Abstract

Timing jitter between optical control and signal pulses seriously degrades the bit-error-rate (BER) performance of optically controlled optical switches in the picosecond region. BER's measured in a picosecond all-optical switch based on nonlinear fiber Sagnac interferometer switching reveal that the rms signal-to-control timing jitter must be less than 1/12 of the switching window to achieve BER < 10−9.

© 1993 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. A. Takada, K. Aida, M. Jinno, in Optical Fiber Communication, Vol. 4 of 1991 OSA Technical Digest Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1991), paper TuN3.
  2. B. P. Nelson, K. J. Blow, P. D. Constantine, N. J. Doran, J. K. Lucek, I. W. Marshall, K. Smith, Electron. Lett. 27, 704 (1991).
    [CrossRef]
  3. M. Jinno, T. Matsumoto, T. Kominato, Y. Hibino, Electron. Lett. 28, 278 (1992).
    [CrossRef]
  4. P. A. Andrekson, N. A. Olsson, J. R. Simpson, D. J. Digiovanni, P. A. Morton, T. Tanbun-Ek, R. A. Logan, K. W. Wecht, IEEE Photon. Technol. Lett. 4, 644 (1992).
    [CrossRef]
  5. P. A. Andrekson, N. A. Olsson, M. Haner, J. R. Simpson, T. Tanbun-Ek, R. A. Logan, D. Coblentz, H. M. Presby, K. W. Wecht, IEEE Photon. Technol. Lett. 4, 76 (1992).
    [CrossRef]
  6. A. J. Taylor, J. M. Wiesenfeld, G. Eisenstein, R. S. Tucker, Appl. Phys. Lett. 49, 681 (1986).
    [CrossRef]
  7. D. J. Derickson, A. Mar, J. E. Bowers, Electron. Lett. 26, 2026 (1990).
    [CrossRef]
  8. E. H. Bottcher, K. Ketterer, D. Bimberg, J. Appl. Phys. 63, 2469 (1988).
    [CrossRef]
  9. D. A. Leep, D. A. Holm, Appl. Lett. 60, 2451 (1992).
    [CrossRef]
  10. M. Jinno, “Correlated and uncorrelated timing jitter in gain-switched laser diodes,” IEEE Photon. Technol. Lett. (to be published).
  11. M. Jinno, T. Matsumoto, IEEE J. Quantum Electron. 28, 875 (1992).
    [CrossRef]
  12. T. Morioka, M. Saruwatari, IEEE J. Selected Areas Commun. 6, 1186 (1988).
    [CrossRef]
  13. N. A. Whitaker, H. Avramopoulos, P. M. W. French, M. C. Gabriel, R. E. LaMarche, D. J. Digiovanni, H. M. Presby, Opt. Lett. 16, 1838 (1991).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. J. P. Gordon, H. A. Haus, Opt. Lett. 11, 665 (1986).
    [CrossRef] [PubMed]

1992 (5)

M. Jinno, T. Matsumoto, T. Kominato, Y. Hibino, Electron. Lett. 28, 278 (1992).
[CrossRef]

P. A. Andrekson, N. A. Olsson, J. R. Simpson, D. J. Digiovanni, P. A. Morton, T. Tanbun-Ek, R. A. Logan, K. W. Wecht, IEEE Photon. Technol. Lett. 4, 644 (1992).
[CrossRef]

P. A. Andrekson, N. A. Olsson, M. Haner, J. R. Simpson, T. Tanbun-Ek, R. A. Logan, D. Coblentz, H. M. Presby, K. W. Wecht, IEEE Photon. Technol. Lett. 4, 76 (1992).
[CrossRef]

D. A. Leep, D. A. Holm, Appl. Lett. 60, 2451 (1992).
[CrossRef]

M. Jinno, T. Matsumoto, IEEE J. Quantum Electron. 28, 875 (1992).
[CrossRef]

1991 (2)

N. A. Whitaker, H. Avramopoulos, P. M. W. French, M. C. Gabriel, R. E. LaMarche, D. J. Digiovanni, H. M. Presby, Opt. Lett. 16, 1838 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

