JPH09265060A - 光ｃｄｍ回路 - Google Patents
光ｃｄｍ回路Info
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- JPH09265060A JPH09265060A JP8075889A JP7588996A JPH09265060A JP H09265060 A JPH09265060 A JP H09265060A JP 8075889 A JP8075889 A JP 8075889A JP 7588996 A JP7588996 A JP 7588996A JP H09265060 A JPH09265060 A JP H09265060A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ＳＮ比の高い光信号の拡散変調、逆拡散復調を
行うことができる光ＣＤＭ回路を提供すること。 【解決手段】入力用チャネル導波路１と、多モード干渉
型素子で構成された１×Ｎ光分岐部２と、光路長がΔＬ
ずつ異なり、各々に位相シフタ１２と２×２光スイッチ
３とが配置されたＮ本の遅延導波路４と、多モード干渉
型素子で構成されたＮ×１光合波部５と、出力用チャネ
ル導波路６とをこの順で光学的に結合するように基板７
上に設けて光ＣＤＭ回路を構成することにより、パワー
の加算ではなく、光電界での加算即ち実質的な減算が可
能となって、光スペクトラム拡散通信方式における拡散
変調及び／又は逆拡散復調での光信号のＳＮ比が向上す
る。更には、光合分岐部２、５が多モード干渉型素子で
あることにより分岐比の設計値からのずれが積算される
ことがなく、また２×２光スイッチ３の入出力部をモニ
タポートに用いることにより符号系列を構成する際に各
光スイッチのパラメータ設定を容易且つ正確に行うこと
ができる。
行うことができる光ＣＤＭ回路を提供すること。 【解決手段】入力用チャネル導波路１と、多モード干渉
型素子で構成された１×Ｎ光分岐部２と、光路長がΔＬ
ずつ異なり、各々に位相シフタ１２と２×２光スイッチ
３とが配置されたＮ本の遅延導波路４と、多モード干渉
型素子で構成されたＮ×１光合波部５と、出力用チャネ
ル導波路６とをこの順で光学的に結合するように基板７
上に設けて光ＣＤＭ回路を構成することにより、パワー
の加算ではなく、光電界での加算即ち実質的な減算が可
能となって、光スペクトラム拡散通信方式における拡散
変調及び／又は逆拡散復調での光信号のＳＮ比が向上す
る。更には、光合分岐部２、５が多モード干渉型素子で
あることにより分岐比の設計値からのずれが積算される
ことがなく、また２×２光スイッチ３の入出力部をモニ
タポートに用いることにより符号系列を構成する際に各
光スイッチのパラメータ設定を容易且つ正確に行うこと
ができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光スペクトラム拡
散通信方式において光信号の拡散変調・逆拡散復調を行
う光ＣＤＭ(Code Division Multiplexed：符号分割多
重) 回路に関するものである。
散通信方式において光信号の拡散変調・逆拡散復調を行
う光ＣＤＭ(Code Division Multiplexed：符号分割多
重) 回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】無線通信の分野で利用されているスペク
トラム拡散方式を光通信に適用すると、ランダムアクセ
スやセルフルーティング的な動作を光スイッチなどのデ
バイスを用いることなく、符号によってシステム的に実
現することができるため、光ＬＡＮや光交換において大
きな利点を有する。
トラム拡散方式を光通信に適用すると、ランダムアクセ
スやセルフルーティング的な動作を光スイッチなどのデ
バイスを用いることなく、符号によってシステム的に実
現することができるため、光ＬＡＮや光交換において大
きな利点を有する。
【０００３】従来の光スペクトラム拡散回路としては、
図７に示すような光ファイバ合分岐及び光ファイバ遅延
線を用いたもの（光ＣＤＭ回路）が知られている。
図７に示すような光ファイバ合分岐及び光ファイバ遅延
線を用いたもの（光ＣＤＭ回路）が知られている。
【０００４】即ち図７において、送信側の光ＣＤＭ回路
では、１×Ｎの光ファイバ分岐部１３に長さがΔＬずつ
（換言すれば遅延時間がΔτずつ）異なるＮ本の光ファ
イバ遅延線（Fiber Delay Line) １４がそれぞれ接続さ
れ、各光ファイバ遅延線１４は再びＮ×１の光ファイバ
合波部１５に集められている。これにより、１個の光パ
ルスが１×Ｎの光ファイバ分岐部１３に入射するとＮ個
のパルス列に分けられ、光ファイバ遅延線１４の長さ、
数を調整することによって符号系列（拡散された光信
