JPH098741A - 光クロック抽出回路 - Google Patents
光クロック抽出回路Info
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- JPH098741A JPH098741A JP7150527A JP15052795A JPH098741A JP H098741 A JPH098741 A JP H098741A JP 7150527 A JP7150527 A JP 7150527A JP 15052795 A JP15052795 A JP 15052795A JP H098741 A JPH098741 A JP H098741A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 入射光の偏波および波長に依存せず、超高速
の光信号からクロック周波数成分を抽出して安定した光
クロックを生成することができる光クロック抽出回路を
実現する。 【構成】 ディジタル光信号を電気信号に変換する光電
気変換器と、光共振器およびこの光共振器内に配置され
た利得媒質およびモードロック変調器とにより構成され
るモードロック型レーザと、光電気変換器の出力信号を
モードロック型レーザのモードロック変調器へ結合する
インピーダンス整合回路とを備え、モードロック型レー
ザからディジタル光信号に対応する光クロックを出力す
る。
の光信号からクロック周波数成分を抽出して安定した光
クロックを生成することができる光クロック抽出回路を
実現する。 【構成】 ディジタル光信号を電気信号に変換する光電
気変換器と、光共振器およびこの光共振器内に配置され
た利得媒質およびモードロック変調器とにより構成され
るモードロック型レーザと、光電気変換器の出力信号を
モードロック型レーザのモードロック変調器へ結合する
インピーダンス整合回路とを備え、モードロック型レー
ザからディジタル光信号に対応する光クロックを出力す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光信号から光クロック
を抽出して取り出す光クロック抽出回路に関する。
を抽出して取り出す光クロック抽出回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】図９は、従来の光クロック抽出回路の構
成例を示す。図において、相互位相変調器８１、光増幅
器８２、光アイソレータ８３、波長フィルタ８４、光カ
プラ８５が、光ファイバを介して接続され、リング型光
共振器が構成される。相互位相変調器８１からリング型
光共振器内に周波数ｆ0 のクロックをもつ光信号を入射
すると、共振周波数間隔がｆ0 の整数分の１のとき、周
波数ｆ0 の光クロックが光カプラ８５から取り出され
る。この構成の光クロック抽出回路は、スミス氏その他
によって報告されている（" All-optical clockrecover
y using a mode-locked laser", Electronics Letters,
vol.28,pp.1814-1816 (1992)) 。この光クロック抽出
回路では、例えば光ファイバ中の非線形光学効果を用い
る超高速の相互位相変調器を用いれば、10Ｇbit/s 以上
の高速信号からのクロック抽出が可能になっている。
成例を示す。図において、相互位相変調器８１、光増幅
器８２、光アイソレータ８３、波長フィルタ８４、光カ
プラ８５が、光ファイバを介して接続され、リング型光
共振器が構成される。相互位相変調器８１からリング型
光共振器内に周波数ｆ0 のクロックをもつ光信号を入射
すると、共振周波数間隔がｆ0 の整数分の１のとき、周
波数ｆ0 の光クロックが光カプラ８５から取り出され
る。この構成の光クロック抽出回路は、スミス氏その他
によって報告されている（" All-optical clockrecover
y using a mode-locked laser", Electronics Letters,
vol.28,pp.1814-1816 (1992)) 。この光クロック抽出
回路では、例えば光ファイバ中の非線形光学効果を用い
る超高速の相互位相変調器を用いれば、10Ｇbit/s 以上
の高速信号からのクロック抽出が可能になっている。
【０００３】図１０は、従来の光クロック抽出回路の他
の構成例を示す。図において、光信号は、光カプラ９１
を介してモードロック型半導体レーザ９２に入射され、
光信号に対応する光クロックが光カプラ９１を介して取
り出される。この構成の光クロック抽出回路は、小野氏
その他によって報告されている（“モノリシックモード
