(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の時系列信号光を各々空間信号光に変換する複数の第１の時間−空間変換手段と、
前記複数の第１の時間−空間変換手段から出力された複数の空間信号光をそれぞれ結像させ、互いに干渉させる第１の結像手段と、
前記第１の結像手段の焦点面近傍に配置され、前記第１の結像手段に入射した複数の空間信号光を一括符号化し、同一の角度方向に回折させる透過型のホログラムと、
前記ホログラムからの回折光を空間信号光に変換する第２の結像手段と、
前記第２の結像手段からの空間信号光を時系列符号分割多重信号光に変換する第２の時間−空間変換手段とを備えた
ことを特徴とする光信号処理回路。
【請求項２】
時系列符号分割多重信号光を空間信号光に変換する第１の時間−空間変換手段と、
前記第１の時間−空間変換手段から出力された空間信号光を結像させる第１の結像手段と、
前記第１の結像手段の焦点面近傍に配置され、前記第１の結像手段に入射した空間信号光を一括復号し、それぞれ異なる角度方向に回折させる透過型のホログラムと、
前記ホログラムからのそれぞれ異なる角度方向に回折された複数の回折光を複数の空間信号光に変換する第２の結像手段と、
前記第２の結像手段からの複数の空間信号光を各々時系列信号光に変換する複数の第２の時間−空間変換手段とを備えた
ことを特徴とする光信号処理回路。
【請求項３】
請求項１または２記載の光信号処理回路において、前記透過型ホログラムを反射型ホログラムに置き換え、第１の結像手段と第２の結像手段とを共用させて構成したことを特徴とする光信号処理回路。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれか記載の光信号処理回路において、前記第１及び第２の時間−空間変換手段をアレイ導波路で構成し、前記第１及び第２の結像手段を空間信号光をフーリエ変換する機能を有するスラブ導波路で構成したことを特徴とする光信号処理回路。
【請求項５】
請求項１乃至３いずれか記載の光信号処理回路において、前記第１及び第２の時間−空間変換手段を回折格子で構成し、前記第１及び第２の結像手段を空間信号光をフーリエ変換するレンズで構成したことを特徴とする光信号処理回路。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれか記載の光信号処理回路において、前記ホログラムを位相ホログラムで構成したことを特徴とする光信号処理回路。
【請求項７】
請求項１乃至５いずれか記載の光信号処理回路において、前記ホログラムを振幅ホログラムで構成したことを特徴とする光信号処理回路。
【請求項８】
請求項１乃至５いずれか記載の光信号処理回路において、前記ホログラムをフォトリフラクティブ材料で構成したことを特徴とする光信号処理回路。
【請求項９】
請求項１乃至５いずれか記載の光信号処理回路において、前記ホログラムを空間位相変調器アレイで構成したことを特徴とする光信号処理回路。
【請求項１０】
請求項１乃至５いずれか記載の光信号処理回路において、前記ホログラムを空間強度変調器アレイで構成したことを特徴とする光信号処理回路。
【請求項１１】
符号化された時系列符号分割多重信号光を空間信号光に変換する工程と、
前記空間信号光を結像させ、フーリエ変換像を得る工程と、
前記フーリエ変換像をホログラムによって、符号分割多重信号光のそれぞれの光信号成分を異なる角度方向に回折する回折像を得る工程と、
前記各々の回折像をフーリエ変換し、各々空間信号光に変換する工程と、
前記各空間信号光を空間的に分離した複数の時系列信号光に変換し、符号分割多重前の原信号を復元する工程とを有する
ことを特徴とする光信号処理方法。
【請求項１２】
複数の時系列信号光を各々第１の空間信号光に変換する工程と、
前記各第１の空間信号光を異なる角度から入射させ、空間的な１点に結像させ、フーリエ変換像を得る工程と、
