(57)【要約】本発明は、マルチプレックスのＮ個のチャンネルを同時に再生するように構成された、波長分割多重化された光信号用の再生装置を提供する。本装置は、入力信号をＮ個の光キャリアのマルチプレックスと結合させるのに適した、少なくとも１つの再生装置要素（１１２、１５２）を備えることを特徴とし、該再生装置要素（１１２、１５２）は、不均等な広がりを有するスペクトル線を提供する材料により構成されているため、該要素に関係する様々なチャンネル間に相互作用が生じない。【特許請求の範囲】
【請求項１】
多重のＮ個のチャンネルを同時に再生するための波長分割多重光信号のための再生装置であって、該装置は入力信号をＮ個の光キャリアのマルチプレックスと結合するのに適した少なくとも１つの再生装置要素（１１２，１５２）を備えることを特徴とし、該再生装置要素（１１２，１５２）は、不均等な広がりをもつスペクトル線を呈する材料によって構成され、該要素に含まれる種々のチャンネル間で相互作用がない、再生装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置であって、
該入力信号を波長λ’ｉのＮ個の光キャリアのマルチプレックスと結合するのに適した第１の再生装置要素（１１２）と、
波長λ’ｉの櫛上で第１に再生され、該第１の要素（１１２）からの出力に現れたマルチプレックスと波長λ’ｉの櫛に同調されたＮ個の光キャリアのマルチプレックスとを同時に結合するのに適した第２の再生要素（１５２）とを備え、
該第１及び第２の要素（１１２，１５２）は、両方が不均等な広がりをもつスペクトル線を呈する材料からなり、要素（１１２，１５２）に含まれる種々のチャンネル間で相互作用がない、装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の装置であって、マルチ波長フィルタ（１６０）が、再生装置要素（１１２，１５２）からの出力部に設けられ、そこから出力信号が取り入れられる、装置。
【請求項４】
請求項２記載の装置であって、マルチプレックスλ’ｉに同調されたマルチ波長フィルタ（１３０）が、該第１の再生装置要素（１１２）の出力と第２の再生装置要素（１５２）の入力との間に設けられた、装置。
【請求項５】
請求項３又は４記載の装置であって、フィルタ（１３０，１６０）がファブリー−ペローのエタロンによって形成されたことを特徴とする、装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１つに記載の装置であって、再生装置（１１２，１５２）に適用されたマルチプレックスが変調なしで局所的に発生された信号であることを特徴とする、装置。
【請求項７】
請求項６記載の装置であって、再生装置要素（１１２，１５２）に適用されるＮ個の光キャリアのマルチプレックスが、Ｎ対１カプラ又はマルチプレクサによって再生装置要素（１１２，１５２）に結合されたＮ個のソースによって発生されたことを特徴とする、装置。
【請求項８】
請求項１ないし５のいずれか１つに記載の装置であって、Ｎ個の光キャリアのマルチプレックスが、対応する入力チャンネルのクロック周波数で変調されたことを特徴とする、装置。
【請求項９】
請求項８記載の装置であって、入力信号の一部を取出すのに適したカプラー（１４０）と、それぞれが、波長λ’ｉ及び類似パルスの波長λｉ　で対応のチャンネルのクロック周波数と同期したパルスのソースを発生するのに適したクロック回復手段（１４４，１４６）とを含むことを特徴とする、装置。
【請求項１０】
請求項８または９記載の装置であって、該クロックの経路上に設けられた遅延ラインを含み、該入力信号によって運ばれる情報と、前記クロックによって運ばれる情報とが、これらの信号が通過する種々の要素によってもたらされる遅延を考慮して、同時に到着するように選択されたことを特徴とする、装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の装置であって、該再生装置要素（１１２，１５２）の上流に配置された増幅器（１１０）を含むことを特徴とする、装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の装置であって、該再生装置要素（１１２，１５２）の下流に配置された増幅器（１６２）を含むことを特徴とする、装置。