同期ＬＤを用いた10Ｇb/s 光クロック抽出実験”，1995
年電子情報通信学会総合大会Ｂ−1157）。
の構成例を示す。図において、光信号は、光カプラ９１
を介してモードロック型半導体レーザ９２に入射され、
光信号に対応する光クロックが光カプラ９１を介して取
り出される。この構成の光クロック抽出回路は、小野氏
その他によって報告されている（“モノリシックモード
同期ＬＤを用いた10Ｇb/s 光クロック抽出実験”，1995
年電子情報通信学会総合大会Ｂ−1157）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図９に示す従来の光ク
ロック抽出回路では、次のような問題点がある。 共振器長が数十メートル以上と長いので、共振周波
数間隔と光信号のクロック周波数の比が 100倍以上にな
り、系を安定に保つことが困難である。 共振器長が長いので、安定なクロックを発振するま
でに時間がかかる。
ロック抽出回路では、次のような問題点がある。 共振器長が数十メートル以上と長いので、共振周波
数間隔と光信号のクロック周波数の比が 100倍以上にな
り、系を安定に保つことが困難である。 共振器長が長いので、安定なクロックを発振するま
でに時間がかかる。
【０００５】 動作帯域幅の調整が困難である。 入射光の偏波に対する依存性が強い。 入射光の波長に対する依存性が強い。 超高速の相互位相変調器として、現時点では長尺
（数ｋｍ）の光ファイバのみが利用可能であり、上記の
〜の問題点がさらに大きくなる。
（数ｋｍ）の光ファイバのみが利用可能であり、上記の
〜の問題点がさらに大きくなる。
【０００６】図１０に示す従来の光クロック抽出回路で
は、，，，の問題点は軽減されるが、，の
問題点は依然として残る。これは、一般にモードロック
型半導体レーザの光共振器特性が強い偏波依存性をも
ち、波長に対しても共振器構造を反映した強い波長依存
性をもつからである。本発明は、以上の問題点を解決す
るものであり、超高速の光信号からクロック周波数成
分を抽出して安定した光クロック生成を可能とし、短
時間で安定した光クロックを出力でき、動作帯域幅の
調整を容易に行うことができ、入射光の偏波に対する
依存性を小さくでき、入射光の波長に対する依存性を
小さくできるとともに、集積化による小型化を可能にし
た光クロック抽出回路を提供することを目的とする。
は、，，，の問題点は軽減されるが、，の
問題点は依然として残る。これは、一般にモードロック
型半導体レーザの光共振器特性が強い偏波依存性をも
ち、波長に対しても共振器構造を反映した強い波長依存
性をもつからである。本発明は、以上の問題点を解決す
るものであり、超高速の光信号からクロック周波数成
分を抽出して安定した光クロック生成を可能とし、短
時間で安定した光クロックを出力でき、動作帯域幅の
調整を容易に行うことができ、入射光の偏波に対する
依存性を小さくでき、入射光の波長に対する依存性を
小さくできるとともに、集積化による小型化を可能にし
た光クロック抽出回路を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の光クロック抽出
回路は、ディジタル光信号を電気信号に変換する光電気
変換器と、光共振器およびこの光共振器内に配置された
利得媒質およびモードロック変調器とにより構成される
モードロック型レーザと、光電気変換器の出力信号をモ
ードロック型レーザのモードロック変調器へ結合するイ
ンピーダンス整合回路とを備え、モードロック型レーザ
からディジタル光信号に対応する光クロックを出力す
る。
回路は、ディジタル光信号を電気信号に変換する光電気
変換器と、光共振器およびこの光共振器内に配置された
利得媒質およびモードロック変調器とにより構成される
モードロック型レーザと、光電気変換器の出力信号をモ
ードロック型レーザのモードロック変調器へ結合するイ
ンピーダンス整合回路とを備え、モードロック型レーザ
からディジタル光信号に対応する光クロックを出力す
る。
【０００８】また、光電気変換器とインピーダンス整合
回路との間に、クロック抽出の同調帯域幅を制限する周
波数フィルタを備える。また、光電気変換器とインピー
ダンス整合回路との間に、光電気変換器出力を増幅する
電気増幅器を備える。また、光電気変換器の前段に、光
電気変換器に入射するディジタル光信号を増幅する光増
幅器を備える。
回路との間に、クロック抽出の同調帯域幅を制限する周
波数フィルタを備える。また、光電気変換器とインピー
ダンス整合回路との間に、光電気変換器出力を増幅する
電気増幅器を備える。また、光電気変換器の前段に、光
