JPH10256631A - 光パルス発生方法および装置 - Google Patents
光パルス発生方法および装置Info
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- JPH10256631A JPH10256631A JP9070398A JP7039897A JPH10256631A JP H10256631 A JPH10256631 A JP H10256631A JP 9070398 A JP9070398 A JP 9070398A JP 7039897 A JP7039897 A JP 7039897A JP H10256631 A JPH10256631 A JP H10256631A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 構成の複雑化を招くことなく、パルス幅が比
較的小さくかつ比較的大きな出力の光パルスI2を発生す
る光パルス発生装置１０を提供する。 【解決手段】 単一軸モードレーザ１１と、該レーザか
らのレーザ光I0を交番波形信号で変調すべく相互に直列
的に接続されかつ相互に同期的に動作するマッハ−ツェ
ンダー型強度変調器１３および電界吸収型変調器１５と
を含む光パルス発生装置１０。
較的小さくかつ比較的大きな出力の光パルスI2を発生す
る光パルス発生装置１０を提供する。 【解決手段】 単一軸モードレーザ１１と、該レーザか
らのレーザ光I0を交番波形信号で変調すべく相互に直列
的に接続されかつ相互に同期的に動作するマッハ−ツェ
ンダー型強度変調器１３および電界吸収型変調器１５と
を含む光パルス発生装置１０。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば１０ＧＨｚ
以上の高い周期の光パルスを使用する超高速光通信、光
ソリトン通信等に用いるのに好適な光パルス発生方法お
よびその装置に関する。
以上の高い周期の光パルスを使用する超高速光通信、光
ソリトン通信等に用いるのに好適な光パルス発生方法お
よびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光パルスは、例えばレーザから発生する
所定強度の定常レーザ光を電界吸収型変調器により、例
えば正弦波形の電気信号で変調することにより、得るこ
とができる。この光パルスは、これを例えば情報信号で
コーディングすることにより、光通信の搬送波として利
用することができる。このような光パルスを得るための
電界吸収型変調器は、変調のための電気信号の強度が大
きくなるほど、その出力光のパルス幅が狭くなる優れた
特性を示す反面、その損失が比較的大きく、また入力光
の強度が大きくなり過ぎると、加熱により出力強度が飽
和し、それ以上の強度の入力光に対しては、逆に出力強
度が低下することから、比較的パルス幅が小さくかつ比
較的大出力の光パルスを得ることに困難がある。
所定強度の定常レーザ光を電界吸収型変調器により、例
えば正弦波形の電気信号で変調することにより、得るこ
とができる。この光パルスは、これを例えば情報信号で
コーディングすることにより、光通信の搬送波として利
用することができる。このような光パルスを得るための
電界吸収型変調器は、変調のための電気信号の強度が大
きくなるほど、その出力光のパルス幅が狭くなる優れた
特性を示す反面、その損失が比較的大きく、また入力光
の強度が大きくなり過ぎると、加熱により出力強度が飽
和し、それ以上の強度の入力光に対しては、逆に出力強
度が低下することから、比較的パルス幅が小さくかつ比
較的大出力の光パルスを得ることに困難がある。
【０００３】そこで、相互に同期がとられた電界吸収型
変調器を直列に接続し、該両変調器による２段階の変調
で、パルス幅の小さなしかも大きな出力の光パルスを得
る技術が提案された（電子情報通信学会エレクトロニク
スソサイエティ大会、１９９６年、金岡氏他、）。この
従来技術によれば、２段階変調によって、パルス幅の小
さなしかも比較的大きな出力の光パルスを得ることがで
きる。
変調器を直列に接続し、該両変調器による２段階の変調
で、パルス幅の小さなしかも大きな出力の光パルスを得
る技術が提案された（電子情報通信学会エレクトロニク
スソサイエティ大会、１９９６年、金岡氏他、）。この
従来技術によれば、２段階変調によって、パルス幅の小
さなしかも比較的大きな出力の光パルスを得ることがで
きる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、２段階
での電界吸収型変調器の変調による方法では、それぞれ
の電界吸収型変調器での損失が比較的大きいことから、
相互に同期がとられた両電界吸収型変調器の間に、その
