JP2005184622A - High-speed pulse pattern generator and its generating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気部品のみでは発生が困難な程度に高速なパルスパタンを発生する装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for generating a pulse pattern that is as fast as it is difficult to generate with only electrical components.
高速パルスパタン発生器の従来例としては下記「非特許文献1」、「非特許文献2」で報告されている構成が知られており、図6はこれら文献で開示されている回路と同等の構成である。この高速パルスパタン発生器の動作は以下の通りである。すなわち、レーザダイオード61、光強度変調器A62、光位相変調器63、光バンドパスフィルタ64および分散ファイバ65から構成される光パルス発生器66において光パルスが生成される。この光パルス発生器66の動作原理は、基本的には分散ファイバ65でパルス圧縮がかかるように光位相変調器63で周波数チャープを予め掛けておくと言うものである。
As a conventional example of a high-speed pulse pattern generator, configurations reported in the following “
この原理を下記「非特許文献1」記載の図と同様の構成である図7により説明する。光信号は光位相変調器63で周波数f0を中心とした時間変動を受ける。この光周波数の時間変動がチャープである。周波数チャープが掛けられた光信号は分散ファイバ65に入力される。ここで使用する分散ファイバ65が、周波数の高い光ほど遅延が小さく、周波数が低い光ほど遅延が大きくなるように伝搬させる特性を有しているものとする。このとき周波数f。の光の遅延量を基準に考えると、図7に示したようにf。以下の周波数の部分は遅れ、f。以上の周波数の部分は進む。結果として図7に示したような、周波数チャープの周期と同一の繰り返し周期を有する細い光パルス列が生成される。尚、図6の構成中の光強度変調器A62は電気クロック源70から出力されるクロックにより駆動されており、パルスが生成されない部分の残光を除去して消光比を高める役割を果たすもので、光バンドパスフィルタ64は図7のハッチで示された周波数チャープの非線形が強い周波数部分を除去しパルス形状を整える役割を果たす。
This principle will be described with reference to FIG. 7, which has the same configuration as that described in “Non-Patent
以上のようにして生成された光パルス列は、電気パルスパタン発生器71で駆動される光強度変調器B67においてデータ変調される。更にデータ変調された光パルスは、時間多重器68において整数倍のビットレートの光パルス列へと多重化される。光信号を入力とする部品に対しては、多重化された光パルス列が入力信号となる。また電気信号を入力とする部品に対しては、時間多重器の後段に配置したフォトダイオードで電気信号へ変換された後、入力信号として供される。
The optical pulse train generated as described above is data-modulated in the light
しかしながら従来例を用いて高速パルス発生器を構成するとき、以下のような課題が存在する。
第一は、構成部品点数が多いことである。特に個別部品で構成した場合、構成部品点数が多いため、最適なパルスパタンの発生を得るため、組み立て調整に多くの手間と時間を要する。
第二は、パルス列のピーク値と時間間隔にばらつきが存在することである。
However, when configuring a high-speed pulse generator using the conventional example, the following problems exist.
The first is that the number of component parts is large. In particular, when configured with individual parts, since the number of constituent parts is large, it takes a lot of labor and time for assembly adjustment in order to obtain an optimal pulse pattern.
Second, there are variations in the peak value and time interval of the pulse train.
従来例が記載されている「非特許文献1」および「非特許文献2」においては、出力パルス列のピーク値と時間間隔のばらつきを抑制する手段が記述されていない。そのため、「非特許文献1」のFig.11で確認できるように、出力信号のパルスピーク値は揃っておらず、同時にパルス列の時間間隔についてもばらつきが認められる。
In "
パルスピーク値のばらつきはパルスの有無を判定するためのパワー閾値のマージンを減らし、パルス列の時間間隔のばらつきはパルスの有無を判定するタイミングの範囲を狭めてしまうことから、高速パルスパタンを使用する多くのシステムにおいて、これらのばらつきを抑えることが求められる。 The variation in the pulse peak value reduces the margin of the power threshold for determining the presence or absence of the pulse, and the variation in the time interval of the pulse train narrows the timing range for determining the presence or absence of the pulse. In these systems, it is required to suppress these variations.
本発明は、上記問題点を解決し、出力信号のパルスピーク値が揃っており、かつパルス間隔のばらつきを抑えた高速パルスパタン発生器の提供を目的とするものである。 An object of the present invention is to provide a high-speed pulse pattern generator that solves the above-described problems, has a uniform pulse peak value of an output signal, and suppresses variations in pulse intervals.
