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JP2000323786A - 信号光の波形整形のための方法、装置及びシステム - Google Patents

信号光の波形整形のための方法、装置及びシステム

Info

Publication number
JP2000323786A
JP2000323786A JP11133576A JP13357699A JP2000323786A JP 2000323786 A JP2000323786 A JP 2000323786A JP 11133576 A JP11133576 A JP 11133576A JP 13357699 A JP13357699 A JP 13357699A JP 2000323786 A JP2000323786 A JP 2000323786A
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JP
Japan
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signal light
laser
light
dfb
optical
Prior art date
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Pending
Application number
JP11133576A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeki Watanabe
茂樹 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Priority to DE60041164T priority patent/DE60041164D1/de
Priority to US09/571,384 priority patent/US6608854B1/en
Priority to EP00110176A priority patent/EP1056173B1/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は信号光の波形整形のための方法、装
置及びシステムに関し、信号光のビットレートやパルス
形状に依存しない新規な波形整形のための技術を提供す
ることを主な課題としている。 【解決手段】 本発明による信号光の波形整形のための
装置は、レーザ発振可能な波長の範囲として定義される
阻止帯域を有する分布帰還（ＤＦＢ）レーザ２と、ＤＦ
Ｂレーザが阻止帯域に含まれる第１の波長でレーザ発振
するようにＤＦＢレーザに駆動電流を供給する駆動回路
とを備えている。阻止帯域に含まれない第２の波長を有
する信号光がＤＦＢレーザに入力する。信号光がハイレ
ベル及びローレベルを有する光パルスによって提供され
ている場合、信号光のパワーを適切に設定することによ
って、信号光のハイレベルでの振幅揺らぎを効果的に抑
圧することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、信号光の波形整形
のための方法、装置及びシステムに関する。
【０００２】近年実用化されている光ファイバ通信シス
テムにおいては、伝送路損失や分岐損失等による信号パ
ワーの低下を、エルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤ
ＦＡ）等の光増幅器を用いて補償している。光増幅器は
アナログ増幅器であり、信号を線形増幅するものであ
る。この種の光増幅器においては、増幅に伴って発生す
る自然放出光（ＡＳＥ）雑音の付加により信号対雑音比
（Ｓ／Ｎ比）が低下する為、中継数ひいては伝送距離に
限界が生じる。また、光ファイバの持つ波長分散やファ
イバ内の非線形光学効果による波形劣化も伝送限界を与
える要因である。こうした限界を打破するためには、信
号をデジタル的に処理する再生中継器が必要であり、そ
の実現が望まれている。特に、全ての処理を光レベルに
おいて行う全光再生中継器は、信号のビットレートやパ
ルス形状等に依存しないトランスペアレントな動作を実
現する上で重要である。
【０００３】全光再生中継器に必要な機能は、振幅再生
又はリアンプリフィケーション（Ｒｅａｍｐｌｉｆｉｃ
ａｔｉｏｎ）と、タイミング再生又はリタイミング（Ｒ
ｅｔｉｍｉｎｇ）と、波形整形又はリシェイピング（Ｒ
ｅｓｈａｐｉｎｇ）とである。本発明はこれらのうち特
にリシェイピング機能に着目して、飽和動作状態の分布
帰還（ＤＦＢ）レーザを用いて簡単な構成の超高速波形
整形装置を提供するものである。
【０００４】
【従来の技術】波形整形器として最も一般的なものは、
入力信号光をフォトダイオード等の受光器により一旦電
気信号に変換し、この電気信号をロジック回路を用いて
電気的に波形整形処理した後、この信号でレーザ光を変
調するようにしたＯＥタイプの波形整形器である。ＯＥ
タイプの波形整形器は従来の光通信システムにおいて再
生中継器に用いられている。しかし、ＯＥタイプの波形
整形器の動作速度は信号処理のための電子回路によって
制限されるので、再生中継器の入力信号のビットレート
が低いレートで固定されてしまうという問題がある。
【０００５】一方、全て光レベルで処理する全光タイプ
の波形整形器としては、波長変換を伴う非線形ループミ
ラー（ＮＯＬＭ）やマイケルソン型或いはマッハツェン
ダ型の干渉系構成の非線形スイッチ、更には過飽和吸収
体によるスイッチ等が多数提案されている（関連技術に
関しては特願平１０−１７６３１６号参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、信号
光のビットレートやパルス形状等に依存しない新規な波
形整形のための方法、装置及びシステムを提供すること
である。本発明の他の目的は以下の説明から明らかにな
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の側面によ
ると、信号光の波形整形の為の方法が提供される。この
方法では、まず、レーザ発振可能な波長の範囲として定
義される阻止帯域を有する分布帰還（ＤＦＢ）レーザが
提供される。ＤＦＢレーザは、阻止帯域に含まれる第１
の波長でレーザ発振するように駆動される。阻止帯域に
含まれない第２の波長を有する信号光がＤＦＢレーザに
入力する。
【０００８】ＤＦＢレーザの駆動は、例えばＤＦＢレー
ザに一定の駆動電流を供給することによって行われる。
【０００９】信号光は、例えば、ハイレベル及びローレ
ベルを有する光パルスによって提供される。この場合、
本発明の適用によって、信号光のハイレベルでの振幅揺
らぎがＤＦＢレーザ内で抑圧される。この抑圧効果は、
ＤＦＢレーザに入力する信号光のパワー等の調節によっ
て最適化され得る。
【００１０】このように本発明によると、信号光の波形
整形の為に光／電気変換或いは電気／光変換が不要であ
るので、信号光のビットレートやパルス形状等に依存し
ない新規な波形整形のための方法の提供が可能になる。
【００１１】望ましくは、阻止帯域に含まれない第３の
波長を有する制御光がＤＦＢレーザに入力される。制御
光は例えば実質的に一定のパワーを有している。制御光
の入力により、信号光のローレベルでの雑音の過剰な増
加が抑圧される。この抑圧効果は、制御光のパワーの調
節等によって最適化され得る。
【００１２】ＤＦＢレーザは後述するように出力飽和特
性を有している。出力飽和特性に基き信号光を波形整形
して得られた波形整形光がＤＦＢレーザから出力され
る。
【００１３】本発明の第２の側面によると、信号光の波
形整形のための方法が提供される。信号光は第１の信号
光と第２の信号光とに分けられる。第１の信号光は第１
の出力飽和特性を有する第１のＤＦＢレーザに入力され
る。第２の信号光は第１の出力飽和特性と異なる第２の
出力飽和特性を有する第２のＤＦＢレーザに入力され
る。第１の出力飽和特性に従って第１のＤＦＢレーザか
ら出力された第１の波形整形光と、第２の出力飽和特性
に従って第２のＤＦＢレーザから出力された第２の波形
整形光とが加え合わされる。
【００１４】望ましくは、第１の波形整形光と第２の波
形整形光の差信号としての出力信号光が得られるよう
に、第１又は第２の波形整形光に位相シフトが与えられ
る。この位相シフトは、第１の波形整形光に生じた位相
シフトと第２の波形整形光に生じた位相シフトとの差が
π（又はπの奇数倍）になるように設定される。本発明
の第２の側面によると、出力信号光に関連してよりリジ
ッドな識別特性が得られる。
【００１５】本発明の第３の側面によると、レーザ発振
可能な波長の範囲として定義される阻止帯域を有するＤ
ＦＢレーザと、ＤＦＢレーザが阻止帯域に含まれる第１
の波長でレーザ発振するようにＤＦＢレーザに駆動電流
を供給する駆動回路とを備えた装置が提供される。阻止
帯域に含まれない第２の波長を有する信号光がＤＦＢレ
ーザに入力する。
【００１６】このように本発明によると、本発明による
方法を実施するのに好適な装置の提供が可能になる。
【００１７】本発明の第４の側面によると、第１及び第
２の光カプラと、第１及び第２のＤＦＢレーザとを備え
た装置が提供される。第１の光カプラは信号光を第１の
信号光と第２の信号光とに分ける。第１の信号光と第２
の信号光はそれぞれ第１及び第２のＤＦＢレーザに入力
される。第１及び第２のＤＦＢレーザはそれぞれ第１及
