JP2009204660A - Device and method for controlling light pulse speed - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光伝送システムにおける光パルス速度を制御する光パルス速度制御装置及び光パルスの速度制御方法に関する。 The present invention relates to an optical pulse speed control device and an optical pulse speed control method for controlling an optical pulse speed in an optical transmission system.
光伝送ネットワークにおいて、ＷＤＭ伝送により、１心のファイバ当たりの伝送容量が増加している。これらの光ファイバが終端されるルータでは、伝送データの処理を光から電気に変換して処理を行っている。従って、ルータにおける伝送データの光−電気変換処理及び電気信号処理がボトルネックとなっている。そこで、ＯＡＤＭ（Optical Add/Drop Multiplexer）や光スイッチといった光信号を電気に変換することなく処理を行うデバイスが用いられてきている。 In an optical transmission network, the transmission capacity per fiber is increased by WDM transmission. In routers where these optical fibers are terminated, transmission data is processed from light to electricity. Therefore, the optical-electric conversion processing and the electric signal processing of transmission data in the router are bottlenecks. Accordingly, devices that perform processing without converting optical signals into electricity, such as OADMs (Optical Add / Drop Multiplexers) and optical switches, have been used.
しかし、これらの技術は、波長を基にしたパス制御、又は、静的なスイッチング処理に留まり、伝送データの単位であるパケット毎のルーティングといった柔軟な制御を行うことができない。特に、光パルスの伝播速度制御が柔軟に行えないことから、信号処理部における、信号の衝突が問題である。これを回避するためには、光信号を電気に変換することなく保持するための光バッファが必要となる。 However, these techniques remain in path control based on wavelength or static switching processing, and cannot perform flexible control such as routing for each packet, which is a unit of transmission data. In particular, since the propagation speed control of optical pulses cannot be flexibly performed, signal collision in the signal processing unit is a problem. In order to avoid this, an optical buffer for holding the optical signal without converting it into electricity is required.
近年、この光バッファの実現に向けて、光パルスの伝播速度が変化するスローライト現象についての検討がなされている。光パルスの伝播速度制御は、光が伝播する媒質の群屈折率を変化させることで実現され、群屈折率の制御は、被制御対象の信号光とは別に、ポンプ光と呼ばれる光を媒質に入射することによって実現される。 In recent years, a slow light phenomenon in which the propagation speed of an optical pulse changes has been studied for the realization of this optical buffer. Light pulse propagation speed control is realized by changing the group refractive index of the medium through which the light propagates, and the group refractive index control uses light called pump light separately from the signal light to be controlled. Realized by incidence.
ここで、誘導ブリルアン散乱と呼ばれる現象を用いた場合の光パルスの速度制御方法の概要を説明する。 Here, an outline of a speed control method of an optical pulse when a phenomenon called stimulated Brillouin scattering is used will be described.
誘導ブリルアン散乱とは、入射光と音響フォノンとの相互作用によって生じる散乱現象で、光を光ファイバに入射すると、入射光と反対の伝播方向に、ブリルアンシフト周波数と呼ばれる周波数だけ低い周波数を持つストークス光（後方散乱光）を発生する。ストークス光を発生させる入射光をポンプ光と呼び、このポンプ光の周波数をｆp、ブリルアンシフト周波数をｆbとすると、ストークス光の周波数はｆp−ｆbとなる。 Stimulated Brillouin scattering is a scattering phenomenon that occurs due to the interaction between incident light and acoustic phonons. When light is incident on an optical fiber, Stokes has a frequency lower by a frequency called the Brillouin shift frequency in the direction of propagation opposite to the incident light. Light (backscattered light) is generated. Incident light that generates Stokes light is referred to as pump light. When the frequency of the pump light is f p and the Brillouin shift frequency is f b , the frequency of the Stokes light is f p −f b .
中心周波数がｆp−ｆbである信号光を、ポンプ光に対向して光ファイバに入射すると、光ファイバ中でポンプ光から信号光へ光パワーが移り、信号光が増幅される。この増幅は、図２０（ａ）のゲイン特性に示すとおり、ｆp−ｆbを中心にローレンツ型のスペクトル特性を持っており、この増幅にはクラマース・クローニッヒの関係と呼ばれる法則から、同じくｆp−ｆbを中心に図２０（ｂ）に示す屈折率変化が生じる。 When signal light having a center frequency of f p −f b is incident on the optical fiber so as to face the pump light, the optical power is transferred from the pump light to the signal light in the optical fiber, and the signal light is amplified. As shown in the gain characteristic of FIG. 20 (a), this amplification has a Lorentz-type spectral characteristic centering on f p −f b , and this amplification is similarly performed from the law called the Kramers-Kronig relationship. The refractive index change shown in FIG. 20B occurs around p− f b .
そして、群屈折率ｎgは、以下の関係から求められる。
従って、図２０（ｃ）に示すスペクトル特性の群屈折率変化が生じ、群屈折率はｆp−ｆbを中心に増加する。パルス光の伝播速度は、真空中の光の速度を群屈折率で割ったものになるので、パルス光は増幅されると共に、伝播速度が遅くなる。ゲイン量や群屈折率変化量のピーク値は、ポンプ光強度に比例するため、ポンプ光の強度を制御することによって、パルス光の速度を制御できる。 Thus, the group refractive index change in the spectral characteristics shown in FIG. 20 (c) occurs, the group index increases around the f p -f b. The propagation speed of the pulsed light is obtained by dividing the speed of light in vacuum by the group refractive index, so that the pulsed light is amplified and the propagation speed becomes slow. Since the peak value of the gain amount and the group refractive index change amount is proportional to the pump light intensity, the speed of the pulsed light can be controlled by controlling the intensity of the pump light.
又、ポンプ光周波数がｆp、信号光の周波数がｆp＋ｆbである場合、先に説明した増幅とは逆に、パルス光に損失が生じる。この損失のスペクトル特性は、図２０（ａ）〜（ｃ）に示した特性の正負反転の特性であり、損失や群屈折率変化量のピークを示す周波数はｆp＋ｆbとなり、群屈折率はｆp＋ｆbにおいて減少する。つまり、パルス光は損失を受けると共に、パルス光の伝播速度が速くなる。この現象に関しても、損失や群屈折率変化のピーク値は、ポンプ光強度に比例するため、ポンプ光強度の制御による光パルス速度制御が実現できる。 Further, when the pump light frequency is f p and the signal light frequency is f p + f b , a loss occurs in the pulsed light, contrary to the amplification described above. The spectral characteristics of this loss is a characteristic positive-negative inversion of the characteristic shown in FIG. 20 (a) ~ (c) , the frequency showing the peak of the loss and group refractive index change amount f p + f b, and the group index Decreases at f p + f b . That is, the pulsed light is lost and the propagation speed of the pulsed light is increased. Also regarding this phenomenon, the peak value of the loss or group refractive index change is proportional to the pump light intensity, so that the optical pulse speed control can be realized by controlling the pump light intensity.
