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JP3471202B2 - Optical CDMA circuit - Google Patents
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JP3471202B2 - Optical CDMA circuit - Google Patents

Optical CDMA circuit

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JP3471202B2
JP3471202B2 JP27141097A JP27141097A JP3471202B2 JP 3471202 B2 JP3471202 B2 JP 3471202B2 JP 27141097 A JP27141097 A JP 27141097A JP 27141097 A JP27141097 A JP 27141097A JP 3471202 B2 JP3471202 B2 JP 3471202B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光領域で信号の拡
散変調を行う拡散変調器と、拡散変調された光CDMA
信号を逆拡散復調する逆拡散復調器とにより構成される
光CDMA用回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spread modulator for performing spread modulation of a signal in the optical domain and a spread modulated optical CDMA.
The present invention relates to an optical CDMA circuit configured by a despread demodulator that despreads a signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】光CDMA方式は、光スイッチなどの素
子を用いることなく、符号によってランダムアクセスや
セルフルーティング的な動作を実現することができる。
そのため、光LANや光交換システムへの適用が検討さ
れている。
2. Description of the Related Art The optical CDMA system can realize random access or self-routing operation by a code without using an element such as an optical switch.
Therefore, application to an optical LAN or an optical switching system is under study.

【0003】図7は、従来の光CDMA用回路の構成を
示す。図において、従来の光CDMA用回路は、短光パ
ルス光源35−1〜35−3と、各短光パルス光源35
−1〜35−3に接続されるラティス型光回路36−1
〜36−3と、各ラティス型光回路36−1〜36−3
に接続される光スターカプラ37と、光スターカプラ3
7に接続されるラティス型光回路36−4〜36−6に
より構成される。ラティス型光回路36は、光路長差が
それぞれΔL,2ΔL,…,JΔL(Jは自然数)の非
対称マッハツェンダ型干渉計を縦続接続した構成である
(図7はJ=2)。光スターカプラ37を挟んだ左側お
よび右側のラティス型光回路36は、それぞれ光パルス
信号の拡散変調器および逆拡散復調器に対応する。
FIG. 7 shows the configuration of a conventional optical CDMA circuit. In the figure, the conventional optical CDMA circuit includes short optical pulse light sources 35-1 to 35-3 and the respective short optical pulse light sources 35.
Lattice type optical circuit 36-1 connected to -1 to 35-3
~ 36-3 and each lattice type optical circuit 36-1 to 36-3
Optical star coupler 37 and optical star coupler 3 connected to
7 is composed of lattice type optical circuits 36-4 to 36-6. The lattice type optical circuit 36 has a configuration in which asymmetric Mach-Zehnder type interferometers having optical path length differences of ΔL, 2ΔL, ..., JΔL (J is a natural number) are cascaded (J = 2 in FIG. 7). The left and right lattice type optical circuits 36 sandwiching the optical star coupler 37 correspond to a spread modulator and a despread demodulator of the optical pulse signal, respectively.

【0004】ここで、ラティス型光回路36−1,36
−4の動作例を示す。ラティス型光回路36−1,36
−4の非対称マッハツェンダ型干渉計を構成する方向性
結合器38−1〜38−6の結合率を0.5 に設定する。
このラティス型光回路36−1に繰り返し周波数f(H
z)(<c/(2JnΔL)、cは光速,nは導波路の屈
折率)の短光パルスを入射すると、1/f(sec)の時間
フレーム中に2J 個の光パルス列(周期Δt(=nΔL
/c))が新たに生成され、符号系列が構成される。こ
の符号系列は、ラティス型光回路36−1の位相シフタ
39−1,39−2の位相情報を含んでいる。この符号
化光パルス列を光スターカプラ37を介して対向するラ
ティス型光回路36−4に入射すると、個々の光パルス
は2J 個の光パルスに分離された後にコヒーレントな電
界成分の加算が行われる。ラティス型光回路36−4の
位相シフタ39−3,39−4の設定が位相シフタ39
−1,39−2に対して復号条件を満たしている場合
に、光パルスの中央に光パワーが集中して復号が行われ
るが、設定が復号条件と異なる場合には入射符号化パル
ス列はさらに時間的に拡散され、復号は行われない。
Here, the lattice type optical circuits 36-1, 36
-4 shows an operation example. Lattice type optical circuit 36-1, 36
The coupling ratio of the directional couplers 38-1 to 38-6 constituting the -4 asymmetric Mach-Zehnder interferometer is set to 0.5.
The repetition frequency f (H
z) (<c / (2 J nΔL), where c is the speed of light and n is the refractive index of the waveguide), a 2 J optical pulse train (in the time frame of 1 / f (sec) ( Cycle Δt (= nΔL
/ C)) is newly generated and the code sequence is configured. This code sequence includes the phase information of the phase shifters 39-1 and 39-2 of the lattice type optical circuit 36-1. When this encoded optical pulse train is incident on the opposing lattice type optical circuit 36-4 via the optical star coupler 37, each optical pulse is separated into 2 J optical pulses, and then coherent electric field components are added. Be seen. The phase shifters 39-3 and 39-4 of the lattice type optical circuit 36-4 are set by the phase shifter 39.
When the decoding conditions are satisfied for -1, 39-2, the optical power is concentrated in the center of the optical pulse for decoding, but when the setting is different from the decoding condition, the incident coded pulse train is further It is spread in time and no decoding is done.

【0005】図8(a) は入射光パルス列、図8(b) はJ
=2の場合の拡散変調器通過後の生成符号系列、図8
(c) は逆拡散復調器の設定が復号条件を満たしている場
合の出力結果、図8(d) は逆拡散復調器の設定が復号条
件を満たしていない場合の出力結果を示す。なお、本図
は、簡単のために入射光パルス列のうち1パルスが及ぼ
す影響について示す。
FIG. 8 (a) is an incident light pulse train, and FIG. 8 (b) is J
= 2, the generated code sequence after passing through the spread modulator, FIG.
8C shows an output result when the setting of the despread demodulator satisfies the decoding condition, and FIG. 8D shows an output result when the setting of the despread demodulator does not satisfy the decoding condition. Note that this figure shows the effect of one pulse of the incident light pulse train for simplicity.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来の光CDMA用回
路の復調処理では、復号化条件が満たされた場合でも復
号信号光パルスの周りにサイドローブ成分が生じ、受信
側でのS/N比が劣化する問題点があった。また、非復
号の場合にも光パルス列が生じ、復号光信号のS/N比
を劣化させる。これは、それぞれCDMA用拡散変調
器,逆拡散復調器において、自己相関特性と相互相関特
性とが理想的な状態からずれていることによるものであ
る。
In the conventional demodulation processing of the optical CDMA circuit, side lobe components are generated around the decoded signal light pulse even if the decoding condition is satisfied, and the S / N ratio on the receiving side is generated. There was a problem of deterioration. Also, in the case of non-decoding, an optical pulse train is generated, which deteriorates the S / N ratio of the decoded optical signal. This is because the autocorrelation characteristic and the cross-correlation characteristic deviate from the ideal state in the CDMA spread modulator and the despread demodulator, respectively.

