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JPH08195713A - Optical clock pulse generating circuit - Google Patents

Optical clock pulse generating circuit

Info

Publication number
JPH08195713A
JPH08195713A JP7004775A JP477595A JPH08195713A JP H08195713 A JPH08195713 A JP H08195713A JP 7004775 A JP7004775 A JP 7004775A JP 477595 A JP477595 A JP 477595A JP H08195713 A JPH08195713 A JP H08195713A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
light
clock pulse
optical clock
resonator
Prior art date
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Granted
Application number
JP7004775A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2787898B2 (en
Inventor
Takanori Shimizu
隆徳 清水
Hiroyuki Yokoyama
弘之 横山
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP7004775A priority Critical patent/JP2787898B2/en
Publication of JPH08195713A publication Critical patent/JPH08195713A/en
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Publication of JP2787898B2 publication Critical patent/JP2787898B2/en
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/0075Arrangements for synchronising receiver with transmitter with photonic or optical means

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

PURPOSE: To obtain an optical clock pulse S2 whose clock frequency is an integer multiple n.f of a clock frequency (f) of an optical data signal string S1. CONSTITUTION: An optical clock extract element 1 has an optical resonator consisting of a saturable absorption region 11 and a gain region 12 and whose length L is about c/(2nηf)}, where (c) is the velocity of light and (η) is a group speed refractive index of light, and is in the mode synchronization operation. When an optical data signal string S1 is made incident from an end face 20a of the optical resonator, the frequency of the optical pulse generated from the element 1 in the mode synchronization operation is locked to the frequency n.f and an optical clock pulse S2 whose clock frequency is n.f is emitted from an end face 20b of the optical resonator. Furthermore, the saturable absorption region 11 prevents spread and missing of the optical pulse circulating through the optical resonator.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はクロック周波数fの光デ
ータ信号列に直接的に応答してクロック周波数n・f
(nは2以上の整数)の光クロックパルスを生成する光
クロックパルス生成回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention directly responds to an optical data signal train having a clock frequency of f to obtain a clock frequency of n.multidot.f.
The present invention relates to an optical clock pulse generation circuit that generates an optical clock pulse (n is an integer of 2 or more).

【0002】[0002]

【従来の技術】超高速光通信においては、光信号を電気
信号に変換して信号処理を行う場合の処理速度の制限を
免れるため、光データ信号列から光クロックパルスを光
信号処理回路で直接生成する必要性に迫られている。
2. Description of the Related Art In ultra-high-speed optical communication, an optical clock pulse is directly fed from an optical data signal train to an optical signal processing circuit in order to avoid the processing speed limitation when converting an optical signal into an electric signal and performing signal processing. There is a pressing need to generate.

【0003】従来のこの種の光クロックパルス生成回路
が、公開特許公報(特開平6−13981号,発明の名
称:光タイミング抽出回路)に開示されている。この光
クロックパルス生成回路は、光の伝搬路が可飽和吸収領
域と利得領域とで構成されている受動モード同期半導体
レーザを光クロックパルスの抽出素子に用い、クロック
周波数(ビットレート)Mの光データ信号列からクロッ
ク周波数M/m(mは自然数)の光クロックパルスを得
ている。即ち、この光クロックパルス生成回路は、クロ
ック周波数Mの光データ信号列からこのクロック周波数
Mを自然数分の1のレートで分周した光クロックパルス
を得ている。
A conventional optical clock pulse generation circuit of this type is disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 6-13981 (Title of Invention: Optical Timing Extraction Circuit). This optical clock pulse generation circuit uses a passive mode-locking semiconductor laser whose optical propagation path is composed of a saturable absorption region and a gain region as an optical clock pulse extraction element, and uses an optical clock pulse (bit rate) M of light. An optical clock pulse having a clock frequency M / m (m is a natural number) is obtained from the data signal train. That is, the optical clock pulse generation circuit obtains an optical clock pulse obtained by dividing the clock frequency M at a rate of a natural number from an optical data signal sequence having a clock frequency M.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術で
は、もとの光データ信号列のクロック周波数と同じまた
はもとより低いクロック周波数の光クロックパルスしか
得られない。
In the above-mentioned conventional technique, only an optical clock pulse having a clock frequency equal to or lower than the clock frequency of the original optical data signal train can be obtained.