号）が構成される。
では、１×Ｎの光ファイバ分岐部１３に長さがΔＬずつ
（換言すれば遅延時間がΔτずつ）異なるＮ本の光ファ
イバ遅延線（Fiber Delay Line) １４がそれぞれ接続さ
れ、各光ファイバ遅延線１４は再びＮ×１の光ファイバ
合波部１５に集められている。これにより、１個の光パ
ルスが１×Ｎの光ファイバ分岐部１３に入射するとＮ個
のパルス列に分けられ、光ファイバ遅延線１４の長さ、
数を調整することによって符号系列（拡散された光信
号）が構成される。
【０００５】受信側の光ＣＤＭ回路でも同じように、１
×Ｎの光ファイバ分岐部１６、Ｎ本の光ファイバ遅延線
（Fiber Delay Line) １７及びＮ×１の光ファイバ合波
部１８が用いられて、整合フィルタ（逆拡散復調回路）
を構成する。これにより、送信側で符号化された光パル
ス列（拡散された光信号）を１×Ｎの光ファイバ分岐部
１６に入射すると、個々のパルスはＮ個のパルスに分け
られるが、光ファイバ遅延線１７及びＮ×１の光ファイ
バ合波部１８により非コヒーレントなパワーの加算が行
われて、光パルス列の中央にパワーが集中する。即ち、
光ファイバ遅延線１７で構成される拡散符号と、入射信
号との相関波形が得られる。
×Ｎの光ファイバ分岐部１６、Ｎ本の光ファイバ遅延線
（Fiber Delay Line) １７及びＮ×１の光ファイバ合波
部１８が用いられて、整合フィルタ（逆拡散復調回路）
を構成する。これにより、送信側で符号化された光パル
ス列（拡散された光信号）を１×Ｎの光ファイバ分岐部
１６に入射すると、個々のパルスはＮ個のパルスに分け
られるが、光ファイバ遅延線１７及びＮ×１の光ファイ
バ合波部１８により非コヒーレントなパワーの加算が行
われて、光パルス列の中央にパワーが集中する。即ち、
光ファイバ遅延線１７で構成される拡散符号と、入射信
号との相関波形が得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の光ファ
イバ遅延線１４、１７を用いた光信号の拡散変調及び／
又は逆拡散復調回路では、上述の如くパワーの加算によ
って相関を実現しているため、単極性の擬似雑音系列と
相関をとっている。即ち、パワーの減算ができないため
に、相互相関の特性が悪く、光信号のＳＮ比が悪いとい
う欠点を有していた。
イバ遅延線１４、１７を用いた光信号の拡散変調及び／
又は逆拡散復調回路では、上述の如くパワーの加算によ
って相関を実現しているため、単極性の擬似雑音系列と
相関をとっている。即ち、パワーの減算ができないため
に、相互相関の特性が悪く、光信号のＳＮ比が悪いとい
う欠点を有していた。
【０００７】また、従来は１×Ｎ分岐部１３、１６及び
Ｎ×１合波部１５、１８はＹ分岐光導波路、方向性結合
器、又はマッハツェンダー干渉計等の２分岐型光素子の
直列接続、または直列・並列接続の組み合わせで実現さ
れてきた。しかし、光導波路でこれら２分岐型光素子の
分岐比を設計通りに作製することは非常に難しく、実際
には熱光学効果を用いた位相調整器を併設するなどして
分岐比を調整している。従って、このような２分岐型光
素子を直列に接続すると、各２分岐部の分岐比の設計値
からのずれが積算（累積）され、全体としての分岐比が
設計値から大きくずれやすいという欠点を有していた。
Ｎ×１合波部１５、１８はＹ分岐光導波路、方向性結合
器、又はマッハツェンダー干渉計等の２分岐型光素子の
直列接続、または直列・並列接続の組み合わせで実現さ
れてきた。しかし、光導波路でこれら２分岐型光素子の
分岐比を設計通りに作製することは非常に難しく、実際
には熱光学効果を用いた位相調整器を併設するなどして
分岐比を調整している。従って、このような２分岐型光
素子を直列に接続すると、各２分岐部の分岐比の設計値
からのずれが積算（累積）され、全体としての分岐比が
設計値から大きくずれやすいという欠点を有していた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の光ＣＤＭ回路は、１本の入力用チャネル導波
路、多モード干渉型１×Ｎ分岐素子、光路長がΔＬずつ
異なるＮ本の遅延導波路、及び多モード干渉型Ｎ×１合
波素子がこの順に光学的に結合するよう基板に設けら
れ、前記遅延導波路の各々に位相シフタが用いられたこ
とを特徴とし（Ｎは正の整数、ΔＬは正の数（負の数で
も実質的に同じである））、あるいは、更に前記遅延導
波路の各々に光スイッチが設けられたことを特徴とし、
あるいは、前記光スイッチが２×２光スイッチであり、
該２×２光スイッチは前記遅延導波路を入力部及び出力
部の各々一方とし、残りの入力部及び出力部がモニタポ
ートであることを特徴とする。
本発明の光ＣＤＭ回路は、１本の入力用チャネル導波
路、多モード干渉型１×Ｎ分岐素子、光路長がΔＬずつ
