JP2000206474A - 光送信回路 - Google Patents
光送信回路Info
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- JP2000206474A JP2000206474A JP11009405A JP940599A JP2000206474A JP 2000206474 A JP2000206474 A JP 2000206474A JP 11009405 A JP11009405 A JP 11009405A JP 940599 A JP940599 A JP 940599A JP 2000206474 A JP2000206474 A JP 2000206474A
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- operating point
- low
- optical
- signal
- circuit
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の課題は、光変調器の動作点の安定化を
行うと同時に動作点の制御も可能とすることにより、伝
送路に応じた最適な伝送特性の実現が可能となる光送信
回路を提供することにある。 【解決手段】本発明は、入力されるデータ信号で低周波
信号の振幅変調を行いデータ信号に低周波信号を重畳す
る可変利得増幅器4と、この可変利得増幅器4により低
周波信号が重畳されたデータ信号とバイアス電圧とが与
えられ光変調を行う光変調器2と、この光変調器2の出
力光から前記低周波信号成分を抽出し、低周波信号に含
まれる変調器動作点の誤差情報をもとに前記バイアス電
圧の制御を行うバイアス制御回路とから構成される光送
信回路において、安定動作時の動作点を可変することを
特徴とするものである。
行うと同時に動作点の制御も可能とすることにより、伝
送路に応じた最適な伝送特性の実現が可能となる光送信
回路を提供することにある。 【解決手段】本発明は、入力されるデータ信号で低周波
信号の振幅変調を行いデータ信号に低周波信号を重畳す
る可変利得増幅器4と、この可変利得増幅器4により低
周波信号が重畳されたデータ信号とバイアス電圧とが与
えられ光変調を行う光変調器2と、この光変調器2の出
力光から前記低周波信号成分を抽出し、低周波信号に含
まれる変調器動作点の誤差情報をもとに前記バイアス電
圧の制御を行うバイアス制御回路とから構成される光送
信回路において、安定動作時の動作点を可変することを
特徴とするものである。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、出力される光変調
信号の安定化をはかる光送信回路に関する。
信号の安定化をはかる光送信回路に関する。
【0002】
【従来の技術】現在実用化されつつある超高速光伝送シ
ステムでは、伝送されるデータ信号の電気−光変換手段
として、マッハツェンダ型光強度変調器(以下、MZ変
調器という)が用いられる。このMZ変調器を伝送シス
テムで使用するためには、MZ変調器の温度変動ならび
に経時変動に対しての安定な動作が必要とされる。しか
しながら、通常のMZ変調器単体では温度ならびに時間
に対して動作点のバイアス電圧が変動していく(以下、
ドリフトという)ため、なんらかの制御回路によって動
作点を安定化させる必要があり、例えば、入力されるデ
ータ信号で低周波信号の振幅変調を行いその低周波信号
成分を用いて制御を行う方法(特開平3−251815
号「光送信器、光変調器の制御回路および光変調方
法」)がある。図9にこの方法の構成例を示す。すなわ
ち、図9に示すように、データ信号は可変利得増幅器4
に入力され、この可変利得増幅器4に入力されたデータ
信号は低周波発振器3出力の低周波信号により利得を制
御されて増幅され、この可変利得増幅器4の出力はキャ
パシタ5で低周波成分が除去された後に光変調器2へと
入力される。このとき、光変調器2への入力信号は低周
波信号をデータ信号を搬送波として振幅変調した信号と
なる(図10参照)。光変調器2では、光源1の出力光