【0005】しかし、光通信システムにおいては、光デ
ータ信号列を合波して伝送する場合等には、もとの光デ
ータ信号列より高いクロック周波数の光クロックパルス
を生成する必要が生じる。
However, in the optical communication system, when the optical data signal sequence is multiplexed and transmitted, it is necessary to generate an optical clock pulse having a higher clock frequency than the original optical data signal sequence.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の光クロックパル
ス生成回路は、クロック周波数fの光データ信号列を半
導体レーザ素子に入射してこの半導体レーザ素子からク
ロック周波数n・f(nは2以上の整数)の光クロック
パルスを出射する光クロックパルス生成回路であって、
前記半導体レーザ素子が、ほぼ長さ{c/(2nη
f)}(但し、cは光速,ηは光の群速度屈折率)の光
伝搬路を有する共振器を備え、前記共振器の一端を前記
光データ信号列の入射端とし、前記共振器の他端を前記
光クロックパルスの出射端とする。
In the optical clock pulse generation circuit of the present invention, an optical data signal train having a clock frequency f is made incident on a semiconductor laser device and the clock frequency n · f (n is 2 or more) is supplied from the semiconductor laser device. (Integer of) an optical clock pulse generation circuit for emitting an optical clock pulse,
The semiconductor laser device has substantially the same length {c / (2nη
f)} (where c is the speed of light and η is the refractive index of the group velocity of light) is provided with a resonator having an optical propagation path, one end of the resonator being the incident end of the optical data signal train, and The other end is the emission end of the optical clock pulse.

【0007】前記光クロックパルス生成回路の一つは、
前記共振器の光伝搬路が、光の可飽和吸収領域と、前記
光の利得領域とを備える構成をとることができる。
One of the optical clock pulse generation circuits is
The optical propagation path of the resonator may have a saturable absorption region for light and a gain region for the light.

【0008】前記光クロックパルス生成回路の別の一つ
は、前記共振器の光伝搬路が、光の利得領域のみを備え
る構成をとることができる。
Another one of the optical clock pulse generation circuits can be configured such that the optical propagation path of the resonator includes only a gain region of light.

【0009】[0009]

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
Next, the present invention will be described with reference to the drawings.

【0010】図1は本発明による第1の実施例の構成図
である。なお、実施例中の光クロック抽出素子1は、詳
細な断面図で示している。図2は第1の実施例のタイミ
ング図である。
FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment according to the present invention. The optical clock extraction element 1 in the embodiment is shown in a detailed sectional view. FIG. 2 is a timing chart of the first embodiment.

【0011】図1および図2を参照して本実施例の光ク
ロックパルス生成回路を説明すると、光データ信号列S
1(図2参照)は、光ファイバ2a,レンズ3a,光ア
イソレータ4aおよびレンズ3bを介し、モード同期半
導体レーザ素子を用いた光クロック抽出素子1の端面2
0aに入射される。光データ信号列S1は“1”および
“0”の強度変調を受けたリターン・トゥ・ゼロ符号の
信号である。光データ信号列S1のクロック周波数をf
とする。光クロック抽出素子1は、長さLがほぼ{c/
(2nηf)}(但し、cは光速,ηは光の群速度屈折
率)の光伝搬路を有する共振器を備えている。この共振
器は、上記光伝搬路を光の可飽和吸収領域11と、光の
利得領域12とで構成し、端面20aと端面20bとを
それぞれ上記共振器の共振器端としている。光クロック
抽出素子1は、端面20bから光クロックパルスS2を
出射する。光クロックパルスS2はクロック周波数n・
fのパルス列である。図2には光クロックパルスのクロ
ック周波数を2f,つまりn=2で示している。光クロ
ックパルスS2は、レンズ3c,光アイソレータ4bお
よびレンズ3dを介し、光ファイバ2bに導かれる。
The optical clock pulse generation circuit of this embodiment will be described with reference to FIGS.
1 (see FIG. 2) is an end face 2 of an optical clock extraction device 1 using a mode-locked semiconductor laser device via an optical fiber 2a, a lens 3a, an optical isolator 4a and a lens 3b.
It is incident on 0a. The optical data signal sequence S1 is a return-to-zero code signal subjected to intensity modulation of "1" and "0". The clock frequency of the optical data signal sequence S1 is f
And The optical clock extraction element 1 has a length L of approximately {c /
(2nηf)} (where c is the speed of light and η is the group velocity refractive index of light) and is provided with a resonator having an optical propagation path. In this resonator, the light propagation path is composed of a saturable absorption region 11 of light and a gain region 12 of light, and end faces 20a and 20b are respectively the resonator ends of the resonator. The optical clock extraction element 1 emits an optical clock pulse S2 from the end face 20b. The optical clock pulse S2 has a clock frequency of n ·
It is a pulse train of f. In FIG. 2, the clock frequency of the optical clock pulse is shown as 2f, that is, n = 2. The optical clock pulse S2 is guided to the optical fiber 2b via the lens 3c, the optical isolator 4b, and the lens 3d.