前記フーリエ変換像をホログラムによって、各々の光信号成分を各々異なる符号分割信号光に変換し、同一の角度方向に回折する回折像を得る工程と、
前記回折像をフーリエ変換し、第２の空間信号光に変換する工程と、
前記第２の空間信号光を時系列信号光に変換し、符号分割多重信号を生成する工程とを有する
ことを特徴とする光信号処理方法。
【請求項１３】
請求項１１または１２記載の光信号処理方法において、前記ホログラムの像分布の形成方法を実際の信号光と参照光とによる光学的な作製方法としたことを特徴とする光信号処理方法。
【請求項１４】
請求項１１または１２記載の光信号処理方法において、前記ホログラムの像分布の形成方法を仮想的な信号光と参照光とによる数値計算的な作製方法としたことを特徴とする光信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超高速の光信号を復調及び変調する光信号処理回路及びその方法、特に時系列光符号分割多重信号を合分波する光信号処理回路及びその方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光信号伝送、光信号処理技術の発展に伴い、より低価格で、より高い伝送容量を確保するために、時間分割多重方式や波長分割多重方式を補完する多重方式として、ＣＤＭ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ：符号分割多重）方式を用いることが必要になってきている。
【０００３】
ＣＤＭ方式は、多重化させたい信号を、空間軸または時間軸または周波数軸上の直交関数系もしくは疑似直交関数系中の各基底関数の係数にすることで符号化し、その後、合波することで多重化する方式である。分波には復号したい信号の基底関数との内積をとることで、係数である信号情報を取り出すことができる。
【０００４】
図１に周波数領域での符号分割多重方式を実現する従来の符号化・復号回路の一例を示す。図１において、１はアレイ導波路格子であり、導波路２、スラブ導波路３，５及びアレイ導波路４がシリコン基板６上に作製されてなっている。また、７はアレイ導波路格子１のスラブ導波路５の焦点面近傍に配置された空間位相フィルタである。
【０００５】
空間位相フィルタ７中の１つ１つの位相フィルタ要素の幅は高々アレイ導波路格子１の空間分解能程度であり、また、フィルタの深さ方向の分布は存在しない。その場合、スラブ導波路５の焦点面に空間的に展開された入射信号スペクトルは、空間位相フィルタ７によってそれぞれ独立に位相変化を与えられ、かつ単に垂直方向に反射され、アレイ導波路４に再結合することになる。
【０００６】
また、図２に従来の周波数領域での符号分割多重方式の符号化・復号過程を示す。
【０００７】
同図（ａ）に示す各々の時系列信号Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４は一旦、周波数スペクトルに展開され、スペクトル成分の位相を基底関数に従って符号化することで、同図（ｂ）に示すように符号化信号Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４となる。符号化信号Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は合波され、同図（ｃ）に示すようにＣＤＭ多重化信号Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４となる。
【０００８】