図２０（ａ）に示したゲイン特性は、ブリルアン散乱が発生する光ファイバの媒質によって決まる利得ｇb（下記式参照）と、ポンプ光スペクトルとの畳み込み積分で決まる。
つまり、ポンプ光の線幅がΔｆb以下の場合は、得られるゲインスペクトルの半値全幅（ＦＷＨＭ）がΔｆb程度であり、群屈折率変化スペクトル、群屈折率が増加する又は減少する部分のスペクトル幅も同様程度となるが、信号光のスペクトル幅に対し、ゲイン幅、群屈折率変化スペクトル幅は同等以上でなければ、遅延に伴って信号光のスペクトルが大きく変化し、信号光パルスが大きく歪んでしまう。遅延に伴う歪は、遅延量を制限する要因であり、大きな遅延を得るためには、遅延に伴う歪の低減が重要である。 That is, when the line width of the pump light is equal to or less than Δf b , the full width at half maximum (FWHM) of the obtained gain spectrum is about Δf b , and the group refractive index change spectrum and the spectrum where the group refractive index increases or decreases The width is the same, but if the gain width and the group refractive index change spectrum width are not equal to or greater than the spectrum width of the signal light, the spectrum of the signal light changes greatly with the delay, and the signal light pulse increases. It will be distorted. The distortion accompanying the delay is a factor that limits the amount of delay, and in order to obtain a large delay, it is important to reduce the distortion accompanying the delay.
そこで、Ｇｂｐｓクラスの信号光に対し、ポンプ光をノイズソースやランダム信号で変調し、ポンプ光のスペクトルを広げることによって、遅延に伴う歪を低減することが行われている。図２１に示すとおり、ポンプ光のスペクトル幅ΔｆがΔｆbよりも十分に大きい場合、ゲインスペクトル幅、群屈折率変化スペクトル幅は、ポンプ光スペクトル幅Δｆと同じとなるため、信号光スペクトル幅に対して同等以上のゲイン幅、群屈折率変化スペクトル幅がえられるために、歪が低減されることとなる。 Thus, for the Gbps-class signal light, the pump light is modulated with a noise source or a random signal to widen the spectrum of the pump light, thereby reducing distortion due to delay. As shown in FIG. 21, when the spectrum width Δf of the pump light is sufficiently larger than Δf b , the gain spectrum width and the group refractive index change spectrum width are the same as the pump light spectrum width Δf. On the other hand, since the gain width and the group refractive index change spectrum width equal to or greater than that are obtained, distortion is reduced.
しかしながら、ポンプ光スペクトルを、上記変調技術を用いて広げた場合においても、ゲインスペクトル特性は、図２１に示すとおり、周波数に対して凸の形を示す。つまり、遅延に伴い、信号光のスペクトルを変化させる影響を及ぼすため、歪が発生し、得られる最大遅延量を制限してしまう。従って、周波数依存の少ないゲインを発生させて、遅延に伴う信号光の歪をさらに低減する技術が望まれている。 However, even when the pump light spectrum is widened using the modulation technique, the gain spectrum characteristic shows a convex shape with respect to the frequency as shown in FIG. In other words, the effect of changing the spectrum of the signal light with the delay causes distortion and limits the maximum amount of delay that can be obtained. Therefore, there is a demand for a technique for generating a gain having less frequency dependency and further reducing distortion of signal light due to delay.
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、周波数依存の少ないゲインを発生させて、遅延に伴う信号光の歪をさらに低減する光パルス速度制御装置及び光パルスの速度制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides an optical pulse speed control device and an optical pulse speed control method that generate a frequency-independent gain and further reduce distortion of signal light due to delay. Objective.
上記課題を解決する第１の発明に係る光パルス速度制御装置は、
信号光となるパルス光が送信される光ファイバと、
前記光ファイバの媒質の特性によって決まる、ブリルアン散乱によるゲインのスペクトル幅をΔｆbとするとき、当該スペクトル幅Δｆb以下の周波数間隔の複数の線スペクトルからなる光コムを発生させる光コム発生手段と、
前記光コムの強度を制御する強度制御手段と、
前記光ファイバにおいて、前記信号光の伝播方向と反対方向に前記光コムを入射する光合波器とを有し、
前記光ファイバに前記光コムを入射することにより、前記光ファイバ中で誘導ブリルアン散乱を発生させて、平坦な周波数特性を持つブリルアンゲインを発生させると共に、前記光コムの強度を制御することにより、前記ブリルアンゲインの強度を制御し、前記ブリルアンゲインによる群屈折率の変化の大きさを制御して、前記パルス光の速度を制御することを特徴とする。
An optical pulse velocity control apparatus according to a first invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
An optical fiber through which pulsed light as signal light is transmitted;
An optical comb generating means for generating an optical comb comprising a plurality of line spectra having a frequency interval equal to or less than the spectral width Δf b , where Δf b is a gain spectral width determined by Brillouin scattering determined by the characteristics of the optical fiber medium; ,
Intensity control means for controlling the intensity of the optical comb;
In the optical fiber, having an optical multiplexer that enters the optical comb in the direction opposite to the propagation direction of the signal light,
By injecting the optical comb into the optical fiber, generating stimulated Brillouin scattering in the optical fiber, generating a Brillouin gain having a flat frequency characteristic, and controlling the intensity of the optical comb, The speed of the pulsed light is controlled by controlling the intensity of the Brillouin gain and controlling the magnitude of the change in the group refractive index due to the Brillouin gain.
上記課題を解決する第２の発明に係る光パルス速度制御装置は、
上記第１の発明に記載の光パルス速度制御装置において、
前記光コム発生手段を、マッハツェンダ型強度変調器と位相変調器とを任意の順序で接続して構成したことを特徴とする。
An optical pulse speed control device according to a second invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the optical pulse velocity control apparatus according to the first invention,
The optical comb generating means is configured by connecting a Mach-Zehnder type intensity modulator and a phase modulator in an arbitrary order.
