(57)【要約】【課題】閉ループ光回路を用いた従来の光パルス列発生装置の光パルス列の強度を安定化する光パルス列発生装置の安定化方法および安定化装置を提供すること。【解決手段】本発明は、閉ループ光回路を用いた光パルス列発生装置の出力する光パルスの強度を複数回サンプリング測定した結果を元に、ループ利得の変動に起因する出力光パルスの強度の増減の程度を算出し、パケット毎の強度変動に加えて、その強度変動のパケット間での増減に基づきパルス列発生装置をフィードバック制御する。安定化装置１００は、光受信器１０１、光受信器１０１で生成された電気信号をサンプリングするサンプリング回路１０２、パケット毎の光強度の増減を算出する第１の比較処理回路１０３、パケット毎の光強度の増減を複数のパケット間で比較する第２の比較処理回路１０４、光パルス列発生装置のループ利得制御信号を生成する制御信号発生回路１０５からなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ループ利得が１の閉ループ光回路を用いた光パルス列発生装置から出力された、前記閉ループ光回路内を周回する周回光パルスから分岐された光パルスから構成された有限長出力光パルス列の強度を安定化させる光パルス列発生装置の安定化装置であって、
前記光パルス列発生装置から出力された有限長出力光パルス列が入力される光受信器と、
前記光受信器から出力された電気信号を前記有限長光パルス列毎に複数回サンプリングするサンプリング回路と、
前記サンプリング回路によってサンプリングされた複数のサンプリング値から、前記有限長光パルス列毎の光強度の変動量を算出する第１の比較処理回路と、
前記有限長出力光パルス列の光強度の変動量に基づき前記ループ利得の１からの増減を判定する第２の比較処理回路と、
前記第２の比較処理回路の判定結果に基づき、前記ループ利得を１に保つようにフィードバック制御するループ利得制御信号を生成する制御信号発生回路と
を備えたことを特徴する光パルス列発生装置の安定化装置。
【請求項２】
前記第２の比較処理回路は、複数の有限長出力光パルス列の光強度の変動量に基づき前記ループ利得の１からの増減を判定することを特徴とする請求項１に記載の光パルス列発生装置の安定化装置。
【請求項３】
前記第２の比較処理回路は、第１の有限長出力光パルス列の前記光強度の変動量と、前記第１の有限長出力光パルス列の直後に生成された第２の有限長出力光パルス列の前記光強度の変動量とを比較し、前記第２の有限長出力光パルス列の光強度の変動量が、符号がプラスで、かつ、前記第１の有限長出力光パルス列の光強度の変動量よりも大きい場合、前記光パルス列発生装置のループ利得を所定量減少させると判定し、前記第２の有限長出力光パルス列の光強度の変動量が、符号がマイナスで、かつ、前記第１の有限長出力光パルス列の光強度の変動量以下の場合、前記ループ利得を所定量増加させると判定することを特徴とする請求項２に記載の光パルス列発生装置の安定化装置。
【請求項４】
前記第２の比較処理回路は、第２の有限長出力光パルス列の光強度の変動量が、符号がプラスで、かつ、第１の有限長出力光パルス列の光強度の変動量以下の場合、および、前記第２の有限長出力光パルス列の光強度の変動量が、符号がマイナスで、かつ、前記第１の有限長出力光パルス列の光強度の変動量よりも大きい場合、前記ループ利得を変化させないと判定することを特徴とする請求項２に記載の光パルス列発生装置の安定化装置。
【請求項５】
前記第１の比較処理回路は、前記光強度の変動量として１つの前記有限長出力光パルス列に対応する同一の前記電気信号からサンプリングされた複数のサンプリング値に基づき光強度比を算出することを特徴する請求項１乃至４のいずれかに記載の光パルス列発生装置の安定化装置。
【請求項６】
前記第１の比較処理回路は、前記光強度の変動量として１つの前記有限長出力光パルス列に対応する同一の前記電気信号からサンプリングされた複数のサンプリング値に基づき光強度差を算出することを特徴する請求項１乃至４のいずれかに記載の光パルス列発生装置の安定化装置。
【請求項７】
前記光受信器は、前記有限長出力光パルス列の光強度を表す包絡線信号を前記電気信号として生成することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の光パルス列発生装置の安定化装置。
【請求項８】
前記光パルス列発生装置は、前記周回光パルスから前記出力光パルス列を構成する光パルスを分岐して前記閉ループ光回路外に出力する前記閉ループ光回路に挿入された分岐比が可変の光スイッチと、前記周回光パルスの光強度を増幅する光増幅器とを備え、前記ループ利得を１に保つように前記光スイッチおよび前記光増幅器を制御し、