損失を補うためのファイバー増幅器を挿入することに加
えて、このファイバ増幅器の数十メートルに及ぶファイ
バ長による両電界吸収型変調器での時間遅延を補償する
ための遅延調整器を挿入する必要があり、その構成が複
雑化する。
での電界吸収型変調器の変調による方法では、それぞれ
の電界吸収型変調器での損失が比較的大きいことから、
相互に同期がとられた両電界吸収型変調器の間に、その
損失を補うためのファイバー増幅器を挿入することに加
えて、このファイバ増幅器の数十メートルに及ぶファイ
バ長による両電界吸収型変調器での時間遅延を補償する
ための遅延調整器を挿入する必要があり、その構成が複
雑化する。
【０００５】そのため、構成の複雑化を招くことなく、
パルス幅が比較的小さくかつ比較的大きな出力の光パル
スを発生する方法および装置が望まれていた。
パルス幅が比較的小さくかつ比較的大きな出力の光パル
スを発生する方法および装置が望まれていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の点を解
決するために、次の構成を採用する。 〈構成〉本発明に係る光パルス発生装置は、単一軸モー
ドレーザと、該レーザからのレーザ光を交番波形信号で
変調すべく相互に直列的に接続されかつ相互に同期的に
動作するマッハ−ツェンダー型強度変調器および電界吸
収型変調器とを含むことを特徴とする。
決するために、次の構成を採用する。 〈構成〉本発明に係る光パルス発生装置は、単一軸モー
ドレーザと、該レーザからのレーザ光を交番波形信号で
変調すべく相互に直列的に接続されかつ相互に同期的に
動作するマッハ−ツェンダー型強度変調器および電界吸
収型変調器とを含むことを特徴とする。
【０００７】また、本発明に係る光パルス発生方法は、
情報信号でコーディングを受ける光パルスを発生する方
法であって、単一軸モードレーザ光をマッハ−ツェンダ
ー型強度変調器を用いて交番波形信号で変調すること、
交番波形信号で変調を受けたレーザ光を電界吸収型変調
器を用いてマッハ−ツェンダー型強度変調器の交番波形
信号と同期する交番波形信号で変調することを特徴とす
る。
情報信号でコーディングを受ける光パルスを発生する方
法であって、単一軸モードレーザ光をマッハ−ツェンダ
ー型強度変調器を用いて交番波形信号で変調すること、
交番波形信号で変調を受けたレーザ光を電界吸収型変調
器を用いてマッハ−ツェンダー型強度変調器の交番波形
信号と同期する交番波形信号で変調することを特徴とす
る。
【０００８】〈作用〉本発明に係る光パルス発生方法お
よび装置では、基本的に、タイプを相互に異にするマッ
ハ−ツェンダー型強度変調器と電界吸収型変調器とが相
互に直列的に接続されている。電界吸収型変調器は、従
来におけると同様に変調のための電気信号の強度が大き
くなるほど、その出力光のパルス幅が狭くなる優れた特
性を示す。この電界吸収型変調器に組み合わせて使用さ
れるマッハ−ツェンダー型強度変調器は、電界吸収型変
調器に比較して低損失特性を示すことに加えて、電界吸
収型変調器に見られるような入力光の電気信号の強度の
増大による出力の飽和現象あるいは熱による破壊を生じ
難い。
よび装置では、基本的に、タイプを相互に異にするマッ
ハ−ツェンダー型強度変調器と電界吸収型変調器とが相
互に直列的に接続されている。電界吸収型変調器は、従
来におけると同様に変調のための電気信号の強度が大き
くなるほど、その出力光のパルス幅が狭くなる優れた特
性を示す。この電界吸収型変調器に組み合わせて使用さ
れるマッハ−ツェンダー型強度変調器は、電界吸収型変
調器に比較して低損失特性を示すことに加えて、電界吸
収型変調器に見られるような入力光の電気信号の強度の
増大による出力の飽和現象あるいは熱による破壊を生じ
難い。
【０００９】従って、本発明によれば、両変調器間に損
失を補うためのファイバ増幅器を挿入することなく、し
たがって、このファイバ増幅器による時間遅延調整器を
も挿入することなく、比較的パルス幅の小さなしかも大
出力の光パルスを得ることができる。
失を補うためのファイバ増幅器を挿入することなく、し
たがって、このファイバ増幅器による時間遅延調整器を
も挿入することなく、比較的パルス幅の小さなしかも大
出力の光パルスを得ることができる。
【００１０】さらに、マッハ−ツェンダー型強度変調器
では、そのαパラメータの設定に応じて、出力波形の立
ち上がり周波数成分と立ち下がり周波数成分とを適宜入
れ替えることができる。このことは、所望の性質の光パ
ルスを得る上で有利である。
では、そのαパラメータの設定に応じて、出力波形の立
ち上がり周波数成分と立ち下がり周波数成分とを適宜入
れ替えることができる。このことは、所望の性質の光パ