【請求項１３】
請求項２と結合した請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の装置であって、２つの再生装置要素（１１２，１５２）間に配置された増幅器（１３２）を含むことを特徴とする、装置。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれか１つに記載の装置であって、入力データ信号とＮ個の光キャリアのマルチプレックスとが、該再生装置要素（１１２，１５２）を介して共伝搬（コ−プロパゲ−ティング）するように伝送されることを特徴とする、装置。
【請求項１５】
請求項１ないし１３のいずれか１つに記載の装置であって、該入力データ信号及びＮ個の光キャリアのマルチプレックスとが、該再生装置要素（１１２，１５２）を介して逆伝搬（コントラプロパゲ−ティング）するように伝送されることを特徴とする、装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の装置であって、再生信号が復元されるように、サーキュレーターが該データ信号入力部の他に該再生装置要素の入力部に設けられ、データ信号を遮断するために出力部にアイソレーターが設けられていることを特徴とする、装置。
【請求項１７】
請求項１５又は１６記載の装置であって、該データ信号の波長及び局所的に発生されたキャリアマルチプレックスの波長が同一であることを特徴とする、装置。
【請求項１８】
請求項１ないし１７のいずれか１つに記載の装置であって、直列に縦続されたＸ個の再生ユニット（１１２，１５２）を備え、Ｘは２より大であることを特徴とする、装置。
【請求項１９】
請求項１ないし１８のいずれか１つに記載の装置であって、各再生装置（１１２，１５２）を構成する材料が、完全な蛍光性（又は吸収）スペクトル線を呈し、それが微細な均等スペクトル線のセットからなり、不均等スペクトル内に分布され、且つ重なっていない、ことを特徴とする、装置。
【請求項２０】
請求項１ないし１９のいずれか１つに記載の装置であって、２つのチャンネル間の波長差δλｃ が各再生装置（１１２，１５２）を構成する材料の均等な第２の線の幅より大であることを特徴とする、装置。
【請求項２１】
請求項１ないし２０のいずれか１つに記載の装置であって、チャンネルの数Ｎが比δλＩＮＨ ／δλＨ  と等しいか小さく、δλＩＮＨ が不均等スペクトルの幅を表し、δλＨ が均等スペクトル線の幅を表すことを特徴とする、装置。
【請求項２２】
請求項１ないし２１のいずれか１つに記載の装置であって、波長λｉ　−λ’ｉの間隔が均等スペクトル線幅より小であることを特徴とする、装置。
【請求項２３】
請求項２２記載の装置であって、波長λｉ　−λ’ｉの間隔がδλＨ　／４と等しいか小さく、δλＨ が均等スペクトル線の幅であることを特徴とする、装置。
【請求項２４】
請求項１ないし２３のいずれか１つに記載の装置であって、波長λｉ　−λ’ｉの間隔がチャンネル変調帯域幅よりも大であることを特徴とする、装置。
【請求項２５】
請求項２４記載の装置であって、波長λｉ　−λ’ｉの間隔がチャンネル変調帯域幅の２倍よりも大であることを特徴とする、装置。
【請求項２６】
請求項１ないし２５のいずれか１つに記載の装置であって、吸収、利得、又は屈折率における非線形性が、信号パルスによって乱された後に再生装置（１１２，１５２）を構成する材料において平衡状態に戻るための時間が、入力信号のクロック周波数の逆数と等しいかやや短いことを特徴とする、装置。
【請求項２７】
請求項１ないし２６のいずれか１つに記載の装置であって、該再生装置（１１２，１５２）を構成する材料の均一なスペクトル線幅が、処理されるべきデータのクロック周波数の２倍と等しいか大であることを特徴とする、装置。
【請求項２８】