前記光パルス列発生装置のループ利得の制御は、前記光スイッチの分岐比を変化させることによって行うことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の光パルス列発生装置の安定化装置。
【請求項９】
前記光パルス列発生装置は、前記周回光パルスから前記出力光パルス列を構成する光パルスを分岐して前記閉ループ光回路外に出力する前記閉ループ光回路に挿入された分岐比が可変の光スイッチと、前記周回光パルスの光強度を増幅する光増幅器とを備え、前記ループ利得を１に保つように前記光スイッチおよび前記光増幅器を制御し、
前記光パルス列発生装置のループ利得の制御は、前記光増幅器の利得を変えることによって行うことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の光パルス列発生装置の安定化装置。
【請求項１０】
前記光パルス列発生装置は、前記周回光パルスから前記出力光パルス列を構成する光パルスを分岐する光分岐回路と、前記周回光パルスの光強度を増幅する光増幅器と、前記周回光パルスの光強度を変調する光強度変調器とを備え、前記ループ利得を１に保つように前記光増幅器および前記光強度変調器を制御し、
前記光パルス列発生装置のループ利得の制御は、前記光増幅器の利得を変えることによって行うことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の光パルス列発生装置の安定化装置。
【請求項１１】
前記光パルス列発生装置は、前記周回光パルスから前記出力光パルス列を構成する光パルスを分岐する光分岐回路と、前記周回光パルスの光強度を増幅する光増幅器と、前記周回光パルスの光強度を変調する光強度変調器とを備え、前記ループ利得を１に保つように前記光増幅器および前記光強度変調器を制御し、
前記光パルス列発生装置のループ利得の制御は、前記光強度変調器の強度変調率を変えることによって行うことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の光パルス列発生装置の安定化装置。
【請求項１２】
ループ利得が１の閉ループ光回路を用いた光パルス列発生装置から出力された、前記閉ループ光回路内を周回する周回光パルスから分岐された光パルスから構成された有限長出力光パルス列の強度を安定化させる光パルス列発生装置の安定化方法であって、
前記光パルス列発生装置から出力された有限長出力光パルス列から電気信号を生成するステップと、
前記電気信号を前記有限長光パルス列毎に複数回サンプリングするステップと、
前記サンプリングするステップによって得られた複数のサンプリング値から、前記有限長光パルス列毎の光強度の変動量を算出するステップと、
同一パケット内の光パルス間の光強度の変動量に基づき前記ループ利得の１からの増減を判定するステップと、
前記判定するステップによって得られた判定結果に基づき、前記ループ利得を１に保つようにフィードバック制御するステップと
を有することを特徴する光パルス列発生装置の安定化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光パルス列発生装置の安定化方法および安定化装置に関し、出力光パルス列強度を時間的に安定させる光パルス列発生装置の安定化方法および安定化装置に関する。
【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時間的に途切れのあるバーストデータ、特に、短いデータ長（固定または可変）を基本単位として時間的に細かく分割された光パケット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として、閉ループ光回路を用いたものが従来技術として知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
図４に、従来の閉ループ光回路を用いた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４０１と光増幅器４０２とにより閉ループ光回路を構成する。