源の中心波長を設定することができる。このた
め、光ソリトン伝送路または光パルス伝送路を構成する
光ファイバの分散値に対する規格を緩和することができ
る。
【００４３】次に、偏波状態調整回路４について図４な
いし図７を参照して説明する。図４ないし図７は偏波状
態調整回路４の構成図である。入力側の単一モード光フ
ァイバは偏波ビームスプリッタ４７に接続される。偏波
ビームスプリッタ４７により分岐された偏波保持光ファ
イバ４３1 、４３2 は偏波保持光ファイバカップラ４９
により再び結合されている。光パルス信号は単一モード
光ファイバを通して偏波ビームスプリッタ４７に導か
れ、それぞれＴＥ、ＴＭ偏波成分に分離され、偏波保持
光ファイバ４３1 、４３2 の一方の主軸に入射される。
ＴＭ偏波成分が伝搬する側の偏波保持光ファイバ４３2
をＡ点にある偏波変換子４１で９０度ひねりその主軸を
入換えることにより、偏波状態をＴＭ偏波からＴＥ偏波
に変換した後に、偏波保持光ファイバカップラ４９によ
り合波する。ただし、二つの偏波保持光ファイバ４
３1 、４３2 の光路長差をπ／２に厳密に合わせてあ
る。プレーナ型光波回路（ＰＬＣ）技術(J.P.Sokoloff
etal.,"A terahertz optical asymmetric demultiplexe
r(TOAD)",IEEE Photon.Technol.Lett.,5,pp.787-790(19
93))（鈴木他、“石英系プレーナ光波回路”、信学論
（Ｃ−１）Ｊ７７−Ｃ−１、５、ｐｐ．１８４−１９３
（１９９４））で作成した光導波路を用いて本偏波状態
調整回路を構成することもできる。したがって、光パル
ス信号の入力偏波状態がどのように変動しても、常に出
力される偏波状態は一定の直線偏波となる。
いし図７を参照して説明する。図４ないし図７は偏波状
態調整回路４の構成図である。入力側の単一モード光フ
ァイバは偏波ビームスプリッタ４７に接続される。偏波
ビームスプリッタ４７により分岐された偏波保持光ファ
イバ４３1 、４３2 は偏波保持光ファイバカップラ４９
により再び結合されている。光パルス信号は単一モード
光ファイバを通して偏波ビームスプリッタ４７に導か
れ、それぞれＴＥ、ＴＭ偏波成分に分離され、偏波保持
光ファイバ４３1 、４３2 の一方の主軸に入射される。
ＴＭ偏波成分が伝搬する側の偏波保持光ファイバ４３2
をＡ点にある偏波変換子４１で９０度ひねりその主軸を
入換えることにより、偏波状態をＴＭ偏波からＴＥ偏波
に変換した後に、偏波保持光ファイバカップラ４９によ
り合波する。ただし、二つの偏波保持光ファイバ４
３1 、４３2 の光路長差をπ／２に厳密に合わせてあ
る。プレーナ型光波回路（ＰＬＣ）技術(J.P.Sokoloff
etal.,"A terahertz optical asymmetric demultiplexe
r(TOAD)",IEEE Photon.Technol.Lett.,5,pp.787-790(19
93))（鈴木他、“石英系プレーナ光波回路”、信学論
（Ｃ−１）Ｊ７７−Ｃ−１、５、ｐｐ．１８４−１９３
（１９９４））で作成した光導波路を用いて本偏波状態
調整回路を構成することもできる。したがって、光パル
ス信号の入力偏波状態がどのように変動しても、常に出
力される偏波状態は一定の直線偏波となる。
【００４４】図５は、その他の偏波状態調整回路４であ
る。全反射ミラー６０、６１、ハーフミラー６２を備え
る。λ／２板４２を用いて偏波変換を行う。これはバル
ク型で図４の偏波状態調整回路４を実現したものであ
り、一方の偏波保持光ファイバを９０度ひねりその主軸
を入れ換えるかわりに、λ／２板４２を挿入して同様の
効果を実現している。
る。全反射ミラー６０、６１、ハーフミラー６２を備え
る。λ／２板４２を用いて偏波変換を行う。これはバル
ク型で図４の偏波状態調整回路４を実現したものであ
り、一方の偏波保持光ファイバを９０度ひねりその主軸