異なるＮ本の遅延導波路、及び多モード干渉型Ｎ×１合
波素子がこの順に光学的に結合するよう基板に設けら
れ、前記遅延導波路の各々に位相シフタが用いられたこ
とを特徴とし（Ｎは正の整数、ΔＬは正の数（負の数で
も実質的に同じである））、あるいは、更に前記遅延導
波路の各々に光スイッチが設けられたことを特徴とし、
あるいは、前記光スイッチが２×２光スイッチであり、
該２×２光スイッチは前記遅延導波路を入力部及び出力
部の各々一方とし、残りの入力部及び出力部がモニタポ
ートであることを特徴とする。
【０００９】上述の如く本発明は、１×Ｎ分岐部及びＮ
×１合波部を共に多モード干渉型光素子で構成してお
り、また遅延導波路に位相シフタが配置されていること
によって、パワーの加算ではなく、電界での加算即ち実
質的な減算が可能となり、光スペクトラム拡散通信方式
においてＳＮ比の高い光信号の拡散変調及び／又は逆拡
散復調を行う回路を提供することができる。
×１合波部を共に多モード干渉型光素子で構成してお
り、また遅延導波路に位相シフタが配置されていること
によって、パワーの加算ではなく、電界での加算即ち実
質的な減算が可能となり、光スペクトラム拡散通信方式
においてＳＮ比の高い光信号の拡散変調及び／又は逆拡
散復調を行う回路を提供することができる。
【００１０】また、本発明においては、良好なＳＮ比を
得ることができるように、遅延導波路の各々に設けられ
る光スイッチにより、各遅延導波路中の光信号の振幅を
任意（ゼロも含む）に調整して重み付することができ
る。特に２×２光スイッチを用いる場合は、Ｎ個の２×
２光スイッチの各２つの入力ポート及び２つの出力ポー
トの中で、いづれか１つの入力ポート及びいづれか１つ
の出力ポートが２×２光スイッチのモニタポートとなっ
ているために、符号系列を構成する際に、前記振幅調整
等のための各光スイッチのパラメータ設定が容易且つ正
確に行えるという利点がある。
得ることができるように、遅延導波路の各々に設けられ
る光スイッチにより、各遅延導波路中の光信号の振幅を
任意（ゼロも含む）に調整して重み付することができ
る。特に２×２光スイッチを用いる場合は、Ｎ個の２×
２光スイッチの各２つの入力ポート及び２つの出力ポー
トの中で、いづれか１つの入力ポート及びいづれか１つ
の出力ポートが２×２光スイッチのモニタポートとなっ
ているために、符号系列を構成する際に、前記振幅調整
等のための各光スイッチのパラメータ設定が容易且つ正
確に行えるという利点がある。
【００１１】更に、本発明で用いる多モード干渉型素子
は、図２または図３に示すように全ての光分岐又は光合
波を一度に行うため、従来の２分岐素子の組み合わせで
構成した１×Ｎ分岐部１３，１６及びＮ×１合波部１
５，１８の場合に問題となっていた「分岐比の設計値か
らのずれが積算される」という問題が解消できる。
は、図２または図３に示すように全ての光分岐又は光合
波を一度に行うため、従来の２分岐素子の組み合わせで
構成した１×Ｎ分岐部１３，１６及びＮ×１合波部１
５，１８の場合に問題となっていた「分岐比の設計値か
らのずれが積算される」という問題が解消できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１３】図１は、Ｎ＝１６とした場合の本発明の光
ＣＤＭ回路の実施の一形態を示し、１本の入力用チャネ
ル導波路１と、多モード干渉型素子で構成された１×Ｎ
光分岐部２と、Ｎ個の２×２光スイッチ３と、光路長が
ΔＬずつ異なるＮ本の遅延導波路４と、多モード干渉型
素子で構成されたＮ×１光合波部５と、１本の出力用チ
ャネル導波路６とがこの順で光学的に結合するように基
板７上に形成されたものであり、各々の遅延導波路４に
は位相シフタ１２が配置され、また２×２光スイッチ３
が設けられている。図１中、符号８は各々Ｎ個の２×２
光スイッチの１つの入力ポートをモニタ用入力ポートと
したものを示し、符号９は各々Ｎ個の２×２光スイッチ
の１つの出力ポートをモニタ用出力ポートとしたものを
示す。１×Ｎ光分岐部とは１つの入力ポートからＮ個の
出力ポートに光信号を分岐するものであり、Ｎ×１光合
波部とはＮ個の入力ポートから１個の出力ポートに光信
号を合波するものであり、２×２光スイッチとは２個の
入力ポートと２個の出力ポートを持つ光スイッチであ
る。
ＣＤＭ回路の実施の一形態を示し、１本の入力用チャネ
ル導波路１と、多モード干渉型素子で構成された１×Ｎ
光分岐部２と、Ｎ個の２×２光スイッチ３と、光路長が
ΔＬずつ異なるＮ本の遅延導波路４と、多モード干渉型
素子で構成されたＮ×１光合波部５と、１本の出力用チ
ャネル導波路６とがこの順で光学的に結合するように基
板７上に形成されたものであり、各々の遅延導波路４に
は位相シフタ１２が配置され、また２×２光スイッチ３
が設けられている。図１中、符号８は各々Ｎ個の２×２