B. P. Nelson, K. J. Blow, P. D. Constantine, N. J. Doran, J. K. Lucek, I. W. Marshall, K. Smith, Electron. Lett. 27, 704 (1991).
[CrossRef]

1990 (1)

D. J. Derickson, A. Mar, J. E. Bowers, Electron. Lett. 26, 2026 (1990).
[CrossRef]

1988 (2)

E. H. Bottcher, K. Ketterer, D. Bimberg, J. Appl. Phys. 63, 2469 (1988).
[CrossRef]

T. Morioka, M. Saruwatari, IEEE J. Selected Areas Commun. 6, 1186 (1988).
[CrossRef]

1986 (2)

A. J. Taylor, J. M. Wiesenfeld, G. Eisenstein, R. S. Tucker, Appl. Phys. Lett. 49, 681 (1986).
[CrossRef]

J. P. Gordon, H. A. Haus, Opt. Lett. 11, 665 (1986).
[CrossRef] [PubMed]

Aida, K.

A. Takada, K. Aida, M. Jinno, in Optical Fiber Communication, Vol. 4 of 1991 OSA Technical Digest Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1991), paper TuN3.

Andrekson, P. A.

P. A. Andrekson, N. A. Olsson, J. R. Simpson, D. J. Digiovanni, P. A. Morton, T. Tanbun-Ek, R. A. Logan, K. W. Wecht, IEEE Photon. Technol. Lett. 4, 644 (1992).
[CrossRef]

P. A. Andrekson, N. A. Olsson, M. Haner, J. R. Simpson, T. Tanbun-Ek, R. A. Logan, D. Coblentz, H. M. Presby, K. W. Wecht, IEEE Photon. Technol. Lett. 4, 76 (1992).
[CrossRef]

Avramopoulos, H.

Bimberg, D.

E. H. Bottcher, K. Ketterer, D. Bimberg, J. Appl. Phys. 63, 2469 (1988).
[CrossRef]

Blow, K. J.

B. P. Nelson, K. J. Blow, P. D. Constantine, N. J. Doran, J. K. Lucek, I. W. Marshall, K. Smith, Electron. Lett. 27, 704 (1991).
[CrossRef]

Bottcher, E. H.

E. H. Bottcher, K. Ketterer, D. Bimberg, J. Appl. Phys. 63, 2469 (1988).
[CrossRef]

Bowers, J. E.

D. J. Derickson, A. Mar, J. E. Bowers, Electron. Lett. 26, 2026 (1990).
[CrossRef]

Coblentz, D.

P. A. Andrekson, N. A. Olsson, M. Haner, J. R. Simpson, T. Tanbun-Ek, R. A. Logan, D. Coblentz, H. M. Presby, K. W. Wecht, IEEE Photon. Technol. Lett. 4, 76 (1992).
[CrossRef]

Constantine, P. D.

B. P. Nelson, K. J. Blow, P. D. Constantine, N. J. Doran, J. K. Lucek, I. W. Marshall, K. Smith, Electron. Lett. 27, 704 (1991).
[CrossRef]

Derickson, D. J.

D. J. Derickson, A. Mar, J. E. Bowers, Electron. Lett. 26, 2026 (1990).
[CrossRef]

Digiovanni, D. J.

P. A. Andrekson, N. A. Olsson, J. R. Simpson, D. J. Digiovanni, P. A. Morton, T. Tanbun-Ek, R. A. Logan, K. W. Wecht, IEEE Photon. Technol. Lett. 4, 644 (1992).
[CrossRef]

N. A. Whitaker, H. Avramopoulos, P. M. W. French, M. C. Gabriel, R. E. LaMarche, D. J. Digiovanni, H. M. Presby, Opt. Lett. 16, 1838 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Doran, N. J.

B. P. Nelson, K. J. Blow, P. D. Constantine, N. J. Doran, J. K. Lucek, I. W. Marshall, K. Smith, Electron. Lett. 27, 704 (1991).
[CrossRef]

Eisenstein, G.