上記目的を達成するために、上記課題のうち第一の課題については以下の第1乃至第3の各発明により解決している。すなわち、
第1の発明は、請求項1および請求項2で示されるもので、請求項1においては、半導体モードロックレーザと一定の分散値を有する光ファイバとから構成された光パルス発生器と、前記光パルス発生器の出力を入力とする光強度変調器と、前記光強度変調器の出力を入力とし、かつ光パルスのピーク値を一定に揃えて出力する平面光波回路型時間多重器と、 前記半導体モードロックレーザを駆動する電気クロック源と、前記電気クロック源出力を入力とし、かつ前記光強度変調器を駆動する電気信号を出力する電気パルスパタン発生器とを備えた構成の高速パルスパタン発生器について規定している。
In order to achieve the above object, the first problem among the above problems is solved by the following first to third inventions. That is,
A first invention is shown in
また、請求項2においては、電気クロック源で駆動される半導体モードロックレーザと一定の分散値を有する光ファイバとで光パルス列を発生させ、前記クロック源で駆動される電気パルスパタン発生器の出力で前記光パルス列を光強度変調し、前記光強度変調された前記光パルス列を平面光波回路型時間多重器に入力して光パルスのピーク値が一定に揃えられた前記光パルス列を出力する高速パルスパタン発生方法について規定している。 According to a second aspect of the present invention, an optical pulse train is generated by a semiconductor mode-locked laser driven by an electric clock source and an optical fiber having a constant dispersion value, and the output of the electric pulse pattern generator driven by the clock source is used. High-speed pulse pattern generation in which the optical pulse train is optically modulated, and the optical pulse train modulated with the optical intensity is input to a planar lightwave circuit type time multiplexer to output the optical pulse train in which the peak values of the optical pulses are uniform. It stipulates the method.
第2の発明は、請求項3乃至請求項5に係るものであり、請求項1に記載の高速パルスパタン発生器において、前記平面光波回路型時間多重器が、1本の入力光パルス列を任意のパワー比で2本の光パルス列に分岐出力するチューナブルカプラと、前記チューナブルカプラの出力の一方に接続される第一の光導波路と、前記チューナブルカプラの出力の他方に接続され、入力光パルス列のビット周期の(2k+1)/2倍分(kは自然数)だけ伝搬時間が第一の導波路と異なる第二の光導波路と、前記第一及び第二の光導波路の他端に接続され、前記第一および前記第二の光導波路を導波してきた2本の光パルス列を合波する固定カプラとから構成され、前記チューナブルカプラの入力端子の1つを入力端子とし、固定カプラの出力端子の1つを出力端子とし、前記チューナブルカプラの分岐比を調整することで出力光パルスのピーク値を一定に揃えることが可能とし、かつ、入力光パルスのビットレートの2倍のビットレートの光パルスを出力する構成の高速パルスパタン発生器について規定している。 A second invention relates to the third to fifth aspects, wherein the planar lightwave circuit type time multiplexer receives one input optical pulse train as an arbitrary pulse train. A tunable coupler that branches and outputs to two optical pulse trains at a power ratio, a first optical waveguide connected to one of the outputs of the tunable coupler, and an input light connected to the other of the outputs of the tunable coupler; Connected to the second optical waveguide whose propagation time is different from the first waveguide by (2k + 1) / 2 times (k is a natural number) of the bit period of the pulse train, and to the other ends of the first and second optical waveguides And a fixed coupler for multiplexing two optical pulse trains guided through the first and second optical waveguides, and one of the input terminals of the tunable coupler is used as an input terminal. 1 of output terminal Is used as an output terminal, and by adjusting the branching ratio of the tunable coupler, the peak value of the output optical pulse can be made uniform, and an optical pulse having a bit rate twice the bit rate of the input optical pulse can be obtained. It defines a high-speed pulse pattern generator configured to output.