上記課題を解決する第３の発明に係る光パルス速度制御装置は、
上記第２の発明に記載の光パルス速度制御装置において、
前記マッハツェンダ型強度変調器にバイアス電圧を付与するバイアス制御電源を設け、
前記バイアス制御電源は、
前記マッハツェンダ型強度変調器のバイアス電圧対透過光特性において、透過光パワーが最小となるバイアス電圧をＶmin、透過光パワーが最大となるバイアス電圧をＶmax、透過光パワーを最小から最大まで変化させるために必要なバイアス電圧をＶPi、ｎを整数とするとき、バイアス電圧Ｖ0＝（Ｖmin−Ｖmax）／２から透過光パワーが最小となる点に向かって、２ｎＶPiから（０．３＋２ｎ）×ＶPiの範囲、又は、（１＋２ｎ）×ＶPiから（０．７＋２ｎ）×ＶPiの範囲で前記マッハツェンダ型強度変調器にバイアス電圧を付与することを特徴とする。
An optical pulse velocity control device according to a third invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the optical pulse velocity control apparatus according to the second invention,
A bias control power supply for applying a bias voltage to the Mach-Zehnder type intensity modulator is provided,
The bias control power supply is
In the bias voltage versus transmitted light characteristics of the Mach-Zehnder type intensity modulator, the bias voltage that minimizes the transmitted light power is V min , the bias voltage that maximizes the transmitted light power is V max , and the transmitted light power varies from the minimum to the maximum When the bias voltage necessary for the operation is V Pi and n is an integer, from the bias voltage V 0 = (V min −V max ) / 2 to the point where the transmitted light power becomes the minimum, from 2 nV Pi (0 .3 + 2n) × V Pi , or (1 + 2n) × V Pi to (0.7 + 2n) × V Pi in a range of applying a bias voltage to the Mach-Zehnder type intensity modulator.
上記課題を解決する第４の発明に係る光パルス速度制御装置は、
上記第２の発明に記載の光パルス速度制御装置において、
前記光コム発生手段の後段に、前記光コムを平坦な周波数特性とする光フィルタを接続したことを特徴とする。
An optical pulse speed control device according to a fourth invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the optical pulse velocity control apparatus according to the second invention,
An optical filter having a flat frequency characteristic of the optical comb is connected to the subsequent stage of the optical comb generating means.
上記課題を解決する第５の発明に係る光パルスの速度制御方法は、
信号光となるパルス光が送信される光ファイバの媒質の特性によって決まる、ブリルアン散乱によるゲインのスペクトル幅をΔｆbとするとき、当該スペクトル幅Δｆb以下の周波数間隔の複数の線スペクトルからなる光コムを発生し、
前記光コムの強度を制御し、
前記光ファイバにおいて、前記信号光の伝播方向と反対方向に前記光コムを入射することにより、
前記光ファイバ中で誘導ブリルアン散乱を発生させて、平坦な周波数特性を持つブリルアンゲインを発生させると共に、前記ブリルアンゲインの強度を制御し、前記ブリルアンゲインによる群屈折率の変化の大きさを制御して、前記パルス光の速度を制御することを特徴とする。
An optical pulse speed control method according to a fifth invention for solving the above-described problems is as follows.
When the spectral width of the gain due to Brillouin scattering determined by the characteristics of the optical fiber medium to which the pulsed light serving as the signal light is Δf b , light composed of a plurality of line spectra with a frequency interval equal to or smaller than the spectral width Δf b Generated com,
Controlling the intensity of the optical comb;
In the optical fiber, by entering the optical comb in the direction opposite to the propagation direction of the signal light,
The stimulated Brillouin scattering is generated in the optical fiber to generate a Brillouin gain having a flat frequency characteristic, and the intensity of the Brillouin gain is controlled, and the magnitude of the change in the group refractive index due to the Brillouin gain is controlled. The speed of the pulsed light is controlled.
上記課題を解決する第６の発明に係る光パルスの速度制御方法は、
上記第５の発明に記載の光パルスの速度制御方法において、
前記光コムを、任意の順序で接続したマッハツェンダ型強度変調器と位相変調器とを用いて発生することを特徴とする。
An optical pulse speed control method according to a sixth invention for solving the above-described problem is
In the optical pulse speed control method according to the fifth invention,
The optical comb is generated using a Mach-Zehnder type intensity modulator and a phase modulator connected in an arbitrary order.
上記課題を解決する第７の発明に係る光パルスの速度制御方法は、
上記第６の発明に記載の光パルスの速度制御方法において、
前記マッハツェンダ型強度変調器のバイアス電圧対透過光特性において、透過光パワーが最小となるバイアス電圧をＶmin、透過光パワーが最大となるバイアス電圧をＶmax、透過光パワーを最小から最大まで変化させるために必要なバイアス電圧をＶPi、ｎを整数とするとき、バイアス電圧Ｖ0＝（Ｖmin−Ｖmax）／２から透過光パワーが最小となる点に向かって、２ｎＶPiから（０．３＋２ｎ）×ＶPiの範囲、又は、（１＋２ｎ）×ＶPiから（０．７＋２ｎ）×ＶPiの範囲で前記マッハツェンダ型強度変調器にバイアス電圧を付与することを特徴とする。
An optical pulse speed control method according to a seventh invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the optical pulse speed control method according to the sixth invention,
In the bias voltage versus transmitted light characteristics of the Mach-Zehnder type intensity modulator, the bias voltage that minimizes the transmitted light power is V min , the bias voltage that maximizes the transmitted light power is V max , and the transmitted light power varies from the minimum to the maximum When the bias voltage necessary for the operation is V Pi and n is an integer, from the bias voltage V 0 = (V min −V max ) / 2 to the point where the transmitted light power becomes the minimum, from 2 nV Pi (0 .. 3 + 2n) × V Pi , or (1 + 2n) × V Pi to (0.7 + 2n) × V Pi in the range of applying a bias voltage to the Mach-Zehnder type intensity modulator.
上記課題を解決する第８の発明に係る光パルスの速度制御方法は、
上記第６の発明に記載の光パルスの速度制御方法において、
前記光ファイバに入射する前に、前記光コムを平坦な周波数特性にすることを特徴とする。
An optical pulse speed control method according to an eighth invention for solving the above-described problems is as follows.
In the optical pulse speed control method according to the sixth invention,
Before the light enters the optical fiber, the optical comb has a flat frequency characteristic.
本発明によれば、従来の変調技術によりポンプ光スペクトルを拡大した場合に比べて、より歪の影響を抑制した遅延を発生させることができ、遅延に伴う歪を低減できるため、得られる最大遅延量を拡大することができる。 According to the present invention, it is possible to generate a delay that suppresses the influence of distortion more than when the pump light spectrum is expanded by a conventional modulation technique, and to reduce the distortion caused by the delay. The amount can be expanded.