び第２の出力飽和特性を有しており、第１及び第２の出
力飽和特性は異なる。第２の光カプラは、第１の出力飽
和特性に従って第１のＤＦＢレーザから出力された第１
の波形整形光と、第２の出力飽和特性に従って第２のＤ
ＦＢレーザから出力された第２の波形整形光とを加え合
せる。
【００１８】本発明の第５の側面によると、光分岐部、
波形整形器、クロック再生器および光リタイミング器を
備えた装置が提供される。光分岐部は信号光を第１の信
号光と第２の信号光とに分ける。波形整形器は第１の信
号光を受け受けた第１の信号光を波形整形して波形整形
光を出力する。クロック再生器は第２の信号光を受け受
けた第２の信号光に基きクロックパルスを再生する。光
リタイミング器は、波形整形光及びクロックパルスを受
け、クロックパルスに基き波形整形光のタイミングを補
正して得られた再生信号光を出力する。波形整形器は本
発明の第３又は第４の側面による装置によって提供され
得る。
【００１９】クロック再生器は、例えば、第２の信号光
が導入されるリングレーザを含む。この場合、第２の信
号光に基くリングレーザのモードロックによりクロック
パルスが再生され得る。
【００２０】波形整形器は例えば非線形ループミラーを
含む。
【００２１】本発明の第６の側面によると、信号光を伝
送する光ファイバ伝送路と、光ファイバ伝送路に沿って
設けられた少なくとも一つの光中継器とを備えたシステ
ムが提供される。少なくとも一つの光中継器の各々は、
本発明の第３、第４又は第５の側面による装置によって
提供され得る。
【００２２】本発明の第７の側面によると、信号光を伝
送する光ファイバ伝送路と、光ファイバ伝送路の出力端
に接続された光受信機とを備えたシステムが提供され
る。光受信機は、本発明の第３、第４又は第５の側面に
よる装置を含むことができる。
【００２３】本発明の第８の側面によると、信号光が通
過するようにカスケード接続された複数のＤＦＢレーザ
を備えた装置が提供される。各ＤＦＢレーザはレーザ発
振可能な波長の範囲として定義される阻止帯域を有して
いる。各ＤＦＢレーザは阻止帯域に含まれる第１の波長
でレーザ発振するように駆動される。信号光は阻止帯域
に含まれない第２の波長を有している。
【００２４】このように、本発明によると、出力飽和特
性を有するＤＦＢレーザを提供するステップを含む方法
が提供される。信号光がＤＦＢレーザに入力される。そ
の結果、出力飽和特性に基き信号光を波形整形して得ら
れた波形整形光がＤＦＢレーザから出力される。
【００２５】また、本発明によると、第１の波長でレー
ザ発振するＤＦＢレーザを提供するステップを含む方法
が提供される。第１の波長と異なる第２の波長を有する
信号光がＤＦＢレーザに入力される。信号光のパワー
は、ＤＦＢレーザ内で信号光が波形整形されるように調
節される。
【００２６】更に、本発明によると、ＤＦＢレーザと、
ＤＦＢレーザが第１の波長でレーザ発振するようにＤＦ
Ｂレーザに駆動電流を供給する駆動回路とを備えた装置
が提供される。第１の波長と異なる第２の波長を有する
信号光がＤＦＢレーザに入力される。信号光のパワー
は、ＤＦＢレーザ内で信号光が波形整形されるように調
節される。
【００２７】このように、本発明においては、ＤＦＢレ
ーザが単一モードでレーザ発振することを用いて、レー
ザ発振状態にあるＤＦＢレーザにそのレーザ発振波長と
異なる波長を有する信号光を入力することで、信号光の
波形整形を行っている。しかしながら、本発明は、ＤＦ
Ｂレーザに限定されずそれ以外のレーザ、例えばレーザ
ダイオード（或いは半導体レーザ）を用いて実施するこ
ともできる。即ち、レーザがレーザ発振しており、その
レーザにレーザ発振波長とは異なる波長を有する光パル
ス或いは信号光が入力したときに、その光パルス或いは
信号光に対する波形整形効果が得られるものである。例
えば、ファブリペロ型のレーザダイオードのようにマル
チモードで発振するレーザにおいては、複数のレーザ発
振波長があるので、波形整形されるべき信号光はこれら
のレーザ発振波長とは異なる波長を有する。
【００２８】このように、本発明の他の側面によると、
レーザダイオードに対しレーザ光を発光する状態まで電
流を供給し、レーザダイオードが出力する光の波長と異
なる光をレーザダイオードに入射させることで光波形整
形を行う方法が提供される。
【００２９】また、本発明の更に他の側面によると、レ
ーザダイオードと、レーザダイオードにレーザ光を発光
する状態まで電流を供給する電流供給手段と、レーザダ
イオードが出力する光の波長と異なる光をレーザダイオ
ードに入射する光入力手段とを有する光波形整形装置が
提供される。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の望ましい実施の形態を詳細に説明する。
【００３１】図１を参照して、本発明の原理を説明す
る。本発明による方法は、レーザ発振可能な波長の範囲
として定義される阻止帯域（ストップバンド）を有する
分布帰還（ＤＦＢ）レーザとしてのＤＦＢレーザダイオ
ード（ＤＦＢ−ＬＤ）２を提供することを含む。阻止帯
域の幅は例えば０．５乃至１．０ｎｍである。ＤＦＢ−
ＬＤ２は阻止帯域に含まれる第１の波長λ0でレーザ発
振するように駆動される。発振の結果得られた発振レー
ザ光はＤＦＢ−ＬＤ２から出力される。発振レーザ光は
一般的には連続波（ＣＷ）光である。発振状態にあるＤ
ＦＢ−ＬＤ２は、クランプされた一定の利得を発振レー
ザ光に関して有している。この発振状態にあるＤＦＢ−
ＬＤ２に、阻止帯域に含まれない第２の波長λSを有す
る信号光が入力される。入力信号光はＤＦＢ−ＬＤ２内
で波形整形され、その結果得られた波形整形光がＤＦＢ
−ＬＤ２から出力される。波形整形光は第２の波長λS
を有している。
【００３２】ＤＦＢ−ＬＤ２の駆動はＤＦＢ−ＬＤ２に
一定の駆動電流（バイアス電流）を供給することにより
行われ得るが、本発明はこれに限定されず、光ポンピン
グ等の他の方法によりＤＦＢレーザが駆動されてもよ
い。
【００３３】ＤＦＢ−ＬＤ２が電流駆動される場合、そ
の駆動電流を一定値に設定すれば、レーザ発振及び信号
増幅に寄与するキャリア総数は一定であり、ＤＦＢ−Ｌ
Ｄ２から出力される総フォトン数も一定となる。従っ
て、光パルスとして与えられる信号光をＤＦＢ−ＬＤに
外部から入射すると、パルスのピーク付近では立ち上が
り及び立下り付近に比べてフォトン数が多くなるため、
利得飽和が強くなるという効果が生じる。この効果を用
いると、図１に示されるように、振幅揺らぎを持った信
号光のパルスのピーク付近の振幅揺らぎを抑圧すること
が出来、振幅揺らぎの少ない波形整形光を得ることが出
来る。
【００３４】このように、本発明のある側面によると、
出力飽和特性を有するＤＦＢレーザが用いられ、出力飽
和特性に基き信号光を波形整形して得られた波形整形光
がＤＦＢレーザから出力される。
【００３５】本発明によると、カスケード接続された複
数の光増幅器を用いた多中継伝送システム等において、
ＡＳＥの累積による振幅雑音の累積を抑圧することも可
能である。ＡＳＥの累積による波形劣化は、おもに信号
／ＡＳＥビート雑音によるものであり、波形劣化は信号
パルスのピーク付近で最も顕著となる。従って、本発明
を適用することにより、このような波形劣化を有効に補
償することが出来る。
【００３６】一般に、利得クランプ状態のレーザの光強
度変化に対する応答は数十ｐｓ以下の高速応答となるか
ら、数十ｐｓ程度或いはそれよりも短いパルス幅を有す
る短パルス、或いは数十〜百Ｇｂ／ｓ程度の超高速信号
に対しても、本発明により波形整形が可能である。より
特定的には次の通りである。
【００３７】通常の半導体光増幅器（ＳＯＡ）において
は、吸収回復時間或いはキャリア密度変動の速度制限
（通常数ＧＨｚ）の為に入力信号光の速度（変調速度或
いはビットレート）が制限され、制限速度以上の信号に
対しては、波形歪みが付加される。これに対して、利得
クランプ状態のレーザにおいては、誘導放出によって過
剰なキャリアを活性層で再結合させるため、吸収回復時
間を短くすることが可能である。十分な飽和状態におい
ては、数十ｐｓ以下の光速応答となるので、上述のよう
に超高速な信号に対しても波形整形が可能になるもので
ある。
【００３８】このように本発明によると、信号光のビッ
トレートやパルス形状に依存せずに信号光の波形整形を
行うことが出来るようになる。
【００３９】図２の（Ａ）及び（Ｂ）はＤＦＢ−ＬＤの
入出力特性の例を示すグラフである。より特定的には、
図２の（Ａ）及び（Ｂ）の各々には、図１に示されるＤ
ＦＢ−ＬＤ２における信号光の入力パワーＰS-inと波形
整形光の出力パワーＰS-out との関係の例が実線で示さ
れている。破線で示される特性については後述する。
【００４０】図２の（Ａ）においては、入力パワーＰ
S-inが閾値Ｐthに等しいかそれよりも小さい場合には、
入力パワーＰS-inに比例して出力パワーＰS-outは増加
し、また、入力パワーＰS-inが閾値Ｐthよりも大きい場
合には、出力パワーＰS-outは飽和出力パワーＰsatで一
定である。一定の飽和出力パワーＰsatが得られる理由
は、入力パワーＰS-inが閾値Ｐthに達するとレーザ発振
が停止し、それよりも大きな入力パワーでは利得が飽和
して出力パワーが一定になるところにある。従って、信
号光がハイレベル及びローレベルを有する光パルスによ
って与えられている場合には、例えば、ローレベルを零
レベルに設定し、且つ、ハイレベルを閾値Ｐthよりも大