２ｘ２型光スイッチ４０１は、１０Ｇｂｉｔ／ｓ対応の高速ＬＮ（Lithium Niobate）光スイッチであり、光増幅器４０２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４０８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４０９と、２ｘ２型光スイッチ４０１への入力偏波の制御を行う偏波コントローラ４１０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４０３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４０４を介して、ＳＯＡ（Semiconductor Optical Amplifier）からなる乗算器４０５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４０５には、光電変換用の受光器（ＰＤ：Photodiode）４０６と電気リミティングアンプ４０７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４０１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４０１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】
包絡線信号を入力する期間内のみ動的制御信号を有効とするために、包絡線信号を付与する期間においては、ＳＯＡに光利得を発生させ、制御用光パルスを増幅する。増幅された制御用光パルスは、ＰＤ４０６で光電変換され、電気リミティングアンプ４０７で一定の電圧値まで増幅されて、２ｘ２型光スイッチ４０１に入力される。包絡線信号を付与しない期間においては、ＳＯＡを光吸収媒体として作用させ、制御用光パルスを終端させ、２ｘ２型光スイッチ４０１に動的制御信号を入力しない。
【０００６】
入力光パルスの無い待機期間中、２ｘ２型光スイッチ４０１は、動的制御信号は作用せず、完全クロス状態にある。閉ループ光回路は、完全な開ループであり、動作不安定の要因となるＡＳＥ光は、１００％の分岐比で光出力ポートＯＵＴ１に出力され、閉ループ光回路外に出力される。この待機期間中、光入力ポートＩＮ１に入力された入力光パルスは、１００％の分岐比で光出力ポートＯＵＴ２から閉ループ光回路に入力される。周回光パルスは、光増幅器４０２で増幅されて、光入力ポートＩＮ２に入力される。このとき、光増幅器４０２の利得は、光入力ポートＩＮ２における周回光パルスの強度が、光出力ポートＯＵＴ２から出力された光パルスの強度の１０倍となるように設定する。
【０００７】
一方、周回光パルスの分岐によって生成される制御用光パルスがＳＯＡに達する以前に、ＳＯＡに包絡線信号を入力し、ＳＯＡに光利得を発生させる。なお、包絡線信号を入力するタイミングは、制御用光パルスがＳＯＡに達する以前であれば、入力光パルスが光入力ポートＩＮ１に入力される前後のどちらでも構わない。制御用光パルスは、ＳＯＡで増幅され、ＰＤ４０６で光電変換され、所定の分岐比となるスイッチ点に遷移させる電圧値まで、電気リミティングアンプ４０７により増幅されて、動的制御信号としてスイッチ４０１に入力される。
【０００８】
動的制御信号が入力された２ｘ２型光スイッチ４０１は、ストレート出力：クロス出力が１：９の中間状態に遷移する。光出力ポートＯＵＴ２から出力された光パルスの強度の１０倍の強度を有する周回光パルスが光入力ポートＩＮ２から入力され、その１０分の１、すなわち最初に光出力ポートＯＵＴ２から出力された光パルスと同一の強度を有する光パルスが、光出力ポートＯＵＴ２から閉ループ光回路内に再導入される。なお、ここでは説明の便宜上、２ｘ２型光スイッチ４０１の挿入損失は、ゼロと仮定する。
【０００９】
同時に、光出力ポートＯＵＴ２から出力された光パルスの強度の１０倍の強度を有する周回光パルスは、その１０分の９が光出力ポートＯＵＴ１から出力される。すなわち、最初に光出力ポートＯＵＴ２から出力された光パルスの９倍の強度を有する光パルスが、閉ループ光回路から出力される。ループ利得が１のため、同一の周回動作が繰り返され、光パルスの強度が、入力光パルスの強度の９倍に揃えられた、安定な出力光パルス列が出力される。
【００１０】
最後に、ＳＯＡに入力する包絡線信号がオフすると、動的制御信号は、２ｘ２型光スイッチ４０１に入力されず、完全クロスの状態に戻る。オフした瞬間に閉ループ光回路内に残った周回光パルスは、１００％の分岐比で光出力ポートＯＵＴ１より出力され、最初に光出力ポートＯＵＴ２から出力された光パルスの１０倍の強度を有する最終出力光パルスとして出力される。光出力ポートＯＵＴ２への分岐比は０％となり、周回動作は終了し、待機状態に戻る。
【００１１】
上記閉ループ光回路を用いた従来の光パルス列発生装置は、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パルス列を発生する。また、閉ループ光回路に含まれる光増幅器から出力されるＡＳＥ光によって出力光パルス列のＳＮＲが劣化することを抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【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】
【００１３】