【0007】本発明は、復号信号光パルスの不要サイド
ローブ成分を低減し、かつ非復号信号光パルスの出力レ
ベルを低減することができる光CDMA用回路を提供す
ることを目的とする。
An object of the present invention is to provide an optical CDMA circuit capable of reducing unnecessary sidelobe components of a decoded signal light pulse and reducing the output level of a non-decoded signal light pulse.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の光CDMA用回
路は、光領域で信号の拡散変調を行う拡散変調器と、拡
散変調された光CDMA信号を逆拡散復調する逆拡散復
調器とを備え、さらに逆拡散復調された復号信号光パル
を2分岐し、その一方の復号信号光パルスの光路長を
調整して増幅するか、またはその一方の復号信号光パル
スを電気信号に変換し、その電気信号を用いて制御光パ
ルス用光源を駆動することにより、2分岐された他方の
復号信号光パルスに同期する所定のレベルを有する制御
光パルスを生成する制御光パルス生成手段と、2分岐し
た他方の復号信号光パルスと、この復号信号光パルスに
同期する所定のレベルを有する制御光パルスを入力し、
復号信号光パルスのうち所定のレベル以上の復号信号光
パルス(主ピークパルス)に対して制御光パルスによる
位相変化、偏光回転、光周波数変化等の非線形作用を誘
起し、この非線形作用を受けた主ピークパルスを時間的
に分離して出力する光時分割多重分離回路とを備える
(請求項1)。これにより、復号信号光パルスに含まれ
る不要サイドローブ成分を低減することができる。ま
た、非復号信号光パルスの出力レベルを低減することが
できる。
An optical CDMA circuit of the present invention comprises a spread modulator for performing spread modulation of a signal in an optical region and a despread demodulator for performing despread demodulation of a spread modulated optical CDMA signal. Further, the despread demodulated decoded signal light pulse is branched into two, and the optical path length of one of the decoded signal light pulse is
Conditioned and amplified, or either decoded signal optical pulse
The optical signal is converted into an electrical signal and the electrical signal is used to control optical power.
By driving the light source for the lens, the other
Control with predetermined level synchronized with decoded signal light pulse
A control light pulse generating means for generating a light pulse and two branches
The other decoded signal light pulse and this decoded signal light pulse
Input a control light pulse having a predetermined level to be synchronized,
Of the control light pulse with respect to a predetermined level or more of the decoded signal optical pulse of the decoded signal light pulse (main peak pulse)
Induces non-linear effects such as phase change, polarization rotation, optical frequency change, etc.
The main peak pulse caused by this nonlinear effect.
And an optical time division demultiplexing circuit for demultiplexing and outputting the light . Thereby, the unnecessary side lobe component contained in the decoded signal light pulse can be reduced. Further, the output level of the non-decoded signal light pulse can be reduced.

【0009】[0009]

【0010】この光時分割多重分離回路としては、TO
AD、光カースイッチ、4光波混合スイッチ、相互位相
変調スイッチ、非線形ループミラー(NOLM)のいず
れかを用い、主ピークパルスに同期した制御光パルスに
よって主ピークパルスに位相変化、偏光回転、光周波数
変化等を与えて分離する(請求項2〜6)。また、TO
ADを構成するループ状導波路中に配置される非線形光
素子として半導体レーザ増幅器を用いる(請求項7)。
The optical time division demultiplexing circuit is a TO
AD, optical Kerr switch, 4 light wave mixing switch, cross phase modulation switch, non-linear loop mirror (NOLM) is used, phase change, polarization rotation, optical frequency to main peak pulse by control light pulse synchronized with main peak pulse. Separation by giving changes etc. ( Claims 2 to 6 ). Also, TO
A semiconductor laser amplifier is used as a non-linear optical element arranged in a loop-shaped waveguide forming AD ( claim 7 ).

【0011】また、拡散変調器および逆拡散変調器とし
ては、従来から用いられているラティス型光回路(請求
項8)、光分岐器と光路長の異なる複数の導波路および
位相シフタと光結合器により構成される光回路(請求項
)、光分波器と複数の導波路および位相シフタと光合
波器により構成される光回路(請求項10)を用いるこ
とができる。また、光分波器および光合波器としてアレ
イ導波路回折格子を用いる(請求項11)。
Further, as the spread modulator and the despread modulator, a lattice type optical circuit which has been used conventionally ( claim
Section 8), and optical circuit by an optical splitter and a plurality of waveguides and the phase shifter and an optical coupler having different optical path lengths (claim
9 ), an optical circuit composed of an optical demultiplexer, a plurality of waveguides, and a phase shifter and an optical multiplexer ( claim 10 ) can be used. An arrayed waveguide diffraction grating is used as the optical demultiplexer and the optical multiplexer ( claim 11 ).

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の光CDMA用回
路の実施形態を示す。図において、本実施形態の光CD
MA用回路は、短光パルス光源11−1〜11−3と、
拡散変調器12−1〜12−3と、光スターカプラ13
と、逆拡散復調器14−1〜14−3とにより構成され
る従来と同様の光CDMA用回路に加えて、各逆拡散復
調器14−1〜14−3から出力される復号信号光パル
スのうち、それぞれ所定のレベル以上の復号信号光パル
ス(以下「主ピークパルス」という)を出力する閾値素
子20−1〜20−3を備える。
1 shows an embodiment of an optical CDMA circuit according to the present invention. In the figure, the optical CD of the present embodiment
The MA circuit includes short optical pulse light sources 11-1 to 11-3,
Spreading modulators 12-1 to 12-3 and optical star coupler 13
And the despread demodulators 14-1 to 14-3 similar to the conventional optical CDMA circuit, and the decoded signal optical pulses output from the despread demodulators 14-1 to 14-3. Of these, threshold elements 20-1 to 20-3 for outputting decoded signal light pulses (hereinafter, referred to as "main peak pulse") each having a predetermined level or higher are provided.

【0013】閾値素子20は、時分割多重された光パル
ス列から制御光パルスに同期した光パルスを分離する光
時分割多重分離回路を利用したものである。逆拡散復調
された復号信号光パルスに同期し、所定のレベルを有す
る制御光パルスを生成する制御光パルス生成手段を備
え、光時分割多重分離回路に逆拡散復調された復号信号
光パルスと制御光パルスを入力し、主ピークパルスを分
離する構成である。
The threshold element 20 utilizes an optical time division demultiplexing circuit for separating an optical pulse synchronized with a control optical pulse from a time division multiplexed optical pulse train. The optical signal is provided with control light pulse generation means for generating a control light pulse having a predetermined level in synchronization with the despread demodulated decoded signal light pulse, and the despread demodulated decoded signal light pulse is controlled in the optical time division demultiplexing circuit. In this configuration, an optical pulse is input and the main peak pulse is separated.

【0014】図2は、閾値素子20の構成例を示す。こ
こでは、光時分割多重分離回路としてTOAD(Terahe
rtz Optical Asymmetric Demultiplexer) を用いた構成
例を示す。
FIG. 2 shows a configuration example of the threshold element 20. Here, as an optical time division demultiplexing circuit, TOAD (Terahe
An example of configuration using rtz Optical Asymmetric Demultiplexer) is shown.

【0015】閾値素子20は、逆拡散復調器14から出
力される復号信号光パルス1a,1b,1cを2分岐す
る方向性結合器21−1と、方向性結合器21−2の2
つの出力ポートをループ状に接続し、そのループ中に偏
光ビームスプリッタ22−1,22−2および非線形光
素子23を配置したループ状導波路24と、光増幅器2
5と、TE・TMモード変換器26とにより構成され
る。なお、非線形光素子23は、ループ状導波路24の
中点27からΔxだけずれた位置に配置される。
The threshold element 20 includes a directional coupler 21-1 for branching the decoded signal light pulses 1a, 1b, 1c output from the despread demodulator 14 into two and a directional coupler 21-2.
A loop-shaped waveguide 24 in which two output ports are connected in a loop, and polarization beam splitters 22-1 and 22-2 and a nonlinear optical element 23 are arranged in the loop, and an optical amplifier 2
5 and a TE / TM mode converter 26. The nonlinear optical element 23 is arranged at a position deviated from the midpoint 27 of the loop-shaped waveguide 24 by Δx.