ルスを得る上で有利である。
【００１１】電界吸収型変調器をマッハ−ツェンダー型
強度変調器の後段に配置することができる。マッハ−ツ
ェンダー型強度変調器を電界吸収型変調器の前段に配置
することにより、マッハ−ツェンダー型強度変調器によ
り交番波形信号で変調されたレーザ光を電界吸収型変調
器の入力光とすることができる。これにより、電界吸収
型変調器の入力実効値を定常強度の入力光に比較して、
例えばその２分の１に低減させることができ、実質的に
従来の電界吸収型変調器で見られたような飽和現象の発
生を抑制することができる。従って、マッハ−ツェンダ
ー型強度変調器を電界吸収型変調器の前段に配置し、マ
ッハ−ツェンダー型強度変調器からの出力光を電界吸収
型変調器の入力光とすることが、パルス幅の増大を招く
ことなくより高い出力のパルス光を得る上で、望まし
い。
強度変調器の後段に配置することができる。マッハ−ツ
ェンダー型強度変調器を電界吸収型変調器の前段に配置
することにより、マッハ−ツェンダー型強度変調器によ
り交番波形信号で変調されたレーザ光を電界吸収型変調
器の入力光とすることができる。これにより、電界吸収
型変調器の入力実効値を定常強度の入力光に比較して、
例えばその２分の１に低減させることができ、実質的に
従来の電界吸収型変調器で見られたような飽和現象の発
生を抑制することができる。従って、マッハ−ツェンダ
ー型強度変調器を電界吸収型変調器の前段に配置し、マ
ッハ−ツェンダー型強度変調器からの出力光を電界吸収
型変調器の入力光とすることが、パルス幅の増大を招く
ことなくより高い出力のパルス光を得る上で、望まし
い。
【００１２】両変調器の変調信号として、正弦波信号の
ような交番波形信号を適用することができる。また、マ
ッハ−ツェンダー型強度変調器の変調信号として、矩形
波のような交番波形信号を適用することができる。マッ
ハ−ツェンダー型強度変調器を前段に配置するとき、比
較的狭いパルス幅のパルス光を得る上で、このマッハ−
ツェンダー型強度変調器の変調信号に正弦波信号を適用
することが望ましく、他方、得られるパルス光の波長ス
ペクトル成分の広がりを抑える上で、マッハ−ツェンダ
ー型強度変調器の変調信号に矩形波を適用することが望
ましい。
ような交番波形信号を適用することができる。また、マ
ッハ−ツェンダー型強度変調器の変調信号として、矩形
波のような交番波形信号を適用することができる。マッ
ハ−ツェンダー型強度変調器を前段に配置するとき、比
較的狭いパルス幅のパルス光を得る上で、このマッハ−
ツェンダー型強度変調器の変調信号に正弦波信号を適用
することが望ましく、他方、得られるパルス光の波長ス
ペクトル成分の広がりを抑える上で、マッハ−ツェンダ
ー型強度変調器の変調信号に矩形波を適用することが望
ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
について詳細に説明する。 〈具体例１〉本発明に係る光パルス発生装置１０は、図
１に示されているように、単一軸モードの定常レーザ光
を発生する例えば半導体レーザからなる単一軸モードレ
ーザ１１と、該レーザに光ファイバ１２を介して接続さ
れたマッハ−ツェンダー(MACH-ZEHNDER)型強度変調器１
３と、該マッハ−ツェンダー型強度変調器に光ファイバ
１４を介して接続された電界吸収型変調器１５とを含
む。
について詳細に説明する。 〈具体例１〉本発明に係る光パルス発生装置１０は、図
１に示されているように、単一軸モードの定常レーザ光
を発生する例えば半導体レーザからなる単一軸モードレ
ーザ１１と、該レーザに光ファイバ１２を介して接続さ
れたマッハ−ツェンダー(MACH-ZEHNDER)型強度変調器１
３と、該マッハ−ツェンダー型強度変調器に光ファイバ
１４を介して接続された電界吸収型変調器１５とを含
む。
【００１４】レーザ１１から放出された、図１のグラフ
Ａで示されるような時間軸ｔに対して所定の一定強度を
有する定常レーザ光I0は、光ファイバ１２を経て、変調
器１３に案内される。この定常レーザ光I0を入力光とし
て受けるマッハ−ツェンダー型強度変調器１３の出力光
I1（図１のグラフＢ参照）は、光ファイバ１４を経て、
電界吸収型変調器１５にその入力光として案内される。
Ａで示されるような時間軸ｔに対して所定の一定強度を
有する定常レーザ光I0は、光ファイバ１２を経て、変調
器１３に案内される。この定常レーザ光I0を入力光とし
て受けるマッハ−ツェンダー型強度変調器１３の出力光
I1（図１のグラフＢ参照）は、光ファイバ１４を経て、
電界吸収型変調器１５にその入力光として案内される。
【００１５】レーザ１１からの定常レーザ光I0を入力光
とする前段のマッハ−ツェンダー型強度変調器１３で
