(57)【要約】【課題】非線形光ループミラーを用いた光ＡＤ変換装置及びそれを構成する光信号処理器の偏波変動に対する対策が非常に難しかった。【解決手段】方向性結合される第１及び第２の光路２，４を含む第１の光カプラ６と、前記第１及び第２の光路を接続する、非線形媒質としての光ファイバを含むループ光路８と、前記ループ光路に方向性結合される第３の光路１０を含む第２の光カプラ１２とを備えた非線形ループミラー１から成る、光ＡＤ変換装置であって、前記非線形ループミラー１中のループ光路の温度を制御する温度制御部２０を設け、高価な偏波保持高非線形ファイバを使用しなくても、小型で安定した偏波制御機能を備えることができる。【選択図】      図５
2008224794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
方向性結合される第１及び第２の光路を含む第１の光カプラと、前記第１及び第２の光路を接続する非線形媒質としての光ファイバを含むループ光路と、前記ループ光路に方向性結合される第３の光路を含む第２の光カプラとを備えた非線形ループミラーから成る、光ＡＤ変換装置であって、
前記非線形ループミラー中のループ回路の温度を制御する温度制御部を設けたことを特徴とする、光ＡＤ変換装置。
【請求項２】
方向性結合される第１及び第２の光路を含む第１の光カプラと、前記第１及び第２の光路を接続する非線形媒質としての光ファイバを含むループ光路と、前記ループ光路に方向性結合される第３の光路を含む第２の光カプラとを備えた非線形ループミラーから成り、前記光ＡＤ変換装を構成する光信号処理器であって、
前記非線形ループミラー中のループ回路の温度を制御する温度制御部を設けたことを特徴とする、光信号処理器。
【請求項３】
前記光信号処理器が光標本化器であることを特徴とする、請求項２に記載する光信号処理器。
【請求項４】
前記光信号処理器が光符号化器であることを特徴とする、請求項２に記載する光信号処理器。
【請求項５】
前記光信号処理器が光量子化器であることを特徴とする、請求項２に記載する光信号処理器。
【請求項６】
前記制御温度の範囲を、−60℃〜85℃とすることを特徴とする、請求項１に記載する光ＡＤ変換装置。
【請求項７】
前記制御温度の範囲を、−60℃〜85℃とすることを特徴とする、請求項２に記載する光信号処理器。
【請求項８】
前記第１及び第２の光路が偏波保持ファイバから成ることを特徴とする、請求項1に記載する光AD変換装置。
【請求項９】
前記第１及び第２の光路が偏波保持ファイバから成ることを特徴とする、請求項２に記載する光信号処理器。
【請求項１０】
前記第２の光路から出力された光の波長が第１の光路から入力された光の波長に一致するように設定された透過帯域を有する光フィルタを備えたことを特徴とする、請求項1に記載する光ＡＤ変換装置。
【請求項１１】
前記第２の光路から出力された光の波長が第１の光路から入力された光の波長に一致するように設定された透過帯域を有する光フィルタを備えたことを特徴とする、請求項２に記載する光信号処理器。
【請求項１２】
前記第１の光路に光サーキュレータを備えたことを特徴とする、請求項1に記載する光ＡＤ変換装置。
【請求項１３】
前記第１の光路に光サーキュレータを備えたことを特徴とする、請求項２に記載する光信号処理器。
【請求項１４】
前記非線形ループミラーから反射された光のパワーを前記光サーキュレータ経由で検出する手段と、第２の光路から出力される第１の光路から入力された光の波長と同じ波長の光のパワーを前記光フィルタ経由で検出する手段とを備えたことを特徴とする、請求項１０または１２に記載する光ＡＤ変換装置。
【請求項１５】
前記非線形ループミラーから反射された光のパワーを前記光サーキュレータ経由で検出する手段と、第２の光路から出力される第１の光路から入力された光の波長と同じ波長の光のパワーを前記光フィルタ経由で検出する手段とを備えたことを特徴とする、請求項１１または１３に記載する光信号処理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光アナログーディジタル変換装置に関するもので、特に偏波制御機能を備えた光アナログーディジタル変換装置及びその機能を実現するための光標本化器、光符号化器、光量子化器等、光信号処理器に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高速大容量化の要求が高い光ファイバ通信分野では、より高速な処理を実現するため、全光信号処理（オールオプティカル  シグナルプロセッシング）技術の研究が進められている。
