JPH11191015A - Optical device and method for processing digital light signal in free space in parallel - Google Patents

Optical device and method for processing digital light signal in free space in parallel

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JPH11191015A
JPH11191015A JP10172995A JP17299598A JPH11191015A JP H11191015 A JPH11191015 A JP H11191015A JP 10172995 A JP10172995 A JP 10172995A JP 17299598 A JP17299598 A JP 17299598A JP H11191015 A JPH11191015 A JP H11191015A
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JP
Japan
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bit
optical
bits
spatial image
optical device
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Pending
Application number
JP10172995A
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Japanese (ja)
Inventor
Pierpaolo Boffi
ピエルパオロ・ボッフィ
Mario Martinelli
マリオ・マルティネリ
Diego Mottarella
ディエゴ・モッタレッラ
Davide Piccinin
ダヴィデ・ピッキニン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pirelli and C SpA
Original Assignee
Pirelli Cavi e Sistemi SpA
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Publication date
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  • Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical device which processes digital light signals in a free space in parallel. SOLUTION: An optical device including input means 60 and 600 for a digital light signal 6, a means which can perform conversion to (n) digital light signals 1, 2, 3, and 4, a means which can convert beams of (n) digital light signals to beams of (n) digital light signals 111, 112, 113, and 114, and a means which can select previously selected bits out of one time series 7a in the free space in parallel is further equipped with a light means selected by a group including a means capable of correcting the form of a spatial image 7d and an output means for a processed digital light signal 900.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光学装置、および
ディジタル光信号を自由空間内で並列に処理する方法に
関する。
The present invention relates to an optical device and a method for processing digital optical signals in parallel in free space.

【0002】[0002]

【従来の技術】光通信システムの広範囲の開発に関し
て、光信号のディジタル情報を構成するビットについて
種々の操作を高速度で行うことが可能であり、かつ情報
転送の最近の方法(例えば、ATM)に適する進歩した
「スーパーコンピュータ」およびネットワーク・ノード
の創出が可能である諸装置に対する必要が感じられる。
2. Description of the Related Art With respect to the widespread development of optical communication systems, it is possible to perform various operations on bits constituting digital information of an optical signal at a high speed, and to use recent methods of information transfer (eg, ATM). There is a need for advanced "supercomputers" and devices that are capable of creating network nodes.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
手段及びプロセッサを構成するために設計された。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been designed to implement such means and processors.

【0004】光信号の処理に現在用いられる装置は、光
ファイバ形式の伝送システムにおいて可能な増加し続け
る伝送速度を管理するためには不充分である。実際に
は、このような装置は、逐次情報処理に基く光ファイバ
伝送システムにおいて利用可能な光帯域と比較して制限
される帯域を持つディジタル電子装置からなる。
The devices currently used for processing optical signals are inadequate to manage the ever-increasing transmission rates possible in fiber optic transmission systems. In practice, such devices consist of digital electronic devices that have a limited bandwidth compared to the available optical bandwidth in fiber optic transmission systems based on sequential information processing.

【0005】更に、信号を光の形態で保持することを可
能にする装置、例えば強さ変調器または位相変調器は、
単元ストリームの制御下で信号を処理し、電子装置の固
有の諸制約から免れない。
[0005] Furthermore, devices which allow the signal to be held in optical form, such as intensity modulators or phase modulators,
It processes signals under control of a unit stream and is subject to the inherent limitations of electronic devices.

【0006】その結果、光ファイバ伝送システムにおい
て利用可能な光帯域全ての利点を獲得し、純粋に光制御
信号により信号を処理し、これにより電子装置の本質的
な制約を克服する大きな必要が依然としてある。
As a result, there remains a great need to take advantage of all of the optical bandwidth available in fiber optic transmission systems and to process the signal purely with optical control signals, thereby overcoming the inherent limitations of electronic devices. is there.

【0007】米国特許第5,589,967号は、同期
型時分割システムによるマルチプレックス化を実施する
光ネットワークでパケットを送り切換えるための方法お
よび装置であって、パケットが所与の速度で送られ伝送
速度が回線占有時間によって決定される方法および装置
について記載している。
US Pat. No. 5,589,967 is a method and apparatus for forwarding packets in an optical network implementing multiplexing with a synchronous time division system, wherein the packets are transmitted at a given rate. A method and apparatus are described wherein the transmission rate is determined by the line occupancy time.

【0008】ヨーロッパ特許第0 742 660 A
1号は、物理的領域(例えば、光)におけるディジタル
信号の処理のための信号プロセッサについて記載してい
る。シンボルの流れは、異なる遅延ブランチに向けて行
われる。遅延ブランチの数は、任意の所与の時点におい
て、少なくとも1つのブランチでシンボル「1」と
「0」とが利用可能である如くである。オン/オフ・ス
イッチの開閉を制御することにより、シンボル値を変更
することができる。更に、余分な光源は不要であり、プ
ロセッサがトランスパレントであり、即ち、プロセッサ
の出力シンボルがプロセッサの入力シンボルと正確に同
じ物理的特性を有する。光信号の処理は、直列状にかつ
導波伝搬(guided propagation)に
おいて生じる。
[0008] European Patent 0 742 660 A
No. 1 describes a signal processor for processing digital signals in the physical domain (eg, light). The symbol flow is directed to different delay branches. The number of delay branches is such that at any given time, the symbols "1" and "0" are available in at least one branch. By controlling the opening and closing of the on / off switch, the symbol value can be changed. Furthermore, no extra light source is required and the processor is transparent, ie the output symbols of the processor have exactly the same physical properties as the input symbols of the processor. Processing of optical signals occurs in series and in guided propagation.

【0009】Boffi P.等の「時間/空間光コン
バータ」(Optics Communication
s、123、473〜476、1996年)は、155
0nmの光通信信号の時間コード化2進ワードを相当す
る空間コード化ワードへ変換する自由伝搬形式の時間/
空間完全光コンバータについて記載している。4つの偏
光された光信号のそれぞれに1つずつの4個の光ゲート
により、変換が行われる。各光ゲートは、第1および第
2のインジウム・ドープされたカドミウム・テルル結晶
(CdTe:In)を含む。第1の4個の結晶に1つ、
および第2の4個の結晶に1つずつ、2つの光制御ビー
ムがある。476ページの右欄、10〜12行におい
て、著者は、かかる時間/空間コンバータが自由空間に
おける完全光信号プロセッサの入力段を構成することが
可能であることを要求するが、このようなプロセッサの
構成にどんな装置が使用できるかについては示ていな
い。
[0009] Boffi P. "Time / Space Optical Converter" (Optics Communication)
s, 123, 473-476, 1996) is 155
Free-propagation time / time to convert a time-coded binary word of an optical communication signal of 0 nm into a corresponding space-coded word /
A spatial complete optical converter is described. The conversion is performed by four optical gates, one for each of the four polarized optical signals. Each optical gate includes first and second indium-doped cadmium tellurium crystals (CdTe: In). One for the first four crystals,
And there are two light control beams, one for each of the second four crystals. In page 476, right column, lines 10-12, the authors request that such a time / space converter be able to constitute the input stage of a complete optical signal processor in free space, but that such a It does not show what devices can be used in the configuration.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】従って、本発明の第1の
目的は、ディジタル光信号を並列に自由空間内で処理す
るための光装置であって、 a)nビットの少なくとも1つの時間的系列を含むディ
ジタル光信号の導波伝搬入力手段と、 b)前記ディジタル光信号を、それぞれが少なくとも1
つのnビット時間的系列を含む、導波伝搬におけるn個
の信号のビームへ変換可能な手段と、 c)それぞれが少なくとも1つのnビット時間的系列を
含む、導波伝搬におけるn個のディジタル光信号の前記
ビームを、自由空間におけるディジタル光信号のビーム
へ変換可能な手段と、 d)前記少なくとも1つのnビット時間的系列を前記少
なくとも1つの時間的系列に含まれる空間的像へ変換す
るために、前記n個のディジタル光信号のそれぞれの少
なくとも1つのnビット時間的系列から予め選択された
ビットを並列に自由空間内で選択可能な手段と、を含む
装置において、 e)前記nビットの前記空間的像の少なくとも1ビット
を並列に自由空間内で修正可能であり、少なくとも1つ
のビットを除去可能な手段と少なくとも1つのビットを
挿入可能な手段と少なくとも1つのビットの形態を修正
可能な手段とからなるグループで選択される光手段と、 f)nビットの前記空間的像の少なくとも1つのビット
の出力手段とを更に含むことを特徴とする装置である。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, a first object of the present invention is an optical device for processing digital optical signals in parallel in free space, comprising: a) at least one n-bit temporal signal; Means for guiding the propagation of digital optical signals comprising a sequence, b) said digital optical signals each comprising at least one
Means convertible into a beam of n signals in guided propagation, comprising two n-bit temporal sequences; c) n digital lights in guided propagation, each comprising at least one n-bit temporal sequence Means for converting said beam of signal into a beam of digital optical signal in free space; and d) converting said at least one n-bit temporal sequence into a spatial image contained in said at least one temporal sequence. Means capable of selecting pre-selected bits in free space in parallel from at least one n-bit temporal sequence of each of said n digital optical signals, e. At least one bit of the spatial image is modifiable in free space in parallel, and at least one bit can be removed by at least one bit. Further comprising: a light means selected in the group consisting of a means capable of inserting a bit and a means capable of modifying the form of at least one bit; and f) means for outputting at least one bit of said spatial image of n bits. An apparatus characterized in that:

【0011】本文の記述および特許請求の範囲におい
て、用語「自由空間内の伝搬」とは、本発明による装置
において光ファイバにより案内されない光信号の全ての
伝搬モードを示すために用いられる。
In the description and in the claims, the term “propagation in free space” is used to indicate all propagation modes of an optical signal that are not guided by an optical fiber in a device according to the invention.

【0012】典型的に、各々がnビットの少なくとも1
つの時間的系列を含む、前記ディジタル光信号を導波伝
搬におけるn個の光信号のビームへ変換可能な前記手段
は、 a)導波伝搬における前記n個のディジタル光信号にお
ける前記ディジタル光信号をクローン化する手段と、 b)予め定めた時間間隔に従って導波伝搬における前記
ディジタル光信号を間隔調時可能な第1のn個の線と、 c)導波伝搬における前記n個のディジタル光信号の偏
光状態を制御し、必要ならば変更する手段とを含んでい
る。
Typically, at least one of each n bits
Said means for converting said digital optical signal into a beam of n optical signals in guided propagation, comprising: a) converting said digital optical signal in said n digital optical signals in guided propagation, comprising: Means for cloning; b) a first n lines capable of time-aligning the digital optical signal in guided propagation according to a predetermined time interval; and c) the n digital optical signals in guided propagation. Means for controlling and, if necessary, changing the polarization state of

【0013】望ましくは、導波伝搬におけるn個のディ
ジタル光信号の前記ビームを、自由空間内におけるn個
のディジタル光信号のビームへ変換可能な前記手段は、
予め定めた方向において自由空間内で前記n個のディジ
タル光信号を導き可能であり、これらディジタル光信号
を予め定めた横次元内に保持可能なコリメーション(c
ollimation)手段を含む。
Preferably, the means capable of converting the beam of n digital optical signals in guided wave propagation into a beam of n digital optical signals in free space comprises:
A collimation (c) capable of guiding the n digital optical signals in free space in a predetermined direction and holding these digital optical signals in a predetermined horizontal dimension.
olization means.

【0014】nビットの少なくとも1つの時間的系列
を、前記少なくとも1つの時間的系列に前以て含まれる
情報と同じ情報を含む前記nビットの空間的像へ変換す
るために、典型的に並列に自由空間内において、前記n
個のディジタル光信号の各々のnビットの前記少なくと
も1つの時間的系列から予め選択されたビットを選択可
能な前記手段が、 a)第1の光スイッチング・モジュールと、 b)前記第1の光スイッチング・モジュールに関して直
列に配列された第2の光スイッチング・モジュールと、 c)前記第1の光スイッチング・モジュールに対し、か
つそれぞれ前記第2の光スイッチング・モジュールに対
して、相互間の予め定めた時間間隔を持つ光制御パルス
の第1および第2の対のビームを供給する手段と、 d)前記n個のディジタル光信号の伝搬方向に関してコ
リニア形態の光制御パルスの第1および第2のビームの
少なくとも1対を導き可能なダイクロイック・ミラー
と、 e)光制御パルスが予め固定された角度で前記ダイクロ
イック・ミラーに入射するように、自由空間における光
制御パルスの第1および第2のビームの前記少なくとも
1対を導くコリメーション手段とを含む。
[0014] To convert at least one temporal sequence of n bits into a spatial image of n bits containing the same information previously contained in the at least one temporal sequence, typically in parallel. In free space, the n
Means for selecting a preselected bit from the at least one temporal sequence of n bits of each of the plurality of digital optical signals: a) a first optical switching module; b) the first optical switch A second optical switching module arranged in series with respect to the switching module; c) a predetermined inter-relationship with respect to said first optical switching module and each with respect to said second optical switching module. Means for providing first and second pairs of beams of light control pulses having a time interval; d) first and second light control pulses in a collinear form with respect to the direction of propagation of said n digital light signals. A dichroic mirror capable of directing at least one pair of beams; e) light control pulses at a pre-fixed angle of the dichroic mirror; To be incident on the color, and a collimation means for guiding said at least one pair of first and second beams of light control pulses in free space.

【0015】望ましくは、前記第1および第2の光スイ
ッチング・モジュールは、それぞれ、自由空間内におけ
る前記n個のディジタル光信号の偏光面を、光制御パル
スの前記少なくとも1対の第1および第2のビームの作
用下で予め定めた角度だけ回転させることが可能な第1
および第2の要素を含み、該光スイッチング・モジュー
ルはまた、それぞれ、前記第1の要素とそれぞれ第2の
要素からの前記n個のディジタル光信号出力を予め定め
た偏光面に沿って濾波可能な第1および第2の偏光アナ
ライザをも含む。
Preferably, the first and second optical switching modules respectively change the plane of polarization of the n digital optical signals in free space with the at least one of the first and second pairs of optical control pulses. The first of which can be rotated by a predetermined angle under the action of the two beams
And the second element, the optical switching module also being capable of filtering the n digital optical signal outputs from the first element and the respective second element, respectively, along a predetermined plane of polarization. And first and second polarization analyzers.

【0016】前記第1および第2の要素は、第1および
第2のインジウム・ドープされたカドミウム・テルル単
結晶(CdTe:In)からなることが望ましい。
The first and second elements are preferably made of first and second indium-doped cadmium tellurium single crystals (CdTe: In).

【0017】典型的に、前記第1および第2の偏光アナ
ライザは、相互に実質的に直角に配向されている。
Typically, the first and second polarization analyzers are oriented substantially perpendicular to each other.

【0018】典型的に、前記出力手段は、導波伝搬手段
における自由空間内でnビットの前記空間的像を導き可
能な光集束手段を含む。
Typically, the output means includes light focusing means capable of guiding the n-bit spatial image in free space in the waveguide propagation means.

【0019】望ましくは、前記出力手段はまた、予め定
めた時間間隔に従って前記空間的像の前記nビットを間
隔調時可能な第2のn本の線をも含む。
Preferably, the output means also includes a second n lines capable of timing the n bits of the spatial image according to a predetermined time interval.

【0020】更に望ましくは、前記出力手段はまた、前
記間隔調時される導波伝搬におけるnビットをnビット
の少なくとも1つの時間的系列を含む処理されたディジ
タル光信号へ変換可能な手段をも含む。
[0020] More preferably, said output means also comprises means capable of converting n bits in said timed guided propagation into a processed digital optical signal comprising at least one temporal sequence of n bits. Including.

【0021】典型的に、nビットの前記空間的像の前記
少なくとも1ビットを除去する手段は、第3のスイッチ
ング・モジュールと、少なくとも1つの光除去信号を供
給する手段とを含む。
[0021] Typically, the means for removing the at least one bit of the n-bit spatial image comprises a third switching module and means for providing at least one light rejection signal.

【0022】望ましくは、前記第3のスイッチング・モ
ジュールは、前記第1の間隔調時線と前記コリメーショ
ン手段とから出力される前記n個のディジタル光信号の
少なくとも1つの偏光面を、前記少なくとも1つの光除
去信号の作用下で予め定めた角度だけ回転させることが
可能な要素を含み、かつ前記要素から出力される前記n
個のディジタル光信号を予め定めた偏光面に沿って濾波
することが可能な偏光アナライザをも含む。
Preferably, the third switching module is configured to change the polarization plane of at least one of the n digital optical signals output from the first interval timing line and the collimating means into the at least one polarization signal. An element that can be rotated by a predetermined angle under the action of two light removal signals, and said n output from said element.
Also included is a polarization analyzer capable of filtering the digital optical signals along a predetermined plane of polarization.

【0023】更に望ましくは、前記要素は、インジウム
・ドープされたカドミウム・テルル単結晶(CdTe:
In)からなる。
More preferably, said element is indium-doped cadmium tellurium single crystal (CdTe:
In).

【0024】望ましい解決法によれば、前記少なくとも
1つの光除去信号は、前記第1の間隔調時線からの前記
n個のディジタル光信号出力の1つに対してコリニアで
ありかつこれと重なる。
According to a preferred solution, the at least one light rejection signal is collinear with and overlaps one of the n digital light signal outputs from the first interval timing line. .

【0025】望ましい設計形態においては、前記信号お
よび制御ビームが前記結晶の面1100に対して直角に
印加される間、この面1100に対して電界が直角に印
加される。
In a preferred design, while the signal and control beams are applied at right angles to a plane 1100 of the crystal, an electric field is applied to this plane 1100 at right angles.

【0026】望ましくは、nビットの前記空間的像の前
記少なくとも1ビットの前記除去手段は、前記第3のス
イッチング・モジュールの下流において、前記n個のデ
ィジタル光信号の波長に対してトランスパレントであり
かつ前記少なくとも1つの光除去信号の波長を反射可能
な手段をも含む。
Preferably, said means for removing said at least one bit of said spatial image of n bits is transparent to a wavelength of said n digital optical signals downstream of said third switching module. And means for reflecting the wavelength of the at least one light removal signal.

【0027】典型的に、nビットの前記空間的像に対し
て少なくとも1ビットを挿入可能な手段は、少なくとも
1つの光挿入信号を前記第1および第2の光スイッチン
グ・モジュールに供給する手段を含む。
[0027] Typically, the means capable of inserting at least one bit into the n-bit spatial image comprises means for supplying at least one optical insertion signal to the first and second optical switching modules. Including.

【0028】望ましくは、前記少なくとも1つの光挿入
信号は、nビットの前記空間的像を構成する光信号と同
じ波長と電力とを有する。
Preferably, the at least one optical insertion signal has the same wavelength and power as the optical signal constituting the n-bit spatial image.

【0029】更にまた、前記少なくとも1つの光挿入信
号を供給する前記手段は、 ─前記n個のディジタル光信号と前記少なくとも1つの
光挿入信号との電力の半分に対してトランスパレントな
手段と、 ─前記電力の他の半分を反射することが可能な手段とを
も含む。
Still further, the means for supplying the at least one optical add signal includes: {means that are transparent to half the power of the n digital optical signals and the at least one optical add signal; Means capable of reflecting the other half of the power.

【0030】前記トランスパレント手段の典型例は、5
0/50光ビーム・スプリッタを含む。
A typical example of the transparent means is 5
Includes 0/50 light beam splitter.

【0031】望ましくは、前記50/50光ビーム・ス
プリッタは、前記n個のディジタル光信号および前記少
なくとも1つの光挿入信号の方向に関して実質的に45
°だけ傾斜し、前記ディジタル光信号の方向は、前記少
なくとも1つの光挿入信号の方向に対して実質的に直角
である。
Preferably, the 50/50 optical beam splitter is substantially 45 times in the direction of the n digital optical signals and the at least one optical add signal.
Angled by degrees, the direction of the digital optical signal is substantially perpendicular to the direction of the at least one optical add signal.