A. J. Taylor, J. M. Wiesenfeld, G. Eisenstein, R. S. Tucker, Appl. Phys. Lett. 49, 681 (1986).
[CrossRef]

French, P. M. W.

Gabriel, M. C.

Gordon, J. P.

Haner, M.

P. A. Andrekson, N. A. Olsson, M. Haner, J. R. Simpson, T. Tanbun-Ek, R. A. Logan, D. Coblentz, H. M. Presby, K. W. Wecht, IEEE Photon. Technol. Lett. 4, 76 (1992).
[CrossRef]

Haus, H. A.

Hibino, Y.

M. Jinno, T. Matsumoto, T. Kominato, Y. Hibino, Electron. Lett. 28, 278 (1992).
[CrossRef]

Holm, D. A.

D. A. Leep, D. A. Holm, Appl. Lett. 60, 2451 (1992).
[CrossRef]

Jinno, M.

M. Jinno, T. Matsumoto, IEEE J. Quantum Electron. 28, 875 (1992).
[CrossRef]

M. Jinno, T. Matsumoto, T. Kominato, Y. Hibino, Electron. Lett. 28, 278 (1992).
[CrossRef]

A. Takada, K. Aida, M. Jinno, in Optical Fiber Communication, Vol. 4 of 1991 OSA Technical Digest Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1991), paper TuN3.

M. Jinno, “Correlated and uncorrelated timing jitter in gain-switched laser diodes,” IEEE Photon. Technol. Lett. (to be published).

Ketterer, K.

E. H. Bottcher, K. Ketterer, D. Bimberg, J. Appl. Phys. 63, 2469 (1988).
[CrossRef]

Kominato, T.

M. Jinno, T. Matsumoto, T. Kominato, Y. Hibino, Electron. Lett. 28, 278 (1992).
[CrossRef]

LaMarche, R. E.

Leep, D. A.

D. A. Leep, D. A. Holm, Appl. Lett. 60, 2451 (1992).
[CrossRef]

Logan, R. A.

P. A. Andrekson, N. A. Olsson, J. R. Simpson, D. J. Digiovanni, P. A. Morton, T. Tanbun-Ek, R. A. Logan, K. W. Wecht, IEEE Photon. Technol. Lett. 4, 644 (1992).
[CrossRef]

P. A. Andrekson, N. A. Olsson, M. Haner, J. R. Simpson, T. Tanbun-Ek, R. A. Logan, D. Coblentz, H. M. Presby, K. W. Wecht, IEEE Photon. Technol. Lett. 4, 76 (1992).
[CrossRef]

Lucek, J. K.

B. P. Nelson, K. J. Blow, P. D. Constantine, N. J. Doran, J. K. Lucek, I. W. Marshall, K. Smith, Electron. Lett. 27, 704 (1991).
[CrossRef]

Mar, A.

D. J. Derickson, A. Mar, J. E. Bowers, Electron. Lett. 26, 2026 (1990).
[CrossRef]

Marshall, I. W.

B. P. Nelson, K. J. Blow, P. D. Constantine, N. J. Doran, J. K. Lucek, I. W. Marshall, K. Smith, Electron. Lett. 27, 704 (1991).
[CrossRef]

Matsumoto, T.

M. Jinno, T. Matsumoto, T. Kominato, Y. Hibino, Electron. Lett. 28, 278 (1992).
[CrossRef]

M. Jinno, T. Matsumoto, IEEE J. Quantum Electron. 28, 875 (1992).
[CrossRef]

Morioka, T.

T. Morioka, M. Saruwatari, IEEE J. Selected Areas Commun. 6, 1186 (1988).
[CrossRef]

Morton, P. A.

P. A. Andrekson, N. A. Olsson, J. R. Simpson, D. J. Digiovanni, P. A. Morton, T. Tanbun-Ek, R. A. Logan, K. W. Wecht, IEEE Photon. Technol. Lett. 4, 644 (1992).
[CrossRef]

Nelson, B. P.

