【手続補正書】
【提出日】平成19年6月4日(2007.6.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光アナログ信号を所定の標本化周波数を有する標本化信号を用いて光標本化して、光標本化された光アナログ信号のパルス列である制御光を出力するステップと、
上記標本化信号に同期しかつ第１の波長を有する信号光のパルス列を発生するステップと、
光強度に関する入出力特性が互いに異なる周期性をそれぞれ有する非線形光ループミラーを備えた複数の光符号化器を用いて、上記信号光のパルス列を、上記光アナログ信号のパルス列である制御光に従って光符号化し、光符号化された複数の信号光のパルス列を上記各光符号化器から出力するステップとを含むことを特徴とする光信号処理方法。
【請求項２】
上記複数の光符号化器は、光強度に関する入出力特性が周期Ｔ／２（Ｎ−２）をそれぞれ有するＮ個の光符号化器であり、ここで、Ｎは量子化ビット数を表す自然数（Ｎ＝１，２，３，…）であることを特徴とする請求項１記載の光信号処理方法。
【請求項３】
光強度に関する入出力特性が互いに異なる周期性をそれぞれ有する非線形光ループミラーでを備えた複数の光信号処理器を用いて、第１の波長を有する多値光信号のパルス列を、上記多値光信号のパルス列に同期しかつ上記第１の波長とは異なる第２の波長を有するパルス列である制御光に従って、複数の２値光信号に復号して出力するステップを含むことを特徴とする光信号処理方法。
【請求項４】
上記非線形光ループミラーにおいて、上記制御光と同一の方向に伝搬する上記信号光が上記非線形光ループミラーの非線形媒質中でパラメトリック利得によって増幅された割合をＧとし、上記出力される信号光のパワーの最大値に対する増幅された割合をＴｔｈとしたときに、Ｇ＜２Ｔｔｈ＋１の関係式を満足するように設定されたことを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか１つに記載の光信号処理方法。
【請求項５】
光アナログ信号を所定の標本化周波数を有する標本化信号を用いて光標本化して、光標本化された光アナログ信号のパルス列である制御光を出力する光標本化手段と、
上記標本化信号に同期しかつ第１の波長を有する信号光のパルス列を発生する信号発生手段と、
光強度に関する入出力特性が互いに異なる周期性をそれぞれ有する非線形光ループミラーを備えた複数の光符号化器を用いて、上記信号光のパルス列を、上記光アナログ信号のパルス列である制御光に従って光符号化し、光符号化された複数の信号光のパルス列を上記各光符号化器から出力する光符号化手段とを備えたことを特徴とする光信号処理方法。
【請求項６】
上記複数の光符号化器は、光強度に関する入出力特性が周期Ｔ／２（Ｎ−２）をそれぞれ有するＮ個の光符号化器であり、ここで、Ｎは量子化ビット数を表す自然数（Ｎ＝１，２，３，…）であることを特徴とする請求項５記載の光信号処理装置。
【請求項７】
光強度に関する入出力特性が互いに異なる周期性をそれぞれ有する非線形光ループミラーを備えた複数の光信号処理器を用いて、第１の波長を有する多値光信号のパルス列を、上記多値光信号のパルス列に同期しかつ上記第１の波長とは異なる第２の波長を有するパルス列である制御光に従って、複数の２値光信号に復号して出力する多値復号手段を備えたことを特徴とする光信号処理装置。
【請求項８】
上記非線形光ループミラーにおいて、上記制御光と同一の方向に伝搬する上記信号光が上記非線形光ループミラーの非線形媒質中でパラメトリック利得によって増幅された割合をＧとし、上記出力される信号光のパワーの最大値に対する増幅された割合をＴｔｈとしたときに、Ｇ＜２Ｔｔｈ＋１の関係式を満足するように設定されたことを特徴とする請求項５乃至７のうちのいずれか１つに記載の光信号処理装置。
【請求項９】
光アナログ信号を光ディジタル信号に光アナログ／ディジタル変換する光信号処理方法であって、
上記光アナログ信号を所定の標本化周波数を有する標本化信号を用いて光標本化して、光標本化された光アナログ信号のパルス列である制御光を出力するステップと、
上記標本化信号に同期しかつ第１の波長を有する信号光のパルス列を発生するステップと、
