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公開番号2023066320
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-05-15
出願番号2021177000
出願日2021-10-28
発明の名称光ADコンバータおよび光受信器
出願人富士通株式会社
代理人個人
主分類G02F 7/00 20060101AFI20230508BHJP(光学)
要約【課題】光回路を含むAD変換により消費電力を低減できること。
【解決手段】光ADコンバータ100は、入力される信号光に含まれる情報のアナログ信号をデジタル信号に変換する。光ADコンバータ100は、デジタル信号のビット数Nに対応するN個のステージを有する。N個のステージは、それぞれ、信号光と、ローカル光を分岐した基準光と、ローカル光を分岐した参照光と、をそれぞれ導波する光導波路101～103を有する。また、信号光と参照光の光レベルを検出および比較し、2値の比較結果をデジタル値として出力する受光部110と、受光部110の比較結果に基づき、基準光の光レベルを可変制御する光変調部120と、を有する。光変調部120の変調出力を次段のステージの参照光に合波させることで、各ステージが信号光と変調光を逐次比較し、Nビットのデジタル信号の2値を出力する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
入力される信号光に含まれる情報のアナログ信号をデジタル信号に変換する光ＡＤコンバータであって、
前記デジタル信号のビット数Ｎに対応するＮ個のステージは、それぞれ、
前記信号光と、ローカル光を分岐した基準光と、前記ローカル光を分岐した参照光と、をそれぞれ導波する光導波路と、
前記信号光と前記参照光の光レベルを検出および比較し、２値の比較結果をデジタル値として出力する受光部と、
前記受光部の比較結果に基づき、前記基準光の光レベルを可変制御する光変調器と、を有し、
前記光変調器の変調出力を次段のステージの参照光に合波させる、
ことを特徴とする光ＡＤコンバータ。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
入力される信号光に含まれる情報のアナログ信号をデジタル信号に変換する光ＡＤコンバータであって、
前記デジタル信号のビット数Ｎに対応するＮ個のステージを有し、
Ｎ個の前記ステージは、それぞれ、
前記信号光を分岐入力し、１以上の導波路で構成されるグループ１の光導波路と、
ローカル光を分岐した一方を参照光として、当該参照光を導波する１以上の導波路で構成されるグループ２の光導波路と、
前記ローカル光を分岐した他方を基準光として、当該基準光を導波する１以上の導波路で構成されるグループ３の光導波路と、
前記信号光と、前記参照光の光レベルを検出および比較し、２値の比較結果をステージのデジタル値として出力する受光部と、
前記グループ３の光導波路で導かれた前記基準光が分岐入力され、前記受光部の比較結果に基づき、前記基準光の光レベルを変調により可変制御する光変調器と、を有し、
前記グループ２の光導波路は、前記参照光に、前記変調部の変調出力を合波させ、次段のステージの参照光として導波することで、
前記Ｎ個のステージでＮビットのデジタル信号を出力する、
ことを特徴とする光ＡＤコンバータ。
【請求項３】
前記受光部は、
前記信号光と前記参照光を検出する一対の差動型の受光素子と、
前記一対の差動型の受光素子の差動出力に基づき、前記信号光と前記参照光の光レベルを比較出力する比較器と、
を有することを特徴とする請求項１または２に記載の光ＡＤコンバータ。
【請求項４】
前記比較器は、
前記信号光の光レベルよりも前記参照光の光レベルが大きいとき値１を出力し、それ以外では値０を出力することを特徴とする請求項３に記載の光ＡＤコンバータ。
【請求項５】
前記光変調器は、
前記受光部の比較結果に基づき、前記基準光を用いて前記参照光の位相に対し同相または逆相の位相変調を行うことを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の光ＡＤコンバータ。
【請求項６】
前記光変調器は、
前記比較器の出力が値１のとき、前記参照光の位相と同相となる位相変調を行い、
前記比較器の出力が値０のとき、前記参照光の位相と逆相となる位相変調を行う、ことを特徴とする請求項５に記載の光ＡＤコンバータ。
【請求項７】
前記光導波路には、前記信号光、前記参照光および前記基準光のタイミングを整合させる遅延器が設けられたことを特徴とする請求項１～６のいずれか一つに記載の光ＡＤコンバータ。
【請求項８】
前記光変調器は、
分岐した光導波路に沿って一対の電極を配置し、前記電極に対する電圧制御を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の光ＡＤコンバータ。
【請求項９】
ＩＱ変調の前記信号光であり、
前記光導波路がＩＱ別に分岐され、