【0016】ここで、方向性結合器21−1の一方の出
力ポートと方向性結合器21−2の一方の入力ポートが
入力側導波路28を介して接続され、方向性結合器21
−2の他方の入力ポートに出力側導波路29が接続され
る。
Here, one output port of the directional coupler 21-1 and one input port of the directional coupler 21-2 are connected via the input side waveguide 28, and the directional coupler 21 is connected.
The output waveguide 29 is connected to the other input port of -2.

【0017】また、方向性結合器21−1の他方の出力
ポートと偏光ビームスプリッタ22−1の入力ポート
が、光増幅器25,TE・TMモード変換器26および
導波路30を介して接続される。すなわち、方向性結合
器21−1,光増幅器25,TE・TMモード変換器2
6および導波路30が、復号信号光パルス1a〜1cに
同期し、所定のレベルを有する制御光パルス2a〜2c
を生成する制御光パルス生成手段となるものである。な
お、導波路30の長さは、復号信号光パルス1a〜1c
との同期のために適当な長さに調整可能とする。また、
制御光パルス用の光源を別途用意し、出力される制御光
パルスを復号信号光パルスに同期させるようにしてもよ
い。
The other output port of the directional coupler 21-1 and the input port of the polarization beam splitter 22-1 are connected via an optical amplifier 25, a TE / TM mode converter 26 and a waveguide 30. . That is, the directional coupler 21-1, the optical amplifier 25, the TE / TM mode converter 2
6 and the waveguide 30 are synchronized with the decoded signal light pulses 1a to 1c and control light pulses 2a to 2c having a predetermined level.
Is a control light pulse generating means for generating. The length of the waveguide 30 is determined by the decoded signal light pulses 1a to 1c.
It can be adjusted to an appropriate length for synchronization with. Also,
It is also possible to separately prepare a light source for the control light pulse and synchronize the output control light pulse with the decoded signal light pulse.

【0018】TE−TMモード変換器26により、復号
信号光パルス1a〜1cと制御光パルス2a〜2cの偏
光は、一方が導波路のTEモード、他方がTMモードで
互いに直交するように設定される。これにより、偏光ビ
ームスプリッタ22−1からループ状導波路24に入力
された制御光パルス2a〜2cは、偏光ビームスプリッ
タ22−2から分離して取り出すことができる。なお、
TE−TMモード変換器26を波長変換器に代えて制御
光パルス2a〜2cの波長を変化させ、WDMカプラを
用いて復号信号光パルスと合分波させるようにしてもよ
い。また、偏光ビームスプリッタ22−2やそれに対応
するWDMカプラは、出力側導波路29の後段に配置し
てもよい。
The TE-TM mode converter 26 sets the polarizations of the decoded signal light pulses 1a to 1c and the control light pulses 2a to 2c such that one is in the TE mode of the waveguide and the other is in the TM mode and orthogonal to each other. It Thereby, the control light pulses 2a to 2c inputted from the polarization beam splitter 22-1 to the loop-shaped waveguide 24 can be separated and taken out from the polarization beam splitter 22-2. In addition,
The TE-TM mode converter 26 may be replaced by a wavelength converter to change the wavelengths of the control light pulses 2a to 2c, and a WDM coupler may be used to combine and demultiplex the decoded signal light pulse. Further, the polarization beam splitter 22-2 and the WDM coupler corresponding thereto may be arranged at the subsequent stage of the output side waveguide 29.

【0019】方向性結合器21−1,21−2は、2つ
の導波路を近接されて構成する形態、対称マッハツェン
ダ型干渉計を1つまたは2つ以上縦続接続して構成する
形態等により実現される。また、光増幅器25は、希土
類元素ドープ光ファイバ増幅器、希土類元素ドープ導波
路増幅器、半導体レーザ増幅器等により実現される。ま
た、非線形光素子23は半導体レーザ増幅器等により実
現される(請求項4)。
The directional couplers 21-1 and 21-2 are realized by a configuration in which two waveguides are arranged close to each other, a configuration in which one or more symmetrical Mach-Zehnder interferometers are connected in series, and the like. To be done. The optical amplifier 25 is realized by a rare earth element-doped optical fiber amplifier, a rare earth element-doped waveguide amplifier, a semiconductor laser amplifier, or the like. The non-linear optical element 23 is realized by a semiconductor laser amplifier or the like (claim 4).

【0020】以下、図2(a),(b) を参照してTOADの
動作について説明する。図2において、方向性結合器2
1−2の結合率を0.5 に設定すると、ループ状導波路2
4に入力される復号信号光パルス1a〜1cは、等強度
で時計回り光と反時計回り光に分けられる。この時計回
り光と反時計回り光が再び方向性結合器21−2に戻っ
たとき、互いの位相が等しいときには入力側導波路28
に反射され、互いの位相が異なるときには出力側導波路
29に透過する。
The operation of TOAD will be described below with reference to FIGS. 2 (a) and 2 (b). In FIG. 2, the directional coupler 2
If the coupling ratio of 1-2 is set to 0.5, the loop waveguide 2
The decoded signal light pulses 1a to 1c input to 4 are divided into clockwise light and counterclockwise light with equal intensity. When the clockwise light and the counterclockwise light return to the directional coupler 21-2 again and have the same phase, the input-side waveguide 28.
And is transmitted to the output side waveguide 29 when the phases are different from each other.

【0021】復号信号光パルス1bは主ピークパルスで
ある。制御光パルス2bは、この主ピークパルスに同期
し、光増幅器25により非線形光素子23に屈折率変化
を与えるのに十分なレベルに設定される。このとき、制
御光パルス2a,2cは非線形光素子23に屈折率変化
を与えないようなレベルに設定する。
The decoded signal light pulse 1b is the main peak pulse. The control light pulse 2b is synchronized with this main peak pulse and is set by the optical amplifier 25 to a level sufficient to change the refractive index of the nonlinear optical element 23. At this time, the control light pulses 2a and 2c are set to a level that does not change the refractive index of the nonlinear optical element 23.

【0022】ここで、復号信号光パルス1a〜1cのビ
ット間隔をTb 、時分割多重分離する間隔をTf 、非線
形光素子23の制御光パルス2bによる屈折率変化の立
ち上がり時間をτr 、立ち下がり時間をτf としたとき
に、τr <Tb ≪τf <Tfの関係が成立するものとす
る。このとき、偏光ビームスプリッタ22−1からルー
プ状導波路24に入射された制御光パルス2bが時計回
りに伝搬して非線形光素子23に到達すると、非線形光
素子23では早い立ち上がり時間で屈折率の急激な変化
が生じ、その後長い時間で緩和する。なお、制御光パル
ス2bが非線形光素子23に到達したときに、時計回り
に伝搬する復調信号光パルス1a,1b,1cは非線形
光素子23をそれぞれ通過後,通過前,通過前であり、
反時計回りに伝搬する復調信号光パルス1a,1b,1
cは非線形光素子23をそれぞれ通過後,通過後,通過
前である。
[0022] Here, the bit interval of the decoded optical signal pulse 1 a to 1 c T b, the time division multiplex separation interval T f, tau r a rise time of the refractive index change due to control light pulse 2b of the nonlinear optical element 23, When the fall time is τ f , the relationship of τ r <T b << τ f <T f is established. At this time, when the control light pulse 2b that has entered the loop-shaped waveguide 24 from the polarization beam splitter 22-1 propagates clockwise and reaches the nonlinear optical element 23, the nonlinear optical element 23 has a high refractive index with a fast rise time. A sudden change occurs and then relaxes for a long time. When the control light pulse 2b reaches the nonlinear optical element 23, the demodulated signal light pulses 1a, 1b, and 1c propagating clockwise are after passing through the nonlinear optical element 23, before passing, and before passing, respectively.
Demodulated signal light pulses 1a, 1b, 1 propagating counterclockwise
c is after passing through the nonlinear optical element 23, after passing, and before passing.

