(57)【要約】【課題】１つの装置で複数種類のビット列を一括して検出できる光信号検出装置を提供すること。【解決手段】符号化周期Ｔで＋π／２あるいは−π／２に位相変調された８ビットの光ビット列１０１を方向性結合器１０３で８つに分岐し、光導波路の屈折率をｎ、真空中の光速をｃとした時、１番目のポートに接続された遅延線が最も長く、２番目以降のポートに接続された遅延線は長さがｎｃＴずつ短くなっている８本の遅延線からなる遅延線群１０４を通し、それぞれ４つ、２つ、１つ離れたポートを入出力ポートとする方向性結合器群１０６−１，１０６−２，１０６−３に位相調整手段群１０５−１，１０５−２，１０５−３を介して入力することにより、８種類のビット列を方向性結合器群１０６−３の別々の出力ポートから出力可能とする。【選択図】            図１
2004312168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号化周期Ｔで＋π／２あるいは−π／２に位相変調された２Ｋビット（Ｋは１以上の整数）の光信号を判別する光信号検出装置において、
入力信号を２Ｋポートに均等に分岐する１入力２Ｋ出力の方向性結合器と、
前記方向性結合器の２Ｋ個の出力に接続されている遅延線であって、光導波路の屈折率をｎ、真空中の光速をｃとした時、Ａ番目（Ａは１以上２Ｋ−１以下の整数）のポートに接続されたものの長さが、Ａ＋１番目のポートに接続されたものの長さよりｎｃＴ長い２Ｋ本の遅延線と、
２Ｋ−１個の２入力２出力の方向性結合器をそれぞれ含むＫ組の方向性結合器群とを備え、
前記方向性結合器群のうち、Ｂ組目（Ｂは１以上Ｋ以下の整数）の方向性結合器群は各方向性結合器が２Ｂ−１離れたポートを入力ポート及び出力ポートとし、
前記方向性結合器群は、前記２Ｋ本の遅延線の出力又は他の方向性結合器群の出力に接続され、最後の方向性結合器群の出力ポートを装置の出力ポートとし、
また前記方向性結合器群の各組の配置順は任意とした
ことを特徴とする光信号検出装置。
【請求項２】
符号化周期Ｔで＋π／２あるいは−π／２に位相変調された２Ｋビット（Ｋは１以上の整数）の光信号を判別する光信号検出装置において、
入力信号を２Ｋポートに均等に分岐する１入力２Ｋ出力の方向性結合器と、
２Ｋ−１個の２入力２出力の方向性結合器及び２Ｋ本の遅延線をそれぞれ含むＫ組の遅延線・方向性結合器群とを備え、
前記遅延線・方向性結合器群において、Ｃ組目（Ｃは１以上Ｋ以下の整数）の遅延線・方向性結合器群に含まれる遅延線は遅延線・方向性結合器群の入力ポートに接続され、光導波路の屈折率をｎ、真空中の光速をｃとする時、１番目から２Ｋ−１番目までの入力ポートに接続された遅延線の長さが、２Ｋ−１＋１番目から２Ｋ番目までの入力ポートに接続された遅延線の長さより２Ｋ−Ｃ・ｎｃＴ長く、
前記遅延線・方向性結合器群の各方向性結合器は、Ｄを１以上２Ｋ−１以下の整数とする時、Ｄ番目の入力ポートに接続された遅延線とＤ＋２Ｋ−１番目の入力ポートに接続された遅延線を入力ポートに接続し、遅延線・方向性結合器群の２Ｍ−１番目の出力ポートと２Ｍ番目の出力ポートに当該方向性結合器の出力ポートを接続し、
前記１入力２Ｋ出力の方向性結合器の出力ポートは１組目の遅延線・方向性結合器群の入力ポートに接続され、以降Ｋ組目の遅延線・方向性結合器群まで順番に前の組の出力ポートを入力ポートに接続し、Ｋ組目の遅延線・方向性結合器群の出力ポートを装置の出力ポートとする
ことを特徴とする光信号検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光信号検出装置において、
各方向性結合器間に位相調整手段を設けた
ことを特徴とする光信号検出装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の光信号検出装置において、