を入れ換えるかわりに、λ／２板４２を挿入して同様の
効果を実現している。
【００４５】図６は、その他の偏波状態調整回路４であ
る。４５度の偏光子５０を備える。光パルス信号は単一
モード光ファイバを通して偏波ビームスプリッタ４７に
導かれ、それぞれＴＥ、ＴＭ偏波成分に分離され、偏波
保持光ファイバ４３1 、４３2 の一方の主軸に入射した
後に、偏波保持光ファイバカップラ４９により合流す
る。ただし、二つの偏波保持光ファイバ４３1 、４３2
の光路長差をπ／２に厳密に合わせてある。合波後のそ
れぞれの直線偏波に対して４５度傾いた偏光子５０を通
すと、偏光子５０の偏光面で決まる直線偏波が得られ
る。したがって、光パルス信号の入力偏波状態がどのよ
うに変動しても、常に出力される偏波状態は一定の直線
偏波となる。プレーナ型光波回路（ＰＬＣ）技術で作成
した光導波路を用いて本偏波状態調整回路を構成するこ
ともできる。
る。４５度の偏光子５０を備える。光パルス信号は単一
モード光ファイバを通して偏波ビームスプリッタ４７に
導かれ、それぞれＴＥ、ＴＭ偏波成分に分離され、偏波
保持光ファイバ４３1 、４３2 の一方の主軸に入射した
後に、偏波保持光ファイバカップラ４９により合流す
る。ただし、二つの偏波保持光ファイバ４３1 、４３2
の光路長差をπ／２に厳密に合わせてある。合波後のそ
れぞれの直線偏波に対して４５度傾いた偏光子５０を通
すと、偏光子５０の偏光面で決まる直線偏波が得られ
る。したがって、光パルス信号の入力偏波状態がどのよ
うに変動しても、常に出力される偏波状態は一定の直線
偏波となる。プレーナ型光波回路（ＰＬＣ）技術で作成
した光導波路を用いて本偏波状態調整回路を構成するこ
ともできる。
【００４６】図７は、その他の偏波状態調整回路４であ
る。図６に示した偏波状態調整回路４をバルク型で実現
したものである。全反射ミラー６０、６１、ハーフミラ
ー６２、偏光子５０を備える。図６に示した偏波状態調
整回路４と同様に、偏光子５０の偏光面で決まる直線偏
波が得られる。したがって、光パルス信号の入力偏波状
態がどのように変動しても、常に出力される偏波状態は
一定の直線偏波となる。
る。図６に示した偏波状態調整回路４をバルク型で実現
したものである。全反射ミラー６０、６１、ハーフミラ
ー６２、偏光子５０を備える。図６に示した偏波状態調
整回路４と同様に、偏光子５０の偏光面で決まる直線偏
波が得られる。したがって、光パルス信号の入力偏波状
態がどのように変動しても、常に出力される偏波状態は
一定の直線偏波となる。
【００４７】次に、本発明第二実施例を図８および図９
を参照して説明する。図８および図９は本発明第二実施
例の構成図である。本発明第一実施例と同様に、グレー
ティング１１側の端面にＡＲコートを施した半導体レー
ザ１３とグレーティング１１および光アイソレータ１４
をレンズ１２1 、１２2 で結合し、長共振器型ＬＤ光源
を構成することで狭スペクトル線幅を有するＣＷ光源を
得ている。グレーティング１１を回転することで、その
中心波長を変化させることができる。また、狭スペクト
ル線幅を有するＣＷ光源として、長共振器型ＤＦＢ−Ｌ
Ｄあるいは長共振器型ＤＢＲ−ＬＤを用いることも可能
であり、この場合はＬＤの発光領域、位相領域、あるい
はＤＢＲ領域への注入電流を変化させることで、その中
心波長を変化させることができる。
を参照して説明する。図８および図９は本発明第二実施
例の構成図である。本発明第一実施例と同様に、グレー
ティング１１側の端面にＡＲコートを施した半導体レー
ザ１３とグレーティング１１および光アイソレータ１４
をレンズ１２1 、１２2 で結合し、長共振器型ＬＤ光源
を構成することで狭スペクトル線幅を有するＣＷ光源を
得ている。グレーティング１１を回転することで、その
中心波長を変化させることができる。また、狭スペクト
ル線幅を有するＣＷ光源として、長共振器型ＤＦＢ−Ｌ