電気変換器に入射するディジタル光信号を増幅する光増
幅器を備える。
【０００９】また、モードロック型レーザの後段に、モ
ードロック型レーザのモード周波数間隔の整数倍のフリ
ースペクトルレンジを有し、高調波クロックを生成する
光フィルタを備える。本発明の光クロック抽出回路は、
モードロック型レーザが半導体基板上に集積化されたモ
ードロック型半導体レーザとする。
ードロック型レーザのモード周波数間隔の整数倍のフリ
ースペクトルレンジを有し、高調波クロックを生成する
光フィルタを備える。本発明の光クロック抽出回路は、
モードロック型レーザが半導体基板上に集積化されたモ
ードロック型半導体レーザとする。
【００１０】本発明の光クロック抽出回路は、半導体基
板上に各構成要素を集積化して構成する。
板上に各構成要素を集積化して構成する。
【００１１】
【作用】本発明の光クロック抽出回路は、光信号を電気
信号に変換し、効率よくモードロック型レーザを駆動す
ることにより、電気信号のクロック成分に引き込まれた
周波数で光クロックを発生させることができる。
信号に変換し、効率よくモードロック型レーザを駆動す
ることにより、電気信号のクロック成分に引き込まれた
周波数で光クロックを発生させることができる。
【００１２】
【実施例】図１は、本発明の光クロック抽出回路の第１
実施例の構成を示す。図において、モードロック型レー
ザ１０は、対向する２枚のミラー１１，１２で構成され
るファブリペロー共振器内に、利得媒質１３とモードロ
ック変調器１４を配置して構成される。光信号は、光電
気変換器２０で電気信号に変換され、インピーダンス整
合回路３０を介してモードロック型レーザ１０のモード
ロック変調器１４に入力される。なお、光電気変換器２
０は、フォトダイオード、アバランシェフォトダイオー
ド、ＭＳＭ受光器、その他を用いることができる。ま
た、ファブリペロー共振器内に発振周波数帯を定める光
フィルタを挿入してもよい。
実施例の構成を示す。図において、モードロック型レー
ザ１０は、対向する２枚のミラー１１，１２で構成され
るファブリペロー共振器内に、利得媒質１３とモードロ
ック変調器１４を配置して構成される。光信号は、光電
気変換器２０で電気信号に変換され、インピーダンス整
合回路３０を介してモードロック型レーザ１０のモード
ロック変調器１４に入力される。なお、光電気変換器２
０は、フォトダイオード、アバランシェフォトダイオー
ド、ＭＳＭ受光器、その他を用いることができる。ま
た、ファブリペロー共振器内に発振周波数帯を定める光
フィルタを挿入してもよい。
【００１３】図２は、第１実施例におけるモードロック
型レーザ１０の他の構成例を示す。図において、モード
ロック型レーザ１０は、３枚以上のミラー、または光フ
ァイバ、または光導波路で構成されるリング共振器内
に、利得媒質１３とモードロック変調器１４を配置して
構成される。また、リング共振器内には、光クロックを
取り出すための光分岐手段１５が配置され、必要に応じ
て光の周回方向を定める光アイソレータ１６、発振周波
数帯を定める光フィルタ１７が挿入される。
型レーザ１０の他の構成例を示す。図において、モード
ロック型レーザ１０は、３枚以上のミラー、または光フ
ァイバ、または光導波路で構成されるリング共振器内
に、利得媒質１３とモードロック変調器１４を配置して
構成される。また、リング共振器内には、光クロックを
取り出すための光分岐手段１５が配置され、必要に応じ
て光の周回方向を定める光アイソレータ１６、発振周波
数帯を定める光フィルタ１７が挿入される。
【００１４】ここで、モードロック型レーザ１０として
モードロック型半導体レーザを用いた場合の電気的結合
を図３に示す。図において、モードロック型半導体レー
ザは、半導体基板上の導波路にモノリシックに集積して
構成され、利得領域および変調領域に対応するダイオー
ドを抵抗を介して結合した等価回路で示される。インピ
ーダンス整合回路３０は、コンデンサ３１，３２、コイ
ル３３、抵抗器３４により構成され、光電気変換器２０
から入力される高周波信号を効率よくモードロック型半
導体レーザに伝達し、かつバイアス電圧ＶB を印加する
機能をもつ。なお、抵抗器３４は、モードロック型半導
体レーザの変調領域が高インピーダンスであるので、通
常は数十Ωの低抵抗のものが用いられる。
モードロック型半導体レーザを用いた場合の電気的結合
を図３に示す。図において、モードロック型半導体レー
ザは、半導体基板上の導波路にモノリシックに集積して
構成され、利得領域および変調領域に対応するダイオー
ドを抵抗を介して結合した等価回路で示される。インピ
