(57)【要約】【課題】  高速の差動位相変調（ＤＰＳＫ）信号光を光再生する。【解決手段】  １ビット遅延干渉系１０がＲＺ−ＤＰＳＫ信号光をＯＯＫ信号光に変換する。高非線形ファイバ１６、光パルス発生装置２２及び電気吸収型光変調器２４により、ＯＯＫ信号光を光再生する。偏波変調器３８は、光再生されたＯＯＫ信号光のマークとスペースで相対的に９０度異なる回転を、光パルス発生装置２８からの光クロックパルスに与えることで、ＯＯＫ信号光を偏波変調信号光に変換する。偏波変調器５０は、偏波変調信号光の一方の偏波成分に従い連続光の偏波を９０度、時計方向に回転し、他方の偏波成分に従い、連続光の偏波を９０度、反時計方向に回転する。偏光子５２は、偏波変調器５０の出力光から、連続光の偏波に直交する偏波方向成分を抽出する。【選択図】  図１
2006319651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
差動位相変調（ＤＰＳＫ）信号光をオンオフキーイング（ＯＯＫ）信号光に変換するＤＰＳＫ／ＯＯＫ変換ステップと、
当該ＯＯＫ信号光を光再生する光再生ステップと、
当該光再生ステップで光再生されたＯＯＫ信号光を偏波変調信号光に変換するＯＯＫ／偏波変調変換ステップと、
当該偏波変調信号光をＤＰＳＫ形式に変換する偏波変調／ＤＰＳＫ変換ステップ
とを具備することを特徴とする差動位相変調信号光再生方法。
【請求項２】
当該ＯＯＫ／偏波変調変換ステップが、
当該光再生された当該ＯＯＫ信号光に同期する光クロックパルスを発生するステップと、
当該光再生された当該ＯＯＫ信号光に従い、当該光クロックパルスの偏波を変調するステップであって、当該光再生された当該ＯＯＫ信号光のマークに対する当該光クロックパルスの偏波と、当該光再生された当該ＯＯＫ信号光のスペースに対する当該光クロックパルスの偏波に相対的に９０度、異なる回転を与えるステップ
とを具備することを特徴とする請求項１に記載の差動位相変調信号光再生方法。
【請求項３】
偏波変調／ＤＰＳＫ変換ステップが、
直線偏波の連続光を発生するステップと、
当該偏波変調信号光の一方の偏波成分に従い当該連続光の偏波を時計方向に９０度回転し、当該偏波変調信号光の他方の偏波成分に従い当該連続光の偏波を反時計方向に９０度回転する偏波変調ステップと、
当該偏波変調ステップの出力光から、当該連続光の偏波方向に直交する偏波方向成分を抽出するステップ
とを具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の差動位相変調信号光再生方法。
【請求項４】
差動位相変調（ＤＰＳＫ）信号光をオンオフキーイング（ＯＯＫ）信号光に変換するＤＰＳＫ／ＯＯＫ変換装置（１０）と、
当該ＯＯＫ信号光を光再生するＯＯＫ光再生装置（１３，１４，１６，１８，２０，２２，２４，２６）と、
当該ＯＯＫ光再生装置から出力されるＯＯＫ信号光を偏波変調信号光に変換するＯＯＫ／偏波変調変換装置（２８，３０，３８）と、
当該偏波変調信号光をＤＰＳＫ形式に変換する偏波変調／ＤＰＳＫ変換装置（４２，５０，５２）
とを具備することを特徴とする差動位相変調信号光再生装置。
【請求項５】
当該ＯＯＫ／偏波変調変換装置が、
当該ＯＯＫ光再生装置で光再生された当該ＯＯＫ信号光に同期する光クロックパルスを発生する光クロックパルス発生装置（２８，３０）と、
当該ＯＯＫ光再生装置から出力されるＯＯＫ信号光に従い、当該ＯＯＫ信号光のマークに対する当該光クロックパルスの偏波と、当該光再生された当該ＯＯＫ信号光のスペースに対する当該光クロックパルスの偏波に相対的に９０度、異なる回転を与える偏波変調器（３８）
とを具備することを特徴とする請求項４に記載の差動位相変調信号光再生装置。
【請求項６】
当該ＯＯＫ／偏波変調変換装置が更に、当該偏波変調器（３８）の出力光から、当該光クロックパルスの波長成分を抽出する光バンドパスフィルタ（４０）を具備することを特徴とする請求項５に記載の差動位相変調信号光再生装置。
【請求項７】
当該偏波変調／ＤＰＳＫ変換装置が、
直線偏波の連続光を発生する連続光発生装置（４２）と、
当該偏波変調信号光の一方の偏波成分に従い当該連続光の偏波を時計方向に９０度回転し、当該偏波変調信号光の他方の偏波成分に従い当該連続光の偏波を反時計方向に９０度回転する第２の偏波変調器（５０）と、
当該偏波変調器（５０）の出力光から、当該連続光の偏波方向に直交する偏波方向成分を抽出する偏光子（５２）