全ての要素を同一基板上に形成した
ことを特徴とする光信号検出装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の光信号検出装置において、
光信号の入力に応じて制御信号を生成する制御信号生成手段と、
制御信号に基づいて出力の透過と遮断を切り替えるゲート手段とを設けた
ことを特徴とする光信号検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は光通信において、位相変調を用いて符号化された光ビット列から特定のビット列を検出する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
位相変調を用いて符号化された光ビット列から特定のビット列を検出する装置として、図５のように光符号分割多重（ＯＣＤＭ）と呼ばれる技術に用いられる装置が知られている。図５では８ビットの２値位相変調（ＢＰＳＫ）信号から特定のビット列を検出する装置を示している。
【０００３】
位相変調を用いて符号化された光ビット列１００１において、符号化の周期はＴとし、各ビットはそれぞれ＋π／２あるいは−π／２の位相を持つように変調されているものとする。特定ビット列検出装置１００２は、１入力８出力の光カプラ１００３、８種類の遅延線群１００４、位相調整手段群１００５及び８入力１出力の光カプラ１００６から構成されている。前記８種類の遅延線群１００４は、遅延線を構成する材料の屈折率をｎ、真空中での光速をｃとする時、長さがｎｃＴずつ異なるように調整されている。また、前記位相調整手段群１００５は、それぞれ＋π／２あるいは−π／２の位相変化を与えるように調整されている。
【０００４】
この時、前記光ビット列１００１のｉ番目（ｉは１から８までの整数）のビットに与えられた位相と、ｉ番目に長い前記遅延線１００４に設けられた前記位相調整手段が与える位相変化が全て一致するか、全て符号が反転している場合にのみ、全てのビットが干渉の結果、強め合って出力される。よって、特定ビット列検出装置１００２から出力される光信号を観測することによって、前記位相調整手段群１００５によって定められたビット列の信号を検出することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−４３９６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の装置では、１つの装置で１つのビット列しか検出することができない。この装置を用いて複数のビット列を検出するためには、複数の装置を設置し、また各装置に光信号を分岐して供給する必要があり、光信号が劣化し易くなるだけでなく、コスト増の要因にもなる。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、複数のマッハツェンダ型干渉計を組み合わせることで、１つの装置で複数種類のビット列を一括して検出できる光信号検出装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、
符号化周期Ｔで＋π／２あるいは−π／２に位相変調された２Ｋビット（Ｋは１以上の整数）の光信号を判別する光信号検出装置において、
入力信号を２Ｋポートに均等に分岐する１入力２Ｋ出力の方向性結合器と、
前記方向性結合器の２Ｋ個の出力に接続されている遅延線であって、光導波路の屈折率をｎ、真空中の光速をｃとした時、Ａ番目（Ａは１以上２Ｋ−１以下の整数）のポートに接続されたものの長さが、Ａ＋１番目のポートに接続されたものの長さよりｎｃＴ長い２Ｋ本の遅延線と、
２Ｋ−１個の２入力２出力の方向性結合器をそれぞれ含むＫ組の方向性結合器群とを備え、