【0032】更に望ましくは、少なくとも1つの光挿入
信号を供給する前記手段は、約45°お角度で前記50
/50光ビーム・スプリッタに入射するように、かつ前
記n個のディジタル光信号の1つに重なるように、自由
空間内において前記少なくとも1つの光挿入信号をコリ
メートすることが可能な手段をも含む。
More preferably, said means for providing at least one optical add signal comprises:
Means for collimating said at least one optical insertion signal in free space so as to be incident on a / 50 light beam splitter and overlap one of said n digital optical signals. .

【0033】典型的に、前記少なくとも1つの光挿入信
号を供給する前記手段は、該信号の偏光状態を制御し、
かつ必要に応じて偏光状態を変化させる手段をも含む。
Typically, said means for providing said at least one optical add signal controls a polarization state of said signal,
Further, a means for changing the polarization state as necessary is also included.

【0034】望ましくは、nビットの前記空間的像の前
記少なくとも1ビットの形態を修正する手段は、光制御
パルスの第1および第2のビームの前記少なくとも1対
の光制御パルスの前記第1および第2のビーム間の前記
時間間隔を変化させることが可能な手段を含む。
Preferably, the means for modifying the form of the at least one bit of the spatial image of n bits comprises the first of the at least one pair of light control pulses of the first and second beams of light control pulses. And means capable of varying said time interval between the second beams.

【0035】1つの実施形態によれば、前記第2のn本
の線が、nビットの前記空間的像の他のビットに関し
て、前記入力手段からの出力における前記ビットと異な
る時間量だけ前記少なくとも1ビットが出力において遅
延される時間だけnビットの前記空間的像の少なくとも
1ビットを間隔調時する。
According to one embodiment, the second n lines have at least a different amount of time with respect to the other bits of the spatial image of n bits than the bits at the output from the input means. At least one bit of the n-bit spatial image is timed by the time one bit is delayed at the output.

【0036】変更例によれば、nビットの前記空間的像
の少なくとも1ビットを並列に自由空間内で修正するこ
とが可能な前記光手段が、nビットの前記空間的像につ
いて代数演算を実行することが可能な手段をも含む。
According to a variant, said optical means capable of modifying at least one bit of said n-bit spatial image in free space in parallel performs an algebraic operation on said n-bit spatial image. Means that can be used.

【0037】別の変更例によれば、nビットの前記空間
的像の少なくとも1ビットを並列に自由空間内で修正す
ることが可能な前記光手段が、nビットの前記空間的像
について対称的演算を実行することが可能な手段をも含
む。
According to another variant, said optical means capable of modifying at least one bit of said n-bit spatial image in free space in parallel is symmetric with respect to said n-bit spatial image. Also includes means capable of performing operations.

【0038】望ましくは、前記代数演算を実行すること
が可能な前記手段が、前記第1および第2の光スイッチ
ング・モジュールから出力される前記空間的像の前記n
ビットの偏光面を、前記代数演算を可能にする光ビーム
の作用下で予め定めた角度だけ回転させることが可能な
少なくとも1つの要素を含む。
Preferably, said means capable of performing said algebraic operation comprises: said n of said spatial image output from said first and second optical switching modules.
It includes at least one element capable of rotating the plane of polarization of the bit by a predetermined angle under the action of the light beam enabling the algebraic operation.

【0039】更に望ましくは、前記代数演算を実行する
ことが可能な前記手段が、前記空間的像の前記nビット
の第1の予め定めた偏光面に対してトランスパレントな
少なくとも1つの手段をも含み、該トランスパレント手
段もまた前記第1の面に対して実質的に直角をなす第2
の偏光面を偏向させることが可能である。
[0039] More preferably, said means capable of performing said algebraic operation also comprises at least one means transparent to said n-bit first predetermined plane of polarization of said spatial image. , Said transparent means also comprising a second plane substantially perpendicular to said first plane.
Can be deflected.

【0040】また更に望ましくは、前記代数演算を実行
することが可能な前記手段は、前記空間的像の前記nビ
ットを反射することが可能な少なくとも1つのミラーを
も含む。
[0040] Still more preferably, said means capable of performing said algebraic operation also includes at least one mirror capable of reflecting said n bits of said spatial image.

【0041】典型的に、前記対称的演算を実行すること
が可能な前記手段は、前記第1および第2の光スイッチ
ング・モジュールから出力される前記空間的像の前記n
ビットの偏光面を、前記対称的演算を可能にする光ビー
ムの作用下で予め定めた角度だけ回転させることが可能
な少なくとも1つの要素を含む。
Typically, said means capable of performing said symmetric operation comprises said n of said spatial image output from said first and second optical switching modules.
It comprises at least one element capable of rotating the plane of polarization of the bit by a predetermined angle under the action of the light beam enabling said symmetric operation.

【0042】更に、前記対称的演算を実行することが可
能な前記手段は、前記空間的像の前記nビットの1つの
第1の予め定めた偏光面に対してトランスパレントな少
なくとも1つの手段をも含み、前記トランスパレント手
段もまた、前記第1の面に対して実質的に直角をなす第
2の偏光面を偏向させることが可能である。
Further, said means capable of performing said symmetric operation comprises at least one means transparent to said first predetermined polarization plane of said n bits of said spatial image. And said transparent means is also capable of deflecting a second plane of polarization substantially perpendicular to said first plane.

【0043】更に、前記対称的演算を実行することが可
能な前記手段は、前記空間的像の前記nビットを反射す
ることが可能な手段をも含む。
Further, said means capable of performing said symmetric operation also include means capable of reflecting said n bits of said spatial image.

【0044】望ましくは、前記対称的演算を実行するこ
とが可能な前記手段は、前記空間的像の前記nビットの
偏光状態を変化させることが可能な手段をも含む。
Preferably, said means capable of performing said symmetric operation also include means capable of changing said n-bit polarization state of said spatial image.

【0045】ディジタル光信号を並列に自由空間内で処
理する方法が本発明の第2の目的を構成しており、 a)nビットの少なくとも1つの時間的系列を含むディ
ジタル光信号を送るステップと、 b)nビットの少なくとも1つの時間的系列をそれぞれ
含む前記ディジタル光信号を導波伝搬におけるn個のデ
ィジタル光信号のビームへ変換するステップと、 c)nビットの少なくとも1つの時間的系列をそれぞれ
含む、導波伝搬におけるn個のディジタル光信号の前記
ビームを、自由空間におけるn個のディジタル光信号の
ビームへ変換するステップと、 d)nビットの前記少なくとも1つの時間的系列を前記
少なくとも1つの時間的系列に前以て含まれると同じ情
報を含む前記nビットの空間的像へ変換するために、前
記n個のディジタル光信号のそれぞれのnビットの前記
少なくとも1つの時間的系列から予め選択されたビット
を並列かつ自由空間において選択するステップとを含む
方法において、nビットの前記空間的像の少なくとも1
ビットの並列に自由空間内で修正するステップを含むこ
とを特徴とする。
A method for processing digital optical signals in parallel in free space constitutes a second object of the invention, comprising: a) sending a digital optical signal comprising at least one temporal sequence of n bits; B) converting the digital optical signal, each including at least one temporal sequence of n bits, into a beam of n digital optical signals in guided propagation; c) transforming the at least one temporal sequence of n bits. Converting said beams of n digital optical signals in guided propagation into beams of n digital optical signals in free space, respectively, including: d) said at least one temporal sequence of n bits in said at least one temporal sequence. The n digital images to be converted into the n-bit spatial image containing the same information as previously contained in one temporal sequence. Selecting a preselected bit in parallel and in free space from said at least one temporal sequence of n bits of each of said optical signals, at least one of said n bits of said spatial image.
Modifying in free space in parallel with the bits.

【0046】本発明の第3の目的は、nビットの対応す
る空間的像へ変換されるnビットの時間的系列の少なく
とも1ビットの持続時間を修正する装置からなり、 ─前記空間的像の前記nビットが、終端において前記n
ビットが後でnビットの時間的系列の形態で導かれるn
個の光導波路のビームにおいて導波され、 ─n個の導波路の前記ビームが、初期の時間的系列で分
離されたものと異なる時間間隔だけ時間的系列の他のビ
ットの少なくとも1つから分離される部分を前記信号の
光導波路に対する入力において通過した1ビットが前記
時間的系列の他のビットの少なくとも1つから分離され
るように選択される長さを持つ光導波路の少なくとも一
部を含む。
A third object of the present invention comprises an apparatus for modifying the duration of at least one bit of an n-bit temporal sequence which is converted into a corresponding n-bit spatial image, comprising: The n bits at the end
N where the bits are later derived in the form of an n-bit temporal sequence
光 n waveguides are separated from at least one of the other bits of the temporal sequence by a different time interval than that separated by the initial temporal sequence. And at least a portion of the optical waveguide having a length selected such that one bit passed at the input to the optical waveguide of the signal is separated from at least one of the other bits of the temporal sequence. .

【0047】本発明による光装置の特別な特徴は、ディ
ジタル光信号の処理と、光制御信号の制御下で前記信号
の光形態での保持とを可能にすることからなっている。
A special feature of the optical device according to the invention consists in enabling the processing of digital optical signals and the holding of said signals in optical form under the control of optical control signals.

【0048】先に述べたように、このことは、従来の電
子装置の帯域制限と、電子的に制御される光装置(例え
ば、液晶および熱的光変調器)の遅い応答時間とを克服
することを可能にする。
As mentioned above, this overcomes the band limiting of conventional electronic devices and the slow response times of electronically controlled optical devices (eg, liquid crystals and thermal light modulators). Make it possible.

【0049】本発明による装置の更なる利点は、自由空
間内の信号の処理を可能にし、これにより光学系により
提供される「空間」資源から利益を得、これにより従来
の電子プロセッサおよび光ファイバ・システム、更には
導波路における典型である直列形式の処理と比較して更
に高い速度の取得を可能にすることからなる。
A further advantage of the device according to the invention is that it allows the processing of signals in free space, thereby benefiting from the "space" resources provided by the optics, whereby conventional electronic processors and optical fibers It consists of enabling higher speed acquisitions as compared to the typical series processing in the system and also in the waveguide.

【0050】更にまた、本発明による光装置は、光ファ
イバ形式の伝送システムの典型である波長、例えば約1
300nmおよび1550nmの波長を持つ信号の処理
を可能にする。
Further, the optical device according to the present invention has a wavelength, for example, about 1 which is typical of an optical fiber type transmission system.
Allows processing of signals with wavelengths of 300 nm and 1550 nm.

【0051】本発明の特徴および利点については、添付
図面において限定例としてはなく示される実施の形態に
関して次に示される。
The features and advantages of the present invention will now be described with reference to the embodiments shown, by way of non-limiting example, in the accompanying drawings.

【0052】[0052]

【発明の実施の形態】図1の実施の形態は、4ビットの
少なくとも1つの時間的系列7aを含むディジタル光信
号6の4ビットの自由空間における並列の処理のための
光装置を示している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The embodiment of FIG. 1 shows an optical arrangement for the parallel processing in free space of 4 bits of a digital optical signal 6 comprising at least one temporal sequence 7a of 4 bits. .

【0053】前記ディジタル光信号6を生成する入力手
段は、約1550nmで発光し約140Mビット/秒の
周波数でワード発生器600により変調されるDFB
(ピッグテール型)半導体を持つレーザ60を含む。
The input means for generating the digital optical signal 6 comprises a DFB which emits at about 1550 nm and is modulated by the word generator 600 at a frequency of about 140 Mbit / s.
Includes laser 60 with (pigtailed) semiconductor.

【0054】前記レーザ60から出力される前記ディジ
タル光信号6の電力は、約1mWである。光増幅器(図
には示さず)、例えばエルビウムでドープされ変更可能
な利得を持つファイバは、以降の段からの損失を補償す
るため、約15mWの電力を前記入力手段60および6
00からの出力に持つことを可能にする。
The power of the digital optical signal 6 output from the laser 60 is about 1 mW. An optical amplifier (not shown), for example a fiber with erbium-doped and variable gain, applies approximately 15 mW of power to the input means 60 and 6 to compensate for losses from subsequent stages.
It is possible to have in the output from 00.

【0055】このように、光ファイバ1×4結合器16
は、4ビットの時間的系列7aの4つの同じコピー1、
2、3、4を得るため、増幅された前記ディジタル光信
号6をクローン(clone)する。
As described above, the optical fiber 1 × 4 coupler 16
Are four identical copies 1 of a 4-bit temporal sequence 7a,
The amplified digital optical signal 6 is cloned to obtain 2, 3, and 4.

【0056】4つの回線(回線部分)が相互に異なる長
さの遅延における光ファイバ110、120、130、
140から作られ、前記4つのディジタル光信号1、
2、3、4は約149Mビット/秒で約7.12nsで
あるビット時間の4倍量である。ガラスにおける光の速
度が約2×108m/秒であるので、7.12nsの遅
延で働くためには、経路を1.428mだけ長くする必
要がある。最初のビットが取出される光ファイバの回線
部分110は、4.284mだけ長くされ、第2ビット
に対応する部分120は2.856mだけ長くされ、第
3ビットに対応する部分130は1.428mだけ長く
されるが、第4ビットと関連する光ファイバの回線部分
140は長くされない。前記光ファイバ部分110、1
20、130、140は、過大な曲率による損失を生じ
ないように充分に大きい直径を持つリールへ巻付けられ
る。
The four lines (line portions) have different lengths of optical fibers 110, 120, 130,.
140, the four digital optical signals 1,
2, 3, and 4 are about 149 Mbits / sec, four times the bit time of about 7.12 ns. Since the speed of light in the glass is about 2 × 10 8 m / sec, the path needs to be increased by 1.428 m to work with a 7.12 ns delay. The line portion 110 of the optical fiber from which the first bit is taken out is lengthened by 4.284 m, the portion 120 corresponding to the second bit is lengthened by 2.856 m, and the portion 130 corresponding to the third bit is 1.428 m. But the line portion 140 of the optical fiber associated with the fourth bit is not lengthened. The optical fiber portions 110, 1
20, 130, 140 are wound on a reel having a diameter large enough to avoid loss due to excessive curvature.

【0057】最初ディジタル光信号1をビット時間の3
倍に相当する時間だけこのように遅延され、第2のディ
ジタル光信号2はビット時間の2倍に相当する時間だ
け、第3のディジタル光信号3はビット時間の1倍に相
当する時間だけ遅延されるが、第4のディジタル光信号
4は遅延されないので、前記4つの光ファイバ回線部分
110、120、130、140からの出力は、該4つ
の光ファイバ回線部分110、120、130、140
にそれぞれ対応して、前記時間的系列7aの第1、第
2、第3および第4のビットが変換された状態で同時に
見出される(図7)。
First, the digital optical signal 1 is converted to the bit time 3
Thus, the second digital optical signal 2 is delayed by a time corresponding to twice the bit time, and the third digital optical signal 3 is delayed by a time corresponding to one time the bit time. However, since the fourth digital optical signal 4 is not delayed, the output from the four fiber optic line sections 110, 120, 130, 140 is output from the four fiber optic line sections 110, 120, 130, 140.
, The first, second, third and fourth bits of the temporal sequence 7a are simultaneously found in a transformed state (FIG. 7).

【0058】図7は、4ビット時間的系列(four
bit temporal series)7aを7a
と同じ情報を選ぶ4ビット空間的像(four bit
spatial figure)7bへの変換を示
す。
FIG. 7 shows a 4-bit temporal sequence (four).
(bit temporal series) 7a to 7a
4-bit spatial image (four bit) that selects the same information as
2 shows the conversion to spatial figure 7b.

【0059】この手順は次のことを必要とする。即ち、 ─時間的系列7aの7bで一緒に示される4つの同じ時
間的系列におけるクローン化、 ─時間的系列7bの遅延回線110、120、130、
140により、ビット時間の倍数だけ相互に遅延させる
ことにより、時間/空間的像7cを生成すること、 ─適切なスイッチング・モジュール2000、4000
により、時間/空間的像7cから像7dを適当に選択す
ること。
This procedure requires the following:ク ロ ー ン cloning in four identical temporal sequences, shown together in temporal sequence 7a 7b, 遅 延 delay lines 110, 120, 130, in temporal sequence 7b
140 to generate a temporal / spatial image 7c by delaying each other by a multiple of the bit time, {appropriate switching modules 2000, 4000
To properly select the image 7d from the temporal / spatial image 7c.

【0060】図6に示されるように、適切な手段10
1、102、103、104が、前記4つの光ファイバ
回線部分110、120、130、140から出力され
る前記4つの光信号1、2、3、4の偏光状態を制御
し、必要ならばこれを変更する。
As shown in FIG.
1, 102, 103, and 104 control the polarization state of the four optical signals 1, 2, 3, and 4 output from the four optical fiber line sections 110, 120, 130, and 140, if necessary. To change.

【0061】望ましい実施の形態において、前記4つの
信号1、2、3、4の偏光状態を制御し必要ならばこれ
を変更する前記手段101、102、103、104
は、4つの偏光コントローラからなり、このコントロー
ラは更に、例えば4対の光ファイバ偏光回転子(rot
ator)からなっている。望ましくは、各対の偏光回
転子は、例えば、光ファイバ・コイルが巻付けられる適
切な直径の金属および(または)プラスチックから作ら
れた2つのディスクからなっている。前記巻線は、前記
信号1、2、3、4の伝搬方向に光ファイバの直角面内
の複屈折を生じる。前記コイルの直径サイズを適切に選
定することにより、光ファイバ線の一巻きでλ/4面
を、2巻きでλ/2面を生じることが可能である。前記
手段101、102、103、104を用いてλ/2面と
λ/4面の回転により任意の偏光状態を得ることができ
るならば、4つの信号1、2、3、4のそれぞれの偏光状態
を高い精度で調整することが可能である。
In a preferred embodiment, said means 101, 102, 103, 104 for controlling the polarization state of said four signals 1, 2, 3, 4 and changing them if necessary.
Consists of four polarization controllers, which further comprise, for example, four pairs of fiber optic polarization rotators (rot
ator). Desirably, each pair of polarization rotators comprises, for example, two disks made of a suitable diameter metal and / or plastic on which the fiber optic coil is wound. The windings produce birefringence in the orthogonal plane of the optical fiber in the direction of propagation of the signals 1,2,3,4. By appropriately selecting the diameter size of the coil, it is possible to generate a λ / 4 surface with one turn of the optical fiber wire and a λ / 2 surface with two turns. If an arbitrary polarization state can be obtained by rotating the λ / 2 plane and the λ / 4 plane using the means 101, 102, 103, and 104, the polarization of each of the four signals 1, 2, 3, and 4 is obtained. It is possible to adjust the state with high accuracy.

【0062】前記信号1、2、3、4の偏光状態を制御
し、随時これを変更することができる前記手段101、
102、103、104の下流側に配置されるコリメー
ション手段5は、導波伝搬時の光ファイバ回線部分と、
第1のスイッチング・モジュール2000と第2のスイ
ッチング・モジュール4000が配置される自由空間
(約20cm)における部分との間の境界として働く。
The means 101, which can control the polarization state of the signals 1, 2, 3, 4 and change it at any time,
The collimating means 5 disposed downstream of 102, 103, and 104 comprises:
Serves as a boundary between the first switching module 2000 and the portion in free space (about 20 cm) where the second switching module 4000 is located.

【0063】前記手段5は、導波伝搬時の前記4つのデ
ィジタル光信号1、2、3、4を自由空間における4つ
のディジタル光信号111、112、113、114へ
変換することができる。更に、前記手段5は、自由空間
における全部分に対する前記ディジタル光信号111、
112、113、114をコリメートすることができ、
これら信号を並列にかつ前記第1の光スイッチング・モ
ジュール2000および第2の光スイッチング・モジュ
ール4000の横寸法内に保持することができる。
The means 5 can convert the four digital optical signals 1, 2, 3, and 4 during guided wave propagation into four digital optical signals 111, 112, 113, and 114 in free space. Furthermore, said means 5 comprises said digital optical signal 111, for all parts in free space.
112, 113, 114 can be collimated,
These signals can be kept in parallel and within the lateral dimensions of the first optical switching module 2000 and the second optical switching module 4000.