本発明に係る光パルス制御装置及び光パルスの速度制御方法の実施形態について、図１から図１９を用いて説明する。 An embodiment of an optical pulse control device and an optical pulse speed control method according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図１は、本発明に係る光パルス速度制御装置の実施形態の一例を説明する概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an embodiment of an optical pulse velocity control device according to the present invention.
本実施例の光パルス速度制御装置は、図１に示すように、信号光となる周波数ｆsのパルス光を送信する送信機１０とパルス光を受信する受信機１２とが光ファイバ１４で接続された光伝送システムに設けるものであり、一定の周波数間隔ｆmの複数の線スペクトルからなる光コムを発生する光コム発生装置１６（光コム発生手段）と、発生した光コムを増幅する光増幅器１５（強度制御手段）とを有し、光カプラ１３（光合波器）を介して、光ファイバ１４に接続して、光ファイバ１４中の信号光の伝播方向と反対方向に光コムを入射する構成である。なお、光カプラ１３に換えて、光サーキュレータを用いてもよい。
As shown in FIG. 1, the optical pulse speed control apparatus according to the present embodiment includes a
本実施例の光パルス速度制御装置において、光コム発生装置１６には、周波数（ｆs±ｆb）のＣＷ光を出射する光源１１が接続されており、光コム発生装置１６は、光源１１から出射されたＣＷ光を用いて、光コムを発生し、発生した光コムを光増幅器１５で増幅した後、ブリルアン散乱発生用のポンプ光として、光カプラ１３を介して、光ファイバ１４に入射するようにしている。なお、本実施例においては、光増幅器１５を用いて、光コムの強度を制御しているが、光源１１や光コム発生装置１６を用いて、光コムの強度を制御する場合には、光増幅器１５は必ずしも必要ではない。
In the optical pulse velocity control apparatus of the present embodiment, the
そして、上記構成により、光ファイバ１４において、誘導ブリルアン散乱を発生させ、この誘導ブリルアン散乱により発生する群屈折率変化を利用して、光パルスの速度を制御可能としている。
With the above configuration, stimulated Brillouin scattering is generated in the
ここで、光コムについて、図２（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。なお、図２（ａ）は、光コム発生装置での入射光、出射光を説明する図であり、図２（ｂ）は、入射するＣＷ光、図２（ｃ）は、出射される光コムを示すスペクトルである。 Here, the optical comb will be described with reference to FIGS. 2A is a diagram illustrating incident light and outgoing light in the optical comb generator, FIG. 2B is incident CW light, and FIG. 2C is outgoing light. It is a spectrum which shows a comb.
光コムとは、その周波数スペクトルにおいて、一定の周波数間隔で複数の線スペクトルを持つ光のことで、光コム発生装置とは、この光コムを発生させるための装置である。例えば、図２（ｂ）に示すように、周波数ｆpのＣＷ光を光コム発生装置１６に入射した場合には、図２（ｃ）に示すように、光コムとして、一定の周波数間隔ｆmで複数の線スペクトルを持つ光が出力される。
An optical comb is light having a plurality of line spectra at a certain frequency interval in its frequency spectrum, and an optical comb generator is a device for generating this optical comb. For example, as shown in FIG. 2 (b), when entering the CW light of frequency f p in the
そして、このような光コムを、ブリルアン散乱発生用のポンプ光として用いると、平坦なゲイン特性が得ることができる。これを、図３（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。なお、図３（ａ）は、光ファイバへ入射する信号光、ポンプ光を説明する図であり、図３（ｂ）は、入射するＣＷ光、図３（ｃ）は、入射する光コム、図３（ｄ）は、入射したＣＷ光により得られたゲイン特性、図３（ｅ）は、入射した光コムにより得られたゲイン特性を示すスペクトルである。 When such an optical comb is used as pump light for generating Brillouin scattering, a flat gain characteristic can be obtained. This will be described with reference to FIGS. 3A is a diagram illustrating signal light and pump light incident on the optical fiber, FIG. 3B is incident CW light, FIG. 3C is incident optical comb, FIG. 3D shows a gain characteristic obtained by the incident CW light, and FIG. 3E shows a spectrum showing the gain characteristic obtained by the incident optical comb.
従来のように、周波数ｆpを持つスペクトル線幅の狭いＣＷ光（図５（ｂ）参照）を、ポンプ光として光ファイバ１４に入射した場合、上記（式２）に示すゲイン特性との畳み込み積分により、図５（ｄ）に示すように、ｆp−ｆbを中心に、Δｆbのスペクトル幅を持つローレンツ型のゲイン特性が得られることになる。
When conventional CW light having a frequency f p and a narrow spectral line width (see FIG. 5B) is incident on the
一方、本発明の場合、具体的には、一定の周波数間隔ｆm（但し、ｆm≦Δｆb）で複数の線スペクトルを持ち、各線スペクトルの強度が等しく、平坦な光コム（図５（ｃ）参照）を、ポンプ光として光ファイバ１４に入射した場合、上記（式２）との畳み込み積分により、ｆp−ｆbを中心に、平坦なゲイン特性が得られることになる。これにより、信号光が受けるゲインの周波数依存性によるスペクトルの変化を抑えることができ、歪を低減することができる。つまり、ポンプ光として、スペクトルの帯域が広く、かつ、周波数依存の少ない光コムを用いることにより、信号光の遅延を可能とすると共に、遅延に伴う信号光の歪みを更に低減することができる。
On the other hand, in the case of the present invention, specifically, a flat optical comb having a plurality of line spectra at a constant frequency interval f m (where f m ≦ Δf b ), the intensity of each line spectrum being equal, and a flat optical comb (FIG. 5 ( c)) is incident on the
なお、上記Δｆbは、光ファイバ１４の媒質の特性によって決まる、ブリルアン散乱によるゲインのスペクトル幅であり、周波数間隔ｆmがΔｆbより大きい場合には、発生するゲインに凹凸が生じてしまう。従って、Δｆb以下の周波数間隔ｆmで発生させた光コムを入射する必要がある。
The above Delta] f b is determined by the characteristics of the medium of the