前記方向性結合器群のうち、Ｂ組目（Ｂは１以上Ｋ以下の整数）の方向性結合器群は各方向性結合器が２Ｂ−１離れたポートを入力ポート及び出力ポートとし、
前記方向性結合器群は、前記２Ｋ本の遅延線の出力又は他の方向性結合器群の出力に接続され、最後の方向性結合器群の出力ポートを装置の出力ポートとし、
また前記方向性結合器群の各組の配置順は任意としたことを特徴とする、
あるいは
符号化周期Ｔで＋π／２あるいは−π／２に位相変調された２Ｋビット（Ｋは１以上の整数）の光信号を判別する光信号検出装置において、
入力信号を２Ｋポートに均等に分岐する１入力２Ｋ出力の方向性結合器と、
２Ｋ−１個の２入力２出力の方向性結合器及び２Ｋ本の遅延線をそれぞれ含むＫ組の遅延線・方向性結合器群とを備え、
前記遅延線・方向性結合器群において、Ｃ組目（Ｃは１以上Ｋ以下の整数）の遅延線・方向性結合器群に含まれる遅延線は遅延線・方向性結合器群の入力ポートに接続され、光導波路の屈折率をｎ、真空中の光速をｃとする時、１番目から２Ｋ−１番目までの入力ポートに接続された遅延線の長さが、２Ｋ−１＋１番目から２Ｋ番目までの入力ポートに接続された遅延線の長さより２Ｋ−Ｃ・ｎｃＴ長く、
前記遅延線・方向性結合器群の各方向性結合器は、Ｄを１以上２Ｋ−１以下の整数とする時、Ｄ番目の入力ポートに接続された遅延線とＤ＋２Ｋ−１番目の入力ポートに接続された遅延線を入力ポートに接続し、遅延線・方向性結合器群の２Ｍ−１番目の出力ポートと２Ｍ番目の出力ポートに当該方向性結合器の出力ポートを接続し、
前記１入力２Ｋ出力の方向性結合器の出力ポートは１組目の遅延線・方向性結合器群の入力ポートに接続され、以降Ｋ組目の遅延線・方向性結合器群まで順番に前の組の出力ポートを入力ポートに接続し、Ｋ組目の遅延線・方向性結合器群の出力ポートを装置の出力ポートとすることを特徴とする。
【０００９】
この際、各方向性結合器間に位相調整手段を設けても良く、また、全ての構成要素を同一基板上に形成しても良い。
【００１０】
また、光信号の入力に応じて制御信号を生成する制御信号生成手段と、制御信号に基づいて出力の透過と遮断を切り替えるゲート手段とを設けることで、信号の判別を容易にすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
【００１２】
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明の光信号検出装置の第１の実施の形態を示すもので、図中、１０１は光ビット列、１０２は光信号検出装置、１０３は方向性結合器、１０４は遅延線群、１０５−１，１０５−２，１０５−３は位相調整手段群、１０６−１，１０６−２，１０６−３は方向性結合器群である。
【００１３】
本実施の形態は、位相変調で符号化された光信号のビット数が８、即ちＫ＝３の場合の説明図である。但し、これによって本発明の光信号検出装置が扱うビット数が限定されるものではない。
【００１４】
符号化の周期はＴで、各ビットがそれぞれ＋π／２あるいは−π／２の位相を持つように位相変調されている、８ビットの光ビット列１０１は、光信号検出装置１０２に入力される。
【００１５】
入力された光ビット列１０１は、１入力８出力の方向性結合器１０３によって８経路に分岐される。
【００１６】
分岐された信号は、光導波路の屈折率をｎ、真空中の光速をｃとした時、１番目のポートに接続された遅延線が最も長く、２番目以降のポートに接続された遅延線は長さがｎｃＴずつ短くなっている遅延線群１０４を通る。
【００１７】
遅延線群１０４から出力された信号は、第１の位相調整手段群１０５−１を介して、４つ離れたポートを入出力ポートとする第１の方向性結合器群１０６−１に入力される。
【００１８】
