(57)【要約】【課題】入力された光信号を、強度変動が抑制されて光強度安定性が向上した光信号に変調する光信号の安定化装置および安定化方法。【解決手段】光信号安定化装置１００は、入力光パルス列を光分岐回路１０１で光受信器１０２と遅延線１０３とに分岐する。光受信器１０２は、入力光パルス列を光電変換して包絡線信号を生成する。ドライバ１０４は、光受信器１０２から出力された包絡線信号を正負反転したものに、予め推定された入力光パルス列の光強度の下限値以下のオフセットをかけて、光パルス列の光強度からオフセット量を引いた量を消光させる制御信号を生成する。消光型光強度変調器１０５は、ドライバ１０４が生成した制御信号に基づき、遅延線１０３を介して入力された光パルス列の光強度を変調することにより、全光パルスの光強度がオフセット量に等化された光パルス列を出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された光信号から複数の分岐信号を生成する光分岐回路と、
前記複数の分岐信号の内の第１の分岐信号から光強度を表す包絡線信号を生成する光受信器と、
前記包絡線信号を元に制御信号を生成する変調器ドライバと、
前記制御信号に基づき前記複数の分岐信号の内の第２の分岐信号の光強度を変調する光強度変調器と、
前記第２の分岐信号と前記制御信号に基づく前記光強度変調器の動作とを同期させるための遅延線と
を備えたことを特徴する光信号の安定化装置。
【請求項２】
前記光強度変調器は、消光型光強度変調器であり、
前記制御信号は、前記消光型光強度変調器に、前記光信号の光強度から所定の目標とする光強度を引いた量を、前記第２の分岐信号から消光させることを特徴する請求項１に記載の光信号の安定化装置。
【請求項３】
前記光強度変調器は、光増幅器であり、
前記制御信号は、前記光増幅器に、所定の目標とする光強度を前記包絡線信号の強度で除することで算出された増幅率で前記第２の分岐信号を増幅させることを特徴する請求項１に記載の光信号の安定化装置。
【請求項４】
入力された光信号から複数の分岐信号を生成するステップと、
前記複数の分岐信号の内の第１の分岐信号から光強度を表す包絡線信号を生成するステップと、
前記包絡線信号を元に制御信号を生成するステップと、
前記複数の分岐信号の内の第２の分岐信号と前記制御信号とを同期させるステップと、
前記制御信号に基づき前記第２の分岐信号の光強度を一定に等化するように変調するステップと
を有することを特徴とする光信号の安定化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光信号の安定化装置および安定化方法に関し、出力光信号強度を時間的に安定させる光信号の安定化装置および安定化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一定の繰り返し周期を有する光パルス列、特に、光通信ネットワークにおいて光データを送受信するために用いる光クロックパルス列を発生する光パルス列発生装置が従来技術として知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
図３に、従来の光パルス列発生装置の構成を示す。光パルス列発生装置は、２ｘ２型光スイッチ３０１と光増幅器３０２とにより閉ループ光回路を構成する。２ｘ２型光スイッチ３０１は、１０Ｇｂｉｔ／ｓ対応の高速ＬＮ（Lithium Niobate）光スイッチであり、光増幅器３０２は、ＥＤＦＡ（Erbium Doped Fiber Amplifier）を用いる。閉ループ光回路内には、逆方向に周回する光をカットするアイソレータ３０８と、周回光パルスと異なる波長を有する光パルスをカットする波長フィルタ３０９と、２ｘ２型光スイッチ３０１への入力偏波の制御を行う偏波コントローラ３１０とを備えている。
【０００４】
制御用光パルスを分岐するための光分岐回路３０３が、閉ループ光回路に挿入されている。制御用光パルスは、遅延線３０４を介して、ＳＯＡ（Semiconductor Optical Amplifier）からなる乗算器３０５に入力される。包絡線信号は、ＳＯＡの電流駆動信号として与えられる。乗算器３０５には、光電変換用の受光器（ＰＤ：Photodiode）３０６と電気リミティングアンプ３０７とが接続されている。制御用光パルスは、パルス状の電気信号に変換された後、動的制御信号として２ｘ２型光スイッチ３０１に入力される。これにより、閉ループ光回路を周回した光パルスが２ｘ２型光スイッチ３０１を通過するタイミングに合わせて、閉ループ光回路を周回した光パルスに対してのみパルス状の動的制御信号を作用させる。