請求項3においては、請求項1に記載の高速パルスパタン発生器において、前記平面光波回路型時間多重器が、1本の入力光パルス列を任意のパワー比で2本の光パルス列に分岐出力するチューナブルカプラと、前記チューナブルカプラの出力の一方に接続される第一の光導波路と、前記チューナブルカプラの出力の他方に接続されると同時に入力光パルス列のビット周期の(2k+1)/2倍分(kは自然数)だけ伝搬時間が第一の導波路と異なる第二の光導波路と、前記第一及び第二の光導波路の他端に接続されると同時に前記第一および前記第二の光導波路を導波してきた2本の光パルス列を合波する固定カプラとから構成され、前記チューナブルカプラの入力端子の1つを入力端子とし、固定カプラの出力端子の1つを出力端子とし、前記チューナブルカプラの分岐比を調整することで出力光パルスのピーク値を一定に揃えることが可能とし、同時に、入力光パルスのビットレートの2倍のビットレートの光パルスを出力する構成の高速パルスパタン発生器について規定している。
3. The high-speed pulse pattern generator according to
請求項4においては、請求項2に記載の高速パルスパタン発生方法であって、 前記平面光波回路型時間多重器において、入力された1本の前記光パルス列をチューナブルカプラで、任意のパワー比で2本の光パルス列に分岐し、前記チューナブルカプラの出力の一方は第一の光導波路に入力され、前記チューナブルカプラの出力の他方は第二の導波路において前記入力光パルス列のビット周期の(2k+1)/2倍分(kは自然数)だけ第一の導波路に対して伝搬時間がずらされ、前記第一及び第二の光導波路から得られた伝播時間の異なるパルス列は第一の固定カプラで合波され、前記チューナブルカプラの分岐比を調整することで出力光パルスのピーク値を一定に揃えることが可能とし、かつ、入力光パルスのビットレートの2倍のビットレートの光パルスを出力する高速パルスパタン発生方法について規定している。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the high-speed pulse pattern generation method according to the second aspect, wherein in the planar lightwave circuit type time multiplexer, the input one optical pulse train is a tunable coupler at an arbitrary power ratio. Branching into two optical pulse trains, one of the outputs of the tunable coupler is input to the first optical waveguide, and the other of the outputs of the tunable coupler is the second optical waveguide having the bit period of the input optical pulse train. The propagation time is shifted with respect to the first waveguide by (2k + 1) / 2 times (k is a natural number), and pulse trains having different propagation times obtained from the first and second optical waveguides are fixed to the first. By combining the tunable coupler and adjusting the branching ratio of the tunable coupler, the peak value of the output optical pulse can be made constant, and the bit rate of the input optical pulse is twice the bit rate. It defines the fast Parusupatan generation method for outputting a light pulse trait.
請求項5においては、請求項1に記載の高速パルスパタン発生器であって、
前記平面光波回路型時間多重器が、請求項2に記載の前記チューナブルカプラと第一及び第二の光導波路と固定カプラとからなる構成を基本要素とし、前記基本要素n個(nは2以上の自然数)から構成され、前記基本要素において前記チューナブルカプラの入力端子の1つを基本要素の入力端子とし、また前記基本要素において前記固定カプラの出力端子の1つを基本要素の出力端子とし、第i(iは1からn−1までの任意の自然数)番目の基本要素の出力端子を、第i+1番目の基本要素の入力端子に接続し、第1の基本要素の入力端子を当該平面光波型時間多重器の入力端子とし、第nの基本要素の出力端子を前記平面光波回路型時間多重器の出力端子とし、各基本要素の前記チューナブルカプラの分岐比を調整することで、出力光パルスのピーク値を一定に揃えることが可能であり、かつ入力光パルスのビットレートの2n倍のビットレートの光パルスが出力されることを高速パルスパタン発生器について規定している。
In Claim 5, it is a high-speed pulse pattern generator of
The planar lightwave circuit type time multiplexer includes a tunable coupler according to
第3の発明は、請求項6に係るもので、請求項1、請求項3、請求項5の何れかに記載の高速パルスパタン発生器であって、前記平面光波回路型時間多重器の出力を電気信号に変換するフォトダイオードが光学的に結合されている構成の高速パルスパタン発生器について規定している。 A third invention relates to the sixth aspect, wherein the high-speed pulse pattern generator according to any one of the first, third, and fifth aspects has the output of the planar lightwave circuit type time multiplexer. A high-speed pulse pattern generator having a configuration in which a photodiode for converting an electric signal is optically coupled is defined.
前記第二の課題に対しては、以下の第4乃至第7の発明により解決している。すなわち、第4の発明は請求項7および請求項8に係るもので、請求項7においては、光パルス発生器と、該光パルス発生器の出力を入力とする光強度変調器と、光強度変調器を駆動する電気パルスパタン発生器とを基本要素とし、n個(nは2以上の自然数)の基本要素と、n相の電気クロックを出力し、第k相(kは1からnまでの任意の自然数)の電気クロックが第k番目の基本要素中の光パルス発生器と電気パルスパタン発生器とを駆動するn相電気クロック源と、各基本要素中の光強度変調器の出力を合波するカプラとを備えた構成の高速パルスパタン発生器を規定している。 The second problem is solved by the following fourth to seventh inventions. That is, the fourth invention relates to claim 7 and claim 8, in which the optical pulse generator, the optical intensity modulator that receives the output of the optical pulse generator, and the optical intensity. An electric pulse pattern generator for driving the modulator is a basic element, and n (n is a natural number of 2 or more) basic elements and an n-phase electric clock are output, and the k-th phase (k is 1 to n) An arbitrary natural number of electrical clocks combines the output of the optical intensity modulator in each basic element with an n-phase electrical clock source that drives the optical pulse generator and electrical pulse pattern generator in the kth basic element. A high-speed pulse pattern generator having a structure including a coupler is provided.