は、従来よく知られているように、光導波路に設けられ
たバイパス導波路に変調のための電界が印加されると、
この電界すなわち変調信号に応じてバイパス導波路の屈
折率が変化し、この屈折率の変化に応じて、バイパス導
波路を進むバイパス光の位相にずれが生じる。この変調
信号に応じて位相にずれを生じたバイパス導波路のバイ
パス光と、光導波路の光とは、相互に干渉する。従っ
て、変調信号に応じて、干渉の度合いを変化させること
ができ、これにより変調器１３の出力光の強度を変化さ
せることができる。前記した変調原理により、マッハ−
ツェンダー型強度変調器１３は、交番変調信号源１６か
ら交番波形電気信号として周波数がｆ0 のＶ sin（２π
ｆ0 ｔ）で表される正弦波信号１７を印加されると、こ
の正弦波信号１７に同期的に変調された正弦波状の光I1
を出力する。
とする前段のマッハ−ツェンダー型強度変調器１３で
は、従来よく知られているように、光導波路に設けられ
たバイパス導波路に変調のための電界が印加されると、
この電界すなわち変調信号に応じてバイパス導波路の屈
折率が変化し、この屈折率の変化に応じて、バイパス導
波路を進むバイパス光の位相にずれが生じる。この変調
信号に応じて位相にずれを生じたバイパス導波路のバイ
パス光と、光導波路の光とは、相互に干渉する。従っ
て、変調信号に応じて、干渉の度合いを変化させること
ができ、これにより変調器１３の出力光の強度を変化さ
せることができる。前記した変調原理により、マッハ−
ツェンダー型強度変調器１３は、交番変調信号源１６か
ら交番波形電気信号として周波数がｆ0 のＶ sin（２π
ｆ0 ｔ）で表される正弦波信号１７を印加されると、こ
の正弦波信号１７に同期的に変調された正弦波状の光I1
を出力する。
【００１６】このマッハ−ツェンダー型強度変調器１３
は、その変調原理により、入力光I0の増大によっても、
強い光損失を生じることはなく、４〜５ｄＢという電界
吸収型変調器の８〜１０ｄＢに比較して極めて低い損失
値を示すに過ぎない。また、入力光の強度の増大によっ
ても、電界吸収型変調器におけるような飽和現象および
熱破壊を生じ難い。
は、その変調原理により、入力光I0の増大によっても、
強い光損失を生じることはなく、４〜５ｄＢという電界
吸収型変調器の８〜１０ｄＢに比較して極めて低い損失
値を示すに過ぎない。また、入力光の強度の増大によっ
ても、電界吸収型変調器におけるような飽和現象および
熱破壊を生じ難い。
【００１７】そのため、電界吸収型変調器におけるより
も高い強度の定常光I0をマッハ−ツェンダー型強度変調
器１３の入力光として採用することができ、この変調器
１３により、この高い強度の定常光から、強い減衰を受
けることのない正弦波状の出力光I1を出力させることが
できる。従って、この出力光I1を、従来のような増幅器
等を用いて増幅する必要はなく、光ファイバ１４を経
て、電界吸収型変調器１５に直接入力することができ
る。
も高い強度の定常光I0をマッハ−ツェンダー型強度変調
器１３の入力光として採用することができ、この変調器
１３により、この高い強度の定常光から、強い減衰を受
けることのない正弦波状の出力光I1を出力させることが
できる。従って、この出力光I1を、従来のような増幅器
等を用いて増幅する必要はなく、光ファイバ１４を経
て、電界吸収型変調器１５に直接入力することができ
る。
【００１８】また、このマッハ−ツェンダー型強度変調
器１３は、従来よく知られているように、次式で関係付
けられるαパラメータの調整により、変調器１３の出力
波形の立ち上がり周波数成分と立ち下がり周波数成分と
を適宜入れ替えることができる。 （ｄΦ／ｄｔ）＝（α／２）・（１／Ｓ）・（ｄＳ／ｄｔ） …（１） ここで、Φは変調器１３の内部の光の位相を表し、Ｓは
変調器１３の内部の光の光子密度を表す。この周波数成
分の入れ替えにより、所望方向への波長のチャーピング
（移動）が可能となる。そのため、後述する電界吸収型
変調器１５の出力端側の光ファイバの分散特性に応じ
て、所望の周波数成分を有する光パルスを得るに最適な
状況を設定することができる。
器１３は、従来よく知られているように、次式で関係付
けられるαパラメータの調整により、変調器１３の出力
波形の立ち上がり周波数成分と立ち下がり周波数成分と
を適宜入れ替えることができる。 （ｄΦ／ｄｔ）＝（α／２）・（１／Ｓ）・（ｄＳ／ｄｔ） …（１） ここで、Φは変調器１３の内部の光の位相を表し、Ｓは
変調器１３の内部の光の光子密度を表す。この周波数成
分の入れ替えにより、所望方向への波長のチャーピング
（移動）が可能となる。そのため、後述する電界吸収型
変調器１５の出力端側の光ファイバの分散特性に応じ
て、所望の周波数成分を有する光パルスを得るに最適な