しかしながら、閉ループ光回路を用いた従来の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、光パルスが閉ループ光回路を多周回すると、光強度が増幅又は減衰されて各出力光パルス列の強度が安定しないという課題がある。すなわち、ループ利得がその目標値である「１」からずれた場合、周回光パルスの強度変動量（入力された第１周目の周回光パルス強度と比較した差分）は、周回を重ねる毎に累積されて大きくなる。ループ利得が「１」より大きい場合には周回を重ねる毎に光パルス強度は大きくなり、ループ利得が「１」より小さい場合には周回を重ねる毎に光パルス強度は小さくなる。
【００１４】
また一方で、この強度変動量は、その定義から、入力光パルスが閉ループ光回路に入力される毎にゼロになる。すなわち、この強度変動量は、パケット毎にゼロにリセットされる。
【００１５】
このように周回を重ねた結果生成される光パルス列の強度変動を小さく抑えるにはフィードバック制御が有効であるが、１００ｎｓ〜１μｓ（１０Ｇｂｐｓの場合）と短い光パケットの送受信に適用するための、同程度に短い出力光パルス列を対象とする場合には、１パケットで完結するフィードバック制御では収束性が必ずしも良好ではないという課題がある。
【００１６】
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、閉ループ光回路を用いた光パルス列発生装置のパケットの繰り返し頻度に比べてゆっくりしたループ利得の変動に対して、光パルス列の強度を安定化する光パルス列発生装置の安定化方法および安定化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ループ利得が１の閉ループ光回路を用いた光パルス列発生装置から出力された、前記閉ループ光回路内を周回する周回光パルスから分岐された光パルスから構成された有限長出力光パルス列の強度を安定化させる光パルス列発生装置の安定化装置であって、前記光パルス列発生装置から出力された有限長出力光パルス列が入力される光受信器と、前記光受信器から出力された電気信号を前記有限長光パルス列毎に複数回サンプリングするサンプリング回路と、前記サンプリング回路によってサンプリングされた複数のサンプリング値から、前記有限長光パルス列毎の光強度の変動量を算出する第１の比較処理回路と、前記有限長出力光パルス列の光強度の変動量に基づき前記ループ利得の１からの増減を判定する第２の比較処理回路と、前記第２の比較処理回路の判定結果に基づき、前記ループ利得を１に保つようにフィードバック制御するループ利得制御信号を生成する制御信号発生回路とを備えたことを特徴する。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光パルス列発生装置の安定化装置において、前記第２の比較処理回路は、複数の有限長出力光パルス列の光強度の変動量に基づき前記ループ利得の１からの増減を判定することを特徴とする。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の光パルス列発生装置の安定化装置において、前記第２の比較処理回路は、第１の有限長出力光パルス列の前記光強度の変動量と、前記第１の有限長出力光パルス列の直後に生成された第２の有限長出力光パルス列の前記光強度の変動量とを比較し、前記第２の有限長出力光パルス列の光強度の変動量が、符号がプラスで、かつ、前記第１の有限長出力光パルス列の光強度の変動量よりも大きい場合、前記光パルス列発生装置のループ利得を所定量減少させると判定し、前記第２の有限長出力光パルス列の光強度の変動量が、符号がマイナスで、かつ、前記第１の有限長出力光パルス列の光強度の変動量以下の場合、前記ループ利得を所定量増加させると判定することを特徴とする。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の光パルス列発生装置の安定化装置において、前記第２の比較処理回路は、第２の有限長出力光パルス列の光強度の変動量が、符号がプラスで、かつ、第１の有限長出力光パルス列の光強度の変動量以下の場合、および、前記第２の有限長出力光パルス列の光強度の変動量が、符号がマイナスで、かつ、前記第１の有限長出力光パルス列の光強度の変動量よりも大きい場合、前記ループ利得を変化させないと判定することを特徴とする。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の光パルス列発生装置の安定化装置において、前記第１の比較処理回路は、前記光強度の変動量として１つの前記有限長の出力光パルス列に対応する同一の前記電気信号からサンプリングされた複数のサンプリング値に基づき光強度比を算出することを特徴する。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の光パルス列発生装置の安定化装置において、前記第１の比較処理回路は、前記光強度の変動量として１つの前記有限長の出力光パルス列に対応する同一の前記電気信号からサンプリングされた複数のサンプリング値に基づき光強度差を算出することを特徴する。