【0064】図2に示されるように、前記偏光状態を制
御し必要ならばこれを変更することができる前記手段1
01、102、103、104からの出力における4つ
の光ファイバ11、12、13、14は、実質的に最小
寸法を持つ直線的形状に配置される。このような直線的
形状は、前記4つの光ファイバ11、12、13、14
からプラスチック・クラッド(plastic cla
dding)を除去して、これによりクラッドが除かれ
た光ファイバをガラス・マウント上に相互に接近して接
着することにより得ることができる。
As shown in FIG. 2, the means 1 can control the polarization state and change it if necessary.
The four optical fibers 11, 12, 13, 14 at the output from 01, 102, 103, 104 are arranged in a linear shape with substantially minimum dimensions. Such a linear shape corresponds to the four optical fibers 11, 12, 13, and 14.
From plastic clad
dding) and thereby the clad stripped optical fibers can be obtained by gluing them close together on a glass mount.

【0065】単一モードの光ファイバの1550nmの
クラッドの外径が約125μmであるから、このように
形成される光ファイバ1000のアレイの全体寸法は、
約500μmである。従って、前記セット1000から
の出力における最も外側の信号1および4間の間隔は、
約375μmである。
Since the outer diameter of the 1550 nm cladding of a single mode optical fiber is about 125 μm, the overall dimensions of the array of optical fibers 1000 thus formed is:
It is about 500 μm. Thus, the spacing between the outermost signals 1 and 4 at the output from the set 1000 is
It is about 375 μm.

【0066】例えば0.25に相当するピッチを持つグ
リン(grin)タイプ・レンズ1001が、前記アレ
イ1000から出力される4つのディジタル光信号11
1、112、113、114をコリメートする。グリン
・レンズ(grin lens)1001の機能は、従
来のレンズにおける如き側面の曲率ではなく屈折率の半
径方向の変化に基く。前記グリン・レンズ1001は、
前記アレイ1000の前記光ファイバ11、12、1
3、14の直後に配置することができることにより、前
記信号111、112、113、114が過剰に発散す
る前に前記アレイ1000から出力される信号111、
112、113、114の全てを集めることを可能にす
るため、従来のレンズより望ましい。
For example, a grin type lens 1001 having a pitch corresponding to 0.25 is used to generate four digital optical signals 11 output from the array 1000.
1, 112, 113 and 114 are collimated. The function of the grin lens 1001 is based on a radial change in the refractive index rather than on the lateral curvature as in conventional lenses. The green lens 1001 is:
The optical fibers 11, 12, 1 of the array 1000
3 and 14, so that the signals 111, 112, 113, 114 output from the array 1000 before the signals 111, 112, 113, 114 are excessively divergent.
It is more desirable than a conventional lens because it allows all of 112, 113, 114 to be collected.

【0067】図2に示された実施の形態においては、約
80nmの焦点を持つ凸レンズ1010が、前記グリン
・レンズ1001から約8cm離れて配置され、前記グ
リン・レンズ1001から出力される前記4つの信号1
11、112、113、114の発散を補正する。前記
グリン・レンズ1001に入力される前記4つの信号1
11、112、113、114は、実際に、前記グリン
・レンズ1001の軸に関して変移され、その結果、こ
のレンズから出力される時、最適なコリメーションを生
じるがかなりの発散を生じる。
In the embodiment shown in FIG. 2, a convex lens 1010 having a focal point of about 80 nm is arranged at a distance of about 8 cm from the green lens 1001, and the four lenses output from the green lens 1001. Signal 1
The divergence of 11, 112, 113 and 114 is corrected. The four signals 1 input to the green lens 1001
11, 112, 113, 114 are, in fact, displaced with respect to the axis of the Glin lens 1001, so that when output from this lens, they produce optimal collimation, but considerable divergence.

【0068】変更例によれば、先に述べたコリメーショ
ン手段5は、図10に関して次に述べるように、前記4
つのディジタル光信号1、2、3、4のそれぞれに対し
て1つずつ、1組のマイクロレンズを用いて生成するこ
とができる。
According to the modified example, the collimating means 5 described above can be used as described below with reference to FIG.
One digital light signal 1, 2, 3, 4 can be generated using a set of microlenses, one for each.

【0069】前記コリメーション手段5からの出力で
は、前記4つの信号111、112、113、114が
自由空間における全部分にわたり並列に実質的に良好に
コリメートされる。特に、信号111、114の最も外
側の2つの信号は約3.8mmだけ分けられる。
At the output from the collimating means 5, the four signals 111, 112, 113, 114 are substantially well collimated in parallel over the entire part of the free space. In particular, the two outermost signals of signals 111 and 114 are separated by about 3.8 mm.

【0070】図3に示されるように、前記第1の光スイ
ッチング・モジュール2000は、第1のインジウム・
ドープされたカドミウム・テルル単結晶(CdTe:I
n)200と第1の偏光アナライザ20とからなってい
る。
As shown in FIG. 3, the first optical switching module 2000 includes a first indium.
Cadmium telluride single crystal (CdTe: I
n) 200 and the first polarization analyzer 20.

【0071】約5×5×15mmの寸法を持つ前記第1
の単結晶200が、前記信号111、112、113、
114の入出力面と対応し電圧の印加のための電極が内
部に設けられた開口を設けたプレキシガラス・マウント
に配置される。
The first member having a size of about 5 × 5 × 15 mm
Of the signal 111, 112, 113,
Electrodes for applying a voltage corresponding to the input / output surface 114 are disposed on a plexiglass mount provided with an opening provided therein.

【0072】当該実施の形態において、信号は印加され
た電界に対して直角に伝搬される。
In this embodiment, the signal propagates at right angles to the applied electric field.

【0073】前記第1の偏光アナライザ20は、偏光分
割キューブからなることが望ましい。
The first polarization analyzer 20 is preferably composed of a polarization division cube.

【0074】前記第1の光スイッチング・モジュール2
000へ入力された前記光信号111、112、11
3、114の図3に示される偏光の状態は、前述のよう
に、偏光の状態を制御し、必要ならばこれを変更するこ
とが可能な前記手段101、102、103、104に
よって調整される。この調整は、前記光信号111、1
12、113、114が前記第1の単結晶200におい
て生じる複屈折軸に関して45°でリニア形態で偏光さ
れるように行われる。前記複屈折は、入射面10に直角
をなす偏光面が矢印100により示されるように得られ
るように、電気光学効果によって、90°の角度におけ
る前記信号111、112、113、114の偏光面1
0を回転させることが可能な前記第1の単結晶200へ
電圧を印加することにより誘起される。
The first optical switching module 2
000, the optical signals 111, 112, 11
The state of polarization shown in FIG. 3 at 3, 114 is adjusted by the means 101, 102, 103, 104, as described above, which can control the state of polarization and change it if necessary. . This adjustment is based on the optical signals 111, 1
It is done so that 12, 113, 114 are polarized in a linear form at 45 ° with respect to the birefringence axis occurring in the first single crystal 200. The birefringence is caused by the electro-optic effect such that the plane of polarization 1 of the signals 111, 112, 113, 114 at an angle of 90 ° is obtained such that a plane of polarization perpendicular to the plane of incidence 10 is obtained as indicated by arrow 100.
It is induced by applying a voltage to the first single crystal 200 capable of rotating 0.

【0075】図3aにおいて、前記第1の偏光アナライ
ザ20は、前記第1の単結晶200から出力される前記
信号111、112、113、114を遮蔽するように
配向される。かかる条件(オフ条件)では、前記第1の
光スイッチング・モジュール2000が閉路され、前記
信号111、112、113、114の透過を許容しな
い。
In FIG. 3a, the first polarization analyzer 20 is oriented to shield the signals 111, 112, 113, 114 output from the first single crystal 200. Under such a condition (off condition), the first optical switching module 2000 is closed and does not allow transmission of the signals 111, 112, 113, 114.

【0076】1064nm(CdTe:Inが光伝導ピ
ーク値を示す波長)の第1の光制御ビーム320で第1
の単結晶200を照射することにより、光で生じた搬送
波により生成される逆電界が、電気光学効果を禁じる。
その結果、前記第1の単結晶200においては、前記信
号111、112、113、114の偏光面10はこれ
以上回転されず、前記偏光アナライザ20が該信号を図
3bに示されるように通過させる(オン条件)。
The first light control beam 320 of 1064 nm (CdTe: In is a wavelength at which In shows a photoconductive peak value) is used for the first light control beam 320.
When the single crystal 200 is irradiated, the reverse electric field generated by the carrier wave generated by the light inhibits the electro-optic effect.
As a result, in the first single crystal 200, the polarization plane 10 of the signals 111, 112, 113, 114 is not further rotated, and the polarization analyzer 20 passes the signals as shown in FIG. 3b. (ON condition).

【0077】前記第1の単結晶200は、次の2つの応
答時間を特徴とする。即ち、 ─搬送波の光生成と逆電界の生成とに関する時間t
onと、 ─他方において、電荷の再形成と初期条件の回復のプロ
セスに関する時間tof fとである。
The first single crystal 200 is characterized by the following two response times. The time t associated with the generation of the carrier light and the generation of the reverse electric field.
on , on the other hand, the time t of f for the process of charge regeneration and recovery of the initial conditions.

【0078】実験により、充分に高い出力密度(pow
er density)(約105W/cm2)を有する
時、時間tonは、非常に早く(典型的に、数ns)、前
記第1の光制御パルス320の立上がり時間に正確に一
致する傾向があることが示された。一方、時間t
offは、著しく遅く(典型的に、数μ秒)、前記第1の
光制御パルス320の空間的分布と厳密に関連してい
る。その結果、前記第1の単結晶200のみでは、ナノ
秒単位の応答速度を持つ装置を生成することはできな
い。
Experiments have shown that a sufficiently high power density (pow
er density) (when having about 10 5 W / cm 2), the time t on is very fast (typically, a few ns), tendency that exactly matches the rise time of the first optical control pulse 320 It was shown that there is. On the other hand, time t
off is significantly slower (typically a few microseconds) and is closely related to the spatial distribution of the first light control pulse 320. As a result, a device having a response speed in the order of nanoseconds cannot be generated only by the first single crystal 200.

【0079】前記第1の単結晶200の重要な特徴は、
約1250nmより上の波長に対しては実質的にトラン
スパレントである(0.2cm-1より略々低い吸収係数
を持つ)という事実である。従って、本発明による光装
置は、第2および第3の窓における光通信システムにお
いて用いることができる。
The important features of the first single crystal 200 are as follows.
The fact is that for wavelengths above about 1250 nm, it is substantially transparent (having an absorption coefficient substantially lower than 0.2 cm -1 ). Therefore, the optical device according to the present invention can be used in an optical communication system in the second and third windows.

【0080】かかる第1の光スイッチング・モジュール
2000に関してなされる記述およびコメントは、第2
の単結晶400と第2の偏光アナライザ40とからなる
前記第2の光スイッチング・モジュール4000に対し
ても適用する。
The description and comments made with respect to the first optical switching module 2000 are described in the second optical switching module 2000.
The present invention is also applicable to the second optical switching module 4000 including the single crystal 400 and the second polarization analyzer 40.

【0081】図4に示されるように、前記第1のスイッ
チング・モジュール2000と第2のスイッチング・モ
ジュール4000とは直列に構成され、偏光アナライザ
20、40の各々が交差され、これらアナライザは相互
に予め定めた時間だけ遅延される第1の光制御パルス3
20と第2の光制御パルス340とにより制御される。
As shown in FIG. 4, the first switching module 2000 and the second switching module 4000 are configured in series, and each of the polarization analyzers 20 and 40 is crossed, and these analyzers are mutually connected. First light control pulse 3 delayed by a predetermined time
20 and the second light control pulse 340.

【0082】最初、前記第1の単結晶200に入力され
る前記信号111、112、113、114の偏光面が
電気光学効果により回転され、前記単結晶から出力され
る時、前記信号111、112、113、114は前記
第1の偏光アナライザ20により遮蔽される(第1のモ
ジュールがオフ条件にある)。前記第1の光制御パルス
320の到達時に、前記第1の単結晶200の電気光学
効果が阻止される(第1のモジュールがオン条件にあ
る)。従って、前記信号111、112、113、11
4は、前記第1の偏光アナライザ20を通過して前記第
2の単結晶400へ進入し、ここで前記偏光面が電気光
学効果により90°の回転を生じる。前記第2の偏光ア
ナライザ40は前記第1の光スイッチング・モジュール
2000の第1の偏光アナライザ20に対して直角に配
向されるので、第2の光スイッチング・モジュール40
00のオフ条件が前記信号111、112、113、1
14をtonに相当する応答時間で透過させて、前記モジ
ュール2000、4000から射出する。前記光スイッ
チング・モジュールは、このような条件に留まり、即
ち、前記第1の単結晶200の全消勢時間toffだけ開
路する。
First, when the planes of polarization of the signals 111, 112, 113, and 114 input to the first single crystal 200 are rotated by the electro-optic effect and output from the single crystal, the signals 111 and 112 are output. , 113, 114 are shielded by the first polarization analyzer 20 (the first module is in the off condition). When the first light control pulse 320 arrives, the electro-optic effect of the first single crystal 200 is blocked (the first module is in the ON condition). Therefore, the signals 111, 112, 113, 11
4 passes through the first polarization analyzer 20 and enters the second single crystal 400, where the plane of polarization undergoes a 90 ° rotation due to the electro-optic effect. Since the second polarization analyzer 40 is oriented at right angles to the first polarization analyzer 20 of the first optical switching module 2000, the second optical switching module 40
00 is off when the signals 111, 112, 113, 1
14 are transmitted through a response time corresponding to t on and are emitted from the modules 2000 and 4000. The optical switching module remains in such a condition, that is, opens for the entire deenergization time t off of the first single crystal 200.

【0083】toffより小さな時間的系列における前記
第1および第2のモジュール2000および4000の
全開路時間を得るため、toffより小さな予め定めた時
間間隔tw後に、適切な導波手段30が前記第2の制御
パルス310を前記第2の単結晶400へ送る。第2の
光スイッチング・モジュール4000が次に付勢され
(第2のモジュールがオン条件にある)、前記信号11
1、112、113、114はこれ以上前記偏光面の回
転を生じず、このため応答時間toffを持つ前記第2の
偏光アナライザ40により遮断される。
[0083] To obtain a full open passage time of said at small temporal sequence than t off the first and second modules 2000 and 4000, a small predetermined time after interval t w than t off, suitable waveguide means 30 The second control pulse 310 is sent to the second single crystal 400. The second optical switching module 4000 is then energized (the second module is in an on condition) and the signal 11
1, 112, 113, 114 do not cause any further rotation of the plane of polarization and are therefore blocked by the second polarization analyzer 40 with a response time t off .

【0084】直列の前記第1の光スイッチング・モジュ
ール2000と第2の光スイッチング・モジュール40
00の全開路時間は、前記第1の光制御パルス320と
第2の光制御パルス310間の遅延twを選択すること
によって調整することができる。この遅延twは、典型
的に前記単結晶200および400の消勢時間toff
り大きくてはならない。更に、この遅延は、前記第1の
単結晶200が前記第1の光制御パルス320に応答す
ることを可能にするためtonより小さくてはならない。
The first optical switching module 2000 and the second optical switching module 40 in series
00 fully open passage time can be adjusted by selecting a delay t w between the first optical control pulse 320 second optical control pulse 310. This delay t w typically should not be greater than the quenching time t off of the single crystals 200 and 400. Further, this delay must not be less than t on to allow the first single crystal 200 to respond to the first light control pulse 320.

【0085】図3および図4において、前記光制御パル
ス320および310による前記単結晶200および4
00の照射が前記信号111、112、113、114
の伝搬方向と交差する場合が示されるが、図5は、前記
第1の光制御パルス320と第2の光制御パルス310
が前記信号111、112、113、114に関してコ
リニア状に前記単結晶200と400に到達する場合を
示している。
In FIGS. 3 and 4, the single crystals 200 and 4 by the light control pulses 320 and 310 are shown.
Irradiation of the signals 111, 112, 113, 114
FIG. 5 shows a case where the first light control pulse 320 and the second light control pulse 310 intersect with each other.
Indicate that the signals 111, 112, 113, and 114 arrive at the single crystals 200 and 400 in a collinear manner.

【0086】図5に示されるように、ダイクロイック・
ミラー50は、前記第1のモジュール2000と第2の
モジュール4000との間に配置され、該ミラーは前記
信号111、112、113、114の波長に対してト
ランスパレントであり、前記第1の光制御ビーム320
と第2の光制御ビーム310の波長は反射する。典型的
には、前記信号111、112、113、114の波長
は約1550nmであり、前記第1および第2の光制御
ビームの波長は約1064nmである。
As shown in FIG. 5, the dichroic
A mirror 50 disposed between the first module 2000 and the second module 4000, the mirror being transparent to the wavelengths of the signals 111, 112, 113, 114; Beam 320
And the wavelength of the second light control beam 310 is reflected. Typically, the wavelength of the signals 111, 112, 113, 114 is about 1550 nm and the wavelength of the first and second light control beams is about 1064 nm.

【0087】前記ディジタル光信号111、112、1
13、114の波長が前記第1の光制御パルス320と
第2の光制御パルス310の波長と実質的に同じである
図示されない場合には、前記ダイクロイック・ミラー5
0を、例えば前記ディジタル光信号111、112、1
13、114および前記第1の光制御ビーム320と第
2の光制御ビーム310の電力の略々半分を透過するこ
とができかつこれらの他の略々半分を反射することがで
きるビーム・スプリッタで置換することができる。
The digital optical signals 111, 112, 1
In the case where the wavelengths of the first and second light control pulses 320 and 310 are substantially the same as those of the first light control pulse 320 and the second light control pulse 310 (not shown), the dichroic mirror 5
0, for example, the digital optical signals 111, 112, 1
13, 114 and a beam splitter capable of transmitting substantially half of the power of the first light control beam 320 and the second light control beam 310 and reflecting the other approximately half thereof. Can be replaced.

【0088】前記ダイクロイック・ミラー50は、前記
光信号111、112、113、114および前記第1
の光制御ビーム320と第2の光制御ビーム310の伝
搬方向に関して45°の角度で実質的に傾斜している
(図5)。前記信号111、112、113、114の
方向に対して実質的に直角の方向からの前記第1の光制
御ビーム320は、前記ダイクロイック・ミラー50の
反射後に、前記信号111、112、113、114の
方向に対してコリニアであるが反対の方向に前記第1の
単結晶200に入射する(反対に伝搬する照射)。
The dichroic mirror 50 controls the optical signals 111, 112, 113, 114 and the first
The light control beam 320 and the second light control beam 310 are substantially inclined at an angle of 45 ° with respect to the propagation direction (FIG. 5). The first light control beam 320 from a direction substantially perpendicular to the direction of the signals 111, 112, 113, 114 is reflected by the dichroic mirror 50 after the signals 111, 112, 113, 114 Is incident on the first single crystal 200 in a direction that is collinear but opposite to the direction (irradiation propagating in the opposite direction).

【0089】更に、これも前記信号1、2、3、4の方
向に対して実質的に直角の方向からの前記第2の光制御
ビーム310は、前記ダイクロイック・ミラー50にお
ける反射後に、前記信号111、112、113、11
4に対してコリニアでありかつ同じである方向に前記第
2の単結晶400に入射する(同一伝搬照射)。
Furthermore, the second light control beam 310, also from a direction substantially perpendicular to the directions of the signals 1, 2, 3, 4, is reflected by the dichroic mirror 50 after the signal 111, 112, 113, 11
The second single crystal 400 is incident on the second single crystal 400 in the same direction as that of the second single crystal 4 (the same propagation irradiation).