きな値に設定することによって、信号光のハイレベルで
の振幅揺らぎはＤＦＢ−ＬＤ２内で有効に抑圧され得
る。
【００４１】このように本発明のある側面によると、信
号光のハイレベルでの振幅揺らぎがＤＦＢ−ＬＤ２内で
抑圧されるように信号光のパワーが調節される。しか
し、本発明はこれに限定されず、信号光のハイレベルが
閾値Ｐthよりも小さな値に設定されても良い。なぜなら
ば、ＤＦＢレーザの動的特性等によっては、閾値よりも
小さな入力パワーに対しても出力パワーが飽和する傾向
にある場合があるからである。
【００４２】適切な条件の設定によって、図２の（Ｂ）
に示されるように、入力パワーＰS- inが閾値Ｐthに達し
てレーザ発振が停止したときに、その分信号光の利得が
急激に増加する特性が得られる場合がある。閾値Ｐthは
発振レーザ光のパワーとほぼ等しいので、利得は例えば
約３ｄＢ増加する。この場合閾値Ｐthよりも大きな入力
パワーの範囲における入出力特性は所謂デジタル識別器
のそれにより近いものとなり、ハイレベルにおける振幅
揺らぎは効果的に抑圧される。
【００４３】図３は本発明による波形整形器の第１実施
形態を示すブロック図である。この波形整形器は、本発
明に従って出力飽和特性を提供可能なＤＦＢ−ＬＤ２
と、ＤＦＢ−ＬＤ２が波長λ0でレーザ発振するように
ＤＦＢ−ＬＤ２に一定の或いは制御された駆動電流（バ
イアス電流）を供給する駆動回路４とを備えている。前
述した原理に従ってそのパワーが最適値に調節された波
長λSの信号光がＤＦＢ−ＬＤ２に供給され、ＤＦＢ−
ＬＤ２内でその出力飽和特性に基き信号光を波形整形し
て得られた波長λSの波形整形光がＤＦＢ−ＬＤ２から
出力される。
【００４４】信号光をＤＦＢ−ＬＤ２に供給する為に、
信号光を伝送する光ファイバと、その光ファイバの出力
端とＤＦＢ−ＬＤ２の第一端とを光学的に結合するため
のレンズとを使用し得る。また、ＤＦＢ−ＬＤ２から出
力された波形整形光を有効に使用するために、波形整形
光が導入されるべき光ファイバと、その光ファイバの入
力端とＤＦＢ−ＬＤ２の第２端とを光学的に結合するレ
ンズとが使用され得る。各レンズは、各ファイバの先端
を加熱することにより各ファイバと一体に形成され得
る。
【００４５】ＤＦＢ−ＬＤ２の阻止帯域は、レーザ発振
可能な波長の範囲として定義されるので、発振レーザ光
の波長λ0は阻止帯域に含まれている。信号光の波長λS
は阻止帯域に含まれないことのみによって限定される。
例えば、ＤＦＢ−ＬＤ２のレーザ発振波長λ0が１５５
０．０ｎｍであり、その阻止帯域が１５４９．５乃至１
５５０．５ｎｍの範囲である場合、信号光の波長λSは
１５４７．０ｎｍに設定される。
【００４６】図３に示される波形整形器は、プローブ光
（制御光）をＤＦＢ−ＬＤ２に入力するプローブ光源６
を更に備えている点で特徴付けられる。プローブ光はＤ
ＦＢ−ＬＤ２の阻止帯域に含まれない第３の波長λPを
有している。波長λPは信号光の波長λSに一致するか否
かによって限定されないが、後段での信号処理を考慮す
ると、波長λPは波長λSとは異なることが望ましい。
【００４７】図３においては、ＤＦＢ−ＬＤ２内におい
てプローブ光が信号光と同じ向きに伝搬するがごとくプ
ローブ光がＤＦＢ−ＬＤ２の第一端に入力されている状
態が示されているが、ＤＦＢ−ＬＤ２内においてプロー
ブ光が信号光と逆向きに伝搬するようにＤＦＢ−ＬＤ２
の第２端にプローブ光が入力されても良い。プローブ光
をＤＦＢ−ＬＤ２に信号光と同一光路で入力するため
に、ハーフミラーを用いて構成される光カプラ又はファ
イバ融着型の光カプラ若しくはＷＤＭ（波長分割多重）
カプラが使用され得る。
【００４８】プローブ光源６を用いることにより、特に
信号光のローレベルにおいて過剰なノイズの増加を抑え
ることができ、また、信号光のローレベルが連続する場
合に不所望なレーザ発振を防止して波形整形器の動作が
安定になる、という効果が生じる。プローブ光源６が用
いられていない場合、信号光のローレベルに累積するＡ
ＳＥ−ＡＳＥビート雑音や伝送波形歪みによるローレベ
ルの乱れを効果的に抑圧することが出来ないことがあ
る。又、信号光のハイレベル及びローレベルの変化に伴
ってＤＦＢ−ＬＤ２の発振状態と発振停止状態とが繰り
返されるので、波形整形器の動作が不安定になることが
ある。
【００４９】この実施形態では、プローブ光は一定のパ
ワーを有している。従って、信号光のローレベルにおい
ても一定のパワーのプローブ光がＤＦＢ−ＬＤ２に供給
されることとなり、上述した技術的効果が得られるもの
である。プローブ光のパワーは、例えば、信号光のロー
レベルでの雑音の増加を抑圧するように調節される。
【００５０】図４は本発明による波形整形器の第２実施
形態を示す図である。この波形整形器は、導波路基板８
上に形成されたマッハツェンダ干渉器１０を有してい
る。マッハツェンダ干渉器１０は、信号光或いは信号光
およびプローブ光が入力されるべき入力ポート１２と、
波形整形光を出力すべき出力ポート１４と、入力ポート
１２及び出力ポート１４にそれぞれ光学的に接続された
Ｙ分岐１６及び１８と、Ｙ分岐１６及び１８間を光学的
に接続する光パス２０及び２２とを有している。
【００５１】光パス２０の途中には第１のＤＦＢ−ＬＤ
２（＃１）が設けられており、光パス２２の途中には第
２のＤＦＢ−ＬＤ２（＃２）及び位相シフタ２４が入力
ポート１２から出力ポート１４に向かってこの順に設け
られている。ＤＦＢ−ＬＤ２（＃１及び＃２）にはそれ
ぞれ図示しない駆動回路から駆動電流（バイアス電流）
Ｉb1及びＩb2が供給されており、それにより各ＬＤは本
発明に従って出力飽和特性を有する。より特定的には、
駆動電流Ｉb1及びＩb2が例えば異なる値に設定されて、
ＤＦＢ−ＬＤ２（＃１）は第１の出力飽和特性を有する
と共に、ＤＦＢ−ＬＤ２（＃２）は第１の出力飽和特性
と異なる第２の出力飽和特性を有する。
【００５２】入力ポート１２に供給された信号光は、Ｙ
分岐１６において第１の信号光と第２の信号光とに分け
られる。第１の信号光のパワーは一般的には第２の信号
光のパワーに実質的に等しい。第１の信号光は、光パス
２０を通ってＤＦＢ−ＬＤ２（＃１）に供給される。Ｄ
ＦＢ−ＬＤ２（＃１）からは、第１の出力飽和特性に基
き第１の信号光を波形整形して得られた第１の波形整形
光が出力される。第２の信号光は、光パス２２を通って
ＤＦＢ−ＬＤ２（＃２）に供給される。ＤＦＢ−ＬＤ２
（＃２）からは、第２の出力飽和特性に基き第２の信号
光を波形整形して得られた第２の波形整形光が出力され
る。第１の波形整形光と第２の波形整形光はＹ分岐１８
において加え合され、その結果得られた波形整形光（出
力信号光）が出力ポート１４から出力される。
【００５３】位相シフタ２４は、出力ポート１４から出
力される波形整形光が第１の波形整形光と第２の波形整
形光の差信号になるように第２の波形整形光に位相シフ
トφを与える。このような差信号が得られる限りにおい
て位相シフタ２４は省略されても良いし、ＤＦＢ−ＬＤ
２（＃１）とＹ分岐１８との間の光パス２０上に設けら
れていても良い。例えば、光パス２０及び２２の適切な
光路長の設定によって、位相シフタ２４を省略すること
ができる。第１の波形整形光或いは第２の波形整形光に
位相シフトが必要なのは、駆動条件の違いによりＤＦＢ
−ＬＤ２（＃１）内で第１の信号光に与えられる位相シ
フトとＤＦＢ−ＬＤ２（＃２）内で第２の信号光に与え
られる位相シフトとが異なることに部分的に起因してい
る。
【００５４】図５の（Ａ）は図４に示される各ＤＦＢ−
ＬＤの入出力特性を示すグラフ、図５の（Ｂ）は図４に
示される波形整形器の入出力特性を示すグラフである。
図５の（Ａ）において、横軸は波形整形器の入力パワー
ＰS-in或いは各ＤＦＢ−ＬＤ２の入力パワーを表し、縦
軸は各ＤＦＢ−ＬＤの出力パワーＰDFB-LD-outを表して
いる。また、図５の（Ｂ）において、横軸は波形整形器
の入力パワーＰS-in、縦軸は波形整形器の出力パワーＰ
S-outを表している。
【００５５】図５の（Ａ）に示されるように、ＤＦＢ−
ＬＤ２（＃１）の第１の出力飽和特性は飽和出力パワー
Ｐsat1によって与えられており、ＤＦＢ−ＬＤ２（＃
２）の第２の出力飽和特性は飽和出力パワーＰsat2（≠
Ｐsat1）によって与えられている。ここでは、各駆動電
流の適切な設定によって、Ｐsat1＜sat2が得られてい
る。第１及び第２の出力飽和特性における飽和するまで
の部分特性（比例領域における特性）はほぼ一致してい
る。従って、第１の波形整形光と第２の波形整形光との
差信号として与えられる出力信号光（即ち図４に示され
る波形整形器から出力される波形整形光）は、図５の
（Ｂ）に示されるようなリジッドな識別特性によって決
定されることになる。
【００５６】このように、図４に示される波形整形器の
第２実施形態によると、その出力飽和特性が図５の
（Ｂ）に示されるような識別特性となるので、より良好
な波形整形が可能になる。また、第１の波形整形光と第
２の波形整形光との差信号が得られるので、プローブ光
を用いない場合であっても、雑音の増加を有効に防止す
ることができる。
【００５７】図６は本発明による波形整形器の第３実施
形態を示すブロック図である。この第３実施形態は、図
３に示される第１実施形態と対比して、ＤＦＢ−ＬＤ２
の出力に光学的に接続された光フィルタ２６と、ＤＦＢ
−ＬＤ２の入力および出力の少なくとも一方に光学的に
接続された過飽和吸収体２８とが付加的に設けられてい
