JPH0758376B2 - 光波形整形装置 - Google Patents
光波形整形装置Info
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- JPH0758376B2 JPH0758376B2 JP63129193A JP12919388A JPH0758376B2 JP H0758376 B2 JPH0758376 B2 JP H0758376B2 JP 63129193 A JP63129193 A JP 63129193A JP 12919388 A JP12919388 A JP 12919388A JP H0758376 B2 JPH0758376 B2 JP H0758376B2
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/29—Repeaters
- H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
- H04B10/299—Signal waveform processing, e.g. reshaping or retiming
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/29—Repeaters
- H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
- H04B10/2912—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form characterised by the medium used for amplification or processing
- H04B10/2914—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form characterised by the medium used for amplification or processing using lumped semiconductor optical amplifiers [SOA]
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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- Semiconductor Lasers (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
本発明は、光波形整形装置に係り、特に、光フアイバを
用いた光通信の分野で用いるのに好適な、電気−光変換
器を用いることなく高速で光信号を波形整形することが
可能な、新規な光波形整形装置に関するものである。
用いた光通信の分野で用いるのに好適な、電気−光変換
器を用いることなく高速で光信号を波形整形することが
可能な、新規な光波形整形装置に関するものである。
光通信の分野、特に光フアイバを用いた光通信に際して
は、長距離伝送を行うと、光フアイバの波長分散等によ
りパルス信号波形がなまつてしまう。又、光が減衰して
パルス強度が低下する。そこで、所定間隔毎に中継器等
を設け、波形整形、増幅を行つて、再び急峻な立上がり
及び立下がりを有するパルス波形に整形する必要があ
る。 このような目的で用いられている従来の波形整形装置
は、例えば第22図に示す如く構成されている。即ち、こ
の波形整形装置は、光フアイバ10から入力されるなまつ
た光信号波形を、光電変換器12で、まず電気信号に変換
する。次いで、該光電変換器12の出力を、所定のスレツ
シユルドレベルを用いて波形整形器14（例えば高速論理
回路の代表例であるエミツター結合ロジツク回路、EC
L）で電気的に波形整形する。次いで、波形整形された
電気信号を電気−光変換器16（例えば半導体レーザ、発
光ダイオード等）に入力して、ここで再び光信号に戻し
た後、光フアイバ18に出力する。 しかしながら、このような従来の波形整形装置において
は、光電変換だけでなく、電気−光変換を行つているた
め、該変換時における波形歪みや応答速度の劣化があ
る。又、波形整形器14として、速度の速いECLを用いた
場合でも、パルス信号の立上がり及び立下がりが150ピ
コ秒程度に制限される。又、信号の遅延時間も大きい。
更に、電気−光変換器16と光フアイバ10の間での結合損
失がある。又、光電変換器12、波形整形器14、電気−光
変換器16で電源供給が必要であり、消費電力が大きくな
る等の問題点を有していた。
は、長距離伝送を行うと、光フアイバの波長分散等によ
りパルス信号波形がなまつてしまう。又、光が減衰して
パルス強度が低下する。そこで、所定間隔毎に中継器等
を設け、波形整形、増幅を行つて、再び急峻な立上がり
及び立下がりを有するパルス波形に整形する必要があ
る。 このような目的で用いられている従来の波形整形装置
は、例えば第22図に示す如く構成されている。即ち、こ
の波形整形装置は、光フアイバ10から入力されるなまつ
た光信号波形を、光電変換器12で、まず電気信号に変換
する。次いで、該光電変換器12の出力を、所定のスレツ
シユルドレベルを用いて波形整形器14（例えば高速論理
回路の代表例であるエミツター結合ロジツク回路、EC
L）で電気的に波形整形する。次いで、波形整形された
電気信号を電気−光変換器16（例えば半導体レーザ、発
光ダイオード等）に入力して、ここで再び光信号に戻し
た後、光フアイバ18に出力する。 しかしながら、このような従来の波形整形装置において
は、光電変換だけでなく、電気−光変換を行つているた
め、該変換時における波形歪みや応答速度の劣化があ
る。又、波形整形器14として、速度の速いECLを用いた
場合でも、パルス信号の立上がり及び立下がりが150ピ
コ秒程度に制限される。又、信号の遅延時間も大きい。
更に、電気−光変換器16と光フアイバ10の間での結合損
失がある。又、光電変換器12、波形整形器14、電気−光
変換器16で電源供給が必要であり、消費電力が大きくな
る等の問題点を有していた。