【0090】反対方向の伝搬と同一方向の伝搬の両照射
モードは、スイッチングを得る目的に対しては等しく有
効である。
Both illumination modes, propagation in the opposite direction and propagation in the same direction, are equally effective for switching purposes.

【0091】図6に示されるように、約1064nmの
波長を有する前記第1および第2の光パルス制御ビーム
320および310は、Nd:YAG Q−スイッチド
・レーザ300により生成されることが望ましい。前記
パルスのFWHM期間は、約5nsである。前記レーザ
から出力される光制御ビーム3000は、ビーム・スプ
リッタ33により2つの等しい部分に分けられて、コア
径が約600μmである第1の多モード・パワー光ファ
イバ(multimode opricalpower
fibre)32および第2の多モード・パワー光フ
ァイバ31に結合される。前記第1および第2の光ファ
イバ32および31の長さは、前記第1および第2の光
パルス320および310が前記第1の単結晶200お
よび前記第2の単結晶400に異なる時間間隔で入射す
るように相互にそれぞれ異なっている。前記第1および
第2の光制御パルス320および310間の遅延t
wは、先に述べたように、前記第1および第2の直列の
光スイッチング・モジュール2000および4000の
全開路時間を決定する。
As shown in FIG. 6, the first and second optical pulse control beams 320 and 310 having a wavelength of about 1064 nm are preferably generated by a Nd: YAG Q-switched laser 300. . The FWHM period of the pulse is about 5 ns. The light control beam 3000 output from the laser is split into two equal parts by a beam splitter 33 and a first multimode optical power fiber having a core diameter of about 600 μm.
fiber 32) and a second multimode power optical fiber 31. The lengths of the first and second optical fibers 32 and 31 are such that the first and second light pulses 320 and 310 are applied to the first single crystal 200 and the second single crystal 400 at different time intervals. They are different from each other so as to be incident. The delay t between the first and second light control pulses 320 and 310
w determines the total open time of the first and second series of optical switching modules 2000 and 4000, as described above.

【0092】この場合、前記全開路時間はビット時間に
等しいが、2つの隣接部分間の間隔は変換されている一
連のビットの持続時間に等しくなり、図6に示される事
例においては、この時間はビット時間の4倍である。
In this case, the full open time is equal to the bit time, but the interval between two adjacent parts is equal to the duration of the series of bits being transformed, which in the case shown in FIG. Is four times the bit time.

【0093】30mmの焦点を持つ2つの平凸レンズ1
5および25は、前記単結晶200および400に入射
するビームの直径が約7mmとなるように、前記第1お
よび第2の光ファイバ32および31から出力される前
記第1および第2の光制御ビーム320および310を
コリメートする。このように、前記第1および第2の光
制御ビーム320および310は、約5×5mmである
前記単結晶200および400の入力面を完全に照射す
る。更に、前記平凸レンズ15および25は、前記第1
および第2の光制御ビーム320および310が約45
°の角度で前記ダイクロイック・ミラー50に入射する
ように、自由空間においてこれら光制御ビームを導
く。。
Two plano-convex lenses 1 having a focal point of 30 mm
The first and second optical control elements 5 and 25 output from the first and second optical fibers 32 and 31 so that the diameter of the beam incident on the single crystals 200 and 400 is about 7 mm. The beams 320 and 310 are collimated. Thus, the first and second light control beams 320 and 310 completely illuminate the input surfaces of the single crystals 200 and 400, which are approximately 5 × 5 mm. Further, the plano-convex lenses 15 and 25 are provided with the first
And the second light control beams 320 and 310 are approximately 45
The light control beams are directed in free space so as to be incident on the dichroic mirror 50 at an angle of °. .

【0094】図示された実施の形態では、前記単結晶2
00および400に入射する前記第1および第2の光制
御パルス320および310のエネルギは、約1mJで
ある。この程度のエネルギでは、前記単結晶200およ
び400の時間tonは、(約3nsの)前記第1および
第2の制御パルスの立上がり時間(最大強さ値の約10
%から約90%まで増加するのにパルスが要する時間に
対応する)と同じである。
In the illustrated embodiment, the single crystal 2
The energy of the first and second light control pulses 320 and 310 incident on 00 and 400 is about 1 mJ. At this level of energy, the times t on of the single crystals 200 and 400 are equal to the rise times of the first and second control pulses (about 3 ns) (about 10 minutes of the maximum intensity value).
% Corresponding to the time required for the pulse to increase from about 90% to about 90%).

【0095】CdTe:In単結晶の場合は、前記第1
および第2のスイッチング・モジュール2000および
4000を直列に切換えさせるために、前記第1および
第2の光制御パルス320および310のエネルギが3
50μJに等しいかこれより大きければよいことが実験
において観察された。
In the case of CdTe: In single crystal, the first
The first and second light control pulses 320 and 310 have an energy of 3 to switch the second and second switching modules 2000 and 4000 in series.
It has been observed in experiments that it should be greater than or equal to 50 μJ.

【0096】前記空間的像7dを形成する第1および第
2の光スイッチング・モジュール2000および400
0から出力される4ビットは、自由空間において並列に
以降の処理動作を生じる用意がある。
First and second optical switching modules 2000 and 400 forming said spatial image 7d
The four bits output from 0 are ready to produce subsequent processing operations in parallel in free space.

【0097】以降の前記処理動作は、4ビットの前記空
間的像7dの1ビットを除去する手段7000、71、
72、73、74と前記空間的像7dへ1ビットを挿入
する手段81、82、83、84、80、8とを用いて
行われる。
[0097] The subsequent processing operation includes means 7000, 71, for removing one bit of the 4-bit spatial image 7d.
72, 73, 74 and means 81, 82, 83, 84, 80, 8 for inserting one bit into the spatial image 7d.

【0098】特に、図1は、第3のビットが除去され第
2のビットが挿入される代替例を示している。
In particular, FIG. 1 shows an alternative where the third bit is removed and the second bit is inserted.

【0099】前記空間的像7dの第3のビットを除去す
る前記手段は、前記コリメーション手段5の下流側およ
び前記第1および第2の光スイッチング・モジュール2
000および4000の上流側に配置された第3の光ス
イッチング・モジュール7000と、4つの光除去信号
71、72、73、74の第3の信号73を供給する手
段(図示せず)とを含む。
The means for removing the third bit of the spatial image 7d comprises the downstream side of the collimating means 5 and the first and second optical switching modules 2
A third optical switching module 7000 located upstream of 000 and 4000, and means (not shown) for providing a third signal 73 of the four optical rejection signals 71, 72, 73, 74. .

【0100】前記第1の光スイッチング・モジュール2
000に関する記述およびコメントは、第3のインジウ
ム・ドープされたカドミウム・テルル単結晶(CdT
e:In)700と第3の偏光アナライザ70とを含む
前記第3の光スイッチング・モジュール7000にも適
用する。
The first optical switching module 2
000 is described in a third indium-doped cadmium tellurium single crystal (CdT
e: In) 700 and the third optical switching module 7000 including the third polarization analyzer 70.

【0101】図1に示された如き実施の形態では、前記
第3の偏光アナライザ70は、前記第3の除去信号7
1、72、73、74が存在しない(第3のモジュール
がオフ条件にある)時に前記第3の単結晶700から出
力される前記光信号111、112、113、114が
通過すること、および前記光除去信号71、72、7
3、74が前記第3の単結晶700を照射する時に前記
光信号を遮断することを許容する(第3のモジュールが
オン条件にある)ように配向される。
In the embodiment as shown in FIG. 1, the third polarization analyzer 70 outputs the third cancellation signal 7.
The optical signals 111, 112, 113, 114 output from the third single crystal 700 pass when 1, 72, 73, 74 are not present (the third module is in the off condition); and Light removal signals 71, 72, 7
3, 74 are oriented to allow the light signal to be interrupted when illuminating the third single crystal 700 (the third module is in an on condition).

【0102】除去される前記第3のビットに関する前記
第3のディジタル光信号113はこのように遮蔽され、
前記第3のディジタル光信号113が前記第3の光除去
信号73により伝搬される前記第3の単結晶700の領
域を照射する。
The third digital optical signal 113 for the third bit to be removed is thus shielded,
The third digital optical signal 113 illuminates an area of the third single crystal 700 that is propagated by the third optical removal signal 73.

【0103】CdTe:In単結晶が照射され、前記除
去信号71、72、73、74の電力密度が約0.5m
W/mm2より小さい場合には、前記除去信号71、7
2、73、74が前記第3のディジタル光信号113か
ら約0.5mm以上離れて置かれる時、前記空間的像7
dの前記第3のビットの除去が該空間的像7dの他のビ
ットに対応する他のディジタル光信号111、112、
114の伝搬を妨げないことが判った。
The CdTe: In single crystal is irradiated, and the power density of the removal signals 71, 72, 73, 74 is about 0.5 m.
If it is smaller than W / mm 2 , the removal signals 71, 7
When 2, 73, 74 are placed more than about 0.5 mm from the third digital optical signal 113, the spatial image 7
d removal of the third bit corresponds to other digital optical signals 111, 112,.
It was found that it did not hinder the propagation of 114.

【0104】前記第3の単結晶700の寸法、即ち、5
×5×15mmは、相互に少なくとも0.5mmの間隔
で前記光信号111、112、113、114を完全に
包含し得る如き寸法である。
The dimensions of the third single crystal 700, ie, 5
× 5 × 15 mm is a dimension such that the optical signals 111, 112, 113, 114 can be completely included at a distance of at least 0.5 mm from each other.

【0105】前記第3の光除去信号73は、約1064
nmの波長を持ち、ネオジミウムでドープされたファイ
バから作られたレーザ(図示せず)により生成され、連
続的信号を発する約810nmのレーザ・ダイオードに
よりポンプされる。
The third light removal signal 73 is approximately 1064
A laser (not shown) having a wavelength of nm and made from neodymium-doped fiber is pumped by an approximately 810 nm laser diode that emits a continuous signal.

【0106】望ましい実施の形態においては、4つのオ
ン/オフ・スイッチ(図示せず)が、前記空間的像7d
において除去されるビットに応じて、前記4つの光除去
信号71、72、73、74を選択する。前記オン/オ
フ・スイッチは、例えば共通の集積された電気光学変調
器を用いることにより電気的に、あるいは例えば先に述
べたものと類似する光スイッチング・モジュールを用い
ることにより光学的に制御することができる。
In a preferred embodiment, four on / off switches (not shown) are used to control the spatial image 7d.
The four light removal signals 71, 72, 73, and 74 are selected according to the bits removed in. The on / off switch is controlled electrically, for example by using a common integrated electro-optic modulator, or optically, for example by using an optical switching module similar to that described above. Can be.

【0107】前記除去信号71、72、73、74、お
よび前記空間的像7dの前記4つのビットに関する前記
信号111、112、113、114は、約1550n
mの第1の信号を約1064nmの第2の信号と組合わ
せるため、前述の前記コリメーション手段5前で4つの
2×2溶断結合器によってファイバで結合される。
The signals 111, 112, 113 and 114 relating to the four bits of the spatial image 7d are about 1550n.
In order to combine the first signal of m with the second signal of about 1064 nm, it is fiber coupled by means of four 2 × 2 fusing couplers before said collimating means 5 described above.

【0108】前記除去信号71、72、73、74がそ
れぞれ前記光信号111、112、113、114と同
じファイバ11、12、13、14から出力され、同じ
コリメーション・プロセスを受けるので、これら信号は
前記ディジタル光信号111、112、113、114
と完全に整合されて重なる。
The signals 71, 72, 73, and 74 are output from the same fibers 11, 12, 13, and 14 as the optical signals 111, 112, 113, and 114, respectively, and undergo the same collimation process. The digital optical signals 111, 112, 113, 114
Is perfectly aligned with and overlaps.

【0109】前記除去信号71、72、73、74およ
び前記ディジタル光信号111、112、113、11
4が前記コリメーション手段5の前で導波伝搬において
結合される図1に示される実施の形態では、前記第3の
光スイッチング・モジュール7000は、先に述べたよ
うに、前記コリメーション手段5の下流側に、かつ前記
第1および第2のスイッチング・モジュール2000お
よび4000の上流側に配置される。
The elimination signals 71, 72, 73, 74 and the digital optical signals 111, 112, 113, 11
In the embodiment shown in FIG. 1 in which the third optical switching module 7000 is coupled in a guided wave propagation before the collimating means 5, the third optical switching module 7000 is located downstream of the collimating means 5 as previously described. And upstream of the first and second switching modules 2000 and 4000.

【0110】前記除去信号71、72、73、74と前
記ディジタル光信号111、112、113、114と
の間の結合が異なる方法、例えば自由空間において行わ
れる別の実施の形態においては、前記第3のスイッチン
グ・モジュール7000もまた前記第1の光スイッチン
グ・モジュール2000および第2のスイッチング・モ
ジュール4000の下流側に配置することができ、この
時自由空間の任意の所与の部分点に前記除去信号71、
72、73、74を挿入することが可能である。かかる
2つの解決法は完全に等価である。
In another embodiment in which the coupling between the cancellation signals 71, 72, 73, 74 and the digital optical signals 111, 112, 113, 114 is performed in a different way, for example in a free space, 3 switching module 7000 may also be located downstream of the first optical switching module 2000 and the second switching module 4000, with the removal at any given sub-point in free space. Signal 71,
72, 73, 74 can be inserted. These two solutions are completely equivalent.

【0111】前記第3のモジュール700の下流側およ
び前記第1のモジュール2000の上流側に干渉フィル
タ(interfernce filter)(図示せ
ず)が配置され、該フィルタは前記ディジタル光信号1
11、112、113、114の約1550nmの波長
に対してトランスパレントであり、前記除去信号71、
72、73、74の約1064nmの波長を反射する。
前記干渉フィルタは、このように、前記第3の光スイッ
チング・モジュール7000に関する前記除去信号7
1、72、73、74、および前記第1の光スイッチン
グ・モジュール2000に関する前記反対方向に伝搬す
る第1の光制御ビーム320がこれらと関連しないモジ
ュールに達することを防止する。
An interference filter (not shown) is arranged downstream of the third module 700 and upstream of the first module 2000, and the interference filter (not shown)
11, 112, 113, 114, which are transparent to the wavelength of about 1550 nm,
The wavelengths of about 1064 nm of 72, 73 and 74 are reflected.
The interference filter is thus capable of providing the rejection signal 7 for the third optical switching module 7000.
1, 72, 73, 74 and the first counter-propagating first light control beam 320 for the first light switching module 2000 are prevented from reaching modules not associated therewith.

【0112】図1に示された光装置を用いて、RZフォ
ーマットにおける、当該装置に入力する約140Mビッ
ト/秒のビットの時間的系列「1111」の第2のビッ
トを除去する実験動作が行われた。図11において、前
記装置に入力される時間的系列「1111」(図11
a)と、適切な光検出器および約1GHzの通過帯域を
持つオシロスコープにより得られる装置から出力される
修正された時間的系列「1011」(図11b)とが報
告されている。
Using the optical device shown in FIG. 1, an experimental operation for removing the second bit of the temporal sequence “1111” of the bit of about 140 Mbit / sec input to the device in the RZ format is performed. Was done. In FIG. 11, a temporal sequence “1111” (FIG.
a) and a modified temporal sequence "1011" (FIG. 11b) output from a device obtained with an oscilloscope having a suitable photodetector and a passband of about 1 GHz.

【0113】第2のビットを前記空間的像7dに挿入す
る前記手段は、4つの挿入光信号81、82、83、8
4の第2の信号82を供給する装置(図示せず)と、前
記挿入信号81、82、83、84のコリメーションの
手段80と、ビーム・スプリッタ8とを含む。
The means for inserting the second bit into the spatial image 7d comprises four insertion optical signals 81, 82, 83, 8
4, a device (not shown) for supplying a second signal 82, means 80 for collimating the inserted signals 81, 82, 83, 84, and a beam splitter 8.

【0114】4つの光挿入信号81、82、83、84
の第2の信号82を供給する前記手段は、約1550n
mの波長と約1mWの対ファイバ出力電力とを持つ連続
信号を供給するレーザ・ダイオードDFB(図示せず)
を含むことが望ましい。
Four optical insertion signals 81, 82, 83, 84
Said means for providing a second signal 82 of about 1550n
A laser diode DFB (not shown) that provides a continuous signal with a wavelength of m and a fiber output power of about 1 mW
It is desirable to include

【0115】例えば、前記挿入信号81、82、83、
84の前記コリメーション手段80は、自由空間におい
て前記信号81、82、83、84をコリメートしてこ
れら信号を約45°の角度で前記ビーム・スプリッタ8
に入射し、その後前記ディジタル光信号111、11
2、113、114の各々に関する空間位置で伝搬され
るように、換言すれば、前記ディジタル光信号111、
112、113、114の1つと重なるようにこれら信
号を導く(guide)グリン・レンズを含む。
For example, the insertion signals 81, 82, 83,
The collimation means 80 of 84 collimates the signals 81, 82, 83, 84 in free space and converts these signals at an angle of about 45 ° to the beam splitter 8.
And then the digital optical signals 111 and 11
2, 113, 114, in other words, the digital optical signals 111,
A Glin lens that guides these signals to overlap one of 112, 113, 114 is included.

【0116】前記ビーム・スプリッタ8は、前記ディジ
タル光信号111、112、113、114と前記挿入
信号81、82、83、84との電力の略々半分を透過
し、前記信号の他の略々半分を反射することができる。
The beam splitter 8 transmits substantially half of the power of the digital optical signals 111, 112, 113, 114 and the insertion signals 81, 82, 83, 84, and transmits the other approximately signals. Half can be reflected.

【0117】前記第3の光スイッチング・モジュール7
000の下流側と前記第1の光スイッチング・モジュー
ル2000の上流側に配置された前記ビーム・スプリッ
タ8は、前記ディジタル光信号111、112、11
3、114の方向と前記挿入信号81、82、83、8
4の方向とに関して実質的に45°傾斜され、前記ディ
ジタル光信号111、112、113、114の方向は
前記挿入信号81、82、83、84の方向に対して実
質的に直角をなしている。
The third optical switching module 7
000 and the beam splitter 8 arranged on the upstream side of the first optical switching module 2000, the digital optical signals 111, 112, 11
3, 114 and the insertion signals 81, 82, 83, 8
4, and the direction of the digital optical signals 111, 112, 113, 114 is substantially perpendicular to the direction of the insertion signals 81, 82, 83, 84. .

【0118】例えば、先に述べたように、前記コリメー
ション手段5の上流側に配置された1対の偏光回転子の
如き手段(図示せず)が、印加される前記電圧により前
記第1および第2のスイッチング・モジュール2000
および4000において誘起される複屈折軸に関して線
形形態で45°に偏光されるように、前記第2の挿入信
号82の偏光状態を制御し、必要ならばこれを変更す
る。
For example, as described above, a means (not shown) such as a pair of polarization rotators disposed upstream of the collimating means 5 is operated by the applied voltage to generate the first and second signals. 2 switching modules 2000
And control the polarization state of the second insertion signal 82 to be polarized at 45 ° in a linear fashion with respect to the birefringence axis induced at 4000 and change it if necessary.