【0023】したがって、時計回りおよび反時計回りの
復号信号光パルス1aは、ともに非線形光素子23の屈
折率変化による位相シフトを受けない。また、時計回り
の復号信号光パルス1bは位相シフトを受けるが、反時
計回りの復号信号光パルス1bは位相シフトを受けな
い。また、時計回りおよび反時計回りの復号信号光パル
ス1cは、ともに位相シフトを受ける。これにより、主
ピークパルスである復号信号光パルス1bが出力側導波
路29に透過し、サイドローブ成分である復号信号光パ
ルス1a,1cは入力側導波路28に反射し、両者を分
離することができる。ループ状導波路24を伝搬する光
パルスの速度をν(=c/n)とすると、スイッチング
ゲート時間Δτは、 Δτ=2Δx/ν となる(J.P.Sokoloff et al.,"A Terahertz Optical A
symmetric Demultiplexer (TOAD)", IEEE Photonics Te
chnology Letters, vol.5, no.7, pp.787-790, July, 1
993)。
Therefore, neither the clockwise or counterclockwise decoded signal light pulse 1a is subjected to the phase shift due to the change in the refractive index of the nonlinear optical element 23. The clockwise decoded signal light pulse 1b undergoes a phase shift, but the counterclockwise decoded signal light pulse 1b does not undergo a phase shift. Further, both the clockwise and counterclockwise decoded signal light pulses 1c undergo a phase shift. As a result, the decoded signal light pulse 1b which is the main peak pulse is transmitted to the output side waveguide 29, and the decoded signal light pulses 1a and 1c which are the side lobe components are reflected to the input side waveguide 28 to separate them. You can If the velocity of the optical pulse propagating through the looped waveguide 24 is ν (= c / n), the switching gate time Δτ is Δτ = 2Δx / ν (JPSokoloff et al., “A Terahertz Optical A
symmetric Demultiplexer (TOAD) ", IEEE Photonics Te
chnology Letters, vol.5, no.7, pp.787-790, July, 1
993).

【0024】(閾値素子20の他の構成例)閾値素子2
0は、上述したように光時分割多重分離回路を利用し、
逆拡散復調された復号信号光パルスから主ピークパルス
を分離するものである。この光時分割多重分離回路に
は、TOADの他にも、光カースイッチ、4光波混合ス
イッチ、相互位相変調スイッチ、非線形ループミラー
(NOLM)等があり、同様にそれらを用いることがで
きる。以下、それぞれについて簡単に説明する。
(Another Configuration Example of Threshold Element 20) Threshold Element 2
0 uses the optical time division demultiplexing circuit as described above,
The main peak pulse is separated from the decoded signal light pulse that has been subjected to despread demodulation. In addition to TOAD, this optical time division demultiplexing / demultiplexing circuit includes an optical Kerr switch, a four-wave mixing switch, a cross phase modulation switch, a non-linear loop mirror (NOLM), and the like can be used. Hereinafter, each will be briefly described.

【0025】光カースイッチは、制御光パルスによる光
カー効果により、制御光パルスと時間的に重なった信号
光パルスの偏光方向を90度変化させ、偏光方向が変化し
た成分(光ピークパルス)のみを偏光ビームスプリッタ
により分離するものである(T.Morioka et al., "Ultra
fast all-optical switching utilizing the opticalKe
rr effect in polarization-maintaining single-mode
fibers", IEEE J.Select. Areas. Commu., vol.6, pp.1
186-1198, 1988)。
The optical Kerr switch changes the polarization direction of the signal light pulse temporally overlapping with the control light pulse by 90 degrees by the Kerr effect of the control light pulse, and only the component (optical peak pulse) in which the polarization direction changes. Is separated by a polarization beam splitter (T. Morioka et al., "Ultra
fast all-optical switching utilizing the opticalKe
rr effect in polarization-maintaining single-mode
fibers ", IEEE J. Select. Areas. Commu., vol.6, pp.1
186-1198, 1988).

【0026】4光波混合スイッチは、制御光パルスと信
号光パルス間の4光波混合過程により、制御光パルスに
時間的に重なった信号光パルスが周波数シフトを起こ
し、この成分(光ピークパルス)を光周波数フィルタに
より分離するものである(P.A.Andrekson et al., "16G
b/s all-optical demultiplexing using four-wave mix
ing", Elect.Lett., vol.27, pp.922-924, 1991)。
The four-wave mixing switch causes a frequency shift of the signal light pulse temporally overlapping the control light pulse due to the four-light wave mixing process between the control light pulse and the signal light pulse, and this component (light peak pulse) is generated. It is separated by an optical frequency filter (PAAndrekson et al., "16G
b / s all-optical demultiplexing using four-wave mix
ing ", Elect. Lett., vol.27, pp.922-924, 1991).

【0027】相互位相変調スイッチは、信号光パルス列
が制御光パルスとの相互位相変調を介して時間的に変化
する周波数シフトを受け、所望の信号光パルス(光ピー
クパルス)の周波数を抜き出す光周波数フィルタにより
分離するものである(T.Morioka et al., "An ultrafas
t polarization-independent optical demultiplexerut
ilizing optical carrier frequency shift through cr
oss-phase modulation", Elect.Lett., vol.28, pp.107
0-1072, 1992)。
In the cross phase modulation switch, the signal light pulse train undergoes a frequency shift which changes with time through cross phase modulation with the control light pulse, and an optical frequency for extracting the frequency of a desired signal light pulse (light peak pulse). It is separated by a filter (T. Morioka et al., "An ultrafas
t polarization-independent optical demultiplexerut
ilizing optical carrier frequency shift through cr
oss-phase modulation ", Elect.Lett., vol.28, pp.107
0-1072, 1992).

【0028】非線形ループミラー(NOLM)は、TO
ADと同じくループミラー(サニャック干渉計)構成を
用いるが、ループの一部分に非線形光素子を設置するの
ではなく、ループ全体を光ファイバ等の非線形光素子で
構成する。信号光パルスは、方向性結合器で両回り光に
分かれて伝搬し、再度方向性結合器で結合して入力側に
戻る。ここで、一方向に制御光パルスを入力すると、こ
の制御光パルスと同方向で時間的に重なった信号光パル
スのみが相互位相変調により位相シフトを受け、適当な
条件下で両回り光間の位相差をπにすることができる。
この信号光パルス(光ピークパルス)を透過光として分
離する(N.J.Doran et al.,"Nonlinear-optical loop m
irror", Opt. Lett., vol.13, pp.56-58, 1988) 。
The nonlinear loop mirror (NOLM) is a TO
A loop mirror (Sagnac interferometer) configuration is used as in the case of AD, but the entire loop is configured by a non-linear optical element such as an optical fiber instead of installing a non-linear optical element in a part of the loop. The signal light pulse is split into both-direction light by the directional coupler and propagates, is again coupled by the directional coupler, and returns to the input side. Here, when a control light pulse is input in one direction, only the signal light pulse temporally overlapped in the same direction as this control light pulse undergoes phase shift due to cross-phase modulation, and under appropriate conditions, the two light beams are rotated. The phase difference can be π.
This signal light pulse (optical peak pulse) is separated as transmitted light (NJDoran et al., "Nonlinear-optical loop m
irror ", Opt. Lett., vol.13, pp.56-58, 1988).