る点で特徴付けられる。同図では過飽和吸収体２８は光
フィルタ２６を介してＤＦＢ−ＬＤ２の出力に光学的に
接続されているが、ＤＦＢ−ＬＤ２の入力に光学的に接
続された過飽和吸収体が用いられても良い。
【００５８】光フィルタ２６は信号光の波長λSを含
み、且つ、ＤＦＢ−ＬＤ２での発振レーザ光の波長λ0
及びプローブ光の波長λPを含まない通過帯域を有して
いる。光フィルタ２６を採用したことにより、後段の信
号処理で必要がなくむしろ有害な発振レーザ光及びプロ
ーブ光を除去することが出来るので、全光再生中継器等
に利用価値の高い波形整形器の提供が可能になる。な
お、プローブ光源６が採用されない場合には、光フィル
タ２６は、信号光の波長λSを含み、且つ、ＤＦＢ−Ｌ
Ｄ２での発振レーザ光の波長λ0を含まない通過帯域を
有する。
【００５９】過飽和吸収体２８は、例えば逆バイアスさ
れた半導体素子（レーザダイオード及び半導体光増幅器
等）により提供され、その過飽和吸収特性に基づいて信
号光のローレベルでの振幅揺らぎに起因する雑音が抑圧
される。一般に、過飽和吸収体においては、飽和レベル
以下の入力光に対して吸収効果により非線形の入出力特
性が得られる。従って、図６に示されるように、ＤＦＢ
−ＬＤ２から光フィルタ２６を介して出力された信号光
に対応する光が過飽和吸収体２８を通過すると、この波
形整形器の入出力特性は、図２の（Ａ）又は図２の
（Ｂ）に破線で示されるような入出力特性を有するよう
になり、より識別回路に近い動作が得られる。その結
果、信号光のハイレベル及びローレベルの各々での振幅
揺らぎが抑圧され、より高度な波形整形が可能になる。
【００６０】過飽和吸収体２８の応答をより高くするた
めに、過飽和吸収体２８に別のプローブ光を入力するた
めの光源が付加的に設けられても良いし、過飽和吸収体
２８の動作を安定にするために、過飽和吸収体２８の入
力又は出力に光アイソレータが光学的に接続されても良
い。
【００６１】この実施形態では、各々光カプラとして動
作するＹ分岐１６及び１８が導波路基板８上に形成され
たマッハツェンダ干渉器１０により提供されているの
で、波形整形器を小型にすることが出来る。
【００６２】図７は本発明による全光信号再生装置の実
施形態を示すブロック図である。この装置は、例えば光
カプラにより提供される光分岐部３０と、本発明の種々
の実施形態により提供され得る波形整形器３２と、クロ
ック再生器３４と、光リタイミング器３６とを備えてい
る。光分岐部３０は供給された信号光を第１の信号光と
第２の信号光とに分ける。第１の信号光は波形整形器３
２に供給される。波形整形器３２は、受けた第１の信号
光を波形整形して得られた波形整形光を出力する。第２
の信号光はクロック再生器３４に供給される。クロック
再生器３４は、受けた第２の信号光に基きクロックパル
ス（光クロック）を再生する。波形整形光及びクロック
パルスは光リタイミング器３６に供給される。光リタイ
ミング器３６は、クロックパルスに基き波形整形光のタ
イミングを補正して得られた再生信号光を出力する。
【００６３】波形整形器３２から出力される波形整形光
においては、本発明に従って信号光のハイレベル及び／
又はローレベルに関して波形整形が行われている。しか
し、波形整形光のパルス間時間間隔は不均一になり得
る。これに対して、クロック再生器３４から出力される
クロックパルスのパルス間時間間隔は一定である。従っ
て、光リタイミング器３６が例えば光ＡＮＤ回路として
機能することによって、波形整形が行われ、かつパルス
間時間間隔が一定である再生信号光が得られる。
【００６４】クロック再生器３４は、第２の信号光が導
入されるリングレーザを含むことができる。この場合、
第２の信号光に基くリングレーザのモードロックにより
クロックパルスが再生される。より特定的には次の通り
である。
【００６５】図８は図７に示されるクロック再生器３４
の実施形態を示すブロック図である。このクロック再生
器３４は、入力ポート４２と出力ポート４４との間に設
けられる光パス４６と、光パス４６に光学的に結合され
るリングレーザとしての光ループ４８とを備えている。
光パス４６及び光ループ４８の各々は例えば光ファイバ
により提供され、この場合、光パス４６と光ループ４８
の光学的な結合はファイバ融着型の光カプラ５０により
行うことができる。従って、光カプラ５０によって光パ
ス４６及び光ループ４８の各々の一部が提供されてい
る。
【００６６】光ループ４８は、光ループ４８でレーザ発
振が生じるように光ループ４８の損失を補償する光増幅
器５２と、可変な遅延時間τを有する遅延回路からなる
調節器５４と、非線形媒質（非線形光学媒質）５６とを
含む。特にこの実施形態では、光ループ４８は、更に、
リングレーザによるレーザ発振の波長λCを含む通過帯
域を有する光帯域通過フィルタ５８を含む。
【００６７】入力ポート４２には速度（又はビットレー
ト）ｆSで変調された波長λSの信号光（第２の信号光）
が供給され、供給された信号光の一部は光カプラ５０を
介して光ループ４８内に導入される。光ループ４８の光
路長Ｌは、信号光の変調速度（周波数に対応）ｆSが光
ループ４８の周回周期の逆数Δν＝ｃ／Ｌ（ｃ：光速）
の整数倍に等しくなるように、調節器５４により予め調
節される。光増幅器５２としては、例えばＥＤＦＡ（エ
ルビウムドープファイバ増幅器）を用いることができ
る。
【００６８】特にこの実施形態では、非線形媒質５６と
して３次非線形媒質が用いられ、信号光の導入により非
線形媒質５６内でＡＭ変調或いはＦＭ変調が生じ、光ル
ープ４８のレーザ発振がモードロックされる。その結
果、波長λC、周波数ｆSのクロックパルスが発生し或い
は再生され、そのクロックパルスは光カプラ５０を介し
て出力ポート４４から出力される。より特定的には次の
通りである。
【００６９】まず、光ループ４８によるリングレーザに
より波長λCの連続発振（ＣＷ）レーザ光を発振させて
おき、そこに波長λS、周波数（ビットレート或いは速
度）ｆSの信号光を入力する。このとき、非線形媒質５
６内でこの信号光をポンプ光（励起光）とする四光波混
合（ＦＷＭ）が発生し、波長λCのＣＷ光に信号光によ
るＡＭ変調がかかる。このＡＭ変調には基本周波数ｆS
の成分が含まれており、前述した光ループ４８の光路長
の設定により、周波数ｆSのクロックパルスが発生す
る。
【００７０】このように、本実施形態においては光／電
気変換を行うことなしにクロックパルスを得ることがで
きるので、信号光のビットレートやパルス形状等に依存
しない全光クロック再生器を提供することが可能であ
る。
【００７１】非線形媒質５６としては、半導体光増幅器
（ＳＯＡ）、シングルモードファイバ、或いは分散シフ
トファイバ（ＤＳＦ）を用いることができる。ＤＳＦと
しては、非線形効果が大きい高非線形ＤＳＦ（ＨＮＬ−
ＤＳＦ）を用いるのが有効である。ＨＮＬ−ＤＳＦにつ
いては後述する。非線形媒質５６としてＳＯＡを用いた
場合には、非線形媒質５６において利得が生じるので、
光ループ４８におけるレーザ発振を維持する為の光増幅
器５２は省略されても良い。更に、より一般的には、非
線形媒質５６における線形又は非線形な利得が十分大き
い場合には、光増幅器５６を省略することができる。
【００７２】非線形媒質５６としてＨＮＬ−ＤＳＦが用
いられている場合には、非線形媒質５６においてＦＷＭ
を最も効果的に発生させるために、信号光の波長λSを
ＨＮＬ−ＤＳＦの零分散波長λ0に実質的に等しく設定
するのが良い。これにより最適な位相整合が達成され、
最も広い変換帯域と最大の変換効率が得られる。ここ
で、「変換」という語は信号光からクロックパルスへの変
換という意味で用いられている。また、ＨＮＬ−ＤＳＦ
の零分散波長λ0を高精度に一定値に管理することによ
って、帯域を拡大することができる。これについても後
述する。
【００７３】図９は図７に示される光リタイミング器３
６の実施形態を示す図である。この実施形態では、光リ
タイミング器３６は非線形ループミラー（ＮＯＬＭ）に
よって提供されている。ＮＯＬＭは、方向性結合される
第１の光路６２及び第２の光路６４を含む第１の光カプ
ラ６６と、光路６２および６４を接続するループ光路６
８と、ループ光路６８に方向性結合される第３の光路７
０を含む第２の光カプラ７２とを備えている。ループ光
路６８の一部又は全部は非線形光学媒質によって提供さ
れている。特にこの実施形態では、非線形光学媒質とし
てＨＮＬ−ＤＳＦが用いられている。第１の光カプラ６
６のカップリング比は１：１に設定される。
【００７４】第３の光路７０には、波形整形器３２（図
７参照）からの波形整形光がλSの制御パルスとして供
給される。また、第１の光路６２には、クロック再生器
３４（図７参照）からのクロックパルスが波長λCのプ
ローブパルスとして供給される。
【００７５】このＮＯＬＭの動作をまず簡単に説明する
と、プローブパルス及び制御パルスがそれぞれ光路６２
及び７０に入力されたときに光ＡＮＤ回路の動作に従っ
て得られた再生パルス（再生信号光）が光カプラ６６の
第２の光路６４から出力されるというものである。再生
パルスはプローブパルスと同じ波長λCを有している。
【００７６】プローブパルスは、光カプラ６６によりパ
ワーが等しい２成分に分けられ、これら２成分は、ルー
プ光路６８をそれぞれ時計回り及び反時計回りに伝搬
し、非線形光学媒質により共に等しい位相シフトΦを受
けた後、光カプラ６６により合成される。これは制御パ
ルスが光路７０に入力していない場合の現象であり、こ