【0012】ここで、レンズ3aおよび3bは光ファイ
バ2aが出射する光データ信号列S1を光クロック抽出
素子1の端面20aに効率よく入射させるために用いら
れ、レンズ3cおよび3dは光クロック抽出素子1の端
面20bから出射する光クロックパルスS2を光ファイ
バ2bに効率よく入射させるために用いられる。また、
光アイソレータ4aは光データ信号列S1の端面20a
からの戻り光等を吸収等により除去し、光アイソレータ
4bは光ファイバ2bからの光クロックパルスS2の戻
り光を除去して素子1の動作を安定化させる。
Here, the lenses 3a and 3b are used to efficiently make the optical data signal sequence S1 emitted from the optical fiber 2a incident on the end face 20a of the optical clock extracting element 1, and the lenses 3c and 3d are the optical clock extracting element. The optical clock pulse S2 emitted from the first end face 20b is used to efficiently enter the optical fiber 2b. Also,
The optical isolator 4a is the end surface 20a of the optical data signal sequence S1.
The optical isolator 4b removes the returning light of the optical clock pulse S2 from the optical fiber 2b by absorbing the returning light from the optical fiber 2b, and stabilizes the operation of the device 1.

【0013】次に、光クロック抽出素子1について詳細
に説明する。この光クロック抽出素子1には量子井戸を
有する半導体レーザ素子を使用する。素子1は、化合物
半導体を主材料とし、例えばレーザ発振波長0.8μm
帯用にはGaAsとAlGaAsの組み合わせ,波長
0.98μm帯用にはGaAsとInGaAsの組み合
わせ,1.3μm帯用および1.55μm帯用にはIn
PとInGaAsPの組み合わせが好適である。素子1
は、結晶構造をなす基板17,nクラッド層16,活性
層15,pクラッド層14およびキャップ層13a,1
3bを層状に配置している。キャップ層13aにはp側
電極20a,キャップ層13bにはp側電極20b,基
板17にはn側電極19を設けている。つまり、p側電
極20aと20bとは分離していることに留意された
い。また、活性層15に対して垂直な面である端面20
aおよび20bは、結晶構造をなす素子1の劈開面であ
る。
Next, the optical clock extraction element 1 will be described in detail. A semiconductor laser device having a quantum well is used as the optical clock extraction device 1. The element 1 has a compound semiconductor as a main material, and has a laser oscillation wavelength of 0.8 μm, for example.
Combination of GaAs and AlGaAs for band, combination of GaAs and InGaAs for wavelength 0.98 μm band, In for 1.3 μm band and 1.55 μm band
A combination of P and InGaAsP is preferred. Element 1
Is a substrate 17 having a crystal structure, an n-clad layer 16, an active layer 15, a p-clad layer 14 and a cap layer 13a, 1
3b are arranged in layers. A p-side electrode 20a is provided on the cap layer 13a, a p-side electrode 20b is provided on the cap layer 13b, and an n-side electrode 19 is provided on the substrate 17. That is, it should be noted that the p-side electrodes 20a and 20b are separated. In addition, the end surface 20 that is a surface perpendicular to the active layer 15
Reference symbols a and 20b are cleavage planes of the element 1 having a crystal structure.