B. P. Nelson, K. J. Blow, P. D. Constantine, N. J. Doran, J. K. Lucek, I. W. Marshall, K. Smith, Electron. Lett. 27, 704 (1991).
[CrossRef]

Olsson, N. A.

P. A. Andrekson, N. A. Olsson, J. R. Simpson, D. J. Digiovanni, P. A. Morton, T. Tanbun-Ek, R. A. Logan, K. W. Wecht, IEEE Photon. Technol. Lett. 4, 644 (1992).
[CrossRef]

P. A. Andrekson, N. A. Olsson, M. Haner, J. R. Simpson, T. Tanbun-Ek, R. A. Logan, D. Coblentz, H. M. Presby, K. W. Wecht, IEEE Photon. Technol. Lett. 4, 76 (1992).
[CrossRef]

Presby, H. M.

P. A. Andrekson, N. A. Olsson, M. Haner, J. R. Simpson, T. Tanbun-Ek, R. A. Logan, D. Coblentz, H. M. Presby, K. W. Wecht, IEEE Photon. Technol. Lett. 4, 76 (1992).
[CrossRef]

N. A. Whitaker, H. Avramopoulos, P. M. W. French, M. C. Gabriel, R. E. LaMarche, D. J. Digiovanni, H. M. Presby, Opt. Lett. 16, 1838 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Saruwatari, M.

T. Morioka, M. Saruwatari, IEEE J. Selected Areas Commun. 6, 1186 (1988).
[CrossRef]

Simpson, J. R.

P. A. Andrekson, N. A. Olsson, M. Haner, J. R. Simpson, T. Tanbun-Ek, R. A. Logan, D. Coblentz, H. M. Presby, K. W. Wecht, IEEE Photon. Technol. Lett. 4, 76 (1992).
[CrossRef]

P. A. Andrekson, N. A. Olsson, J. R. Simpson, D. J. Digiovanni, P. A. Morton, T. Tanbun-Ek, R. A. Logan, K. W. Wecht, IEEE Photon. Technol. Lett. 4, 644 (1992).
[CrossRef]

Smith, K.

B. P. Nelson, K. J. Blow, P. D. Constantine, N. J. Doran, J. K. Lucek, I. W. Marshall, K. Smith, Electron. Lett. 27, 704 (1991).
[CrossRef]

Takada, A.

A. Takada, K. Aida, M. Jinno, in Optical Fiber Communication, Vol. 4 of 1991 OSA Technical Digest Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1991), paper TuN3.

Tanbun-Ek, T.

P. A. Andrekson, N. A. Olsson, J. R. Simpson, D. J. Digiovanni, P. A. Morton, T. Tanbun-Ek, R. A. Logan, K. W. Wecht, IEEE Photon. Technol. Lett. 4, 644 (1992).
[CrossRef]

P. A. Andrekson, N. A. Olsson, M. Haner, J. R. Simpson, T. Tanbun-Ek, R. A. Logan, D. Coblentz, H. M. Presby, K. W. Wecht, IEEE Photon. Technol. Lett. 4, 76 (1992).
[CrossRef]

Taylor, A. J.

A. J. Taylor, J. M. Wiesenfeld, G. Eisenstein, R. S. Tucker, Appl. Phys. Lett. 49, 681 (1986).
[CrossRef]

Tucker, R. S.

A. J. Taylor, J. M. Wiesenfeld, G. Eisenstein, R. S. Tucker, Appl. Phys. Lett. 49, 681 (1986).
[CrossRef]

Wecht, K. W.

P. A. Andrekson, N. A. Olsson, M. Haner, J. R. Simpson, T. Tanbun-Ek, R. A. Logan, D. Coblentz, H. M. Presby, K. W. Wecht, IEEE Photon. Technol. Lett. 4, 76 (1992).
[CrossRef]

P. A. Andrekson, N. A. Olsson, J. R. Simpson, D. J. Digiovanni, P. A. Morton, T. Tanbun-Ek, R. A. Logan, K. W. Wecht, IEEE Photon. Technol. Lett. 4, 644 (1992).
[CrossRef]

Whitaker, N. A.