状況を設定することができる。
【００１９】前記したようなマッハ−ツェンダー型強度
変調器１３として、酸化ニオブリチゥム（LiNbO3）基板
にチタン（Ti）を拡散させて光導波路を形成した、いわ
ゆるＬＮ光強度変調器が最もよく知られているが、この
ＬＮ光強度変調器以外のマッハ−ツェンダー型強度変調
器を用いることができる。
変調器１３として、酸化ニオブリチゥム（LiNbO3）基板
にチタン（Ti）を拡散させて光導波路を形成した、いわ
ゆるＬＮ光強度変調器が最もよく知られているが、この
ＬＮ光強度変調器以外のマッハ−ツェンダー型強度変調
器を用いることができる。
【００２０】マッハ−ツェンダー型強度変調器１３の出
力光I1を入力光として受ける電界吸収型変調器１５は、
従来におけると同様に、基本的には、例えばInＰ半導体
レーザと同一構造を有し、その光吸収領域のバンドギャ
ップエネルギーが吸収すべき光のエネルギーよりも僅か
に大きく設定された半導体素子からなり、この半導体素
子に光吸収のために逆バイアスで変調信号が印加され
る。
力光I1を入力光として受ける電界吸収型変調器１５は、
従来におけると同様に、基本的には、例えばInＰ半導体
レーザと同一構造を有し、その光吸収領域のバンドギャ
ップエネルギーが吸収すべき光のエネルギーよりも僅か
に大きく設定された半導体素子からなり、この半導体素
子に光吸収のために逆バイアスで変調信号が印加され
る。
【００２１】電界吸収型変調器１５では、交番変調信号
源１６に同期された交番変調信号源１８から交番波形信
号として正弦波信号１９が逆バイアスで変調器１５に印
加されると、この正弦波信号１８に同期的に変調された
パルス状の光I2が出力される。電界吸収型変調器に定常
光I0が入力するとき、この変調器に逆バイアスで、（Ｖ
／２）｛ sin（２πｆ0 ｔ）＋１｝で表される交番変調
信号が印加されると、その出力光の強度Ｉは、ほぼ次
式、 Ｉ＝kI0exp｛（−Ｖ／２Ｖ0 ）（ sin（２πｆ0 ｔ）＋１）｝ …（２） で表される。ここで、k は定数、ｆ0 は交番変調信号の
周波数であり、Ｖ0 は出力光強度Ｉが（１／ｅ）になる
ときの信号電圧値である。
源１６に同期された交番変調信号源１８から交番波形信
号として正弦波信号１９が逆バイアスで変調器１５に印
加されると、この正弦波信号１８に同期的に変調された
パルス状の光I2が出力される。電界吸収型変調器に定常
光I0が入力するとき、この変調器に逆バイアスで、（Ｖ
／２）｛ sin（２πｆ0 ｔ）＋１｝で表される交番変調
信号が印加されると、その出力光の強度Ｉは、ほぼ次
式、 Ｉ＝kI0exp｛（−Ｖ／２Ｖ0 ）（ sin（２πｆ0 ｔ）＋１）｝ …（２） で表される。ここで、k は定数、ｆ0 は交番変調信号の
周波数であり、Ｖ0 は出力光強度Ｉが（１／ｅ）になる
ときの信号電圧値である。
【００２２】しかしながら、図１に示す例では、電界吸
収型変調器１５の入力光は、定常光I0ではなく、正弦波
状の出力光であり、その出力光I1は、I0・｛ sin(2πｆ
0 ｔ）＋１｝で表されることから、電界吸収型変調器１
５の出力光の強度Ｉは、次式、 Ｉ＝ k・｛I0・(sin(2πｆ0t)+1)｝・exp ｛(-V/2V0)(sin(2πf0t+π)+1)｝ …（３） で表される。
収型変調器１５の入力光は、定常光I0ではなく、正弦波
状の出力光であり、その出力光I1は、I0・｛ sin(2πｆ
0 ｔ）＋１｝で表されることから、電界吸収型変調器１
５の出力光の強度Ｉは、次式、 Ｉ＝ k・｛I0・(sin(2πｆ0t)+1)｝・exp ｛(-V/2V0)(sin(2πf0t+π)+1)｝ …（３） で表される。
【００２３】式（２）に比較して、式（３）は、すなわ
ち単一の電界吸収型変調器に定常光I0を入力光として交
番変調信号で変調する場合に比較して、正弦波状の出力
光I1を入力光とする本願の電界吸収型変調器１５の出力
光では、式（３）に下線を付して示す分だけ、出力パル
スのパルス幅が狭くなることを表している。
ち単一の電界吸収型変調器に定常光I0を入力光として交
番変調信号で変調する場合に比較して、正弦波状の出力
光I1を入力光とする本願の電界吸収型変調器１５の出力
光では、式（３）に下線を付して示す分だけ、出力パル
スのパルス幅が狭くなることを表している。
【００２４】図２は、比較例である式（２）による単一
の電界吸収型変調器の出力パルスのパルス幅と、式
（３）による電界吸収型変調器１５、すなわち本願発明
に係る光パルス発生装置１０の出力パルスのパルス幅と
を比較するグラフを示す。図２のグラフの横軸は、各電
界吸収型変調器に印加する直流バイアス電圧値を示し、
縦軸はパルス幅を示す。特性線２０は、本願発明に係る