光強度に関する入出力特性が互いに異なる周期性をそれぞれ有する非線形光ループミラーを備えた複数の光符号化器を用いて、上記信号光のパルス列を、上記光アナログ信号のパルス列である制御光に従って光符号化し、光符号化された複数の信号光のパルス列を上記各光符号化器から出力するステップと、
上記各光符号化器にそれぞれ接続され、光強度に関する入出力特性が非線形性を有する光非線形素子を備えた１つ又は複数の光しきい値処理器を用いて、上記光符号化された複数の信号光のパルス列に対して光しきい値処理を行うことにより光量子化し、光量子化されたパルス列を光ディジタル信号として出力するステップとを含むことを特徴とする光信号処理方法。
【請求項１０】
上記複数の光符号化器は、光強度に関する入出力特性が周期Ｔ×２（Ｎ−２）をそれぞれ有するＮ個の光符号化器であり、ここで、Ｎは量子化ビット数を表す自然数（Ｎ＝１，２，３，…）であることを特徴とする請求項９記載の光信号処理方法。
【請求項１１】
上記非線形光ループミラーにおいて、上記制御光と同一の方向に伝搬する上記信号光が上記非線形光ループミラーの非線形媒質中でパラメトリック利得によって増幅された割合をＧとし、上記出力される信号光のパワーの最大値に対する増幅された割合をＴｔｈとしたときに、Ｇ＜２Ｔｔｈ＋１の関係式を満足するように設定されたことを特徴とする請求項９又は１０記載の光信号処理方法。
【請求項１２】
光アナログ信号を光ディジタル信号に光アナログ／ディジタル変換する光信号処理装置であって、
上記光アナログ信号を所定の標本化周波数を有する標本化信号を用いて光標本化して、光標本化された光アナログ信号のパルス列である制御光を出力する標本化手段と、
上記標本化信号に同期しかつ第１の波長を有する信号光のパルス列を発生する信号発生手段と、
光強度に関する入出力特性が互いに異なる周期性をそれぞれ有する非線形光ループミラーを備えた複数の光符号化器を用いて、上記信号光のパルス列を、上記光アナログ信号のパルス列である制御光に従って光符号化し、光符号化された複数の信号光のパルス列を上記各光符号化器から出力する光符号化手段と、
上記各光符号化器にそれぞれ接続され、光強度に関する入出力特性が非線形性を有する光非線形素子を備えた１つ又は複数の光しきい値処理器を用いて、上記光符号化された複数の信号光のパルス列に対して光しきい値処理を行うことにより光量子化し、光量子化されたパルス列を光ディジタル信号として出力する光量子化手段とを備えたことを特徴とする光信号処理装置。
【請求項１３】
上記複数の光符号化器は、光強度に関する入出力特性が周期Ｔ×２（Ｎ−２）をそれぞれ有するＮ個の光符号化器であり、ここで、Ｎは量子化ビット数を表す自然数（Ｎ＝１，２，３，…）であることを特徴とする請求項１２記載の光信号処理装置。
【請求項１４】
上記非線形光ループミラーにおいて、上記制御光と同一の方向に伝搬する上記信号光が上記非線形光ループミラーの非線形媒質中でパラメトリック利得によって増幅された割合をＧとし、上記出力される信号光のパワーの最大値に対する増幅された割合をＴｔｈとしたときに、Ｇ＜２Ｔｔｈ＋１の関係式を満足するように設定されたことを特徴とする請求項１２又は１３記載の光信号処理装置。
【請求項１５】
光ファイバと、光信号の入力端から入力された入力光信号を２分岐して光ファイバの両端に出力し、かつ上記光ファイバの両端から出力される光信号をそれぞれ上記光信号の入力端及び光信号の出力端に分岐出力するように接続された光カップラと、制御光信号を上記光ファイバに入力する制御光入力手段と、上記光ファイバの光路上に配置される非線形媒質を有し、上記制御光信号のパワーによって上記光ファイバの両端に入力された光信号の位相差を調節し、上記光信号の出力端から出力される出力光信号のパワーを制御する非線形光ループミラーであって、
２分岐されたそれぞれの光信号と制御光信号との間で起こる相互位相変調（ＸＰＭ）によってそれぞれの光信号に発生する位相シフトの差が２ｎπ（ｎは１以上の整数である。）となるときの上記出力光信号のパワーが、その最大値に対する割合が所定のしきい値以下となるように、それぞれの光信号と上記制御光信号の間で発生するパラメトリック利得を抑制することを特徴とする非線形光ループミラー。
【請求項１６】
上記制御光信号と同一方向に伝搬する上記光信号が非線形媒質中でパラメトリック利得によって増幅された割合をＧ、上記出力光信号のパワーの最大値に対する上記所定のしきい値の割合をＴｔｈとしたときにＧ＜２Ｔｔｈ＋１の関係式を満足することを特徴とする請求項１５記載の非線形光ループミラー。