第１の方向性結合器群１０６−１の出力は、第２の位相調整手段群１０５−２を介して、２つ離れたポートを入出力ポートとする第２の方向性結合器群１０６−２に入力される。
【００１９】
第２の方向性結合器群１０６−２の出力は、第３の位相調整手段群１０５−３を介して、１つ離れたポートを入出力ポートとする第３の方向性結合器群１０６−３に入力される。
【００２０】
第３の方向性結合器群１０６−３の出力が、光信号検出装置１０２の出力となる。
【００２１】
ここで前述した、それぞれ長さの異なる遅延線からなる遅延線群１０４と、その前後の方向性結合器１０３及び方向性結合器群１０６−１〜１０６−３とによって複数のマッハツェンダ型干渉計が構成される。
【００２２】
本光信号検出装置の動作は、次のように示される。
【００２３】
符号化の周期Ｔ、８ビットの位相変調信号は、ｔが−Ｔ／２からＴ／２の範囲で値を持つ関数ｆ（ｔ）を用いて次のように表現できる。
【００２４】
【数１】
2004312168.tif 000003
【００２５】
但し、Ｆ（０）からＦ（７）はｅ＾（π／２）ｉあるいはｅ＾−（π／２）ｉのどちらかの値をとるものとし、ωは光信号の角周波数とする（なお、本明細書において、ｅは自然対数の底であり、ｅ＾ＨはｅのＨ乗を表すものとする。）。
【００２６】
以降では、本発明の光信号検出装置の動作を、伝達行列を用いて説明する。
【００２７】
α入力β出力の光回路を伝達行列を用いて表すと、その行列はα行β列の行列になり、その中のγ行δ列の成分は複素数の絶対値がδ番目の出力ポートに出力されるγ番目の入力ポートから入力された光信号の電界成分の透過率を表し、複素数の位相成分が前記光信号の受ける位相変化量を表す。
【００２８】
例えば、１入力２出力の方向性結合器の伝達行列は、
【００２９】
【数２】
2004312168.tif 000004
【００３０】
と表せ、２入力２出力の方向性結合器の伝達行列は、
【００３１】
【数３】
2004312168.tif 000005
【００３２】
と表せる。
【００３３】
方向性結合器群１０３は、１入力２出力の方向性結合器と、２つの１入力２出力の方向性結合器と、４つの１入力２出力の方向性結合器とから構成される１入力８出力の光回路の接続として表せるため、その伝達行列は、
【００３４】
【数４】
2004312168.tif 000006
【００３５】
と表せる。
【００３６】
遅延線群１０４の伝達行列は、
【００３７】
【数５】
2004312168.tif 000007
【００３８】
となる。行列中の対角成分は、各遅延線の長さから得られるものである。
【００３９】
第１、第２、第３の位相調整手段群１０５−１〜１０５−３の伝達関数は、それぞれ
【００４０】
【数６】
2004312168.tif 000008
【００４１】
【数７】
2004312168.tif 000009
【００４２】
【数８】
2004312168.tif 000010
【００４３】
のように表せる。但し、Ｇ１（ε）、Ｇ２（ε）、Ｇ３（ε）（但し、εは０以上７以下の整数）は、ε番目の位相調整手段によって与えられる位相変化量を表し、全てｅ＾（π／２）ｉあるいはｅ＾−（π／２）ｉのどちらかの値をとるものとする。
【００４４】
第１、第２、第３の方向性結合器群１０６−１〜１０６−３の伝達関数は、それぞれ接続する入出力ポートの関係を考慮して、それぞれ
【００４５】
【数９】
2004312168.tif 000011
【００４６】
【数１０】
2004312168.tif 000012
【００４７】
【数１１】
2004312168.tif 000013
【００４８】
と表せる。
【００４９】
これらを順番に掛け合わせ、ｅ＾ｉ（ωｔ−７Ｔ）の係数のみを取り出すと、
【００５０】
【数１２】