ーダンス整合回路３０は、コンデンサ３１，３２、コイ
ル３３、抵抗器３４により構成され、光電気変換器２０
から入力される高周波信号を効率よくモードロック型半
導体レーザに伝達し、かつバイアス電圧ＶB を印加する
機能をもつ。なお、抵抗器３４は、モードロック型半導
体レーザの変調領域が高インピーダンスであるので、通
常は数十Ωの低抵抗のものが用いられる。
【００１５】本発明の光クロック抽出回路には、クロッ
ク周波数ｆ0 で符号化された光信号が入力されるものと
する。光信号がＲＺ(return zero) で強度変調されてい
るとすると、このＲＺ信号はｆ0 に強い周波数成分をも
つ。また、光信号がＮＲＺ(non return zero) で強度変
調されている場合には、図４に示すマッハツェンダ干渉
計などを用いてクロック周波数成分を生成することがで
きる。ＮＲＺ信号がマッハツェンダ干渉計に入射される
と、２つの経路に分岐される。各経路の光路差は、１ビ
ットの時間の１／２以下でかつ位相差がπの奇数倍に対
応する長さに設定される。各経路を伝搬した光は、合波
されると互いに干渉して導波路から発散モードとして消
失してゆく。すなわち、元のパルスのエッジに対応して
新たな光パルスが生成され、クロック成分が生成され
る。
ク周波数ｆ0 で符号化された光信号が入力されるものと
する。光信号がＲＺ(return zero) で強度変調されてい
るとすると、このＲＺ信号はｆ0 に強い周波数成分をも
つ。また、光信号がＮＲＺ(non return zero) で強度変
調されている場合には、図４に示すマッハツェンダ干渉
計などを用いてクロック周波数成分を生成することがで
きる。ＮＲＺ信号がマッハツェンダ干渉計に入射される
と、２つの経路に分岐される。各経路の光路差は、１ビ
ットの時間の１／２以下でかつ位相差がπの奇数倍に対
応する長さに設定される。各経路を伝搬した光は、合波
されると互いに干渉して導波路から発散モードとして消
失してゆく。すなわち、元のパルスのエッジに対応して
新たな光パルスが生成され、クロック成分が生成され
る。
【００１６】また、光信号が位相変調の場合は、分散媒
質などで強度変調に変換した後に本発明の光クロック抽
出回路に入射される。本発明の光クロック抽出回路に入
射された光信号は、光電気変換器２０で電気信号に変換
される。この電気信号は、インピーダンス整合回路３０
を介して効率的にモードロック型レーザ１０のモードロ
ック変調器１４に印加される。モードロック型レーザ１
０は、その共振器構造に対応するモード周波数間隔ｆ
0MD の信号でモードロック変調器１４を変調すると、各
々の発振光モードが結合される。このとき、モードロッ
ク型レーザ１０から出射される光は、繰り返し周波数が
変調周波数に等しい短パルス列となる。
質などで強度変調に変換した後に本発明の光クロック抽
出回路に入射される。本発明の光クロック抽出回路に入
射された光信号は、光電気変換器２０で電気信号に変換
される。この電気信号は、インピーダンス整合回路３０
を介して効率的にモードロック型レーザ１０のモードロ
ック変調器１４に印加される。モードロック型レーザ１
０は、その共振器構造に対応するモード周波数間隔ｆ
0MD の信号でモードロック変調器１４を変調すると、各
々の発振光モードが結合される。このとき、モードロッ
ク型レーザ１０から出射される光は、繰り返し周波数が
変調周波数に等しい短パルス列となる。
【００１７】共振器のモード周波数間隔ｆ0MD は、レー
ザの共振器長をＬ、共振器内の実効屈折率をＮeff 、光
速度をｃとすれば、 ｆ0MD ＝ｃ／（２・Ｎeff・Ｌ） で示される。ここで、クロック周波数ｆ0 と共振器のモ
ード周波数間隔ｆ0MD が一致する場合は最も弱い信号で
光モード結合がなされるが、信号が強ければｆ0とｆ
0MD が一致せず近接している場合もモードロック変調器
への印加信号に引き込まれてｆ0 の光クロックを発生す
る。印加信号強度が十分にあれば、 ｜ｆ0−ｆ0MD｜／ｆ0 ＜0.003 程度の範囲内で引き込み動作が起こる。
ザの共振器長をＬ、共振器内の実効屈折率をＮeff 、光
速度をｃとすれば、 ｆ0MD ＝ｃ／（２・Ｎeff・Ｌ） で示される。ここで、クロック周波数ｆ0 と共振器のモ
ード周波数間隔ｆ0MD が一致する場合は最も弱い信号で
光モード結合がなされるが、信号が強ければｆ0とｆ
0MD が一致せず近接している場合もモードロック変調器
への印加信号に引き込まれてｆ0 の光クロックを発生す
る。印加信号強度が十分にあれば、 ｜ｆ0−ｆ0MD｜／ｆ0 ＜0.003 程度の範囲内で引き込み動作が起こる。