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、電気−光変換器を用いることなく、簡単な構成で
光信号を直接波形整形することが可能な光波形整形装置
を提供することを目的とする。
ので、電気−光変換器を用いることなく、簡単な構成で
光信号を直接波形整形することが可能な光波形整形装置
を提供することを目的とする。
本発明は、光波形整形装置を、波形整形すべき光信号を
分岐する光分岐器と、分岐された一方の光信号を電気信
号に変換する光電変換器と、光信号を増幅する、電気信
号によつて利得が可変とされた光増幅器と、分岐された
他の一方の光信号を該光増幅器に入力する入力光路と、
光信号と略同一の所定タイミングで、前記光電変換器出
力の電気信号を前記光増幅器に入力する電気回路とを用
いて構成し、光信号を電気信号で変調することにより波
形整形することによつて、前記目的を達成したものであ
る。 又、前記光増幅器に、バイアス電流が加え、前記光電変
換器出力信号と合わせて入力したものである。 又、前記電気回路に、前記光電変換器出力信号を増幅す
る電流増幅器を配置したものである。 又、前記光増幅器を、半導体レーザの両端面に無反射コ
ーテイングを施した進行波型の光増幅器としたものであ
る。 又、前記光増幅器に入力する光信号と電気信号との間に
相対的な遅延量を与える遅延系を設け、所望の光波形出
力が得られるようにしたものである。 又、前記遅延量を可変としたものである。 又、前記のような光波形整形装置を、複数段、直列接続
したものである。
分岐する光分岐器と、分岐された一方の光信号を電気信
号に変換する光電変換器と、光信号を増幅する、電気信
号によつて利得が可変とされた光増幅器と、分岐された
他の一方の光信号を該光増幅器に入力する入力光路と、
光信号と略同一の所定タイミングで、前記光電変換器出
力の電気信号を前記光増幅器に入力する電気回路とを用
いて構成し、光信号を電気信号で変調することにより波
形整形することによつて、前記目的を達成したものであ
る。 又、前記光増幅器に、バイアス電流が加え、前記光電変
換器出力信号と合わせて入力したものである。 又、前記電気回路に、前記光電変換器出力信号を増幅す
る電流増幅器を配置したものである。 又、前記光増幅器を、半導体レーザの両端面に無反射コ
ーテイングを施した進行波型の光増幅器としたものであ
る。 又、前記光増幅器に入力する光信号と電気信号との間に
相対的な遅延量を与える遅延系を設け、所望の光波形出
力が得られるようにしたものである。 又、前記遅延量を可変としたものである。 又、前記のような光波形整形装置を、複数段、直列接続
したものである。
本発明においては、第１図に示す如く、例えば光フアイ
バ10から入力される、波形整形すべき光信号を、光分岐
器20で分岐する。分岐された一方の光信号は、光電変換
器22で電気信号に変換され、分岐された他の一方の入力
と共に、それぞれ電気回路28又は入力光路26を経て、光
信号を増幅する、電気信号によつて利得が可変とされた
光増幅器24に入力する。該光増幅器24に入力される光信
号と電気信号は、略同一のタイミングとされており、該
光増幅器24により、光信号を電気信号で変調することに
よつて、入力光信号を波形整形して、例えば光フアイバ
18に出力する。従つて、電気−光変換器を用いることな
く、簡単な構成で光信号を直接波形整形することがで
き、該電気−光変換器における波形歪みや応答速度の劣
化を防止して、高速応答が可能になる。又、電気−光変
換器と光フアイバの間での結合損失がなくなる。更に、
電気−光変換器が不要となるので、消費電力が小さくて
済む。 前記光分岐器20としては、例えばフアイバ光分岐器、キ
ユーブビームスプリツタ、ハーフミラー等を用いること
ができる。 又、前記光電変換器22としては、例えば、PINフオトダ
イオード等の固体素子や光電子増倍管等を用いることが
できる。 前記光増幅器24に、第１図に破線で示す如く、バイアス
電流を加えたり、又は／及び、前記電気回路28に、光電
変換器22の出力信号を増幅する電流増幅器29を設けた場
合には、光電変換器22の光電変換効率が100％以下であ
つても、光出力信号の強度を光入力信号の強度より高め
ることができる。なお、光電変換器22として光電子増倍
管のように、それ自体が増幅作用を有するものを用いた
場合には、必ずしも、バイアス電流を加えたり、電流増
幅器29を用いたりする必要はない。 入力光を、外部からの電気信号に依存した増幅度で増幅
して、光出力することができる前記光増幅器24として
は、半導体レーザーの両端面に反射防止膜を施し、両端
面での反射を抑えた非共振型の進行波型光増幅器（Trav
eling−Wave type optical Amplifier、TWA）や、通常
の半導体レーザを発振閾値以下にバイアスして光増幅器
として用いるフアブリペロー型光増幅器（Fabry Perot
type optical Amplifier、FPA）や、フアイバ中の誘導
ラマン散乱を利用したフアイバラマン増幅器や、DFBレ
ーザーを用いたもの、注入同期型増幅器等を用いること
ができるが、光増幅器の小型化や、制御の容易さから半
導体光増幅器が有利である。 中でもTWAは、電気信号に対する高速応答、高速光信号
の増幅が可能であり、共振器による波長選択性がないた
め、数十nmに渡る広い利得帯域幅（約50nm）を持ち、増
幅器の温度や、入射光の波長が変化しても利得の変化が
小さく、安定した利得が得られるという大きな利点を有
する。又、光増幅器としての重要な基本特性である利得
飽和や雑音の面でも優れた特性を持っている。 これに対してFPAは、製作が容易であると共に、両端面
間の多重反射を利用して信号利得を得るため、低注入電
流でも閾値付近で高利得が得易いという利点を有する。 更に、半導体光増幅器では、その注入電流を変えること
で容易に利得が変えられるため、注入電流のオンオフに
より光スイッチとして用いることも考えられる。 本発明に用いるのに好適なTWAは、例えば第２図に示す
ような、VIPS（Ｖ−grooved Inner stripe on P−Subst
rate）構造の半導体レーザ49の両端面に反射防止膜を施
したものとすることができる。 前記VIPS構造は、第２図に示した如く、１回目の液相成