前記信号光の光導波路に９０°ハイブリッド回路が設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の光ＡＤコンバータ。
【請求項１０】
請求項１～９いずれか一つに記載の光ＡＤコンバータと、
前記ローカル光を生成する局所発振光源と、
前記光ＡＤコンバータによりＡＤ変換後の前記信号光に含まれる情報を出力するデータ処理部と、を含む、
ことを特徴とする光受信器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ＡＤコンバータおよび光受信器に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
光受信器では、受信した信号光に載った情報をデジタルの電気信号に変換する機能が必要である。現状の光受信器では、受信した信号光を受光素子により変換したアナログの電気信号を増幅した後、電気回路で実現したアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ：ＡＤコンバータ）を用いてデジタルの電気信号にしている。
【０００３】
光受信器に関連する技術としては、例えば、受信した多重信号光を偏波分離器および９０度ハイブリッド回路により偏波分離し、同相成分と直交成分の信号光を光電変換器で電気信号に変換し、増幅器で増幅したものをＡＤＣに出力する技術がある。また、受信した信号光を偏波分割部で偏波分離し、光電気変換部で電気信号に変換し、波長分散の信号歪を分散補償部で補償する技術がある（例えば、下記特許文献１，２参照。）。
【０００４】
例えば、アナログ信号の信号光に含まれる情報のアナログ信号をＮビットのそれぞれで逐次比較し、デジタル信号に変換出力するＳＡＲ型ＡＤコンバータがある（例えば、下記非特許文献１，２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２０－１９８６３７号公報
特開２０１７－５５５１号公報
【非特許文献】
【０００６】
Ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅ－ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎＡＤＣ，［ｏｎｌｉｎｅ］，Ｗｉｋｉｐｅｄｉａ，［令和３年９月６日検索］，インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅ－ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ＿ＡＤＣ＞
ＴＵＴＯＲＩＡＬＯＮＳＵＣＣＥＳＳＩＶＥＡＰＰＲＯＸＩＭＡＴＩＯＮＲＥＧＩＳＴＥＲＳ（ＳＡＲ）ＡＮＤＦＬＡＳＨＡＤＣＳ，ＭａｘｉｍＴｅｃｈｎｉｃａｌＤｏｃｕｍｅｎｔｓｔｕｔｏｒｉａｌｓ１０８０，［令和３年９月６日検索］，インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｍａｘｉｍｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ．ｃｏｍ／ｅｎ／ｄｅｓｉｇｎ／ｔｅｃｈｎｉｃａｌ－ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ／ｔｕｔｏｒｉａｌｓ／１／１０８０．ｈｔｍｌ＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来、光受信器でＡＤ変換を行うには、信号光を受光素子でアナログの電気信号に変換した後、電気回路のＡＤＣでデジタルの電気信号に変換しており、光受信器におけるＡＤ変換の消費電力が増大した。また、光伝送の高密度化および大容量化に対応するためには、低速なＡＤＣを並列化する必要が生じ、この点でも消費電力が増大した。
【０００８】
一つの側面では、本発明は、光回路を含むＡＤ変換により消費電力を低減できることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面によれば、入力される信号光に含まれる情報のアナログ信号をデジタル信号に変換する光ＡＤコンバータであって、前記デジタル信号のビット数Ｎに対応するＮ個のステージは、それぞれ、前記信号光と、ローカル光を分岐した基準光と、前記ローカル光を分岐した参照光と、をそれぞれ導波する光導波路と、前記信号光と前記参照光の光レベルを検出および比較し、２値の比較結果をデジタル値として出力する受光部と、前記受光部の比較結果に基づき、前記基準光の光レベルを可変制御する光変調器と、を有し、前記光変調器の変調出力を次段のステージの参照光に合波させる、ことを要件とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様によれば、光回路を含むＡＤ変換により消費電力を低減できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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