また、請求項8においては、光パルス発生器と、該光パルス発生器の出力を入力とする光強度変調器と、光強度変調器を駆動する電気パルスパタン発生器とを基本要素とし、該基本要素をn個(nは2以上の自然数)備え、かつ、第k番目の基本要素中の光パルス発生器と電気パルスパタン発生器とは、n相の電気クロックを出力するn相電気クロック源の第k相(kは1からnまでの任意の自然数)の電気クロックにより駆動され、各基本要素中の光強度変調器の出力はカプラにより合波される高速パルスパタン発生方法について規定している。 Further, in claim 8, an optical pulse generator, an optical intensity modulator that receives the output of the optical pulse generator, and an electric pulse pattern generator that drives the optical intensity modulator as basic elements. The optical pulse generator and the electric pulse pattern generator in the kth basic element are provided with n elements (n is a natural number of 2 or more), and are an n-phase electric clock source that outputs an n-phase electric clock. It defines a high-speed pulse pattern generation method that is driven by an electrical clock of the k-th phase (k is an arbitrary natural number from 1 to n), and the output of the light intensity modulator in each basic element is combined by a coupler.
第5の発明は、請求項9に係るもので、請求項7に記載の高速パルスパタン発生器において、前記カプラは前記チューナブルカプラであり、前記チューナブルカプラの合波比を調整することで出力光パルス列のピーク値を一定に揃えることが可能である高速パルスパタン発生器について規定している。 According to a fifth aspect of the present invention, in the high-speed pulse pattern generator according to the seventh aspect, the coupler is the tunable coupler, and the output is obtained by adjusting a multiplexing ratio of the tunable coupler. It defines a high-speed pulse pattern generator that can make the peak value of the optical pulse train uniform.
第6の発明は、請求項10に係るもので、請求項7に記載の高速パルスパタン発生器において、前記光パルス発生器の出力ピークパワーを調整することが可能であり、かつ出力光パルスのピーク値を一定に揃えることが可能である高速パルスパタン発生器について規定している。 A sixth invention relates to the tenth aspect, and in the high-speed pulse pattern generator according to the seventh aspect, the output peak power of the optical pulse generator can be adjusted, and the peak of the output optical pulse can be adjusted. It defines a high-speed pulse pattern generator that can keep the values constant.
第7の発明は請求項11に係るもので、請求項11においては、請求項7、請求項9、請求項10、の何れかに記載の高速パルスパタン発生器であって、前記カプラ出力を電気信号に変換するフォトダイオードが光学的に結合されている高速パルスパタン発生器について規定している。
発生器について規定している。
A seventh aspect of the present invention relates to an eleventh aspect. In the eleventh aspect, the high-speed pulse pattern generator according to any one of the seventh, ninth, and tenth aspects is provided, wherein the coupler output is electrically connected. It defines a high-speed pulse pattern generator in which a photodiode for converting a signal is optically coupled.
It defines the generator.
本発明の前記第1から第3の発明によれば、構成部品点数が少なく、且つ出力のパルスピーク値とパルス時間間隔が揃った高速パルスパタン発生方法を提示し、と高速パルスパタン発生器を構成することが可能である。また、本発明の第4から第7の発明によっても、出力のパルスピーク値とパルス時間間隔が揃った高速パルスパタン発生方法を提示し、高速パルスパタン発生器を構成することが可能となる。 According to the first to third aspects of the present invention, a high-speed pulse pattern generation method with a small number of components and an output pulse peak value and a uniform pulse time interval is presented, and a high-speed pulse pattern generator is configured. It is possible. Also according to the fourth to seventh aspects of the present invention, it is possible to present a high-speed pulse pattern generation method in which the output pulse peak value and the pulse time interval are aligned, and to configure a high-speed pulse pattern generator.