【０００５】
この閉ループ光回路を用いた光パルス列発生装置では、光パケットのマーカパルスに同期した単一の光パルスを元にして、パルス幅と周波数とを独立に設定することができ、任意の持続時間を有する光クロックパルス列を発生することができる。ループ利得が１であるとすると、同一の周回動作が繰り返されて安定な出力光パルス列が出力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２４３２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図３に示す光パルス列発生装置は、主に、閉ループ光回路内における偏波変動や光増幅器の利得変動などによりループ利得が変動し、周回光パルスが閉ループ光回路を多周回すると、出力される各光パルスの光強度が増幅又は減衰されて出力光パルス列の強度が安定しないという課題がある。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、入力された光信号を、強度変動が抑制されて光強度安定性が向上した光信号に変調する光信号の安定化装置および安定化方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、光信号安定化装置であって、入力された光信号から複数の分岐信号を生成する光分岐回路と、前記複数の分岐信号の内の第１の分岐信号から光強度を表す包絡線信号を生成する光受信器と、前記包絡線信号を元に制御信号を生成する変調器ドライバと、前記制御信号に基づき前記複数の分岐信号の内の第２の分岐信号の光強度を変調する光強度変調器と、前記第２の分岐信号と前記制御信号に基づく前記光強度変調器の動作とを同期させるための遅延線とを備えたことを特徴する。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光信号安定化装置において、前記光強度変調器は、消光型光強度変調器であり、前記制御信号は、前記消光型光強度変調器に、前記包絡線信号の強度から所定の目標とする光強度を引いた量を、前記第２の分岐信号から消光させることを特徴する。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の光信号安定化装置において、前記光強度変調器は、光増幅器であり、前記制御信号は、前記光増幅器に、所定の目標とする光強度を前記包絡線信号の強度で除することで算出された増幅率で前記第２の分岐信号を増幅させることを特徴する。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、光信号の安定化方法であって、入力された光信号から複数の分岐信号を生成するステップと、前記複数の分岐信号の内の第１の分岐信号から光強度を表す包絡線信号を生成するステップと、前記包絡線信号を元に制御信号を生成するステップと、前記複数の分岐信号の内の第２の分岐信号と前記制御信号とを同期させるステップと、前記制御信号に基づき前記第２の分岐信号の光強度を一定に等化するように変調するステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、入力された光信号を、強度変動が抑制されて光強度安定性が向上した光信号に変調することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例１に係る光信号安定化装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例２に係る光信号安定化装置の構成を示す図である。
【図３】従来の光パルス列発生装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
（実施形態１）
図１に、本発明の実施例１に係る光信号安定化装置の構成を示す。光信号安定化装置１００は、入力光パルス列を光分岐回路１０１で光受信器１０２と遅延線１０３とに分岐する。光受信器１０２は、入力光パルス列を光電変換して入力光パルス列の光強度の包絡線信号を生成する。光信号安定化装置１００から出力される光パルス列の目標とする光強度は、予め推定された入力光パルス列の光強度の下限値以下の値に設定する。ドライバ１０４は、光受信器１０２で生成された包絡線信号に基づき、光パルス列の光強度から設定された目標とする光強度に等しいオフセット量を引いた量を消光させる制御信号を生成する。