光パルス発生装置１０の出力パルスについての実測値に
よる特性線であり、特性線２１は式（３）による算出値
から得られた特性線である。他方、特性線２２は、比較
例である単一の電界吸収型変調器の出力パルスについて
の実測値による特性線であり、特性線２３は式（２）に
よる算出値から得られた特性線である。
の電界吸収型変調器の出力パルスのパルス幅と、式
（３）による電界吸収型変調器１５、すなわち本願発明
に係る光パルス発生装置１０の出力パルスのパルス幅と
を比較するグラフを示す。図２のグラフの横軸は、各電
界吸収型変調器に印加する直流バイアス電圧値を示し、
縦軸はパルス幅を示す。特性線２０は、本願発明に係る
光パルス発生装置１０の出力パルスについての実測値に
よる特性線であり、特性線２１は式（３）による算出値
から得られた特性線である。他方、特性線２２は、比較
例である単一の電界吸収型変調器の出力パルスについて
の実測値による特性線であり、特性線２３は式（２）に
よる算出値から得られた特性線である。
【００２５】両実測特性線２０および２２は、同一の光
学ＳＮ比で示されており、出力値に対応する各直流バイ
アス電圧値での両特性線２０および２２の比較から明ら
かなように、本発明によれば、各出力値すなわち直流バ
イアス電圧値で、約０．３〜０．８ｐｓのパルス幅の狭
窄化が図られている。特に、本願発明では、−４．５Ｖ
の直流バイアス電圧値を越える大きな変調電気信号の印
加時であっても、出力パルスの増大が防止されかつその
狭窄化が図られている。この出力パルスの狭窄化は、超
高速光通信に極めて有効である。
学ＳＮ比で示されており、出力値に対応する各直流バイ
アス電圧値での両特性線２０および２２の比較から明ら
かなように、本発明によれば、各出力値すなわち直流バ
イアス電圧値で、約０．３〜０．８ｐｓのパルス幅の狭
窄化が図られている。特に、本願発明では、−４．５Ｖ
の直流バイアス電圧値を越える大きな変調電気信号の印
加時であっても、出力パルスの増大が防止されかつその
狭窄化が図られている。この出力パルスの狭窄化は、超
高速光通信に極めて有効である。
【００２６】また、電界吸収型変調器では、光吸収層で
の光吸収により発熱を生じることから、加熱による出力
の飽和現象が生じる。この飽和現象を生じる臨界入力強
度Isを越えて入力強度を増大させても、その飽和値を示
す光出力Poutは、この飽和値を最大値として、それより
も逆に減少する。定常光が電界吸収型変調器の入力光で
あるとき、その臨界入力強度Isと最大光出力Poutとの間
には、次式、 Pout＝γ・Is・ exp（−αＬ） …（４） が成り立つ。ここで、γは出力パルスのパルス幅に対す
るパルス周期の比であるデューティ比であり、αは変調
器の損失であり、Ｌは素子長である。
の光吸収により発熱を生じることから、加熱による出力
の飽和現象が生じる。この飽和現象を生じる臨界入力強
度Isを越えて入力強度を増大させても、その飽和値を示
す光出力Poutは、この飽和値を最大値として、それより
も逆に減少する。定常光が電界吸収型変調器の入力光で
あるとき、その臨界入力強度Isと最大光出力Poutとの間
には、次式、 Pout＝γ・Is・ exp（−αＬ） …（４） が成り立つ。ここで、γは出力パルスのパルス幅に対す
るパルス周期の比であるデューティ比であり、αは変調
器の損失であり、Ｌは素子長である。
【００２７】これに対し、図１に示す例では、電界吸収
型変調器１５の入力光は、定常光ではなく、変調器１３
からの正弦波状の入力光である。そのため、その実効値
の算出により、その臨界入力光のピーク強度は２Isとな
る。従って、本発明に係る光パルス発生装置１０では、
式（４）の関係は、次式、 Pout＝２γ・Is・ exp（−αＬ） …（５） で示される。この式（４）と式（５）との比較から、本
発明に係る光パルス発生装置１０では、定常光を入力光
とする単一の電界吸収型変調器に比較して、出力光をほ
ぼ３ｄＢ高めることができる。
型変調器１５の入力光は、定常光ではなく、変調器１３
からの正弦波状の入力光である。そのため、その実効値
の算出により、その臨界入力光のピーク強度は２Isとな
る。従って、本発明に係る光パルス発生装置１０では、
式（４）の関係は、次式、 Pout＝２γ・Is・ exp（−αＬ） …（５） で示される。この式（４）と式（５）との比較から、本
発明に係る光パルス発生装置１０では、定常光を入力光
とする単一の電界吸収型変調器に比較して、出力光をほ
ぼ３ｄＢ高めることができる。
【００２８】前記したように、本発明に係る光パルス発
生装置１０では、タイプを相互に異にするマッハ−ツェ
ンダー型強度変調器１３と電界吸収型変調器１５とを相
互に直列的に接続することにより、それぞれの変調器１