とを具備することを特徴とする請求項４乃至６の何れか１項に記載の差動位相変調信号光再生装置。
【請求項８】
当該偏波変調／ＤＰＳＫ変換装置が更に、当該第２の偏波変調器と当該偏光子の間、及び当該偏光子の出力側の何れか一方に配置された、当該連続光の波長成分を透過する第２の光バンドパスフィルタ（５４）を具備することを特徴とする請求項７に記載の差動位相変調信号光再生装置。
【請求項９】
差動位相変調（ＤＰＳＫ）信号光をオンオフキーイング（ＯＯＫ）信号光に変換し、正論理のＯＯＫデータ光と負論理のＯＯＫデータ光を生成するＤＰＳＫ／ＯＯＫ変換ステップと、
当該正論理のＯＯＫデータ光及び当該負論理のＯＯＫデータ光を互いに直交する偏波で多重し、これにより偏波変調信号光を生成する偏波変調信号光生成ステップと、
当該偏波変調信号光を光再生する光再生ステップと、
当該光再生ステップで光再生された偏波変調信号光をＤＰＳＫ形式に変換する偏波変調／ＤＰＳＫ変換ステップ
とを具備することを特徴とする差動位相変調信号光再生方法。
【請求項１０】
当該光再生ステップが、
当該偏波変調信号光をリシェーピング及びリジェネレーションする２Ｒ光再生ステップと、
２Ｒ再生された当該偏波変調信号光を、当該偏波変調信号光に同期するクロックでゲートするステップ
とを具備することを特徴とする請求項９に記載の差動位相変調信号光再生方法。
【請求項１１】
偏波変調／ＤＰＳＫ変換ステップが、
直線偏波の連続光を発生するステップと、
当該光再生ステップにより光再生された偏波変調信号光の一方の偏波成分に従い当該連続光の偏波を時計方向に９０度回転し、当該偏波変調信号光の他方の偏波成分に従い当該連続光の偏波を反時計方向に９０度回転する偏波変調ステップと、
当該偏波変調ステップの出力光から、当該連続光の偏波方向に直交する偏波方向成分を抽出するステップ
とを具備することを特徴とする請求項９又は１０に記載の差動位相変調信号光再生方法。
【請求項１２】
当該光再生ステップが、当該偏波変調信号光をリシェーピング及びリジェネレーションする２Ｒ光再生ステップからなり、
偏波変調／ＤＰＳＫ変換ステップが、
当該光再生ステップで再生された偏波変調信号光に同期する直線偏波の光クロックパルスを発生するステップと、
当該光再生ステップにより光再生された偏波変調信号光の一方の偏波成分に従い当該光クロックパルスの偏波を時計方向に９０度回転し、当該偏波変調信号光の他方の偏波成分に従い当該光クロックパルスの偏波を反時計方向に９０度回転する偏波変調ステップと、
当該偏波変調ステップの出力光から、当該光クロックパルスの偏波方向に直交する偏波方向成分を抽出するステップ
とを具備することを特徴とする請求項９に記載の差動位相変調信号光再生方法。
【請求項１３】
差動位相変調（ＤＰＳＫ）信号光をオンオフキーイング（ＯＯＫ）信号光に変換し、正論理のＯＯＫデータ光と負論理のＯＯＫデータ光を生成するＤＰＳＫ／ＯＯＫ変換装置（１１２）と、
当該正論理のＯＯＫデータ光及び当該負論理のＯＯＫデータ光を互いに直交する偏波で多重し、これにより偏波変調信号光を生成する偏波変調信号光生成装置（１１４，１１６，１１８）と、
当該偏波変調信号光を光再生する光再生装置（１２０，１２２，１２４，１２６，１２８；２２０，２２２，２２４）と、
当該光再生装置で光再生された偏波変調信号光をＤＰＳＫ形式に変換する偏波変調／ＤＰＳＫ変換装置（１３２，１３８，１４０，１４２；２２８，２３２，２３８，２４０，２４２）
とを具備することを特徴とする差動位相変調信号光再生装置。
【請求項１４】
当該光再生装置が、
当該偏波変調信号光を２Ｒ再生する２Ｒ再生装置（１２０，１２２，１２４）と、
２Ｒ再生された当該偏波変調信号光を、当該偏波変調信号光に同期するクロックでゲートする光ゲート（１２６，１２８）
とを具備することを特徴とする請求項１３に記載の差動位相変調信号光再生装置。
【請求項１５】
当該偏波変調／ＤＰＳＫ変換装置が、
直線偏波の連続光を発生する連続光発生装置（１３２）と、
当該光再生装置から出力される当該偏波変調信号光の一方の偏波成分に従い当該連続光の偏波を時計方向に９０度回転し、当該偏波変調信号光の他方の偏波成分に従い当該連続光の偏波を反時計方向に９０度回転する偏波変調器（１３８）と、
当該偏波変調器（１３８）の出力光から、当該連続光の偏波方向に直交する偏波方向成分を抽出する偏光子（１４０）