光スイッチの１つの入力ポートをモニタ用入力ポートと
したものを示し、符号９は各々Ｎ個の２×２光スイッチ
の１つの出力ポートをモニタ用出力ポートとしたものを
示す。１×Ｎ光分岐部とは１つの入力ポートからＮ個の
出力ポートに光信号を分岐するものであり、Ｎ×１光合
波部とはＮ個の入力ポートから１個の出力ポートに光信
号を合波するものであり、２×２光スイッチとは２個の
入力ポートと２個の出力ポートを持つ光スイッチであ
る。
【００１４】図２は多モード干渉型素子で構成された１
×Ｎ光分岐部２の近傍の拡大図であり、符号１は前記入
力用チャネル導波路、符号１０はＮ＝１６本のチャネル
導波路である。チャネル導波路１０の導波路中心間の距
離をｓとすると、１×Ｎ光分岐部２の幅Ｗsi及び長さＬ
siは各々下記数１の式（１）のように与えられる。
×Ｎ光分岐部２の近傍の拡大図であり、符号１は前記入
力用チャネル導波路、符号１０はＮ＝１６本のチャネル
導波路である。チャネル導波路１０の導波路中心間の距
離をｓとすると、１×Ｎ光分岐部２の幅Ｗsi及び長さＬ
siは各々下記数１の式（１）のように与えられる。
【００１５】
【数１】 Ｗsi＝Ｎ×ｓ，Ｌsi＝（ｎe ・Ｗsi2)／（λＮ）・・・式（１）
【００１６】ここで、ｎe は１×Ｎ光分岐部２のスラブ
導波路の等価屈折率であり、λは光信号の波長である。
導波路の等価屈折率であり、λは光信号の波長である。
【００１７】次に、図３は多モード干渉型素子で構成さ
れたＮ×１光合波部５の近傍の拡大図であり、符号６は
前記出力用チャネル導波路、符号１１はＮ＝１６本のチ
ャネル導波路である。この場合も、チャネル導波路１１
の導波路中心間の距離をｓとすると、Ｎ×１光合波部５
の幅Ｗsi及び長さＬsiは各々上記数１の式（１）で与え
られる。
れたＮ×１光合波部５の近傍の拡大図であり、符号６は
前記出力用チャネル導波路、符号１１はＮ＝１６本のチ
ャネル導波路である。この場合も、チャネル導波路１１
の導波路中心間の距離をｓとすると、Ｎ×１光合波部５
の幅Ｗsi及び長さＬsiは各々上記数１の式（１）で与え
られる。
【００１８】これら多モード干渉型素子においては、上
記数１の式（１）が満足される場合は、多数のモードの
干渉によって１つの光スポットがＮ個の光スポットに分
割されるために、１×Ｎ光分岐、Ｎ×１光合波がそれぞ
れ一度に全て達成される。
記数１の式（１）が満足される場合は、多数のモードの
干渉によって１つの光スポットがＮ個の光スポットに分
割されるために、１×Ｎ光分岐、Ｎ×１光合波がそれぞ
れ一度に全て達成される。
【００１９】本発明の実施の形態の上記光ＣＤＭ回路
は、一例として、次のように石英系光導波路作製技術を
用いて作製した。
は、一例として、次のように石英系光導波路作製技術を
用いて作製した。
【００２０】まず、Ｓｉ基板７上に火炎堆積法によって
ＳｉＯ2 下部クラッド層を堆積し、次に、ＧｅＯ2 をド
ーパントとして添加したＳｉＯ2 ガラスのコア層を堆積
した後に、電気炉で透明ガラス化した。次に、図１〜図
３に示したようなパターンを用いてコア層をエッチング
して光導波路部分を作製した。最後に、再びＳｉＯ2上
部クラッド層を堆積した。このようにして、１本の入力
用チャネル導波路１と、多モード干渉型１×Ｎ光分岐部
２と、光路長がΔＬずつ異なり、各々に位相シフタ１２
が配置され且つ各々に２×２光スイッチ３が設けられた
Ｎ本の遅延導波路４と、多モード干渉型Ｎ×１光合波部
５と、１本の出力用チャネル導波路６がこの順に光学的
に結合して基板７に設けられ、また２×２光スイッチ３
の入出力ポートを用いたモニタ用入力ポート８と出力ポ
ート９も基板７に設けられてなる光ＣＤＭ回路を作製し
た。
ＳｉＯ2 下部クラッド層を堆積し、次に、ＧｅＯ2 をド
ーパントとして添加したＳｉＯ2 ガラスのコア層を堆積
した後に、電気炉で透明ガラス化した。次に、図１〜図
３に示したようなパターンを用いてコア層をエッチング
して光導波路部分を作製した。最後に、再びＳｉＯ2上
部クラッド層を堆積した。このようにして、１本の入力
用チャネル導波路１と、多モード干渉型１×Ｎ光分岐部
２と、光路長がΔＬずつ異なり、各々に位相シフタ１２
が配置され且つ各々に２×２光スイッチ３が設けられた
Ｎ本の遅延導波路４と、多モード干渉型Ｎ×１光合波部
５と、１本の出力用チャネル導波路６がこの順に光学的
に結合して基板７に設けられ、また２×２光スイッチ３
の入出力ポートを用いたモニタ用入力ポート８と出力ポ
ート９も基板７に設けられてなる光ＣＤＭ回路を作製し
た。
【００２１】上記のように作製した光ＣＤＭ回路を用い
て行った、光スペクトラム拡散通信方式の光信号の拡散
変調・逆拡散復調回路の動作について、以下に説明す
る。
て行った、光スペクトラム拡散通信方式の光信号の拡散
変調・逆拡散復調回路の動作について、以下に説明す