前述したように復号したい信号の数だけスターカプラ等によってＣＤＭ多重化信号を同図（ｄ）に示すように分波し、それぞれに復号したい信号の基底関数をかける（周波数領域の場合は符号化に用いたものと逆の周波数応答関数を持つ位相フィルタを作用させる）ことで、同図（ｅ）に示すように取り出したい原信号を得ることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した回路では、復号した際に所望の信号の他、不要な信号がノイズとして重畳されてしまうため、同図（ｆ）に示すような完全な原信号を取り出すにはしきい値処理が必要であり、高速なしきい値素子が必要となっていた。高速なしきい値素子を簡便に作製することは非常に困難であるにも拘わらず、代替となる方法が考案されていなかったため、高速なしきい値素子を実現する方法が従来よりＣＤＭ方式の実現に際して大きな課題となっていた。さらに、この場合、所望の信号成分を取り出す際に、しきい値素子の特性からその他の信号情報が完全に失われてしまうので、多重数が増えると分波の際の損失が極端に大きくなってしまうという問題があった。
【００１０】
本発明は上述の問題に鑑み、周波数領域での符号分割多重システムにおいて、しきい値素子を用いることなく原信号から符号化及び合波を一括で行うことで符号分割多重信号を作成し、また、符号分割多重信号から復号及び分波を一括で行うことで原信号を取り出すことができる光信号処理回路及びその方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した問題を解決するため、本発明では、複数の時系列信号光を各々空間信号光に変換する複数の第１の時間−空間変換手段と、前記複数の第１の時間−空間変換手段から出力された複数の空間信号光をそれぞれ結像させ、互いに干渉させる第１の結像手段と、前記第１の結像手段の焦点面近傍に配置され、前記第１の結像手段に入射した複数の空間信号光を一括符号化し、同一の角度方向に回折させる透過型のホログラムと、前記ホログラムからの回折光を空間信号光に変換する第２の結像手段と、前記第２の結像手段からの空間信号光を時系列符号分割多重信号光に変換する第２の時間−空間変換手段とを備えたことを特徴とする光信号処理回路を提案する。
【００１２】
前記構成によれば、複数の第１の時間−空間変換手段に入射された複数の原信号は空間信号光に変換され、第１の結像手段でフーリエ変換されてホログラム上に展開され、ここで符号化されると同時に空間的に合波され、第２の結像手段で空間信号光に変換され、さらに第２の時間−空間変換手段で一つの時系列信号光、即ち符号分割多重化信号に変換される。
【００１３】
また、上述した問題を解決するため、本発明では、時系列符号分割多重信号光を空間信号光に変換する第１の時間−空間変換手段と、前記第１の時間−空間変換手段から出力された空間信号光を結像させる第１の結像手段と、前記第１の結像手段の焦点面近傍に配置され、前記第１の結像手段に入射した空間信号光を一括復号し、それぞれ異なる角度方向に回折させる透過型のホログラムと、前記ホログラムからのそれぞれ異なる角度方向に回折された複数の回折光を複数の空間信号光に変換する第２の結像手段と、前記第２の結像手段からの複数の空間信号光を各々時系列信号光に変換する複数の第２の時間−空間変換手段とを備えたことを特徴とする光信号処理回路を提案する。
前記構成によれば、第１の時間−空間変換手段に入射された符号分割多重化信号は空間信号光に変換され、第１の結像手段でフーリエ変換されてホログラム上に展開され、ここで復号されると同時に空間的に分波され、第２の結像手段で空間信号光に変換され、さらに第２の時間−空間変換手段で個々の時系列信号光、即ち原信号に変換される。
【００１４】
この際、前記透過型ホログラムを反射型ホログラムに置き換え、第１の結像手段と第２の結像手段とを共用させて構成することもできる。
【００１５】
また、これらの光信号処理回路において、前記第１及び第２の時間−空間変換手段をアレイ導波路で構成し、前記第１及び第２の結像手段を空間信号光をフーリエ変換する機能を有するスラブ導波路で構成することができ、前記第１及び第２の時間−空間変換手段を回折格子で構成し、前記第１及び第２の結像手段を空間信号光をフーリエ変換するレンズで構成することもできる。
【００１６】
さらにまた、これらの光信号処理回路において、前記ホログラムを位相ホログラムで構成し、または振幅ホログラムで構成し、またはフォトリフラクティブ材料で構成し、または空間位相変調器アレイで構成し、または空間強度変調器アレイで構成することもできる。