の場合には、光カプラ６６における合成に際して、２成
分のパワーは等しく且つ位相も一致しているので、合成
により得られた光はあたかもミラーにより反射されるが
ごとく第１の光路６２から出力され、第２の光路６４か
らは出力されない。
【００７７】光カプラ７２により制御パルスがループ光
路６８に導入されると、この制御パルスはループ光路６
８の一方向（図では時計回り）にだけ伝搬し、この方向
に伝搬する光に対しては、制御パルスがハイレベルのと
きにだけ非線形光学媒質の非線形屈折率が変化する。従
って、プローブパルスの２成分が光カプラ６６で合成さ
れるに際して、制御パルスのハイレベルに同期したプロ
ーブパルスの２成分の位相は異なり、制御パルスのロー
レベルに同期したプローブパルスの２成分の位相は一致
する。この位相差をΔΦとすると、光カプラ６６の第２
の光路６４には｛１−ｃｏｓ（ΔΦ）｝／２に比例する
出力が得られる。従って、位相差ΔΦがπになるように
制御パルス（即ち波形整形器３２からの波形整形光）の
パワーを調節することによって、制御パルス及びプロー
ブパルスが重複したときにだけ波長λCの光が第２の光
路６４から出力され、それ以外のときには出力レベルが
ローレベルになるような動作が可能になる。
【００７８】このようにして、光リタイミング器３６
（図７参照）に供給された波形整形光に基づいて、クロ
ックパルスに同期した再生信号光が得られるものであ
る。従って、波形整形光から再生信号光への変換には、
波長λSからλCへの波長変換を伴う。従って、図７に示
される全光信号再生装置は例えば光ネットワークのノー
ドで用いられる波長変換器と兼用することが出来る。こ
の場合、クロック再生器３４（図７参照）で再生される
クロックパルスの波長λCに応じた変換波長を得ること
が出来る。
【００７９】ＮＯＬＭ自身は過飽和吸収特性を有し、従
って波形整形機能をも有することになる。パルスの立ち
上がり（低パワー部）及びピーク（高パワー部）におけ
る非線形（飽和）効果により、これらの部分での波形歪
みが圧縮されるので、ＮＯＬＭそれ自身により前述した
波形整形器の実施形態におけるのと同様の波形整形の動
作が得られるものである。
【００８０】このような、光ＡＮＤ回路の機能を有する
光リタイミング器３６（図７参照）としては、四光波混
合器を用いることも出来る。波形整形光或いはクロック
パルスをポンプ光とし，ポンプ光のオン／オフに応じて
四光波混合を発生させることにより光リタイミングが行
われる。四光波混合器の非線形光学媒質として光ファイ
バが用いられている場合には、その零分散波長をポンプ
光の波長に一致させることが位相整合状態を最適化する
ために有効である。
【００８１】光通信システムにおける光信号処理に適用
可能な非線形光学効果としては、主に、２次非線形光学
媒質中の三光波混合或いは、３次非線形光学媒質中の自
己位相変調（ＳＰＭ）、相互位相変調（ＸＰＭ）及び四
光波混合（ＦＷＭ）等の光カー効果が考えられる。２次
非線形光学媒質としては、ＩｎＧａＡｓ及びＬｉＮｂＯ
3 等がある。３次非線形光学媒質としては、半導体光ア
ンプ（ＳＯＡ）及び発振状態にある分布帰還レーザダイ
オード（ＤＦＢ−ＬＤ）等の半導体媒質或いは光ファイ
バが考えられる。
【００８２】図8に示されるクロック再生器３４の実施
形態或いは図９に示される光リタイミング器３６の実施
形態では、特に光ファイバ内の光カー効果が有効であ
る。光ファイバとしては単一モードファイバが適してお
り、特に波長分散が比較的小さい分散シフトファイバ
（ＤＳＦ）が望ましい。
【００８３】一般に、光ファイバの３次非線形係数γ
は、 γ＝ωｎ2 ／ｃＡeff ・・・・・（１） で表される。ここに、ωは光角周波数、ｃは真空中の光
速を表し、ｎ2 及びＡeff は光ファイバの非線形屈折率
及び有効コア断面積をそれぞれ表す。
【００８４】従来のＤＳＦの非線形係数はγ＝２．６Ｗ
-1ｋｍ-1程度と小さいので、十分な変換効率を得るため
には数ｋｍ〜１０ｋｍ以上の長さが必要である。より短
尺のＤＳＦで十分な変換効率を実現することができると
すれば、零分散波長を高精度に管理することが可能とな
り、高速・広帯域な変換を実現することができる。「変
換」という語は、信号光からクロックパルスへの変換或
いは波形整形光から再生信号光への変換の意味で使用さ
れている。
【００８５】一般に、光ファイバの３次非線形効果を高
めるためには、（１）式において非線形屈折率ｎ2 を大
きくし、或いは有効コア断面積Ａeff に対応するモード
フィールド径（ＭＦＤ）を小さくして光強度を高くする
のが有効である。
【００８６】非線形屈折率ｎ2 を大きくするためには、
例えば、クラッドにフッ素等をドープし或いはコアに高
濃度のＧｅＯ2 をドープすればよい。コアにＧｅＯ2 を
２５〜３０ｍｏｌ％ドープすることによって、非線形屈
折率ｎ2 として５×１０-20 ｍ2 ／Ｗ以上の大きな値が
得られている（通常のシリカファイバでは約３．２×１
０-20 ｍ2 ／Ｗ）。
【００８７】一方、ＭＦＤを小さくすることは、コア及
びクラッド間の比屈折率差Δ或いはコア形状の設計によ
り可能である。このようなＤＳＦの設計は分散補償ファ
イバ（ＤＣＦ）の場合と同様である。例えば、コアにＧ
ｅＯ2 を２５〜３０ｍｏｌ％ドープし、且つ、比屈折率
差Δを２．５〜３．０％に設定することによって、４μ
ｍよりも小さなＭＦＤが得られている。そして、非線形
屈折率ｎ2 を大きくすることとＭＦＤを小さくすること
との総合効果として、１５Ｗ-1ｋｍ-1以上の大きな非線
形係数γを有する光ファイバ（ＨＮＬ−ＤＳＦ）が得ら
れている。
【００８８】他に重要な要素として、上述のように大き
な非線形係数γを有するＨＮＬ−ＤＳＦが、用いる波長
帯で零分散を持つことである。この点に関しても各パラ
メータを以下のように設定することにより満足すること
ができる。通常のＤＣＦにおいては、一般にＭＦＤを一
定にした条件で比屈折率差Δを大きくすると、分散値は
正常分散領域で大きくなる。一方、コア径を大きくする
と分散は減少し、逆にコア径を小さくすると分散は大き
くなる。従って、用いる波長帯においてＭＦＤをある値
に設定した状態で、コア径を大きくしていくと分散を０
とすることが可能である。
【００８９】長さＬの光ファイバ中での光カー効果によ
る位相シフトは、γＰP Ｌに比例する。ここに、ＰP は
平均ポンプ光パワーである。従って、非線形係数γが１
５Ｗ-1ｋｍ-1のファイバは通常のＤＳＦに比べて２．６
／１５≒１／５．７程度の長さで同じ変換効率を達成可
能である。上述のように通常のＤＳＦでは１０ｋｍ程度
の長さが必要であるが、このように大きな非線形係数γ
を有するＨＮＬ−ＤＳＦにあっては、１〜２ｋｍ程度の
長さで同様の効果が得られることになる。実用上は、フ
ァイバが短くなる分損失も小さくなるので、同じ効率を
得るために更にファイバを短くすることができる。この
ように短いファイバにおいては、零分散波長の制御性が
よくなり、以下に説明するように極めて広帯域の変換が
可能になる。更に、数ｋｍのファイバ長であれば、定偏
波化が可能になり偏波面保存能力が確保されているの
で、ＨＮＬ−ＤＳＦの本発明への適用は、高い変換効率
及び広い変換帯域を達成し且つ偏波依存性を排除する上
で極めて有効である。
【００９０】例えば、図9に示されるＮＯＬＭにおい
て、光カー効果、特にＸＰＭを有効に発生させて、波形
整形光から再生信号光への変換効率を高めるためには、
前述のプローブパルスと制御パルスとの間の位相整合を
とる必要がある。図９によりこれを説明する。プローブ
パルスは、光カプラ６６においてループ光路６８を時計
回りに伝搬する第１プローブパルスと反時計回りに伝搬
する第２プローブパルスとに分岐される。また、制御パ
ルスは、光カプラ７２を通ってループ光路６８内に時計
回りに導入される。
【００９１】ループ光路６８における位相整合条件は、
ループ光路６８内を共に時計回りに伝搬する制御パルス
及び第１プローブパルスのタイミングの一致性により与
えられる。もし、制御パルス及び第１プローブパルスの
タイミングが一致しない場合には、ＸＰＭによる光カー
シフトが制限され、有効な光ＡＮＤ回路の動作が困難に
なる。
【００９２】制御パルス及び第１プローブパルスの波長
は異なるので、ループ光路６８における制御パルス及び
第１プローブパルスの群速度は異なり、結果としてルー
プ光路６８の長さに比例するタイミングずれが生じる。
これを回避するためには、制御パルス及び第１プローブ
パルスの群速度が一致するような波長配置を選択するこ
とが望ましい。
【００９３】タイミングずれを最小限に抑えるための最
も有効な波長配置は、制御パルスの波長λS及び第１プ
ローブパルスの波長λCをループ光路６８の零分散波長
に対して実質的に対称に位置させることにより得られ
る。零分散波長に近い広い帯域に渡って、波長分散はほ
ぼ直線的に変化しており、上述の波長配置により制御パ
ルス及び第１プローブパルスの群速度を一致させて、良
好な位相整合条件を得ることができる。
【００９４】しかし、このような波長配置をとっても、
零分散波長自体がファイバ長手方向に変動していると、
群速度間にずれが生じ、これが変換帯域及び変換可能な
信号速度に制限を与える。このように、ファイバによる
変換帯域は分散により制限されることになる。長手方向
の分散が完全に制御され、例えば全長（正確には非線形
長）に渡り唯一の零分散波長を有するファイバが作られ
たとすれば、波形整形光の波長λSとクロックパルスの