【００２３】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の光パルス列発生装置の安定化装置において、前記光受信器は、前記有限長出力光パルス列の光強度を表す包絡線信号を前記電気信号として生成することを特徴とする。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の光パルス列発生装置の安定化装置において、前記光パルス列発生装置は、前記周回光パルスから前記出力光パルス列を構成する光パルスを分岐して前記閉ループ光回路外に出力する前記閉ループ光回路に挿入された分岐比が可変の光スイッチと、前記周回光パルスの光強度を増幅する光増幅器とを備え、前記ループ利得を１に保つように前記光スイッチおよび前記光増幅器を制御し、前記光パルス列発生装置のループ利得の制御は、前記光スイッチの分岐比を変化させることによって行うことを特徴とする。
【００２５】
請求項９に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の光パルス列発生装置の安定化装置において、前記光パルス列発生装置は、前記周回光パルスから前記出力光パルス列を構成する光パルスを分岐して前記閉ループ光回路外に出力する前記閉ループ光回路に挿入された分岐比が可変の光スイッチと、前記周回光パルスの光強度を増幅する光増幅器とを備え、前記ループ利得を１に保つように前記光スイッチおよび前記光増幅器を制御し、前記光パルス列発生装置のループ利得の制御は、前記光増幅器の利得を変えることによって行うことを特徴とする。
【００２６】
請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の光パルス列発生装置の安定化装置において、前記光パルス列発生装置は、前記周回光パルスから前記出力光パルス列を構成する光パルスを分岐する光分岐回路と、前記周回光パルスの光強度を増幅する光増幅器と、前記周回光パルスの光強度を変調する光強度変調器とを備え、前記ループ利得を１に保つように前記光増幅器および前記光強度変調器を制御し、前記光パルス列発生装置のループ利得の制御は、前記光増幅器の利得を変えることによって行うことを特徴とする。
【００２７】
請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の光パルス列発生装置の安定化装置において、前記光パルス列発生装置は、前記周回光パルスから前記出力光パルス列を構成する光パルスを分岐する光分岐回路と、前記周回光パルスの光強度を増幅する光増幅器と、前記周回光パルスの光強度を変調する光強度変調器とを備え、前記ループ利得を１に保つように前記光増幅器および前記光強度変調器を制御し、前記光パルス列発生装置のループ利得の制御は、前記光強度変調器の強度変調率を変えることによって行うことを特徴とする。
【００２８】
請求項１２に記載の発明は、ループ利得が１の閉ループ光回路を用いた光パルス列発生装置から出力された、前記閉ループ光回路内を周回する周回光パルスから分岐された光パルスから構成された有限長出力光パルス列の強度を安定化させる光パルス列発生装置の安定化方法であって、前記光パルス列発生装置から出力された有限長出力光パルス列から電気信号を生成するステップと、前記電気信号を前記有限長光パルス列毎に複数回サンプリングするステップと、前記サンプリングするステップによって得られた複数のサンプリング値から、前記有限長光パルス列毎の光強度の変動量を算出するステップと、同一パケット内の光パルス間の光強度の変動量に基づき前記ループ利得の１からの増減を判定するステップと、前記判定するステップによって得られた判定結果に基づき、前記ループ利得を１に保つようにフィードバック制御するステップとを有することを特徴する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明は、閉ループ光回路を用いた光パルス列発生装置のパケットの繰り返し頻度に比べてゆっくりしたループ利得の変動に対して、光パルス列の強度を安定化する効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の光パルス列発生装置の安定化装置の構成を示す図である。
【図２】（ａ）は光パルス列発生装置の出力光パルス列の波形例を示す図であり、（ｂ）は安定化装置の光受信器で生成された電気信号の波形例を示す図である。