2004312168.tif 000014
【００５１】
と表せる。
【００５２】
これは全てのビットが足し合わされた時の、８個の出力ポートの出力光強度の平方根に対応している。
【００５３】
ここで関数ｆ（ｔ）は各ビットの包絡線を示しているに過ぎないので省略し、簡単のためＧ２（０）からＧ２（７）の値は全てｅ＾（π／２）ｉとし、Ｇ３（０）からＧ３（７）の値は全てｅ＾−（π／２）ｉとする。
【００５４】
この時、前記ｅ＾ｉ（ωｔ−７Ｔ）の係数は
【００５５】
【数１３】
2004312168.tif 000015
【００５６】
となる。
【００５７】
ここで、例としてＧ１（０）からＧ１（７）を全てｅ＾−（π／２）ｉと設定し、簡単のためにＦ（０）からＦ（７）がｅ＾（π／２）ｉをとる場合を”＋”、ｅ＾−（π／２）ｉをとる場合を”−”と表すことにすると、
｛Ｆ（０），  Ｆ（１），  Ｆ（２），  Ｆ（３），  Ｆ（４），  Ｆ（５），  Ｆ（６），  Ｆ（７）｝の組み合わせが、
｛”＋”，  ”−”，  ”−”，  ”＋”，  ”−”，  ”＋”，  ”＋”，  ”−”｝か、｛”−”，  ”＋”，  ”＋”，  ”−”，  ”＋”，  ”−”，  ”−”，  ”＋”｝の時、１行目の値、即ち１番目のポートの出力が、
｛”＋”，  ”＋”，  ”−”，  ”−”，  ”−”，  ”−”，  ”＋”，  ”＋”｝か、｛”−”，  ”−”，  ”＋”，  ”＋”，  ”＋”，  ”＋”，  ”−”，  ”−”｝の時、２行目の値、即ち２番目のポートの出力が、
｛”＋”，  ”−”，  ”＋”，  ”−”，  ”−”，  ”＋”，  ”−”，  ”＋”｝か、｛”−”，  ”＋”，  ”−”，  ”＋”，  ”＋”，  ”−”，  ”＋”，  ”−”｝の時、３行目の値、即ち３番目のポートの出力が、
｛”＋”，  ”＋”，  ”＋”，  ”＋”，  ”−”，  ”−”，  ”−”，  ”−”｝か、｛”−”，  ”−”，  ”−”，  ”−”，  ”＋”，  ”＋”，  ”＋”，  ”＋”｝の時、４行目の値、即ち４番目のポートの出力が、
｛”＋”，  ”−”，  ”−”，  ”＋”，  ”＋”，  ”−”，  ”−”，  ”＋”｝か、｛”−”，  ”＋”，  ”＋”，  ”−”，  ”−”，  ”＋”，  ”＋”，  ”−”｝の時、５行目の値、即ち５番目のポートの出力が、
｛”＋”，  ”＋”，  ”−”，  ”−”，  ”＋”，  ”＋”，  ”−”，  ”−”｝か、｛”−”，  ”−”，  ”＋”，  ”＋”，  ”−”，  ”−”，  ”＋”，  ”＋”｝の時、６行目の値、即ち６番目のポートの出力が、
｛”＋”，  ”−”，  ”＋”，  ”−”，  ”＋”，  ”−”，  ”＋”，  ”−”｝か、｛”−”，  ”＋”，  ”−”，  ”＋”，  ”−”，  ”＋”，  ”−”，  ”＋”｝の時、７行目の値、即ち７番目のポートの出力が、
｛”＋”，  ”＋”，  ”＋”，  ”＋”，  ”＋”，  ”＋”，  ”＋”，  ”＋”｝か、｛”−”，  ”−”，  ”−”，  ”−”，  ”−”，  ”−”，  ”−”，  ”−”｝の時、８行目の値、即ち８番目のポートの出力が、最大となる。
【００５８】
なお、これら１６種類のビット列が入力された時、出力が最大となるポート以外からの出力は「０」になっている。
【００５９】
即ち、これら１６種類のビット列が入力されると、それぞれ別々のポートから出力が得られることになり、１６種類のビット列を一つの装置で一括して検出することができる。
【００６０】
次に、Ｇ１（０）からＧ１（７）のいずれかをｅ＾（π／２）ｉに置き換えた場合を考える。その場合は、前記１６種類のビット列において、置き換えられたビットに対応するＦ（０）からＦ（７）のいずれかが”＋”から”−”に、あるいは”−”から”＋”に反転している、別の１６種類のビット列を検出することができる。