【０００３】
全光信号処理とは、いわば、光で光を打ち抜く処理と言ってもよく、その基本技術として、例えば、非線形光ループミラー（NOLM）があり、また、それを使用した光アナログーディジタル変換装置（以下、光ＡＤ変換装置という）が既に開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１７３５３０号公報
【０００４】
全光信号処理技術の基本ともいえる非線形光ループミラーは、光ファイバ中の非線形屈折率変化（いわゆるカー効果）を利用したものであり、その動作を図１に基づいて説明する。
【０００５】
図１において、分岐比１対１（３ｄＢ）の光カプラ６を用いたとき、入射光（プローブ光）は前記光カプラ６によりパワーが等分され、時計回り（以下、ＣＷという）と反時計回り（以下、ＣＣＷ）に分けられてループ光路８を伝搬し、非線形媒質である光ファイバにより等しい位相シフトを受けた後、前記光カプラ６により再合成される。
【０００６】
その場合、前記ＣＷの光と前記ＣＣＷの光は、パワーも等しく、位相も一致しているので、偏光が一致していれば、干渉し、もとの方向に反射される。すなわち、第1の光路２から出力され、第２の光路４からは出力されない。このように、入射光（プローブ光）が100％反射されるため非線形光ループミラーと呼ばれる。
【０００７】
光カプラ１２を通してループ光路８に制御光（入力信号光）を入力すると、ループ光路８の一方向（ＣＷ方向）にだけ伝播する。この制御光に対して、光カプラ６から入力され同方向に伝播する入射光（ＣＷのプローブ光）が通る時（制御光と入射光が重なり合った時）に、非線形物質である光ファイバの非屈折率の変化が起き、相互位相変調と呼ばれる位相の変化が起きる。
【０００８】
前記制御光の強度が前記入射光の電場E1の強度よりも十分に大きく、偏光が一致している場合、この位相の変化（位相差）ΔФは、次式で表される。  ΔФ＝２γＰＬ  ここで、γ、Ｐ、Ｌは、それぞれ、光ファイバの非線形定数、制御光（入力信号光）のピークパワー、光ファイバ長である（光ファイバのロスは無視する）。
【０００９】
この位相差ΔΦにより、光カプラ６の第２の光路４にはΔΦの関数である透過率Ｔに比例した光出力が得られる。もし、位相差がπラジアンになると、入射光（プローブ光）は100％透過されることになる。
すなわち、制御光のオン／オフにより、入射光をオン／オフすることができ、換言すれば、高速の光パルス列を光で分離することができる。
【００１０】
なお、上記透過率Ｔは、次のようにして導かれる。  図１ａに示すように、分岐比が１対１の光ファイバカプラ６の端部に光ファイバを接続し、非線形光ループミラー１を構成したとする。前記ミラー１へ入射する光の電場をＥ０＝ｅ０ｅｘｐ（ｉθ）とすると（ｅ０は単位ベクトル）、前記カプラ６でパワー等分された、ＣＷ光の電場Ｅ１と、ＣＣＷ光の電場Ｅ２は、それぞれ次の式で表される。
【００１１】
【数１】
2008224794.tif 000003
前記非線形ループミラー１を一周した後の上記電場は以下の式で表される。
【数２】
2008224794.tif 000004
【００１２】
よって、非線形ループミラーを透過する光の電場Etransは、以下の式のようになる。
【数３】
2008224794.tif 000005
【００１３】
従って、透過率Tは、
【数４】
2008224794.tif 000006
となる。なお、逆周りの相互位相変調効果は、繰り返し周波数の逆数の時間に対して、パルス幅が十分短ければ無視できる。
【００１４】
上記の非線形物質として、光ファイバを用いた非線形ループミラーは、ファイバ内の３次の非線形光学効果に対する応答時間が、フェムト秒オーダーと非常に高速なため、上記の位相差ΔΦを利用した超高速光ＡＤ変換装置の実現が可能であり、既に本出願人等により提案されている（前記〔特許文献１〕参照）。
【００１５】
図１の非線形ループミラーでは、ブローブ光（非線形物質に入力される第１の光を一般にブローブ光と呼ぶ）をパルス光としているが、連続光でもよい。図３は、前記光AD変換装置１００の概念図であり、この装置を上述の非線形ループミラー１を使用して構成している。
【００１６】