とを具備することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の差動位相変調信号光再生装置。
【請求項１６】
当該偏波変調／ＤＰＳＫ変換装置が更に、当該偏波変調器と当該偏光子の間、及び当該偏光子の出力側の何れか一方に配置された、当該連続光の波長成分を透過する光バンドパスフィルタ（１４２）を具備することを特徴とする請求項１５に記載の差動位相変調信号光再生装置。
【請求項１７】
当該光再生装置が、当該偏波変調信号光をリシェーピング及びリジェネレーションする２Ｒ再生装置（１２０，１２２，１２４）からなり、
当該偏波変調／ＤＰＳＫ変換装置が、
当該光再生装置で再生された偏波変調信号光に同期する直線偏波の光クロックパルスを発生する光クロックパルス発生装置（２２８，２３２）と、
当該光再生装置から出力される当該偏波変調信号光の一方の偏波成分に従い当該光クロックパルスの偏波を時計方向に９０度回転し、当該偏波変調信号光の他方の偏波成分に従い当該光クロックパルスの偏波を反時計方向に９０度回転する偏波変調器（２３８）と、
当該偏波変調器（２３８）の出力光から、当該光クロックパルスの偏波方向に直交する偏波方向成分を抽出する偏光子（２４０）
とを具備することを特徴とする請求項１３に記載の差動位相変調信号光再生装置。
【請求項１８】
当該偏波変調／ＤＰＳＫ変換装置が更に、当該偏波変調器と当該偏光子の間、及び当該偏光子の出力側の何れか一方に配置された、当該連続光の波長成分を透過する光バンドパスフィルタ（２４２）を具備することを特徴とする請求項１７に記載の差動位相変調信号光再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば４０Ｇｂｐｓにおいても原理的に動作可能な、差動位相変調（ＤＰＳＫ）信号光を再生する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
将来の光伝送システム、具体的には全光ネットワークの大容量化を実現するには、伝送効率が高く、また実伝送路等の様々な外的要因に強い光信号伝送技術が非常に有効である。
【０００３】
位相変調信号は、受信器にてダブルバランスド受信が可能なため、送受信器を直結した構成での受信感度特性は、振幅変調信号の特性に比べてが優れていることが知られている。特に差動位相変調（ＤＰＳＫ：Differential Phase Shift Keying）方式が検討されている（非特許文献１参照）。
【０００４】
さらに、伝送等の影響で劣化した信号光を光再生することにより、伝送距離の延伸を図る、光２Ｒ再生方式（非特許文献９参照。）及び光３Ｒ再生方式（非特許文献２乃至７）が検討されている。なお、３Ｒは、Ｒｅｔｉｍｉｎｇ，Ｒｅｓｈａｐｉｎｇ及びＲｅｇｅｎｅｒａｔｉｎｇを意味する。これらの光２Ｒ再生方式及び３Ｒ再生方式は何れも、ＯＯＫ（On-Off keying）変調方式に適用されるものである。
【０００５】
これらの光再生に関して、高非線形ファイバを用いた光信号処理も検討されている（非特許文献１，８乃至１０参照）。
【非特許文献１】A. H. Gnauck, et al., PTL, pp. 1618-1620, Vol. 15, No. 11, November 2004, 2004.
【非特許文献２】M. Daikoku, et al, Mo 4.3.6, pp.96-97, ECOC-IOOC 2003, 2003.
【非特許文献３】R. Inohara, et al, Mo.4.3.2, pp.88-89, ECOC-IOOC 203, 2003.
【非特許文献４】B. Lavigne, et al., Optical Fiber Communication Conference 2003, PD15-1, 2003.
【非特許文献５】T. Otani, et al., Journal of Lightwave Technology, Vol. 20, No. 2, 2002.
【非特許文献６】S. Watanabe, et al., Optical Fiber Communication Conference 2003, PD16-1, 2003.
【非特許文献７】G. Raybon, et al, TuH1, pp.191-192, OFC 2003, 2003.
【非特許文献８】Govind P. Agrawal, "Nonlinear fiber optics" Academic Press, 1995.