長で、まずｐ−InP基板49A上に、p1−InPバツフア層49
B、ｎ−InPブロック層49C、p2−InPブロック層49Dを成
長し、SiO2ストライプマスクを通常のフオトリソ工程で
作成し（111）Ｂ面を持つＶ溝をウエツトエツチングで
形成する。これに２回目の液相成長で、ｐ−InPクラッ
ド層49E、ｐ型乃至はノンドープGaInAsP活性層49F、ｎ
−InPクラツド層49G、n+−GaInAsPコンタクト層49Hを順
次成長する。このとき、GaInAsP活性層49FはＶ溝の底に
形成され、例えば幅約1.2μｍ、厚み約0.10μｍに制御
される。その後、電極を形成し、ヘキ開により端面を形
成して作成される。 TWAは、この半導体レーザ49の両端面に、例えばSiO2を
蒸着して反射防止膜を施すことによつて作成される。VI
PS構造の半導体レーザ49は、活性層への注入効率が高
く、優れた高出力特性が得られるので、これを用いたTW
Aも、高利得で、高飽和出力となる。 このようにして作成されたTWA50は、第３図に示すよう
な基本構成を有し、該TWA50への入力強度Iinが一定であ
る場合には、入力電流値ｉが変化すると、TWA50からの
出力光強度Ioutは、第４図に示す如く非線形に変化す
る。一方、TWA50への入力電流値ｉが一定であると、入
力光強度Iinに対して出力光強度Ioutは、第５図に示す
如く変化する。従つて、入力光強度Iinが一定である時
は、出力光強度Ioutを電流ｉで制御でき、電流ｉが一定
である時は、出力強度Ioutを入力光強度Iinで制御でき
ることがわかる。 このTWA50を光増幅器24として用いて、入力光信号を、
該入力光信号を光電変換した電気信号により変調した場
合（∂（logIout）／∂（logi）＝１である動作点を使
つた場合）には、第６図に示す如く、出力光強度Ioutが
入力光強度Iinの２乗に比例する非線形の増幅率とな
り、光強度を増幅すると共に、光波形の立上がり及び立
下がりを、光電変換器22及びTWA50の応答時間程度（50
〜100ピコ秒）まで速くすることができる。又、（∂（l
ogIout）／∂（logi）＞１である動作点を使つた場合
は、更に速い立上がり、立下りが望める。 なお、前記TWA50においては、その両端面に反射防止膜
を施すことによつて、両端面の反射を抑えていたが、両
端面の反射を抑える構成はこれに限定されず、第７図に
示す如く、両端面をブリユースタ角に切ることによつ
て、両端面での反射を抑えることも可能である。この場
合には、偏光面が規定されるが、そのことを逆に利用す
ることも考えられる。即ち、偏光面を規定する必要があ
る場合には、そのための偏光子や検光子が不要となる。 なお、本発明に用いる光増幅器24としては、前記TWA50
やFPAの他に、第８図に示す如く、固体レーザ媒質52に
レーザダイオード54により励起光を与え、発振閾値以下
にバイアスして共振型の光増幅器としたものや、第９図
に示す如く、固体レーザ媒質52の両端面の反射を反射防
止膜又はブリユースタ角によつて抑え、TWAと類似の非
共振型の光増幅器としたものを用いることもできる。第
８図において、56は共振鏡である。なお、前記レーザダ
イオード54には、例えば閾値付近にするためのバイアス
電流を流して増幅率を高めてもよく、又、流さなくても
よい。 又、光増幅器24として、第10図に示す如く、色素レーザ
媒質又は気体レーザ媒質58に対して、半導体レーザ、発
光ダイオード又は各種電流制御ランプ60を用いて励起光
を与えるようにしたものを用いることもできる。又、第
10図において、共振鏡56を省略したものを用いることも
できる。 更に、光増幅器24の他の例として、第11図に示す如く、
気体レーザ媒質62を電流−電圧変換器64を介して電極62
A間に印加される電圧によつて励起するようにした、放
電を利用したものを用いることもできる。又、第11図に
おいて、共振鏡56を省略したものを用いることもでき
る。 なお、装置内の光路部分に光フアイバを用いた場合に
は、各構成要素の配置が自由になり、調整が簡単になる
と共に、装置を小型化することが可能となる。 又、前記光増幅器24に入力する光信号と電気信号との間
に相対的な遅延量を与える遅延系を設けた場合には、該
遅延量を選定することによつて、所望の立上り、立下
り、パルス幅を有する光波形出力を得ることが可能とな
る。 又、前記遅延量を連続可変又は切り換え可能とした場合
には、光の波形出力を変化させることが可能となる。 又、前記電気回路に、電気信号の波形を整形する電気的
な波形整形回路を設けた場合には、光波形の立上がり及
び立下がりをより一層急峻にすることが可能となる。 又、本発明に係る光波形整形装置を、複数段、直列接続
した場合には、増幅率及び波形の急峻度を一層高めるこ
とが可能となる。
バ10から入力される、波形整形すべき光信号を、光分岐
器20で分岐する。分岐された一方の光信号は、光電変換
器22で電気信号に変換され、分岐された他の一方の入力
と共に、それぞれ電気回路28又は入力光路26を経て、光
信号を増幅する、電気信号によつて利得が可変とされた
光増幅器24に入力する。該光増幅器24に入力される光信
号と電気信号は、略同一のタイミングとされており、該
光増幅器24により、光信号を電気信号で変調することに
よつて、入力光信号を波形整形して、例えば光フアイバ
18に出力する。従つて、電気−光変換器を用いることな
く、簡単な構成で光信号を直接波形整形することがで
き、該電気−光変換器における波形歪みや応答速度の劣
化を防止して、高速応答が可能になる。又、電気−光変
換器と光フアイバの間での結合損失がなくなる。更に、
電気−光変換器が不要となるので、消費電力が小さくて
済む。 前記光分岐器20としては、例えばフアイバ光分岐器、キ
ユーブビームスプリツタ、ハーフミラー等を用いること
ができる。 又、前記光電変換器22としては、例えば、PINフオトダ
イオード等の固体素子や光電子増倍管等を用いることが
できる。 前記光増幅器24に、第１図に破線で示す如く、バイアス
電流を加えたり、又は／及び、前記電気回路28に、光電
変換器22の出力信号を増幅する電流増幅器29を設けた場