【請求項１７】
上記光信号と上記制御光信号のパルスが上記非線形媒質の所定の範囲で重なるように、上記入力光信号と上記制御光信号のいずれか一方を光遅延線を介してから入力することを特徴とする請求項１５記載の非線形光ループミラー。
【請求項１８】
上記光ファイバ及び上記非線形媒質中で、上記光信号と上記制御光信号の偏光状態が実質的に同一であることを特徴とする請求項１５記載の非線形光ループミラー。
【請求項１９】
上記所定のしきい値が、光アナログ／ディジタル変換の量子・符号化処理で必要とされるしきい値であることを特徴とする請求項１６記載の非線形光ループミラー。
【請求項２０】
上記所定のしきい値が３ｄＢであることを特徴とする請求項１６記載の非線形光ループミラー。
【請求項２１】
（ａ）上記非線形媒質の分散値が、上記光信号と上記制御光信号の間で発生するパラメトリック利得が所定値以上になる最小の分散値以下であることと、
（ｂ）上記非線形媒質の分散値が、上記光信号と上記制御光信号の間で発生するパラメトリック利得が所定値以上になる最大の分散値以上であることと
のうちのいずれか１つであることを特徴とする請求項１５記載の非線形光ループミラー。
【請求項２２】
上記制御光信号と上記入力光信号の波長差が、上記光信号と上記制御光信号の間で発生する所定値以上のパラメトリック利得を与える最大の波長差よりも大きいことを特徴とする請求項１５記載の非線形光ループミラー。
【請求項２３】
上記制御光信号と上記光信号の波長差と、上記非線形媒質の分散値との積の絶対値が、ウォークオフを抑圧して、２分岐されたそれぞれの光信号と制御光信号との間で起こる相互位相変調（ＸＰＭ）によってそれぞれの光信号に発生する位相シフトの差を２π以上とする値以下であることを特徴とする請求項１６記載の非線形光ループミラー。
【請求項２４】
上記２分岐されたそれぞれの光信号と制御光信号との間で起こる相互位相変調（ＸＰＭ）によってそれぞれの光信号に発生する位相シフトの差が２ｎπ（ｎは１以上の整数）となるときの上記出力光信号のパワー値が、光アナログ／ディジタル変換の処理において０として処理されることを特徴とする請求項１６記載の非線形光ループミラー。
【請求項２５】
上記非線形媒質の分散特性が上記制御光信号の波長において正常分散特性を有することを特徴とする請求項２１記載の非線形光ループミラー。
【請求項２６】
上記非線形媒質の分散特性が上記制御光信号の波長において異常分散特性を有することを特徴とする請求項２１記載の非線形光ループミラー。
【請求項２７】
上記入力光信号と上記制御光信号の波長において、上記非線形媒質の分散値Ｄを波長λで微分した値が正（ｄＤ／ｄλ＞０）であるとき、λ０＞λＳ＞λＣであることを特徴とする請求項２５記載の非線形光ループミラー。
【請求項２８】
上記入力光信号と上記制御光信号の波長において、上記非線形媒質の分散値Ｄを波長λで微分した値が負（ｄＤ／ｄλ＜０）であるとき、λ０＜λＳ＜λＣであることを特徴とする請求項２５記載の非線形光ループミラー。
【請求項２９】
光ファイバと、光信号の入力端から入力された入力光信号を２分岐して光ファイバの両端に出力し、かつ上記光ファイバの両端から出力される光信号をそれぞれ上記光信号の入力端及び光信号の出力端に分岐出力するように接続された光カップラと、制御光信号を上記光ファイバに入力する制御光入力手段と、上記光ファイバの光路上に配置される非線形媒質を有し、上記制御光信号のパワーによって上記光ファイバの両端に入力された光信号の位相差を調節し、上記光信号の出力端から出力される出力光信号のパワーを制御する非線形光ループミラーであって、
上記非線形媒質が上記制御光信号の波長において正常分散の特性を有し、
（ａ）上記制御光信号の波長における上記非線形媒質の分散値が−０．６２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、上記入力信号光と上記制御光の波長差が１６ｎｍ以上であることと、
（ｂ）上記制御光信号の波長における上記非線形媒質の分散値が−０．３１５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、上記入力信号光と上記制御光の波長差が２０ｎｍ以上であることと