【0029】(拡散変調器および逆拡散変調器の構成
例)次に、図1に示す拡散変調器12−1〜12−3お
よび逆拡散復調器14−1〜14−3の構成例について
説明する。
(Structural Examples of Spreading Modulator and Despreading Modulator) Next, structural examples of the spreading modulators 12-1 to 12-3 and the despreading demodulators 14-1 to 14-3 shown in FIG. 1 will be described. To do.

【0030】まず、拡散変調器12−1〜12−3およ
び逆拡散復調器14−1〜14−3として、図7に示す
ラティス型光回路36−1〜36−6を用いることがで
きる。ここで、ラティス型光回路36−1,36−4の
位相シフタ39−1〜39−4の位相シフト値をφ1
φ4 とする。
First, as the spread modulators 12-1 to 12-3 and the despread demodulators 14-1 to 14-3, the lattice type optical circuits 36-1 to 36-6 shown in FIG. 7 can be used. Here, the phase shift values of the phase shifters 39-1 to 39-4 of the lattice type optical circuits 36-1 and 36-4 are φ 1 to
φ 4

【0031】ラティス型光回路36−1に繰り返し周波
数f(Hz)の短光パルスを入射すると、図3(a) のよう
に周期Δt(=nΔL/c)の光パルス列が生成され、
位相シフタ39−1,39−2の位相情報(例えばφ1
=φ2 =π)を含む符号系列が構成される。この符号化
光パルス列が光スターカプラ37(13)を介して対向
するラティス型光回路36−4に入射する。ここで、ラ
ティス型光回路36−4の位相シフタ39−3,39−
4の設定が位相シフタ39−1,39−2に対して復号
条件を満たすようにすると(例えば、φ3 =φ4
0)、図3(b) のように光パルスの中央に光パワーが集
中して復号が行われるが、サイドローブ成分も現れる。
一方、設定が復号条件と異なる場合(例えば、φ3
π,φ4 =0)には、図3(c) のように入射符号化パル
ス列はさらに時間的に拡散され、復号は行われない。な
お、図3は、簡単のために入射光パルス列のうち1パル
スが及ぼす影響について示す。
When a short optical pulse having a repetition frequency f (Hz) is incident on the lattice type optical circuit 36-1, an optical pulse train having a period Δt (= nΔL / c) is generated as shown in FIG. 3 (a),
Phase information of the phase shifters 39-1 and 39-2 (for example, φ 1
= Φ 2 = π) is formed. This coded optical pulse train is incident on the opposing lattice type optical circuit 36-4 via the optical star coupler 37 (13). Here, the phase shifters 39-3 and 39- of the lattice type optical circuit 36-4.
When the setting of 4 satisfies the decoding condition for the phase shifters 39-1 and 39-2 (for example, φ 3 = φ 4 =
0), as shown in FIG. 3B, the optical power is concentrated in the center of the optical pulse for decoding, but side lobe components also appear.
On the other hand, if the setting is different from the decoding condition (for example, φ 3 =
In (π, φ 4 = 0), the incident coded pulse train is further spread in time as shown in FIG. 3 (c) and is not decoded. Note that FIG. 3 shows the effect of one pulse of the incident light pulse train for simplicity.

【0032】そこで、上述した閾値素子20を用い、ス
イッチングゲート時間Δτを Δτ<Δt と設定することにより、図3(b) に示すラティス型光回
路36−4の出力光パルスは、図3(d) のようにサイド
ローブ成分が除去された主ピークパルスのみとなる。
Therefore, by setting the switching gate time Δτ as Δτ <Δt using the threshold element 20 described above, the output optical pulse of the lattice type optical circuit 36-4 shown in FIG. Only the main peak pulse from which sidelobe components have been removed as in d).

【0033】一方、復号条件が満たされない場合は、ラ
ティス型光回路36−4の出力光パルスが図3(c) のよ
うになるので、それからは閾値素子20の非線形光素子
23の屈折率を変化させるような制御光パルスは生成さ
れず、ラティス型光回路36−4の出力光パルスは閾値
素子20で反射し、閾値素子20の出力光強度は図3
(e) のように0となる。
On the other hand, when the decoding condition is not satisfied, the output optical pulse of the lattice type optical circuit 36-4 becomes as shown in FIG. 3 (c), and thereafter, the refractive index of the nonlinear optical element 23 of the threshold element 20 is changed. The control light pulse for changing is not generated, the output light pulse of the lattice type optical circuit 36-4 is reflected by the threshold element 20, and the output light intensity of the threshold element 20 is shown in FIG.
It becomes 0 like (e).

【0034】このような閾値素子20を用いることによ
り、復号信号光パルスの不要サイドローブ成分が低減
し、かつ非復号信号光パルスの出力レベルを低減するこ
とができ、受信側でのS/N比を向上させることができ
る。
By using such a threshold element 20, the unnecessary side lobe component of the decoded signal light pulse can be reduced and the output level of the non-decoded signal light pulse can be reduced, and the S / N on the receiving side can be reduced. The ratio can be improved.

【0035】図4および図5は、拡散変調器12−1〜
12−3および逆拡散復調器14−1〜14−3の他の
構成例を示す。なお、拡散変調器および逆拡散復調器は
すべて同様の構成であるので、その1つについてのみ示
す。
4 and 5 show spread modulators 12-1 to 12-1.
12-3 and other examples of the configurations of the despread demodulators 14-1 to 14-3. Since the spread modulator and the despread demodulator all have the same configuration, only one of them will be shown.

【0036】図4に示す拡散変調器(逆拡散復調器)
は、1×4の光分岐器41と4×1の光結合器42の入
出力を、1本の導波路に対して光路長差がΔL,2Δ
L,3ΔLの4本の導波路を介して接続し、各導波路に
位相シフタ43−1〜43−4を挿入した構成である。
ここで、光分岐器41および光結合器42には、光スタ
ーカプラ、MMIカプラ、2×2の方向性結合器を多段
に縦続接続する構成、Y分岐導波路を多段に縦続接続す
る構成等を用いることができる。
Spreading modulator (despreading demodulator) shown in FIG.
Is the input / output of the 1 × 4 optical branching device 41 and the 4 × 1 optical coupler 42, and the optical path length difference is ΔL, 2Δ with respect to one waveguide.
The configuration is such that four waveguides of L and 3ΔL are connected, and the phase shifters 43-1 to 43-4 are inserted into the respective waveguides.
Here, in the optical branching device 41 and the optical coupling device 42, an optical star coupler, an MMI coupler, a 2 × 2 directional coupler are cascaded in multiple stages, a Y branch waveguide is cascaded in multiple stages, etc. Can be used.

【0037】このような構成の拡散変調器および逆拡散
復調器に光パルス列を入射すると、図7に示すラティス
型光回路と同様に導波路の遅延時間差により、時間軸上
で光パルス列の拡散変調および逆拡散復調を行うことが
できる。また、同様に位相シフタの設定値の組み合わせ
により、拡散変調された光CDMA信号の復号および非
復号を行うことができる。
When an optical pulse train is incident on the diffusion modulator and the despreading demodulator having such a configuration, the optical pulse train is diffusion-modulated on the time axis due to the delay time difference of the waveguide as in the lattice type optical circuit shown in FIG. And despread demodulation can be performed. Similarly, by combining the set values of the phase shifter, it is possible to decode and non-decode the spread-modulated optical CDMA signal.