光ＡＤ変換装置は標本化、符号化、量子化、という３つの信号処理が必要であるが、これらの各信号処理も上記の非線形光ループミラー１を用いて実現されている。以下に、上記の各信号処理を行う機器（以下光信号処理器という）につき、概念図を基に説明する。
【００１７】
図４は前記光信号処理を行う光信号処理器１０１を非線形ループミラー1で構成した概念図である。
図４において、第１の波長を有するブローブ光として光アナログ信号を入力し、前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する入力信号光として光標本化パルス列を前記カプラ１２より入力したとき、前記非線形ループミラー１は光標本化器として動作する。
【００１８】
また、前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する入力信号光として、光標本化されたアナログ信号を前記カプラ１２より入力し、光符号化された信号光のパルス列を第２の光路４から出力したときは、前記非線形ループミラーは、光符号化器として動作する。
【００１９】
さらに、前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する入力信号光として、光符号化された信号光のパルス列を前記カプラ１２より入力し、量子化（２値化）されたディジタル信号のパルス列を第２の光路４から出力したときは、前記非線形ループミラーは、光量子化器として動作する。
【００２０】
上記のように、非線形ループミラー１を使用した、各光信号処理器（標本化器、光符号化器、光量子化器）を組み合わせて、光AD変換装置１００を構成できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
ところで、上述した各機能を実現する手段として、非線形光ループミラーを用いる場合に次のような問題がある。すなわち、入力光信号の偏波状態に対する依存性やループ内での偏波変動に対しての対策が非常に難しいという課題がある。
【００２２】
先に、ループミラーの原理を説明した際は、ファイバ内での偏光が保持されることを前提にしていた。しかし、一般に、光ファイバコアの非円性や側圧によって、光ファイバ中を伝搬する光の偏光は保持されない。
【００２３】
前記非線形ループミラーは、ＣＷ方向、ＣＣＷ方向にループ光路８を伝搬した光が、光カプラ６で干渉することにより動作するので、ＣＷ方向およびＣＣＷ方向に、それぞれループ光路を伝搬した光の偏光は、一致しなければならない。
【００２４】
上記問題を解決するために、実験室レベルでは、例えば図２のように、偏波コントローラ（PC）３を、ループ光路８内に配置することが行われている。
しかしながら、市販されている偏波コントローラ（PC）３は大型であり、制御するために人手が必要である等、実用的には利用できないという問題があった。
【００２５】
一方、いわゆる偏波保持ファイバが知られている。これは、通常シングルモードファイバで構成され、大きな複屈折を与えることにより、外部応力による複屈折変化があっても偏光が保持される。
しかし、非線形性の高くない偏波保持シングルモードファイバは容易に入手できるが、非線形性の高い偏波保持ファイバは非常に高価である。特に、上記非線形光ループミラーのように、従来の１０倍程度まで非線形性を高めた、偏波保持高非線形ファイバの報告は殆どないのが現状である。
【００２６】
もし、作成したとしても非常に高価である。さらに、消光比を維持しながら、低損失で、上記偏波保持ファイバを融着接続することも技術的に難しい。上述したように、偏波保持高非線形ファイバを利用するには、まだまだ技術的に問題がある。
【００２７】
ところで、非線形性が少なくても（非線形定数γが小さい）、ファイバ長Lが大きければ、上記の式（ΔФ＝２γＰＬ）より、相互位相変調を維持できる。そこで、非線形性の小さい通常の偏波保持シングルモードファイバを使用して、装置全体を構成する考えもある。しかし、その場合、ファイバ長は数キロメータに達し、収納、及び費用の面から実用的ではない。
【００２８】
本発明は、上記の問題点に着目して為されたもので、その目的は、非線形光ループミラーを用いて、光AD変換装置またはこれを構成する機能である各種光信号処理器、例えば、光標本化器、光符号化器、及び光量子化器等を構築する際に、高価な偏波保持高非線形ファイバを使用しなくても、小型で安定した偏波制御機能を備えることにあり、その結果、前記のＣＷ方向、及びＣＣＷ方向に伝搬した光の偏光を一致させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