【0014】活性層15は、nクラッド層16およびp
クラッド層14より屈折率が高く、端面20aおよび2
0bから入出射する光(光データ信号列S1および光ク
ロックパルスS2)の主伝搬路をなす。端面20aおよ
び20bは、結晶の劈開面であるので、光の一部を通過
させ一部を反射させる。従って、端面20aと活性層1
5を主体とする光の伝搬路と端面20bとが、レーザ発
振光の共振器を構成する。本実施例の素子1では、この
共振器の長さLを、上述のとおり、ほぼ{c/(2nη
f)}としている。なお、端面20aおよび20bに
は、光の反射係数を調整するためにコーティングを施し
てもよい。キャップ層13aはp側電極18aとpクラ
ッド層14とを接続するオーミック層であり、キャップ
層13bはp側電極18bとpクラッド層14とを接続
するオーミック層である。
The active layer 15 is composed of the n-clad layer 16 and the p-layer.
The refractive index is higher than that of the cladding layer 14, and the end faces 20a and 20a
It forms a main propagation path of light (optical data signal train S1 and optical clock pulse S2) entering and exiting from 0b. Since the end faces 20a and 20b are the cleavage planes of the crystal, some of the light passes through and some of the light is reflected. Therefore, the end face 20a and the active layer 1
The light propagation path mainly composed of 5 and the end face 20b constitute a resonator for laser oscillation light. In the element 1 of this example, the length L of this resonator is approximately {c / (2nη) as described above.
f)}. The end faces 20a and 20b may be coated to adjust the reflection coefficient of light. The cap layer 13a is an ohmic layer that connects the p-side electrode 18a and the p-clad layer 14, and the cap layer 13b is an ohmic layer that connects the p-side electrode 18b and the p-clad layer 14.

【0015】光クロック抽出素子1は、n側電極19を
接地電位とし、p側電極18aには負電圧,つまり逆バ
イアスを掛け、p側電極18bには正電圧,つまり順方
向バイアスを掛けてp側電極18bからn側電極19に
電流を注入する。すると、p側電極18aに対面する光
伝搬路は光の可飽和吸収領域11となり、p側電極18
bに対面する光伝搬路は光の利得領域12となる。可飽
和吸収領域11では、強度の強い光が通過すると吸収が
飽和し、強度の弱い光は吸収される。この光の吸収度合
は、逆バイアス電圧等によって変る。一方、利得領域1
2では通過光を増幅し、この利得領域12への注入電流
がしきい値より大きくなると、素子1はレーザ発振を開
始し、光データ信号列S1の入射のない場合には、繰り
返しパルス周波数がほぼ2fの光パルス列を端面20a
および20bから出射する。
In the optical clock extraction element 1, the n-side electrode 19 is set to the ground potential, the p-side electrode 18a is applied with a negative voltage, that is, reverse bias, and the p-side electrode 18b is applied with a positive voltage, that is, forward bias. A current is injected from the p-side electrode 18b to the n-side electrode 19. Then, the light propagation path facing the p-side electrode 18 a becomes the saturable absorption region 11 of light, and the p-side electrode 18 a
The light propagation path facing b is the light gain region 12. In the saturable absorption region 11, absorption of light with high intensity is saturated and absorption of light with low intensity is absorbed. The degree of absorption of this light changes depending on the reverse bias voltage and the like. On the other hand, gain region 1
In 2, the passing light is amplified, and when the injection current into the gain region 12 becomes larger than the threshold value, the element 1 starts laser oscillation, and when the optical data signal sequence S1 is not incident, the repetitive pulse frequency becomes An optical pulse train of approximately 2f is applied to the end face 20a.
And 20b.