【非特許文献９】Lothar Moller, et al, Mo 3.6.3, pp.50-51, ECOC-IOOC 2003, 2003.
【非特許文献１０】P. V. Mamyshev, ECOC1998, pp. 475-476, 1998.
【非特許文献１１】P. S. Devgan, OFC2005, PDP34, 2005.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、差動位相変調信号光に対する光再生技術は、原理的にビットレートに制限がある（非特許文献１１参照）。
【０００７】
本発明は、４０Ｇｂｐｓのようなハイビットレートでも差動位相変調信号光を再生可能な方法及び装置を提示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る差動位相変調信号光再生方法は、差動位相変調（ＤＰＳＫ）信号光をオンオフキーイング（ＯＯＫ）信号光に変換するＤＰＳＫ／ＯＯＫ変換ステップと、当該ＯＯＫ信号光を光再生する光再生ステップと、当該光再生ステップで光再生されたＯＯＫ信号光を偏波変調信号光に変換するＯＯＫ／偏波変調変換ステップと、当該偏波変調信号光をＤＰＳＫ形式に変換する偏波変調／ＤＰＳＫ変換ステップとを具備することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る差動位相変調信号光再生装置は、差動位相変調（ＤＰＳＫ）信号光をオンオフキーイング（ＯＯＫ）信号光に変換するＤＰＳＫ／ＯＯＫ変換装置と、当該ＯＯＫ信号光を光再生するＯＯＫ光再生装置と、当該ＯＯＫ光再生装置から出力されるＯＯＫ信号光を偏波変調信号光に変換するＯＯＫ／偏波変調変換装置と、当該偏波変調信号光をＤＰＳＫ形式に変換する偏波変調／ＤＰＳＫ変換装置とを具備することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る差動位相変調信号光再生方法は、差動位相変調（ＤＰＳＫ）信号光をオンオフキーイング（ＯＯＫ）信号光に変換し、正論理のＯＯＫデータ光と負論理のＯＯＫデータ光を生成するＤＰＳＫ／ＯＯＫ変換ステップと、当該正論理のＯＯＫデータ光及び当該負論理のＯＯＫデータ光を互いに直交する偏波で多重し、これにより偏波変調信号光を生成する偏波変調信号光生成ステップと、当該偏波変調信号光を光再生する光再生ステップと、当該光再生ステップで光再生された偏波変調信号光をＤＰＳＫ形式に変換する偏波変調／ＤＰＳＫ変換ステップとを具備することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る差動位相変調信号光再生装置は、差動位相変調（ＤＰＳＫ）信号光をオンオフキーイング（ＯＯＫ）信号光に変換し、正論理のＯＯＫデータ光と負論理のＯＯＫデータ光を生成するＤＰＳＫ／ＯＯＫ変換装置と、当該正論理のＯＯＫデータ光及び当該負論理のＯＯＫデータ光を互いに直交する偏波で多重し、これにより偏波変調信号光を生成する偏波変調信号光生成装置と、当該偏波変調信号光を光再生する光再生装置と、当該光再生装置で光再生された偏波変調信号光をＤＰＳＫ形式に変換する偏波変調／ＤＰＳＫ変換装置とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、高速の差動位相変調信号光を光再生することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明の第１実施例の概略構成ブロック図を示す。なお、光信号を増幅する光アンプが適宜の箇所に配置されるが、図１では省略してある。
【００１５】
１ビット遅延干渉系１０は、波長λｓのＤＰＳＫ信号光と、ＤＰＳＫ信号光を１ビット遅延したものとを干渉させることにより、ＤＰＳＫ信号光をＯＯＫ信号光に変換する。このような１ビット遅延干渉系１０の構造は公知である。
【００１６】
光分波器１２は、１ビット遅延干渉系１０から出力されるＯＯＫ信号光を２分割し、一方を光アンプ１３を介して高非線形ファイバ１４に供給し、他方をクロック再生装置２０に供給する。光アンプ１３は、高非線形ファイバ１４で十分に大きな非線形光学効果が起こるほどに、光分波器１２からの信号光を光増幅し、増幅信号光を高非線形ファイバ１４に供給する。高非線形ファイバ１４は、自己位相変調効果により入力信号光の光スペクトルを拡張する。光バンドパスフィルタ１６は、高非線形ファイバ１４の自己位相変調で発生した波長（λｓ＋Δλ）成分を抽出し、抽出した信号光を光サーキュレータ１８のポートＡに印加する。