上記課題を解決するための本発明の第１の態様は、方向性結合される第１及び第２の光路を含む第１の光カプラと、前記第１及び第２の光路を接続する非線形媒質としての光ファイバを含むループ光路と、前記ループ光路に方向性結合される第３の光路を含む第２の光カプラとを備えた非線形ループミラーから成る、光AD変換装置であって、前記非線形ループミラー中のループ光路の温度を制御する温度制御部を設けたことを特徴としている。すなわち前記ループミラーの温度を制御することにより、前記光AD変換装置を構成する前記ループミラー内の偏波を制御する機能を備え、その結果、前記のＣＷ方向、及びＣＣＷ方向に伝搬した光の偏光を一致させることができるという効果が得られる。
【００３０】
本発明の第２の態様は、方向性結合される第１及び第２の光路を含む第１の光カプラと、前記第１及び第２の光路を接続する非線形媒質としての光ファイバを含むループ光路と、前記ループ光路に方向性結合される第３の光路を含む第２の光カプラとを備えた非線形ループミラーから成り、光AD変換装置を構成する光信号処理器であって、前記非線形ループミラー中のループ光路の温度を制御する温度制御部を設けたことを特徴としている。
【００３１】
すなわち、光AD変換装置を構成するには、光標本化、光符号化、光量子化を行う各光信号処理器が必要であるが、それらも、前記非線形ミラーから構成し、前記ループミラーの温度を制御することにより、前記各光信号処理器を構成する前記ループミラー内の偏波を制御し、その結果、前記ＣＷ方向、及びＣＣＷ方向に伝搬した光の偏光を一致させることができるという効果が得られる。
【００３２】
本発明の第３の態様は、前記光信号処理器が光標本化器であることを特徴としている。すなわち、前記第１の光カプラから光アナログ信号を、前記第２の光カプラから光標本化パルス列を入力すれば、前記光信号処理器は光標本化器として作用し、前記温度制御により、前記光標本化器を構成する前記ループミラー内の偏波を制御し、その結果、前記ＣＷ方向、及びＣＣＷ方向に伝搬した光の偏光を一致させることができるという効果が得られる。
【００３３】
本発明の第４の態様は、前記光信号処理器が光符号化器であることを特徴としている。すなわち、前記第２の光カプラから光標本化されたアナログ信号を入力し、光符号化された信号光のパルス列を第２の光路から出力したときは、前記光信号処理器は光符号化器として作用し、前記温度制御により、前記光符号化器を構成する前記ループミラー内の偏波を制御し、その結果、前記ＣＷ方向、及びＣＣＷ方向に伝搬した光の偏光を一致させることができるという効果が得られる。
【００３４】
本発明の第５の態様は、前記光信号処理器が光量子化器であることを特徴としている。すなわち、前記第２の光カプラから光符号化された信号光のパルス列を入力し、量子化（２値化）されたディジタル信号のパルス列を第２の光路４から出力したときは、前記光信号処理器は光量子化器として作用し、前記温度制御により、前記光量子化器を構成する前記ループミラー内の偏波を制御し、その結果、前記ＣＷ方向、及びＣＣＷ方向に伝搬した光の偏光を一致させることができるという効果が得られる。
【００３５】
本発明の第６の態様は、前記光AD変換機または前記信号処理器における、前記制御温度の範囲を、−60℃〜85℃とすることを特徴としている。この範囲の温度により、前記ＡＤ変換器または前記信号処理器を構成する非線形ループミラーを、偏波制御し、その結果、前記ＣＷ方向、及びＣＣＷ方向に伝搬した光の偏光を一致させることができる。
【００３６】
本発明の第７の態様は、前記ＡＤ変換装置または前記信号処理器における前記第１及び第２の光路が偏波保持ファイバから成ることを特徴としている。これにより、前記ＡＤ変換器または前記信号処理器を構成する非線形ループミラーの入力ポートを偏波保持にすることができ、非線形ループミラーに入力される光の偏光は安定する。
【００３７】
本発明の第８の態様は、前記ＡＤ変換装置または前記信号処理器において、前記第２の光路から出力された光の波長が第１の光路から入力された光の波長に一致するように設定された透過帯域を有する光フィルタを備えたことを特徴としている。この光フィルタにより、前記ＡＤ変換器または前記信号処理器を構成する非線形ループミラーの入力信号光が第２の光路へ漏れることを防止できる。