【００１７】
また、上述した問題を解決するため、本発明では、符号化された時系列符号分割多重信号光を空間信号光に変換する工程と、前記空間信号光を結像させ、フーリエ変換像を得る工程と、前記フーリエ変換像をホログラムによって、符号分割多重信号光のそれぞれの光信号成分を異なる角度方向に回折する回折像を得る工程と、前記各々の回折像をフーリエ変換し、各々空間信号光に変換する工程と、前記各空間信号光を空間的に分離した複数の時系列信号光に変換し、符号分割多重前の原信号を復元する工程とを有することを特徴とする光信号処理方法を提案する。
【００１８】
また、上述した問題を解決するため、本発明では、複数の時系列信号光を各々第１の空間信号光に変換する工程と、前記各第１の空間信号光を異なる角度から入射させ、空間的な１点に結像させ、フーリエ変換像を得る工程と、前記フーリエ変換像をホログラムによって、各々の光信号成分を各々異なる符号分割信号光に変換し、同一の角度方向に回折する回折像を得る工程と、前記回折像をフーリエ変換し、第２の空間信号光に変換する工程と、前記第２の空間信号光を時系列信号光に変換し、符号分割多重信号を生成する工程とを有することを特徴とする光信号処理方法を提案する。
【００１９】
また、これらの光信号処理方法において、前記ホログラムの像分布の形成方法を実際の信号光と参照光とによる光学的な作製方法、または仮想的な信号光と参照光とによる数値計算的な作製方法とすることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図３は本発明の光信号処理回路の実施の形態の一例、ここでは周波数領域での符号分割多重方式を実現する光符号分割多重・光符号分割分離回路の一例を示すものである。図３において、１０はアレイ導波路格子であり、導波路１１、第１のスラブ導波路１２、アレイ導波路１３及び第２のスラブ導波路１４がシリコン基板１５上に作製されてなっている。また、２０は反射型のホログラム基板である。
【００２１】
前記導波路１１は信号光を入射及び出射させるためのものである。第１のスラブ導波路１２は導波路１１の光をアレイ導波路１３に分配する機能を持つ。また、アレイ導波路１３は入射信号光を時間−空間変換する機能を持つ。
【００２２】
本実施の形態において、導波路１１、スラブ導波路１２及びアレイ導波路１３は５組存在し、それぞれが第２のスラブ導波路１４に入射する。本実施の形態においてはＣＤＭの多重数を４としたので、導波路１１、スラブ導波路１２及びアレイ導波路１３が５組存在するが、一般に、ｎ個の信号列の多重・分離を行う場合には（ｎ＋１）組となる。
【００２３】
第２のスラブ導波路１４はアレイ導波路１３からのそれぞれの出力光をフーリエ変換させる機能を持つ。つまり、スラブ導波路１４のアレイ導波路１３に接続された端面とは反対側の端面（焦点面）では入力光信号の周波数成分が空間的に展開されており、空間軸と周波数軸とは線分散を通じて互いに比例関係にある。
【００２４】
本実施の形態では、ホログラム基板２０はスラブ導波路１４の焦点面にほぼ密着させているが、さらにスラブ導波路１４の焦点面上にレンズを設けることも可能であり、その場合には結合効率の改善が期待できる。
【００２５】
本実施の形態で用いたアレイ導波路格子（光回路）１０の設計中心波長は１５５２ｎｍであり、５つのアレイ導波路１３の本数はそれぞれ３７８本、回折次数（隣接導波路の光路長差を波長で除した値）はそれぞれ５３である。スラブ導波路１４の焦点面における線分散は１．２５ＧＨｚ／μｍであり、周波数分解能は約１２．７ＧＨｚである。
【００２６】
図３に示した導波路は、単結晶シリコンの基板上に火炎加水分解堆積法（ＦＨＤ法）によって下部クラッド層、コア層の順にガラス微粒子膜として堆積させた後、アニール炉中で高温に加熱し、シリコン基板上を覆う透明なガラス膜とする。その後、導波路の形にパターニングを施し、ドライエッチングを用いて不要なコア層を除去した後、再びＦＨＤ法を用いて上部クラッド層を堆積させ、高温に加熱して上部クラッド層を透明化させることによって作製することができる。