【００１７】
他方、クロック再生装置２０は、光分波器１２から出力されるＯＯＫ信号光から電気クロックを再生し、再生した電気クロックを光パルス発生装置２２，２８に供給する。光パルス発生装置２２は、クロック発生装置２０からの電気クロックに同期した波長λｐ１の光クロックパルスを発生する。
【００１８】
光サーキュレータ１６は、ポートＡに入力した信号光をポートＢから電気吸収型光変調器２４に供給する。また、光パルス発生装置２２の出力する光クロックパルスが、電気吸収型光変調器２４に、信号光とは逆方向で入射する。即ち、電気吸収型光変調器２４内で、光バンドパスフィルタ１６で抽出された信号光と、光パルス発生装置２２の発生する光クロックパルスが互いに逆方向に伝搬する。このとき、電気吸収型光変調器２４は、光パルス発生装置２２の発生する光クロックパルスを、光バンドパスフィルタ１６で抽出された信号光に従いゲートする。これにより、信号を搬送する光キャリアが波長λｓから波長λｐ１に変換されると共に、ＯＯＫ信号光がリタイミングされる。
【００１９】
電気吸収型光変調器２４により波長λｐ１に変換された信号光は、光サーキュレータ１８のポートＢに入力し、ポートＣから光バンドパスフィルタ２６に供給される。光バンドパスフィルタ２６は、中心波長λｐ１に設定されており、波長λｐ１の信号光のみを透過する。
【００２０】
また、光パルス発生装置２８は、クロック発生装置２０からの電気クロックに同期した波長λｐ２の光クロックパルスを発生する。光遅延器３０は、光パルス発生回路２８の出力パルスを所定時間、遅延する。
【００２１】
偏波制御装置３２は、光バンドパスフィルタ２６の出力信号光を所定偏波方向に制御し、偏波制御装置３４は、光遅延器３０からの光クロックパルスを、偏波制御装置３２の出力光の偏波方向に対して４５度、回転した方向に制御する。光合波器３６は偏波制御装置３２，３４の出力光を合波し、合波光を偏波変調器３８に供給する。
【００２２】
偏波変調器３８は、例えば、高非線形ファイバと、当該高非線形ファイバで所望の偏波変調効果をもたらすほどに入力光を増幅し、増幅光を当該高非線形ファイバに供給する光アンプとからなる。偏波変調器３８は、高非線形ファイバのカーシャッター効果を使って、偏波制御装置３２の出力信号光に従い偏波制御装置３４の出力クロックパルスの偏波方向を回転、即ち変調する。偏波制御装置３２の出力信号光、即ち光バンドパスフィルタ２６から出力される３Ｒ再生されたＯＯＫ信号光は、偏波変調器３８の高非線形ファイバの光学特性を変更する意味でポンプ光であり、偏波制御装置３４の出力光クロックパルス、即ち光パルス発生装置２８の出力光クロックパルスは、偏波変調器３８の非線形ファイバの光学特性の変更の影響を受けるという意味でプローブ光である。
【００２３】
図２及び図３を参照して、偏波変調器３８の作用を説明する。図２（Ａ）は、偏波制御装置３２の出力信号光の波形例を示し、同（Ｂ）は、偏波制御装置３４の出力クロックパルスの波形例を示し、同（Ｃ）は偏波変調器３８の出力光の波形例を示す。図３は、偏波変調器３８の入力光と出力光の偏波方向を示す。光遅延器３０の遅延時間は、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように光クロックパルスが信号光と同タイミングで偏波変調器３８に入力するように設定されている。
【００２４】
偏波変調器３８は、実際には、上述のように光アンプと高非線形ファイバからなる。図３に示すように、信号光（偏波制御装置３２の出力光）は、光クロックパルス（偏波制御装置３４の出力光）の偏波方向に対して時計方向に４５度回転した偏波方向で偏波変調器３８に入射する。光クロックパルスの信号光と同じ偏波方向の成分をＰａとし、信号光と直交する偏波方向の成分をＰｂとする。信号光がスペースの場合に、光クロックパルスの成分Ｐａの位相をそのままとし、信号光がマークの場合に、非線形光学効果の一つであるカーシャッター効果を用いて光クロックパルスの成分Ｐａの位相を反転させるように、高非線形ファイバの非線形定数を調整しておく。図３で、Ｐｃは、成分Ｐａの位相を反転した成分を示す。これにより、偏波変調器３８は、図３に示すように、信号光のマークに対して、光クロックパルスの偏波方向を反時計方向に９０度、回転して、成分Ｐｂと成分Ｐｃの合成であるＴＥ波を出力し、スペースに対して、光クロックパルスの偏波方向を維持して、成分Ｐａと成分Ｐｂの合成であるＴＭ波を出力する。