(第一の実施の形態)
図1に本発明による第一の実施の形態を示す。光パルス発生器11は半導体モードロックレーザ12と分散ファイバ13の2部品で構成されており、「背景技術」の項で述べた光パルス発生器66の5部品構成と比べると大幅に簡略化されている。半導体モードロックレーザ12は、入力電気クロック14の周波数と同一の繰り返し周波数で光パルス列を発生する。また半導体モードロックレーザ12で発生する光パルス列は周波数チャープを有しており、分散ファイバ13においてパルス時間幅が圧縮される。パルス時間幅の圧縮は、後段の時間多重器16において時間多重化する際、隣接パルスと時間軸上で重ならないようにするためのものである。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a first embodiment according to the present invention. The
以上のようにして光パルス発生器11で生成された光パルス列は、光強度変調器15に入力されデータ変調を受ける。次いで、データ変調を受けた光パルス列は、パルスピーク可変機能付き平面光波回路型時間多重器16に入力される。この時間多重器16の詳細な構成を図2に示す。図2に示す時間多重器は平面光波回路プラットフォーム上に形成されており、光導波路1〜8、固定カプラ1〜2(以下、カプラと記す)チューナブルカプラ1〜2を集積している。
The optical pulse train generated by the
以下、図2の時間多重器の動作について説明する。入力されたビットレートf(bit/s)の光パルス列は、チューナブルカプラ21で2本のパルス列に分岐される。ここでチューナブルカプラ21は分岐された2本のパルス列のパワーの割合をカプラの結合状態を変化させることにより調整することが可能であり、2本のパルス列がカプラ22で合波されて出力されるまでの総パワー損失の差分が補償されるよう、2本のパルス列のパワーの割合が設定される。これにより、カプラ22から出力されるパルス列のピーク値は揃うことになる。また、2本のパルス列が通る光導波路23と光導波路24は、入カパルスのビットレートf(bit/s)の逆数の3/2倍分の3/2f(s)だけ伝搬時間に差がつくよう光路長が設定されている。従ってカプラ22で合波され出力されるパルス列は、図3に示すような2f(bit/s)のパルス列となる。ここで伝搬時間差を与える光導波路23と光導波路24及び合波するカプラ22は平面光波回路上に集積されており、光ファイバと個別カプラで実現する場合よりも小型化されている。
The operation of the time multiplexer of FIG. 2 will be described below. The input optical pulse train of bit rate f (bit / s) is branched into two pulse trains by the
よって本第1の実施の形態の時間多重器16での温度揺らぎによる光路長揺らぎは小さく、結果として伝搬時間差の揺らぎも小さいのでパルスの時間間隔の揺らぎ・ばらつきは抑えられる。以上から、特別な処理が施されていなかった従来の例と比較して、パルスピークが揃い且つパルス時間間隔のばらつきが抑えられた2f(bit/s)の光パルス列がカプラ22の出力で与えられる。更に同様の動作で、チューナブルカプラ25、光導波路25、光導波路26、カプラ28により2f(bit/s)の光パルス列は4f(bit/s)の光パルス列へ時間多重される。光信号を入力とする部品に対しては、光導波路28から取り出される2f(bit/s)の光パルス列もしくは光導波路29から取り出される4f(bit/s)の光パルス列そのものが入力信号となる。また電気信号を入力とする部品に対しては、時間多重器16の後段に配置したフォトダイオド17で2f(bit/s)もしくは4f(bit/s)の光パルス列を電気信号へ変換した後、被測定デバイス(DUT)の入力信号として供される。
(第二の実施の形態)
図4に本発明による第二の実施の形態を示す。光パルス発生器A41と電気パルスパタン発生器A42は2相出力発振器43の周波数f(Hz)、位相0度のクロックにより駆動されている。その結果、光強度変調器A44の出力は図5に示したようなf(bit/s)の光パルス列となる。
Therefore, the optical path length fluctuation due to the temperature fluctuation in the
(Second embodiment)
FIG. 4 shows a second embodiment according to the present invention. The optical pulse generator A41 and the electric pulse pattern generator A42 are driven by a clock having a frequency f (Hz) and a phase of 0 degree of the two-
一方、光パルス発生器B45と電気パルスパタン発生器B46は2相出力発振器の周波数f(Hz)、位相180度のクロックに駆動されている。その結果、光強度変調器B47は光強度変調器A44の出力より半ビット遅延したf(bit/s)の光パルス列を出力する。光強度変調器A44の出力及び光強度変調器B47の出力を、伝搬遅延を等しくしてチューナブルカプラ49で合波すると、図5に示したように2f(bit/s)の光パルス列が得られる。ここで得られた2f(bit/s)の光パルス列のパルス時間間隔は、2相出力発振器43の180度の出力位相差、及び光強度変調器A,Bの出力からの等しい伝搬遅延で決まり1/2f(s)となる。ここで、電気信号である2相出力発振器43の出力はタイミング(=位相差)の制御性が良く、特別な対処が施されていなかった従来例と比べて高精度に時間間隔を揃えることが出来る。また、パルスピーク値に関しても、光パルス発生器AおよびBの出力ピークパワーを調整もしくはチューナブルカプラにおいて合波する際の結合状態を変化させることによりパワーの割合を調整することで、特別な対処が施されていなかった従来例よりも均一に揃えることが可能である。光信号を入力とする部品に対しては、フォトダイオード50で2f(bit/s)の光パルス列を電気信号へ変換した後、被測定デバイス(DUT)の入力信号として供される。
On the other hand, the optical pulse generator B45 and the electric pulse pattern generator B46 are driven by a clock having a frequency f (Hz) and a phase of 180 degrees of a two-phase output oscillator. As a result, the light intensity modulator B47 outputs an optical pulse train of f (bit / s) delayed by half a bit from the output of the light intensity modulator A44. When the output of the light intensity modulator A44 and the output of the light intensity modulator B47 are combined by the