【００３８】
本発明の第９の態様は、前記ＡＤ変換器または前記信号処理器において、前記第１の光路に光サーキュレータを備えたことを特徴としている。光サーキュレータは、非線形ループミラーからの反射とプローブ光とを分離するためで、これにより、後述のパワーモニタによる消光比の測定が精度よくでき、前記ＡＤ変換器または前記信号処理器を構成する非線形ループミラーを偏波制御し、その結果、前記ＣＷ方向、及びＣＣＷ方向に伝搬した光の偏光を一致させるように、温度制御することができる。
【００３９】
本発明の第１０の態様は、前記ＡＤ変換器または前記信号処理器において、非線形ループミラーから反射された光のパワーを、前記光サーキュレータ経由で検出する手段と、第２の光路から出力される第１の光路から入力された光の波長と同じ波長の光のパワーを、前記光フィルタ経由で検出する手段とを備えたことを特徴としている。これにより、上記２つのパワーを比較し、所望の消光比となるように、精度よく温度制御することが可能となるから、前記ＡＤ変換器または前記信号処理器を構成する非線形ループミラーを安定に偏波制御し、その結果、前記ＣＷ方向、及びＣＣＷ方向に伝搬した光の偏光を一致させることができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明は、上述の各態様に記したように、非線形光ループミラーを用いて、光AD変換装置、またはこれを構成する標本化器、光符号化器、光量子化器等の光信号処理器を構築する際、高価な偏波保持高非線形ファイバを使用しなくても、小型な装置で安定した偏波制御ができ、その結果、前記ＣＷ方向、及びＣＣＷ方向に伝搬した光の偏光を一致させることができるという、顕著な効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の上記各態様につき、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００４２】
図３は、本発明の光AD変換装置１００の概念図である。図3の例では、光アナログ信号を４ビットの光ディジタル信号に変換することが示されている。すなわち、光ＡＤ変換装置１００により、入力された光アナログ信号を標本化し、符号化し、量子化するという、一連の信号処理により、光ディジタル信号へ変換し出力する。
【００４３】
上記の各光信号処理は何れも、前述の非線形ループミラー１を使用することが可能である。図４は前記光信号処理を行う光信号処理器１０１を非線形ループミラー1で構成した場合の概念図である。
【００４４】
図４ａは，標本化器を構成した場合で、第１の波長を有するブローブ光として光アナログ信号を前記カプラ６より入力し、前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する入力信号光として光標本化パルス列を前記カプラ１２より入力し、光標本化されたアナログ信号を光路４から出力したときは、前記非線形ループミラー１は光標本化器１０２として動作する。
【００４５】
また、図４ｂに示すように、第１の波長を有するブローブ光として信号光のパルス列を前記カプラ６より入力し、前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する入力信号光として、光標本化されたアナログ信号を前記カプラ１２より入力し、光符号化された信号光のパルス列を第２の光路４から出力したときは、前記非線形ループミラーは、光符号化器１０３として動作する。
【００４６】
さらに、図４ｃに示すように、第１の波長を有するブローブ光として信号光のパルス列を前記カプラ６より入力し、前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する入力信号光として、光符号化された信号光のパルス列を前記カプラ１２より入力し、量子化（２値化）されたディジタル信号のパルス列を第２の光路４から出力したときは、前記非線形ループミラーは、光量子化器１０４として動作する。
【００４７】
本発明の第1、第2の態様においては、前記光AD変換装置１００および前記光信号処理器（１０１〜１０４）に使用される非線形ループミラー１中のループ光路８の温度を制御する温度制御部を設けたことを特徴とする。
【００４８】