合には、光電変換器22の光電変換効率が100％以下であ
つても、光出力信号の強度を光入力信号の強度より高め
ることができる。なお、光電変換器22として光電子増倍
管のように、それ自体が増幅作用を有するものを用いた
場合には、必ずしも、バイアス電流を加えたり、電流増
幅器29を用いたりする必要はない。 入力光を、外部からの電気信号に依存した増幅度で増幅
して、光出力することができる前記光増幅器24として
は、半導体レーザーの両端面に反射防止膜を施し、両端
面での反射を抑えた非共振型の進行波型光増幅器（Trav
eling−Wave type optical Amplifier、TWA）や、通常
の半導体レーザを発振閾値以下にバイアスして光増幅器
として用いるフアブリペロー型光増幅器（Fabry Perot
type optical Amplifier、FPA）や、フアイバ中の誘導
ラマン散乱を利用したフアイバラマン増幅器や、DFBレ
ーザーを用いたもの、注入同期型増幅器等を用いること
ができるが、光増幅器の小型化や、制御の容易さから半
導体光増幅器が有利である。 中でもTWAは、電気信号に対する高速応答、高速光信号
の増幅が可能であり、共振器による波長選択性がないた
め、数十nmに渡る広い利得帯域幅（約50nm）を持ち、増
幅器の温度や、入射光の波長が変化しても利得の変化が
小さく、安定した利得が得られるという大きな利点を有
する。又、光増幅器としての重要な基本特性である利得
飽和や雑音の面でも優れた特性を持っている。 これに対してFPAは、製作が容易であると共に、両端面
間の多重反射を利用して信号利得を得るため、低注入電
流でも閾値付近で高利得が得易いという利点を有する。 更に、半導体光増幅器では、その注入電流を変えること
で容易に利得が変えられるため、注入電流のオンオフに
より光スイッチとして用いることも考えられる。 本発明に用いるのに好適なTWAは、例えば第２図に示す
ような、VIPS（Ｖ−grooved Inner stripe on P−Subst
rate）構造の半導体レーザ49の両端面に反射防止膜を施
したものとすることができる。 前記VIPS構造は、第２図に示した如く、１回目の液相成
長で、まずｐ−InP基板49A上に、p1−InPバツフア層49
B、ｎ−InPブロック層49C、p2−InPブロック層49Dを成
長し、SiO2ストライプマスクを通常のフオトリソ工程で
作成し（111）Ｂ面を持つＶ溝をウエツトエツチングで
形成する。これに２回目の液相成長で、ｐ−InPクラッ
ド層49E、ｐ型乃至はノンドープGaInAsP活性層49F、ｎ
−InPクラツド層49G、n+−GaInAsPコンタクト層49Hを順
次成長する。このとき、GaInAsP活性層49FはＶ溝の底に
形成され、例えば幅約1.2μｍ、厚み約0.10μｍに制御
される。その後、電極を形成し、ヘキ開により端面を形
成して作成される。 TWAは、この半導体レーザ49の両端面に、例えばSiO2を
蒸着して反射防止膜を施すことによつて作成される。VI
PS構造の半導体レーザ49は、活性層への注入効率が高
く、優れた高出力特性が得られるので、これを用いたTW
Aも、高利得で、高飽和出力となる。 このようにして作成されたTWA50は、第３図に示すよう
な基本構成を有し、該TWA50への入力強度Iinが一定であ
る場合には、入力電流値ｉが変化すると、TWA50からの
出力光強度Ioutは、第４図に示す如く非線形に変化す
る。一方、TWA50への入力電流値ｉが一定であると、入
力光強度Iinに対して出力光強度Ioutは、第５図に示す
如く変化する。従つて、入力光強度Iinが一定である時
は、出力光強度Ioutを電流ｉで制御でき、電流ｉが一定
である時は、出力強度Ioutを入力光強度Iinで制御でき
ることがわかる。 このTWA50を光増幅器24として用いて、入力光信号を、
該入力光信号を光電変換した電気信号により変調した場
合（∂（logIout）／∂（logi）＝１である動作点を使
つた場合）には、第６図に示す如く、出力光強度Ioutが
入力光強度Iinの２乗に比例する非線形の増幅率とな
り、光強度を増幅すると共に、光波形の立上がり及び立
下がりを、光電変換器22及びTWA50の応答時間程度（50
〜100ピコ秒）まで速くすることができる。又、（∂（l
ogIout）／∂（logi）＞１である動作点を使つた場合
は、更に速い立上がり、立下りが望める。 なお、前記TWA50においては、その両端面に反射防止膜
を施すことによつて、両端面の反射を抑えていたが、両
端面の反射を抑える構成はこれに限定されず、第７図に
示す如く、両端面をブリユースタ角に切ることによつ
て、両端面での反射を抑えることも可能である。この場
合には、偏光面が規定されるが、そのことを逆に利用す
ることも考えられる。即ち、偏光面を規定する必要があ
る場合には、そのための偏光子や検光子が不要となる。 なお、本発明に用いる光増幅器24としては、前記TWA50
やFPAの他に、第８図に示す如く、固体レーザ媒質52に
レーザダイオード54により励起光を与え、発振閾値以下
にバイアスして共振型の光増幅器としたものや、第９図
に示す如く、固体レーザ媒質52の両端面の反射を反射防
止膜又はブリユースタ角によつて抑え、TWAと類似の非
共振型の光増幅器としたものを用いることもできる。第
８図において、56は共振鏡である。なお、前記レーザダ
イオード54には、例えば閾値付近にするためのバイアス
電流を流して増幅率を高めてもよく、又、流さなくても
よい。 又、光増幅器24として、第10図に示す如く、色素レーザ
媒質又は気体レーザ媒質58に対して、半導体レーザ、発
光ダイオード又は各種電流制御ランプ60を用いて励起光
を与えるようにしたものを用いることもできる。又、第
10図において、共振鏡56を省略したものを用いることも
できる。 更に、光増幅器24の他の例として、第11図に示す如く、
気体レーザ媒質62を電流−電圧変換器64を介して電極62
A間に印加される電圧によつて励起するようにした、放
電を利用したものを用いることもできる。又、第11図に
おいて、共振鏡56を省略したものを用いることもでき
る。 なお、装置内の光路部分に光フアイバを用いた場合に