(その他の実施の形態)
第一の実施の形態では、時間多重器16内の光導波路23と光導波路24及び光導波路26と光導波路27の伝搬時間差としてそれぞれ
3/2f(s)および3/4f(s)
を設定しているが、これをそれぞれ(2k+1)/2(s)、(2k+1)/4(s)(kは自然数)とした場合でも同様の効果が得られる。
第二の実施の形態では、光パルス発生器、電気パルスパタン発生器、及び光強度変調器から成る基本構成要素2組と2相出力発振器を用いて2f(bit/s)のパルス列を発生させているが、これを基本構成要素n組(nは自然数)とn相出力発振器を用いれば、nf(bit/s)のパルス列を発生させることが可能である。
(Other embodiments)
In the first embodiment, the propagation time difference between the
However, even when these are set to (2k + 1) / 2 (s) and (2k + 1) / 4 (s) (k is a natural number), the same effect can be obtained.
In the second embodiment, a 2f (bit / s) pulse train is generated by using two basic components including an optical pulse generator, an electric pulse pattern generator, and an optical intensity modulator and a two-phase output oscillator. However, if a basic component n set (n is a natural number) and an n-phase output oscillator are used for this, a pulse train of nf (bit / s) can be generated.
11:光パルス発生器 12:半導体モードロックレーザ
13:分散ファイバ 14:電気クロック源
15:光強度変調器
16:パルスピーク可変機能付き平面光波回路型時間多重器
17:フォトダイオード
21、25:チューナブルカプラ 22、28:カプラ
23,24,26,27,29:光導波路
41:光パルス発生器A 42:電気パルスパタン発生器A
43:2相出力発振器 44:光強度変調器A
45:光パルス発生器B 46:電気パルスパタン発生器B
47:光強度変調器B 49:チューナブルカプラ
50:フォトダイオード 61:レーザダイオード
62:光強度変調器A 63:光位相変調器
64:光バンドパスフィルタ 65:分散ファイバ
66:光パルス発生器 67:光強度変調器B
68:時間多重器 69:フォトダイオード
70:電気クロック源 71:電気パルスパタン発生器
11: Optical pulse generator 12: Semiconductor mode-locked laser 13: Dispersion fiber 14: Electric clock source 15: Light intensity modulator
16: Planar lightwave circuit type time multiplexer with variable pulse peak function 17:
43: Two-phase output oscillator 44: Light intensity modulator A
45: Optical pulse generator B 46: Electric pulse pattern generator B
47: Light intensity modulator B 49: Tunable coupler 50: Photo diode 61: Laser diode
62: Optical intensity modulator A 63: Optical phase modulator 64: Optical bandpass filter 65: Dispersion fiber 66: Optical pulse generator 67: Optical intensity modulator B
68: Time multiplexer 69: Photodiode 70: Electric clock source 71: Electric pulse pattern generator
Claims (11)
前記光パルス発生器の出力を入力とする光強度変調器と、
前記光強度変調器の出力を入力とし、かつ光パルスのピーク値を一定に揃えて出力する平面光波回路型時間多重器と、
前記半導体モードロックレーザを駆動する電気クロック源と、
前記電気クロック源出力を入力とし、かつ前記光強度変調器を駆動する電気信号を出力する電気パルスパタン発生器とを備えた構成であることを特徴とする高速パルスパタン発生器。 An optical pulse generator composed of a semiconductor mode-locked laser and an optical fiber having a constant dispersion value;
A light intensity modulator receiving the output of the optical pulse generator;
A planar lightwave circuit type time multiplexer that takes the output of the light intensity modulator as input and outputs the light pulse with a constant peak value;
An electrical clock source for driving the semiconductor mode-locked laser;
A high-speed pulse pattern generator, comprising: an electric pulse pattern generator that receives the electric clock source output and outputs an electric signal for driving the light intensity modulator.