但し、ドライバ１０４は、包絡線信号の強度がゼロのときには、入力光信号が存在しないとみなし、消光量をゼロとする制御信号を生成する。すなわち、包絡線信号を元として入力光信号の有無を判定し、入力光信号の存在するときにのみ入力光信号を消光させる制御信号を生成する。消光型光強度変調器１０５は、ドライバ１０４が生成した制御信号に従って遅延線１０３を介して入力された光パルス列の光強度を変調することにより、全光パルスの光強度がオフセット量、すなわち目標とする光強度に等化された光パルス列を出力する。尚、遅延線１０３は、入力光パルス列の一方の分岐信号と他方の分岐信号に基づいて生成された制御信号に基づく消光型光強度変調器１０５の動作とが同期するように遅延量が調整されている。
【００１６】
これにより、光信号安定化装置１００は、入力光パルス列を、強度変動が抑制されて光強度安定性が向上した光パルス列に変調することができる。
【００１７】
各構成要素の具体例としては、入力光パルス列を非同期可変波長１００〜３００ｎｓ、光パルス幅１０ｐｓ、パルス周期６２５ＭＨｚとする場合、光受信器１０２は帯域５０ＭＨｚ程度で低速動作するもの、ドライバ１０４は帯域１００ＭＨｚの演算増幅器(オペアンプ)を用いた可変非線形利得アンプとすることができる。また、消光型光強度変調器１０５は、帯域１００Ｍ〜１０ＧＨｚ、−１Ｖのバイアス電圧で約３ｄＢ、−２Ｖで約１３ｄＢの消光比を有する電界吸収型半導体光強度変調器（ＥＡＭ）、又は可変光減衰器（ＶＯＡ）とすることができる。
【００１８】
（実施形態２）
図２に、本発明の実施例２に係る光信号安定化装置の構成を示す。光信号安定化装置２００は、入力光パルス列を光分岐回路２０１で光受信器２０２と遅延線２０３とに分岐する。光受信器２０２は、入力光パルス列を光電変換して包絡線信号を生成する。ドライバ２０４は、目標とする強度を光受信器２０２から出力された包絡線信号の強度で除した、包絡線信号の強度に反比例した値を増幅率として光増幅器２０５に増幅させる制御信号を生成する。但し、ドライバ２０４は、包絡線信号の強度がゼロのときには、入力光信号が存在しないとみなし、増幅率をゼロとする制御信号を生成する。すなわち、包絡線信号を元として入力光信号の有無を判定し、入力光信号の存在するときにのみ入力光信号を増幅させる制御信号を生成する。光増幅器２０５は、ドライバ２０４が生成した制御信号に基づき、遅延線２０３を介して入力された光パルス列の光強度を増幅する。このとき、遅延線２０３は、遅延線２０３を通過した入力光パルス列の一方の分岐信号が、他方の分岐信号に基づいて生成された制御信号に基づく光増幅器２０５の増幅動作にタイミングを合わせて（同期して）増幅されるように遅延量が調整されている。この結果、全光パルスの光強度が前述の目標とする強度に等化された光パルス列が出力される。
【００１９】
これにより、光信号安定化装置２００は、入力光パルス列を、強度変動が抑制されて光強度安定性が向上した光パルス列に増幅することができる。
【００２０】
各構成要素の具体例としては、入力光パルス列を非同期可変波長１００〜３００ｎｓ、光パルス幅１０ｐｓ、パルス周期６２５ＭＨｚとする場合、光受信器２０２は帯域５０ＭＨｚ程度で低速動作するもの、ドライバ２０４は帯域１００ＭＨｚの演算増幅器(オペアンプ)と電流ドライバ（正電流、リミッタ＋２００ｍＡ）からなるとすることができる。また、光増幅器２０５は、バイアス電流５０ｍＡで約６ｄＢ、１００ｍＡで約２０ｄＢの光利得を得られる半導体光増幅器（ＳＯＡ）とすることができる。
【００２１】
実施形態１、２では有限長の光パルス列を例に説明したが、本願発明は包絡線信号を抽出することができる無限長の光パルス列にも適用可能である。同様に、有限長の光パケット信号およびより一般的な光信号に対しても適用可能である。
【符号の説明】
【００２２】
１００、２００  光信号安定化装置
１０１、２０１  光分岐回路
１０２、２０２  光受信器
１０３、２０３  遅延線
１０４、２０４  ドライバ
１０５  消光型光強度変調器
２０５  光増幅器
３０１  ２ｘ２型光スイッチ
３０２  光増幅器
３０３  光分岐回路
３０４  遅延線
３０５  乗算器
３０６  受光器
３０７  電気リミティングアンプ
３０８  アイソレータ
３０９  波長フィルタ
３１０  偏波コントローラ
【図１】
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【図２】
2012227660.tif 000004
【図３】
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