は、各構成要素の配置が自由になり、調整が簡単になる
と共に、装置を小型化することが可能となる。 又、前記光増幅器24に入力する光信号と電気信号との間
に相対的な遅延量を与える遅延系を設けた場合には、該
遅延量を選定することによつて、所望の立上り、立下
り、パルス幅を有する光波形出力を得ることが可能とな
る。 又、前記遅延量を連続可変又は切り換え可能とした場合
には、光の波形出力を変化させることが可能となる。 又、前記電気回路に、電気信号の波形を整形する電気的
な波形整形回路を設けた場合には、光波形の立上がり及
び立下がりをより一層急峻にすることが可能となる。 又、本発明に係る光波形整形装置を、複数段、直列接続
した場合には、増幅率及び波形の急峻度を一層高めるこ
とが可能となる。
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。 本発明の第１実施例は、第12図に示す如く、前出第１図
に示した光分岐器20、光電変換器22、光増幅器24、入力
光路26、電気回路28を有する光波形整形装置において、
前記光分岐器20をフアイバ光分岐器70として、通信用の
光フアイバ10を直接接続可能とすると共に、前記光増幅
器24として前記TWA50を用い、更に、前記フアイバ光分
岐器70とTWA50を接続する入力光路26にも光フアイバ72
を用いたものである。なお、前記光電変換器22とTWA50
を接続する電気回路28は信号線74のみとされている。 この第１実施例によれば、光電変換器22及びTWA50の応
答時間程度（50〜100ピコ秒）程度までは、立上がり及
び立下がりを速くすることが可能である。 なお、光電変換器22と、TWA50の間に電流増幅器29（第
１図）を入れて、増幅率を高めてもよい。 次に、第13図を参照して、本発明の第２実施例を詳細に
説明する。 この第２実施例は、第１実施例のような光波形整形装置
を、TWA50が飽和しないようにして、複数個、直列に接
続したものである。 このようにして、例えば１段の光波形整形装置で立上が
りを1/2とすることができるものであれば、３段接続す
ることによつて、立上がりを1/8にすることができる。
又、増幅率は３乗に高めることができる。 なお、それぞれの光電変換器22とTWA50の間に電流増幅
器29（第１図）を入れて増幅率を高めたり、逆に、TWA5
0が飽和しないように、各TWA50間にNDフイルタ等を設置
して、光を減衰させて用いてもよい。 次に、第14図を参照して、本発明の第３実施例を詳細に
説明する。 この第３実施例は、前記第１実施例と同様の光波形整形
装置において、電気回路を構成する信号線74の途中に、
電気的な波形整形回路76を追加したものである。 この波形整形回路76により、電気信号の立上がり及び立
下がり時間を短縮することによつて、光波形出力の立上
がり及び立下がりを一層早めることができる。 なお、例えば波形整形回路76とTWA50の間に電流増幅器2
9（第１図）を入れて、増幅率を高めてもよい。 次に、第15図を参照して、本発明の第４実施例を詳細に
説明する。 この第４実施例は、前出第１図に示したような、光分岐
器20と、光電変換器22と、光増幅器24と、入力光路26
と、電気回路28とを有する光波形整形装置において、前
記光増幅器24をTWA50とすると共に、前記入力光路26の
途中に光遅延系80を挿入して、光増幅器24に入力する光
信号を、電気信号より設定時間ａだけ遅らせることがで
きるようにしたものである。 このようにして、例えば光信号の入力タイミングを遅ら
せた場合、第16図に示す如く、立上がり時間は同じであ
るが、立下がり時間を短縮化することができる。この
時、遅延時間分だけ光信号の継続時間が短縮される。従
つて、パルス幅を制御することもできる。 なお、前述のタイミングとなるように、光電変換器22と
TWA50の間に電流増幅器29（第１図）を入れてもよい。 次に、第17図を参照して、本発明の第５実施例を詳細に
説明する。 この第５実施例は、前記第１実施例と同様の光波形整形
装置において、前記電気回路28を構成する信号線74の途
中に、電気的な遅延回路82を設けたものである。 このようにして、光信号より電気信号を遅らせることに
よつて、前記第４実施例とは逆に、立上がり時間のみ短
縮することが可能である。このときも、遅延時間分だけ
光信号の継続時間が短縮される。 なお、例えば遅延回路82とTWA50の間に電流増幅器29
（第１図）を入れて、増幅率を高めてもよい。 又、光信号の継続時間に注目した場合、光信号が続けて
入力する時には、第18図に示す如く、次の光パルス信号
を利用して、光パルス信号を加工（コード変換）して出
力することもできる。 又、光電変換器22及びTWA50の応答時間内であれば、第1
9図に示す如く、増幅、短パルス化して出力することも
できる。 次に、第20図を参照して、本発明の第６実施例を詳細に
説明する。 この第６実施例は、前記第１実施例と同様の光波形整形
装置において、入力光路26の途中に、光スイツチ90と、
遅延零の光路92Aと、第４実施例のような遅延を与える
光路92Bと、光結合器94とを設け、前記光スイツチ90を
切り換えることによつて、光信号に対する加工の有無を
切り換えられるようにしたものである。 なお、光電変換器22とTWA50の間に電流増幅器29（第１
図）を入れて、増幅率を高めてもよい。 この第６実施例において、第21図（Ａ）に示すような光
信号が入力した場合、光路92Bが選択されている時に
は、第21図（Ｂ）の前半に示すような、光信号継続時間
の短い高周波数の光出力が得られる。一方、途中で光ス
イツチ90を動作して光路92Aに切換えると、第21図
（Ｂ）の後半に示す如く、光継続時間の長い、低周波数
の光出力（入力波形と同じ）が得られる。従つて、波形
及び周波数を切換えることができる。
る。 本発明の第１実施例は、第12図に示す如く、前出第１図
に示した光分岐器20、光電変換器22、光増幅器24、入力
光路26、電気回路28を有する光波形整形装置において、
前記光分岐器20をフアイバ光分岐器70として、通信用の
光フアイバ10を直接接続可能とすると共に、前記光増幅
器24として前記TWA50を用い、更に、前記フアイバ光分