３および１５の長所を引き出すことができることから、
両変調器１３および１５間に損失を補うためのファイバ
増幅器およびこのファイバ増幅器による時間遅延を補償
するための遅延調整器をも挿入することなく、比較的パ
ルス幅の小さなしかも大出力の光パルスI2を得ることが
できる。
生装置１０では、タイプを相互に異にするマッハ−ツェ
ンダー型強度変調器１３と電界吸収型変調器１５とを相
互に直列的に接続することにより、それぞれの変調器１
３および１５の長所を引き出すことができることから、
両変調器１３および１５間に損失を補うためのファイバ
増幅器およびこのファイバ増幅器による時間遅延を補償
するための遅延調整器をも挿入することなく、比較的パ
ルス幅の小さなしかも大出力の光パルスI2を得ることが
できる。
【００２９】電界吸収型変調器１５から出力される光パ
ルスI2は、例えば情報信号の搬送波として利用される。
前記したマッハ−ツェンダー型強度変調器１３のαパラ
メータの調整により、比較的容易に光パルスの周波数成
分の調整が可能となる。
ルスI2は、例えば情報信号の搬送波として利用される。
前記したマッハ−ツェンダー型強度変調器１３のαパラ
メータの調整により、比較的容易に光パルスの周波数成
分の調整が可能となる。
【００３０】〈具体例２〉図１に示した具体例１では、
マッハ−ツェンダー型強度変調器１３の交番変調信号源
１６からの交番波形信号として、正弦波信号１７の例を
示したが、図３に示されているように、交番波形信号と
して、矩形波信号１７′を用いることができる。
マッハ−ツェンダー型強度変調器１３の交番変調信号源
１６からの交番波形信号として、正弦波信号１７の例を
示したが、図３に示されているように、交番波形信号と
して、矩形波信号１７′を用いることができる。
【００３１】交番変調信号源１６からの交番波形信号と
して、正弦波信号１７を用いると、変調器１３の出力光
I1の波長成分の周波数が連続的に変化することから、そ
の出力光I1の周波数スペクトル幅は拡がる。これに対
し、図３に示すように、交番波形信号として、矩形波信
号１７′を用いることにより、矩形波信号１７′では、
その一定電圧値の領域では、出力光I1′のスペクトル幅
に拡がりを生じることはなく、その結果、その出力光
I1′として、スペクトルの拡がりが少ないパルス状の出
力光I1′を得ることができる。
して、正弦波信号１７を用いると、変調器１３の出力光
I1の波長成分の周波数が連続的に変化することから、そ
の出力光I1の周波数スペクトル幅は拡がる。これに対
し、図３に示すように、交番波形信号として、矩形波信
号１７′を用いることにより、矩形波信号１７′では、
その一定電圧値の領域では、出力光I1′のスペクトル幅
に拡がりを生じることはなく、その結果、その出力光
I1′として、スペクトルの拡がりが少ないパルス状の出
力光I1′を得ることができる。
【００３２】従って、スペクトルの拡がりの少ない良質
な出力パルスを得る上で、変調器１３の変調信号とし
て、矩形波信号１７′を用いることが望ましい。
な出力パルスを得る上で、変調器１３の変調信号とし
て、矩形波信号１７′を用いることが望ましい。
【００３３】前記したところでは、マッハ−ツェンダー
型強度変調器１３を前段変調器として、レーザ１１と電
界吸収型変調器１５との間に挿入した例について説明し
たが、これに代えて、電界吸収型変調器１５を前段変調
器として、レーザ１１とマッハ−ツェンダー型強度変調
器１３との間に挿入することができる。しかしながら、
より大きな出力の光パルスを得る上で、各具体例に示し
たとおり、マッハ−ツェンダー型強度変調器を前段変調
器とすることが望ましい。
型強度変調器１３を前段変調器として、レーザ１１と電
界吸収型変調器１５との間に挿入した例について説明し
たが、これに代えて、電界吸収型変調器１５を前段変調
器として、レーザ１１とマッハ−ツェンダー型強度変調
器１３との間に挿入することができる。しかしながら、
より大きな出力の光パルスを得る上で、各具体例に示し
たとおり、マッハ−ツェンダー型強度変調器を前段変調
器とすることが望ましい。
【００３４】
【発明の効果】本発明に係るパルス発生方法および装置
によれば、前記したように、タイプを相互に異にするマ
ッハ−ツェンダー型強度変調器と電界吸収型変調器との
長所を引き出すことにより、両変調器間に、ファイバ増
幅器および遅延調整器を挿入することなく、従って比較
的単純な構成によって、比較的パルス幅の小さなしかも
大出力の光パルスを得ることができる。
によれば、前記したように、タイプを相互に異にするマ
ッハ−ツェンダー型強度変調器と電界吸収型変調器との
長所を引き出すことにより、両変調器間に、ファイバ増