このように、本実施例の光パルス速度制御装置においては、光コム発生装置１６により、一定の周波数間隔ｆmで複数の線スペクトルを持ち、各線スペクトルの強度が等しい光コムを発生させ、この光コムを光ファイバ１４に入射することにより、この光ファイバ１４中で誘導ブリルアン散乱を発生させて、平坦な周波数特性を持つブリルアンゲインを発生させている。そして、光コム発生装置１６で発生した光コムの強度を、光増幅器１５により増幅して制御することにより、光ファイバ１４で発生するブリルアンゲインの強度を制御し、ブリルアンゲインによる光ファイバ１４の群屈折率の変化の大きさを制御して、信号光の速度を制御している。
Thus, in the light pulse speed control device of the present embodiment, the
本実施例は、実施例１を前提とするものであり、実施例１における光コム発生装置１６に替えて、本実施例の光コム発生装置２０を用いたものである。従って、本実施例においては、実施例１と重複する説明は省略して、説明を行う。
The present embodiment is based on the first embodiment, and uses the
図４は、本実施例において用いる光コム発生装置２０を説明する概略構成図である。図４に示すように、光コム発生装置２０は、マッハツェンダ型強度変調器（以降、ＭＺ型強度変調器と呼ぶ。）２１と、位相変調器２２とを有するものである。ここでは、位相変調器２２をＭＺ型強度変調器２１の後段側に接続しているが、これらの接続順序は任意でよい（つまり、逆でもよい）。ＭＺ型強度変調器２１には、ＭＺ型強度変調器２１にバイアスを付与する直流電源２３と、周期ｆmで電気信号を発生し、当該電気信号をＭＺ型強度変調器２１に印加する信号発生器２４とが接続されており、又、位相変調器２２にも、同じ周期ｆmで電気信号を発生し、当該電気信号を位相変調器２２に印加する信号発生器２５が接続されている。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating the
本実施例の光コム発生装置２０においては、ＭＺ型強度変調器２１、位相変調器２２に印加する電気信号の周期ｆmを変更することによって、光コムにおける線スペクトルの周波数間隔ｆmを変更することができる。
In the optical
図５（ａ）に、本実施例の光コム発生装置２０において発生した光コムのスペクトルを示す。又、図５（ｂ）に、ポンプ光として、図５（ａ）に示す光コムを光ファイバ１４に入射した場合のゲイン特性の実験結果を示すと共に、比較のため、ポンプ光として、ＣＷ光を光ファイバ１４に入射した場合のゲイン特性を併記した。このとき、ＭＺ型強度変調器２１には、１０ＭＨｚのサイン波を付与し、バイアス電圧にＶ0を設定し、位相変調器２２には、変調指数Δθ＝６．５１を実現する１０ＭＨｚサイン波を付与している。
FIG. 5A shows the spectrum of the optical comb generated in the
このバイアス電圧Ｖ0は、ＭＺ型強度変調器２１の透過光パワーが最小となるバイアス電圧をＶmin、最大となるバイアス電圧をＶmaxとしたとき、Ｖ0＝（Ｖmin−Ｖmax）／２で求められる電圧である。
The bias voltage V 0 when the MZ-
又、変調指数Δθは、位相変調器２２において、位相をπずらすために必要な電圧ＶPiと、付与する信号の振幅Ｖより、下記式を用いて求められる。
図６に、ＭＺ型強度変調器におけるバイアス電圧−透過光パワー特性の例を示す。図６に示すように、ＭＺ型強度変調器の透過光パワーを最小から最大まで変化させるために必要なバイアス電圧をＶPiと規定すると、本実施例の光コム発生装置２０においては、光コムの発生のため、ＭＺ型強度変調器２１に上記バイアス電圧Ｖ0を付与すると共に、振幅がＶPi／２のサイン波を印加することで、５０％デューティー比パルスを発生させている。なお、光コム発生装置２０において発生する線スペクトルの本数は、変調指数Δθによって決まり、変調指数Δθを増加させると、発生する線スペクトルを増加させることができる。
FIG. 6 shows an example of bias voltage-transmitted light power characteristics in the MZ type intensity modulator. As shown in FIG. 6, when the bias voltage required to change the transmitted light power of the MZ type intensity modulator from the minimum to the maximum is defined as V Pi , the
図５（ａ）に示す光コムを、光増幅器１５において２２．６ｄＢｍまで増幅し、Dispersion Shifted Fiber、４０ｋｍへ、ポンプ光として入射した場合の光パルス速度制御実験結果を、図７に示す。信号光としては、５０ＭＨｚの繰り返しパルスを用いた。図７に示すように、遅延に伴うパルスの広がりを抑制しつつ、パルスが遅延していることが分かる。
FIG. 7 shows the optical pulse speed control experiment results when the optical comb shown in FIG. 5A is amplified to 22.6 dBm in the
本実施例も、実施例１を前提とするものであり、実施例１における光コム発生装置１６に替えて、本実施例の光コム発生装置３０を用いたものである。従って、本実施例においても、実施例１と重複する説明は省略して、説明を行う。
This embodiment is also based on the first embodiment, and uses the
図８は、本実施例において用いる光コム発生装置３０を説明する概略構成図である。図８に示すように、光コム発生装置３０は、ＭＺ型強度変調器３１と、位相変調器３２とを有し、ＭＺ型強度変調器３１には、ＭＺ型強度変調器３１に付与するバイアスを制御するバイアス制御電源３３と、周期ｆmで電気信号を発生し、当該電気信号をＭＺ型強度変調器３１に印加する信号発生器３４とが接続されており、又、位相変調器３２にも、同じ周期ｆmで電気信号を発生し、当該電気信号を位相変調器３２に印加する信号発生器３５が接続されている。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram illustrating the
つまり、本実施例の光コム発生装置３０は、実施例２の光コム発生装置２０における直流電源２３に替えて、バイアス制御電源３３を用いたものである。なお、本実施例の光コム発生装置３０においても、ＭＺ型強度変調器３１、位相変調器３２の接続順序は任意でよい（つまり、逆でもよい）。
That is, the
実施例２においては、光コムの発生のため、ＭＺ型強度変調器２１に単一のバイアス電圧Ｖ0＝（Ｖmin−Ｖmax）／２を付与するのみであったが、本実施例においては、ＭＺ型強度変調器３１に付与するバイアス電圧を所定の範囲内に制御することに特徴がある。
In the second embodiment, only the single bias voltage V 0 = (V min −V max ) / 2 is applied to the MZ
この具体的な制御を前述した図６を参照して説明する。図６に示したように、ＭＺ型強度変調器のバイアス電圧−透過光特性において、ＭＺ型強度変調器の透過光パワーを最小から最大まで変化させるために必要なバイアス電圧をＶPiと規定し、ｎを整数とすると、本実施例の光コム発生装置３０においては、バイアス制御電源３３を用いて、バイアス電圧Ｖ0から透過光パワーが最小となる点に向かって、範囲Ａ［２ｎＶPiから（０．３＋２ｎ）×ＶPiの範囲］、又は、範囲Ｂ［（１＋２ｎ）×ＶPiから（０．７＋２ｎ）×ＶPi］の間でＭＺ型強度変調器３１にバイアス電圧を付与して、光コムを発生させている。
This specific control will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 6, in the bias voltage-transmitted light characteristic of the MZ type intensity modulator, the bias voltage required to change the transmitted light power of the MZ type intensity modulator from the minimum to the maximum is defined as V Pi. , N is an integer, the