波長λCとをこの零分散波長に関して対称な位置に配置
することにより事実上無限大の（分散の波長依存性が直
線状である範囲で制限のない程広い）変換帯域が得られ
ることになる。しかし、実際には、零分散波長が長手方
向にばらつくため、位相整合条件が理想状態からずれ、
これにより帯域が制限される。
【００９５】広帯域化を実現するための第１の方法は、
ＨＮＬ−ＤＳＦを用いることである。ＨＮＬ−ＤＳＦを
用いた場合には、１〜２ｋｍ程度の長さで十分な変換が
可能になるので、分散の制御性がよくなり、広帯域特性
を得やすい。その際、特に光カー効果の発生効率が高い
入力端付近の零分散波長のばらつきを小さく抑えること
ができれば、最も効率よく帯域を拡大可能である。更
に、ファイバを複数の小区間に分割し、零分散波長が似
ている区間同士をスプライス等により繋ぎ合わせていく
（当初のファイバ端から数えた順番とは違う順番で）こ
とにより、全長における平均分散は同じであるにも係わ
らず、広い変換帯域を得ることができる。
【００９６】或いは又、十分広い変換帯域を得るのに必
要な程度に高精度な分散制御が可能な長さ（例えば数１
００ｍ以下）のファイバを予め多数用意しておき、所要
の零分散波長のものを組み合わせてスプライスして、所
要の変換効率を得るのに必要な長さのファイバを作るこ
とも可能である。
【００９７】このようにして変換帯域を拡大する場合に
は、光強度の高い入力端付近に零分散波長のばらつきの
少ない部分を集めるのが有効である。また、必要に応じ
て順次分割数を増やしたり、入力端から離れた位置で比
較的分散の大きな部分では、分散の正負を交互に配置す
る等により小区間を適切に組み合せることによって、更
に変換帯域を拡大することができる。
【００９８】光ファイバを分割するに際して各区間をど
の程度短くすれば十分か否かの目安としては、例えば、
非線形長を基準にすればよい。非線形長に比べて十分短
いファイバ内でのＦＷＭにおいては、位相整合はそのフ
ァイバの平均分散値に依存すると考えることができる。
一例として、非線形係数γが２．６Ｗ-1ｋｍ-1のファイ
バで３０ｍＷ程度のポンプ光パワーを用いたＦＷＭにお
いては、非線形長は１２．８ｋｍ程度になるから、その
１／１０程度、即ち１ｋｍ程度が１つの目安となる。他
の例としては、非線形係数γが１５Ｗ-1ｋｍ-1のファイ
バで３０ｍＷ程度のポンプ光パワーを用いたＦＷＭにお
いては、非線形長は２．２ｋｍ程度になるから、その１
／１０程度、即ち２００ｍが１つの目安となろう。いず
れにしても、非線形長に比べて十分短いファイバの平均
零分散波長を測定し、ほぼ同じ値のものを組み合わせて
所要の変換効率のファイバを構成すれば、広い変換帯域
を得ることができる。
【００９９】このように、図９に示される光リタイミン
グ器３６の実施形態においては、非線形光学媒質として
のＨＮＬ−ＤＳＦの零分散波長を波形整形光の波長λS
とクロックパルスの波長λCの中間付近に設定すること
によって、二つのパルス（波形整形光のパルスの一つと
クロックパルスの一つ）の間にウォークオフ（Ｗａｌｋ
−ｏｆｆ）が発生し難くなる。或いは、零分散波長は二
つのパルスよりも長波長側或いは短波長側に設定されて
も良い。長波長側に設定する場合には、正常分散領域が
得られ、変調不安定効果を抑圧可能である。また、短波
長側に設定する場合には、異常分散領域が得られ、ソリ
トン効果を用いることが出来る。零分散波長をどのよう
に設定するかは実際のシステム条件に応じて決定するこ
とが出来る。
【０１００】また、必要に応じて、光フィルタ、光増幅
器及び光アイソレータ等を図７に示される構成の前後或
いは構成内に設けても良い。
【０１０１】図１０は本発明によるシステムの実施形態
を示すブロック図である。このシステムは、信号光を伝
送する光ファイバ伝送路７０と、光ファイバ伝送路７０
に沿って設けられた複数の（図では二つの）光中継器
（Ｒ）７２とを備えている。一つの光中継器が用いられ
ても良い。信号光は光送信機（ＯＳ）７４から光ファイ
バ伝送路７０に供給され、光ファイバ伝送路７０により
伝送された信号光は光受信機（ＯＲ）７６により受信さ
れる。
【０１０２】以上説明した本発明の実施形態の少なくと
も一つを各光中継器７２に適用することによって、光／
電気変換を行うことなしに、所謂３Ｒ機能或いは２Ｒ機
能が得られる。ここで、３Ｒは波形等化（Ｒｅｓｈａｐ
ｉｎｇ）、タイミング再生（Ｒｅｔｉｍｉｎｇ）及び識
別再生（Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）を意味し、２Ｒは
タイミング再生を除く二つを意味する。特に、各光中継
器７２にＥＤＦＡ等の光増幅器が含まれている場合に
は、光増幅器において生じるＡＳＥが累積するので、各
光中継器７２に本発明を適用することによって、効果的
に波形整形或いは全光信号再生を行うことが出来る。
【０１０３】光ファイバ伝送路７０の出力端において、
本発明に従って波形整形或いは全光信号再生を行っても
良い。この場合、本発明による種々の実施形態の少なく
とも何れか一つが光受信機７６に適用される。受信感度
を高めるために、光受信機７６内にＥＤＦＡ等からなる
光増幅器が光プリアンプとして設けられていても良い。
【０１０４】図１０に示されるシステムにおいては、光
ファイバ伝送路７０における分散や非線形光学効果によ
り信号光の波形が歪んだり、光増幅器による中継伝送に
際しての光増幅器のＡＳＥ雑音の累積により信号光の波
形が乱れることがある。分散や非線形光学効果による信
号光の波形の歪みは、分散補償器或いは非線形補償器を
各光中継器７２内或いは光受信機７６内に設けることに
よって防止することが出来る。また、ＡＳＥ雑音の累積
による波形の乱れは、本発明に従って波形整形を行うこ
とによって、有効に防止し得る。従って、本発明と分散
補償器或いは非線形補償器との組み合わせは、長距離・
超高速の高品質な光伝送システムを構築する上で極めて
有効である。なお、非線形補償器としては、位相共役変
換を用いたもの等を採用可能である。
【０１０５】しばしば単純に分散と称される波長分散
は、光ファイバ内における光信号の群速度が光信号の波
長（周波数）の関数として変化する現象である。例えば
標準的なシングルモードファイバにおいては、１．３μ
ｍよりも短い波長に対しては、より長い波長を有する光
信号がより短い波長を有する光信号よりも速く伝搬し、
その結果としての分散は、通常、正常分散と称される。
１．３μｍよりも長い波長に対しては、より短い波長を
有する光信号がより長い波長を有する光信号よりも速く
伝搬し、その結果としての分散は異常分散と称される。
【０１０６】近年、ＥＤＦＡの採用による光信号パワー
の増大に起因して、非線形性が注目されている。伝送容
量を制限する光ファイバの最も重要な非線形性は光カー
効果である。光カー効果は光ファイバの屈折率が光信号
の強度に伴って変化する現象である。屈折率の変化は光
ファイバ中を伝搬する光信号の位相を変調し、その結果
信号スペクトルを変更する周波数チャーピングが生じ
る。この現象は自己位相変調（self-phase modulation:
ＳＰＭ）として知られている。ＳＰＭによってスペクト
ルが拡大され、波長分散による波形歪みが更に大きくな
る。
【０１０７】このように、波長分散及びカー効果は、伝
送距離の増大に伴って光信号に波形歪みを与える。従っ
て、光ファイバによる長距離伝送を可能にするために
は、波長分散及び非線形性は制御され、補償され或いは
抑圧されることが必要である。
【０１０８】波長分散及び非線形性を制御する技術とし
て、主信号のための電子回路を含む再生中継器を用いた
ものが知られている。伝送路の途中に例えば複数の再生
中継器が配置され、各々の再生中継器では、光信号の波
形歪みが過剰になる前に光／電気変換、再生処理及び電
気／光変換がこの順で行われる。しかし、この方法で
は、高価で複雑な再生中継器が必要であるとともに、再
生中継器が有する電子回路が主信号のビットレートを制
限するという問題がある。
【０１０９】波長分散及び非線形性を補償する技術とし
て、光ソリトンが知られている。与えられた異常分散の
値に対して精度よく規定された振幅、パルス幅及びピー
クパワーを有する光信号パルスが発生させられ、それに
より光カー効果によるＳＰＭと異常分散とによるパルス
圧縮と、分散によるパルス拡がりとがバランスし、光ソ
リトンはその波形を維持したまま伝搬して行く。
【０１１０】波長分散及び非線形性を補償するための他
の技術として、光位相共役の適用がある。例えば、伝送
路の波長分散を補償するための方法がヤリフ（Ｙａｒｉ
ｖ）らによって提案されている（A. Yariv, D. Fekete,
and D. M. Pepper,“Compensation for channel dispe
rsion by nonlinear optical phase conjugation” Op
t. Lett., vol. 4, pp. 52-54, 1979）。伝送路の中間
点で光信号が位相共役光に変換され、伝送路の前半で受
けた波長分散による波形歪みが伝送路の後半の波長分散
による歪みで補償される。
【０１１１】特に、２つの地点での電場の位相変化の要
因が同じであり、その要因をもたらす環境変化が２地点
の間の光の伝搬時間内で緩やかであるとすれば、２地点
の中間に位相共役器（位相共役光発生器）を配置するこ
とによって、位相変化は補償される（S. Watanabe,“Co
mpensation of phase fluctuation in a transmission