る。
【００２２】図４は、図１に示したＮ＝１６の光ＣＤＭ
回路を拡散変調回路として使用したときに、１個の光パ
ルスがＮ＝１６ビットの符号系列に変調される様子を示
している。ｔは時間軸を示す。図４において、各光出力
パルスに示された「π」及び「０」の各記号は、各々の
光パルス電界が「π」及び「０」の位相シフトキーイン
グ（ＰＳＫ：Phase Shift Keying )変調されていること
を表している。また、記号Ｓ（Space ( スペース）の
略）は「π」位相シフトした光電界を示し、記号Ｍ（Ma
rk（マーク）の略）は位相シフト「０」の光電界を示
す。光パルスのＰＳＫ変調は図１の遅延導波路４の各々
の位相シフタ１２を用いて行われる。
回路を拡散変調回路として使用したときに、１個の光パ
ルスがＮ＝１６ビットの符号系列に変調される様子を示
している。ｔは時間軸を示す。図４において、各光出力
パルスに示された「π」及び「０」の各記号は、各々の
光パルス電界が「π」及び「０」の位相シフトキーイン
グ（ＰＳＫ：Phase Shift Keying )変調されていること
を表している。また、記号Ｓ（Space ( スペース）の
略）は「π」位相シフトした光電界を示し、記号Ｍ（Ma
rk（マーク）の略）は位相シフト「０」の光電界を示
す。光パルスのＰＳＫ変調は図１の遅延導波路４の各々
の位相シフタ１２を用いて行われる。
【００２３】即ち、Ｎ本の遅延導波路４のうち短い方か
ら数えてｎ番目の遅延導波路を通る光の位相をΦn とす
ると、位相Φn は下記数２の式（２）で与えられる。
ら数えてｎ番目の遅延導波路を通る光の位相をΦn とす
ると、位相Φn は下記数２の式（２）で与えられる。
【００２４】
【数２】 Φｎ＝Φｏ＋２πｎ（ｎe ΔＬ／λ）＋（２π／λ）δｎ・ｄ ＝Φｏ＋２πｎｍ＋（２π／λ）δｎ・ｄ ・・・式（２）
【００２５】ここで、式（２）中の記号で、Φｏは一定
の位相シフト量、ｍは整数、ｄは位相シフタ１２の長
さ、δn は位相シフトを生じさせるためのチャネル導波
路の屈折率変化量、ｎe は１×Ｎ分岐部２のスラブ導波
路の等価屈折率、λは光信号の波長である。光路長差Δ
Ｌは下記数３の式（３）を満足するように決められてい
る。
の位相シフト量、ｍは整数、ｄは位相シフタ１２の長
さ、δn は位相シフトを生じさせるためのチャネル導波
路の屈折率変化量、ｎe は１×Ｎ分岐部２のスラブ導波
路の等価屈折率、λは光信号の波長である。光路長差Δ
Ｌは下記数３の式（３）を満足するように決められてい
る。
【００２６】
【数３】 ｎe ΔＬ／λ＝ｍ （ｍ：整数） ・・・式（３）
【００２７】上記数２の式（２）から分かるように、チ
ャネル導波路の屈折率変化量δｎと、光信号の波長λ
と、位相シフタ１２の長さｄとの関係を下記数４の式
（４）とした場合には、光電界φｎは下記数５の式
（５）となる。但し、ここでＡｎは、図１のｎ番目の遅
延導波路４の例えばヒータ等を利用した２×２光スイッ
チ３によって決まる光電界の振幅である。
ャネル導波路の屈折率変化量δｎと、光信号の波長λ
と、位相シフタ１２の長さｄとの関係を下記数４の式
（４）とした場合には、光電界φｎは下記数５の式
（５）となる。但し、ここでＡｎは、図１のｎ番目の遅
延導波路４の例えばヒータ等を利用した２×２光スイッ
チ３によって決まる光電界の振幅である。
【００２８】
【数４】 δｎ＝λ／（２ｄ） ・・・式（４）
【００２９】
【数５】 φｎ＝Ａｎ・ｅｘｐ［−ｊΦｎ］ ＝Ａｎ・ｅｘｐ［−ｊΦｏ−ｊπ］ ＝−Ａｎ・ｅｘｐ［−ｊΦｏ］ ・・・式（５）
【００３０】また、δｎ＝０とした場合には、光電界φ
ｎは下記数６の式（６）となることが分かる。
ｎは下記数６の式（６）となることが分かる。
【００３１】
【数６】 φｎ＝Ａｎ・ｅｘｐ［−ｊΦｎ］ ＝Ａｎ・ｅｘｐ［−ｊΦｏ］ ・・・式（６）
【００３２】従って、数５と数６の各式(5)(6)から分か
るように、「π」位相シフトした光電界を「Space ( ス
ペース）」と呼び、位相シフト「０」の光電界を「Mark
（マーク）」と呼ぶことにすると、両者は互いに逆極性
なので、光電界Space と光電界Markが加算されるときに
は、パワーの加算とは異なり実質的に減算であり、光電
界は相殺されてゼロになる。
るように、「π」位相シフトした光電界を「Space ( ス
ペース）」と呼び、位相シフト「０」の光電界を「Mark
（マーク）」と呼ぶことにすると、両者は互いに逆極性
なので、光電界Space と光電界Markが加算されるときに
は、パワーの加算とは異なり実質的に減算であり、光電
界は相殺されてゼロになる。
【００３３】図 4の光パルス列は、図 1の遅延導波路４
の位相シフタ１２において短い方から数えて1 、4 、5
、7 、9 、10、１１、１２、１６番目の位相シフタが