【００２７】
なお、ＩｎＰ等の半導体層にコア層としてＩｎＧａＡｓＰ等のクラッド層よりも屈折率の高い半導体をエピタキシャル成長させ、パターニング及びエッチングによって作製する半導体の導波路構造や、コアを重水素化ＰＭＭＡ、クラッドを紫外線硬化樹脂とするようなポリマーからなる導波路構造等によっても同様の機能を持つ導波路を作製できることは明らかである。この場合、使用したい波長域において材料が十分透明であることが望ましい。
【００２８】
図４に図３の光回路でＣＤＭ多重化信号を分波する際の概念図を示す。図４におけるアレイ導波路１３のうち、一つのアレイ導波路１３から入射した、各々別の符号で符号化され多重された符号分割多重信号Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、各々フーリエ変換され、それぞれスペクトルがスラブ導波路１４の焦点面近傍に配置されたホログラム基板２０上に空間的に展開される。
【００２９】
ホログラム基板２０にはフーリエ変換ホログラムが多重記録されており、それぞれの符号化信号Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を原信号Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に復号し、かつそれぞれ異なる角度に反射させるように構成されている。
【００３０】
それぞれの反射角度方向にアレイ導波路１３を用意して、それぞれのアレイ導波路１３に入射させるようにすることで、ＣＤＭ多重化信号が空間的に分離可能となる。また、図５に示すように、図４における分波過程を逆に利用することで複数の信号を一括符号化し、かつ合波することも可能である。
【００３１】
図６に本発明の周波数領域での符号分割多重方式の符号化・復号過程を示す。
【００３２】
同図（ａ）に示す原信号Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４はそれぞれ符号化されると同時に合波され、同図（ｂ）、（ｃ）に示すようにＣＤＭ多重化信号Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４となる。復号・分波の際も、同図（ｄ）、（ｅ）に示すように信号毎に空間的に分離され、他の信号成分が混じることが無いので、従来のＣＤＭの復号に見られたようなしきい値処理は必要ない。
【００３３】
図３乃至図５におけるホログラム基板の構成を図７に示す。図７において、２１はホログラム媒体であり、本実施の形態ではその厚みを１０μｍとした。材料としてはチタン酸バリウムやニオブ酸リチウム等のフォトリフラクティブ材料が望ましいが、フィルムに用いられる感光性乳剤等でも良い。２２は厚さ０．３μｍの金ミラーであり、電子線ビーム蒸着法によって蒸着することで作製した。２３は厚さ１ｍｍの石英基板であり、ホログラム媒体２１及び金ミラー２２を支持するためのものである。
【００３４】
ホログラム基板２０にフーリエ変換ホログラムを書き込むには、まず、図８の（ａ）に示すように原信号Ｄ１と符号化信号Ｃ１とでホログラム基板２０上にフーリエ変換ホログラムを作製する。その後、図８の（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、原信号を入射させるアレイ導波路１３を変え、同様の手順で同じホログラム上に原信号Ｄ２と符号化信号Ｃ２、原信号Ｄ３と符号化信号Ｃ３、原信号Ｄ４と符号化信号Ｃ４の４つのフーリエ変換ホログラムを多重記録させることで作製可能である。
【００３５】
また、特にホログラム媒体の材料に感光性乳剤を用いた場合、現像処理のみでは振幅ホログラムになるが、後処理として漂白剤によって漂白することにより位相ホログラムとして機能させることができ、この場合には振幅ホログラムに比べて回折効率の改善が期待できる。