line by optical conjugation ”Opt. Lett., vol. 17,
pp. 1355-1357, 1992）。従って、位相共役器の採用に
よって、ＳＰＭに起因する波形歪みも補償される。しか
し、位相共役器の前後で光パワーの分布が非対称である
場合には、非線形性の補償が不完全になる。
【０１１２】発明者は、先に、位相共役器を用いる場合
に光パワーの非対称性による補償の不完全さを克服する
ための技術を提案した（S. Watanabe and M. Shirasak
i, “Exact compensation for both chromatic dispers
ion and Kerr effect in a transmission fiber using
optical phase conjugation”J. Lightwave Technol.,v
ol. 14, pp. 243-248, 1996 ）。位相共役器は伝送路に
おけるその前後の分散値又は非線形効果の総量が等しく
なる点の近傍に配置され、その前後における種々のパラ
メータが微小区間ごとに設定される。
【０１１３】光ファイバ及び半導体光増幅器等のような
三次の非線形光学媒質を用いて、非縮退四光波混合によ
り位相共役光を発生させることができる。角周波数ωS
の信号光と角周波数ωP （ωP ≠ωS ）のポンプ光とが
その非線形光学媒質に供給されると、非線形光学媒質内
における信号光及びポンプ光の四光波混合に基き、角周
波数２ωP −ωS の位相共役光（変換信号光）が発生
し、この位相共役光は信号光及びポンプ光と共に非線形
光学媒質から出力される。
【０１１４】尚、「非縮退」というのは、信号光の波長
とポンプ光の波長とが異なるという意味で用いられてい
る。信号光の波長、ポンプ光の波長及び位相共役光の波
長（角周波数）は前述した関係を満たすので、位相共役
光の発生と同時に波長変換が行なわれることになる。従
って、位相共役変換及び波長変換のための非線形光学媒
質としてＨＮＬ−ＤＳＦが用いられている場合には、前
述した「変換」の語をこれらの変換に当てはめることに
より、高い変換効率及び広い変換帯域を得るための前述
の議論はそのまま適用され得る。
【０１１５】図１１は本発明による波形整形器の第４実
施形態を示すブロック図である。この波形整形器は、図
６に示されるＤＦＢ−ＬＤ２、駆動回路４、プローブ光
源６及び光フィルタ２６と、これらにそれぞれ対応する
ＤＦＢ−ＬＤ２´、駆動回路４´、プローブ光源６´及
び光フィルタ２６´とを備えている。ＤＦＢ−ＬＤ２及
び２´をカスケード接続（或いはタンデム接続）するた
めに、光フィルタ２６から出力された光がＤＦＢ−ＬＤ
２´に入力されるようになっている。
【０１１６】このように本実施形態では、２台のＤＦＢ
−ＬＤ２及び２´をカスケード接続しているので、一つ
のＤＦＢ−ＬＤを用いている場合と比較して波形整形の
程度を高めることができる。
【０１１７】ＤＦＢ−ＬＤ２にプローブ光が供給されて
いることにより、波長λ0の発振レーザ光の生成を有効
に抑圧し得る。従ってこの場合、光フィルタ２６を省略
してＤＦＢ−ＬＤ２から出力された光を直接ＤＦＢ−Ｌ
Ｄ２´に入力するようにすれば、プローブ光源６からの
プローブ光はＤＦＢ−ＬＤ２を透過した後にＤＦＢ−Ｌ
Ｄ２´にも供給されるので、プローブ光源６´を省略す
ることができる。又この場合、ＤＦＢ−ＬＤ２´におけ
る波長λ0の発振レーザ光の発生が有効に抑圧されてい
れば、光フィルタ２６´に要求される機能は、波長λP
のプローブ光を除去することである。
【０１１８】このように、複数のＤＦＢ−ＬＤをカスケ
ード接続して本発明を実施することによって、効果的に
波形整形を行うことができる波形整形器の提供が可能に
なる。
【０１１９】以上、ＤＦＢレーザが用いられる場合につ
いて本発明の実施形態を説明したが、本発明はＤＦＢレ
ーザが用いられることによって限定されない。ＤＦＢレ
ーザ以外のレーザを用いる場合であっても光増幅に関連
して利得クランプ状態を得ることができるので、ＤＦＢ
レーザを用いた場合と同様に信号光の波形整形を行うこ
とができる。例えば、マルチモードで発振するファブリ
ペロ型のレーザダイオードを用いて本発明を実施するこ
とができる。この場合、そのレーザダイオードは複数の
レーザ発振波長を有するので、波形整形されるべき信号
光の波長はそれらのレーザ発振波長とは異なるように設
定される。
【０１２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
信号光のビットレートやパルス形状に依存しない新規な
波形整形のための方法、装置及びシステムの提供が可能
になるという効果が生じる。その結果、現状の線形光通
信システムにおける各種の性能限界の打破が可能にな
る。本発明の特定の実施形態により得られる効果は以上
説明した通りであるので、その説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の原理の説明図である。
【図２】図２の（Ａ）及び図２の（Ｂ）はＤＦＢ−ＬＤ
（分布帰還型レーザダイオード）の入出力特性の例を示
すグラフである。
【図３】図３は本発明による波形整形器の第１実施形態
を示すブロック図である。
【図４】図４は本発明による波形整形器の第２実施形態
を示す図である。
【図５】図５の（Ａ）は図４に示される各ＤＦＢ−ＬＤ
の入出力特性を示すグラフ、図５の（Ｂ）は図４に示さ
れる波形整形器の入出力特性を示すグラフである。
【図６】図６は本発明による波形整形器の第３実施形態
を示すブロック図である。
【図７】図７は本発明による全光信号再生装置の実施形
態を示すブロック図である。
【図８】図８は図７に示されるクロック再生器の実施形
態を示すブロック図である。
【図９】図９は図７に示される光リタイミング器の実施
形態を示す図である。
【図１０】図１０は本発明によるシステムの実施形態を
示すブロック図である。
【図１１】図１１は本発明による波形整形器の第４実施
形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
２，２（＃１），２（＃２） ＤＦＢ−ＬＤ ４ 駆動回路 ６ プローブ光源 ８ 導波路基板 １０ マッハツェンダ干渉器 ２４ 位相シフタ ２６ 光フィルタ ２８ 過飽和吸収体 ３２ 波形整形器 ３４ クロック再生器 ３６ 光リタイミング器

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ） レーザ発振可能な波長の範囲と
    して定義される阻止帯域を有する分布帰還（ＤＦＢ）レ
    ーザを提供するステップと、 （ｂ） 上記ＤＦＢレーザが上記阻止帯域に含まれる第
    １の波長でレーザ発振するように上記ＤＦＢレーザを駆
    動するステップと、 （ｃ） 上記阻止帯域に含まれない第２の波長を有する
    信号光を上記ＤＦＢレーザに入力するステップとを備え
    た方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法であって、 上記ステップ（ｂ）は上記ＤＦＢレーザに一定の駆動電
    流を供給するステップを含む方法。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の方法であって、 上記信号光はハイレベル及びローレベルを有し、 上記ステップ（ｃ）は上記信号光の上記ハイレベルでの
    振幅揺らぎが上記ＤＦＢレーザ内で抑圧されるように上
    記信号光のパワーを調節するステップを含む方法。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載の方法であって、 上記阻止帯域に含まれない第３の波長を有する制御光を
    上記ＤＦＢレーザに入力するステップを更に備えた方
    法。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載の方法であって、 上記制御光は実質的に一定のパワーを有している方法。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載の方法であって、 上記ＤＦＢレーザは出力飽和特性を有しており、 上記出力飽和特性に基き上記信号光を波形整形して得ら
    れた波形整形光が上記ＤＦＢレーザから出力される方
    法。
  7. 【請求項７】 請求項１に記載の方法であって、 上記ＤＦＢレーザから出力された光を第２のＤＦＢレー
    ザに入力するステップを更に備えた方法。
  8. 【請求項８】 （ａ） 信号光を第１の信号光と第２の
    信号光に分けるステップと、 （ｂ） 第１の出力飽和特性を有する第１の分布帰還
    （ＤＦＢ）レーザに上記第１の信号光を入力するステッ
    プと、 （ｃ） 上記第１の出力飽和特性と異なる第２の出力飽
    和特性を有する第２の分布帰還（ＤＦＢ）レーザに上記
    第２の信号光を入力するステップと、 （ｄ） 上記第１の出力飽和特性に従って上記第１のＤ
    ＦＢレーザから出力された第１の波形整形光と上記第２
    の出力飽和特性に従って上記第２のＤＦＢレーザから出
    力された第２の波形整形光とを加え合せるステップとを
    備えた方法。
  9. 【請求項９】 請求項８に記載の方法であって、 上記ステップ（ｄ）において上記第１の波形整形光と上