図９（ａ）〜（ｄ）に、バイアス電圧を変化させた場合における光コムの光パワー偏差特性のシミュレーション結果を示す。ここでは、周波数間隔ｆm＝１０ＭＨｚ、２０ＭＨｚ、３０ＭＨｚ、４０ＭＨｚについて示すと共に、各々において、変調指数Δθを２π、４π、６π、８πと変更して示している。又、横軸のバイアス電圧／Ｖpiは、バイアス電圧Ｖ0から透過パワーが最小値を示すバイアス電圧Ｖminへの方向をプラスとして符号をつけている。又、光パワー偏差を求める帯域は、バイアス電圧Ｖ0を付与した場合において、その光コムスペクトルにおける２つのピーク（スペクトル強度が最大となる凸部分）に挟まれた範囲の周波数を対象としている（図５（ａ）参照）。図９（ａ）〜（ｄ）に示すように、Ｖ0を基点にして、バイアス電圧／Ｖpiを、０から０．３、そして、０．７から１．０まで変化させた範囲に設定することにより、光パワー偏差が減少することが分かる。 9A to 9D show simulation results of the optical power deviation characteristics of the optical comb when the bias voltage is changed. Here, frequency intervals f m = 10 MHz, 20 MHz, 30 MHz, and 40 MHz are shown, and the modulation index Δθ is changed to 2π, 4π, 6π, and 8π, respectively. Also, the bias voltage / V pi on the horizontal axis is labeled with a positive direction from the bias voltage V 0 to the bias voltage V min where the transmitted power has a minimum value. The band for obtaining the optical power deviation covers a frequency in a range between two peaks (convex portions where the spectrum intensity is maximum) in the optical comb spectrum when the bias voltage V 0 is applied ( (See FIG. 5 (a)). As shown in FIGS. 9A to 9D, the bias voltage / V pi is set to a range in which the bias voltage / V pi is changed from 0 to 0.3 and from 0.7 to 1.0 with V 0 as the base point. It can be seen that the optical power deviation decreases.
図１０（ａ）〜（ｄ）に、変調指数Δθを変化させた場合における光パワー偏差が最小となるバイアス電圧／ＶPi値のシミュレーション結果を示す。ここでも、周波数間隔ｆm＝１０ＭＨｚ、２０ＭＨｚ、３０ＭＨｚ、４０ＭＨｚについて示している。図１０（ａ）〜（ｄ）に示すように、変調指数Δθの変化に関わらず、０から０．３の範囲内に最適なバイアス電圧／Ｖpiがあることが分かる。なお、バイアス電圧／Ｖpiが、０から０．３へ変化する場合と、１．０から０．７へ変化する場合とは、同じ特性を示すため、ここでは、そのシミュレーション結果を省略してある。又、変調指数Δθは、現実的には１０π程度までであり、それ以上の変調指数を与えることは、信号発生器３５における電気アンプの性能や、位相変調器３２への入射可能電圧の制限などを考えると実用的ではない。
FIGS. 10A to 10D show simulation results of the bias voltage / V Pi value at which the optical power deviation is minimized when the modulation index Δθ is changed. Again, frequency intervals f m = 10 MHz, 20 MHz, 30 MHz, and 40 MHz are shown. As shown in FIGS. 10A to 10D, it can be seen that there is an optimum bias voltage / V pi in the range of 0 to 0.3 regardless of the change of the modulation index Δθ. Since the case where the bias voltage / V pi changes from 0 to 0.3 and the case where the bias voltage / V pi changes from 1.0 to 0.7 show the same characteristics, the simulation result is omitted here. is there. Further, the modulation index Δθ is practically up to about 10π, and giving a modulation index higher than that is the performance of the electric amplifier in the
このような変調特性は、ＶPiを周期として繰り返すため、上記範囲は、整数をｎとすると、［２ｎＶPiから（０．３＋２ｎ）×ＶPi］、［（０．７＋２ｎ）×ＶPiから（１＋２ｎ）×ＶPi］と書き換えることができる。 Since such a modulation characteristic repeats with V Pi as a period, the above range is from [2nV Pi to (0.3 + 2n) × V Pi ], [(0.7 + 2n) × V Pi ( 1 + 2n) × V Pi ].
図１１（ａ）〜（ｄ）に、変調指数Δθの変化に対して、バイアス電圧にＶ0を設定した場合の光コムの光パワー偏差、光パワー偏差の最小値（最小の光パワー偏差となるバイアス電圧を設定している。）を示すと共に、それらの差、つまり、光パワー偏差向上量を併記した。ここでも、周波数間隔ｆm＝１０ＭＨｚ、２０ＭＨｚ、３０ＭＨｚ、４０ＭＨｚについて示している。図１１（ａ）〜（ｄ）に示すように、どの場合においても、光パワー偏差向上量が正の値であり、これは、バイアス電圧にＶ0を設定した場合の光パワー偏差を改善するバイアス電圧が存在することを意味している。そして、図１０との関係から、光パワー偏差を改善するバイアス電圧が、［２ｎＶPiから（０．３＋２ｎ）×ＶPi］、又は、［（０．７＋２ｎ）×ＶPiから（１＋２ｎ）×ＶPi］の範囲にあることが確認できた。 11A to 11D, the optical power deviation of the optical comb when the bias voltage is set to V 0 with respect to the change of the modulation index Δθ, the minimum value of the optical power deviation (the minimum optical power deviation and And the difference between them, that is, the optical power deviation improvement amount is also shown. Again, frequency intervals f m = 10 MHz, 20 MHz, 30 MHz, and 40 MHz are shown. As shown in FIGS. 11A to 11D, in any case, the optical power deviation improvement amount is a positive value, which improves the optical power deviation when V 0 is set as the bias voltage. It means that there is a bias voltage. From the relationship with FIG. 10, the bias voltage for improving the optical power deviation is [2nV Pi to (0.3 + 2n) × V Pi ] or [(0.7 + 2n) × V Pi to (1 + 2n) × V. Pi ] was confirmed.