【0119】図1による実施の形態では、前記第1およ
び第2の光スイッチング・モジュール2000および4
000が、並列い自由空間において前記ディジタル光信
号111、112、113、114のそれぞれから予め
定めたビットを逐次選択する瞬間、およびその結果前記
スイッチング・モジュールが4ビットの前記時間的系列
7aを前記空間的像7dへ変換する瞬間に、前記空間的
像7dに対する前記第2のビットの非同期的な挿入が生
じる。その結果、前記挿入の同期は、前記4つのディジ
タル光信号111、112、113、114に関して直
列の前記第1および第2のスイッチング・モジュール2
000および4000の同期によって保証される。
In the embodiment according to FIG. 1, the first and second optical switching modules 2000 and 4
000 sequentially selects predetermined bits from each of said digital optical signals 111, 112, 113, 114 in parallel free space, and consequently said switching module converts said 4 bit temporal sequence 7a to At the moment of conversion to the spatial image 7d, an asynchronous insertion of the second bit into the spatial image 7d occurs. As a result, the synchronization of the insertion is synchronized with the first and second switching modules 2 in series with respect to the four digital optical signals 111, 112, 113, 114.
Guaranteed by synchronization of 000 and 4000.

【0120】別の実施の形態によれば、前記第2のビッ
トの挿入は、4つのビットの前記空間的像7dを構成す
る前記ディジタル光信号111、112、113、11
4の全てと同期して正しい空間的位置へ前記ビットを挿
入することにより実施することができる。しかし、後者
の実施の形態と比較して、図1に示された実施の形態
は、前記ディジタル光信号111、112、113、1
14と挿入される前記ビットとの間の調時を必要としな
い。更に、前記ビットの挿入のため、前記4つのビット
の時間的系列を4つのビットの前記空間的像7dへ変換
する直列の同じ第1および第2のスイッチング・モジュ
ール2000および4000を用いることが可能である
ので、図1に示された実施の形態は製造がはるかに簡単
である。
According to another embodiment, the insertion of the second bit is such that the digital optical signals 111, 112, 113, 11 constituting the spatial image 7d of four bits.
4 can be implemented by inserting the bits into the correct spatial location synchronously with all four. However, in comparison with the latter embodiment, the embodiment shown in FIG. 1 has the digital optical signals 111, 112, 113, 1
There is no need for timing between 14 and the inserted bits. Furthermore, for the insertion of the bits, it is possible to use the same first and second switching modules 2000 and 4000 in series which convert the temporal sequence of the four bits into the spatial image 7d of four bits. Therefore, the embodiment shown in FIG. 1 is much simpler to manufacture.

【0121】前記第2の挿入ビットの持続時間は、前記
第1および第2のスイッチング・モジュール2000お
よび4000の合計開路時間に等しくなる。装置から出
力される処理されるディジタル光信号900の4ビット
の時間的系列7eへの前記空間的像7dの以後の変換に
おける前記4ビットの空間的重なりを防止するために、
前記持続時間は、ビット時間に等しいかあるいはこれよ
り短くなることが望ましい。
The duration of the second insertion bit is equal to the total open time of the first and second switching modules 2000 and 4000. In order to prevent the spatial overlap of the 4 bits in the subsequent conversion of the spatial image 7d into a 4 bit temporal sequence 7e of the processed digital optical signal 900 output from the device,
Preferably, the duration is equal to or shorter than the bit time.

【0122】第2のビットの前記挿入手段もまた、前記
空間的像7dに挿入されるビットに応じて、前記挿入信
号81、82、83、84を遮蔽するかあるいは透過す
ることが可能な4つのオン/オフ・スイッチ(図示せ
ず)のシステムを含むことが望ましい。前記オン/オフ
・スイッチは、例えば、一般的な集積型電気光学変調器
を用いることにより電気的に、あるいは前に示したもの
に類似する光学的スイッチング・デバイスを用いて光学
的に制御することができる。
The inserting means for the second bit is also capable of shielding or transmitting the inserted signals 81, 82, 83 and 84 according to the bit inserted in the spatial image 7d. It is desirable to include a system of two on / off switches (not shown). The on / off switch may be controlled electrically, for example by using a common integrated electro-optic modulator, or optically using an optical switching device similar to that shown above. Can be.

【0123】図1に示された光装置により、装置へ入力
されるビットの時間的系列「1101」における第3ビ
ットのRZフォーマットおよび略々140Mビット/秒
における非同期的挿入について実験的動作が行われた。
図12において、適切な光検出器および約1GHzの通
過帯域を持つオシロスコープにより得られる、装置へ入
力される時間的系列「1101」(図12a)および装
置から出力される修正された時間的系列「1111」
(図12b)の記録が報告されている。
The optical device shown in FIG. 1 performs an experimental operation on the RZ format of the third bit in the time sequence “1101” of the bit input to the device and the asynchronous insertion at approximately 140 Mbit / sec. Was done.
In FIG. 12, the temporal sequence "1101" (FIG. 12a) input to the device and the modified temporal sequence "output from the device" obtained by an oscilloscope having a suitable photodetector and a passband of about 1 GHz. 1111 "
The record of (FIG. 12b) is reported.

【0124】ここで検討中の場合、第3の挿入ビットが
他のビットより下位であり広いことが判った。その比較
的狭い振幅は、第3ビットの挿入がビーム・スプリッタ
8後で光増幅器から出力されるディジタル光信号の電力
より低い電力(約1mW)を持ち、ビーム・スプリッタ
8後で第3ビットに関する空間的位置に対する第3の光
挿入信号の不充分な整合にもよるそれぞれ約1.5mW
の電力を持つ連続レーザ信号により行われたという事実
による。他方では、他のビットと比較して第3の挿入ビ
ットのより大きな幅は、前記第1および第2の光スイッ
チング・モジュール2000および4000の合計開路
時間である約3nsの立上がり時間を持ち、前記光制御
ビーム320および310が約140Mビット/秒にお
けるRZフォーマットのビットの物理的持続時間より大
きかったという事実による。
In this case, it has been found that the third insertion bit is lower and wider than the other bits. The relatively narrow amplitude is such that the insertion of the third bit has a lower power (about 1 mW) than the power of the digital optical signal output from the optical amplifier after the beam splitter 8 and the third bit after the beam splitter 8 About 1.5 mW each due to poor matching of the third optical insertion signal to the spatial position
Due to the fact that it was performed by a continuous laser signal with a power of On the other hand, the greater width of the third insertion bit compared to the other bits has a rise time of about 3 ns, which is the total open time of the first and second optical switching modules 2000 and 4000, and Due to the fact that the light control beams 320 and 310 were larger than the physical duration of the bits in RZ format at about 140 Mbit / s.

【0125】それにも拘わらず、これらの欠陥は明らか
に、第3ビットに関する空間的位置に対して光挿入信号
を正しく整合する連続的な1.5mWのレーザ信号を用
いることにより、かつ前記第1および第2の光スイッチ
ング・モジュール2000および4000の合計開路時
間がビットの物理的持続時間に等しいような立上がり時
間を持つ制御ビームを用いることによって補正すること
ができる。
Nevertheless, these deficiencies are clearly due to the use of a continuous 1.5 mW laser signal that correctly aligns the optical insertion signal with respect to the spatial position with respect to the third bit, and that the first And the total open circuit time of the second optical switching modules 2000 and 4000 can be corrected by using a control beam having a rise time equal to the physical duration of the bit.

【0126】図1に示された実施の形態は、前記空間的
像7dの前記4ビットの形態を変更する手段をも含み得
る。
The embodiment shown in FIG. 1 may also include means for changing the form of the four bits of the spatial image 7d.

【0127】前記手段は、前記空間的像7dの前記「ノ
ン・リターン・ツー・ゼロ(NRZ)」コード化ビット
を「リターン・ツー・ゼロ(RZ)」コード化ビットへ
変換する。
The means converts the “non-return-to-zero (NRZ)” coded bits of the spatial image 7d into “return-to-zero (RZ)” coded bits.

【0128】望ましい実施の形態によれば、前記手段は
1ビットに対応する前記ディジタル光信号111、11
2、113、114の物理的持続時間と、ビット時間と
の間の比(デューティ・サイクル)を半減する。このよ
うに、NRZフォーマットでは前記比が約1であるの
で、前記手段は約0.5の比を得ることを可能にする。
According to a preferred embodiment, said means comprises said digital optical signals 111, 11 corresponding to one bit.
The ratio (duty cycle) between the physical duration of 2, 113, 114 and the bit time is halved. Thus, in the NRZ format, since the ratio is about 1, the means make it possible to obtain a ratio of about 0.5.

【0129】前記半減は、前記第1および第2の光スイ
ッチング・モジュール2000および4000の合計開
路時間を直列にビット時間の約半分に等しい時間だけ開
路状態を維持するように、調整することによって行われ
る。
The halving is accomplished by adjusting the total open time of the first and second optical switching modules 2000 and 4000 in series to remain open for a time equal to about half the bit time. Will be

【0130】このように前記合計開路時間を調整するこ
とにより、前記第1および第2の光スイッチング・モジ
ュール2000および4000が、前記空間的像7dへ
の前記4ビットの時間的系列7aの前記変換と、前記空
間的像7dの前記ビットのデューティ・サイクルの修正
との両方を実施することができる。
By adjusting the total open time in this way, the first and second optical switching modules 2000 and 4000 allow the conversion of the 4-bit temporal sequence 7a into the spatial image 7d. And modifying the duty cycle of the bits of the spatial image 7d.

【0131】総開路時間の決定は、この決定が選択され
たビットがとる形態を決定するので、非常に慎重に行わ
れねばならない。そのため、先に述べたように、第1お
よび第2の光制御ビーム320および310の立上がり
時間(図示された実施の形態において約3ns)と同じ
である、直列の前記第1および第2の光スイッチング・
モジュール2000および4000の開路および閉路中
の合計応答時間、即ちtonを考慮することが必要であ
る。
The determination of the total open time must be done very carefully, as this determination determines the form that the selected bit will take. Thus, as mentioned above, the first and second light in series are the same as the rise times of the first and second light control beams 320 and 310 (about 3 ns in the illustrated embodiment). Switching
It is necessary to consider the total response time during opening and closing of modules 2000 and 4000, ie, t on .

【0132】従って、図1に示した実施の形態の前記第
1および第2の光スイッチング・モジュール2000お
よび4000は、約6nsより短い合計時間だけ開路し
たままであり得ない。
Thus, the first and second optical switching modules 2000 and 4000 of the embodiment shown in FIG. 1 cannot remain open for a total time of less than about 6 ns.

【0133】従って、前記変換は、例えば時間的系列7
aの場合に、70Mビット/秒のビット・レートで実施
可能であり、従ってこのビット・レートは、直列の前記
第1および第2の光スイッチング・モジュール2000
および4000の約7.14nsの合計開路時間を必要
とする。
Therefore, the conversion is performed, for example, on the temporal sequence 7
a, can be implemented at a bit rate of 70 Mbit / s, and this bit rate can therefore be reduced by the first and second optical switching modules 2000 in series.
And 4000 requires a total open circuit time of about 7.14 ns.

【0134】前記合計開路時間は、直列の前記第1およ
び第2の光スイッチング・モジュール2000および4
000の開閉中の合計応答時間tonを考慮に入れるよう
に前記第1および第2の光ファイバ32および31の長
さを変更することによって調整可能である。
The total open circuit time is determined by the first and second optical switching modules 2000 and 4 in series.
000 can be adjusted by changing the length of the first and second optical fibers 32 and 31 to take into account the total response time t on during opening and closing of the 000.

【0135】例えば、先に述べた70Mビット/秒のビ
ット・レートの場合、前記第1および第2の光スイッチ
ング・モジュール2000および4000の約7.14
nsの合計開路時間を得るために、前記第1および第2
の光制御パルス320および321が約4nsの遅延で
前記第1および第2の光スイッチング・モジュール20
00および4000に入射するように、前記第1および
第2の光ファイバ32および31の長さが選択される。
この遅延は、前記第1の光ファイバ32に関して約80
cmだけ前記第2の光ファイバ31を長くすることによ
って得られる。
For example, in the case of the bit rate of 70 Mbit / s described above, about 7.14 of the first and second optical switching modules 2000 and 4000 are used.
ns, to obtain a total open time of ns.
Of the first and second optical switching modules 20 with a delay of about 4 ns.
The lengths of the first and second optical fibers 32 and 31 are selected to be incident on 00 and 4000.
This delay is about 80 for the first optical fiber 32.
It is obtained by lengthening the second optical fiber 31 by cm.

【0136】このような場合、約0.5のデューティ・
サイクルを持つ4つの対応するRZコード化ビットへ
の、約70Mビット/秒およびコード化されたNRZで
装置に入力される4つのビット「1111」の時間的系
列の変換の操作が、実験において実施された。図13に
おいて、NRZコード化された入力時間的系列「111
1」(図13a)および装置から出力された対応時間的
系列(図13b)について、約1GHzの通過帯域を持
つ適切な光検出器およびオシロスコープにより得られた
記録が報告されている。
In such a case, the duty ratio of about 0.5
The operation of transforming the temporal sequence of four bits "1111" input to the device at about 70 Mbit / s and coded NRZ to four corresponding RZ coded bits with cycles was performed in the experiment. Was done. In FIG. 13, the NRZ-coded input temporal sequence “111”
For "1" (FIG. 13a) and the corresponding temporal sequence output from the device (FIG. 13b), recordings obtained with a suitable photodetector and oscilloscope with a passband of about 1 GHz are reported.

【0137】図1に示された装置は、前記空間的像7d
への前記ビットの時間的系列7aの変換と前記第2のビ
ットの挿入ならびに前記空間的像7dの前記ビットの形
態の修正の両方に対して、同じ光スイッチング・モジュ
ール2000および4000を使用することを可能にす
る。従って、このことは、自由空間における並列の光学
的構造の全ての能力からの恩恵である非常に簡単かつコ
ンパクトなアーキテクチャを持つ装置の生成を可能にす
る。
[0137] The device shown in FIG.
Using the same optical switching modules 2000 and 4000 for both the conversion of the temporal sequence 7a of bits into the second bit and the insertion of the second bits and the modification of the form of the bits of the spatial image 7d Enable. Thus, this allows the creation of a device with a very simple and compact architecture that benefits from the full power of parallel optical structures in free space.

【0138】図1に示されるように、出力手段は、必要
ならば処理される前記4ビットの空間的像7dを処理さ
れたディジタル光出力信号900の時間的系列7eへ変
換する。
As shown in FIG. 1, the output means converts the 4-bit spatial image 7d to be processed, if necessary, into a temporal sequence 7e of a processed digital optical output signal 900.

【0139】前記第2の出力手段は、前記回線910、
920、930、940から出力される前記ビットを前
記処理されたディジタル光出力信号900へ伝達するた
め、4つの光ファイバ回線(部分)910、920、9
30、940および結合器90において前記4ビットを
自由空間で集束する光手段9を含む。
The second output means is connected to the line 910,
Four optical fiber lines (portions) 910, 920, 9 for transmitting the bits output from 920, 930, 940 to the processed digital optical output signal 900.
The optical means 9 focuses the four bits in free space at 30, 940 and combiner 90.

【0140】図2に示されるように、前記空間的像の前
記4ビットを集束する前記光手段9は、前記コリメーシ
ョン手段5に関して対称構造を持つことが望ましい。先
に述べたように、前記光手段9は、第1のレンズ901
0の焦点面に配置されたグリン・レンズ9001の入力
面において前記第1および第2の光スイッチング・モジ
ュール2000および4000から出力される、前記4
ビットに対応する自由空間において前記ディジタル光信
号111、112、113、114を集束するための約
80mmの焦点を持つ前記第1のレンズ9010を含
む。
As shown in FIG. 2, it is desirable that the light means 9 for focusing the four bits of the spatial image has a symmetrical structure with respect to the collimation means 5. As described above, the light means 9 is provided with the first lens 901.
The 4th output from the first and second optical switching modules 2000 and 4000 at the input plane of the green lens 9001 located at the 0 focal plane.
It includes said first lens 9010 having a focal point of about 80 mm for focusing said digital optical signals 111, 112, 113, 114 in free space corresponding to bits.

【0141】前記グリン・レンズ9001から出てくる
前記ディジタル光信号111、112、113、114
は、高い集束度を有し、このため、前記コリメーション
手段5について先に述べたものと類似する線形形状で配
列された前記4つの光ファイバ回線910、920、9
30、940により導波伝搬において容易に導波され
る。
The digital optical signals 111, 112, 113, 114 coming out of the green lens 9001
Has a high degree of convergence, so that the four optical fiber lines 910, 920, 9 arranged in a linear shape similar to that described above for the collimating means 5
The waveguides 30 and 940 facilitate the guided wave propagation.

【0142】このような線形形状は、非常に高い精度で
容易に再現することができる。前記ファイバ・アレイ1
000および9000が形成されねばならない精度は、
約1500nmにおいて約9μmである単一モードのフ
ァイバのコア径に依存する。従って、出力アレイ900
0の光ファイバ回線910、920、930、940の
1つが入力アレイ1000において対応するファイバ1
1、12、13あるいは14に関して前記寸法より大き
い量だけずれているならば、前記ファイバにおいて伝搬
されるビットは不正確に結合され、その結果このビット
の1つに関する情報は失われ得る。
Such a linear shape can be easily reproduced with very high accuracy. The fiber array 1
The precision with which 000 and 9000 must be formed is
It depends on the core diameter of the single mode fiber, which is about 9 μm at about 1500 nm. Therefore, the output array 900
0 of one of the optical fiber lines 910, 920, 930, 940 corresponds to the fiber 1
If it is offset by more than the dimension with respect to 1, 12, 13 or 14, the bits propagated in the fiber will be incorrectly combined, so that information about one of these bits may be lost.

【0143】図2に示される如き線形形状の精度は、も
っぱら、約1μmより小さい公差で約125μmであ
る、1550nmの単一モードのファイバのクラッドの
最大径による。このことが、前記第2のディジタル光信
号111、112、113、114のファイバにおける
最適な結合を保証する。
The accuracy of the linear shape as shown in FIG. 2 is solely due to the maximum diameter of the cladding of a 1550 nm single mode fiber, which is about 125 μm with a tolerance of less than about 1 μm. This ensures optimal coupling of the second digital optical signal 111, 112, 113, 114 in the fiber.

【0144】変更例によれば、装置へ入力される前記4
つの光ファイバ11、12、13、14と装置から出力
される光ファイバ回線910、920、930、940
とは、8つのディジタル光信号の場合、図10に示され
るものと類似する2次元形状に配置することができる。
According to the modified example, the above-mentioned 4 input to the device is performed.
Optical fibers 11, 12, 13, 14 and optical fiber lines 910, 920, 930, 940 output from the device.
Means that in the case of eight digital optical signals, they can be arranged in a two-dimensional shape similar to that shown in FIG.

【0145】異なる長さの前記4つの光ファイバ回線9
10、920、930、940は、前記第2の空間的像
7dの前記第2の4ビットを、相互に、約140Mビッ
ト/秒において約7.12nsであるビット時間の数倍
の量だけ遅延させる。即ち、前記光ファイバ回線91
0、920、930、940の長さは、約7.12ns
の遅延を操作するのに必要な長さである約1.428m
の数倍の量だけ相互に異なる。
The four optical fiber lines 9 of different lengths
10, 920, 930, 940 delay the second four bits of the second spatial image 7d from each other by an amount several times the bit time which is about 7.12 ns at about 140 Mbit / s. Let it. That is, the optical fiber line 91
The length of 0, 920, 930, 940 is about 7.12 ns
Approximately 1.428m, which is the length needed to handle the delay of
Differ from each other by several times the amount of

【0146】前記4ビットの出力時間的系列を構成する
ため、本発明による装置に対して入力される前記時間的
系列7aに関して処理されることが必要ならば、前記4
ビットは入力ビットに関して逆に遅延される。例えば、
ビット時間の3倍だけ入力において遅延される最初のビ
ットは出力においては遅延されないが、入力において遅
延されない第4のビットは出力において前記ビット時間
の3倍だけ遅延される。
If it is necessary to process the temporal sequence 7a input to the device according to the present invention, to construct the 4-bit output temporal sequence,
The bits are delayed back with respect to the input bits. For example,
The first bit that is delayed at the input by three times the bit time is not delayed at the output, but the fourth bit that is not delayed at the input is delayed at the output by three times the bit time.