【0038】図5に示す拡散変調器(逆拡散復調器)
は、2つのアレイ導波路回折格子51−1,51−2を
位相シフタ52−1〜52−4を介して対称に接続した
構成である。各アレイ導波路回折格子は、入力導波路5
3、入力側スラブ導波路54、アレイ導波路55、出力
側スラブ導波路56、出力導波路57により構成され、
それぞれ光分波器および光合波器として機能する。アレ
イ導波路回折格子51−1の入力導波路53から入力さ
れた光パルスは、光周波数成分ごとに出力導波路57に
分波され、それぞれ対応する位相シフタ52−1〜52
−4を介してアレイ導波路回折格子51−2の出力導波
路57から入力され、入力導波路53に合波して出力さ
れる。
Spreading modulator (despreading demodulator) shown in FIG.
Is a configuration in which two arrayed waveguide diffraction gratings 51-1 and 51-2 are connected symmetrically via phase shifters 52-1 to 52-4. Each arrayed-waveguide diffraction grating corresponds to the input waveguide 5
3, an input side slab waveguide 54, an array waveguide 55, an output side slab waveguide 56, an output waveguide 57,
It functions as an optical demultiplexer and an optical multiplexer, respectively. The optical pulse input from the input waveguide 53 of the arrayed waveguide diffraction grating 51-1 is demultiplexed into the output waveguide 57 for each optical frequency component, and the corresponding phase shifters 52-1 to 52-2 are provided.
The signal is input from the output waveguide 57 of the arrayed waveguide diffraction grating 51-2 via -4, and is multiplexed and output to the input waveguide 53.

【0039】このような構成の拡散変調器および逆拡散
復調器に光パルス列を入射すると、光周波数軸上で光パ
ルス列の拡散変調および逆拡散復調を行うことができ
る。また、同様に位相シフタの設定値の組み合わせるに
より、拡散変調された光CDMA信号の復号および非復
号を行うことができる。
When an optical pulse train is made incident on the spreading modulator and the despreading demodulator having such a configuration, the spreading modulation and the despreading demodulation of the optical pulse train can be performed on the optical frequency axis. Similarly, by combining the set values of the phase shifter, it is possible to perform decoding and non-decoding of the spread-modulated optical CDMA signal.

【0040】以上示した本発明の光CDMA用回路の各
導波路部として石英系ガラス導波路を用いた場合に、石
英系ガラス導波路と半導体レーザ増幅器(非線形光素子
23)のハイブリッド集積は、図6に断面を示すPLC
(Planar Lightwave Circuit) プラットフォームを用い
て行う。その形成過程は次の通りである。
When a silica glass waveguide is used as each waveguide portion of the optical CDMA circuit of the present invention shown above, the hybrid integration of the silica glass waveguide and the semiconductor laser amplifier (nonlinear optical element 23) is as follows. PLC whose cross section is shown in FIG.
(Planar Lightwave Circuit) This is done using the platform. The formation process is as follows.

【0041】Si 基板61上に異方性エッチングにより
Si テラス領域62を形成した後に、これを完全に埋め
込むような火炎堆積法によってSiO2下部クラッド層6
7を形成する。次に、半導体レーザ増幅器65の搭載時
の高さ基準面を形成するために平坦化研磨を行い、Si
テラス領域62の表面を露出させる。続いて、光導波路
のコアの高さと半導体レーザ増幅器65の活性層66の
高さが一致するように、SiO2高さ調整層68、GeO2
をドーパントとして添加したSiO2コア層69を堆積す
る。続いて、図1,2,4,5,7に示すような光回路
パターンを得るために、コア層をエッチングしてコア部
分を作成する。さらに、SiO2上部クラッド層70を堆
積して導波路部分を作成する。次に、半導体レーザ増幅
器65の搭載部となる部分をエッチングしてSi テラス
領域62の表面を露出させる。最後に、Si テラス領域
62の表面に絶縁用SiO2膜を形成し、その上にAu 電
気配線63とAuSn半田パタン64を形成し、半導体レ
ーザ増幅器65を搭載する。
After the Si terrace region 62 is formed on the Si substrate 61 by anisotropic etching, the SiO 2 lower cladding layer 6 is formed by a flame deposition method that completely fills the Si terrace region 62.
Form 7. Next, flattening polishing is performed to form a height reference plane when the semiconductor laser amplifier 65 is mounted.
The surface of the terrace region 62 is exposed. Subsequently, the SiO 2 height adjusting layer 68 and the GeO 2 are adjusted so that the height of the core of the optical waveguide and the height of the active layer 66 of the semiconductor laser amplifier 65 match.
A SiO 2 core layer 69 doped with is added as a dopant. Then, in order to obtain the optical circuit patterns as shown in FIGS. 1, 2, 4, 5, and 7, the core layer is etched to form a core portion. Further, a SiO 2 upper clad layer 70 is deposited to form a waveguide portion. Next, the portion to be the mounting portion of the semiconductor laser amplifier 65 is etched to expose the surface of the Si terrace region 62. Finally, an insulating SiO 2 film is formed on the surface of the Si terrace region 62, an Au electric wiring 63 and an AuSn solder pattern 64 are formed thereon, and a semiconductor laser amplifier 65 is mounted.

【0042】また、熱光学効果による位相シフタは、所
定の導波路上に薄膜ヒータおよび電気配線を蒸着するこ
とにより形成される。なお、本発明の光CDMA用回路
の導波路部は、ガラス導波路に限らず、誘電体導波路、
半導体導波路、およびポリマー導波路等を用いて実現す
ることができる。また、いくつかの種類の導波路を組み
合わせたハイブリッド集積構成を用いても実現すること
ができる。
The phase shifter based on the thermo-optic effect is formed by depositing a thin film heater and electric wiring on a predetermined waveguide. The waveguide portion of the optical CDMA circuit of the present invention is not limited to the glass waveguide, but may be a dielectric waveguide,
It can be realized by using a semiconductor waveguide, a polymer waveguide, or the like. It can also be realized using a hybrid integrated structure that combines several types of waveguides.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光CDM
A用回路は、逆拡散復調器の出力側に接続される閾値素
子で、逆拡散復調された復号信号光パルスのうち、所定
のレベル以上の復号信号光パルス(主ピークパルス)を
出力させることにより、復号信号光パルスに含まれる不
要サイドローブ成分を低減することができる。また、非
復号信号光パルスの出力レベルを低減することができ
る。
As described above, the optical CDM of the present invention is used.
The circuit for A is a threshold element connected to the output side of the despread demodulator, and outputs a decoded signal light pulse (main peak pulse) of a predetermined level or higher among the decoded signal light pulses subjected to despread demodulation. Thereby, the unnecessary side lobe component contained in the decoded signal light pulse can be reduced. Further, the output level of the non-decoded signal light pulse can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のCDMA用回路の実施形態を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a CDMA circuit of the present invention.

【図2】閾値素子20の構成例を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a threshold element 20.

【図3】本発明のCDMA用回路の動作例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an operation example of a CDMA circuit of the present invention.

【図4】拡散変調器および逆拡散復調器の他の構成例を
示す図。
FIG. 4 is a diagram showing another configuration example of a spread modulator and a despread demodulator.

【図5】拡散変調器および逆拡散復調器の他の構成例を
示す図。
FIG. 5 is a diagram showing another configuration example of a spread modulator and a despread demodulator.