Ｄあるいは長共振器型ＤＢＲ−ＬＤを用いることも可能
であり、この場合はＬＤの発光領域、位相領域、あるい
はＤＢＲ領域への注入電流を変化させることで、その中
心波長を変化させることができる。
【００４８】偏波状態がランダムに変化する光パルス信
号は、偏波状態調整回路４により、一定の偏波状態とな
る。本光学系中、四角で囲まれた部分は光スイッチとし
て動作する部分であり(K.Tajima etal.,"Experimental
verification of novel symmetric-Mach-Zehnder type
all optical switch",International workshop on femt
osecond technology,pp.49-50(1994))、本スイッチはマ
ッハツェンダ干渉系で構成されており、干渉系のそれぞ
れのアームに、非線形光学素子８1 、８2 としてＴＷ−
ＬＤＡがΔＬ（＝Ｌ１−Ｌ２）だけずらして配置されて
いる。以下にその動作を説明する。一定の偏波状態とな
った光パルス信号は、偏波保持光ファイバカップラ９1
により二分岐され、干渉系の両アームに入射する。光パ
ルス信号と同時に非線形光学素子８2 に入射するＣＷ光
は、光パルス信号の立ち上がり時間に比例して誘起され
た非線形光学素子８2 の光非線形効果による屈折率変化
を受ける。これに対し、非線形光学素子８1 に入射した
ＣＷ光は、非線形光学素子８2 に入射したＣＷ光よりΔ
Ｌ／ｃだけ時間的に先に非線形光学素子８1 を通過する
ため、光パルス信号により引き起こされた光非線形効果
による屈折率変化を受けない。このため、両ＣＷ光間に
位相差か生じ、この位相差が１８０度となるように光パ
ルス信号のピークパワーを調整すると、両ＣＷ光は偏波
保持光ファイバカップラ９2 で干渉し、ポート′から
出射することとなる。ところで、光パルス信号により誘
起される屈折率変化は非線形光学素子８1 、８2 中のキ
ャリア密度変化に比例するため、この屈折率変化は光パ
ルス信号が立ち下がった後もキャリア寿命で決まる時間
（典型値としてτｃ＝１００〜３００ｐｓ）だけ持続す
るため、光パルス信号の繰り返し周期をτｃよりも大き
く設定する必要がある。上記光パルス信号より時間的に
後に非線形光学素子８1 、８2 へ入射した両ＣＷ光は、
いずれもτｃで決まる過渡的な屈折率変化を受けるが、
時間差ΔＬ／ｃがτｃよりも十分小さければ、両ＣＷ光
が受ける屈折率変化はほぼ同一となる。このため、偏波
保持光ファイバカップラ９2 で干渉後、ＣＷ光はポート
′から出射する。いうまでもなく、光パルス信号より
時間的に先に非線形光学素子８1 、８2 へ入射したＣＷ
光は、非線形光学素子８1 、８2 での光非線形効果によ
る屈折率変化を受けないため、ポート′から出射す
る。したがって、非線形光学素子８2 に光パルス信号が
入射してからΔＬ／ｃで決まる時間内に存在するＣＷ光
だけが、ポート′から出射することとなる。したがっ
て、本スイッチは光パルス信号により制御されたゲート
幅ΔＬ／ｃの光スイッチとして動作することとなる。
号は、偏波状態調整回路４により、一定の偏波状態とな
る。本光学系中、四角で囲まれた部分は光スイッチとし
て動作する部分であり(K.Tajima etal.,"Experimental
verification of novel symmetric-Mach-Zehnder type
all optical switch",International workshop on femt
osecond technology,pp.49-50(1994))、本スイッチはマ
ッハツェンダ干渉系で構成されており、干渉系のそれぞ
れのアームに、非線形光学素子８1 、８2 としてＴＷ−
ＬＤＡがΔＬ（＝Ｌ１−Ｌ２）だけずらして配置されて
いる。以下にその動作を説明する。一定の偏波状態とな
った光パルス信号は、偏波保持光ファイバカップラ９1
