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時間信号の空間信号への直接超高速変換方法および装置 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P03A000231
整理番号 Y00-P105
掲載日 2003年8月28日
出願番号 特願2000-182667
公開番号 特開2002-006356
登録番号 特許第4044271号
出願日 平成12年6月19日(2000.6.19)
公開日 平成14年1月9日(2002.1.9)
登録日 平成19年11月22日(2007.11.22)
発明者
  • 小西 毅
  • 一岡 芳樹
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 時間信号の空間信号への直接超高速変換方法および装置 コモンズ 新技術説明会
発明の概要 【課題】間接的な分光技術を必要としない時間信号から空間信号への信号形態の直接的な超高速変換を実現する技術を提供する。
【解決手段】空間的に適当な幅を持つ信号パルス光3, 3’と参照極短パルス光4とを光学軸を挟んだ適当な角度で超高速光記憶素子2に同時に入射し,信号パルス光3, 3’と参照極短パルス光4の時間波形を空間面に投影し、信号パルス光3, 3’と参照極短パルス光4の相互相関波形に対応する移動する2つの光波の空間投影像の干渉によって生じた干渉縞5, 5’を超高速光記憶素子2に記録し、この相互相関波形に対応する記録された干渉縞の空間分布によって生じる参照極短パルス光の自己回折光7, 7’の空間分布を結像レンズ8用いて結像し、入力信号パルス光3, 3’の時間波形に対応する空間分布に変換する。
従来技術、競合技術の概要


近年、光通信の分野においては、画像や音声、文字データなどを含むマルチメディア情報の実時間伝送を目ざして、時間多重や波長多重などの方法による伝送容量の大容量化が進められているが、その信号形態は基本的に時間信号となっている。そのため、伝送容量の大容量化が進むにつれて、伝送しようとする画像などの空間情報の時間信号化(符合化)と、時間信号化された情報の空間情報への展開(復号化)とを超高速に行うことが必要になってくる。



この時間信号と空間情報との間で信号形態の超高速変換を実現する方法として、1984年に文献1〔 Opt. Spectrosc., Vol. 57, pp. 1-6〕において、分光技術を用いた間接的な方法が提案されている。この方法は、動的なデバイスを用いずに変換が実現できるという利点を持っているが、変換された信号がフーリエ変換された形でしか得られないという問題点がある。したがって、変換後に処理を行う場合、かならずフーリエ変換の関係を介して行う必要があり、時間信号の直接的な処理を行うことはできない。

産業上の利用分野


本発明は、極短光パルス時間信号を、フーリエ変換過程などを介することなく、空間信号に直接的かつ超高速に変換する方法および装置に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
空間的に所定の幅をもつ信号パルス光と参照極短パルス光とを用い、超高速光記憶素子の面にその光学軸を挟んで所定の角度で信号パルス光と参照極短パルス光とを同時に入射し、それら入射された信号パルス光と参照極短パルス光の各時間信号波形の移動する空間投影像の干渉によって生じた干渉縞を超高速光記憶素子に記憶させ、その記憶された干渉縞にもとづき参照極短パルス光から生じる自己回折光の空間分布を、元の信号パルス光の時間信号に対応する空間信号出力とする時間信号の空間信号への直接超高速変換方法において、
上記信号パルス光に対する参照極短パルス光の発生タイミングを変えて、超高速光記憶素子の面上に生成される干渉縞の位置と、出力面上の出力空間分布の位置を制御することを特徴とする時間信号の空間信号への直接超高速変換方法。

【請求項2】
請求項1において、信号パルス光と参照極短パルス光の空間的な幅は、超高速光記憶素子の面に入射された信号パルス光と参照極短パルス光の各時間信号波形の移動する空間投影像が超高速光記憶素子の面上で干渉して、干渉縞が十分に形成される大きさであることを特徴とする時間信号の空間信号への直接超高速変換方法。

【請求項3】
入射された光により透過特性あるいは屈折率を変化させるとともに、変化した状態を保持できる超高速光記憶素子と、超高速光記憶素子の面に、その光学軸に対して所定の角度で信号パルス光を入射させる信号パルス光入射手段と、超高速光記憶素子の面に、その光学軸を挟んで、信号パルス光に対向する方向から所定の角度で、参照極短パルス光を信号パルス光と同時的に入射させる参照極短パルス光入射手段とを備えて、信号パルス光入射手段から入射された信号パルス光と、参照極短パルス光入射手段から入射された参照極短パルス光の各時間信号波形が超高速光記憶素子の面で干渉して生じる干渉縞を超高速光記憶素子に記憶させ、記憶した干渉縞により生成される参照極短パルス光の自己回折光の空間分布を、元の信号パルス光の時間信号に対応する空間信号出力とする時間信号の空間信号への直接超高速変換装置において、
上記信号パルス光に対する参照極短パルス光の発生タイミングを変えて、超高速光記憶素子の面上に生成される干渉縞の位置と、出力面上の出力空間分布の位置を制御する手段を設けたことを特徴とする時間信号の空間信号への直接超高速変換装置。

【請求項4】
請求項3において、前記超高速光記憶素子は、多重量子井戸構造を持つ半導体デバイスであることを特徴とする時間信号の空間信号への直接超高速変換装置。

【請求項5】
請求項3または請求項4において、生成される参照極短パルス光の自己回折光の空間分布に沿って、複数の光検出素子または複数の光導波路が配設されていることを特徴とする時間信号の空間信号への直接超高速変換装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2000182667thum.jpg
出願権利状態 登録
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