すなわち、図5において、非線形ループミラー１は、方向性結合される第１の光路２及び第２の光路４を含む第１の光カプラ６と、前記第１の光路２及び第２の光路４を接続する、非線形媒質としての光ファイバ７を含むループ光路８と、前記ループ光路８に方向性結合される第３の光路１０を含む第２の光カプラ１２とを備えている。
【００４９】
また、前記非線形ループミラー１中の高非線形ファイバのコイル巻き部７を加熱する加熱部１９、およびその温度を制御する温度制御部１４が設けられている。このような構成において、前記高非線形ファイバのコイル巻き部７の温度を、後述の消光比を一定に保つように制御することにより、前記ループミラーの偏波を制御し、その結果、前記ＣＷ方向、及びＣＣＷ方向に伝搬した光の偏光を一致させることができる。
【００５０】
本発明の第3〜第5の態様は、前記第2の態様における前記光信号処理器が、それぞれ図4a，4b，4cに示す、標本化器１０２、符号化器１０３、量子化器１０４を構成していることを特徴とする。
【００５１】
ところで、本発明の主眼は、非線形ループミラー１の温度を制御することにより、前記非線形ループミラー１内の偏光が変わることを見出した点にある。この点につき、図６を用いて説明する。
図６は、前記ループミラーの消光比の温度依存性を示す測定結果であり、横軸は温度（℃）、縦軸は消光比（dＢ）を表している。
【００５２】
図６から明らかなように、温度に依存してループミラーの消光比、換言すれば、ループ内の偏光が変化することが解る。従って、消光比が一定になるように温度を制御すれば、偏波を効率よく制御し、その結果、前記ＣＷ方向、及びＣＣＷ方向に伝搬した光の偏光を一致させることが可能になる。
本願発明の特徴は、まさに、この点にある。
【００５３】
本発明の第8、第9の態様では、前記消光比を測定するため、図５に示すように第２の光路４に光フィルタ16を、第1の光路２に光サーキュレータ１５を、設置する。
【００５４】
また、本発明の第１０の態様では、前記光サーキュレータ１５にはパワーモニタ１７を、前記光フィルタ１６にはパワーモニタ１８をそれぞれ接続する。このような構成により、パワーモニタ１７では光サーキュレータ１５の出力P1を、パワーモニタ１８では、第２の光路４へ出力されたプローブ光強度P2を測定する。
【００５５】
その結果、消光比はP1／P2で定義される（第二の光カプラ１２からの光入力はない）。この消光比が所望の値になるように、非線形物質である非偏波保持光ファイバの温度を変化させれば、偏波を効率よく制御し、その結果、前記ＣＷ方向、及びＣＣＷ方向に伝搬した光の偏光を一致させることができる。
【００５６】
消光比を、できるだけ小さい値で、一定にしようとするなら、図６に示すように、−３２dB程度の各クリティカルポイントの温度に制御する。
なお、図６に示す測定結果では、消光比が−３２dＢ程度迄しか表示されていないが、それは、測定に使用した光カプラの分岐比が完全に１対１ではないためである。
【００５７】
上記温度制御は、少なくとも、非線形媒質である非偏波保持光ファイバに対して実施すればよいが、より安定性を高めるためには、装置全体を温度制御すればよい。また、光カプラや光サーキュレータなどの各光部品についても、偏波制御可能なものを使用すれば、装置の安定性がより増加することは言うまでもない。
【００５８】
上記の構成で、光サーキュレータ１５の役割は、非線形ループミラー１のループ光路８からの反射光とプローブ光とを分離するためである。また、光フィルタ１６は、前記第２の光路４から出力された光の波長が第１の光路２から入力された光の波長に一致するように設定された透過帯域を有している。従って、前記非線形ループミラー１の入力信号光が第２の光路４へ漏れることを防止する。なお、このフィルタは、ループ光路８内に配置してもよい。
【００５９】
図６に示す測定結果では、２０℃〜６０℃の温度範囲であるが、実際は、−６０℃〜８５℃の範囲で同様の結果が得られている。従って、本発明の第6の態様では、この範囲で消光比を所望の値に制御する。
【００６０】
温度制御の方法は種々あるが、１例を図７に示す。
図７において、非線形ループミラー１の高非線形ファイバのコイル巻き部７をペルチェ素子２１から成る加熱装置１９で加熱する。コイル巻部７の温度をサーミスタ２２等の温度センサで測定し、そのデータを温度データ入力制御部２５を内蔵する温度制御部２０に送る。温度制御部２０は前述の温度範囲内で消光比を所望の値に設定するように温度を制御する。