により二分岐され、干渉系の両アームに入射する。光パ
ルス信号と同時に非線形光学素子８2 に入射するＣＷ光
は、光パルス信号の立ち上がり時間に比例して誘起され
た非線形光学素子８2 の光非線形効果による屈折率変化
を受ける。これに対し、非線形光学素子８1 に入射した
ＣＷ光は、非線形光学素子８2 に入射したＣＷ光よりΔ
Ｌ／ｃだけ時間的に先に非線形光学素子８1 を通過する
ため、光パルス信号により引き起こされた光非線形効果
による屈折率変化を受けない。このため、両ＣＷ光間に
位相差か生じ、この位相差が１８０度となるように光パ
ルス信号のピークパワーを調整すると、両ＣＷ光は偏波
保持光ファイバカップラ９2 で干渉し、ポート′から
出射することとなる。ところで、光パルス信号により誘
起される屈折率変化は非線形光学素子８1 、８2 中のキ
ャリア密度変化に比例するため、この屈折率変化は光パ
ルス信号が立ち下がった後もキャリア寿命で決まる時間
（典型値としてτｃ＝１００〜３００ｐｓ）だけ持続す
るため、光パルス信号の繰り返し周期をτｃよりも大き
く設定する必要がある。上記光パルス信号より時間的に
後に非線形光学素子８1 、８2 へ入射した両ＣＷ光は、
いずれもτｃで決まる過渡的な屈折率変化を受けるが、
時間差ΔＬ／ｃがτｃよりも十分小さければ、両ＣＷ光
が受ける屈折率変化はほぼ同一となる。このため、偏波
保持光ファイバカップラ９2 で干渉後、ＣＷ光はポート
′から出射する。いうまでもなく、光パルス信号より
時間的に先に非線形光学素子８1 、８2 へ入射したＣＷ
光は、非線形光学素子８1 、８2 での光非線形効果によ
る屈折率変化を受けないため、ポート′から出射す
る。したがって、非線形光学素子８2 に光パルス信号が
入射してからΔＬ／ｃで決まる時間内に存在するＣＷ光
だけが、ポート′から出射することとなる。したがっ
て、本スイッチは光パルス信号により制御されたゲート
幅ΔＬ／ｃの光スイッチとして動作することとなる。
【００４９】光パルス信号で制御された光スイッチで、
狭スペクトル線幅ＣＷ光源から出射されるＣＷ光をパル
ス化するため、中心周波数が一致した光パルス信号が得
られることとなる。これを光フィルタ１５に導き、光ソ
リトン伝送または光パルス伝送に適した波形に整形した
後に、光増幅器２で増幅し、伝送路に送り出すことで、
タイミングジッタが低減できる。また、非線形光学素子
８1 、８2 のかわりにＭＱＷ半導体結晶を用いれば、τ
ｃが改善でき、超高速光信号を再生することができる。
狭スペクトル線幅ＣＷ光源から出射されるＣＷ光をパル
ス化するため、中心周波数が一致した光パルス信号が得
られることとなる。これを光フィルタ１５に導き、光ソ
リトン伝送または光パルス伝送に適した波形に整形した
後に、光増幅器２で増幅し、伝送路に送り出すことで、
タイミングジッタが低減できる。また、非線形光学素子
８1 、８2 のかわりにＭＱＷ半導体結晶を用いれば、τ
ｃが改善でき、超高速光信号を再生することができる。
【００５０】伝送路を構成する光ファイバの分散値が所
望の値になるように、グレーティング１１を回転して、
ＣＷ光源の中心波長を設定することができる。このた
め、光ソリトン伝送路または光パルス伝送路を構成する
光ファイバの分散値に対する規格を緩和することができ
る。
望の値になるように、グレーティング１１を回転して、
ＣＷ光源の中心波長を設定することができる。このた
め、光ソリトン伝送路または光パルス伝送路を構成する
光ファイバの分散値に対する規格を緩和することができ
る。
【００５１】図９は、本発明第二実施例のその他の構成
である。非線形光学素子８としてＭＱＷ半導体結晶を備
える。光パルス信号は、偏波保持光ファイバカプラ９2
で二分岐され、干渉系の両アームに入射する。光パルス
信号と同時に非線形光学素子８に入射するＣＷ光は、光
パルス信号の立ち上がり時間に比例して（最速立上がり