請求項１ないし２７のいずれか１つに記載の装置であって、再生装置（１１２，１５２）が種々のサイズの量子アイランドを含む光導波路によって構成されたことを特徴とする、装置。
【請求項２９】
請求項２８記載の装置であって、該再生装置（１１２，１５２）が、ＩｎＰ基板上におけるＩｎＡｓシステム内の量子アイランドによって構成された吸収、又は増幅半導体光導波路によって構成されたことを特徴とする、装置。
【請求項３０】
請求項２８記載の装置であって、該再生装置（１１２，１５２）がＰｂＳ量子アイランドを含むガラス光導波路によって形成されたことを特徴とする、装置。
【請求項３１】
請求項１ないし３０のいずれか１つに記載の装置であって、チャンネルをグループ分けするのに適した手段（１００，１０２）を含み、それが、前記チャンネルに再生要素（１１２，１５２）を適用する前に、再生要素（１１２，１５２）を構成する材料の均等スペクトル線の幅よりも大きい間隔に隔てられたことを特徴とする、装置。
【請求項３２】
請求項３１に記載の装置であって、チャンネルのグループ毎に並列して操作する複数の再生装置（１１２ｉ ）を備えたことを特徴とする、装置。
【請求項３３】
請求項３１又は３２記載の装置であって、チャンネルをグループ分けするのに適した手段が、ディマルチプレクサ（１００）及びマルチプレクサ（１０２）によって構成されたことを特徴とする、装置。
【請求項３４】
請求項１ないし３３のいずれか１つに記載の装置であって、再生装置（１１２，１５２）が、屈折率を変動することなく、飽和吸収、又は飽和増幅を呈する材料に基づくオプト−オプティカルゲートによって形成されたことを特徴とする、装置。
【請求項３５】
請求項３４記載の装置であって、再生装置（１１２，１５２）が、光アイソレーター及びフィルタ、又は減衰器によって分離された２つの要素を含むことを特徴とする、装置。
【請求項３６】
請求項３５記載の装置であって、該データ信号が両再生要素に別々に結合されており、変調されていようがいまいが、局所的に発生されたキャリアが両再生装置を連続して通過することを特徴とする、装置。
【請求項３７】
請求項１ないし３６記載の装置であって、再生装置（１１２，１５２）がデータによって誘導された屈折率変調を呈する材料に基づくオプト−オプティカルゲートによって形成されたことを特徴とする、装置。
【請求項３８】
請求項３７記載の装置であって、該再生装置（１１２，１５２）が二重波又は多重波の干渉計によって形成されることを特徴とする、装置。
【請求項３９】
請求項１ないし３８のいずれか１つに記載の装置であって、入力チャンネルマルチプレクサの一部分を取出すのに適した手段（１００）と、出力が２つの経路に分かれているディマルチプレクサ（１４２）とを備え、該経路の一方は波長λｉ で対応するチャンネルのクロック周波数と同期してショートパルスソースを発生するクロック回復装置に向けられ、他方は全く同じ装置であるが波長λｉ で出力する装置に向けられており、該２つのクロックマルチプレックスは、２つの再生装置要素（１１２，１５２）へそれぞれ結合された態様で得られ、その内の第１のものが入力データマルチプレックスを受信し、第２のものが第１のものからの出力を受信することを特徴とする、装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、光ファイバ通信の分野に関し、より正確には光ファイバ通信用の信号再生の分野に関する。
【０００２】
熟練した当業者は、波長分割多重化（ＷＤＭ）を用いた光ファイバ通信装置内を伝搬する信号のインライン再生が、そうした装置の能力をかなり増進させ得るはずであると知っている。現在、装置製造業者と電気通信業者は、この話題に非常に熱心である。
【０００３】
信号の再生には、３つの公知の型がある。
第一の型「１Ｒ」：信号の振幅が増幅されるのみで、他の処理はされない。
第二の型「２Ｒ」：信号が増幅され、新たな形状に変えられる（雑音除去、部分的あるいは全体的な振幅及び／あるいはスペクトルの回復）が、再同期化は行われない。
【０００４】