【００３６】
本実施の形態ではホログラム媒体を用い、実際の原信号と符号化信号とを用いてフーリエ変換ホログラムの書き込みを行うことでホログラムを作製したが、コンピューター生成ホログラム（ＣＧＨ）を用いてホログラムを作製することもできる。その場合の構成を図９に示す。図９において、３１は金ミラー、３２はＰＭＧＩ（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｇｌｕｔａｒｉｍｉｄｅ）、３３は石英基板である。
【００３７】
図９のホログラム基板は以下のように作製する。まず、図８に示したフーリエ変換ホログラムの作製方法に従って、ホログラム干渉縞をコンピュータを用いた数値計算によって作製する。計算によって求められた数値的な干渉縞は強度情報として得られる。そのまま強度ホログラムとしてホログラムを作製しても良いが、原理的損失が多いので、位相ホログラムに変える方が望ましい。
【００３８】
強度ホログラムを位相ホログラムに変換する方法としては既に様々な方法が知られているが、本実施の形態ではＧｅｒｃｈｂｅｒｇ−Ｓａｘｔｏｎ法（Ｗ．Ｇｅｒｃｈｂｅｒｇ  ａｎｄ  Ｗ．Ｏ．Ｓａｘｔｏｎ，Ｏｐｔｉｋ，３５，２３７，１９７２）による位相ホログラム化を用いた。
【００３９】
位相化されたホログラムは、ＰＭＧＩ３２の厚みを空間的に変化させることで作製した。ＰＭＧＩ３２の厚みを空間的に変化させるには、ＰＭＧＩ３２を石英基板３３上にスピンコートによって塗布し、ベーキングした後、電子線描画装置を用いて、電子線の電荷打ち込み量（ドーズ量）を変化させて露光し、ＰＭＧＩ３２をエッチングすることにより、ドーズ量に応じてエッチングの早さを空間的に変化させることによって行う。その後、電子ビーム蒸着装置によって０．３μｍの金を蒸着して反射ミラー３１とした。
【００４０】
また、本実施の形態では、ホログラム基板としてホログラム媒体を用いたが、液晶やマイクロマシンを用いた空間位相変調器アレイ、空間強度変調器アレイを用いても同様の効果が得られる。
【００４１】
また、本実施の形態では、図３に示したように反射型のホログラムで構成したが、透過型のホログラムで構成することも可能である。
【００４２】
図１０は本発明の光信号処理回路の実施の形態の他の例、ここでは透過型ホログラムを用いた光符号分割多重・光符号分割分離回路の一例を示すものである。図１０において、４０ａは第１のアレイ導波路格子であり、導波路４１、第１のスラブ導波路４２、アレイ導波路４３及び第２のスラブ導波路４４がシリコン基板４９上に作製されてなっている。また、４０ｂは第２のアレイ導波路格子であり、導波路４５、第１のスラブ導波路４６、アレイ導波路４７及び第２のスラブ導波路４８がシリコン基板４９上に作製されてなっている。また、５０は透過型のホログラム基板である。
【００４３】
このような構成を用いた場合の復号の過程は以下の通りである。即ち、第１のアレイ導波路格子４０ａに入射した光信号は、第１のアレイ導波路格子４０ａにおけるスラブ導波路４４の焦点面近傍に配置された透過型ホログラム基板５０によって各々回折され、第２のアレイ導波路格子４０ｂにおけるスラブ導波路４８に接続された複数のアレイ導波路４７に分配・出力される。従って、図３に示した実施の形態と同様の効果が得られる。
【００４４】
これらのＣＤＭ符号化・多重回路、ＣＤＭ復号・分離回路を用いて１０Ｇｂｉｔ／ｓ、ＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−Ｚｅｒｏ）フォーマットの４多重ＣＤＭ信号を一括符号化・合波し、光ファイバ中を伝送し、一括復号・分波する回路を構成し、伝送実験を行った。
【００４５】
図１１は、ＣＤＭ多重化信号伝送システムの実施の形態を示す回路構成図である。
【００４６】