【００１８】また、モードロック型レーザ１０は、ｆ0
の整数倍の周波数（2f0,3f0,…）の印加信号に対して
も、ｆ0 の整数倍の周波数（2f0,3f0,…）の光クロック
を発生することができる。すなわち、共振器のモード周
波数間隔ｆ0MD がクロック周波数ｆ0 のほぼ整数分の１
になるように設定することにより、ｆ0 の光クロック抽
出回路を構成することができる。
の整数倍の周波数（2f0,3f0,…）の印加信号に対して
も、ｆ0 の整数倍の周波数（2f0,3f0,…）の光クロック
を発生することができる。すなわち、共振器のモード周
波数間隔ｆ0MD がクロック周波数ｆ0 のほぼ整数分の１
になるように設定することにより、ｆ0 の光クロック抽
出回路を構成することができる。
【００１９】本実施例では、光電気変換器２０が一般に
偏波と波長に対する依存性が小さいので、光クロック抽
出回路においても入射光の偏波および波長に対する依存
性を小さくすることができる。特に、モードロック型半
導体レーザを用いた場合には、共振器長が短く、ｆ0 は
高々ｆ0MD の数倍の周波数であるので、安定した光クロ
ックを出力することができる。また、短時間で安定した
光クロックを出力することができる。また、モードロッ
ク型半導体レーザは10ＧHz以上の超高速で駆動可能であ
り、超高速の光クロックを容易に生成することができ
る。
偏波と波長に対する依存性が小さいので、光クロック抽
出回路においても入射光の偏波および波長に対する依存
性を小さくすることができる。特に、モードロック型半
導体レーザを用いた場合には、共振器長が短く、ｆ0 は
高々ｆ0MD の数倍の周波数であるので、安定した光クロ
ックを出力することができる。また、短時間で安定した
光クロックを出力することができる。また、モードロッ
ク型半導体レーザは10ＧHz以上の超高速で駆動可能であ
り、超高速の光クロックを容易に生成することができ
る。
【００２０】図５は、本発明の光クロック抽出回路の第
２実施例の構成を示す。本実施例の特徴は、第１実施例
における光電気変換器２０とインピーダンス整合回路３
０との間に、電気増幅器４１および周波数フィルタ４２
を配置するところにある。なお、電気増幅器４１と周波
数フィルタ４２はそれぞれ独立した機能を有するので、
必ずしも両者を同時に配置する必要はない。
２実施例の構成を示す。本実施例の特徴は、第１実施例
における光電気変換器２０とインピーダンス整合回路３
０との間に、電気増幅器４１および周波数フィルタ４２
を配置するところにある。なお、電気増幅器４１と周波
数フィルタ４２はそれぞれ独立した機能を有するので、
必ずしも両者を同時に配置する必要はない。
【００２１】光電気変換器２０に入射される光信号が微
弱であり、出力される電気信号のレベルが小さくても、
電気増幅器４１で増幅してモードロック型レーザ１０を
駆動することにより光クロックの抽出が可能となる。ま
た、周波数フィルタ４２を配置することにより、クロッ
ク抽出の同調帯域幅を制御することができる。さらに光
電気変換器２０からの入力信号にｆ0 以外の周波数成分
が含まれていても、周波数フィルタ４２でそれを除去す
ることにより安定したクロック生成が可能となる。ま
た、光クロックが高速であっても、必要な周波数帯域幅
が狭いので容易に構成することができる。
弱であり、出力される電気信号のレベルが小さくても、
電気増幅器４１で増幅してモードロック型レーザ１０を
駆動することにより光クロックの抽出が可能となる。ま
た、周波数フィルタ４２を配置することにより、クロッ
ク抽出の同調帯域幅を制御することができる。さらに光
電気変換器２０からの入力信号にｆ0 以外の周波数成分
が含まれていても、周波数フィルタ４２でそれを除去す
ることにより安定したクロック生成が可能となる。ま
た、光クロックが高速であっても、必要な周波数帯域幅
が狭いので容易に構成することができる。
【００２２】図６は、本発明の光クロック抽出回路の第
３実施例の構成を示す。本実施例の特徴は、第１実施例
における光電気変換器２０の前段に光増幅器４３を配置
し、モードロック型レーザ１０の後段に光フィルタ４４
を配置するところにある。なお、光増幅器４３と光フィ
ルタ４４はそれぞれ独立した機能を有するので、必ずし
も両者を同時に配置する必要はない。
３実施例の構成を示す。本実施例の特徴は、第１実施例
における光電気変換器２０の前段に光増幅器４３を配置
し、モードロック型レーザ１０の後段に光フィルタ４４
を配置するところにある。なお、光増幅器４３と光フィ
ルタ４４はそれぞれ独立した機能を有するので、必ずし
も両者を同時に配置する必要はない。