【図３】本発明の光パルス列発生装置の安定化装置の構成を示す図である。
【図４】従来の閉ループ光回路を用いた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】
【００３１】
本発明は、閉ループ光回路を用いた光パルス列発生装置の出力する光パルスの強度を複数回サンプリング測定した結果を元に、ループ利得の変動に起因する出力光パルス列の強度変動を算出し、その計算結果に基づきパルス列発生装置をフィードバック制御する。
【００３２】
また、本発明では、パケット毎の強度変動に加えて、その強度変動のパケット間での比較結果に基づきループ利得の調整を行う。閉ループ光回路を用いた光パルス列発生装置の出力光パルス列の強度不安定性の主因は、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であって、パケットの繰り返し頻度に比べてゆっくりした変動であるので、複数のパケットにおける光強度変動に基づくループ利得の制御は有効である。
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００３４】
図１に、本発明の光パルス列発生装置の安定化装置の構成を示す。ここで用いた光パルス列発生装置は図４に示したものであり、光パケットデータを送受信するために、そのパケットのパケット長に対応した長さの有限長光パルス列を出力する装置である。安定化装置１００は、光パルス列発生装置の出力光を光電変換および電流−電圧変換して増幅する光受信器１０１、光受信器１０１で生成された電気信号をサンプリングするサンプリング回路１０２、パケット毎の光強度の増減を算出する第１の比較処理回路１０３、パケット毎の光強度の増減を複数のパケット間で比較し、ループ利得の１からの増減を判定する第２の比較処理回路１０４、光パルス列発生装置のループ利得制御信号を生成する制御信号発生回路１０５からなる。
【００３５】
図２（ａ）に、光パルス列発生装置の出力光パルス列の波形例を示す。閉ループ光回路を用いた光パルス列発生装置から出力された出力光パルス列を光分岐回路１１０で分岐し、光受信器１０１で電気信号に変換する。光受信器１０１は、光パルス単位の高速サンプリングが可能なものでも良いが、各パケットを包絡線信号として検出可能な低速のものでも良い。低速な光受信器としては、例えば、出力光パルス列が非同期可変長１００〜３００ｎｓ、光パルス幅１０ｐｓ、パルス周期６２５ＭＨｚである場合、帯域が５０ＭＨｚ程度の光受信器で良い。
【００３６】
図２（ｂ）に、安定化装置の光受信器で生成された電気信号の波形例を示す。サンプリング回路１０２は、光受信器１０１からの光強度信号から、各パケットの長さを示す包絡線信号４１１に基づき、パケット毎にサンプリング時刻Ｔ1、Ｔ2、・・・、ＴN（Ｎ：正の整数）において光強度ＤＴ1、ＤＴ2、・・・、ＤＴNをサンプリングする。サンプリング間隔は、各パケットにおいて少なくとも２回サンプリングできるように調整する。
【００３７】
次に、第１の比較処理回路１０３において、各パケット内での光強度ＤＴ1、ＤＴ2、・・・、ＤＴNの増減を算出する。このパケット毎の光強度の「増減」は、これらに限定されないが、Ｒ＝ＤＴ2／ＤＴ1のような光強度比や、Ｄ＝ＤＴ2−ＤＴ1のような光強度差などとして算出することができる。光パルスが閉ループ光回路を１周するのに要する時間をＴLとすると、１回目のサンプリングと２回目のサンプリングの間の光パルスの周回数は（Ｔ2−Ｔ1-）／ＴLであるので、光強度比Ｒは、（Ｔ2−Ｔ1-）／ＴLを指数とするループ利得のべき乗に比例することになる。
【００３８】
尚、ここでは「増減」を光強度比Ｒ＝ＤＴ2／ＤＴ1によって算出する場合について説明する。
【００３９】
次に、第２の比較処理回路１０４において、直近にサンプリングされた対象パケットＰiとその前にサンプリングされたパケットＰi-1との光強度比Ｒi、Ｒi-1を比較してパケット間での光強度比Ｒの増減を判定する。すなわち、パケットＰiの光強度比Ｒiが、前のパケットＰi-1の光強度比Ｒi-1よりも大きいか小さいかで、パケット間で光強度比Ｒが増加しているか減少しているかを判定する。
【００４０】
次に、制御信号発生回路１０５において、第２の比較処理回路１０４において判定された光強度比Ｒの増減に応じて、２ｘ２型光スイッチ４０１の分岐比、すなわち、ループ利得を制御するループ利得制御信号を生成する。制御信号発生回路１０５で生成されたループ利得制御信号は、電気リミティングアンプ４０７に入力されて動的制御信号の電圧振幅を制御し、それにより２ｘ２型光スイッチ４０１の分岐比を変化させることによってループ利得を制御する。光強度比Ｒが増加した場合、ループ利得を減少させるループ利得制御信号を生成し、光強度比Ｒが減少した場合、ループ利得を増加させるループ利得制御信号を生成する。光強度比Ｒに増減がない場合はループ利得を維持する。