【００６１】
具体的には、前記温度制御部に内蔵されているマイクロコピュータ２３により、予め設定されたアルゴリズムに従い、冷却又は加熱の処理を判断し、ペルチェ素子２１に流れる電流をペルチェ素子制御部２６、制御インターフェイス２７を介して制御する。上記アルゴリズムは記憶部２４に格納されている制御プログラムに書かれている。
【００６２】
一方温度制御部２０には、パワーモニタ１７，１８からのデータもパワーモニタ制御部２９を介して入力され、そのデータに基づいて、消光比が計算され、その値が、前記アルゴリズムでフィードバックデータとして使用される。以上のように制御することにより、前記非線形ループミラー１の偏波保持が可能となる。なを上記制御はマイクロコンピュータ２３、の指令により行われるが、上記はあくまで１例であり、他の制御素子た例えば、DSP（ディジタルシグナルプロセッサ）やＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）、さらには専用LSIを使用してもよいことは言うまでもない。
【００６３】
本発明の更なる特徴は、先に第7の態様として述べたように、前記AD変換装置および前記光信号処理器に使用される前記非線形ループミラー１において、前記第１の光路２及び第３の光路１０が偏波保持ファイバ５から成ることである。これにより、前記非線形ループミラーの各入力ポートを偏波保持にすることができ、非線形ループミラーに入力される光の偏光が安定するという効果がある。
【００６４】
なお、上述した本発明の実施形態は、光AD変換装置とその機能を実現するための光標本化器、光符号化器、光量子化器等、光信号処理器に係るものであるが、本発明はそれらに限定されるものではないことは、勿論である。
【００６５】
上述したように、本発明は、偏波を制御し、その結果、前記ＣＷ方向、及びＣＣＷ方向に伝搬した光の偏光を一致させることができる、小型で安定な光AD変換装置及びそれに必要な光信号処理器を提供するものであるから、その利用効果は顕著である。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、基本的には、非線形ループミラーを使用した他の光信号処理機にも、幅広く適用できる。例えば、TDM(時分割多重)光パルスの多重分離を行う多重化装置、さらには、光ルータ等、ネットワーク関連機器にも応用できる。
もとより、非線形ループミラーは非常に短いパルスのスイッチング装置であるから、その利用分野は多岐に亘り、本発明の実施対象は、今後益々増大すると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に使用する非線形ループミラーの原理説明図。
【図１ａ】同上補足説明図。
【図２】従来技術の説明図。
【図３】本発明の対象である光AD変換装置の概念図。
【図４】本発明の対象である光信号処理器の概念図
【図４ａ】本発明の対象である光標本化器の概念図。
【図４ｂ】本発明の対象である光符号化器の概念図。
【図４ｃ】本発明の対象である光量子化器の概念図。
【図５】本発明に使用する非線形ループミラーの構成図。
【図６】消光比の温度依存性を示す測定図。
【図７】非線形ループミラーに対する温度制御の説明図。
【符号の説明】
【００６８】
１  非線形ループミラー
２  第１の光路
３  偏波コントローラ
４  第２の光路
５  偏波保持ファイバ
６  第１の光カプラ
７  高非線形ファイバのコイル巻き部
８  ループ光路
１０  第３の光路
１２  第２の光カプラ
１５  光サーキュレータ
１６  光フィルタ
１７、１８パワーモニタ
１９  加熱部
２０  温度制御部
２１  ペルチェ素子
２２  サーミスタ
２３  マイクロコンピュータ
２４  記憶部
２５  温度データ入力部
２６  ペルチェ素子制御部
２７  制御インターフェイス
２８  ヒートシンク
２９  パワーモニタ制御部
１００  光AD変換装置
１０１  光信号処理器
１０２  光標本化器
１０３  光符号化器
１０４  光量子化器
【図１】
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【図１ａ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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