時間は〜ｐｓ）誘起された非線形光学素子８の光非線形
効果による屈折率変化を受ける。この屈折率変化は光パ
ルス信号が立ち下がった後もキャリア寿命で決まる時間
（典型値としてτｃ〜１０ｐｓ）だけ持続するため、光
パルス信号の繰り返し周期をτｃよりも大きく設定する
必要がある。これに対し、もう一方のアームに入射した
ＣＷ光は、光パルス信号により引き起こされる光非線形
効果による屈折率変化を受けない。このため、両ＣＷ光
間に位相差が生じ、この位相差が１８０度となるように
光パルス信号のピークパワーを調整すると、光パルス信
号と時間的に重なり合った部分のＣＷ光が偏波保持光フ
ァイバカップラ９2 において干渉し、ポート′から出
射することとなる。いうまでもなく、光パルス信号が非
線形光学素子８に入射しないときは、ＣＷ光は非線形光
学素子８で光非線形効果による屈折率変化を受けないた
め、光パルスはポート′から出射する。したがって、
本スイッチは光パルス信号により制御された光スイッチ
として動作することとなる。
である。非線形光学素子８としてＭＱＷ半導体結晶を備
える。光パルス信号は、偏波保持光ファイバカプラ９2
で二分岐され、干渉系の両アームに入射する。光パルス
信号と同時に非線形光学素子８に入射するＣＷ光は、光
パルス信号の立ち上がり時間に比例して（最速立上がり
時間は〜ｐｓ）誘起された非線形光学素子８の光非線形
効果による屈折率変化を受ける。この屈折率変化は光パ
ルス信号が立ち下がった後もキャリア寿命で決まる時間
（典型値としてτｃ〜１０ｐｓ）だけ持続するため、光
パルス信号の繰り返し周期をτｃよりも大きく設定する
必要がある。これに対し、もう一方のアームに入射した
ＣＷ光は、光パルス信号により引き起こされる光非線形
効果による屈折率変化を受けない。このため、両ＣＷ光
間に位相差が生じ、この位相差が１８０度となるように
光パルス信号のピークパワーを調整すると、光パルス信
号と時間的に重なり合った部分のＣＷ光が偏波保持光フ
ァイバカップラ９2 において干渉し、ポート′から出
射することとなる。いうまでもなく、光パルス信号が非
線形光学素子８に入射しないときは、ＣＷ光は非線形光
学素子８で光非線形効果による屈折率変化を受けないた
め、光パルスはポート′から出射する。したがって、
本スイッチは光パルス信号により制御された光スイッチ
として動作することとなる。
【００５２】光パルス信号で制御された光スイッチで、
狭スペクトル線幅ＣＷ光源から出射するＣＷ光をパルス
化するため、中心周波数が一致した光パルス信号が得ら
れることとなる。これを光フィルタ１５に導き、光ソリ
トン伝送または光パルス伝送に適した波形に整形した後
に、光増幅器２で増幅し、伝送路に送り出すことで、タ
イミングジッタが低減できる。
狭スペクトル線幅ＣＷ光源から出射するＣＷ光をパルス
化するため、中心周波数が一致した光パルス信号が得ら
れることとなる。これを光フィルタ１５に導き、光ソリ
トン伝送または光パルス伝送に適した波形に整形した後
に、光増幅器２で増幅し、伝送路に送り出すことで、タ
イミングジッタが低減できる。
【００５３】伝送路を構成ける光ファイバの分散値が所
望の値になるように、グレーティング１１を回転して、
ＣＷ光源の中心波長を設定することができる。このた
め、光ソリトン伝送路または光パルス伝送路を構成する
光ファイバの分散値に対する規格を緩和することができ
る。
望の値になるように、グレーティング１１を回転して、
ＣＷ光源の中心波長を設定することができる。このた
め、光ソリトン伝送路または光パルス伝送路を構成する
光ファイバの分散値に対する規格を緩和することができ
る。
【００５４】次に、本発明第三実施例を図１０を参照し
て説明する。図１０は本発明第三実施例の構成図であ
る。可飽和吸収体２０としてＭＱＷ半導体結晶を備え
る。可飽和吸収体２０は光パルス信号が入射することに
より、その損失が減少する。したがって、光パルス信号