のいずれかであることを特徴とする非線形光ループミラー。
【請求項３０】
上記光ファイバ及び上記非線形媒質中で、上記光信号と上記制御光信号の偏光状態が実質的に同一であることを特徴とする請求項２９記載の非線形光ループミラー。
【請求項３１】
光ファイバと、光信号の入力端から入力された入力光信号を２分岐して光ファイバの両端に出力し、かつ上記光ファイバの両端から出力される光信号をそれぞれ上記光信号の入力端及び光信号の出力端に分岐出力するように接続された光カップラと、制御光信号を上記光ファイバに入力する制御光入力手段と、上記光ファイバの光路上に配置される非線形媒質を有し、上記制御光信号のパワーによって上記光ファイバの両端に入力された光信号の位相差を調節し、上記光信号の出力端から出力される出力光信号のパワーを制御する非線形光ループミラーであって、
２分岐されたそれぞれの光信号と上記制御光信号との間で起こる相互位相変調（ＸＰＭ）によって、それぞれの光信号に発生する位相シフトの差が２π以上であり、
上記非線形媒質が上記制御光信号の波長において正常分散の特性を有し、
２分岐されたそれぞれの光信号と制御光信号との間で起こる相互位相変調（ＸＰＭ）によってそれぞれの光信号に発生する位相シフトの差が２ｎπ（ｎは１以上の整数である。）となるときの出力光信号のパワーが、その最大値に対する割合が光アナログ／ディジタル変換におけるしきい値以下となるように、上記光信号と上記制御光信号の間で発生するパラメトリック利得を抑制することを特徴とする非線形光ループミラー。
【請求項３２】
上記光ファイバ及び上記非線形媒質中で、上記光信号と上記制御光信号の偏光状態が実質的に同一であることを特徴とする請求項３１記載の非線形光ループミラー。
【請求項３３】
光ファイバと、光信号の入力端から入力された入力光信号を２分岐して光ファイバの両端に出力し、かつ上記光ファイバの両端から出力される光信号をそれぞれ上記光信号の入力端及び光信号の出力端に分岐出力するように接続された光カップラと、制御光信号を上記光ファイバに入力する制御光入力手段と、上記光ファイバの光路上に配置される非線形媒質を有し、上記制御光信号のパワーによって上記光ファイバの両端に入力された光信号の位相差を調節し、上記光信号の出力端から出力される出力光信号のパワーを制御する非線形光ループミラーを設計する方法であって、
入力光信号のパワーに対する出力光信号のパワーの関係で表される伝達関数とその周期（φｍａｘ）を決定する第１のステップと、
光信号処理に適した、出力光信号のしきい値を決める第２のステップと、
非線形媒質の非線形定数と分散特性、及び制御光信号の波長とピークパワーを仮決めする第３のステップと、
位相シフトが上記周期φｍａｘに及んでいるかを判別し、及んでいるとき第５のステップに進む一方、及んでいなければ上記第３のステップに戻る第４のステップと、
上記光信号がパラメトリック利得によって増幅された割合をＧ、上記出力光信号のパワーの最大値に対する上記しきい値の割合をＴｔｈとしたときにＧ＜２Ｔｔｈ＋１を満足するかを判別し、満足しているとき上記仮決めの非線形媒質の非線形定数と分散特性、及び制御光信号の波長とピークパワーを設計確定値とする一方、満足していなければ上記第３のステップに戻る第５のステップとを含むことを特徴とする非線形光ループミラーの設計方法。
【請求項３４】
入力された光信号を２分岐し、分岐した一方の光信号（Ａ）を波長の異なる制御光信号と同一方向に伝搬させて相互位相変調を発生させ、分岐した他方の光信号（Ｂ）との間の位相シフト差を制御光信号のパワー変化に対して周期的に変化させて、上記光信号（Ａ）及び（Ｂ）の干渉によって得られる出力光信号のパワーを変化させる光信号変換方法であって、
上記出力光信号のパワーの最大値に対して、位相シフトの差が２ｎπ（ｎは１以上の整数である。）となるときの上記出力光信号のパワーが、光アナログ／ディジタル変換の量子・符号化処理のしきい値以下となるように、上記光信号（Ａ）と上記制御光信号の間で発生するパラメトリック利得を抑制することを特徴とする光信号変換方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
【特許文献１】特開平１−２７１７３０号公報。