【００２５】
光バンドパスフィルタ４０は、偏波変調器３８の出力光から、波長λｐ２の成分のみを透過する。これにより、マークに対してＴＥ波、スペース対してＴＭ波となる偏波変調された信号光を取り出せる。
【００２６】
次に、偏波変調をＤＰＳＫ変調に変換する。光バンドパスフィルタ４０の出力信号光、即ち偏波変調信号光は、偏波変調／ＤＰＳＫ変換装置の偏波制御装置４４に入射する。また、連続光発生装置４２は、波長λｐ３の連続レーザ光を発生する。波長λｐ３は、信号波長λｓと等しくても良い。連続光発生装置４２の出力光は、偏波変調／ＤＰＳＫ変換装置の偏波制御装置４６に入射する。
【００２７】
偏波制御装置４４は、光バンドパスフィルタ４０の出力信号光を所定偏波方向に制御し、偏波制御装置４６は、連続光発生装置４２からの連続レーザ光の偏波方向を、偏波制御装置４４の出力信号光の偏波方向に対して４５度、回転した方向に制御する。光合波器４８は偏波制御装置４４，４６の出力光を合波し、合波光を偏波変調器５０に供給する。
【００２８】
偏波変調器５０は、偏波変調器３８と同様に、高非線形ファイバと、当該高非線形ファイバで所望の偏波変調効果をもたらすほどに入力光を増幅し、増幅光を当該高非線形ファイバに供給する光アンプとからなる。偏波変調器５０は、カーシャッター効果を使って、偏波制御装置４４の出力信号光に従い、偏波制御装置４６から出力される連続レーザ光の偏波を回転、即ち変調する。偏波制御装置４４の出力信号光、即ち光バンドパスフィルタ４０から出力される偏波変調信号光は、偏波変調器５０の高非線形ファイバの光学特性を変更する意味でポンプ光であり、偏波制御装置４６の出力連続光、即ち連続光発生装置４２の出力する連続光は、偏波変調器５０の高非線形ファイバの光学特性の変更の影響を受けるという意味でプローブ光である。
【００２９】
図４及び図５を参照して、偏波変調器５０の作用を説明する。図４（Ａ）は、偏波制御装置４４の出力信号光、即ち偏波変調信号光の波形例を示し、同（Ｂ）は、偏波制御装置４６の出力光、即ち波長λp３の連続光の波形例を示し、同（Ｃ）は偏波変調器５０の出力光の波形例を示す。図５は、偏波変調器５０の入力光と出力光の偏波方向を示す。
【００３０】
図５に示すように、偏波制御装置４６の出力光は、偏波変調信号光（偏波制御装置４４の出力光）のＴＥ波及びＴＭ波に対して４５度回転した偏波方向で偏波変調器５０に入射する。偏波変調器５０は、偏波変調信号光のＴＭ波に対して、連続光の当該ＴＭ波と同偏波方向成分の位相をπだけシフトさせ、且つ、偏波変調信号光のＴＥ波に対して、連続光の当該ＴＥ波と同偏波方向成分の位相をπだけシフトさせるように、その非線形定数が設定されている。この設定により、偏波変調器５０は、偏波変調器３８と同様に、偏波変調信号光のＴＭ波に従い、連続光の偏波方向を例えば反時計方向に９０度、回転させ、偏波変調信号光のＴＥ波に従い、連続光の偏波方向を逆方向、例えば時計方向に、９０度、回転させる。図５に示すように、偏波変調器５０は、偏波変調信号光のＴＭ波に対して偏波方向Ｄ０の信号光を出力し、偏波変調信号光のＴＥ波に対して偏波方向Ｄ１の信号光を出力する。偏波方向Ｄ０，Ｄ１は、πだけ位相が異なる同じ偏波方向である。従って、偏波変調器５０の波長λｐ３の出力信号光は、図４（Ｃ）に示すようにＲＺ−ＤＰＳＫ信号光になっている。
【００３１】
偏光子５２は、偏波方向Ｄ０，Ｄ１と同じ偏波方向、即ち、偏波制御装置４６の出力する連続光の偏波方向に直交する偏波方向に設置されている。偏光子５２は、偏波変調器５０の出力光から偏波方向Ｄ０，Ｄ１の成分を透過し、偏波変調器５０で偏波を回転されなかった連続光の成分を遮断する。光バンドパスフィルタ５４は、波長λｐ３の光のみを透過する。
【００３２】
光パルス発生装置２２，２８は、より低周波数の光クロックを発生する装置と、その光クロックを逓倍する装置の組み合わせであってもよい。また、より低周波数の光クロックを発生する複数の装置と、各出力光クロックを時間軸上で多重する装置の組み合わせであってもよい。
【００３３】