【００２３】光信号が微弱であっても、光増幅器４３で
増幅して光電気変換器２０に入射することにより、光ク
ロックの抽出が可能となる。光フィルタ４４は、クロッ
ク周波数ｆ0 の信号からｆ0 の高調波クロックを生成す
る機能をもつ。たとえば、ＮＲＺ信号はｆ0／2の周波数
成分はあるが、ｆ0の周波数成分はほとんどないのでそ
のままではクロックを抽出できないが、光フィルタ４４
を用いることにより可能となる。以下、光フィルタ４４
の機能について図７を参照して説明する。ここでは、ｆ
0／2＝ｆ0MD とする。
増幅して光電気変換器２０に入射することにより、光ク
ロックの抽出が可能となる。光フィルタ４４は、クロッ
ク周波数ｆ0 の信号からｆ0 の高調波クロックを生成す
る機能をもつ。たとえば、ＮＲＺ信号はｆ0／2の周波数
成分はあるが、ｆ0の周波数成分はほとんどないのでそ
のままではクロックを抽出できないが、光フィルタ４４
を用いることにより可能となる。以下、光フィルタ４４
の機能について図７を参照して説明する。ここでは、ｆ
0／2＝ｆ0MD とする。
【００２４】図７(a),(c) は、モードロック型レーザ１
０の出力の光スペクトルと時間波形を示す。モード間隔
はｆ0／2、光スペクトルの包絡線の周波数帯域はｆB で
ある。光スペクトルと時間波形はフーリエ共役の関係に
あり、 (a)の光スペクトルに対して (c)の時間波形が対
応する。ここで、例えばフリースペクトルレンジｆ0の
光フィルタ４４で光スペクトル上の光モードを間引き、
図７(b) に示す光スペクトルを生成すると、対応する時
間波形は図７(d) のようになる。すなわち、モードロッ
ク型レーザ１０から出力される光クロックの倍周波の光
クロックを生成することができる。同様に、光フィルタ
４４のフリースペクトルレンジを変えて光モードの間引
き方を変えれば、３逓倍以上の高調波クロックを生成す
ることができる。
０の出力の光スペクトルと時間波形を示す。モード間隔
はｆ0／2、光スペクトルの包絡線の周波数帯域はｆB で
ある。光スペクトルと時間波形はフーリエ共役の関係に
あり、 (a)の光スペクトルに対して (c)の時間波形が対
応する。ここで、例えばフリースペクトルレンジｆ0の
光フィルタ４４で光スペクトル上の光モードを間引き、
図７(b) に示す光スペクトルを生成すると、対応する時
間波形は図７(d) のようになる。すなわち、モードロッ
ク型レーザ１０から出力される光クロックの倍周波の光
クロックを生成することができる。同様に、光フィルタ
４４のフリースペクトルレンジを変えて光モードの間引
き方を変えれば、３逓倍以上の高調波クロックを生成す
ることができる。
【００２５】図８は、本発明の光クロック抽出回路の実
装例を示す。図において、ＩnＰ 半導体基板５１上に、
光電気変換器２０となる pinフォトダイオード２１、イ
ンピーダンス整合回路３０、モードロック型レーザ１
０、光フィルタ４４を形成する。このようなＩnＰ 半導
体基板５１上に構成要素を集積化した構成は公知の技術
で容易に実現できる。なお、ＩnＰ 系の材料では、イン
ピーダンス整合回路３０も非常に高速に動作する特徴が
ある。
装例を示す。図において、ＩnＰ 半導体基板５１上に、
光電気変換器２０となる pinフォトダイオード２１、イ
ンピーダンス整合回路３０、モードロック型レーザ１
０、光フィルタ４４を形成する。このようなＩnＰ 半導
体基板５１上に構成要素を集積化した構成は公知の技術
で容易に実現できる。なお、ＩnＰ 系の材料では、イン
ピーダンス整合回路３０も非常に高速に動作する特徴が
ある。
【００２６】本発明の光クロック抽出回路は、本実施例
のように半導体基板上に集積化して小型化することがで
きるので、温度制御等が容易であることから安定した光
クロックを生成することができる。
のように半導体基板上に集積化して小型化することがで
きるので、温度制御等が容易であることから安定した光
クロックを生成することができる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光クロッ
ク抽出回路では、光電気変換器の入射光に対する偏波お
よび波長に対する依存性が小さいので、光クロックの生
成においても入射光に対する偏波および波長に対する依
存性を小さくすることができる。
ク抽出回路では、光電気変換器の入射光に対する偏波お
よび波長に対する依存性が小さいので、光クロックの生
成においても入射光に対する偏波および波長に対する依
存性を小さくすることができる。
【００２８】本発明の光クロック抽出回路は、小型に構
成可能であるので共振周波数間隔と光信号のクロック周