πだけ位相シフトを与えるように駆動されている場合を
表している。
の位相シフタ１２において短い方から数えて1 、4 、5
、7 、9 、10、１１、１２、１６番目の位相シフタが
πだけ位相シフトを与えるように駆動されている場合を
表している。
【００３４】前述の如く光電界の振幅Ａｎは遅延導波路
４の光スイッチによって決めることができるが、２×２
光スイッチ３を用いることにより、符号系列を構成する
際にモニタ用ポート８、９を利用して入出力光の振幅を
知ることができるので、光電界振幅Ａｎなどに必要な２
×２光スイッチ３のパラメータ設定を容易且つ正確に行
うことができる。
４の光スイッチによって決めることができるが、２×２
光スイッチ３を用いることにより、符号系列を構成する
際にモニタ用ポート８、９を利用して入出力光の振幅を
知ることができるので、光電界振幅Ａｎなどに必要な２
×２光スイッチ３のパラメータ設定を容易且つ正確に行
うことができる。
【００３５】次に、図１に示した光ＣＤＭ回路を逆拡散
復調回路として使用する場合の動作特性について、図５
を参照して述べる。
復調回路として使用する場合の動作特性について、図５
を参照して述べる。
【００３６】図５は、図 1の遅延導波路４の位相シフタ
１２において長い方（最大遅延アーム）から数えて1 、
4 、5 、7 、9 、10、１１、１２、１６番目の位相シフ
タがπだけ位相シフトを与えるように駆動されている逆
拡散復調回路に、図４の光パルス列（光電界で表すと、
先頭ビットから順にＳＭＭＳＳＭＳＭＳＳＳＳＭＭＭ
Ｓ）が入射した場合の光強度波形を示したものである。
１２において長い方（最大遅延アーム）から数えて1 、
4 、5 、7 、9 、10、１１、１２、１６番目の位相シフ
タがπだけ位相シフトを与えるように駆動されている逆
拡散復調回路に、図４の光パルス列（光電界で表すと、
先頭ビットから順にＳＭＭＳＳＭＳＭＳＳＳＳＭＭＭ
Ｓ）が入射した場合の光強度波形を示したものである。
【００３７】「π」位相シフタにおいては、入射パルス
の光電界がMark（図では「Ｍ」と表示）からはSpaceに
変換され、Space（図では「Ｓ」と表示）はMarkに変換
される。これに対して「０」位相シフタにおいては、光
電界Mark及びSpaceはそのままである。
の光電界がMark（図では「Ｍ」と表示）からはSpaceに
変換され、Space（図では「Ｓ」と表示）はMarkに変換
される。これに対して「０」位相シフタにおいては、光
電界Mark及びSpaceはそのままである。
【００３８】ここで用いている逆拡散復調回路の位相シ
フタのタップ配置は図５中に「タップ係数（最大遅延ア
ームから順にπ００ππ０π０ππππ０００π）」と
して示すように、図４の拡散変調回路の位相シフタのタ
ップ配置と対応している。そのために、図５に示すよう
に出力光パルス列の中央に鋭い相関ピークが検出されて
いる。
フタのタップ配置は図５中に「タップ係数（最大遅延ア
ームから順にπ００ππ０π０ππππ０００π）」と
して示すように、図４の拡散変調回路の位相シフタのタ
ップ配置と対応している。そのために、図５に示すよう
に出力光パルス列の中央に鋭い相関ピークが検出されて
いる。
【００３９】これに対して、図６に示すように、図４の
拡散変調回路の位相シフタのタップ配置とは異なるタッ
プ配置（図６の例では、図中の「タップ係数（最大遅延
アームから順にπππ００ππ００００００π０π）」
から判るように遅延導波路４の位相シフタ１２において
長い方から数えて1 、２、３、６、７、１４、１６番目
の位相シフタがπだけ位相シフトを与えるように駆動さ
れている）の逆拡散復調回路を用いて相関検出した場合
には、同じ光パルス列（ＳＭＭＳＳＭＳＭＳＳＳＳＭＭ
ＭＳ）が入射しても相互相関出力は殆ど検出されないこ
とが分かる。
拡散変調回路の位相シフタのタップ配置とは異なるタッ
プ配置（図６の例では、図中の「タップ係数（最大遅延
アームから順にπππ００ππ００００００π０π）」
から判るように遅延導波路４の位相シフタ１２において
長い方から数えて1 、２、３、６、７、１４、１６番目
の位相シフタがπだけ位相シフトを与えるように駆動さ
れている）の逆拡散復調回路を用いて相関検出した場合
には、同じ光パルス列（ＳＭＭＳＳＭＳＭＳＳＳＳＭＭ
ＭＳ）が入射しても相互相関出力は殆ど検出されないこ
とが分かる。
【００４０】以上のことから、本発明の光ＣＤＭ回路を
用いることによって、多数の符号化多重された信号の中
から所望の信号系列のみを相関検出することができるこ
とが分かる。
用いることによって、多数の符号化多重された信号の中
から所望の信号系列のみを相関検出することができるこ
とが分かる。
【００４１】なお、図４の例では全ての光信号の振幅を
等しくしたが、２×２光スイッチ３のパラメータ設定に