をキャパシタ5からの光変調器入力信号によって強度変
調し光分岐回路6へ出力する。光分岐回路6では光変調
器2の出力光が分岐され、光検出器7へ入力される。光
検出器7の出力は低周波増幅器8へ入力され、低周波成
分が抽出される。低周波増幅器8で抽出された低周波成
分は位相検波器9において低周波発振器3の出力信号と
同期検波され誤差信号が抽出される。位相検波器9で抽
出された誤差信号は積分器12へと入力される。この積
分器12の出力信号は終端抵抗14を有するバイアステ
ィ13へ入力され、このバイアスティ13で光変調器2
のバイアス電圧を制御する。このとき、積分器12の出
力には動作点からの誤差を時間的に積分した値が出力さ
れているため、フィードバックループが構成され、動作
点の安定化が図られる。この場合、変調器の動作点は一
意に決定され、動作点は常に変調器出力光信号のアイパ
ターンの交叉点がその振幅レベルの中心になるように制
御される。
ステムでは、伝送されるデータ信号の電気−光変換手段
として、マッハツェンダ型光強度変調器(以下、MZ変
調器という)が用いられる。このMZ変調器を伝送シス
テムで使用するためには、MZ変調器の温度変動ならび
に経時変動に対しての安定な動作が必要とされる。しか
しながら、通常のMZ変調器単体では温度ならびに時間
に対して動作点のバイアス電圧が変動していく(以下、
ドリフトという)ため、なんらかの制御回路によって動
作点を安定化させる必要があり、例えば、入力されるデ
ータ信号で低周波信号の振幅変調を行いその低周波信号
成分を用いて制御を行う方法(特開平3−251815
号「光送信器、光変調器の制御回路および光変調方
法」)がある。図9にこの方法の構成例を示す。すなわ
ち、図9に示すように、データ信号は可変利得増幅器4
に入力され、この可変利得増幅器4に入力されたデータ
信号は低周波発振器3出力の低周波信号により利得を制
御されて増幅され、この可変利得増幅器4の出力はキャ
パシタ5で低周波成分が除去された後に光変調器2へと
入力される。このとき、光変調器2への入力信号は低周
波信号をデータ信号を搬送波として振幅変調した信号と
なる(図10参照)。光変調器2では、光源1の出力光
をキャパシタ5からの光変調器入力信号によって強度変
調し光分岐回路6へ出力する。光分岐回路6では光変調
器2の出力光が分岐され、光検出器7へ入力される。光
検出器7の出力は低周波増幅器8へ入力され、低周波成
分が抽出される。低周波増幅器8で抽出された低周波成
分は位相検波器9において低周波発振器3の出力信号と
同期検波され誤差信号が抽出される。位相検波器9で抽
出された誤差信号は積分器12へと入力される。この積
分器12の出力信号は終端抵抗14を有するバイアステ
ィ13へ入力され、このバイアスティ13で光変調器2
のバイアス電圧を制御する。このとき、積分器12の出
力には動作点からの誤差を時間的に積分した値が出力さ
れているため、フィードバックループが構成され、動作
点の安定化が図られる。この場合、変調器の動作点は一
意に決定され、動作点は常に変調器出力光信号のアイパ
ターンの交叉点がその振幅レベルの中心になるように制
御される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光ファ
イバによる長距離伝送を行う場合、光ファイバに固有の
非線型性ならびに分散性の影響により、最適な伝送特性
を得るための動作点は必ずしもアイパターンの振幅レベ
ルの中心にあるとは限らない。
イバによる長距離伝送を行う場合、光ファイバに固有の
非線型性ならびに分散性の影響により、最適な伝送特性
を得るための動作点は必ずしもアイパターンの振幅レベ
ルの中心にあるとは限らない。
【0004】また、光ファイバを通して伝送を行う場
合、光ファイバに固有の非線型性ならびに分散性の影響
により、最適な伝送特性を得ることは単一の動作点のみ
では困難であり、伝送路に応じて変調器のチャープ特性
(強度変調により生じる位相変調特性)の極性を切替え
る必要がある。
合、光ファイバに固有の非線型性ならびに分散性の影響