【特許文献２】特開２０００−１０１２９号公報。
【特許文献３】特開平９−０３３９６７号公報。
【特許文献４】特開平９−２２２６２０号公報。
【特許文献５】特開平９−１０２９９１号公報。
【特許文献６】特開２０００−３２１６０６号公報。
【特許文献７】特開２００１−１１７１２５号公報。
【特許文献８】特開平８−１４６４７３号公報。
【特許文献９】特表２００２−５２５６４７号公報。
【特許文献１０】特開２００３−１０７５４１号公報。
【非特許文献１】Henry F. Taylor, "An Optical Analog-to-Digital Converter-Design and Analysis", IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol. QE-15, No. 4, April 1979.
【非特許文献２】B. Jalali et al., "Optics folding-flash analog-to-digital converter with analog encoding", Optical Letters, Optical Society of America, Vol. 20, No. 18, September 15, 1995.
【非特許文献３】N. J. Doran et al., "Nonlinear-optical loop mirror", Optics Letters, Optical Society of America, Vol. 13, No. 1, January 1988.
【非特許文献４】山本貴司ほか，”超高速非線形光ループミラーによるサブテラビットＴＤＭ光信号の多重分離”，電子情報通信学会論文誌，Ｃ−Ｉ，電子情報通信学会発行，Ｖｏｌ．Ｊ８２−Ｃ−Ｉ，ｐｐ．１０９−１１６，１９９９年３月。
【非特許文献５】Govind P. Agrawal, "NONLINEAR FIBER OPTICS", Academic Press, ISBN:0120451425, 2rd Edition, pp. 210-211, 1995.
【非特許文献６】Stephen M. Jensen, "The Nonlinear Coherent Coupler", IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol. QE-18, No. 10, October 1982.
【非特許文献７】William S. Wong et al., "Self-switching of optical pulses in dispersion-imbalanced nonlinear loop mirrors", Optics Letters, Optical Society of America, Vol.22, pp.1150-1152, 1997.
【非特許文献８】I. Y. Khrushchev et al., "High-quality laser diode pulse compression in dispersion-imbalanced loop mirror", Electronics Letters, Vol.34, pp.1009-1010, May 1998.
【非特許文献９】K. R. Tamura et al., "Spectral-Smoothing and Pedestal Reduction of Wavelength Tunable Quasi-Adiabatically Compressed Femtosecond Solitons Using a Dispersion-Flattened Dispersion-Imbalanced Loop Mirror," IEEE Photonics Technology Letters, Vol.11, pp.230-232, February 1999.
【非特許文献１０】K. J. Blow et al., "Demonstration of the nonlinear fibre loop mirror as an ultrafast all-optical demultiplexer", Electronics Letters, Vol.26, pp.962-964, 1990.