波数の比が小さく、雰囲気の制御が容易であることから
安定した光クロックを生成することができる。また、短
時間で安定した光クロックを出力することができる。ま
た、光電気変換器の前後に光増幅器または電気増幅器を
配置することにより、微弱な光信号に対してもモードロ
ック型レーザを駆動して光クロックを生成することがで
きる。また、光電気変換器の後段に周波数フィルタを配
置することにより、クロック抽出の同調帯域幅を制御で
きるとともに、不要周波数成分を除去して安定したクロ
ック生成が可能となる。また、モードロック型レーザの
出力段に配置する光フィルタを用いて、入力光信号のク
ロックの高調波クロックを発生させることができる。
成可能であるので共振周波数間隔と光信号のクロック周
波数の比が小さく、雰囲気の制御が容易であることから
安定した光クロックを生成することができる。また、短
時間で安定した光クロックを出力することができる。ま
た、光電気変換器の前後に光増幅器または電気増幅器を
配置することにより、微弱な光信号に対してもモードロ
ック型レーザを駆動して光クロックを生成することがで
きる。また、光電気変換器の後段に周波数フィルタを配
置することにより、クロック抽出の同調帯域幅を制御で
きるとともに、不要周波数成分を除去して安定したクロ
ック生成が可能となる。また、モードロック型レーザの
出力段に配置する光フィルタを用いて、入力光信号のク
ロックの高調波クロックを発生させることができる。
【００２９】また、本発明の光クロック抽出回路は半導
体基板上への集積化が容易であり、小型にモジュール化
できるので、取扱いが容易であるとともに、他の装置へ
の実装も容易に行うことができる。
体基板上への集積化が容易であり、小型にモジュール化
できるので、取扱いが容易であるとともに、他の装置へ
の実装も容易に行うことができる。
【図１】本発明の光クロック抽出回路の第１実施例の構
成を示すブロック図。
成を示すブロック図。
【図２】第１実施例におけるモードロック型レーザ１０
の他の構成例を示すブロック図。
の他の構成例を示すブロック図。
【図３】モードロック型半導体レーザを用いた場合の電
気的結合を示す図。
気的結合を示す図。
【図４】ＮＲＺ信号からクロック周波数成分をもつ光信
号を生成する方法を示す図。
号を生成する方法を示す図。
【図５】本発明の光クロック抽出回路の第２実施例の構
成を示すブロック図。
成を示すブロック図。
【図６】本発明の光クロック抽出回路の第３実施例の構
成を示すブロック図。
成を示すブロック図。
【図７】第３実施例における光フィルタ４４の機能を説
明する図。
明する図。
【図８】本発明の光クロック抽出回路の実装例を示す
図。
図。
【図９】従来の光クロック抽出回路の構成例を示すブロ
ック図。
ック図。
【図１０】従来の光クロック抽出回路の他の構成例を示
すブロック図。
すブロック図。
１０ モードロック型レーザ １１，１２ ミラー １３ 利得媒質 １４ モードロック変調器 １５ 光分岐手段 １６ 光アイソレータ １７ 光フィルタ ２０ 光電気変換器 ３０ インピーダンス整合回路 ３１，３２ コンデンサ ３３ コイル ３４ 抵抗器 ４１ 電気増幅器 ４２ 周波数フィルタ ４３ 光増幅器 ４４ 光フィルタ ５１ ＩnＰ 半導体基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/00 10/02 (72)発明者 萩本 和男 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 ビットレートがｆ0〔bit/s〕またはＮｆ
0〔bit/s〕（Ｎは整数）のディジタル光信号を共振周波
数間隔ｆ0 〔Hz〕の光共振器に入力して光クロックを出
力する光クロック抽出回路において、 前記ディジタル光信号を電気信号に変換する光電気変換
器と、 前記光共振器と、この光共振器内に配置された利得媒質
およびモードロック変調器とにより構成されるモードロ
ック型レーザと、 前記光電気変換器の出力信号を前記モードロック型レー
ザのモードロック変調器へ結合するインピーダンス整合
回路とを備えたことを特徴とする光クロック抽出回路。 - 【請求項２】 請求項１に記載の光クロック抽出回路に
おいて、 光電気変換器とインピーダンス整合回路との間に、クロ
ック抽出の同調帯域幅を制限する周波数フィルタを備え
たことを特徴とする光クロック抽出回路。 - 【請求項３】 請求項１に記載の光クロック抽出回路に
おいて、 光電気変換器とインピーダンス整合回路との間に、光電
気変換器出力を増幅する電気増幅器を備えたことを特徴
とする光クロック抽出回路。 - 【請求項４】 請求項１に記載の光クロック抽出回路に