により、最適な伝送特性を得ることは単一の動作点のみ
では困難であり、伝送路に応じて変調器のチャープ特性
(強度変調により生じる位相変調特性)の極性を切替え
る必要がある。
【0005】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、光変調器の動作点の安定化を行うと同時に動作点の
制御も可能とすることにより、伝送路に応じた最適な伝
送特性の実現が可能となる光送信回路を提供することを
目的とする。
で、光変調器の動作点の安定化を行うと同時に動作点の
制御も可能とすることにより、伝送路に応じた最適な伝
送特性の実現が可能となる光送信回路を提供することを
目的とする。
【0006】また本発明は、制御回路の誤差信号検出出
力に対してオフセット電圧を付加する事により、動作点
の制御が可能な変調器制御回路を有する光送信回路を提
供することを目的する。
力に対してオフセット電圧を付加する事により、動作点
の制御が可能な変調器制御回路を有する光送信回路を提
供することを目的する。
【0007】また本発明は、制御回路の誤差信号検出出
力に対して極性切替回路を付加する事と、データ信号入
力部分に極性切替回路を付加し、それらを同時に切替え
る事により、出力光信号の極性に影響を与える事無く変
調器のチャープ特性の極性を切替える事が可能な光送信
回路を提供することを目的とする。
力に対して極性切替回路を付加する事と、データ信号入
力部分に極性切替回路を付加し、それらを同時に切替え
る事により、出力光信号の極性に影響を与える事無く変
調器のチャープ特性の極性を切替える事が可能な光送信
回路を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の光送信回路は、入力されるデータ信号で低周
波信号の振幅変調を行いデータ信号に低周波信号を重畳
する回路と、この回路により低周波信号が重畳されたデ
ータ信号とバイアス電圧とが与えられ光変調を行う光変
調器と、この光変調器の出力光から前記低周波信号成分
を抽出し、低周波信号に含まれる変調器動作点の誤差情
報をもとに前記バイアス電圧の制御を行うバイアス制御
回路とから構成される光送信回路において、安定動作時
の動作点を可変する手段を有することを特徴とするもの
である。
に本発明の光送信回路は、入力されるデータ信号で低周
波信号の振幅変調を行いデータ信号に低周波信号を重畳
する回路と、この回路により低周波信号が重畳されたデ
ータ信号とバイアス電圧とが与えられ光変調を行う光変
調器と、この光変調器の出力光から前記低周波信号成分
を抽出し、低周波信号に含まれる変調器動作点の誤差情
報をもとに前記バイアス電圧の制御を行うバイアス制御
回路とから構成される光送信回路において、安定動作時
の動作点を可変する手段を有することを特徴とするもの
である。
【0009】また本発明は、上記光送信回路において、
安定動作時の動作点を可変する手段として、誤差情報検
出部にオフセット加算回路を付加し、安定動作時の動作
点を可変とすることを特徴とするものである。本発明で
は、制御回路の誤差信号検出出力に対してオフセット電
圧を加算する事により、動作点の制御が可能な変調器制
御回路を有する光送信回路を可能とするものである。
安定動作時の動作点を可変する手段として、誤差情報検
出部にオフセット加算回路を付加し、安定動作時の動作
点を可変とすることを特徴とするものである。本発明で
は、制御回路の誤差信号検出出力に対してオフセット電
圧を加算する事により、動作点の制御が可能な変調器制
御回路を有する光送信回路を可能とするものである。
【0010】また本発明は、上記光送信回路において、
安定動作時の動作点を可変する手段として、誤差情報検
出部ならびにデータ信号入力部に極性切替回路を付加
し、安定動作時の動作点を変調器の半波長電圧分だけず
らす機能を付加することを特徴とするものである。本発
明では、制御回路の誤差信号検出出力に対して極性切替
回路を付加する事とデータ入力部に極性切替回路を付加
することにより、変調器のチャープ特性の極性切替が可
能な光送信回路を実現するものである。