【0016】上述の状態にある半導体レーザがいわゆる
モード同期半導体レーザである。モード同期動作を生じ
るバイアス条件の1つは、例えばレーザ発振波長1.5
5μm帯で素子1の共振器長Lが約4,100μm,可
飽和吸収領域11の長さが約200μmの場合、p側電
極18bからの注入電流が184mA,p側電極18a
への逆バイアス電圧が0.4Vである。このとき、クロ
ック周波数(繰り返し周波数)が約10.7GHzの光
クロックパルスS2が得られる。なお、光の群速度屈折
率ηはp側電極18aに加える逆バイアスおよびp側電
極18bからの注入電流によっても変化するので、光ク
ロックパルスS2のクロック周波数n・fが同じでも、
素子1の物理的な共振器長Lはこれらの条件によって変
える必要がある。逆に、素子1の共振器の物理的な長さ
が一定でも、p側電極18aおよび18bに加えるバイ
アスを変化することによって光の伝搬路長を変化させ、
適切にモード同期された光クロックパルスS2が生成で
きる。
The semiconductor laser in the above state is a so-called mode-locked semiconductor laser. One of the bias conditions that causes the mode-locked operation is, for example, a laser oscillation wavelength of 1.5.
When the resonator length L of the device 1 is about 4,100 μm and the saturable absorption region 11 is about 200 μm in the 5 μm band, the injection current from the p-side electrode 18b is 184 mA and the p-side electrode 18a is 18 a.
The reverse bias voltage to is 0.4V. At this time, an optical clock pulse S2 having a clock frequency (repetition frequency) of about 10.7 GHz is obtained. Since the group velocity refractive index η of light changes depending on the reverse bias applied to the p-side electrode 18a and the injection current from the p-side electrode 18b, even if the clock frequency n · f of the optical clock pulse S2 is the same,
The physical resonator length L of the element 1 needs to be changed according to these conditions. On the contrary, even if the physical length of the resonator of the device 1 is constant, the propagation path length of light is changed by changing the bias applied to the p-side electrodes 18a and 18b,
A properly mode-locked optical clock pulse S2 can be generated.

【0017】図3は第1の実施例の動作原理を説明する
ための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation principle of the first embodiment.

【0018】以下、図1ないし図3を併せ参照して本実
施例の動作について説明する。
The operation of this embodiment will be described below with reference to FIGS.

【0019】光クロック抽出素子1は、モード同期動作
するようにバイアス等の動作条件を設定しておく。する
と、光データ信号列S1の入射がない場合にも、素子1
は、光の上記共振器を周回する時間(以下、共振器周回
時間)T/n(=1/(n・f),図2および図3では
n=2,以下、n=2で説明)に対応して、繰り返し周
波数2fの光パルスを発生する。
The optical clock extraction element 1 is set with operating conditions such as bias so as to be mode-locked. Then, even when the optical data signal sequence S1 is not incident, the element 1
Is the time taken for the light to circulate in the resonator (hereinafter referred to as resonator circulation time) T / n (= 1 / (n · f), n = 2 in FIGS. 2 and 3, and hereinafter n = 2) Corresponding to, an optical pulse having a repetition frequency of 2f is generated.

【0020】上記の動作条件において、光クロック抽出
素子1にクロック周波数f(時間間隔T)の光データ信
号列S1(データ“1”)を共振器端の一つである端面
20aから時刻t0に入射すると、この光データ信号列
S1は時間T/4後に共振器端の別の一つである端面2
0bに達する。信号列S1により生じたこの光パルス
は、端面20bで反射され、時刻t0から時間T/2後
に端面20aに達する。この光パルスは、端面20aで
反射されて端面20bの方に進行し、あたかも時刻t0
から時間T/2後にデータ“1”の光データ信号列S1
が素子1に入射したかのように働く。光パルスは、続い
て上述のとおり、素子1の共振器内を周回するので、例
え光データ信号列S1にデータ“0”が長く続いても、
端面20aおよび20bで見ると繰り返し時間T/2
(繰り返し周波数2f)の光データ信号列S1が存在す
るように見える。
Under the above operating conditions, the optical clock extraction element 1 receives the optical data signal sequence S1 (data "1") having the clock frequency f (time interval T) from the end face 20a, which is one of the resonator ends, at time t0. Upon incidence, this optical data signal sequence S1 is transferred to the end face 2 which is another one of the resonator ends after the time T / 4.
It reaches 0b. This optical pulse generated by the signal train S1 is reflected by the end face 20b and reaches the end face 20a after time T / 2 from time t0. This light pulse is reflected by the end face 20a and travels toward the end face 20b, as if at time t0.
Optical data signal sequence S1 of data "1" after time T / 2 from
Acts as if incident on element 1. Since the optical pulse continuously circulates in the resonator of the element 1 as described above, even if the data “0” continues for a long time in the optical data signal sequence S1,
The repetition time T / 2 when viewed from the end faces 20a and 20b.
It seems that the optical data signal sequence S1 of (repetition frequency 2f) exists.