と同時に可飽和吸収体２０に入射するＣＷ光は、光パル
ス信号の立ち上がり時間に比例して（最速立ち上がり時
間は〜ｐｓ）損失が減少した可飽和吸収体２０を通過す
ることができる。この損失変化は光パルス信号が立ち下
がった後もキャリア寿命で決まる時間（典型値としてτ
ｃ〜１０ｐｓ）だけ持続するため、光パルス信号の繰り
返し周期をτｃよりも大きく設定する必要がある。いう
までもなく、光パルス信号が可飽和吸収体２０に入射し
ないとき、ＣＷ光は可飽和吸収体２０の損失により吸収
されるため、ＣＷ光は可飽和吸収体２０を通過できな
い。したがって、本スイッチは光パルス信号により制御
された光スイッチとして動作することとなる。
て説明する。図１０は本発明第三実施例の構成図であ
る。可飽和吸収体２０としてＭＱＷ半導体結晶を備え
る。可飽和吸収体２０は光パルス信号が入射することに
より、その損失が減少する。したがって、光パルス信号
と同時に可飽和吸収体２０に入射するＣＷ光は、光パル
ス信号の立ち上がり時間に比例して（最速立ち上がり時
間は〜ｐｓ）損失が減少した可飽和吸収体２０を通過す
ることができる。この損失変化は光パルス信号が立ち下
がった後もキャリア寿命で決まる時間（典型値としてτ
ｃ〜１０ｐｓ）だけ持続するため、光パルス信号の繰り
返し周期をτｃよりも大きく設定する必要がある。いう
までもなく、光パルス信号が可飽和吸収体２０に入射し
ないとき、ＣＷ光は可飽和吸収体２０の損失により吸収
されるため、ＣＷ光は可飽和吸収体２０を通過できな
い。したがって、本スイッチは光パルス信号により制御
された光スイッチとして動作することとなる。
【００５５】光パルス信号で制御された光スイッチで、
狭スペクトル線幅ＣＷ光源から出射するＣＷ光をパルス
化するため、中心周波数が一致した光パルス信号が得ら
れることとなる。これを光フィルタ１５に導き、光ソリ
トン伝送または光パルス伝送に適した波形に整形した後
に、光増幅器２で増幅し、伝送路に送り出すことで、タ
イミングジッタが低減できる。
狭スペクトル線幅ＣＷ光源から出射するＣＷ光をパルス
化するため、中心周波数が一致した光パルス信号が得ら
れることとなる。これを光フィルタ１５に導き、光ソリ
トン伝送または光パルス伝送に適した波形に整形した後
に、光増幅器２で増幅し、伝送路に送り出すことで、タ
イミングジッタが低減できる。
【００５６】伝送路を構成する光ファイバの分散値が所
望の値になるように、グレーティング１１を回転して、
ＣＷ光源の中心波長を設定することができる。このた
め、光ソリトン伝送路または光パルス伝送路を構成する
光ファイバの分散値に対する規格を緩和することができ
る。
望の値になるように、グレーティング１１を回転して、
ＣＷ光源の中心波長を設定することができる。このた
め、光ソリトン伝送路または光パルス伝送路を構成する
光ファイバの分散値に対する規格を緩和することができ
る。
【００５７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光ソリトン伝送におけるタイミングジッタまたは、通常
の光パルス伝送における自己位相変調効果と高次の光フ
ァイバ分散によるパルス波形劣化を低減することができ
る。その伝送路を構成する光ファイバの分散値に対して
要求される規格を緩和することができる。伝送路設計を
容易にすることができる。伝送路の分散値の経年変化に
も対処可能である。
光ソリトン伝送におけるタイミングジッタまたは、通常
の光パルス伝送における自己位相変調効果と高次の光フ
ァイバ分散によるパルス波形劣化を低減することができ
る。その伝送路を構成する光ファイバの分散値に対して
要求される規格を緩和することができる。伝送路設計を
容易にすることができる。伝送路の分散値の経年変化に
も対処可能である。
【００５８】また、本発明を用いれば、本光回路中のＣ
Ｗ光源の中心波長を制御することにより、入射光パルス