幅器および遅延調整器を挿入することなく、従って比較
的単純な構成によって、比較的パルス幅の小さなしかも
大出力の光パルスを得ることができる。
【図１】本発明に係る光パルス発生装置の具体例を示す
説明図である。
説明図である。
【図２】本発明に係る光パルス発生装置のパルス幅特性
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図３】本発明に係る光パルス発生装置の他の具体例を
示す説明図である。
示す説明図である。
１０ 光パルス発生装置 １１ レーザ １３ マッハ−ツェンダー型強度変調器 １５ 電界吸収型変調器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 正敏 東京都新宿区西新宿２丁目３番２号 国際 電信電話株式会社内 (72)発明者 森田 逸郎 東京都新宿区西新宿２丁目３番２号 国際 電信電話株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 単一軸モードレーザと、該レーザからの
レーザ光を交番波形信号で変調すべく相互に直列的に接
続されかつ相互に同期的に動作するマッハ−ツェンダー
型強度変調器および電界吸収型変調器とを含む光パルス
発生装置。 - 【請求項２】 前記電界吸収型変調器に交番波形光信号
を入力すべく、該電界吸収型変調器と前記レーザ発生源
との間に、前記マッハ−ツェンダー型強度変調器が挿入
されている請求項１記載の光パルス発生装置。 - 【請求項３】 前記交番波形信号は、正弦波信号である
請求項２記載の光パルス発生器。 - 【請求項４】 前記マッハ−ツェンダー型強度変調器に
入力される前記交番波形信号は、矩形波信号である請求
項２記載の光パルス発生器。 - 【請求項５】 情報信号でコーディングを受ける光パル
スを発生する方法であって、単一軸モードレーザ光をマ
ッハ−ツェンダー型強度変調器を用いて交番波形信号で
変調すること、前記交番波形信号で変調を受けたレーザ
光を電界吸収型変調器を用いて前記交番波形信号と同期
する交番波形信号で変調することを特徴とする光パルス
発生方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9070398A JPH10256631A (ja) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | 光パルス発生方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9070398A JPH10256631A (ja) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | 光パルス発生方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10256631A true JPH10256631A (ja) | 1998-09-25 |
Family
ID=13430318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9070398A Pending JPH10256631A (ja) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | 光パルス発生方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10256631A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007526662A (ja) * | 2003-06-27 | 2007-09-13 | イムラ アメリカ インコーポレイテッド | 通信型構成要素を使用する高パワーファイバチャープパルス増幅システム |
-
1997
- 1997-03-07 JP JP9070398A patent/JPH10256631A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007526662A (ja) * | 2003-06-27 | 2007-09-13 | イムラ アメリカ インコーポレイテッド | 通信型構成要素を使用する高パワーファイバチャープパルス増幅システム |
| JP4769188B2 (ja) * | 2003-06-27 | 2011-09-07 | イムラ アメリカ インコーポレイテッド | 通信型構成要素を使用する高パワーファイバチャープパルス増幅システム |
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