    記第２の波形整形光の差信号としての出力信号光が得ら
    れるように上記第２の波形整形光に位相シフトを与える
    ステップを更に備えた方法。
  10. 【請求項１０】 レーザ発振可能な波長の範囲として定
    義される阻止帯域を有する分布帰還（ＤＦＢ）レーザ
    と、 上記ＤＦＢレーザが上記阻止帯域に含まれる第１の波長
    でレーザ発振するように上記ＤＦＢレーザに駆動電流を
    供給する駆動回路とを備え、 上記阻止帯域に含まれない第２の波長を有する信号光が
    上記ＤＦＢレーザに入力する装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の装置であって、 上記信号光はハイレベル及びローレベルを有し、 上記信号光のパワーは、上記信号光の上記ハイレベルで
    の振幅揺らぎが上記ＤＦＢレーザ内で抑圧されるように
    設定される装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１０に記載の装置であって、 上記阻止帯域に含まれない第３の波長を有する制御光を
    上記ＤＦＢレーザに入力する光源を更に備えた装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１２に記載の装置であって、 上記信号光はハイレベル及びローレベルを有し、 上記制御光のパワーは、上記信号光の上記ローレベルで
    の雑音の増加が抑圧されるように設定される装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１２に記載の装置であって、 上記ＤＦＢレーザの出力に光学的に接続され、上記第２
    の波長を含み上記第１及び第３の波長を含まない通過帯
    域を有する光フィルタを更に備えた装置。
  15. 【請求項１５】 請求項１０に記載の装置であって、 上記ＤＦＢレーザの出力に光学的に接続され、上記第２
    の波長を含み上記第１の波長を含まない通過帯域を有す
    る光フィルタを更に備えた装置。
  16. 【請求項１６】 請求項１０に記載の装置であって、 上記ＤＦＢレーザの入力及び出力の少なくとも一方に光
    学的に接続された過飽和吸収体を更に備えた装置。
  17. 【請求項１７】 請求項１０に記載の装置であって、 上記ＤＦＢレーザは、第１の出力飽和特性を有する第１
    のＤＦＢレーザと、上記第１の出力飽和特性と異なる第
    ２の出力飽和特性を有する第２のＤＦＢレーザとからな
    り、 上記信号光を上記第１のＤＦＢレーザに入力される第１
    の信号光と上記第２のＤＦＢレーザに入力される第２の
    信号光とに分ける第１の光カプラと、 上記第１の出力飽和特性に従って上記第１のＤＦＢレー
    ザから出力された第１の波形整形光と上記第２の出力飽
    和特性に従って上記第２のＤＦＢレーザから出力された
    第２の波形整形光とを加え合せる第２の光カプラとを更
    に備えた装置。
  18. 【請求項１８】 請求項１７に記載の装置であって、 上記第１の波形整形光と上記第２の波形整形光の差信号
    としての出力信号光が得られるように上記第２の波形整
    形光に位相シフトを与える位相シフタを更に備えた装
    置。
  19. 【請求項１９】 信号光を第１の信号光と第２の信号光
    に分ける第１の光カプラと、 第１の出力飽和特性を有し、上記第１の信号光が入力さ
    れる第１の分布帰還（ＤＦＢ）レーザと、 上記第１の出力飽和特性と異なる第２の出力飽和特性を
    有し、上記第２の信号光が入力される第２の分布帰還
    （ＤＦＢ）レーザと、 上記第１の出力飽和特性に従って上記第１のＤＦＢレー
    ザから出力された第１の波形整形光と上記第２の出力飽
    和特性に従って上記第２のＤＦＢレーザから出力された
    第２の波形整形光とを加え合せる第２の光カプラとを備
    えた装置。
  20. 【請求項２０】 請求項１９に記載の装置であって、 上記第１の波形整形光と上記第２の波形整形光の差信号
    としての出力信号光が得られるように上記第２の波形整
    形光に位相シフトを与える位相シフタを更に備えた装
    置。
  21. 【請求項２１】 請求項１９に記載の装置であって、 上記第１及び第２の光カプラは導波路基板上に形成され
    たマッハシェンダ干渉器により提供される装置。
  22. 【請求項２２】 信号光を第１の信号光と第２の信号光
    に分ける光分岐部と、 上記第１の信号光を受け、受けた第１の信号光を波形整
    形して得られた波形整形光を出力する波形整形器と、 上記第２の信号光を受け、受けた第２の信号光に基きク
    ロックパルスを再生するクロック再生器と、 上記波形整形光及び上記クロックパルスを受け、上記ク
    ロックパルスに基き上記波形整形光のタイミングを補正
    して得られた再生信号光を出力する光リタイミング器と
    を備え、 上記波形整形器は、 レーザ発振可能な波長の範囲として定義される阻止帯域
    を有し、上記第１の信号光が入力される分布帰還（ＤＦ
    Ｂ）レーザと、 上記ＤＦＢレーザが上記阻止帯域に含まれる第１の波長
    でレーザ発振するように上記ＤＦＢレーザに駆動電流を
    供給する駆動回路とを備えており、 上記信号光は上記阻止帯域に含まれない第２の波長を有
    している装置。
  23. 【請求項２３】 請求項２２に記載の装置であって、 上記クロック再生器は上記第２の信号光が導入されるリ
    ングレーザを含み、 上記第２の信号光に基く上記リングレーザのモードロッ
    クにより上記クロックパルスが再生される装置。
  24. 【請求項２４】 請求項２２に記載の装置であって、 上記波形整形器は非線形ループミラーを含む装置。
  25. 【請求項２５】 信号光を伝送する光ファイバ伝送路
    と、 上記光ファイバ伝送路に沿って設けられた少なくとも一
    つの光中継器とを備え、 上記少なくとも一つの光中継器の各々は、 レーザ発振可能な波長の範囲として定義される阻止帯域
    を有し、上記光ファイバ伝送路により伝送された信号光
    が供給される分布帰還（ＤＦＢ）レーザと、 上記ＤＦＢレーザが上記阻止帯域に含まれる第１の波長
    でレーザ発振するように上記ＤＦＢレーザに駆動電流を
    供給する駆動回路とを含み、 上記信号光は上記阻止帯域に含まれない第２の波長を有
    しているシステム。
  26. 【請求項２６】 信号光を伝送する光ファイバ伝送路
    と、上記光ファイバ伝送路の出力端に接続された光受信
    機とを備え、 上記光受信機は、 レーザ発振可能な波長の範囲として定義される阻止帯域
    を有し、上記光ファイバ伝送路により伝送された信号光
    が供給される分布帰還（ＤＦＢ）レーザと、 上記ＤＦＢレーザが上記阻止帯域に含まれる第１の波長
    でレーザ発振するように上記ＤＦＢレーザに駆動電流を
    供給する駆動回路とを含み、 上記信号光は上記阻止帯域に含まれない第２の波長を有
    しているシステム。
  27. 【請求項２７】 信号光が通過するようにカスケード接
    続された複数の分布帰還（ＤＦＢ）レーザを備え、 上記各ＤＦＢレーザはレーザ発振可能な波長の範囲とし
    て定義される阻止帯域を有し、 上記各ＤＦＢレーザは上記阻止帯域に含まれる第１の波
    長でレーザ発振するように駆動され、 上記信号光は上記阻止帯域に含まれない第２の波長を有
    している装置。
  28. 【請求項２８】 出力飽和特性を有する分布帰還（ＤＦ
    Ｂ）レーザを提供するステップと、 上記ＤＦＢレーザに信号光を入力するステップと、 上記出力飽和特性に基き上記信号光を波形整形して得ら
    れた波形整形光を上記ＤＦＢレーザから出力するステッ
    プとを備えた方法。
  29. 【請求項２９】 第１の波長でレーザ発振する分布帰還
    （ＤＦＢ）レーザを提供するステップと、 上記第１の波長と異なる第２の波長を有する信号光を上
    記ＤＦＢレーザに入力するステップと、 上記ＤＦＢレーザ内で上記信号光が波形整形されるよう
    に上記信号光のパワーを調節するステップとを備えた方
    法。
  30. 【請求項３０】 分布帰還（ＤＦＢ）レーザと、 上記ＤＦＢレーザが第１の波長でレーザ発振するように
    上記ＤＦＢレーザに駆動電流を供給する駆動回路とを備
    え、 上記第１の波長と異なる第２の波長を有する信号光が上
    記ＤＦＢレーザに入力され、 上記信号光が上記ＤＦＢレーザ内で波形整形されるよう
    に上記信号光のパワーが調節されている装置。
  31. 【請求項３１】 レーザダイオードに対しレーザ光を発
    光する状態まで電流を供給し、 該レーザダイオードが出力する光の波長と異なる光をレ
    ーザダイオードに入射させることで光波形整形を行うこ
    とを特徴とする光波形整形方法。
  32. 【請求項３２】 レーザダイオードと、 該レーザダイオードにレーザ光を発光する状態まで電流
    を供給する電流供給手段と、 該レーザダイオードが出力する光の波長と異なる光をレ
    ーザダイオードに入射する光入力手段とを有する光波形
    整形装置。
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