信号の中心波長を変換することができるため、光クロス
コネクトその他に必要とされる光信号の波長変換技術と
しても応用可能である。
Ｗ光源の中心波長を制御することにより、入射光パルス
信号の中心波長を変換することができるため、光クロス
コネクトその他に必要とされる光信号の波長変換技術と
しても応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成図。
【図２】本発明第一実施例の構成図。
【図３】本発明第一実施例の他の構成を示す図。
【図４】偏波状態調整回路の構成図。
【図５】偏波状態調整回路の構成図。
【図６】偏波状態調整回路の構成図。
【図７】偏波状態調整回路の構成図。
【図８】本発明第二実施例の構成図。
【図９】本発明第二実施例の構成図。
【図１０】本発明第三実施例の構成図。
【図１１】従来例の構成図。
１ 光パルス送信器 ２、２1 〜２n 光増幅器 ３ 光ファイバ ４ 偏波状態調整回路 ５ 狭スペクトル線幅ＣＷ光源 ６ 波形整形回路 ７1 、７2 偏波ビームスプリッタ ８、８1 、８2 非線形光学素子 ９、９1 、９2 偏波保持光ファイバカプラ １０ 光スイッチ １１ グレーティング １２1 〜１２3 レンズ １３ 半導体レーザ １４ 光アイソレータ １５ 光フィルタ ２０ 可飽和吸収体 ４１ 偏波変換子 ４２ λ／２板 ４３1 、４３2 偏波保持光ファイバ ４７ 偏波ビームスプリッタ ４９ 偏波保持光ファイバカップラ ５０ 偏光子 ６０、６１ 全反射ミラー ６２ ハーフミラー ８０ 偏波保持光ファイバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｓ 3/17 Ｈ０４Ｂ 10/17 10/16 10/02 10/18
Claims (10)
- 【請求項１】 スペクトラム線幅の小さい連続光を発生
する光源と、この連続光を入力光とし被再生光パルス信
号を制御入力とし出力光がキャリヤ再生出力となる光ス
イッチとを備え、 この光スイッチは、前記連続光を二分岐する偏波保持光
カプラと、この光カプラにより二分岐された光路の少な
くとも一方に設けられた非線形光学素子と、この非線形
光学素子を含む光路に前記被再生光パルス信号を導入し
前記非線形光学素子を通過した光パルス信号と前記連続
光との干渉が生じる時間だけ前記入力光を前記キャリア
再生出力とする手段とを含むことを特徴とする全光キャ
リア再生中継器。 - 【請求項２】 前記被再生光パルス信号を前記光スイッ
チに導入する通路に偏波状態調整回路を設け、 この偏波状態調整回路は、前記被再生光パルス信号の偏
波を互いに直交する二つの偏波に分離する手段と、この
分離する手段により分離された一方の光パルス信号の偏
波を９０度回転させる手段と、この回転させる手段から
出力される光パルス信号と前記分離する手段により分離
された他方の光パルス信号とを合波する手段とを備えた
請求項１記載の全光キャリア再生中継器。 - 【請求項３】 前記分離する手段により分離された一方
の光パルス信号が前記合波する手段に到達する光路長
と、前記分離する手段により分離された他方の光パルス
信号が前記合波する手段に到達する光路長とはその光路
長差がπ／２である請求項２記載の全光キャリア再生中
継器。 - 【請求項４】 前記偏波状態調整回路は、前記被再生光
パルス信号の偏波を互いに直交する二つの偏波に分離す
る手段と、この分離する手段により分離され光路長差が
π／２であるそれぞれ異なる光路を経由した光パルス信
号を合波する手段とを備え、この合波する手段から出力
された光パルス信号の偏波を４５度回転させる手段を備
えた請求項３記載の全光キャリア再生中継器。 - 【請求項５】 連続光信号のスペクトルの中心波長を調
節する手段を備えた請求項１または２記載の全光キャリ
ア再生中継器。 - 【請求項６】 前記出力光の通路に光増幅器を備えた請