図１２に、変調指数Δθ＝８π、バイアス電圧Ｖ0を設定した場合の光コムをポンプ光として用いた場合のブリルアンゲインと、変調指数Δθ＝８π、バイアス電圧に［Ｖ0−０．２ＶPi］を設定した場合のブリルアンゲインの計算結果を示す。図１２に示すように、バイアス電圧を制御することによって、光パワー偏差が向上していることが分かる。 FIG. 12 shows the Brillouin gain when the optical comb when the modulation index Δθ = 8π and the bias voltage V 0 is set as pump light, the modulation index Δθ = 8π, and the bias voltage [V 0 −0.2V Pi. ] Indicates the Brillouin gain calculation result. As shown in FIG. 12, it can be seen that the optical power deviation is improved by controlling the bias voltage.
図１３（ａ）に、実際にバイアス電圧を変化させた場合の光コムを示し、図１３（ｂ）に、そのゲインスペクトルの実験結果を示す。図１３（ａ）に示すように、光コム自身の各線スペクトルには、光パワー偏差が生じているが、ブリルアンゲインスペクトルとの畳み込みの過程で平均化されるため、図１３（ｂ）に示すように、得られたゲインスペクトル特性は、平坦化されていることが分かる。 FIG. 13A shows an optical comb when the bias voltage is actually changed, and FIG. 13B shows an experimental result of the gain spectrum. As shown in FIG. 13 (a), optical power deviations occur in each line spectrum of the optical comb itself, but are averaged in the process of convolution with the Brillouin gain spectrum. Thus, it can be seen that the obtained gain spectrum characteristic is flattened.
この時の光コムの時間波形と、バイアス電圧に［Ｖ0−０．３ＶPi］を与えた時のパルス波形のシミュレーション結果を図１４に示す。図１３（ａ）に示すように、波形から、バイアス電圧が［Ｖ0−０．３ＶPi］以下の範囲で、スペクトルの平坦化が行われていることが確認できる。 FIG. 14 shows the simulation result of the time waveform of the optical comb at this time and the pulse waveform when [V 0 −0.3 V Pi ] is applied to the bias voltage. As shown in FIG. 13A, it can be confirmed from the waveform that the spectrum is flattened in the range where the bias voltage is [V 0 −0.3V Pi ] or less.
図１５に、本実施例の光コムを光増幅器１５において１５．６ｄＢｍまで増幅し、ポンプ光として、光ファイバ１４へ入射した場合の光パルス速度制御実験結果を示す。信号光としては、５０ＭＨｚの繰り返しパルスを用いた。図１５に示すように、遅延に伴う歪を抑制しつつ、パルスが遅延していることが分かる。又、実施例２の図７示したパルスに比べ、より歪が低減されていることが分かる。
FIG. 15 shows an optical pulse speed control experiment result when the optical comb of the present embodiment is amplified to 15.6 dBm in the
本実施例も、実施例１を前提とするものであり、実施例１における光コム発生装置１６に替えて、本実施例の光コム発生装置４０を用いたものである。従って、本実施例においても、実施例１と重複する説明は省略して、説明を行う。
This embodiment is also based on the first embodiment, and uses the
図１６は、本実施例において用いる光コム発生装置４０を説明する概略構成図である。図１６に示すように、光コム発生装置４０は、ＭＺ型強度変調器４１と、位相変調器４２と、光フィルタ４３を有し、ＭＺ型強度変調器４１には、ＭＺ型強度変調器４１にバイアスを付与する直流電源４４と、周期ｆmで電気信号を発生し、当該電気信号をＭＺ型強度変調器４１に印加する信号発生器４５とが接続されており、又、位相変調器４２にも、同じ周期ｆmで電気信号を発生し、当該電気信号を位相変調器４２に印加する信号発生器４６が接続されている。
FIG. 16 is a schematic configuration diagram illustrating an
つまり、本実施例の光コム発生装置４０は、実施例２の光コム発生装置２０の後段に、光コムのスペクトル成形用の光フィルタ４３を接続したものである。この光フィルタ４３は、Δｆb以下の間隔の複数の線スペクトルからなる光コムにおいて、そのスペクトル両端に発生する凸状のスペクトルを抑制して、平坦な周波数特性を持つブリルアンゲインを発生できるようにしている。なお、本実施例の光コム発生装置４０においても、ＭＺ型強度変調器４１、位相変調器４２の接続順序は任意でよい（つまり、逆でもよい）。
That is, the
図１７に、光フィルタ４３を用いた場合と、光フィルタ４３を用いない場合のゲインスペクトルのシミュレーション結果を示す。なお、光フィルタ４３としては、半値全幅１００ＭＨｚのガウス型のフィルタ特性を持つものを仮定した（図１８参照）。ここで、ｆ0は信号光のキャリア周波数である。図１７に示すように、光フィルタ４３により、ゲインスペクトルの両端の凸部分が抑制され、より平坦化されていることが分かる。
FIG. 17 shows gain spectrum simulation results when the
図１９に、光フィルタ４３を用いた場合と、光フィルタ４３を用いない場合についての光パルス速度制御シミュレーション結果を示す。なお、シミュレーションでは、光パルスのパルス幅１０ｎｓ、ピークパワー１ｍＷ、位相変調器４２に与える信号の周期１０ＭＨｚ、変調指数６．５１とした。図１９に示すように、光フィルタ４３を用いない場合には、光パルスの歪が観測されるが、光フィルタ４３を用いた場合は、歪無く遅延していることが分かる。
FIG. 19 shows optical pulse velocity control simulation results when the
なお、本発明は、上記実施形態例そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態例に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種種の発明を形成できる。例えば、実施形態例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施形態例に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiment examples may be appropriately combined.
本発明は、光信号の速度制御を実現する機能を持ち、光バッファや可変遅延回路として利用することができる。 The present invention has a function of realizing speed control of an optical signal and can be used as an optical buffer or a variable delay circuit.
１０ 送信機
１１ 光源
１２ 受信機
１３ 光カプラ又は光サーキュレータ
１４ 光ファイバ
１５ 光増幅器
１６ 光コム発生装置
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記光ファイバの媒質の特性によって決まる、ブリルアン散乱によるゲインのスペクトル幅をΔｆbとするとき、当該スペクトル幅Δｆb以下の周波数間隔の複数の線スペクトルからなる光コムを発生させる光コム発生手段と、
前記光コムの強度を制御する強度制御手段と、
前記光ファイバにおいて、前記信号光の伝播方向と反対方向に前記光コムを入射する光合波器とを有し、
前記光ファイバに前記光コムを入射することにより、前記光ファイバ中で誘導ブリルアン散乱を発生させて、平坦な周波数特性を持つブリルアンゲインを発生させると共に、前記光コムの強度を制御することにより、前記ブリルアンゲインの強度を制御し、前記ブリルアンゲインによる群屈折率の変化の大きさを制御して、前記パルス光の速度を制御することを特徴とする光パルス速度制御装置。 An optical fiber through which pulsed light as signal light is transmitted;
An optical comb generating means for generating an optical comb comprising a plurality of line spectra having a frequency interval equal to or less than the spectral width Δf b , where Δf b is a gain spectral width determined by Brillouin scattering determined by the characteristics of the optical fiber medium; ,
Intensity control means for controlling the intensity of the optical comb;
In the optical fiber, having an optical multiplexer that enters the optical comb in the direction opposite to the propagation direction of the signal light,
By injecting the optical comb into the optical fiber, generating stimulated Brillouin scattering in the optical fiber, generating a Brillouin gain having a flat frequency characteristic, and controlling the intensity of the optical comb, An optical pulse speed control device that controls the intensity of the Brillouin gain and controls the speed of the pulsed light by controlling the magnitude of a change in the group refractive index due to the Brillouin gain.