【0021】なお、端面20aおよび20bは光パルス
を反射するだけでなく通過もさせるので、この光パルス
は端面20bからは繰り返し周波数2fの光クロックパ
ルスS2として素子1から出射される。例えば、レーザ
発振波長1.55μm帯の場合、繰り返し周波数50G
Hzの光データ信号列S1を約440μmの共振器長L
を有する素子1に入射すると、100GHzの光パルス
列S2が素子1の端面20bから出射する。
Since the end faces 20a and 20b not only reflect but also pass the light pulse, the light pulse is emitted from the element 1 from the end face 20b as the optical clock pulse S2 having the repetition frequency 2f. For example, when the laser oscillation wavelength is 1.55 μm band, the repetition frequency is 50 G
The optical data signal train S1 of Hz has a resonator length L of about 440 μm.
When it is incident on the element 1 having the element, a 100 GHz optical pulse train S2 is emitted from the end face 20b of the element 1.

【0022】ここで、光クロック抽出素子1の可飽和吸
収領域11は、強度の強い光の吸収飽和作用および強度
の弱い光の吸収作用によって自然放出光を抑制し、光パ
ルスの共振器内周回中にパルス幅の広がりや消失が生じ
るのを防ぐ役割を果している。従って、可飽和吸収領域
11の長さは、光クロックパルスS2の半値幅が最も狭
くなるように設定するのがよい。なお、光データ列S2
の強度が大きいほど、光クロックパルスS2のタイミン
グジッタは小さくなり、光クロックパルスS2の生成動
作は安定する。
Here, the saturable absorption region 11 of the optical clock extraction element 1 suppresses spontaneous emission light by the absorption saturation effect of high intensity light and the absorption effect of low intensity light, and the optical pulse is circulated within the resonator. It plays the role of preventing the pulse width from spreading or disappearing. Therefore, the length of the saturable absorption region 11 is preferably set so that the half width of the optical clock pulse S2 is the narrowest. The optical data string S2
The greater the intensity of, the smaller the timing jitter of the optical clock pulse S2 and the more stable the generation operation of the optical clock pulse S2.

【0023】上述した光クロック抽出素子1の動作は、
周波数領域でも説明できる。即ち、光データ信号列S1
は、フーリエ変換すると分かるように、光の中心周波数
f0の両側帯波にクロック周波数fおよびその整数倍n
・fの周波数成分を含む。素子1の共振器長Lは光の縦
モード周波数間隔がほぼn・fになるように選んでい
る。従って、光データ信号列S1を素子1に入射する
と、モード同期によって上記縦モード周波数間隔がn・
fになるように引込まれ、このn・f周波数成分のみが
共振器内で増幅を受けることによってクロック周波数n
・fの光クロックパルスS2が素子1から出射されるこ
とになる。
The operation of the optical clock extraction device 1 described above is as follows.
It can also be explained in the frequency domain. That is, the optical data signal sequence S1
As can be seen from the Fourier transform, the clock frequency f and its integral multiple n are added to both sidebands of the optical center frequency f0.
-Including the frequency component of f. The resonator length L of the element 1 is selected so that the longitudinal mode frequency interval of light is approximately n · f. Therefore, when the optical data signal sequence S1 is incident on the element 1, the longitudinal mode frequency interval is n.multidot.
The clock frequency n is drawn in so that only the n · f frequency component is amplified in the resonator.
The optical clock pulse S2 of f is emitted from the element 1.