第三の型「３Ｒ」：前記の処理に加えて、パルスの時間変動が除去される（信号はクロック周波数と同期である）。
第一の型の再生装置は、信号の欠陥（雑音、変動、スペクトル歪み）をも増幅させるという短所をもたらす。
【０００５】
以下の説明においては、２Ｒ型あるいは３Ｒ型の再生についてのみ、注目が払われる。
光信号の再生には、光電子再生と「全光」再生という２つの主要な方法がある。
【０００６】
前者の場合、信号は検知後に電子的に処理され、電子信号が再生され（雑音が除去され、一般的に信号が再同期化され）、その後、レーザを駆動する電流を直接的に変調させるか、または電気光モジュレータによって、光キャリア上に転送される必要がある。この技術は非常に効果的であるが、高速（毎秒２．５ギガビット（Ｇｂｉｔ／ｓ）以上）で変調される信号については、特に複雑で高価であるという短所がある。更に、現在入手できる装置は、データ速度について全く透過性がない。
【０００７】
後者の場合、増幅を含む信号処理は、種々の非線形効果を用いて完全に光学的な手段のみにより得られる。
図１は、公知の２Ｒ型の全光再生装置の概略図である。データλＤに対応する光入力信号が増幅器１０において増幅され、形状を変えられ、再同期化はされない。再生されるべき信号の出力が、雑音のない全光キャリア（例えば、局所レーザから発する波長λＣのもの）の出力を非線形的に変調させるが、これは、透過係数が入射光の強さに非線形的に左右されるゲート要素１２によって為される。このゲート１２の非線形レスポンスは、信号が形状を変えられ、雑音の一部が除去されるように調整される。
【０００８】
図２は、公知の３Ｒ型の全光再生装置の概略図である。この場合、図２に示されたように、再生装置から送り出される信号も再同期化され、すなわちパルス位置における時間変動が除去されている。これを行うためには、入射信号のクロック周波数を回復し（例えば、カプラー１６により入力から取り出された信号に、モジュール１４内で行われる処理によって）、それに基づいて局所光クロックが作成され、次に「２Ｒ」の場合（１０で増幅された入力信号による、非線形光ゲート１２を用いた変調）と同様に再変調されることが必要である。このより複雑な技術は、信号の時間変動が許容不可能になる場合、例えば非常に速いデータ速度（約１０Ｇｂｉｔ／ｓ）及び長距離（２０００キロメータ（ｋｍ）超）で作動している光伝送装置において、必要となり得る。
【０００９】
文献において、透過率が信号の強度の関数として非線形的に変化するオプト−オプティカル・ゲート等の、光信号の影響下で作用する全光要素を備えた様々なタイプの再生装置が提案されてきた。この主題に関する最新技術の概要は、参考文献［Ｊ．Ｃ．シモン他、「全光再生技術」、ＥＣＯＣ’９９、ニース、１９９９年９月２６−３０日］に見ることができる。本発明の発明者達が知る限りにおいて、Ｎ個の波長分割多重チャンネル一式を再生するために、これまでは、常に波長分割多重化において存在するチャンネルと同じだけ多くの、非線形効果オプト−オプティカル・ゲート１２を使用することが不可欠であり、特に、飽和共鳴相互作用に基づくオプト−オプティカル・ゲートに関しては、
ｉ）クロス−アブソープション変調（ＸＡＭ）、
ｉｉ）クロス−ゲイン変調（ＸＧＭ）、
ｉｉｉ）クロス−フェイズ変調（ＸＰＭ）という、
また、シリカガラス（または他の材料）の光ファイバにおける光学カー効果等の非共鳴相互作用に基づくオプト−オプティカル・ゲートに関しては、クロス−フェイズ変調という、使用される効果に拘わらず、このことが当てはまる。
【００１０】
従って、従来技術の再生装置の構造は、図３に示されているように、各多重チャンネルが、ディマルチプレクサ２０により分離され、次にチャンネル毎の再生装置１２１、…、１２ｉ、…１２ｎにより処理され、そのチャンネルがマルチプレクサ２２で再多重化される、と要約することができる。
【００１１】
本発明の目的は、既に公知となっている装置の性能よりよい性能を呈する、新規な光信号再生装置を提供することである。