より各光信号の振幅に変化を与えるとＳＮ比をより高く
できることは明らかである。
等しくしたが、２×２光スイッチ３のパラメータ設定に
より各光信号の振幅に変化を与えるとＳＮ比をより高く
できることは明らかである。
【００４２】
【発明の効果】以上、例をあげて説明したように、本発
明の光ＣＤＭ回路は１×Ｎ分岐部及びＮ×１合波部を共
に多モード干渉型光素子で構成しており、また遅延導波
路に位相シフタが配置されていることによって、非コヒ
ーレントなパワーの加算ではなく、光電界での加算即ち
実質的な減算を可能とするから、ＳＮ比の高い光信号の
拡散変調、逆拡散復調を行う回路を提供することがで
き、光スペクトラム拡散通信方式において大きな利点を
有する。
明の光ＣＤＭ回路は１×Ｎ分岐部及びＮ×１合波部を共
に多モード干渉型光素子で構成しており、また遅延導波
路に位相シフタが配置されていることによって、非コヒ
ーレントなパワーの加算ではなく、光電界での加算即ち
実質的な減算を可能とするから、ＳＮ比の高い光信号の
拡散変調、逆拡散復調を行う回路を提供することがで
き、光スペクトラム拡散通信方式において大きな利点を
有する。
【００４３】また、多モード干渉型素子は全ての分岐又
は合波を一度に行うため、従来２分岐素子の組み合わせ
で構成した１×Ｎ分岐部及びＮ×１合波部の場合に問題
となっていた「分岐比の設計値からのずれが積算され
る」という問題が解消する。
は合波を一度に行うため、従来２分岐素子の組み合わせ
で構成した１×Ｎ分岐部及びＮ×１合波部の場合に問題
となっていた「分岐比の設計値からのずれが積算され
る」という問題が解消する。
【００４４】更に、各遅延導波路に設けられる光スイッ
チにより、良好なＳＮ比が得られるように光信号の振幅
を設定することができる。特に、光スイッチとして２×
２光スイッチを用いる場合は、モニタポートを利用して
入出力信号の振幅を知ることができるので、符号系列を
構成する際に各光スイッチのパラメータ設定を容易且つ
正確に行うことができる。
チにより、良好なＳＮ比が得られるように光信号の振幅
を設定することができる。特に、光スイッチとして２×
２光スイッチを用いる場合は、モニタポートを利用して
入出力信号の振幅を知ることができるので、符号系列を
構成する際に各光スイッチのパラメータ設定を容易且つ
正確に行うことができる。
【図１】本発明の光ＣＤＭ回路の一実施例を示す図。
【図２】図１における多モード干渉型素子で構成された
１×Ｎ光分岐部の近傍の拡大図。
１×Ｎ光分岐部の近傍の拡大図。
【図３】図１における多モード干渉型素子で構成された
Ｎ×１光合波部の近傍の拡大図。
Ｎ×１光合波部の近傍の拡大図。
【図４】図１の光ＣＤＭ回路を拡散変調回路として使用
したときの、１個の光パルスが１６ビットの符号系列に
変調される様子を示す図。
したときの、１個の光パルスが１６ビットの符号系列に
変調される様子を示す図。
【図５】図１の遅延導波路の位相シフタにおいて長い方
から数えて１、４、５、７、９、１０、１１、１２、１
６番目の位相シフタがπだけ駆動されている逆拡散復調
回路に、図４の光パルス列が入射した場合の光強度波形
を示す図。
から数えて１、４、５、７、９、１０、１１、１２、１
６番目の位相シフタがπだけ駆動されている逆拡散復調
回路に、図４の光パルス列が入射した場合の光強度波形
を示す図。
【図６】図１の遅延導波路の位相シフタにおいて長い方
から数えて１、２、３、６、７、１４、１６番目の位相
シフタがπだけ駆動されている逆拡散復調回路に、図４
の光パルス列が入射した場合の光強度波形を示す図。
から数えて１、２、３、６、７、１４、１６番目の位相
シフタがπだけ駆動されている逆拡散復調回路に、図４
の光パルス列が入射した場合の光強度波形を示す図。
【図７】光ファイバ合分岐及び光ファイバ遅延線を用い
た従来の光スペクトラム拡散回路を示す図。
た従来の光スペクトラム拡散回路を示す図。
１ 入力用チャネル導波路 ２ １×Ｎ光分岐部 ３ ２×２光スイッチ ４ 光路長がΔＬずつ異なる遅延導波路 ５ Ｎ×１光合波部 ６ 出力用チャネル導波路 ７ 基板 ８ ２×２光スイッチの１つの入力ポートをモニタ用入
力ポートとしたもの ９ ２×２光スイッチの１つの出力ポートをモニタ用出
力ポートとしたもの １０ Ｎ（＝１６）本のチャネル導波路 １１ Ｎ（＝１６）本のチャネル導波路 １２ 遅延導波路に配置された位相シフタ
力ポートとしたもの ９ ２×２光スイッチの１つの出力ポートをモニタ用出
力ポートとしたもの １０ Ｎ（＝１６）本のチャネル導波路 １１ Ｎ（＝１６）本のチャネル導波路 １２ 遅延導波路に配置された位相シフタ
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０４Ｊ 13/00
Claims (3)
- 【請求項１】Ｎを正の整数、ΔＬを正の数とするとき、