前記光コム発生手段を、マッハツェンダ型強度変調器と位相変調器とを任意の順序で接続して構成したことを特徴とする光パルス速度制御装置。 In the optical pulse velocity control device according to claim 1,
An optical pulse speed control device, wherein the optical comb generating means is configured by connecting a Mach-Zehnder type intensity modulator and a phase modulator in an arbitrary order.
前記マッハツェンダ型強度変調器にバイアス電圧を付与するバイアス制御電源を設け、
前記バイアス制御電源は、
前記マッハツェンダ型強度変調器のバイアス電圧対透過光特性において、透過光パワーが最小となるバイアス電圧をＶmin、透過光パワーが最大となるバイアス電圧をＶmax、透過光パワーを最小から最大まで変化させるために必要なバイアス電圧をＶPi、ｎを整数とするとき、バイアス電圧Ｖ0＝（Ｖmin−Ｖmax）／２から透過光パワーが最小となる点に向かって、２ｎＶPiから（０．３＋２ｎ）×ＶPiの範囲、又は、（１＋２ｎ）×ＶPiから（０．７＋２ｎ）×ＶPiの範囲で前記マッハツェンダ型強度変調器にバイアス電圧を付与することを特徴とする光パルス速度制御装置。 The optical pulse velocity control device according to claim 2,
A bias control power supply for applying a bias voltage to the Mach-Zehnder type intensity modulator is provided,
The bias control power supply is
In the bias voltage versus transmitted light characteristics of the Mach-Zehnder type intensity modulator, the bias voltage that minimizes the transmitted light power is V min , the bias voltage that maximizes the transmitted light power is V max , and the transmitted light power varies from the minimum to the maximum When the bias voltage necessary for the operation is V Pi and n is an integer, from the bias voltage V 0 = (V min −V max ) / 2 to the point where the transmitted light power becomes the minimum, from 2 nV Pi (0 .3 + 2n) × V Pi , or (1 + 2n) × V Pi to (0.7 + 2n) × V Pi in the range of (0.7 + 2n) × V Pi , applying a bias voltage to the Mach-Zehnder type intensity modulator apparatus.
前記光コム発生手段の後段に、前記光コムを平坦な周波数特性とする光フィルタを接続したことを特徴とする光パルス速度制御装置。 The optical pulse velocity control device according to claim 2,
An optical pulse rate control apparatus characterized by connecting an optical filter having a flat frequency characteristic to the optical comb after the optical comb generating means.
前記光コムの強度を制御し、
前記光ファイバにおいて、前記信号光の伝播方向と反対方向に前記光コムを入射することにより、
前記光ファイバ中で誘導ブリルアン散乱を発生させて、平坦な周波数特性を持つブリルアンゲインを発生させると共に、前記ブリルアンゲインの強度を制御し、前記ブリルアンゲインによる群屈折率の変化の大きさを制御して、前記パルス光の速度を制御することを特徴とする光パルスの速度制御方法。 When the spectral width of the gain due to Brillouin scattering determined by the characteristics of the optical fiber medium to which the pulsed light serving as the signal light is Δf b , light composed of a plurality of line spectra with a frequency interval equal to or smaller than the spectral width Δf b Generated com,
Controlling the intensity of the optical comb;
In the optical fiber, by entering the optical comb in the direction opposite to the propagation direction of the signal light,
The stimulated Brillouin scattering is generated in the optical fiber to generate a Brillouin gain having a flat frequency characteristic, and the intensity of the Brillouin gain is controlled, and the magnitude of the change in the group refractive index due to the Brillouin gain is controlled. And controlling the speed of the pulsed light.
前記光コムを、任意の順序で接続したマッハツェンダ型強度変調器と位相変調器とを用いて発生することを特徴とする光パルスの速度制御方法。 The speed control method of an optical pulse according to claim 5,
An optical pulse speed control method, wherein the optical comb is generated using a Mach-Zehnder type intensity modulator and a phase modulator connected in an arbitrary order.
前記マッハツェンダ型強度変調器のバイアス電圧対透過光特性において、透過光パワーが最小となるバイアス電圧をＶmin、透過光パワーが最大となるバイアス電圧をＶmax、透過光パワーを最小から最大まで変化させるために必要なバイアス電圧をＶPi、ｎを整数とするとき、バイアス電圧Ｖ0＝（Ｖmin−Ｖmax）／２から透過光パワーが最小となる点に向かって、２ｎＶPiから（０．３＋２ｎ）×ＶPiの範囲、又は、（１＋２ｎ）×ＶPiから（０．７＋２ｎ）×ＶPiの範囲で前記マッハツェンダ型強度変調器にバイアス電圧を付与することを特徴とする光パルスの速度制御方法。 The speed control method of an optical pulse according to claim 6,
In the bias voltage versus transmitted light characteristics of the Mach-Zehnder type intensity modulator, the bias voltage that minimizes the transmitted light power is V min , the bias voltage that maximizes the transmitted light power is V max , and the transmitted light power varies from the minimum to the maximum When the bias voltage necessary for the operation is V Pi and n is an integer, from the bias voltage V 0 = (V min −V max ) / 2 to the point where the transmitted light power becomes the minimum, from 2 nV Pi (0 .3 + 2n) × V Pi , or (1 + 2n) × V Pi to (0.7 + 2n) × V Pi in the range of applying the bias voltage to the Mach-Zehnder type intensity modulator. Control method.
前記光ファイバに入射する前に、前記光コムを平坦な周波数特性にすることを特徴とする光パルスの速度制御方法。 The speed control method of an optical pulse according to claim 6,
A speed control method of an optical pulse, wherein the optical comb has a flat frequency characteristic before entering the optical fiber.
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