本発明との関連において、これは、マルチプレックスのＮ個のチャンネルを同時に再生するように構成された装置であって、入力信号をＮ個の光キャリアのマルチプレックスと結合させるのに適した、少なくとも１つの再生装置要素を備えることを特徴とし、該再生装置要素が、不均等な広がりを有するスペクトル線を提供する材料により構成されているため、該要素に関係する様々なチャンネル間に相互作用が生じない装置により達成される。
【００１２】
本発明との関連において、「結合」の語は、マルチプレックスへの信号の非線形的転移を意味するために用いられる。
本発明の有利な特徴によれば、本装置は、マルチプレックスのＮ個の波長のチャンネルλｉを同時に再生するように構成され、
入力信号を波長λ’ｉのＮ個の光キャリアのマルチプレックスと結合させるのに適した、第一再生装置要素と、
最初に波長λ’ｉの櫛で再生され、前記第一再生装置要素からの出力部に存在するマルチプレックスを、波長λｉの櫛形に同調されたＮ個の光キャリアのマルチプレックスと一斉に結合させる第二再生装置要素とを備えることを特徴とし、本装置においては、前記第一及び第二要素が両方とも不均等な広がりを有するスペクトル線を提供する材料で作られているため、これらの要素に関係する様々なチャンネル間に相互作用が生じない。
【００１３】
本発明の別の有利な特徴によれば、第一要素の出力部と第二要素の入力部との間に、マルチプレックスλ’ｉに同調された多波長フィルタが設けられている。
本発明の他の有利な特徴によれば、第二要素の出力部に、波長λｉに同調された多波長フィルタが設けられている。
【００１４】
本発明の別の有利な特徴によれば、Ｎ個の光キャリアのマルチプレックスのうち少なくとも１つが、対応するチャンネルの回復されたクロック周波数により変調されている。
本発明の他の特徴、目的及び利点は、非限定的な例により、添付の図面に関連して行われる以下の詳細な説明を読むうちに明らかになる。
【００１５】
本発明による再生装置は、マルチプレックスのＮ個のチャンネルの全てを同時に再生する、非線形オプト−オプティカル・ゲートの役割を果たす単一の構成要素を用いるという原理に基づいている。
本発明によるそのような再生装置の概略図が、図４に示されている。
【００１６】
「２Ｒ」型及び「３Ｒ」型の事例が、以下において別々に更に詳細に説明される。
一般的な場合（図４に示される）、波長λｉの櫛に同調された再生されるべきＮチャンネル（データＤ１）が、第一再生装置要素１１２において、波長λ’ｉのＮ個の光キャリアのマルチプレックスと一斉に結合される。「２Ｒ」型の場合、これらの光キャリアは変調されていないのに対し、「３Ｒ」型の場合、各光キャリアは対応するチャンネルから回復されたクロック周波数により変調されている。入力データは、要素１１２に送られる前に、１１０において増幅されることが好ましい。再生装置要素１１２からの出力部において、マルチプレックスλ’ｉに同調された多波長フィルタ１３０（例えばファブリー−ペローのエタロンあるいは他の適切なフィルタ）が、再生装置要素１１２の出力部に送信されたかもしれない付随データを除去することができる。
【００１７】
データを初期の波長に戻し、更に再生を改善するために、まず波長λ’ｉの櫛で再生されたマルチプレックスを、波長λｉの櫛に同調されたＮ個の光キャリアのマルチプレックスと一斉に結合させる第二再生装置要素１５２を用いることにより、前述の工程が繰り返される。これらのキャリアは、前述の場合と同様に、対応するチャンネルのクロック周波数で変調されてもよいし、変調されなくてもよい。
【００１８】
波長λｉに同調されたフィルタ１６０が、再生されたデータのみを回復するように第二要素１５２の出力側に設けられる。
更に、図４から分かるように、信号は、フィルタ１３０に送られる前に１３２で増幅され、フィルタ１６０に送られる前に１６２で増幅される。図４において、参照番号１１０、１３２、及び１６２は光増幅器を表している。
【００１９】
縦列に連なる２つの再生装置領域１１２、１５２を用いた後に、フィルタ１６０の出力部において再生レベルが不十分な場合、Ｘ個の再生装置領域まで縦列に構成を延長することが可能であり、この場合Ｘは２を超える数である。