【0147】その結果、最初のビットが取出されるファ
イバ部分910は延長されず、第2のビットに対応する
ファイバ部分920は1.428mだけ延長され、第3
のビットに対応するファイバ部分930は2.856m
だけ延長され、第4のビットに対応する部分は4.28
4mだけ延長される。
As a result, the fiber portion 910 from which the first bit is extracted is not extended, and the fiber portion 920 corresponding to the second bit is extended by 1.428 m, and the third
The fiber portion 930 corresponding to the bits of 2.856 m
And the part corresponding to the fourth bit is 4.28
It is extended by 4m.

【0148】前記光ファイバ回線910、920、93
0、940はまた、大きすぎる曲率による損失を生じる
ことを避けるため充分に大きな直径を持つリールへ巻付
けられる。
The optical fiber lines 910, 920, 93
0,940 is also wound onto a reel having a diameter large enough to avoid causing losses due to too large a curvature.

【0149】前記4×1結合器90は、単一の光ファイ
バ990において、おそらくは前記入力時間的系列7a
に関して処理されるビットの前記時間的系列7eを含む
前記ディジタル光出力信号900を得るように、前記光
ファイバ回線910、920、930、940から出た
前記4ビットを伝達する。
The 4 × 1 coupler 90 is connected to a single optical fiber 990, possibly to the input temporal sequence 7a.
Convey the four bits emerging from the fiber optic lines 910, 920, 930, 940 to obtain the digital optical output signal 900 including the temporal sequence 7e of bits processed with respect to.

【0150】前記グリン・レンズ9001の上流側にお
いて、前記4ビットに対応する前記ディジタル光信号1
11、112、113、114の約1550nmの波長
に対してトランスパレントであり、かつ前記第2の同時
に伝搬する光制御ビーム310の約1064nmの波長
を反射する異なるフィルタ(図示せず)が配置されるこ
とが望ましい。このように、前記フィルタは、前記第2
の光制御ビーム310がファイバにおいて結合され前記
空間的像の前記4ビットと重なり合うことを阻止する。
On the upstream side of the green lens 9001, the digital optical signal 1 corresponding to the 4 bits
A different filter (not shown) is disposed that is transparent to the wavelength of about 1550 nm of 11, 112, 113, 114 and reflects the wavelength of about 1064 nm of the second co-propagating light control beam 310. It is desirable. In this way, the filter is configured to
Optical control beam 310 is coupled in the fiber to prevent overlapping with the four bits of the spatial image.

【0151】別の実施の形態によれば、前記光ファイバ
回線910、920、930、940は、前記空間的像
7dの前記4ビットの持続時間、従ってビット・レート
を変化させるため、前記4ビットのディジタル光信号1
11、112、113、114をビット時間より長いか
短い時間の数倍の量だけ相互に遅延させることもでき
る。
According to another embodiment, the fiber optic lines 910, 920, 930, 940 are used to change the duration of the four bits of the spatial image 7d, and hence the bit rate, to change the bit rate. Digital optical signal 1
11, 112, 113, 114 can be delayed from each other by an amount several times longer or shorter than the bit time.

【0152】更に、前記光ファイバ回線910、92
0、930、940の寸法は、要求される新たなビット
時間に応じて調整することができる。
Further, the optical fiber lines 910, 92
The dimensions of 0, 930, 940 can be adjusted according to the required new bit time.

【0153】例えば、約7.14nsのビット時間から
約9.64nsの時間へ増加するためには、寸法が約1
40Mビット/秒で動作するのに適する50cmの倍数
の光ファイバ片が前記光ファイバ回線910、920、
930、940へ追加される。従って、再構成される前
記時間的系列7eの第4のビットに対応する回線940
は、約150cm(50cm×3)だけ延長され、従っ
て、約4.284mから約5.748mに増加され、第
3のビットに対応する回線は約100cmだけ延長され
て約2.856mから約3.856mに増加され、第2
のビットに対応する回線は約50cmだけ延長され、こ
れを約1.428mから約1.928mに増加し、最初
のビットに対応する回線は遅延を追加する必要がない。
For example, to increase from a bit time of about 7.14 ns to a time of about 9.64 ns, a dimension of about 1
A multiple of 50 cm of fiber optic pieces suitable for operation at 40 Mbit / s are provided on the fiber optic lines 910, 920,
930 and 940. Thus, the line 940 corresponding to the fourth bit of the temporal sequence 7e to be reconstructed
Is extended by about 150 cm (50 cm × 3), and thus is increased from about 4.284 m to about 5.748 m, and the line corresponding to the third bit is extended by about 100 cm and from about 2.856 m to about 3 .856m, the second
The line corresponding to the first bit is extended by about 50 cm, increasing this from about 1.428 m to about 1.928 m, and the line corresponding to the first bit does not need to add any delay.

【0154】本発明による装置から出力される前記時間
的系列7eは、この場合、入力時におけるビット・レー
トより小さい約103.7Mビット/秒(約9.64n
sの新たなビット時間の逆数)のビット・レートを持
つ。
The temporal sequence 7e output from the device according to the invention is in this case approximately 103.7 Mbits / sec (approximately 9.64n) smaller than the bit rate at the input.
s (the reciprocal of the new bit time of s).

【0155】このような場合、ビット実験的の持続時間
を、約7.14nsから4ビットのRZフォーマットに
おける時間的系列「1111」の場合における約9.6
4nへ、かつ装置の入力中約0.5のデューティ・サイ
クルで変更するため実験的動作が行われた。
In such a case, the duration of the bit experiment may be from about 7.14 ns to about 9.6 in the case of the temporal sequence "1111" in the 4-bit RZ format.
Experimental operation was performed to change to 4n and at a duty cycle of about 0.5 during the input of the device.

【0156】図14は、約140Mビット/秒で装置へ
入力される時間的系列(図14a)および約103.7
Mビット/秒で装置から出力される対応する時間的系列
(図14b)に対する記録を示し、この記録は約1GH
zの通過帯域を持つ適切な光検出器およびオシロスコー
プにより得られた。装置から出力されたビット時間の持
続時間が変更されたが、ビットの物理的持続時間は変更
されずに留まり、従って装置から出力されたビットのデ
ューティ・サイクルは(約0.37)減じた。
FIG. 14 shows the temporal sequence (FIG. 14a) input to the device at about 140 Mbit / s and about 103.7.
FIG. 14 shows a record for a corresponding temporal sequence output from the device at M bits / sec (FIG. 14b), which record is approximately 1 GH
Obtained with a suitable photodetector and oscilloscope with a passband of z. The duration of the bit time output from the device was changed, but the physical duration of the bit remained unchanged, and thus the duty cycle of the bit output from the device was reduced (about 0.37).

【0157】他の実験は、前記空間的像7dの前記ビッ
トのビット・レートを連続的に変更することができるよ
うに、前記光ファイバ回線910、920、930、9
40の長さを連続的に変更する可能性を示した。
Other experiments have shown that the fiber optic lines 910, 920, 930, 9 so that the bit rate of the bits of the spatial image 7d can be changed continuously.
The possibility of continuously changing the length of 40 was shown.

【0158】このことは光ファイバの弾力性により実施
可能であり、光ファイバは弾性条件において少なくとも
約4%だけ延長することができる。
This can be done by the elasticity of the optical fiber, which can be extended by at least about 4% in elastic conditions.

【0159】10mの光ファイバが転動される例えば2
列のプリーと、電気パルス・モータとからなる光ファイ
バを延長することが可能な装置によって、光ファイバ回
線910、920、930、940は約40cmも延長
することができ、これにより前記空間的像7dの前記ビ
ット間に最大約2nsの余分な遅延を生じる。前記光フ
ァイバ回線910、920、930、940(最初のビ
ットに対応する回線910は余分な遅延を生じる必要が
ない)に関して直列に配置されるかかる形式の3つの装
置を用いることによって、4ビット・ワードのビット時
間を約2/3ns以下の量だけ延長することが可能であ
る(このように、第4のビットに対応する最大遅延は約
2nsとなる)。この量は、低いビット・レートではそ
れほど大きくないが、高いビット・レートでは顕著なも
のとなる。実際に、約1nsのビット時間(約1Gビッ
ト/秒のビット・レートに等しい)の場合には、前記装
置でビット時間を約1.67ms(約600Mビット/
秒のビット・レートに等しい)まで連続的に延長するこ
とが可能である。
A 10 m optical fiber is rolled, for example, 2
By means of a device capable of extending the optical fiber consisting of a train of pulleys and an electric pulse motor, the optical fiber lines 910, 920, 930, 940 can be extended as much as about 40 cm, whereby the spatial image There is an extra delay of up to about 2 ns between the 7d bits. By using three devices of this type placed in series with respect to the fiber optic lines 910, 920, 930, 940 (the line 910 corresponding to the first bit need not introduce extra delay), a 4-bit It is possible to extend the bit time of the word by no more than about 2/3 ns (thus, the maximum delay corresponding to the fourth bit is about 2 ns). This amount is not significant at low bit rates, but becomes significant at high bit rates. Indeed, for a bit time of about 1 ns (equivalent to a bit rate of about 1 Gbit / s), the device can increase the bit time to about 1.67 ms (about 600 Mbit / s).
(Equivalent to a bit rate of seconds).

【0160】望ましい実施の形態において、本発明によ
る装置は代数演算の実行手段をも含む(図8)。
In a preferred embodiment, the device according to the invention also comprises means for performing algebraic operations (FIG. 8).

【0161】この場合、例えば、第4のCdTe:In
の単結晶1200が、4ビットの前記時間的系列7aを
前記空間的像7dへ変換することができる前記手段(第
1および第2の光スイッチング・モジュール2000、
4000)からの出力側に配置され、図8において矢印
により示される前記空間的像7dの前記4ビットに対応
する前記4つのディジタル光信号111、112、11
3、114の偏光状態を光学的に制御することによっ
て、かかるCdTe:In単結晶1200が代数演算の
動作を可能にする。
In this case, for example, the fourth CdTe: In
Means (the first and second optical switching modules 2000, 2) capable of converting the 4-bit temporal sequence 7a into the spatial image 7d.
4000), and the four digital optical signals 111, 112, 11 corresponding to the four bits of the spatial image 7d indicated by arrows in FIG.
By optically controlling the polarization state of 3,114, such CdTe: In single crystal 1200 enables algebraic operation.

【0162】先に述べた第1の単結晶200に関して先
に述べた記述およびコメントはまた、前記第4の単結晶
1200に対しても適用する。
The above description and comments regarding the first single crystal 200 described above also apply to the fourth single crystal 1200.

【0163】実際に連続的な電圧Vpの作用下にあり、
かつ前記代数演算を可能にする第1の光ビームが存在し
ない時、前記第4の単結晶1200が、前記4つのディ
ジタル光信号111、112、113、114の偏光面
を約90°だけ回転させ、あるいは前記第1の可能化ビ
ームにより照射される時はこの偏光面を変化させないま
まである。
It is actually under the action of a continuous voltage V p ,
And when there is no first light beam that enables the algebraic operation, the fourth single crystal 1200 rotates the polarization plane of the four digital optical signals 111, 112, 113, 114 by about 90 °. Or when illuminated by the first enabling beam, this polarization plane remains unchanged.

【0164】第1の偏光分離器1210は、前記第4の
単結晶1200の下流側に配置される。前記第1の偏光
分離器1210は、前記代数演算を可能にする前記第1
の光ビームが存在しない時はこの分離器が前記4つのデ
ィジタル光信号111、112、113、114に対し
てトランスパレントであるように、かつ前記第1の可能
化ビームが前記第4の単結晶1200を照射する時はか
かるディジタル光信号を入射方向に対して実質的に直角
方向に偏向するように配向される。
The first polarization separator 1210 is arranged downstream of the fourth single crystal 1200. The first polarization splitter 1210 is capable of performing the algebraic operation.
When no light beam is present, the splitter is transparent to the four digital light signals 111, 112, 113, 114 and the first enabling beam is the fourth single crystal 1200. Is illuminated such that the digital optical signal is deflected substantially perpendicular to the direction of incidence.

【0165】このように、図8に示されるように、前記
光学的可能化ビームがない時、即ち、一切の動作が実行
される必要がない時、前記第4の単結晶1200から出
力された前記4つのディジタル光信号111、112、
113、114はその伝搬方向を継続する。一方で、前
記ディジタル光信号111、112、113、114
は、前記第1の可能化ビームが前記第4の単結晶120
0を照射する時、即ち、代数演算が実施されねばならな
い時、伝搬方向に実質的に直角の方向に偏向される。
Thus, as shown in FIG. 8, when there is no optically enabled beam, that is, when no operation needs to be performed, the output from the fourth single crystal 1200 is output. The four digital optical signals 111, 112,
113 and 114 continue their propagation direction. On the other hand, the digital optical signals 111, 112, 113, 114
Means that the first enabling beam is the fourth single crystal 120
When illuminating a zero, ie when an algebraic operation has to be performed, it is deflected in a direction substantially perpendicular to the direction of propagation.

【0166】第5の単結晶1400は、実施される演算
により前記第1の偏光分離器1210により偏向される
前記ディジタル光信号111、112、113、114
を伝達する。
The fifth single crystal 1400 divides the digital optical signals 111, 112, 113, 114 which are deflected by the first polarization separator 1210 by the operation to be performed.
To communicate.

【0167】この第5の単結晶1400もまた、実際に
連続的電圧Vpの作用下で、前記代数演算を可能化する
第2の光ビームが存在しない時は、前記4つのディジタ
ル光信号111、112、113、114の偏光面を約
90°だけ回転させ、前記第2の可能化ビームにより照
射される時は偏光面を変化しないままにする。
The fifth single crystal 1400 is also actually under the action of the continuous voltage V p when there is no second light beam enabling the algebraic operation, the four digital light signals 111 , 112, 113, 114 by about 90 °, leaving the plane of polarization unchanged when illuminated by the second enabling beam.

【0168】前記第5の単結晶1400の下流側に、第
2の偏光分離器1230が配置されて、前記第2の可能
化ビーム(enabling beam)が存在しない
時は前記第4のディジタル光信号111、112、11
3、114に対してトランスパレントであるように、か
つ前記第2の可能化ビームが前記第5の単結晶1400
を照射する時は入射方向に対して実質的に直角の方向に
偏向させるように配向される。
Downstream of the fifth single crystal 1400, a second polarization splitter 1230 is disposed, and when the second enabling beam does not exist, the fourth digital optical signal is output. 111, 112, 11
3, 114 and the second enabling beam is the fifth single crystal 1400
Is oriented so as to be deflected in a direction substantially perpendicular to the incident direction.

【0169】従って、図8による実施の形態において
は、前記第2の可能化ビームが存在しない時、第1のミ
ラー1410および第2のミラー1420が前記第2の
偏光分離器1230から出力された前記ディジタル光信
号111、112、113、114を反射してこれらデ
ィジタル光信号を50/50ビーム・スプリッタ115
0へ導き、4ビットの前記空間的像7dを左へ偏向させ
ることにより図8における77で表わされるように2の
乗算を実行する。一方、前記第2の可能化ビームが前記
第5の単結晶1400を照射する時は、第3のミラー1
430が前記第2の偏光分離器1230から出力される
前記ディジタル光信号111、112、113、114
を第3の偏光分離器1220へ導くため反射する。前記
第3の偏光分離器1220は更に、前記ディジタル光信
号111、112、113、114を前記50/50ビ
ーム・スプリッタ1150に対して導き、前記第4の空
間的像7dを右へ偏向させることにより図8に777に
より示されるように2の除算を実行する。
Thus, in the embodiment according to FIG. 8, when the second enabling beam is not present, the first mirror 1410 and the second mirror 1420 are output from the second polarization splitter 1230. The digital optical signals 111, 112, 113 and 114 are reflected and these digital optical signals are reflected by a 50/50 beam splitter 115.
Performing a 2 multiplication as represented by 77 in FIG. 8 by leading to 0 and deflecting the 4-bit spatial image 7d to the left. On the other hand, when the second enabling beam illuminates the fifth single crystal 1400, the third mirror 1
430 is the digital optical signal 111, 112, 113, 114 output from the second polarization splitter 1230.
Is reflected to the third polarization splitter 1220. The third polarization separator 1220 further directs the digital optical signals 111, 112, 113, 114 to the 50/50 beam splitter 1150 to deflect the fourth spatial image 7d to the right. Performs the division by two as indicated by 777 in FIG.

【0170】処理後に、先に述べたように、出力におい
て前記空間的像7dが、処理されたディジタル光信号9
00のビットの時間的系列7eへ再変換される。
After processing, as described above, the spatial image 7d at the output is converted to the processed digital optical signal 9d.
It is reconverted into a temporal sequence 7e of 00 bits.

【0171】別の実施の形態では、本発明による装置
は、8つの光ファイバ11、12、13、14、15、
16、17、18から出力された8つのディジタル光信
号の例えば図10に示されるコリメーション手段5によ
って得られる円形の8ビットの空間的像について対称的
演算を実行する手段(図9)を含む。
In another embodiment, the device according to the invention comprises eight optical fibers 11, 12, 13, 14, 15,.
A means (FIG. 9) for performing a symmetric operation on a circular 8-bit spatial image obtained by the collimating means 5 shown in FIG. 10, for example, of the eight digital optical signals output from 16, 17, 18 is included.

【0172】無論、図示しない変更例によれば、前記対
称的演算は、例えば図2に示されるものと類似する線形
形状を持つビットの空間的像についても実行することが
できる。
Of course, according to a modification not shown, the symmetric operation can also be performed on a spatial image of bits having a linear shape similar to that shown in FIG. 2, for example.

【0173】前記コリメーション手段5は、8つのコリ
メータ48(図10a)の円形のセット47(図10
b)を含み、これにおいてはこの円形のセット47は例
えば約3.6mmの最大径を有し、当該コリメータ48
のそれぞれが約1mmの直径を有する。
The collimating means 5 comprises a circular set 47 (FIG. 10) of eight collimators 48 (FIG. 10a).
b), wherein the circular set 47 has a maximum diameter of, for example, about 3.6 mm and the collimator 48
Have a diameter of about 1 mm.

【0174】前記コリメータ48のそれぞれの一端部に
は、球形コリメーション・レンズ46が存在し、このレ
ンズの径は約600μmである。
At one end of each of the collimators 48, there is a spherical collimation lens 46 having a diameter of about 600 μm.

【0175】前記8つの光ファイバの各々と前記球形コ
リメーション・レンズ46の各々との間の結合は、外径
が1mmで内孔が126μm(1550nmの単一モー
ド光ファイバのクラッドの直径より1μm大きい)のガ
ラス毛管49と、端部における2つの広がった円錐部
(conical widened section)
とによって行われることが望ましい。前記2つの広がっ
た円錐部は、一端部において前記8つの光ファイバの1
つの挿入を助けることを許容し、他端部において前記球
形コリメーション・レンズ46の収容および接着を許容
する(図10a)。
The coupling between each of the eight optical fibers and each of the spherical collimation lenses 46 has an outer diameter of 1 mm and an inner hole of 126 μm (1 μm larger than the diameter of the cladding of a 1550 nm single mode optical fiber). ) And two wide conical sections at the ends.
It is desirable to be performed by: The two widened cones are connected at one end to one of the eight optical fibers.
At the other end to accommodate and adhere the spherical collimation lens 46 (FIG. 10a).

【0176】前記球形コリメーション・レンズ46の焦
点は、コリメーションの最適地点を決定する特別な措置
を必要とせずに前記8つの光ファイバが挿入され前記球
形レンズ46と接触状態に接着され得るように前記球面
上に置かれることが望ましい。
The focal point of the spherical collimating lens 46 is such that the eight optical fibers can be inserted and glued in contact with the spherical lens 46 without requiring special measures to determine the optimum point of collimation. It is desirable to be placed on a spherical surface.