【００６１】
以上のようにすることで、１つの装置で複数種類の位相変調されたビット列を一括して検出できる光信号検出装置を実現することができる。
【００６２】
＜実施の形態２＞
図２は本発明の光信号検出装置の第２の実施の形態を示すもので、図中、２０１は光ビット列、２０２は光信号検出装置、２０３は方向性結合器、２０４は遅延線群、２０５−１，２０５−２，２０５−３は位相調整手段群、２０６−１，２０６−２，２０６−３は方向性結合器群である。
【００６３】
本実施の形態は、位相変調で符号化された光信号のビット数が８、即ちＫ＝３の場合の説明図である。但し、これによって本発明の光信号検出装置が扱うビット数が限定されるものではない。
【００６４】
符号化の周期はＴで、各ビットがそれぞれ＋π／２あるいは−π／２の位相を持つように位相変調されている、８ビットの光ビット列２０１は、光信号検出装置２０２に入力される。
【００６５】
入力された光ビット列２０１は、１入力８出力の方向性結合器２０３によって、８経路に分岐される。
【００６６】
分岐された信号は、光導波路の屈折率をｎ、真空中の光速をｃとした時、１番目のポートに接続された遅延線が最も長く、２番目以降のポートに接続された遅延線は長さがｎｃＴずつ短くなっている遅延線群２０４を通る。
【００６７】
遅延線群２０４から出力された信号は、第１の位相調整手段群２０５−１を介して、２つ離れたポートを入出力ポートとする第１の方向性結合器群２０６−１に入力される。
【００６８】
第１の方向性結合器群２０６−１の出力は、第２の位相調整手段群２０５−２を介して、１つ離れたポートを入出力ポートとする第２の方向性結合器群２０６−２に入力される。
【００６９】
第２の方向性結合器群２０６−２の出力は、第３の位相調整手段群２０５−３を介して、４つ離れたポートを入出力ポートとする第３の方向性結合器群２０６−３に入力される。
【００７０】
第３の方向性結合器群２０６−３の出力が、光信号検出装置２０２の出力となる。
【００７１】
本実施の形態の動作は、第１の実施の形態において、方向性結合器群１０６−１の伝達関数を方向性結合器群２０６−３の伝達関数とし、方向性結合器群１０６−２の伝達関数を方向性結合器群２０６−１の伝達関数とし、方向性結合器群１０６−３の伝達関数を方向性結合器群２０６−２の伝達関数とすることで、全く同じように説明される。
【００７２】
このように、方向性結合器群１０６の順番を入れ替えても、光信号検出装置を実現できる。
【００７３】
＜実施の形態３＞
図３は本発明の光信号検出装置の第３の実施の形態を示すもので、図中、３０１は光ビット列、３０２は光信号検出装置、３０３は方向性結合器、３０４−１，３０４−２，３０４−３は位相調整手段群、３０５−１，３０５−２，３０５−３は遅延線群、３０６−１，３０６−２，３０６−３は方向性結合器群である。
【００７４】
本実施の形態は、位相変調で符号化された光信号のビット数が８、即ちＫ＝３の場合の説明図である。但し、これによって本発明の光信号検出装置が扱うビット数が限定されるものではない。
【００７５】
符号化の周期はＴで、各ビットがそれぞれ＋π／２あるいは−π／２の位相を持つように位相変調されている、８ビットの光ビット列３０１は、光信号検出装置３０２に入力される。
【００７６】
入力された光ビット列３０１は、１入力８出力の方向性結合器３０３によって、８経路に分岐される。
【００７７】
分岐された信号は、第１の位相調整手段群３０４−１を介して第１の遅延線群３０５−１に入力される。第１の遅延線群３０５−１は、光導波路の屈折率をｎ、真空中の光速をｃとした時、１番目から４番目の遅延線が５番目から８番目の遅延線より長さを４ｎｃＴ長くする。