本発明において、データ及び非変調キャリアは、再生装置要素１１２及び１５２を介して、共伝搬（コープロパゲーティング）方式で伝送されることが望ましい。
【００２０】
本願発明者は、波長の２回の変化を含むこうした状況において（入射信号の分極化に制約を加えずに信号を処理することが望ましい場合）、情報を処理し得る最高速度が、再生装置要素の非線形性が平衡状態に戻るのに要する時間によってのみ制限されることを示している。
【００２１】
しかしながら、改良型においては、入力データ信号及びＮ個の光キャリアのマルチプレックスが再生装置要素１１２あるいは１５２を介して逆伝搬（コントラプロパゲーティング）方式で伝送され得る。
このような状況下では、再生信号を取り出すために、データ信号入力部の他に再生装置要素の入力部にサーキュレータを設け、データ信号を遮断するように出力部にアイソレータを設けることが好ましい。更に、データ信号の波長と局所生成キャリア・マルチプレックスの対応する波長とは、同一であってもよい。
【００２２】
本発明において、再生装置要素１１２及び１５２のそれぞれは、所与の波長において、光信号により光学的特性（吸収、増幅、屈折率、偏光等）を変更することができ、その変更が隣接するチャンネルに対応する他の波長に影響を与えない材料で製造されていなければならない。従って、本発明においては、要素１１２及び１５２は、不均等な広がりを有するスペクトル線を呈する材料で製造されている。すなわち、完全な蛍光性（あるいは吸収）スペクトル線は、幅δλＩＮＨの不均等スペクトル内で幅δλＨの広がりを有し、重なっていない、微細な一式の均等スペクトル線によって構成されている。このように、波長λｉに位置するチャンネルにより誘起される吸収変調あるいは利得変調若しくは位相変調は、これらのチャンネル間の波長の差ΔλＣが前記材料の均等スペクトル線の幅δλＨより大である場合、他のチャンネルλｉの吸収、利得、あるいは位相を乱すことはない。従って、チャンネル間の分離ΔλＣがおよそδλＨより大である場合、チャンネル間の相互作用はない。このため、本発明においては、数ＮがδλＩＮＨ／δλＨの比と等しいかそれより小さい場合、Ｎ個のＷＤＭチャンネルの全てを単一の要素１１２あるいは１５２で処理することが可能である。
【００２３】
波長分離δλ＝λｉ−λ’ｉが任意でないことは重要である。まず第一に、この分離は、効率的なオプト−オプティカル変調を得るように、均等スペクトル線の幅よりかなり小さくする必要があり（従って、δλがδλＨ／４と等しいかそれより小）、第二に、再生されたデータを効果的にフィルタリングできるよう、δλが信号の変調帯域幅よりも大である（従って、δλは２δλｉｎｆｏと等しいかそれより大）必要がある。全体として、これにより、再生される信号の最大通過域が約δλＨ／８に限定される。
【００２４】
更に、要素１１２、１５２の吸収、利得あるいは屈折率における非線形性が、信号インパルスによって乱された後に平衡状態に戻るのにかかる時間は、信号のクロック周波数の逆数とほぼ同じか、やや短いことが必要である。目的とする適用分野を考えると、この時間は１０ピコセカンド（ｐｓ）から１００ｐｓの範囲内にある。
【００２５】
このことは、特に、均等スペクトル線の幅が、処理されるべきデータのクロック周波数の少なくとも約２倍と等しくなる必要があることを意味する。
例として、要素１１２及び１５２は、ＩｎＰ基板上のＩｎＡｓシステム内の量子アイランドにより構成された吸収または増幅半導体光導波路［Ｓ．フレシュング、博士論文、ＩＮＳＡ　レンヌ、１９９８年１１月２７日］、あるいはＰｂＳの量子アイランドを含むガラス導波路［Ｋ．ヴントケ他　応用物理学通信　第７６号、Ｎｏ．１、２０００、１０−２１ページ］によって構成することができるが、どちらの材料も１５５０ナノメータ（ｎｍ）の波長で作用可能である。両方のタイプの材料に関して、アイランドの大きさが変化することにより、遷移スペクトル線の不均等な広がりが生じる。
【００２６】