岐器70とTWA50を接続する入力光路26にも光フアイバ72
を用いたものである。なお、前記光電変換器22とTWA50
を接続する電気回路28は信号線74のみとされている。 この第１実施例によれば、光電変換器22及びTWA50の応
答時間程度（50〜100ピコ秒）程度までは、立上がり及
び立下がりを速くすることが可能である。 なお、光電変換器22と、TWA50の間に電流増幅器29（第
１図）を入れて、増幅率を高めてもよい。 次に、第13図を参照して、本発明の第２実施例を詳細に
説明する。 この第２実施例は、第１実施例のような光波形整形装置
を、TWA50が飽和しないようにして、複数個、直列に接
続したものである。 このようにして、例えば１段の光波形整形装置で立上が
りを1/2とすることができるものであれば、３段接続す
ることによつて、立上がりを1/8にすることができる。
又、増幅率は３乗に高めることができる。 なお、それぞれの光電変換器22とTWA50の間に電流増幅
器29（第１図）を入れて増幅率を高めたり、逆に、TWA5
0が飽和しないように、各TWA50間にNDフイルタ等を設置
して、光を減衰させて用いてもよい。 次に、第14図を参照して、本発明の第３実施例を詳細に
説明する。 この第３実施例は、前記第１実施例と同様の光波形整形
装置において、電気回路を構成する信号線74の途中に、
電気的な波形整形回路76を追加したものである。 この波形整形回路76により、電気信号の立上がり及び立
下がり時間を短縮することによつて、光波形出力の立上
がり及び立下がりを一層早めることができる。 なお、例えば波形整形回路76とTWA50の間に電流増幅器2
9（第１図）を入れて、増幅率を高めてもよい。 次に、第15図を参照して、本発明の第４実施例を詳細に
説明する。 この第４実施例は、前出第１図に示したような、光分岐
器20と、光電変換器22と、光増幅器24と、入力光路26
と、電気回路28とを有する光波形整形装置において、前
記光増幅器24をTWA50とすると共に、前記入力光路26の
途中に光遅延系80を挿入して、光増幅器24に入力する光
信号を、電気信号より設定時間ａだけ遅らせることがで
きるようにしたものである。 このようにして、例えば光信号の入力タイミングを遅ら
せた場合、第16図に示す如く、立上がり時間は同じであ
るが、立下がり時間を短縮化することができる。この
時、遅延時間分だけ光信号の継続時間が短縮される。従
つて、パルス幅を制御することもできる。 なお、前述のタイミングとなるように、光電変換器22と
TWA50の間に電流増幅器29（第１図）を入れてもよい。 次に、第17図を参照して、本発明の第５実施例を詳細に
説明する。 この第５実施例は、前記第１実施例と同様の光波形整形
装置において、前記電気回路28を構成する信号線74の途
中に、電気的な遅延回路82を設けたものである。 このようにして、光信号より電気信号を遅らせることに
よつて、前記第４実施例とは逆に、立上がり時間のみ短
縮することが可能である。このときも、遅延時間分だけ
光信号の継続時間が短縮される。 なお、例えば遅延回路82とTWA50の間に電流増幅器29
（第１図）を入れて、増幅率を高めてもよい。 又、光信号の継続時間に注目した場合、光信号が続けて
入力する時には、第18図に示す如く、次の光パルス信号
を利用して、光パルス信号を加工（コード変換）して出
力することもできる。 又、光電変換器22及びTWA50の応答時間内であれば、第1
9図に示す如く、増幅、短パルス化して出力することも
できる。 次に、第20図を参照して、本発明の第６実施例を詳細に
説明する。 この第６実施例は、前記第１実施例と同様の光波形整形
装置において、入力光路26の途中に、光スイツチ90と、
遅延零の光路92Aと、第４実施例のような遅延を与える
光路92Bと、光結合器94とを設け、前記光スイツチ90を
切り換えることによつて、光信号に対する加工の有無を
切り換えられるようにしたものである。 なお、光電変換器22とTWA50の間に電流増幅器29（第１
図）を入れて、増幅率を高めてもよい。 この第６実施例において、第21図（Ａ）に示すような光
信号が入力した場合、光路92Bが選択されている時に
は、第21図（Ｂ）の前半に示すような、光信号継続時間
の短い高周波数の光出力が得られる。一方、途中で光ス
イツチ90を動作して光路92Aに切換えると、第21図
（Ｂ）の後半に示す如く、光継続時間の長い、低周波数
の光出力（入力波形と同じ）が得られる。従つて、波形
及び周波数を切換えることができる。
第１図は、本発明の基本的な構成を示すブロツク線図、
第２図は、本発明で用いられる光増幅器の一例である、
進行波型光増幅器（TWA）を構成する半導体レーザの構
造の一例を示す断面図、第３図は、前記TWAの動作特性
を説明するための線図、第４図及び第５図は、同じく出
力光強度特性を示す線図、第６図は、本発明の作用を説
明するための線図、第７図は、前記TWAの変形例の構成
を示す概略図、第８図乃至第11図は、前記光増幅器の他
の変形例をそれぞれ示す概略図、第12図は、本発明に係
る光波形整形装置の第１実施例の構成を示すブロツク線
図、第13図は、同じく第２実施例の構成を示すブロツク
線図、第14図は、同じく第３実施例の構成を示すブロツ
ク線図、第15図は、同じく第４実施例の構成を示すブロ
ツク線図、第16図は、第４実施例の作用を説明するため
の線図、第17図は、本発明の第５実施例の構成を示すブ
ロツク線図、第18図及び第19図は、第５実施例の作用の
例をそれぞれ示す線図、第20図は、本発明の第６実施例
の構成を示すブロツク線図、第21図は、第６実施例の作
用を示す線図、第22図は、従来の光波形整形装置の構成
及び作用を示すブロツク線図である。 10、18……光フアイバ、 20……光分岐器、 22……光電変換器、 24……光増幅器、 26……入力光路、 28……電気回路、 29……電流増幅器、 50……進行波型光増幅器（TWA）、 70……フアイバ光分岐器、 72……光フアイバ、 76……波形整形回路、 80……光遅延系、 82……遅延回路、 90……光スイツチ、 92A、92B……光路、 94……光結合器。
第２図は、本発明で用いられる光増幅器の一例である、