光サーキュレータ１８、電気吸収型光変調器２４及び光バンドパスフィルタ２６は全体として、光バンドパスフィルタ１６の出力信号光に従い、光パルス発生装置２２の出力光クロックパルスをゲートする光ゲート装置として機能する。従って、光サーキュレータ１８、電気吸収型光変調器２４及び光バンドパスフィルタ２６からなる部分を同様の機能の光ゲート装置に変更しても、同様の作用効果を奏することができる。
【実施例２】
【００３４】
図６は、本発明の第２実施例の概略構成ブロック図を示す。
【００３５】
光分波器１１０は、波長λｓのＲＺ−ＤＰＳＫ信号光を２分割し、一方を１ビット遅延干渉系１１２に供給し、他方をクロック再生装置１２８に供給する。１ビット遅延干渉系１１２は、光分波器１１０からのＲＺ−ＤＰＳＫ信号光をそのまま透過した信号光と１ビット遅延した信号光とを干渉させて、正論理のＯＯＫデータ信号光と、負論理のＯＯＫデータ信号光を生成する。ＤＰＳＫ信号光又はＲＺ−ＤＰＳＫ信号光からこのような正論理と負論理のＯＯＫデータ信号光を生成する１ビット遅延干渉系とその構成は、周知である。
【００３６】
偏波制御装置１１４は、１ビット遅延干渉系１１２から出力される正論理のＯＯＫデータ信号光を直線偏波に制御し、偏波制御装置１１６は、１ビット遅延干渉系１１２から出力される負論理のＯＯＫデータ信号光を直線偏波に制御する。偏波合波器１１８は、偏波制御装置１１４，１１６の出力信号光を互いに直交する偏波で合波する。光アンプ１２０は、高非線形光ファイバ１２２で十分に大きな非線形光学効果が起きる程に、偏波合波器１１８の合波光を光増幅し、増幅信号光を高非線形光ファイバ１２２に印加する。高非線形光ファイバ１２２は、自己位相変調効果により、入力信号光の光スペクトルを拡張する。光バンドパスフィルタ１２４は、高非線形ファイバ１２２の自己位相変調で発生した波長（λｓ＋Δλ）成分を抽出し、抽出した信号を光ゲートとして機能する電気吸収型光変調器１２６に印加する。光バンドパスフィルタ１２４の出力信号光は、それぞれ高非線形ファイバ１２２によりリシェーピング及びリジェネレーションされた、互いに直交する偏波の正論理ＯＯＫデータ信号光と負論理ＯＯＫデータ信号光からなり、偏波変調信号光でもある。
【００３７】
クロック再生装置１２８は、光分波器１１０からのＲＺ−ＤＰＳＫ信号光からクロックを再生し、ＲＺ−ＤＰＳＫ信号光のビットレートに相当する周波数の電気クロックパルスを生成し、電気吸収型光変調器１２６に駆動信号として印加する。電気吸収型光変調器１２６は、クロック再生装置１２８からの電気クロックパルスにより駆動され、光バンドパスフィルタ１２４の出力信号光をゲート又はサンプリングする。電気吸収型光変調器１２６のゲート作用により、正論理のＯＯＫデータ光と負論理のＯＯＫデータ光はリタイミングされ、これによりジッタを除去される。電気吸収型光変調器１２６の出力信号光は、３Ｒ再生された、互いに直交する偏波の正論理のデータ光と負論理のデータ光からなり、偏波変調形式のデータ光になっている。
【００３８】
偏波制御装置１３０，連続光発生装置１３２，偏波制御装置１３４，光合波器１３６，偏波変調器１３８，偏光子１４０及び光バンドパスフィルタ１４２からなる部分は、図１に示す実施例の偏波制御装置４４，連続光発生装置４２，偏波制御装置４６，光合波器４８，偏波変調器５０，偏光子５２及び光バンドパスフィルタ５４からなる部分と同様に機能し、偏波変調信号光をＤＰＳＫ形式に変換する。
【００３９】
偏波制御装置１３０の出力信号光、即ち電気吸収型光変調器１２６から出力される３Ｒ再生された偏波変調信号光は、偏波変調器１３８の高非線形ファイバの光学特性を変更する意味でポンプ光であり、偏波制御装置１３４の出力連続光、即ち連続光発生装置１３２の出力連続光は、偏波変調器１３８の高非線形ファイバの光学特性の変更の影響を受けるという意味でプローブ光である。
【００４０】
クロック再生装置１２８は、１ビット遅延干渉系１１２の何れかの出力光から電気クロックパルスを再生してもよい。
【実施例３】
【００４１】
図７は、本発明の第３実施例の概略構成ブロック図を示す。
【００４２】
光分波器２１０から光バンドパスフィルタ２２４までの作用は、図５に示す実施例の光分波器１１０から光バンドパスフィルタ１２４までの作用と同じである。光バンドパスフィルタ２２４は、２Ｒ再生された、互いに直交する偏波の正論理のＯＯＫデータ光と負論理のＯＯＫデータ光からなる偏波変調信号光を出力する。光バンドパスフィルタ２２４の出力光は、偏波制御装置２３０に印加される。