【００４１】
このようにしてパケットＰi、Ｐi-1に関して生成されたループ利得制御信号は、次のパケットＰi+1を生成する際のループ利得を調整するために使用する。
【００４２】
尚、２ｘ２型光スイッチ４０１の分岐比に代えて、増幅器４０２の利得を制御することによってループ利得を制御しても良い。
【００４３】
制御方法としては、差分制御とすることができ、各パケットで２回サンプリングする場合、ループ利得制御信号は表１に示すようなものとすることができる。ループ利得制御信号は、光強度比Ｒが１．０未満で光強度比Ｒが前のパケットよりも大きい場合０、前のパケット以下の場合＋１とする。一方、光強度比Ｒが１．０よりも大きく光強度比Ｒが前のパケットよりも大きい場合−１、前のパケット以下の場合０とする。光強度比Ｒが１．０の場合、前のパケットに対する増減に関わらず、ループ利得制御信号は０とする。
【００４４】
このように、１つのパケットに対するループ利得値のみならず、複数のパケットにわたるループ利得値の増減傾向を測定することにより、フィードバック制御の精度を高めることができる。
【００４５】
【表１】
2012227659.tif 000003
【００４６】
本発明では、サンプリング回路１０２のサンプリング時刻Ｔの間隔を１００〜１５０ｎｓとした場合、パケット内での光強度変動は±１０％以下に維持することができる。
【００４７】
出力光パルス列の光強度変動の測定精度を高めるためには、光強度ＤＴのサンプリング回数を増やしたり、サンプリング間隔を広く取ることが有効である。例えば、各パケットでのサンプリング回数を２以上とし、比較するパケット間で共通して取れる最大サンプリング回数にサンプリングされた光強度と最初にサンプリングされた光強度とから算出された光強度比Ｒを用いても良い。すなわち、対象パケットＰiについては４回サンプリングでき、前のパケットＰi-1については３回サンプリングできた場合、パケットＰi-1、Ｐiと間で１番目と３番目にサンプリングした値を使って光強度比Ｒ＝ＤＴ3／ＤＴ1を算出し、それらを比較しても良い。
【００４８】
図３に、閉ループ光回路を用いた光パルス列発生装置の別の実施形態に本発明の安定化装置を実装した構成を示す。
【００４９】
図３に示す光パルス列発生装置は、光増幅器５０２と光強度変調器５０６とにより閉ループ光回路を構成する。入力光パルスを閉ループ光回路に挿入するための光分岐回路５０５（光入力部）と、閉ループ光回路の光パルスを出力する光分岐回路(出力部)と、制御用光パルスを分岐するための光分岐回路５０３とが、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５０４を介して、動的制御信号として光強度変調器５０６に入力される。また、光増幅器５０２は、矩形状の包絡線信号により利得が制御される。
【００５０】
このような光パルス列発生装置に安定化装置１００を実装する場合、図３に示すようにループ利得制御信号で光増幅器５０２の利得を制御するか、光強度変調器５０６の強度変調率を制御すれば良い。制御方法は、上述した制御方法と同じで良い。
【００５１】
尚、本発明の安定化装置１００は、出力パルス列を受光可能で、ループ利得制御信号によってループ利得の制御が可能であれば、図１、３、４に示した光パルス列発生装置以外の光パルス列発生装置に対しても出力光パルス列の強度を安定化することができる。
【００５２】
また、フィードバック制御に要する時間と比較して長いパケット、例えば１μｓ長のパケットを対象とする場合には、サンプリングしたパケット自身（サンプリング後のパケット後半部分）に対してフィードバック制御を施すことも可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１００  安定化装置
１０１  光受信器
１０２  サンプリング回路
１０３  第１の比較処理回路
１０４  第２の比較処理回路
１０５  制御信号発生回路
１１０  光分岐回路
４０１  ２ｘ２型光スイッチ
４０２  光増幅器
４０３、５０３、５０５、５０７  光分岐回路
４０４、５０４  遅延線
４０５  乗算器
４０６  受光器
４０７  電気リミティングアンプ
４０８  アイソレータ
４０９  波長フィルタ
４１０  偏波コントローラ
４１１、５０８  包絡線信号
５０２  光増幅器
５０６  光強度変調器
【図１】
2012227659.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
2012227659.tif 000007