Wiesenfeld, J. M.

A. J. Taylor, J. M. Wiesenfeld, G. Eisenstein, R. S. Tucker, Appl. Phys. Lett. 49, 681 (1986).
[CrossRef]

Appl. Lett. (1)

D. A. Leep, D. A. Holm, Appl. Lett. 60, 2451 (1992).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (1)

A. J. Taylor, J. M. Wiesenfeld, G. Eisenstein, R. S. Tucker, Appl. Phys. Lett. 49, 681 (1986).
[CrossRef]

Electron. Lett. (3)

D. J. Derickson, A. Mar, J. E. Bowers, Electron. Lett. 26, 2026 (1990).
[CrossRef]

B. P. Nelson, K. J. Blow, P. D. Constantine, N. J. Doran, J. K. Lucek, I. W. Marshall, K. Smith, Electron. Lett. 27, 704 (1991).
[CrossRef]

M. Jinno, T. Matsumoto, T. Kominato, Y. Hibino, Electron. Lett. 28, 278 (1992).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (1)

M. Jinno, T. Matsumoto, IEEE J. Quantum Electron. 28, 875 (1992).
[CrossRef]

IEEE J. Selected Areas Commun (1)

T. Morioka, M. Saruwatari, IEEE J. Selected Areas Commun. 6, 1186 (1988).
[CrossRef]

IEEE Photon. Technol. Lett. (2)

P. A. Andrekson, N. A. Olsson, J. R. Simpson, D. J. Digiovanni, P. A. Morton, T. Tanbun-Ek, R. A. Logan, K. W. Wecht, IEEE Photon. Technol. Lett. 4, 644 (1992).
[CrossRef]

P. A. Andrekson, N. A. Olsson, M. Haner, J. R. Simpson, T. Tanbun-Ek, R. A. Logan, D. Coblentz, H. M. Presby, K. W. Wecht, IEEE Photon. Technol. Lett. 4, 76 (1992).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (1)

E. H. Bottcher, K. Ketterer, D. Bimberg, J. Appl. Phys. 63, 2469 (1988).
[CrossRef]

Opt. Lett. (2)

Other (2)

A. Takada, K. Aida, M. Jinno, in Optical Fiber Communication, Vol. 4 of 1991 OSA Technical Digest Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1991), paper TuN3.

M. Jinno, “Correlated and uncorrelated timing jitter in gain-switched laser diodes,” IEEE Photon. Technol. Lett. (to be published).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (4)

Fig. 1
Fig. 1

Experimental setup used to investigate the effect of signal-to-control timing jitter on the switching bit-error performance of a NSIS. GS-DFB-LD's, gain-switched distributed-feedback laser diodes; PC, polarization controller; IM, LiNbO3 intensity modulator; EDFA's, erbium-doped fiber amplifiers; OF, optical filter; OC's, optical circulators; ATT, optical attenuator; PRBS, pseudorandom bit sequence.

Fig. 2
Fig. 2

Streak-camera traces for a cw signal (probe) obtained with three different loop fibers, A, B, and C, of different lengths and zero-dispersion wavelengths and hence different walk-off times (see Table 1).

Fig. 3
Fig. 3

BER plotted against received average power for various pulse-to-pulse timing-jitter values of signal pulses. Loop fiber A with FWHM switching window of 11 ps was used.

Fig. 4
Fig. 4

BER's obtained at the received average power of −36 dBm, where the BER for back-to-back configuration is < 10−11, plotted against the relative rms jitter for three switching-window widths. Dashed curves denote BER as a function of the relative rms jitter obtained from Eq. (1). Symbols with an arrow indicate BER's < 10−10.

Tables (1)

Tables Icon

Table 1 Specifications of Loop Fibers

Equations (1)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

BER = 1 2 π w 2 σ exp ( t 2 / 2 ) d t .

Metrics