【００７８】
第１の遅延線群３０５−１の出力は第１の方向性結合器群３０６−１に入力される。第１の方向性結合器群３０６−１中のａ番目（ａは１から４の整数）の方向性結合器は、ａ番目のポートとａ＋４番目のポートを入力ポートとし、２ａ−１番目のポートと２ａ番目のポートを出力ポートとする。
【００７９】
第１の方向性結合器群３０６−１から出力された信号は、第２の位相調整手段群３０４−２を介して第２の遅延線群３０５−２に入力される。第２の遅延線群３０５−２は、１番目から４番目の遅延線が５番目から８番目の遅延線より長さを２ｎｃＴ長くする。
【００８０】
第２の遅延線群３０５−２の出力は第２の方向性結合器群３０６−２に入力される。第２の方向性結合器群３０６−２中のａ番目（ａは１から４の整数）の方向性結合器は、ａ番目のポートとａ＋４番目のポートを入力ポートとし、２ａ−１番目のポートと２ａ番目のポートを出力ポートとする。
【００８１】
第２の方向性結合器群３０６−２から出力された信号は、第３の位相調整手段群３０４−３を介して第３の遅延線群３０５−３に入力される。第３の遅延線群３０５−３は、１番目から４番目の遅延線が５番目から８番目の遅延線より長さをｎｃＴ長くする。
【００８２】
第３の遅延線群３０５−３の出力は第３の方向性結合器群３０６−３に入力される。第３の方向性結合器群３０６−３中のａ番目（ａは１から４の整数）の方向性結合器は、ａ番目のポートとａ＋４番目のポートを入力ポートとし、２ａ−１番目のポートと２ａ番目のポートを出力ポートとする。
【００８３】
第３の方向性結合器群３０６−３の出力が、光信号検出装置１０２の出力となる。
【００８４】
本光信号検出装置の動作は、次のように示される。
【００８５】
方向性結合器群３０３の伝達行列は、
【００８６】
【数１４】
2004312168.tif 000016
【００８７】
となる。
【００８８】
第１、第２、第３の位相調整手段群３０４−１〜３０４−３の伝達関数は、それぞれ
【００８９】
【数１５】
2004312168.tif 000017
【００９０】
【数１６】
2004312168.tif 000018
【００９１】
【数１７】
2004312168.tif 000019
【００９２】
のように表せる。但し、但し、Ｇ１（ε）、Ｇ２（ε）、Ｇ３（ε）（但し、εは０以上７以下の整数）は、ε番目の位相調整手段によって与えられる位相変化量を表し、全てｅ＾（π／２）ｉあるいはｅ＾−（π／２）ｉのどちらかの値をとるものとする。
【００９３】
遅延線群３０５−１〜３０５−３の伝達行列は、それぞれ
【００９４】
【数１８】
2004312168.tif 000020
【００９５】
【数１９】
2004312168.tif 000021
【００９６】
【数２０】
2004312168.tif 000022
【００９７】
となる。行列中の対角成分は、各遅延線の長さから得られるものである。
【００９８】
第１、第２、第３の方向性結合器群３０６−１〜３０６−３の伝達関数は、それぞれ接続する入出力ポートの関係を考慮して、全て
【００９９】
【数２１】
2004312168.tif 000023
【０１００】
と表せる。
【０１０１】
これらを順番に掛け合わせ、ｅ＾ｉ（ωｔ−７Ｔ）の係数のみを取り出すと、
【０１０２】
【数２２】
2004312168.tif 000024
【０１０３】
と表せる。
【０１０４】
第１の実施の形態の場合と同様に、ここで関数ｆ（ｔ）は各ビットの包絡線を示しているに過ぎないので省略し、簡単のためＧ２（０）からＧ２（７）の値は全てｅ＾（π／２）ｉとし、Ｇ３（０）からＧ３（７）の値は全てｅ＾−（π／２）ｉとする。
【０１０５】
この時、前記ｅ＾ｉ（ωｔ−７Ｔ）の係数は
【０１０６】
【数２３】