【００４３】
クロック再生装置２２６は、光分波器２１０からのＲＺ−ＤＰＳＫ信号光からクロックを再生し、ＲＺ−ＤＰＳＫ信号光のビットレートに相当する周波数の電気クロックパルスを生成する。クロック再生装置２２６の出力電気クロックは、遅延回路２２８によりタイミング調整されて、光パルス発生装置２３２に印加される。光パルス発生装置２３２は、遅延回路２２８からの電気クロックに同期した波長λｐの光クロックパルスを発生し、偏波制御装置２３４に印加する。
【００４４】
偏波制御装置２３０、偏波制御装置２３４、光合波器２３６、偏波変調器２３８、偏光子２４０及び光バンドパスフィルタ２４２からなる部分は、図１に示す実施例の偏波制御装置４４、偏波制御装置４６、光合波器４８、偏波変調器５０、偏光子５２及び光バンドパスフィルタ５４からなる部分と同様に機能し、偏波変調信号光をＲＺ−ＤＰＳＫ信号光に変換する。但し、連続光発生装置４２の代わりに光パルス発生装置２３２を使用するので、偏波変調からＲＺ−ＤＰＳＫへの変換と同時に、リタイミングが行われる。遅延回路２２８の遅延時間は、偏波制御装置２３０，２３４から出力されるパルス光のタイミングが互いに合うように、設定される。
【００４５】
偏波制御装置２３０の出力信号光、即ち光バンドパスフィルタ２２４から出力される２Ｒ再生された偏波変調信号光は、偏波変調器２３８の高非線形ファイバの光学特性を変更する意味でポンプ光であり、偏波制御装置２３４の出力パルス光、即ち光パルス発生装置２３２の出力する光クロックパルスは、偏波変調器２３８の高非線形ファイバの光学特性の変更の影響を受けるという意味でプローブ光である。
【００４６】
クロック再生装置２２６は、１ビット遅延干渉系１１２の何れかの出力光から電気クロックを再生してもよい。
【００４７】
特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施例の概略構成ブロック図である。
【図２】偏波制御装置３２の出力信号光、光遅延器３０の出力クロックパルス及び偏波変調器３８の出力光の各波形例を示す。
【図３】偏波変調器３８の入力光と出力光の偏波方向を示す。
【図４】偏波制御装置４４の出力信号光、偏波制御装置４６の出力光及び偏波変調器５０の出力光の波形例を示す。
【図５】偏波変調器５０の入力光と出力光の偏波方向を示す模式図である。
【図６】本発明の第２実施例の概略構成ブロック図である。
【図７】本発明の第３実施例の概略構成ブロック図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０：１ビット遅延干渉系
１２：光分波器
１３：光アンプ
１４：高非線形ファイバ
１６：光バンドパスフィルタ
１８：光サーキュレータ
２０：クロック再生装置
２２：光パルス発生装置
２４：電気吸収型光変調器
２６：光バンドパスフィルタ
２８：光パルス発生装置
３０：光遅延器
３２，３４：偏波制御装置
３６：光合波器
３８：偏波変調器
４０：光バンドパスフィルタ
４２：連続光発生装置
４４，４６：偏波制御装置
５０：偏波変調器
５２：偏光子
５４：光バンドパスフィルタ
１１０：光分波器
１１２：１ビット遅延干渉系
１１４，１１６：偏波制御装置
１１８：偏波合波器
１２０：光アンプ
１２２：高非線形光ファイバ
１２４：光バンドパスフィルタ
１２６：電気吸収型光変調器
１２８：クロック再生装置
１３０：偏波制御装置
１３２：連続光発生装置
１３４：偏波制御装置
１３６：光合波器
１３８：偏波変調器
１４０：偏光子
１４２：光バンドパスフィルタ
２１０：光分波器
２１２：１ビット遅延干渉系
２１４，２１６：偏波制御装置
２１８：偏波合波器
２２０：光アンプ
２２２：高非線形光ファイバ
２２４：光バンドパスフィルタ
２２６：クロック再生装置
２２８：遅延器
２３０：偏波制御装置
２３２：光パルス発生装置
２３４：偏波制御装置
２３６：光合波器
２３８：偏波変調器
２４０：偏光子
２４２：光バンドパスフィルタ
【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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