前記クロック源で駆動される電気パルスパタン発生器の出力で前記光パルス列を光強度変調し、
前記光強度変調された前記光パルス列を平面光波回路型時間多重器に入力して光パルスのピーク値が一定に揃えられた前記光パルス列を出力することを特徴とする高速パルスパタン発生方法。 An optical pulse train is generated by a semiconductor mode-locked laser driven by an electric clock source and an optical fiber having a constant dispersion value,
Optical intensity modulation of the optical pulse train at the output of an electric pulse pattern generator driven by the clock source,
A method of generating a high-speed pulse pattern, comprising: inputting the optical pulse train whose light intensity has been modulated to a planar lightwave circuit type time multiplexer, and outputting the optical pulse train in which peak values of optical pulses are uniform.
前記平面光波回路型時間多重器が、1本の入力光パルス列を任意のパワー比で2本の光パルス列に分岐出力するチューナブルカプラと、
前記チューナブルカプラの出力の一方に接続される第一の光導波路と、
前記チューナブルカプラの出力の他方に接続され、入力光パルス列のビット周期の(2k+1)/2倍分(kは自然数)だけ伝搬時間が第一の導波路と異なる第二の光導波路と、
前記第一及び第二の光導波路の他端に接続され、前記第一および前記第二の光導波路を導波してきた2本の光パルス列を合波する固定カプラとから構成され、
前記チューナブルカプラの入力端子の1つを入力端子とし、固定カプラの出力端子の1つを出力端子とし、前記チューナブルカプラの分岐比を調整することで出力光パルスのピーク値を一定に揃えることが可能とし、かつ、入力光パルスのビットレートの2倍のビットレートの光パルスを出力する
ことを特徴とする高速パルスパタン発生器。 The high-speed pulse pattern generator according to claim 1,
A tunable coupler for branching and outputting one input optical pulse train to two optical pulse trains at an arbitrary power ratio;
A first optical waveguide connected to one of the outputs of the tunable coupler;
A second optical waveguide connected to the other output of the tunable coupler and having a propagation time different from the first waveguide by (2k + 1) / 2 times (k is a natural number) of the bit period of the input optical pulse train;
A fixed coupler that is connected to the other ends of the first and second optical waveguides and multiplexes two optical pulse trains that have guided the first and second optical waveguides;
One of the input terminals of the tunable coupler is used as an input terminal, one of the output terminals of the fixed coupler is used as an output terminal, and the peak value of the output optical pulse is made constant by adjusting the branching ratio of the tunable coupler. And a high-speed pulse pattern generator characterized by outputting an optical pulse having a bit rate twice as high as that of the input optical pulse.
前記平面光波回路型時間多重器において、入力された1本の前記光パルス列をチューナブルカプラで、任意のパワー比で2本の光パルス列に分岐し、
前記チューナブルカプラの出力の一方は第一の光導波路に入力され、
前記チューナブルカプラの出力の他方は第二の導波路において前記入力光パルス列のビット周期の(2k+1)/2倍分(kは自然数)だけ第一の導波路に対して伝搬時間がずらされ、
前記第一及び第二の光導波路から得られた伝播時間の異なるパルス列は第一の固定カプラで合波され、
前記チューナブルカプラの分岐比を調整することで出力光パルスのピーク値を一定に揃えることが可能とし、かつ、入力光パルスのビットレートの2倍のビットレートの光パルスを出力する
ことを特徴とする高速パルスパタン発生方法。 A high-speed pulse pattern generation method according to claim 2,
In the planar lightwave circuit type time multiplexer, one input optical pulse train is branched into two optical pulse trains at an arbitrary power ratio by a tunable coupler,
One of the outputs of the tunable coupler is input to the first optical waveguide,
The other output of the tunable coupler is shifted in the second waveguide by a propagation time of (2k + 1) / 2 times (k is a natural number) of the bit period of the input optical pulse train with respect to the first waveguide,
Pulse trains having different propagation times obtained from the first and second optical waveguides are combined by the first fixed coupler,
By adjusting the branching ratio of the tunable coupler, the peak value of the output optical pulse can be made uniform, and an optical pulse having a bit rate twice the bit rate of the input optical pulse is output. A high-speed pulse pattern generation method.
前記平面光波回路型時間多重器が、請求項3に記載の前記チューナブルカプラと第一及び第二の光導波路と固定カプラとからなる構成を基本要素とし、
前記基本要素n個(nは2以上の自然数)から構成され、前記基本要素において前記チューナブルカプラの入力端子の1つを基本要素の入力端子とし、
また前記基本要素において前記固定カプラの出力端子の1つを基本要素の出力端子とし、第i(iは1からn−1までの任意の自然数)番目の基本要素の出力端子を、第i+1番目の基本要素の入力端子に接続し、
第1の基本要素の入力端子を当該平面光波型時間多重器の入力端子とし、
第nの基本要素の出力端子を前記平面光波回路型時間多重器の出力端子とし、
各基本要素の前記チューナブルカプラの分岐比を調整することで、出力光パルスのピーク値を一定に揃えることが可能であり、かつ入力光パルスのビットレートの2n倍のビットレートの光パルスが出力されることを特徴とする高速パルスパタン発生器。 The high-speed pulse pattern generator according to claim 1,
The planar lightwave circuit type time multiplexer includes a tunable coupler according to claim 3, first and second optical waveguides, and a fixed coupler as basic elements.