図１１において、６１は１０ＧＨｚ繰り返しのモードロック光源、６２はＬｉＮｂＯ3強度変調器であり、ＲＺフォーマットの疑似ランダム信号を作成した。６３は前述したアレイ導波路格子及びホログラム基板からなるＣＤＭ符号化・多重回路、６４はブースター用エルビウムドープファイバアンプ（ＥＤＦＡ）、６５はＥＤＦＡ６４の自然放出光（ＡＳＥ）をカットする光バンドパスフィルタである。以上の６１から６５の回路が光ＣＤＭ送信器となる。６６は１００ｋｍの分散シフトファイバである。
【００４７】
また、６７は伝送路の分散を補償する分散補償ファイバ、６８は前置ＥＤＦＡ、６９はＥＤＦＡ６８の自然放出光（ＡＳＥ）をカットする光バンドパスフィルタ、７０は前述したアレイ導波路格子及びホログラム基板からなるＣＤＭ復号・分離回路、７１はＥＤＦＡ、７２はＥＤＦＡ７１の自然放出光（ＡＳＥ）をカットする光バンドパスフィルタ、７３はクロック再生装置であり、ＣＤＭ復号・分離回路７０によって復号・分波された信号をそれぞれＥＤＦＡ７１で増幅し、光バンドパスフィルタ７２でＡＳＥを除去した後、それぞれクロック再生装置７３に入射させ、クロックと信号を取り出した。以上の６７から７３の回路が光ＣＤＭ受信器となる。
【００４８】
実際に１．５５μｍの光通信波長帯のモードロックレーザを用いて、１０Ｇｂｉｔ／ｓ、４チャネルのＣＤＭ多重化信号を生成して１００ｋｍの分散シフトファイバの伝送を行い、その符号誤り率特性を測定した。また、比較のために符号化・復号を行わない構成で１チャネルの信号の伝送も行い、特性を比較したところ、ホログラムとしてホログラム媒体を用いた場合、ＣＧＨを用いた場合、いずれの場合も最小受信感度差は０．１ｄＢであり、測定誤差範囲内であった。また、エラーフリー伝送可能な最大入力パワーは符号化・復号を行わない場合の結果の＋５ｄＢに比べ、いずれのホログラムを用いた場合も１チャネル当たり＋２０ｄＢと良好な値であった。
【００４９】
本実施の形態においては入射信号の周波数成分を空間的に展開するためにアレイ導波路格子を用いたが、全く等価な構成としてアレイ導波路１３，４３，４７の代わりに回折格子、スラブ導波路１４，４４，４８の代わりにフーリエレンズを用いても同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、アレイ導波路格子とフーリエ変換ホログラムを組み合わせることで、しきい値素子が不要な光符号分割多重・光符号分割分離回路を構成でき、従来、困難であったＣＤＭシステムにおける一括符号化・合波及び一括復号・分波が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の周波数領域での符号分割多重方式の符号化・復号回路の一例を示す構成図
【図２】従来の周波数領域での符号分割多重方式の符号化・復号過程の概念図
【図３】本発明の光信号処理回路の実施の形態の一例を示す構成図
【図４】図３の回路における光符号分割分離のようすを示す概念図
【図５】図３の回路における光符号分割多重のようすを示す概念図
【図６】本発明の周波数領域での符号分割多重方式の符号化・復号過程の概念図
【図７】本発明のホログラム媒体によるホログラム基板の構成図
【図８】本発明のホログラム基板へのホログラムの作製方法の説明図
【図９】本発明のＣＧＨによるホログラム基板の構成図
【図１０】本発明の光信号処理回路の実施の形態の他の例を示す構成図
【図１１】本発明によるＣＤＭ多重化信号伝送システムの実施の形態を示す構成図
【符号の説明】
１０，４０ａ，４０ｂ：アレイ導波路格子、１１，４１，４５：導波路、１２，４２，４６：第１のスラブ導波路、１３，４３，４７：アレイ導波路、１４，４４，４８：第２のスラブ導波路、１５，４９：シリコン基板、２０：反射型のホログラム基板、２１：ホログラム媒体、２２，３１：金ミラー、２３，３３：石英基板、３２：ＰＭＧＩ、５０：透過型のホログラム基板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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