求項１または２記載の全光キャリア再生中継器。 - 【請求項７】 前記二分岐された光路の一方に集中的な
非線形光学素子が配置された請求項１記載の全光キャリ
ア再生中継器。 - 【請求項８】 前記二分岐された光路の双方にそれぞれ
集中的な非線形光学素子が配置され、前記偏波保持光カ
プラからそれぞれ前記非線形光学素子にいたる伝播時間
が異なるように設定された請求項１記載の全光キャリア
再生中継器。 - 【請求項９】 前記二分岐された光路の一方に非線形光
学素子として偏波保持光ファイバが配置された請求項１
記載の全光キャリア再生中継器。 - 【請求項１０】 スペクトラム線幅の小さい連続光を発
生する光源と、この連続光を入力光とし被再生光パルス
信号を制御入力とし出力光がキャリア再生出力となる光
スイッチとを備え、 この光スイッチは、所定レベルを越える光エネルギが供
給されたときに導通状態となる可飽和吸収体と、この可
飽和吸収体に前記被再生光パルス信号を導入する手段と
を含むことを特徴とする全光キャリア再生中継器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6217681A JPH0882814A (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | 全光キャリア再生中継器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6217681A JPH0882814A (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | 全光キャリア再生中継器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0882814A true JPH0882814A (ja) | 1996-03-26 |
Family
ID=16708055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6217681A Pending JPH0882814A (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | 全光キャリア再生中継器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0882814A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6271960B1 (en) | 1998-03-13 | 2001-08-07 | Nec Corporation | Method and apparatus for wavelength conversion of signal light |
| JP2001517321A (ja) * | 1997-03-27 | 2001-10-02 | ブリティッシュ・テレコミュニケーションズ・パブリック・リミテッド・カンパニー | 光メモリ |
-
1994
- 1994-09-12 JP JP6217681A patent/JPH0882814A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001517321A (ja) * | 1997-03-27 | 2001-10-02 | ブリティッシュ・テレコミュニケーションズ・パブリック・リミテッド・カンパニー | 光メモリ |
| US6271960B1 (en) | 1998-03-13 | 2001-08-07 | Nec Corporation | Method and apparatus for wavelength conversion of signal light |
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