【0024】図4は本発明による第2の実施例の構成図
である。
FIG. 4 is a block diagram of the second embodiment according to the present invention.

【0025】第2の実施例の光クロックパルス生成回路
は、第1の実施例と同じ光ファイバ2a,2b,レンズ
3aないし3dおよび光アイソレータ4a,4bと、第
1の実施例の光クロック抽出素子1の構成を一部変更し
た光クロック抽出素子1Aとを構成要素とする。素子1
Aは、素子1において分割構成されたキャップ層13a
および13bとp側電極18aおよび18bとをそれぞ
れ一体化したキャップ層13とp側電極18とを有す
る。また、n側電極19を接地電位とし、p側電極18
には正電圧を印加して素子1Aに電流を注入している。
この素子1Aへの注入電流は、レーザ発振のしきい値あ
るいはそれ以上の電流値とする。従って、この素子1A
は、光の利得領域のみを有し、光の可飽和吸収領域を持
たない。なお、素子1Aの端面20aから20bまでの
長さLは、第1の実施例と同様に、Lをほぼ{c/(2
nηf)}としている。
The optical clock pulse generation circuit of the second embodiment has the same optical fibers 2a and 2b, lenses 3a to 3d and optical isolators 4a and 4b as in the first embodiment, and the optical clock extraction circuit of the first embodiment. An optical clock extraction element 1A obtained by partially changing the configuration of the element 1 is used as a component. Element 1
A is a cap layer 13a divided in the element 1
And 13b and p-side electrodes 18a and 18b are integrated, respectively, and cap layer 13 and p-side electrode 18 are provided. Further, the n-side electrode 19 is set to the ground potential, and the p-side electrode 18
Is applied with a positive voltage to inject a current into the element 1A.
The injection current into the device 1A is a threshold value of laser oscillation or a current value higher than that. Therefore, this element 1A
Has only a gain region of light and no saturable absorption region of light. The length L from the end surface 20a to the end surface 20b of the element 1A is approximately equal to {c / (2
n η f)}.

【0026】本実施例においては、光クロック抽出素子
1Aは、光データ信号列S1が入射されない場合には、
共振器長Lによって決まる縦モード周波数間隔がn・f
になるような多モードの光を端面20aおよび20bか
ら出射する。このとき出射する多モード光は、縦モード
どうしの位相間隔が揃っていないので、連続光となる。
しかし、データ“1”の光データ信号列S1が素子1の
端面20aに入射されると、上記多モード光は光データ
信号列S1のクロック周波数成分に引込まれ、端面20
bからはクロック周波数n・fの光クロックパルスS2
が出射される。本実施例の光クロック抽出素子1Aは、
可飽和吸収領域による光クロックパルスS2のパルス幅
増大を防ぐ作用はないが、共振器長Lによって決まる光
の縦モード周波数間隔がn・fに一致するような適正な
条件においては、光クロックパルスS2のパルス幅広が
りを十分小さくできる。また、光クロック抽出素子1A
は、第1の実施例に用いた光クロック抽出素子1より構
造が簡単であるという利点がある。
In the present embodiment, the optical clock extraction element 1A, when the optical data signal sequence S1 is not incident,
The longitudinal mode frequency interval determined by the resonator length L is nf
The multi-mode light as shown below is emitted from the end faces 20a and 20b. The multimode light emitted at this time is continuous light because the phase intervals between the longitudinal modes are not uniform.
However, when the optical data signal train S1 of data "1" is incident on the end face 20a of the element 1, the multimode light is drawn into the clock frequency component of the optical data signal train S1 and the end face 20
From b, the optical clock pulse S2 of the clock frequency n · f
Is emitted. The optical clock extraction element 1A of this embodiment is
Although there is no action to prevent the pulse width of the optical clock pulse S2 from increasing due to the saturable absorption region, the optical clock pulse is provided under appropriate conditions such that the longitudinal mode frequency interval of light determined by the cavity length L matches n · f. The pulse width spread of S2 can be made sufficiently small. Also, the optical clock extraction element 1A
Has the advantage that the structure is simpler than the optical clock extraction element 1 used in the first embodiment.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、半導体レ
ーザ素子が、ほぼ長さ{c/(2nηf)}(但し、c
は光速,nは2以上の整数,ηは光の群速度屈折率)の
光伝搬路を有する共振器を備えるので、この半導体レー
ザ素子に入射されるクロック周波数fの光データ信号列
に直接的に応答したクロック周波数n・fの光クロック
パルスを得ることができるという効果がある。
As described above, according to the present invention, the semiconductor laser device has substantially the same length {c / (2nηf)} (where c
Is a speed of light, n is an integer of 2 or more, and η is a resonator having an optical propagation path of a group velocity refractive index of light). There is an effect that it is possible to obtain an optical clock pulse having a clock frequency n · f in response to

