光アナログ・デジタル変換装置、光アナログ・デジタル変換方法、光量子化回路および光量子化方法

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特許情報

発明の名称	光アナログ・デジタル変換装置、光アナログ・デジタル変換方法、光量子化回路および光量子化方法
技術分野	IT
出願日	平成29年2月24日
出願番号	特願2017-33261
公開番号	特開2018-138955
登録番号
出願人	国立大学法人電気通信大学
発明者	松浦基晴二宮典彦
特許公報	PDFのダウンロードはこちらから
概要	【要約】【課題】超高速動作および高分解能（高量子化ビット数）を両立させる光アナログ・デジタル変換装置、光アナログ・デジタル変換方法、光量子化回路および光量子化方法を提供する。【解決手段】光パルス信号を光増幅器で光増幅する際に、周波数が光強度に依存して変動するレッドチャープ現象を用いて、光強度の違いを周波数の違いに変換する。このとき、周波数分布が非常に狭いプローブ光信号も合わせて光増幅することで周波数の判別精度を高める。光増幅後の光パルス信号を、閾値が互いに異なる複数の光フィルタで透過させ、波長範囲を光パルス信号の数に変換した光量子化デジタル信号を生成する。【特許請求の範囲】【請求項１】　第１光入力部から入力する光パルス列信号と、第２光入力部から入力するプローブ光信号とを結合して光結合信号を生成出力する第１光カプラと、前記光結合信号を光増幅して光増幅信号を生成出力する光増幅器と、前記光増幅信号を分岐して複数の光分岐信号を生成し、前記複数の光分岐信号を複数の出力部からそれぞれ出力する光スプリッタと、前記複数の出力部の後段にそれぞれ接続され、互いに異なる閾値以上の周波数成分を通過させて、複数の光透過信号を生成出力する複数の光フィルタと、前記複数の光透過信号を結合して光量子化デジタル信号を生成出力する第２光カプラとを具備し、前記プローブ光信号は、前記光パルス列信号とは周波数が異なり、かつ、光強度が一定であり、前記光増幅器は、前記光パルス列信号に含まれる複数の光パルス信号のそれぞれの光強度に依存する周波数変動量で、前記プローブ光信号に周波数チャープを施す光量子化回路。【請求項２】　請求項１に記載の光量子化回路において、前記複数の光フィルタのそれぞれにおいて、前記複数の光透過信号のそれぞれが前記第２光カプラに到達する時刻に所定の時差が生じるように、前記光スプリッタとの間を接続する前段光ファイバの長さと、前記第２光カプラとの間を接続する後段光ファイバの長さとの合計が異なり、前記第２光カプラの後段に接続され、前記光量子化デジタル信号に含まれる複数の光パルス信号の光強度を所定の上限値以下に制限する光リミッタをさらに具備する光量子化回路。【請求項３】　請求項１または２に記載の光量子化回路において、前記光増幅器は、単一の半導体素子として構成されている光量子化回路。【請求項４】　請求項３に記載の光量子化回路において、前記光増幅器は、量子ドット半導体光増幅器を具備する光量子化回路。【請求項５】　請求項１～４のいずれか一項に記載の光量子化回路と、前記プローブ光信号を生成出力するプローブ光信号生成部と、前記第１入力部の前段に接続され、入力した光アナログ信号を光符号化して前記光パルス列信号を生成出力する光標本化回路と、前記第２光カプラの後段に接続され、入力した前記光量子化デジタル信号を光符号化して光デジタル信号を生成出力する光符号化回路とを具備する光アナログ・デジタル変換装置。【請求項６】　光パルス列信号およびプローブ光信号を結合して光結合信号を生成することと、前記光結合信号を光増幅して光増幅信号を生成することと、前記光増幅信号を分岐して複数の光分岐信号を生成することと、前記複数の光分岐信号を、互いに異なる閾値以上の周波数成分を通過させる複数の光フィルタにそれぞれ通過させて、複数の光透過信号を生成することと、前記複数の光透過信号を結合して光量子化デジタル信号を生成することとを具備し、前記プローブ光信号は、前記光パルス列信号とは周波数が異なり、かつ、光強度が一定であり、前記光増幅信号を生成することは、前記光パルス列信号に含まれる複数の光パルス信号のそれぞれの光強度に依存する周波数変動量で、前記プローブ光信号に周波数チャープを施すことを具備する光量子化方法。（以下省略）

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