１本の入力用チャネル導波路、多モード干渉型１×Ｎ分
岐素子、光路長がΔＬずつ異なるＮ本の遅延導波路、及
び多モード干渉型Ｎ×１合波素子がこの順に光学的に結
合するよう基板に設けられ、 前記遅延導波路の各々に位相シフタが用いられたことを
特徴とする光ＣＤＭ回路。 - 【請求項２】前記遅延導波路の各々に光スイッチが設け
られたことを特徴とする請求項１に記載の光ＣＤＭ回
路。 - 【請求項３】前記光スイッチが２×２光スイッチであ
り、 該２×２光スイッチは前記遅延導波路を入力部及び出力
部の各々一方とし、残りの入力部及び出力部がモニタポ
ートであることを特徴とする請求項２に記載の光ＣＤＭ
回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07588996A JP3154396B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 光ｃｄｍ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07588996A JP3154396B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 光ｃｄｍ回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09265060A true JPH09265060A (ja) | 1997-10-07 |
| JP3154396B2 JP3154396B2 (ja) | 2001-04-09 |
Family
ID=13589336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07588996A Expired - Fee Related JP3154396B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 光ｃｄｍ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3154396B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999046835A1 (fr) * | 1998-03-11 | 1999-09-16 | Nikon Corporation | Dispositif a laser ultraviolet et appareil d'exposition comportant un tel dispositif a laser ultraviolet |
| US8155488B2 (en) * | 2001-10-09 | 2012-04-10 | Infinera Corporation | Wavelength locking and power control systems for multi-channel photonic integrated circuits (PICs) |
-
1996
- 1996-03-29 JP JP07588996A patent/JP3154396B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999046835A1 (fr) * | 1998-03-11 | 1999-09-16 | Nikon Corporation | Dispositif a laser ultraviolet et appareil d'exposition comportant un tel dispositif a laser ultraviolet |
| US6590698B1 (en) | 1998-03-11 | 2003-07-08 | Nikon Corporation | Ultraviolet laser apparatus and exposure apparatus using same |
| US8155488B2 (en) * | 2001-10-09 | 2012-04-10 | Infinera Corporation | Wavelength locking and power control systems for multi-channel photonic integrated circuits (PICs) |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3154396B2 (ja) | 2001-04-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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