進行波型光増幅器（TWA）を構成する半導体レーザの構
造の一例を示す断面図、第３図は、前記TWAの動作特性
を説明するための線図、第４図及び第５図は、同じく出
力光強度特性を示す線図、第６図は、本発明の作用を説
明するための線図、第７図は、前記TWAの変形例の構成
を示す概略図、第８図乃至第11図は、前記光増幅器の他
の変形例をそれぞれ示す概略図、第12図は、本発明に係
る光波形整形装置の第１実施例の構成を示すブロツク線
図、第13図は、同じく第２実施例の構成を示すブロツク
線図、第14図は、同じく第３実施例の構成を示すブロツ
ク線図、第15図は、同じく第４実施例の構成を示すブロ
ツク線図、第16図は、第４実施例の作用を説明するため
の線図、第17図は、本発明の第５実施例の構成を示すブ
ロツク線図、第18図及び第19図は、第５実施例の作用の
例をそれぞれ示す線図、第20図は、本発明の第６実施例
の構成を示すブロツク線図、第21図は、第６実施例の作
用を示す線図、第22図は、従来の光波形整形装置の構成
及び作用を示すブロツク線図である。 10、18……光フアイバ、 20……光分岐器、 22……光電変換器、 24……光増幅器、 26……入力光路、 28……電気回路、 29……電流増幅器、 50……進行波型光増幅器（TWA）、 70……フアイバ光分岐器、 72……光フアイバ、 76……波形整形回路、 80……光遅延系、 82……遅延回路、 90……光スイツチ、 92A、92B……光路、 94……光結合器。
Claims (7)
- 【請求項１】波形整形すべき光信号を分岐する光分岐器
と、 分岐された一方の光信号を電気信号に変換する光電変換
器と、 光信号を増幅する、電気信号によつて利得が可変とされ
た光増幅器と、 分岐された他の一方の光信号を該光増幅器に入力する入
力光路と、 光信号と略同一の所定タイミングで、前記光電変換器出
力の電気信号を前記光増幅器に入力する電気回路とを備
え、 光信号を電気信号で変調することにより波形整形するこ
とを特徴とする光波形整形装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の光波形整形装置におい
て、前記光増幅器には、バイアス電流が加えられてお
り、前記光電変換器出力信号と合わせて入力されている
ことを特徴とする光波形整形装置。 - 【請求項３】請求項１に記載の光波形整形装置におい
て、前記電気回路に、前記光電変換器出力信号を増幅す
る電流増幅器が配置されていることを特徴とする光波形
整形装置。 - 【請求項４】請求項１に記載の光波形整形装置におい
て、前記光増幅器が、半導体レーザの両端面に無反射コ
ーテイングを施した進行波型の光増幅器であることを特
徴とする光波形整形装置。 - 【請求項５】請求項１に記載の光波形整形装置におい
て、前記光増幅器に入力する光信号と電気信号との間に
相対的な遅延量を与える遅延系が設けられ、所望の光波
形出力が得られることを特徴とする光波形整形装置。 - 【請求項６】請求項５に記載の光波形整形装置におい
て、前記遅延量が可変とされていることを特徴とする光
波形整形装置。 - 【請求項７】請求項１に記載の光波形整形装置を複数
段、直列接続したことを特徴とする光波形整形装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63129193A JPH0758376B2 (ja) | 1988-05-26 | 1988-05-26 | 光波形整形装置 |
| US07/353,948 US5025142A (en) | 1988-05-26 | 1989-05-19 | Light waveform changing apparatus using an optical amplifier |
| GB8911524A GB2219903B (en) | 1988-05-26 | 1989-05-19 | Light waveform changing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63129193A JPH0758376B2 (ja) | 1988-05-26 | 1988-05-26 | 光波形整形装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01298824A JPH01298824A (ja) | 1989-12-01 |
| JPH0758376B2 true JPH0758376B2 (ja) | 1995-06-21 |
Family
ID=15003445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63129193A Expired - Fee Related JPH0758376B2 (ja) | 1988-05-26 | 1988-05-26 | 光波形整形装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5025142A (ja) |
| JP (1) | JPH0758376B2 (ja) |
| GB (1) | GB2219903B (ja) |
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| JP3137632B2 (ja) * | 1989-08-31 | 2001-02-26 | 富士通株式会社 | 光ファイバ増幅器を備えた光通信方式 |
| JP3176644B2 (ja) * | 1991-03-27 | 2001-06-18 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光波形の測定装置 |
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| US5363367A (en) * | 1991-09-19 | 1994-11-08 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Data transmission system using an optical fiber loop |