【図6】本発明のCDMA用回路の導波路部に石英系ガ
ラス導波路を用い、非線形光素子として半導体レーザ増
幅器をハイブリッド集積した場合の断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a case where a silica glass waveguide is used for a waveguide portion of a CDMA circuit of the present invention and a semiconductor laser amplifier is hybrid-integrated as a nonlinear optical element.

【図7】従来のCDMA用回路の構成を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a conventional CDMA circuit.

【図8】従来のCDMA用回路の動作例を示す図。FIG. 8 is a diagram showing an operation example of a conventional CDMA circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 短光パルス光源 12 拡散変調器 13 光スターカプラ 14 逆拡散復調器 20 閾値素子 21 方向性結合器 22 偏光ビームスプリッタ 23 非線形光素子 24 ループ状導波路 25 光増幅器 26 TE・TMモード変換器 27 ループ状導波路の中点 28 入力側導波路 29 出力側導波路 35 短光パルス光源 36 ラティス型光回路 37 光スターカプラ 38 方向性結合器 39 位相シフタ 41 光分岐器 42 光結合器 43 位相シフタ 51 アレイ導波路回折格子(光分波器,光合波器) 52 位相シフタ 53 入力導波路 54 入力側スラブ導波路 55 アレイ導波路 56 出力側スラブ導波路 57 出力導波路 61 Si 基板 62 Si テラス領域 63 Au 電気配線 64 AuSn半田パタン 65 半導体レーザ増幅器 66 活性層 67 SiO2下部クラッド層 68 SiO2高さ調整層 69 SiO2コア層 70 SiO2上部クラッド層11 Short Optical Pulse Light Source 12 Spreading Modulator 13 Optical Star Coupler 14 Despreading Demodulator 20 Threshold Element 21 Directional Coupler 22 Polarizing Beam Splitter 23 Nonlinear Optical Element 24 Loop Waveguide 25 Optical Amplifier 26 TE / TM Mode Converter 27 Midpoint of loop-shaped waveguide 28 Input-side waveguide 29 Output-side waveguide 35 Short optical pulse light source 36 Lattice type optical circuit 37 Optical star coupler 38 Directional coupler 39 Phase shifter 41 Optical splitter 42 Optical coupler 43 Phase shifter 51 Array Waveguide Diffraction Grating (Optical Demultiplexer, Optical Multiplexer) 52 Phase Shifter 53 Input Waveguide 54 Input Side Slab Waveguide 55 Array Waveguide 56 Output Side Slab Waveguide 57 Output Waveguide 61 Si Substrate 62 Si Terrace Area 63 Au electrical wiring 64 AuSn solder pattern 65 semiconductor laser amplifier 66 active layer 67 SiO 2 lower clad layer 68 SiO 2 height adjusting layer 69 SiO 2 core layer 70 SiO 2 upper clad layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01S 3/108 G02B 6/12 F H04B 10/04 6/28 B 10/06 10/142 10/152 H04J 14/04 14/06 (56)参考文献 特開 平9−98156(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 10/00 - 10/28 H04J 14/00 - 14/08 G02B 6/12 G02B 6/14 G02B 6/293 G02F 1/35 H01S 3/108 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI H01S 3/108 G02B 6/12 F H04B 10/04 6/28 B 10/06 10/142 10/152 H04J 14/04 14 / 06 (56) References JP-A-9-98156 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H04B 10/00-10/28 H04J 14/00-14/08 G02B 6/12 G02B 6/14 G02B 6/293 G02F 1/35 H01S 3/108