おいて、 光電気変換器の前段に、光電気変換器に入射するディジ
タル光信号を増幅する光増幅器を備えたことを特徴とす
る光クロック抽出回路。 - 【請求項５】 請求項１に記載の光クロック抽出回路に
おいて、 モードロック型レーザの後段に、モードロック型レーザ
のモード周波数間隔の整数倍のフリースペクトルレンジ
を有し、高調波クロックを生成する光フィルタを備えた
ことを特徴とする光クロック抽出回路。 - 【請求項６】 請求項１に記載の光クロック抽出回路に
おいて、 モードロック型レーザが半導体基板上に集積化されたモ
ードロック型半導体レーザであることを特徴とする光ク
ロック抽出回路。 - 【請求項７】 請求項１から請求項５のいずれかに記載
の光クロック抽出回路において、 半導体基板上に各構成要素を集積化したことを特徴とす
る光クロック抽出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7150527A JPH098741A (ja) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | 光クロック抽出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7150527A JPH098741A (ja) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | 光クロック抽出回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH098741A true JPH098741A (ja) | 1997-01-10 |
Family
ID=15498826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7150527A Pending JPH098741A (ja) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | 光クロック抽出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH098741A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09167870A (ja) * | 1995-12-15 | 1997-06-24 | Nec Corp | 光クロック再生器 |
| JP2007306483A (ja) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | クロック伝送装置 |
| JP2010041069A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-18 | Oki Electric Ind Co Ltd | 光パルス信号再生方法及び光パルス信号再生装置 |
| WO2019211979A1 (ja) * | 2018-05-01 | 2019-11-07 | 日本電信電話株式会社 | クロック生成回路 |
-
1995
- 1995-06-16 JP JP7150527A patent/JPH098741A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09167870A (ja) * | 1995-12-15 | 1997-06-24 | Nec Corp | 光クロック再生器 |
| JP2007306483A (ja) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | クロック伝送装置 |
| US7508851B2 (en) | 2006-05-15 | 2009-03-24 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Clock transfer device |
| JP2010041069A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-18 | Oki Electric Ind Co Ltd | 光パルス信号再生方法及び光パルス信号再生装置 |
| WO2019211979A1 (ja) * | 2018-05-01 | 2019-11-07 | 日本電信電話株式会社 | クロック生成回路 |
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