| JP2711773B2 (ja) * | 1992-02-03 | 1998-02-10 | 国際電信電話株式会社 | 光波形整形装置 |
| EP0555063B1 (en) * | 1992-02-03 | 1999-04-14 | Kokusai Denshin Denwa Kabushiki Kaisha | Optical waveform shaping device |
| JPH05303125A (ja) * | 1992-04-24 | 1993-11-16 | Hamamatsu Photonics Kk | 光強度非線形フィルタ、光変換中継器、光信号用プリアンプ及び光強度変化測定器 |
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| DE69533033T2 (de) * | 1995-09-20 | 2005-04-28 | Alcatel | Optische Verzögerungseinheit, optischer Leitungssimulator mit einer solchen Einheit und mit einer solchen optischen Verzögerungseinheit und einem solchen optischen Leitungssimulator realisierte Verfahren |
| US5900968A (en) * | 1996-02-23 | 1999-05-04 | Lucent Technologies Inc. | Method of fast gain control in WDM optical networks |
| US6396625B1 (en) * | 2000-12-26 | 2002-05-28 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical amplifier and optical fiber module included in the same |
| WO2003096501A1 (en) | 2002-05-09 | 2003-11-20 | Fujitsu Limited | Optical amplifier |
| US20040066550A1 (en) * | 2002-10-02 | 2004-04-08 | Jay Paul R. | Optical pulse reshaping system |
| JP5310057B2 (ja) * | 2009-02-13 | 2013-10-09 | 富士通株式会社 | 半導体光増幅装置 |
Family Cites Families (8)
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| FR2448259A1 (fr) * | 1979-02-02 | 1980-08-29 | Souriau & Cie | Coupleur actif entre une ligne " bus " optique et l'un des abonnes, et ligne " bus " comportant de tels coupleurs actifs |
| FR2472880A1 (fr) * | 1979-10-17 | 1981-07-03 | Thomson Csf | Dispositif de controle automatique de gain a action optique dans un systeme de transmission de signaux electriques par liaison optique |
| US4616898A (en) * | 1980-03-31 | 1986-10-14 | Polaroid Corporation | Optical communication systems using raman repeaters and components therefor |
| US4329664A (en) * | 1980-06-09 | 1982-05-11 | Ali Javan | Generation of stable frequency radiation at an optical frequency |
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| GB8602017D0 (en) * | 1986-01-28 | 1986-03-05 | British Telecomm | Reducing fluctuations in radiation beam characteristic |
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1988
- 1988-05-26 JP JP63129193A patent/JPH0758376B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-05-19 US US07/353,948 patent/US5025142A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-05-19 GB GB8911524A patent/GB2219903B/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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|---|---|
| GB8911524D0 (en) | 1989-07-05 |
| JPH01298824A (ja) | 1989-12-01 |
| GB2219903B (en) | 1992-04-01 |
| US5025142A (en) | 1991-06-18 |
| GB2219903A (en) | 1989-12-20 |
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