先に特定したようにチャンネル間の分離がδλＨ／４より小さい場合、上記の説明による図４に示された構造を用いて全てのチャンネルを正しく再生することは、クロストークの問題があるため困難である。従って、先に特定したように、略δλＨだけ間隔を空けられたチャンネルのサブセットを処理するため、並行して作用する多重波長再生装置の数を増やすことが適切である。このために、図６に示したように、波長ディマルチプレクサ１００を用いてデータ・チャンネルを分離した後、各再生装置要素１１２ｉにおいてチャンネルを対応する局所生成された波長の櫛形と結合する前に、適切なマルチプレクサ１０２ｉを用いてδλＨより僅かに大きく分離されたチャンネルを再結合する。各種の要素１１２ｉからの出力は、次にマルチプレクサ１０４において集められる。
【００２７】
図４は、このように、本発明に関連して提案された、２つの再生装置要素を基にした多重波長再生装置の最も一般的な型を表している。
しかし、前記のように、本発明の装置はそうした要素を１つだけ有していればよい。
【００２８】
非線形材料を基にしてオプト−オプティカル・ゲートにより構成される要素１１２、１５２は、様々な方法で実施することができる。
例えば、屈折率を変更せずに飽和可能な吸収、あるいは飽和可能な増幅を提供する材料を基にしたオプト−オプティカル・ゲートを用いることは可能である。
【００２９】
このようなゲートは、光アイソレータ、フィルタ及び減衰器（必要であれば）により分離されている２つの要素によって構成することができる。再生されるべき信号は、２つの部分に分けられ、並行して各要素に結び付けられるが、局所生成された波（連続波あるいは回復したクロックにより変調された波）は、直列に連なる両方の要素を通過する。必要ならばＫ（Ｋ＞２）個の要素まで延長可能なこの構成は、消滅率を向上させるとともに再生データ上の振幅ノイズを低下させるという特徴を呈する。しかし、特にオプト−オプティカル・ゲートが半導体光増幅器により構成されている場合、信号の極性が逆にされる可能性があることにより、入射信号の極性を保持するために、同数のこうしたゲートを縦列接続することが必要となる。
【００３０】
改良型において、データ信号は２つの再生装置要素に別々に結び付けられるが、変調された、あるいは変調されていない局所生成されたキャリアは、両方の再生装置要素を連続して通過する。
ゲートは、当該データにより誘起された屈折率変調を提供する材料を基にしたオプト−オプティカル・ゲートであってもよい。
【００３１】
このような状況下で、オプト−オプティカル・ゲートは、二重波あるいは多重波の干渉計、また好ましくは、屈折率が前述のような意味でスペクトル的に不均等であるという特徴を有する多重波長再生装置要素を、各支線が備えている分岐マッハ−ツェンダ干渉計におけるような進行波干渉計により構成されていてもよい。
【００３２】
また、１つの装置において様々な種類のゲートを用いることも可能である。
「２Ｒ」型再生装置に関して、本発明の構成は、図４の一般的な場合において説明されている。「多重波長ソース」に対応する波長λｉあるいはλ’ｉを有するＮ個の光キャリアのマルチプレックスは、適切な手段により生成された一式の非変調ソースにより得、適切な手段（例えば、Ｎ対１のカプラーまたは波長分割マルチプレクサ）により再生装置要素１１２あるいは１５２と結び付けることができる。
【００３３】
「３Ｒ」型再生装置に関して、回路は、図５に示された構成を有することが望ましい。
入力チャンネル・マルチプレックスの一部分がカプラー１４０によって取り出され、波長分割ディマルチプレクサ１４２に送られる。波長分割ディマルチプレクサ１４２からの各出力は、適切な手段により２つの経路に分割され、一方は、波長λ’ｉで、対応するチャンネルのクロック周波数と同調的にショートパルスのソースを生成するクロック回復手段１４４に送られ、他方は、全く同じだが波長λｉで発するクロック回復手段１４６に送られる。λ’ｉのクロック群からの各出力は、カプラー１４０を出発するデータ・マルチプレックスの主要部分が（１１０での増幅後に）結び付けられる、第一の多重波長再生装置要素１１２内で、適切な手段（例えば、マルチプレクサ１４８）を用いて再結合される。多重波長再生装置要素１１２からの出力は、櫛λ’ｉの再生されたデータが通過できるよう、適切な手段（１３０）によりフィルタリングされる（また、随意的に１３２で増幅される）。このデータは次に、櫛λｉに同調された（そして、例えばマルチプレクサ１４９において集められた）クロックと共に、再生装置要素１５２に結び付けられる。最後に、１５２を出発する、初期の櫛に同調された再生データは、１１２から櫛λ’ｉで入ってきたデータのあらゆる痕跡を除去するために、１６０でフィルタリングされる。