The basic element is composed of n pieces (n is a natural number of 2 or more), and in the basic element, one of the input terminals of the tunable coupler is used as an input terminal of the basic element,
In the basic element, one of the output terminals of the fixed coupler is used as an output terminal of the basic element, and the output terminal of the i-th (i is an arbitrary natural number from 1 to n−1) -th basic element is the i + 1-th output terminal. Connect to the input terminal of the basic element of
The input terminal of the first basic element is the input terminal of the planar lightwave time multiplexer,
The output terminal of the nth basic element is the output terminal of the planar lightwave circuit type time multiplexer,
By adjusting the branching ratio of the tunable coupler of each basic element, the peak value of the output optical pulse can be made constant, and the optical pulse having a bit rate of 2n times the bit rate of the input optical pulse Is a high-speed pulse pattern generator.
前記平面光波回路型時間多重器の出力を電気信号に変換するフォトダイオードが光学的に結合されていることを特徴とする高速パルスパタン発生器。 A high-speed pulse pattern generator according to any one of claims 1, 3, and 5,
A high-speed pulse pattern generator, wherein a photodiode for converting the output of the planar lightwave circuit type time multiplexer into an electric signal is optically coupled.
n相の電気クロックを出力し、第k相(kは1からnまでの任意の自然数)の電気クロックが第k番目の基本要素中の光パルス発生器と電気パルスパタン発生器とを駆動するn相電気クロック源と、
各基本要素中の光強度変調器の出力を合波するカプラとを備えていることを特徴とする高速パルスパタン発生器。 The basic elements are an optical pulse generator, an optical intensity modulator that receives the output of the optical pulse generator, and an electric pulse pattern generator that drives the optical intensity modulator, and n (n is a natural number of 2 or more) And the basic elements of
An n-phase electric clock is output, and an k-th (k is an arbitrary natural number from 1 to n) electric clock drives an optical pulse generator and an electric pulse pattern generator in the kth basic element. A phase electrical clock source;
A high-speed pulse pattern generator, comprising: a coupler for combining outputs of light intensity modulators in each basic element.
かつ、第k番目の基本要素中の光パルス発生器と電気パルスパタン発生器とは、n相の電気クロックを出力するn相電気クロック源の第k相(kは1からnまでの任意の自然数)の電気クロックにより駆動され、
各基本要素中の光強度変調器の出力はカプラにより合波されることを特徴とする高速パルスパタン発生方法。 The basic elements are an optical pulse generator, an optical intensity modulator that receives the output of the optical pulse generator, and an electric pulse pattern generator that drives the optical intensity modulator. The basic elements are n (n is 2). More natural numbers)
The optical pulse generator and the electric pulse pattern generator in the kth basic element are the k-th phase of an n-phase electric clock source that outputs an n-phase electric clock (k is an arbitrary natural number from 1 to n). ) Driven by an electrical clock,
A method for generating a high-speed pulse pattern, characterized in that the output of the light intensity modulator in each basic element is multiplexed by a coupler.
前記カプラは前記チューナブルカプラであり、
前記チューナブルカプラの合波比を調整することで出力光パルス列のピーク値を一定に揃えることが可能であることを特徴とする高速パルスパタン発生器。 The high-speed pulse pattern generator according to claim 7,
The coupler is the tunable coupler;
A high-speed pulse pattern generator characterized in that a peak value of an output optical pulse train can be made constant by adjusting a multiplexing ratio of the tunable coupler.
前記光パルス発生器の出力ピークパワーを調整することが可能であり、かつ出力光パルスのピーク値を一定に揃えることが可能であることを特徴とする高速パルスパタン発生器。 The high-speed pulse pattern generator according to claim 5,
A high-speed pulse pattern generator characterized in that the output peak power of the optical pulse generator can be adjusted and the peak value of the output optical pulse can be made uniform.
前記カプラ出力を電気信号に変換するフォトダイオードが光学的に結合されていることを特徴とする高速パルスパタン発生器。 A high-speed pulse pattern generator according to any one of claims 5 to 7,
A high-speed pulse pattern generator, wherein a photodiode for converting the coupler output into an electric signal is optically coupled.
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