【0177】このように形成された前記8つのコリメー
タ48は、次に、実質的に規則的にかつ対称的な形態を
得るように、一方が円形セット47の内側に他方がその
外側のそれぞれ予め定めた直径を持つ2つの金属管間の
円内に挿入される。
The eight collimators 48 thus formed are then pre-set, one inside the circular set 47 and the other outside, so as to obtain a substantially regular and symmetrical configuration. It is inserted into a circle between two metal tubes having a defined diameter.

【0178】この場合、8ビットの時間的系列を空間的
像に変換することが可能である適切な装置(図示せず)
の下流側に配置される第6の単結晶1300により、前
記対称的演算の実行が可能にされる。
In this case, a suitable device (not shown) capable of converting an 8-bit temporal sequence into a spatial image
The symmetric operation can be performed by the sixth single crystal 1300 arranged downstream of the first single crystal.

【0179】図9に示されるように、第6の単結晶13
00は、連続的な電圧Vpの作用下で、前記対称的演算
を可能にする光ビーム1500が存在しない時は前記8
つのディジタル光信号(前記8つのビットに対応する)
の偏光面を約90°だけ回転させ(図9において矢印に
より示される)、前記可能化ビーム1500により照射
される時は変更しないままにする。
As shown in FIG. 9, the sixth single crystal 13
00, under the action of a continuous voltage V p , said 8 when the light beam 1500 enabling said symmetric operation is not present.
Digital optical signals (corresponding to the 8 bits)
Is rotated by about 90 ° (indicated by the arrow in FIG. 9) and remains unchanged when illuminated by the enabling beam 1500.

【0180】前記第6のCdTe:In単結晶1300
の下流側には、第4の偏光分離器1310が配置され、
前記ディジタル光信号の偏光面が前記第6の単結晶13
00により約90°だけ回転される時、即ち、前記対称
的演算を可能にする前記ビーム1500が存在しない
時、前記8つのディジタル光信号に対してトランスパレ
ントであるように配向される。一方、前記偏光面が回転
されない時、即ち、前記可能化ビーム1500が前記第
6の単結晶1300を照射する時は、前記第4の偏光分
離器1310が前記ビームを入射方向に対して実質的に
直角の方向に偏向させる。
The sixth CdTe: In single crystal 1300
A fourth polarization separator 1310 is arranged on the downstream side of
The polarization plane of the digital optical signal is the sixth single crystal 13
When rotated by about 90 ° by 00, ie, when the beam 1500 that enables the symmetric operation is not present, it is oriented to be transparent to the eight digital optical signals. On the other hand, when the plane of polarization is not rotated, that is, when the enabling beam 1500 illuminates the sixth single crystal 1300, the fourth polarization separator 1310 substantially shifts the beam in the direction of incidence. In a direction perpendicular to

【0181】従って、前記対称的演算を可能にする前記
ビーム1500が存在しない時、前記8つの信号は変化
されない状態を継続する。他方、前記可能化ビーム15
00が前記第6の単結晶1300を照射する時、例えば
ビット形態軸に関して対称的な如き要求される対称的演
算(図9)を実行するように、λ/2プレート1390
と、プリズム1350と、λ/4プレート1370と、
ミラー1330とが、前記8ビットの円形像を処理す
る。
Thus, when the beam 1500 enabling the symmetric operation is absent, the eight signals remain unchanged. On the other hand, the enabling beam 15
When the 00 illuminates the sixth single crystal 1300, the λ / 2 plate 1390 performs a required symmetric operation (FIG. 9), eg, symmetric with respect to the bit form axis.
, A prism 1350, a λ / 4 plate 1370,
The mirror 1330 processes the 8-bit circular image.

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

【図1】本発明による光装置の第1の実施の形態を示す
図である。
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of an optical device according to the present invention.

【図2】図1に示された装置のコリメーションおよび集
束手段を示す図である。
FIG. 2 shows the collimation and focusing means of the device shown in FIG.

【図3】図1に示された装置の光スイッチング・モジュ
ールの動作を示す図である。
FIG. 3 illustrates the operation of the optical switching module of the device shown in FIG.

【図4】図1に示された装置の2個の光スイッチング・
モジュールの動作モードを示す図である。
FIG. 4 shows two optical switching devices of the device shown in FIG.
It is a figure showing the operation mode of a module.

【図5】図1に示された装置の2個の基本モジュール間
に介挿されたダイクロイック・ミラーの動作モードを示
す図である。
FIG. 5 shows an operating mode of a dichroic mirror inserted between two basic modules of the device shown in FIG.

【図6】図1に示された光装置の、nビットの時間的系
列を対応する空間的像へ変換可能な手段を示す図であ
る。
6 shows a means of the optical device shown in FIG. 1 capable of converting an n-bit temporal sequence into a corresponding spatial image.

【図7】図6に示された手段の論理動作を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing a logical operation of the means shown in FIG. 6;

【図8】光装置に挿入可能な本発明による代数演算実行
手段の実施の一形態を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an embodiment of an algebraic operation execution means according to the present invention which can be inserted into an optical device.

【図9】光装置に挿入可能な本発明による対称的演算実
行手段の実施の一形態を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an embodiment of a symmetric operation execution unit according to the present invention which can be inserted into an optical device.

【図10】本発明による光装置の8つのディジタル光信
号に対するコリメーション装置の実施の一形態を示す図
である。
FIG. 10 is a diagram showing an embodiment of a collimation device for eight digital optical signals of the optical device according to the present invention.

【図11】aは、図1に示された如き装置における1ビ
ットの除去操作後の入力における4ビット信号の図形表
示を示す図である。bは、図1に示された如き装置にお
ける1ビットの除去操作後の出力における4ビット信号
の図形表示を示す図である。
11a shows a graphical representation of a 4-bit signal at the input after a 1-bit removal operation in the device as shown in FIG. 1; FIG. 2b shows a graphical representation of a 4-bit signal in the output after the operation of removing one bit in the device as shown in FIG.

【図12】aは、図1に示された装置における1ビット
の挿入操作後の入力における4ビット信号の図形表示を
示す図である。bは、図1に示された装置における1ビ
ットの挿入操作後の出力における4ビット信号の図形表
示を示す図である。
12A is a diagram showing a graphic display of a 4-bit signal at the input after a 1-bit insertion operation in the device shown in FIG. 1; FIG. FIG. 2B is a diagram showing a graphic representation of a 4-bit signal in the output after the 1-bit insertion operation in the device shown in FIG.

【図13】aは、図1に示された装置における4ビット
の形態の修正操作後の入力における4ビット信号の図形
表示を示す図である。bは、図1に示された装置におけ
る4ビットの形態の修正操作後の出力における4ビット
信号の図形表示を示す図である。
13a is a diagram showing a graphical representation of a 4-bit signal at the input after a 4-bit modification operation in the device shown in FIG. 1; FIG. b is a diagram showing a graphical representation of a 4-bit signal in the output after the modification operation in the form of 4-bits in the device shown in FIG. 1;

【図14】aは、図1に示された装置における4ビット
のビット・レートの修正操作後の入力における4ビット
信号の図形表示を示す図である。bは、図1に示された
装置における4ビットのビット・レートの修正操作後の
出力における4ビット信号の図形表示を示す図である。
FIG. 14a shows a graphical representation of a 4-bit signal at the input after a 4-bit bit rate correction operation in the device shown in FIG. 1; FIG. 2b shows a graphical representation of a 4-bit signal at the output after a 4-bit bit rate correction operation in the device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2、3、4 時間的系列7のコピー 5 コリメーション手段 6 ディジタル光信号 7a、7b、7c、7e 時間的系列 7d 空間的像 8 ビーム・スプリッタ 9 光手段 10 偏光面 11、12、13、14 光ファイバ 15、16、17、18 平凸レンズ 20 第1の偏光アナライザ 25 平凸レンズ 31 第2の多重モード・パワー光ファイバ 32 第1の多重モード・パワー光ファイバ 33 ビーム・スプリッタ 40 第2の偏光アナライザ 46 球形コリメーション・レンズ 47 円形のセット 48 コリメータ 50 ダイクロイック・ミラー 60 レーザ 70 第3の偏光アナライザ 71、72、73、74 光除去信号 80 コリメーション手段 81、82、83、84 光挿入信号 90 4×1結合器 101、102、103、104 間隔調時回線 110、120、130、140 光ファイバ 111、112、113、114 ディジタル光信号 200 第1のインジウム・ドープされたカドミウム・
テルル単結晶(CdTe:In) 310 第2の光制御パルス 320 第1の光制御パルス 321 第2の光制御パルス 400 第2のインジウム・ドープされたカドミウム・
テルル単結晶(CdTe:In) 600 ワード発生器 700 偏光面回転要素 900 処理されたディジタル光信号 910、920、930、940 光ファイバ回線 1200 偏光面回転要素 1210、1220、1230、1230 トランスパ
レント手段 1310 トランスパレント手段 1330、1350 反射手段 1400 偏光面回転要素 1410、1420、1430 ミラー 1500 光ビーム 2000 第1の光スイッチング・モジュール 4000 第2の光スイッチング・モジュール 7000 第3の光スイッチング・モジュール
1, 2, 3, 4 Copy of temporal sequence 7 5 Collimating means 6 Digital optical signal 7a, 7b, 7c, 7e Temporal sequence 7d Spatial image 8 Beam splitter 9 Optical means 10 Polarization plane 11, 12, 13, Reference Signs List 14 optical fiber 15, 16, 17, 18 plano-convex lens 20 first polarization analyzer 25 plano-convex lens 31 second multi-mode power optical fiber 32 first multi-mode power optical fiber 33 beam splitter 40 second polarization Analyzer 46 Spherical collimation lens 47 Circular set 48 Collimator 50 Dichroic mirror 60 Laser 70 Third polarization analyzer 71, 72, 73, 74 Light removal signal 80 Collimation means 81, 82, 83, 84 Light insertion signal 90 4 × Between one coupler 101, 102, 103, 104 Triangulation time line 110, 120, 130, 140 Optical fiber 111, 112, 113, 114 Digital optical signal 200 First indium-doped cadmium
Tellurium single crystal (CdTe: In) 310 second light control pulse 320 first light control pulse 321 second light control pulse 400 second indium-doped cadmium
Tellurium single crystal (CdTe: In) 600 word generator 700 polarization plane rotation element 900 processed digital optical signal 910, 920, 930, 940 optical fiber line 1200 polarization plane rotation element 1210, 1220, 1230, 1230 transparent means 1310 transparent Means 1330, 1350 Reflecting means 1400 Polarization plane rotating element 1410, 1420, 1430 Mirror 1500 Light beam 2000 First light switching module 4000 Second light switching module 7000 Third light switching module

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591011856 Pirelli Cavi e Sist emi S.p.A (72)発明者 マリオ・マルティネリ イタリア共和国ミラノ,20097 スド・ド ナト・ミラネーゼ,ヴィア・アガディール 16ビ (72)発明者 ディエゴ・モッタレッラ イタリア共和国20146 ミラノ,ヴィア・ ドナティ 14 (72)発明者 ダヴィデ・ピッキニン イタリア共和国パヴィーア,27046 ス ド・ジュレッタ,ヴィア・カーセ・パラデ ィソ 1 ──────────────────────────────────────────────────の Continuation of front page (71) Applicant 591011856 Pirelli Cavies System e. p. A (72) Inventor Mario Martinelli Milan, Italy, 20097 Sud do Nato Milanese, Via Agadir 16 Bi (72) Inventor Diego Mottarrella Italy 20146 Via Donati, Milan, 2014 14 (72) Inventor David Pickinin Pavia, Italy, 27046 S. Giuletta, Via Case Paradiso 1