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による第1の実施例の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment according to the present invention.

【図2】第1の実施例のタイミング図である。FIG. 2 is a timing diagram of the first embodiment.

【図3】第1の実施例の動作原理を説明するための図で
ある。
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation principle of the first embodiment.

【図4】本発明による第2の実施例の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a second embodiment according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1A 光クロックパルス抽出素子 2a,2b 光ファイバ 3a〜3d レンズ 4a,4b 光アイソレータ 11 可飽和吸収領域 12 利得領域 13,13a,13b キャップ層 14 pクラッド層 15 活性層 16 nクラッド層 17 基板 18,18a,18b p側電極 19 n側電極 20a,20b 端面 1, 1A Optical clock pulse extraction element 2a, 2b Optical fiber 3a to 3d Lens 4a, 4b Optical isolator 11 Saturable absorption region 12 Gain region 13, 13a, 13b Cap layer 14 p Clad layer 15 Active layer 16 n Clad layer 17 Substrate 18, 18a, 18b p-side electrode 19 n-side electrode 20a, 20b End surface

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 クロック周波数fの光データ信号列を半
導体レーザ素子に入射してこの半導体レーザ素子からク
ロック周波数n・f(nは2以上の整数)の光クロック
パルスを出射する光クロックパルス生成回路であって、 前記半導体レーザ素子が、ほぼ長さ{c/(2nη
f)}(但し、cは光速,ηは光の群速度屈折率)の光
伝搬路を有する共振器を備え、前記共振器の一端を前記
光データ信号列の入射端とし、前記共振器の他端を前記
光クロックパルスの出射端とすることを特徴とする光ク
ロックパルス生成回路。
1. An optical clock pulse generation for inputting an optical data signal train of clock frequency f to a semiconductor laser device and emitting an optical clock pulse of clock frequency n · f (n is an integer of 2 or more) from the semiconductor laser device. In the circuit, the semiconductor laser device has a substantially length {c / (2nη
f)} (where c is the speed of light and η is the refractive index of the group velocity of light) is provided with a resonator having an optical propagation path, one end of the resonator being the incident end of the optical data signal train, and An optical clock pulse generation circuit, wherein the other end is an emission end of the optical clock pulse.
【請求項2】 前記共振器の光伝搬路が、光の可飽和吸
収領域と、前記光の利得領域とを備えることを特徴とす
る請求項1記載の光クロックパルス生成回路。
2. The optical clock pulse generation circuit according to claim 1, wherein the optical propagation path of the resonator includes a saturable absorption region of light and a gain region of the light.
【請求項3】 前記共振器の光伝搬路が、光の利得領域
のみを備えることを特徴とする請求項1記載の光クロッ
クパルス生成回路。
3. The optical clock pulse generation circuit according to claim 1, wherein the optical propagation path of the resonator includes only a gain region of light.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0613981A (en) * 1992-06-24 1994-01-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical timing extraction circuit
JPH06265945A (en) * 1993-03-12 1994-09-22 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> Optical repeater

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0613981A (en) * 1992-06-24 1994-01-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical timing extraction circuit
JPH06265945A (en) * 1993-03-12 1994-09-22 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> Optical repeater

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11340954A (en) * 1998-05-28 1999-12-10 Nec Corp Optical clock extracting circuit

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