【００３４】
この３Ｒ型の再生装置の改良型において、特に第二の再生装置要素が、プッシュ−プル・モードで動作する干渉計のオプト−オプティカル・ゲートによって構成されている場合には［Ｋ．タジマ、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．、Ｖｏｌ．３２、Ｐａｒｔ　２、Ｎｒ　１２Ａ（１９９３）、ｐｐ．Ｌ１７４６−１７４９］、波長λｉのクロックの第二の櫛は、単に第二のλｉのキャリアの非変調櫛により置き換えることができる。
【００３５】
図５に示された回路においては、櫛λ’ｉ及びλｉに同調されたクロックの経路上に設けられた遅延ライン（図を簡略化するため、図５には示されていない）をも備えることが望ましく、その遅延は、信号が通過する種々の要素によってもたらされる遅延を考慮して、入力信号により運ばれる情報が、クロックにより運ばれる情報と同時に到着するように選択される。
【００３６】
上記の説明は、第一の再生装置１１２が、データを初期波長に戻す役割を果たす第二の再生装置１５２に関して、キャリアλ’ｉの周波数に対するオフセットである、縦列に接続された２つの再生装置１１２、１５２を有する、本発明による様々な装置に関連する。
【００３７】
しかしながら、適切な場合には、本発明の装置は各データ・チャンネルに作用する単一の再生装置のみを有していればよい。
図６に示された構成は、遷移スペクトル線が前述の不均等な広がりを呈する材料における飽和吸収を基にした、単一の多重波長再生装置１１２改良型の一例であり、波長分割マルチプレックスの各チャンネルにおけるコントラスト（増幅及び変調された２進法のデジタル通信信号における、低レベルに対する高レベルの比）を改善させることができる。全マルチプレックスは、非線形要素１１２の動作基点に対応する値までマルチプレックスのレベルを上げるため、光増幅器１１０を用いて増幅され、次にそのマルチプレックスが多重波長再生装置要素１１２に結び付けられる。非線形伝送のため、低レベルは高レベルよりも少ししか伝送されず、このためコントラストが向上する。当然ながら、単一の要素のみを用いた場合にはコントラストが不十分であると分かれば、第二の要素（あるいは実質上Ｎ個の要素）を縦列接続することが可能である。しかし、こうした状況下では、信号を過度に変形させることを避けるため、吸収回復時間は再生されるべきパルスの幅の約１０分の１でなければならない。前記の装置とは違って、この装置が信号の高レベルから雑音を除去できないことに注意すべきである。
【００３８】
本発明が、Ｎ個の波長多重光チャンネル（Ｎ＞２）を単一の要素内で同時に処理できるようにする、光ファイバ上のデジタル変調された通信信号用の全光再生装置であって、用いられる再生装置要素の総数が、現状の技術による装置に必要とされる再生装置要素の総数より少ない全光再生装置を提案していることは理解されよう。
【００３９】
無論、本発明は前記の具体的な実施例に限定されるものではなく、本発明の精神の範囲内におけるあらゆる改良型にまで及ぶものである。
【図面の簡単な説明】
【図１乃至３】技術の現状を示す概要図である。
【図４】本発明による再生装置の全体的構造を示す図である。
【図５及び６】本発明による２つの改良型を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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