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 光領域で信号の拡散変調を行う拡散変調
器と、拡散変調された光CDMA(Code Division Mult
iple Access :符号分割多元接続)信号を逆拡散復調す
る逆拡散復調器とを備えた光CDMA用回路において、 逆拡散復調された復号信号光パルスを2分岐し、その一
方の復号信号光パルスの光路長を調整して増幅するか、
またはその一方の復号信号光パルスを電気信号に変換
し、その電気信号を用いて制御光パルス用光源を駆動す
ることにより、前記2分岐された他方の復号信号光パル
スに同期する所定のレベルを有する制御光パルスを生成
する制御光パルス生成手段と、 前記2分岐した他方の復号信号光パルスと、この復号信
号光パルスに同期する所定のレベルを有する前記制御光
パルスを入力し、前記復号信号光パルス のうち所定のレ
ベル以上の復号信号光パルス(主ピークパルス)に対し
て前記制御光パルスによる位相変化、偏光回転、光周波
数変化等の非線形作用を誘起し、この非線形作用を受け
た主ピークパルスを時間的に分離して出力する光時分割
多重分離回路とを備えたことを特徴とする光CDMA用
回路。
1. A spread modulator that performs spread modulation of a signal in an optical region, and spread-modulated optical CDMA (Code Division Mult).
iple Access: code division multiple access) In an optical CDMA circuit provided with a despread demodulator for despread demodulating a signal, the despread demodulated decoded signal light pulse is branched into two, and
Either adjust the optical path length of the decoded signal light pulse and amplify it,
Or one of the decoded signal light pulse is converted into an electric signal
Drive the control light pulse light source using the electrical signal.
By doing so, the other decoded signal optical pulse
A control light pulse with a predetermined level that is synchronized with
Control optical pulse generating means, the other two decoded signal light pulses, and the decoded signal.
Control light having a predetermined level synchronized with the signal light pulse
Enter the pulse, for a given level or more of the decoded signal light pulse (main peak pulse) of the decoded signal pulse
Phase change by the control light pulse, polarization rotation, optical frequency
Inducing a non-linear effect such as a number change and receiving this non-linear effect
Optical time division that outputs the main peak pulse separated in time
A circuit for optical CDMA, comprising a demultiplexing circuit.
【請求項2】 前記光時分割多重分離回路は、方向性結
合器とループ状導波路を接続してループミラーを構成
し、前記制御光パルスをループ状導波路に入力して一方
向に伝搬させて出力する手段を含み、そのループ状導波
路の中点からずれた位置に前記制御光パルスにより屈折
率が変化する非線形光素子を挿入し、前記復号信号光パ
ルスを前記方向性結合器に入力して前記ループ状導波路
を双方向に伝搬させて前記方向性結合器に再入力し、前
記復号信号光パルスのうち前記非線形作用により位相差
が生じる前記主ピークパルスと他の光パルスを前記方向
性結合器の異なるポートに分離するTOADであること
を特徴とする請求項1に記載の光CDMA用回路。
2. The optical time division demultiplexing circuit connects a directional coupler and a loop-shaped waveguide to form a loop mirror, and inputs the control light pulse to the loop-shaped waveguide to propagate in one direction. And outputting the decoded signal light pulse to the directional coupler by inserting a nonlinear optical element whose refractive index is changed by the control light pulse at a position displaced from the midpoint of the loop-shaped waveguide. It is input and propagated in the loop-shaped waveguide bidirectionally and re-inputted to the directional coupler, and the main peak pulse and another optical pulse in which a phase difference is generated in the decoded signal optical pulse due to the non-linear effect 2. The optical CDMA circuit according to claim 1, wherein the TOAD is separated into different ports of the directional coupler.
【請求項3】 前記光時分割多重分離回路は、前記制御
光パルスによる前記非線形作用(光カー効果)により、
前記復号信号光パルスのうち前記制御光パルスと時間的
に重なる主ピークパルスに対してその偏光方向を変化さ
せる光カー媒質と、偏光方向が変化した成分(主ピーク
パルス)のみを分離する偏光ビームスプリッタにより構
成される光カースイッチであることを特徴とする請求項
1に記載の光CDMA用回路。
3. The optical time division demultiplexing circuit, by the nonlinear action (optical Kerr effect) by the control light pulse,
Of the decoded signal light pulse, an optical Kerr medium that changes its polarization direction with respect to the main peak pulse that temporally overlaps with the control light pulse, and a polarized beam that separates only the component (main peak pulse) whose polarization direction has changed The optical CDMA circuit according to claim 1, which is an optical Kerr switch configured by a splitter.
【請求項4】 前記光時分割多重分離回路は、前記制御
光パルスと前記復号信号光パルス間の前記非線形作用
(4光波混合過程)により、前記復号信号光パルスのう
ち前記制御光パルスと時間的に重なる主ピークパルスに
対して周波数シフトを起こす非線形光学媒質と、周波数
シフトした成分(主ピークパルス)のみを分離する光周
波数フィルタにより構成される4光波混合スイッチであ
ることを特徴とする請求項1に記載の光CDMA用回
路。
4. The optical time division demultiplexing circuit is configured to control the time and the control light pulse of the decoded signal light pulse by the non-linear action (four light wave mixing process) between the control light pulse and the decoded signal light pulse. Is a four-wave mixing switch composed of a non-linear optical medium that causes a frequency shift with respect to main peak pulses that overlap each other and an optical frequency filter that separates only the frequency-shifted component (main peak pulse). The optical CDMA circuit according to Item 1.
【請求項5】 前記光時分割多重分離回路は、前記制御
光パルスと前記復号信号光パルス間の前記非線形作用
(相互位相変調)により、前記復号信号光パルスのうち
前記制御光パルスと時間的に重なる主ピークパルスに対
して周波数シフトを起こす非線形光学媒質と、周波数シ
フトした成分(主ピークパルス)のみを分離する光周波
数フィルタにより構成される相互位相変調スイッチであ
ることを特徴とする請求項1に記載の光CDMA用回
路。
5. The optical time division demultiplexing circuit temporally compares with the control light pulse of the decoded signal light pulse by the non-linear action (mutual phase modulation) between the control light pulse and the decoded signal light pulse. 7. A cross-phase modulation switch composed of a non-linear optical medium that causes a frequency shift with respect to the main peak pulse overlapping with each other, and an optical frequency filter that separates only the frequency-shifted component (main peak pulse). 1. The optical CDMA circuit described in 1.
【請求項6】 前記光時分割多重分離回路は、方向性結
合器と非線形光素子からなるループ状導波路を接続して
ループミラーを構成し、前記制御光パルスをループ状導
波路に入力して一方向に伝搬させて出力する手段を含
み、前記復号信号光パルスを前記方向性結合器に入力し
て前記ループ状導波路を双方向に伝搬させて前記方向性
結合器に再入力し、前記復号信号光パルスのうち前記制
御光パルスと同方向に時間的に重なって伝搬して前記非
線形作用(相互位相変調)による位相シフトを受け、前
記方向性結合器で位相差が生じる前記主ピークパルスと
他の光パルスを前記方向性結合器の異なるポートに分離
する非線形ループミラー(NOLM)であることを特徴
とする請求項1に記載の光CDMA用回路。
6. The optical time-division demultiplexing circuit connects a directional coupler and a loop-shaped waveguide composed of a nonlinear optical element to form a loop mirror, and inputs the control light pulse to the loop-shaped waveguide. And propagating in one direction to output, the decoded signal light pulse is input to the directional coupler to propagate the looped waveguide bidirectionally and re-input to the directional coupler, The main peak of the decoded signal light pulse, which propagates in the same direction as the control light pulse in the same direction in time, undergoes a phase shift due to the non-linear effect (mutual phase modulation), and causes a phase difference in the directional coupler. The optical CDMA circuit according to claim 1, wherein the optical CDMA circuit is a non-linear loop mirror (NOLM) that separates a pulse and another optical pulse into different ports of the directional coupler.
【請求項7】 前記TOADを構成するループ状導波路
中に配置される非線形光素子として半導体レーザ増幅器
を用いたことを特徴とする請求項2に記載の光CDMA
用回路。
7. The optical CDMA according to claim 2, characterized in that a semiconductor laser amplifier as a nonlinear optical element disposed in the loop-shaped waveguides constituting the TOAD
Circuit for.
【請求項8】 拡散変調器および逆拡散復調器は、2本
の導波路の光路長差が異なる1つの非対称マッハツェン
ダ型干渉計、または複数の非対称マッハツェンダ型干渉
計を縦続接続した構成であり、かつ各非対称マッハツェ
ンダ型干渉計の2本の導波路のうち少なくとも1本の導
波路に光位相を変化させる位相シフタを備えたことを特
徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の光CDMA用
回路。
8. The spread modulator and the despread demodulator have a configuration in which one asymmetric Mach-Zehnder interferometer or a plurality of asymmetric Mach-Zehnder interferometers having different optical path lengths of two waveguides are cascade-connected, 8. The optical CDMA according to claim 1, wherein at least one of the two waveguides of each asymmetrical Mach-Zehnder interferometer is provided with a phase shifter for changing an optical phase. Circuit for.
【請求項9】 拡散変調器および逆拡散復調器は、入力
光を複数の光路に分岐する光分岐器と、前記光分岐器で
分岐された各光が伝搬する互いに光路長の異なる複数の
導波路と、前記複数の導波路を伝搬する各光の光位相を
変化させる複数の位相シフタと、前記複数の導波路およ
び前記複数の位相シフタを伝搬した各光を結合する光結
合器とを備えたことを特徴とする請求項1〜7のいずれ
かに記載の光CDMA用回路。
9. A spread modulator and a despread demodulator each include an optical branching device for branching input light into a plurality of optical paths, and a plurality of optical paths having different optical path lengths for propagating the respective lights branched by the optical branching device. A waveguide, a plurality of phase shifters that change the optical phase of each light propagating through the plurality of waveguides, and an optical coupler that couples each light propagating through the plurality of waveguides and the plurality of phase shifters Any one of claims 1 to 7 characterized in that
The circuit for optical CDMA according to claim 1.
【請求項10】 拡散変調器および逆拡散復調器は、入
力光を複数の光周波数成分に分波する光分波器と、前記
光分波器で分波された各光周波数成分の光が伝搬する複
数の導波路と、前記複数の導波路を伝搬する各光周波数
成分の光位相を変化させる複数の位相シフタと、前記複
数の導波路および前記複数の位相シフタを伝搬した各光
周波数成分の光を合波する光合波器とを備えたことを特
徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の光CDMA用
回路。
10. A spread modulator and a despread demodulator are provided with an optical demultiplexer for demultiplexing input light into a plurality of optical frequency components, and light of each optical frequency component demultiplexed by the optical demultiplexer. A plurality of waveguides that propagate, a plurality of phase shifters that change the optical phase of each optical frequency component that propagates in the plurality of waveguides, and an optical frequency component that propagates in the plurality of waveguides and the plurality of phase shifters 9. An optical CDMA circuit for multiplexing the light according to claim 1, wherein the optical CDMA circuit according to any one of claims 1 to 7 .
【請求項11】 光分波器および光合波器としてアレイ
導波路回折格子を対称に配置し、各アレイ導波路回折格
子の出力用導波路の間に位相シフタを接続した構成であ
ることを特徴とする請求項10に記載の光CDMA用回
路。
11. An array waveguide diffraction grating is symmetrically arranged as an optical demultiplexer and an optical multiplexer, and a phase shifter is connected between the output waveguides of each array waveguide diffraction grating. The optical CDMA circuit according to claim 10 .
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