Claims (39)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ディジタル光信号を並列に自由空間にお
いて処理する光装置であって、 a)nビットの少なくとも1つの時間的系列(7a)を
含むディジタル光信号(6)の導波伝搬における入力手
段(60、600)と、 b)導波伝時において、前記ディジタル光信号(6)を
各々がnビットの少なくとも1つの時間的系列(7a)
を含むn個のディジタル光信号(1、2、3、4)のビ
ームへ変換することが可能な手段と、 c)導波伝搬において、各々がnビットの前記少なくと
も1つの時間的系列(7a)を含むn個のディジタル光
信号(1、2、3、4)の前記ビームを、自由空間にお
いてn個のディジタル光信号のビームへn個のディジタ
ル光信号(111、112、113、114)のビーム
へ変換することが可能な手段と、 d)nビットの少なくとも1つの時間的系列(7a)を
該少なくとも1つの時間的系列(7a)内に前に含まれ
たものと同じ情報を含む前記nビットの空間的像(7
d)へ変換するために、前記n個のディジタル光信号
(111、112、113、114)の各々のnビット
の前記少なくとも1つの時間的系列(7a)から予め選
択されたビットを並列に自由空間において選択すること
が可能な手段と、を含む光装置において、 e)前記nビットの前記空間的像(7d)の少なくとも
1ビットを並列に自由空間において修正することが可能
であり、少なくとも1ビットを除去することが可能な手
段と、1ビットを挿入することが可能な手段と、少なく
とも1ビットの形態を修正することが可能な手段と、を
含むグループにより選択される光手段と、 f)nビットの前記空間的像(7d)の前記少なくとも
1ビットの出力手段とを更に備えることを特徴とする光
装置。
1. An optical device for processing digital optical signals in free space in parallel, comprising: a) an input in guided propagation of a digital optical signal (6) comprising at least one temporal sequence (7a) of n bits. Means (60, 600); and b) at least one temporal sequence (7a) of said digital optical signal (6) each of n bits during guided propagation.
Means for converting into a beam of n digital optical signals (1, 2, 3, 4) comprising: c) in guided propagation said at least one temporal sequence (7a) each of n bits ) Into n beams of digital optical signals (111, 112, 113, 114) into beams of n digital optical signals in free space. D) comprising at least one temporal sequence (7a) of n bits comprising the same information as previously contained in said at least one temporal sequence (7a). The n-bit spatial image (7
d) converting preselected bits from said at least one temporal sequence (7a) of n bits of each of said n digital optical signals (111, 112, 113, 114) in parallel for conversion to d) Means that are selectable in space; e) at least one bit of said spatial image (7d) of n bits can be modified in free space in parallel, at least 1 Optical means selected by a group comprising: means capable of removing bits; means capable of inserting one bit; means capable of modifying the form of at least one bit; f. An output device for the at least one bit of the spatial image (7d) of n bits.
【請求項2】 nビットの前記少なくとも1つの時間的
系列(7a)を前記少なくとも1つの時間的系列(7
a)内に前に含まれたものと同じ情報を含む前記nビッ
トの空間的像(7d)へ変換するために、前記n個のデ
ィジタル光信号(111、112、113、114)の
各々のnビットの前記少なくとも1つの時間的系列(7
a)から予め選択されたビットを並列に自由空間におい
て選択することが可能な前記光装置が、 a)第1の光スイッチング・モジュール(2000)
と、 b)前記第1の光スイッチング・モジュール(200
0)に関して直列に配置された第2の光スイッチング・
モジュール(4000)と、 c)前記第1の光スイッチング・モジュール2000
と、それぞれの第2の光スイッチング・モジュール40
00とに対して、相互間に予め定めた時間間隔を有する
少なくとも1対の第1および第2の光制御パルス・ビー
ム(320、320)を供給する手段と、 d)前記少なくとも1対の第1および第2の光制御パル
ス・ビーム(320、321)を、前記n個のディジタ
ル光信号(111、112、113、114)の伝搬方
向に関してコリニア・モードで導くことが可能なダイク
ロイック・ミラー(50)と、 e)予め確立された角度で前記ダイクロイック・ミラー
(50)に入射するように、前記少なくとも1対の第1
および第2の光制御パルス・ビーム(320、310を
自由空間において導くコリメーション手段(15、2
5)と、を備えることを特徴とする請求項1記載の光装
置。
2. The method according to claim 1, wherein the at least one temporal sequence (7a) of n bits is converted to the at least one temporal sequence (7a).
a) each of said n digital optical signals (111, 112, 113, 114) for conversion to said n-bit spatial image (7d) containing the same information previously contained in a) the at least one temporal sequence of n bits (7
a) said optical device capable of selecting preselected bits in parallel in free space from a): a) a first optical switching module (2000);
B) said first optical switching module (200);
0) a second optical switching element arranged in series with respect to
A module (4000); c) said first optical switching module 2000;
And each second optical switching module 40
Means for providing at least one pair of first and second light control pulse beams (320, 320) having a predetermined time interval between each other; d) said at least one pair of first and second light control pulse beams. A dichroic mirror () capable of guiding the first and second optical control pulse beams (320, 321) in a collinear mode with respect to the propagation direction of the n digital optical signals (111, 112, 113, 114) E) the at least one pair of first dichroic mirrors so as to be incident on the dichroic mirror at a pre-established angle.
And a second light control pulse beam (320, 310) for directing collimation means (15, 2
The optical device according to claim 1, further comprising: (5).
【請求項3】 前記第1および第2の光スイッチング・
モジュールが、自由空間における前記n個のディジタル
光信号(111、112、113、114)の偏光面
を、前記少なくとも1対の第1および第2の光制御パル
ス・ビーム(320、310)の作用下で予め定めた角
度だけ回転させることが可能な第1の要素200と、そ
れぞれ第2の要素400とを含み、かつそれぞれ予め定
めた偏光面に沿って、前記第1の要素(200)と、そ
れぞれ第2の要素(400)とから出力される前記n個
のディジタル光信号(111、112、113、11
4)を濾波することが可能な第1および第2の偏光アナ
ライザ(20、40)を含むことを特徴とする請求項2
記載の光装置。
3. The first and second optical switching devices.
A module modifies the plane of polarization of the n digital optical signals (111, 112, 113, 114) in free space with the action of the at least one pair of first and second light control pulse beams (320, 310). A first element 200 that can be rotated by a predetermined angle below, and a second element 400 each, and along the respective predetermined plane of polarization, the first element (200) and , And the n digital optical signals (111, 112, 113, 11) output from the second element (400), respectively.
3. The method according to claim 2, further comprising first and second polarization analyzers (20, 40) capable of filtering (4).
An optical device as described.
【請求項4】 前記第1および第2の要素(200、4
00)が、第1および第2のインジウム・ドープされた
カドミウム・テルル(CdTe:In)単結晶からなる
ことを特徴とする請求項3記載の光装置。
4. The first and second elements (200, 4).
4. An optical device according to claim 3, wherein (00) comprises first and second indium-doped cadmium tellurium (CdTe: In) single crystals.
【請求項5】 前記第1および第2の偏光アナライザ
(20、40)が相互に実質的に直角に配向されること
を特徴とする請求項3または4のいずれかに記載の光装
置。
5. An optical device according to claim 3, wherein the first and second polarization analyzers (20, 40) are oriented substantially at right angles to each other.
【請求項6】 前記出力手段が、導波伝搬手段におい
て、自由空間でnビットの前記空間的像(7d)を導く
ことが可能な光集束手段(9)を含むことを特徴とする
請求項1ないし5のいずれか一つに記載の光装置。
6. The output means comprises a light focusing means (9) capable of guiding the n-bit spatial image (7d) in free space in the waveguide propagation means. The optical device according to any one of 1 to 5.
【請求項7】 前記出力手段が、予め定めた時間間隔で
前記空間的像(7d)の前記nビットを間隔調時するこ
とが可能なn本の回線(910、920、930、94
0)を含むことを特徴とする請求項1ないし6のいずれ
か一つに記載の光装置。
7. The n output lines (910, 920, 930, 94) capable of timing the n bits of the spatial image (7d) at predetermined time intervals.
The optical device according to any one of claims 1 to 6, wherein the optical device includes (0).
【請求項8】 前記出力手段が、前記nビットを間隔調
時され導波伝搬においてnビットの少なくとも1つの時
間的系列(7e)を含む処理されたディジタル光信号
(900)へ伝達することが可能な手段(90)をも含
むことを特徴とする請求項7記載の光装置。
8. An output means for transmitting said n bits to a processed digital optical signal (900) comprising at least one time sequence (7e) of n bits in a timed and guided wave propagation. Optical device according to claim 7, characterized in that it also comprises possible means (90).
【請求項9】 nビットの前記空間的像(7d)の前記
少なくとも1ビットの前記除去手段が、第3の光スイッ
チング・モジュール(7000)と少なくとも1つの光
除去信号(71、72、73、74)を供給する手段と
を含むことを特徴とする請求項1ないし8のいずれか一
つに記載の光装置。
9. The n-bit spatial image (7d), wherein the at least one bit of the removing means comprises a third optical switching module (7000) and at least one optical removing signal (71, 72, 73, The optical device according to any one of claims 1 to 8, further comprising means for supplying (74).
【請求項10】 前記第3の光スイッチング・モジュー
ルが、n個の間隔調時回線(110、120、130、
140)とコリメーション手段5とから出力される前記
n個のディジタル光信号(111、112、113、1
14)の少なくとも1つの偏光面を、少なくとも1つの
光除去信号(71、72、73、74)の作用下で予め
定めた角度だけ回転させることが可能な要素(700)
を含むこと、および前記第3の光スイッチング・モジュ
ールが、予め定めた偏光面に沿って、前記要素(70
0)から出力される前記n個のディジタル光信号(11
1、112、113、114)を濾波することが可能な
偏光アナライザ(70)をも含むことを特徴とする請求
項9記載の光装置。
10. The system of claim 3, wherein the third optical switching module comprises n number of timed lines (110, 120, 130,
140) and the n digital optical signals (111, 112, 113, 1
An element (700) capable of rotating at least one polarization plane of (14) by a predetermined angle under the action of at least one light removal signal (71, 72, 73, 74);
And the third optical switching module is configured to move the element (70) along a predetermined plane of polarization.
0) output from the n digital optical signals (11
10. Optical device according to claim 9, further comprising a polarization analyzer (70) capable of filtering (1, 112, 113, 114).
【請求項11】 前記要素(700)が、インジウム・
ドープされたカドミウム・テルル(CdTe:In)単
結晶からなることを特徴とする請求項10記載の光装
置。
11. The method according to claim 11, wherein said element (700) is indium.
The optical device according to claim 10, wherein the optical device is made of a doped cadmium tellurium (CdTe: In) single crystal.
【請求項12】 前記少なくとも1つの光除去信号(7
1、72、73、74)が、前記n個の間隔調時回線
(101、102、103、104)から出力される前
記n個のディジタル光信号(111、112、113、
114)のただ1つに対してコリニアでありかつこれと
重なり合うことを特徴とする請求項9ないし11のいず
れか一つに記載の光装置。
12. The at least one light removal signal (7)
1, 72, 73, 74) output the n digital optical signals (111, 112, 113,...) Output from the n interval timing lines (101, 102, 103, 104).
The optical device according to any one of claims 9 to 11, characterized in that it is collinear with and overlaps only one of the optical devices.
【請求項13】 nビットの前記空間的像(7d)の前
記少なくとも1ビットの前記光除去手段が、前記第3の
光スイッチング・モジュール(7000)の下流側に、
前記n個のディジタル光信号(111、112、11
3、114)の波長に対してトランスパレントでありか
つ前記少なくとも1つの光除去信号(71、72、7
3、74)の波長を反射することが可能な手段をも含む
ことを特徴とする請求項9ないし12のいずれか一つに
記載の光装置。
13. The light removal means of the at least one bit of the spatial image (7d) of n bits, downstream of the third optical switching module (7000),
The n digital optical signals (111, 112, 11)
3, 114) and transparent to the at least one light rejection signal (71, 72, 7).
13. The optical device according to claim 9, further comprising a unit capable of reflecting the wavelength of (3, 74).
【請求項14】 少なくとも1ビットをnビットの前記
空間的像(7d)に挿入することが可能な前記手段が、
少なくとも1つの光挿入信号(81、82、83、8
4)を前記第1および第2の光スイッチング・モジュー
ル(2000、4000)へ供給する手段を含むことを
特徴とする請求項1ないし13ノいずれか一つに記載の
光装置。
14. The means capable of inserting at least one bit into the n-bit spatial image (7d) comprises:
At least one optical insertion signal (81, 82, 83, 8
The optical device according to any one of claims 1 to 13, further comprising means for supplying (4) to the first and second optical switching modules (2000, 4000).
【請求項15】 前記少なくとも1つの光挿入信号(8
1、82、83、84)が、nビットの前記空間的像
(7d)を構成する光信号と同じ波長と電力とを有する
ことを特徴とする請求項14記載の光装置。
15. The at least one optical add signal (8)
15. The optical device according to claim 14, wherein (1, 82, 83, 84) has the same wavelength and power as the optical signal constituting the n-bit spatial image (7d).
【請求項16】 少なくとも1つの光挿入信号(81、
82、83、84)を供給する前記手段が、 ─前記n個のディジタル光信号(111、112、11
3、114)と前記少なくとも1つの光挿入信号(8
1、82、83、84)との電力の半分に対するトラン
スパレントであり、かつ ─前記電力の他の半分を反射することが可能である手段
(8)をも含むことを特徴とする請求項14または15
のいずれかに記載の光装置。
16. At least one optical insertion signal (81,
82, 83, 84): {the n digital optical signals (111, 112, 11);
3, 114) and the at least one optical insertion signal (8
15. The method as claimed in claim 14, further comprising means (8) that is transparent to half of the power with (1, 82, 83, 84) and is capable of reflecting the other half of the power. Fifteen
The optical device according to any one of the above.
【請求項17】 前記トランスパレント手段(8)が、
50/50光ビーム・スプリッタからなることを特徴と
する請求項16記載の光装置。
17. The transparent means (8)
17. The optical device according to claim 16, comprising a 50/50 light beam splitter.
【請求項18】 前記50/50光ビーム・スプリッタ
(8)が、前記n個のディジタル光信号(111、11
2、113、114)の方向と、前記少なくとも1つの
光挿入信号(81、82、83、84)の方向とに関し
て45°の角度で実質的に傾斜され、前記n個のディジ
タル光信号(111、112、113、114)の方向
が、前記少なくとも1つの光挿入信号(81、82、8
3、84)の方向に対して実質的に直角であることを特
徴とする請求項17記載の光装置。
18. The 50/50 optical beam splitter (8), wherein said n digital optical signals (111, 11)
2, 113, 114) and the direction of the at least one optical insertion signal (81, 82, 83, 84) are substantially tilted at an angle of 45 °, and the n digital optical signals (111 , 112, 113, 114) is directed to the at least one optical insertion signal (81, 82, 8).
18. Optical device according to claim 17, characterized in that it is substantially perpendicular to the direction of (3,84).
【請求項19】 前記少なくとも1つの光挿入信号(8
1、82、83、84)を供給する前記手段が、前記5
0/50光ビーム・スプリッタ(8)に対して約45°
の角度で傾斜しかつ前記n個のディジタル光信号(11
1、112、113、114)の1つに重なり合うよう
に、自由空間において前記少なくとも1つの光挿入信号
(81、82、83、84)をコリメートすることが可
能な手段(80)をも含むことを特徴とする請求項17
または18のいずれかに記載の光装置。
19. The at least one optical add signal (8)
1, 82, 83, 84),
About 45 ° to 0/50 light beam splitter (8)
And the n digital optical signals (11
1, 112, 113, 114) also comprising means (80) capable of collimating said at least one optical insertion signal (81, 82, 83, 84) in free space so as to overlap one of the ones. 18. The method of claim 17, wherein
19. The optical device according to any one of items 18.
【請求項20】 少なくとも1つの光挿入信号(81、
82、83、84)を供給する前記手段が、偏光状態を
制御し、かつ必要ならばこれを変化させる手段をも含む
ことを特徴とする請求項14ないし19のいずれか一つ
に記載の光装置。
20. At least one optical add signal (81,
20. Light according to any one of claims 14 to 19, wherein the means for supplying (82, 83, 84) also include means for controlling and, if necessary, changing the state of polarization. apparatus.
【請求項21】 nビットの前記空間的像(7d)の前
記少なくとも1ビットの形態を修正する前記手段が、前
記少なくとも1対の光制御パルスの第1および第2のビ
ーム(320、310)の光制御パルスの前記第1およ
び第2のビーム(320、310)間の前記時間間隔を
変化させることが可能な手段を含むことを特徴とする請
求項1ないし20のいずれか一つに記載の光装置。
21. The means for modifying the at least one bit form of the n-bit spatial image (7d) comprises a first and a second beam (320, 310) of the at least one pair of light control pulses. 21. A device as claimed in any one of the preceding claims, comprising means capable of changing the time interval between the first and second beams (320, 310) of the light control pulses of the invention. Light equipment.
【請求項22】 前記n本の回線(910、920、9
30、940)がnビットの前記空間的像(7d)の少
なくとも1ビットを、前記少なくとも1つの出力ビット
が、nビットの前記空間的像(7d)の他のビットに関
して、前記出力ビットが入力(60、600)において
持つたビット時間と異なる量だけ遅延されるような、時
間で間隔調時することを特徴とする請求項7記載の光装
置。
22. The n lines (910, 920, 9
30, 940) input at least one bit of the n-bit spatial image (7d) and the at least one output bit is input with respect to the other bits of the n-bit spatial image (7d). 8. The optical device according to claim 7, wherein the time is adjusted by time so that the time is delayed by an amount different from the bit time of (60, 600).
【請求項23】 nビットの前記空間的像(7d)につ
いて代数演算を実行することが可能な手段を更に含むこ
とを特徴とする請求項1ないし22のいずれか一つに記
載の光装置。
23. The optical device according to claim 1, further comprising means capable of performing an algebraic operation on the n-bit spatial image (7d).
【請求項24】 nビットの前記空間的像(7d)につ
いて対称的演算を実行することが可能な手段を更に含む
ことを特徴とする請求項1ないし23のいずれか一つに
記載の光装置。
24. The optical device according to claim 1, further comprising means capable of performing a symmetric operation on the n-bit spatial image (7d). .
【請求項25】 前記代数演算を実行することが可能な
前記手段が、前記第1および第2の光スイッチング・モ
ジュール(2000、4000)から出力される前記空
間的像(7d)の前記nビットの偏光面を、前記代数演
算を可能にする光レーザの作用下で、予め定めた角度だ
け回転させることが可能な少なくとも1つの要素(12
00、1400)を含むことを特徴とする請求項23記
載の光装置。
25. The n bits of the spatial image (7d) output from the first and second optical switching modules (2000, 4000), wherein the means capable of performing the algebraic operation comprises: At least one element (12) capable of rotating the plane of polarization by a predetermined angle under the action of a light laser enabling said algebraic operation.
24. The optical device according to claim 23, further comprising: (00, 1400).
【請求項26】 前記演算を実行することが可能な前記
手段が、前記空間的像(7d)の前記nビットの1つの
第1の予め定めた偏光面に対して少なくとも1つのトラ
ンスパレントな手段(1210、1220、1230、
1230)をも含み、前記トランスパレント手段が、前
記第1の面に対して実質的に直角の第2の偏光面を偏向
させることも可能であることを特徴とする請求項23ま
たは25のいずれかに記載の光装置。
26. The means for performing the operation, comprising: at least one transparent means for at least one first predetermined plane of polarization of the n bits of the spatial image (7d). 1210, 1220, 1230,
26. The method according to claim 23, wherein the transparent means is also capable of deflecting a second plane of polarization substantially perpendicular to the first plane. An optical device according to claim 1.
【請求項27】 前記代数演算を実行することが可能な
前記手段が、前記空間的像(7d)の前記nビットを反
射することが可能な少なくとも1つのミラー(141
0、1420、1430)をも含むことを特徴とする請
求項23、25または26のいずれかに記載の光装置。
27. The means for performing the algebraic operation comprises: at least one mirror (141) capable of reflecting the n bits of the spatial image (7d).
The optical device according to any one of claims 23, 25, and 26, further comprising (0, 1420, 1430).
【請求項28】 前記対称的演算を実行することが可能
な前記手段が、前記第1および第2の光スイッチング・
モジュール(2000、4000)から出力される前記
空間的像(7d)の前記nビットの偏光面を、前記対称
的演算を可能にする光ビーム(1500)の作用下で、
予め定めた角度だけ回転させることが可能な少なくとも
1つの要素(1300)を含むことを特徴とする請求項
24記載の光装置。
28. The apparatus of claim 28, wherein the means capable of performing the symmetric operation comprises:
The n-bit polarization plane of the spatial image (7d) output from the module (2000, 4000) is transformed under the action of the light beam (1500) enabling the symmetric operation,
The optical device according to claim 24, comprising at least one element (1300) that can be rotated by a predetermined angle.
【請求項29】 前記対称的演算を実行することが可能
な前記手段が、前記空間的像(7d)の前記nビットの
1つの第1の予め定めた偏光面に対してトランスパレン
トな少なくとも1つの手段(1310)をも含み、該ト
ランスパレント手段が、前記第1の面に対して実質的に
直角な第2の偏光面を偏向させることも可能であること
を特徴とする請求項24または38のいずれかに記載の
光装置。
29. The means capable of performing the symmetric operation comprises at least one of the n bits of the spatial image (7d) being transparent to at least one first predetermined polarization plane. 39. The method of claim 24 or claim 38, further comprising means (1310), wherein said transparent means is also capable of deflecting a second plane of polarization substantially perpendicular to said first plane. The optical device according to any one of the above.
【請求項30】 前記対称的演算を実行することが可能
な前記手段が、前記空間的像(7d)の前記nビットを
反射させることが可能な手段(1330、1350)を
も含むことを特徴とする請求項24、または28、また
は29のいずれか一つに記載の光装置。
30. The means capable of performing the symmetric operation also comprises means (1330, 1350) capable of reflecting the n bits of the spatial image (7d). The optical device according to any one of claims 24, 28, and 29.
【請求項31】 前記対称的演算を実行することが可能
な前記手段が、前記空間的像(7d)の前記nビットの
偏光状態を変更させることが可能な装置(1370、1
390)をも含むことを特徴とする請求項28ないし3
0のいずれか一つに記載の光装置。
31. The device (1370, 1), wherein said means capable of performing said symmetric operation comprises changing said n-bit polarization state of said spatial image (7d).
390).
0. The optical device according to any one of 0.
【請求項32】 ディジタル光信号を並列に自由空間に
おいて処理する方法であって、 a)nビットの少なくとも1つの時間的系列(7a)を
含むディジタル光信号(6)を送るステップと、 b)前記ディジタル光信号(6)を、導波伝搬において
それぞれnビットの前記少なくとも1つの時間的系列
(7a)を含む、n個のディジタル光信号(1、2、
3、4)のビームへ変換するステップと、 c)それぞれnビットの前記少なくとも1つの時間的系
列(7a)を含む導波伝搬におけるn個のディジタル光
信号(1、2、3、4)の前記ビームを、自由空間にお
けるn個のディジタル光信号(111、112、11
3、114)のビームへ変換するステップと、 d)nビットの前記少なくとも1つの時間的系列(7
a)を該少なくとも1つの時間的系列(7a)内に前に
含まれるものと同じ情報を含む前記nビットの空間的像
(7d)へ変換するため、前記n個のディジタル光信号
(111、112、113、114)の各々のnビット
の前記少なくとも1つの時間的系列(7a)から、予め
定めたビットを並列に自由空間において選択するステッ
プとを含む方法において、 前記nビットの前記空間的像(7d)の少なくとも1ビ
ットを並列に自由空間において修正するステップを更に
含むことを特徴とする方法。
32. A method for processing digital optical signals in free space in parallel, comprising: a) sending a digital optical signal (6) comprising at least one temporal sequence (7a) of n bits; b) Converting the digital optical signal (6) into n digital optical signals (1, 2,...), Each of which includes at least one temporal sequence (7a) of n bits in guided propagation;
C) converting the n digital optical signals (1,2,3,4) in guided propagation including said at least one temporal sequence (7a) of n bits each; The beam is converted into n digital optical signals (111, 112, 11) in free space.
3, 114) into a beam; d) the at least one temporal sequence (7) of n bits;
a) into said n-bit spatial image (7d) containing the same information previously contained in said at least one temporal sequence (7a). 112, 113, 114) from said at least one temporal sequence (7a) of n bits in parallel, selecting predetermined bits in free space in said free space. Modifying the at least one bit of the image (7d) in free space in parallel.
【請求項33】 前記空間的像(7d)を修正する前記
ステップが、少なくとも1ビットを除去することを含む
ことを特徴とする請求項32記載の光方法。
33. The method of claim 32, wherein the step of modifying the spatial image (7d) comprises removing at least one bit.
【請求項34】 前記空間的像(7d)を修正する前記
ステップが少なくとも1ビットを挿入することを含むこ
とを特徴とする請求項32または33のいずれかに記載
の方法。
34. The method according to claim 32, wherein the step of modifying the spatial image (7d) comprises inserting at least one bit.
【請求項35】 前記空間的像(7d)を修正する前記
ステップが少なくとも1ビットの形態を修正することを
含むことを特徴とする請求項32ないし34のいずれか
一つに記載の方法。
35. A method as claimed in claim 32, wherein the step of modifying the spatial image (7d) comprises modifying a form of at least one bit.
【請求項36】 前記空間的像(7d)の修正する前記
ステップが、前記空間的像(7d)における1つの位置
から別の位置へ少なくとも1ビットを移動させることを
含むことを特徴とする請求項32ないし35のいずれか
一つに記載の方法。
36. The step of modifying the spatial image (7d) comprises moving at least one bit from one location to another in the spatial image (7d). Item 36. The method according to any one of Items 32 to 35.
【請求項37】 修正された自由空間におけるnビット
の前記空間的像(7d)がnビットの少なくとも1つの
時間的系列(7e)へ再変換され、出力において導かれ
ることを特徴とする請求項32ないし36のいずれか一
つに記載の方法。
37. The n-bit spatial image (7d) in a modified free space is reconverted into at least one n-bit temporal sequence (7e) and guided at an output. The method according to any one of 32 to 36.
【請求項38】 出力において導されたnビットの前記
時間的系列(7e)の少なくとも1ビットの持続時間が
修正されることを特徴とする請求項37記載の方法。
38. The method according to claim 37, wherein the duration of at least one bit of the n-bit temporal sequence (7e) derived at the output is modified.
【請求項39】 対応する空間的像(7d)へ変換され
るnビットの時間的系列の少なくとも1ビットの持続時
間を修正する光装置において、 ─前記空間的像(7d)の前記nビットがn個の光ガイ
ド(910、920、930、940)のビームで導波
され、該ガイドの端部で前記nビットがnビットの時間
的系列の形態における1つの光ガイド(990)におい
て更に導波されること、および ─n個の光ガイド(910、920、930、940)
の前記ビームが、1つの光ガイド(990)に対する入
力において、光ガイド(910、920、930、94
0)の部分に沿って移動した1ビットが、初期の時間的
系列において分離されたものと異なる時間間隔だけ前記
時間的系列の他のビットの少なくとも1つから分離され
るような、予め選択された長さを持つ前記光ガイド(9
10、920、930、940)の少なくとも1つの部
分を含むことを特徴とする光装置。
39. An optical device for modifying the duration of at least one bit of an n-bit temporal sequence to be converted into a corresponding spatial image (7d), wherein: the n bits of the spatial image (7d) are Guided by a beam of n light guides (910, 920, 930, 940), at the end of which the n bits are further conducted in one light guide (990) in the form of an n-bit time sequence. Waved and ─n light guides (910, 920, 930, 940)
Of the light guides (910, 920, 930, 94) at the input to one light guide (990).
0), wherein one bit moved along the portion of 0) is separated from at least one of the other bits of the temporal sequence by a different time interval than that separated in the initial temporal sequence. Light guide (9
10, 920, 930, 940).
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