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
上記光信号処理方法において、上記複数の光符号化器は、光強度に関する入出力特性が周期Ｔ×２（Ｎ−２）をそれぞれ有するＮ個の光符号化器であり、ここで、Ｎは量子化ビット数を表す自然数（Ｎ＝１，２，３，…）であることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
上記光信号処理装置において、上記複数の光符号化器は、光強度に関する入出力特性が周期Ｔ×２（Ｎ−２）をそれぞれ有するＮ個の光符号化器であり、ここで、Ｎは量子化ビット数を表す自然数（Ｎ＝１，２，３，…）であることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
また、上記光信号処理方法において、上記複数の光符号化器は、光強度に関する入出力特性が周期Ｔ×２（Ｎ−２）をそれぞれ有するＮ個の光符号化器であり、ここで、Ｎは量子化ビット数を表す自然数（Ｎ＝１，２，３，…）であることを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
また、上記光信号処理装置において、上記複数の光符号化器は、光強度に関する入出力特性が周期Ｔ×２（Ｎ−２）をそれぞれ有するＮ個の光符号化器であり、ここで、Ｎは量子化ビット数を表す自然数（Ｎ＝１，２，３，…）であることを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
また、光カップラ１１の端子Ｔ２１の近傍である非線形光ループミラー１０の光ファイバケーブルに対して光学的に結合するように別の光ファイバケーブル１９が近接配置され、その近接配置部分で光カップラ１２を構成する。当該光カップラ１２において、図３に示すように以下のように端子を定義する。
（１）制御光を入力するための、光ファイバケーブル１９の一端側の端子をＴ３１とする。
（２）光カップラ１１の端子Ｔ２１に近接する、非線形光ループミラー１０上の端子をＴ３２とする。
（３）光ファイバケーブル１９の他端側の端子をＴ４１とする。
（４）光カップラ１１の端子Ｔ２１よりは、非線形光ループミラー１０の他端側（端子Ｔ２２側）の非線形光ループミラー１０上の端子をＴ４２とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
図５は図３の光符号化回路２００の動作例を示すグラフ及びブロック図である。図５においては、各光符号化器２０１，２０２，２０３は、互いに異なる、入力される制御光のパワーレベルに対する出力信号光のパワーレベルの周期特性を有し、特に、それらの周期が２のべき乗の関係を有している場合であり、光符号化器２０１はその周期２Ｔを有し、光符号化器２０２は周期Ｔを有し、光符号化器２０３は周期Ｔ／２を有している。図５の動作例では、入力された時刻ｔ１における信号光が光符号化器２０１，２０２，２０３により符号化された後、光しきい値処理器３０１，３０２，３０３により量子化されて（詳細後述）、３ビットの符号「００１」の光ディジタル信号が出力されることを示されている。なお、Ｎビットの符号の光ディジタル信号を得るためには、光強度に関する入出力特性が周期Ｔ×２（Ｎ−２）をそれぞれ有するＮ個の光符号化器を設ける必要がある。ここで、Ｎは量子化ビット数を表し、自然数である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７９】
図４３において、光論理演算回路６００は、光信号処理器６０１と、３ｄＢ光カップラ６０２とを備えて構成される。ここで、光信号処理器６０１は、図３の光符号化器２０１と同様に、ＮＯＬＭ１０と、２個の光カップラ１１，１２と、光アイソレータ１３と、２個の光帯域通過フィルタ１４、１４Ａと、光アイソレータ１８と、光ファイバケーブル１９と、光サーキュレータ１６Ａと、信号光パルス光源６０３とを備えて構成され、信号光パルス光源６０３からの信号光パルスは光サーキュレータ１６Ａを介して、光信号処理器６０１のＮＯＬＭ１０の光ファイバケーブルに入力される。ここで、光論理演算の入力信号である２つの２値パルス列信号ｘ，ｙは光カップラ６０２により合成された後、光アイソレータ１８、光ファイバケーブル１９及び光カップラ１２を介して光信号処理器６０１のＮＯＬＭ１０に入力された後、ＮＯＬＭ１０内で上記信号光パルスと合成されて上述の非線形光処理が行われた後、処理後の光信号は、光カップラ１１から光帯域通過フィルタ１４を介して第１の演算結果の光信号として出力されるとともに、光カップラ１１から光アイソレータ１６Ａ及び光帯域通過フィルタ１４Ａを介して第２の演算結果の光信号として出力される。