2004312168.tif 000025
【０１０７】
となる。
【０１０８】
この出力を表す式は、第１の実施の形態のものと全く一致しており、第１の実施の形態の場合と同じ機能を実現することができる。
【０１０９】
以上のようにすることで、１つの装置で複数種類の位相変調されたビット列を一括して検出できる光信号検出装置を実現することができる。
【０１１０】
＜実施の形態４＞
図４は本発明の光信号検出装置の第４の実施の形態を示すもので、図中、４０１は光ビット列、４０２は光分岐手段、４０３は光信号検出装置、４０４は制御信号生成手段、４０５は制御信号、４０６はゲート手段群である。
【０１１１】
入力された光ビット列４０１は、光分岐手段４０２によって２つに分岐される。前記光分岐手段４０２の出力のうち、一方は制御信号生成手段４０４に入力され、制御信号４０５を生成する。
【０１１２】
前記光分岐手段４０２の出力のうち、残りの一方は第１乃至第３の実施の形態に示される光信号検出装置４０３に入力される。光信号検出装置４０３の出力は、ゲート手段群４０６に接続されており、ゲート手段群４０６は前記制御信号４０５に基づいて、入力信号の透過と遮断を切り替える。
【０１１３】
光信号検出装置４０３から得られる出力は、入力された光ビット列４０１が全て足し合わされる時刻にはビット列の判別を行うことができるが、その前後の時間においては判別に関わりのない信号が出力される。光ビット列４０１が全て足し合わされる時刻は光ビット列４０１が入力された時刻によって一意に定められるため、光ビット列４０１の入力に同期して生成される制御信号４０５とゲート手段群４０６とを用いて、入力された光ビット列４０１が全て足し合わされる時刻の信号のみを選択的に得る。
【０１１４】
以上のようにすることで、１つの装置で複数種類の位相変調されたビット列を一括して検出できる光信号検出装置の出力の判別を容易にすることができる。
【０１１５】
なお、制御信号４０５は光信号であっても、電気信号であっても良く、ゲート手段群４０６は、光信号の透過と遮断を行う光ゲートであっても、光信号を電気信号に変換した後に、前記電気信号の透過と遮断を行う電気ゲートであっても良い。
【０１１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光信号検出装置は、遅延線群、位相調整手段群、方向性結合器群を組み合わせることにより、単一の装置を用いて複数の位相変調されたビット列を一括して検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光信号検出装置の第１の実施の形態を示すブロック図
【図２】本発明の光信号検出装置の第２の実施の形態を示すブロック図
【図３】本発明の光信号検出装置の第３の実施の形態を示すブロック図
【図４】本発明の光信号検出装置の第４の実施の形態を示すブロック図
【図５】従来の光信号検出装置の一例を示すブロック図
【符号の説明】
１０１，２０１，３０１，４０１：光ビット列、１０２，２０２，３０２，４０３：光信号検出装置、１０３，２０３，３０３：方向性結合器、１０４，２０４，３０５−１〜３０５−３：遅延線群、１０５−１〜１０５−３，２０５−１〜２０５−３，３０４−１〜３０４−３：位相調整手段群、１０６−１〜１０６−３，２０６−１〜２０６−３，３０６−１〜３０６−３：方向性結合器群、４０２：光分岐手段、４０４：制御信号生成手段、４０５：制御信号、４０６：ゲート手段群。
【図１】
2004312168.tif 000026
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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