安定動作時の動作点を可変する手段として、誤差情報検
出部ならびにデータ信号入力部に極性切替回路を付加
し、安定動作時の動作点を変調器の半波長電圧分だけず
らす機能を付加することを特徴とするものである。本発
明では、制御回路の誤差信号検出出力に対して極性切替
回路を付加する事とデータ入力部に極性切替回路を付加
することにより、変調器のチャープ特性の極性切替が可
能な光送信回路を実現するものである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態例を詳細に説明する。
形態例を詳細に説明する。
【0012】図1は本発明の一実施形態例を示す構成説
明図である。
明図である。
【0013】すなわち、データ信号は可変利得増幅器4
に入力され、この可変利得増幅器4に入力されたデータ
信号は低周波発振器3出力の低周波信号により利得を制
御されて増幅され、この可変利得増幅器4の出力はキャ
パシタ5で低周波成分が除去された後に光変調器2へと
入力される。このとき、光変調器2への入力信号は低周
波信号をデータ信号を搬送波として振幅変調した信号と
なる(図10参照)。光変調器2では、光源1の出力光
をキャパシタ5からの光変調器入力信号によって強度変
調し光分岐回路6へ出力する。このとき、前記光変調器
入力信号の平均振幅が光変調器2の半波長電圧と一致し
ていたとすると光変調器出力信号は図2及び図3に示す
ようになり、動作点に応じて低周波信号成分が変化す
る。図2は最適動作点を示し、図3(a)は動作点が正
方向ドリフト時を示し、図3(b)は動作点が負方向ド
リフト時を示す。光分岐回路6では光変調器2の出力光
が分岐され、光検出器7へ入力される。光検出器7の出
力は低周波増幅器8へ入力され、低周波成分が抽出され
る。低周波増幅器8で抽出された低周波成分は位相検波
器9において低周波発振器3の出力信号と同期検波され
誤差信号が抽出される。位相検波器9で抽出された誤差
信号は加算回路10においてオフセット発生回路11か
ら供給されるオフセット信号と加算され、積分器12へ
入力される。この積分器12の出力信号は終端抵抗14
を有するバイアスティ13へ入力され、このバイアステ
ィ13で光変調器2のバイアス電圧を制御する。このと
き、積分器12の出力には動作点からの誤差を時間的に
積分した値が出力されているため、フィードバックルー
プが構成され、動作点の安定化が図られる。動作が安定
化しているときの積分器12への入力信号は0となって
おり、このときの誤差信号とオフセット信号は相殺しあ
っているため、オフセット値を調整する事により動作点
を制御する事が可能となる。図4はオフセット調整によ
る動作点の制御を説明する図であり、(a)はオフセッ
トなしの場合、(b)は正のオフセット電圧の場合、
(c)は負のオフセット電圧の場合を示す。
に入力され、この可変利得増幅器4に入力されたデータ
信号は低周波発振器3出力の低周波信号により利得を制
御されて増幅され、この可変利得増幅器4の出力はキャ
パシタ5で低周波成分が除去された後に光変調器2へと
入力される。このとき、光変調器2への入力信号は低周
波信号をデータ信号を搬送波として振幅変調した信号と
なる(図10参照)。光変調器2では、光源1の出力光
をキャパシタ5からの光変調器入力信号によって強度変
調し光分岐回路6へ出力する。このとき、前記光変調器
入力信号の平均振幅が光変調器2の半波長電圧と一致し
ていたとすると光変調器出力信号は図2及び図3に示す
ようになり、動作点に応じて低周波信号成分が変化す
る。図2は最適動作点を示し、図3(a)は動作点が正
方向ドリフト時を示し、図3(b)は動作点が負方向ド
リフト時を示す。光分岐回路6では光変調器2の出力光
が分岐され、光検出器7へ入力される。光検出器7の出
力は低周波増幅器8へ入力され、低周波成分が抽出され
る。低周波増幅器8で抽出された低周波成分は位相検波
器9において低周波発振器3の出力信号と同期検波され
誤差信号が抽出される。位相検波器9で抽出された誤差
信号は加算回路10においてオフセット発生回路11か
ら供給されるオフセット信号と加算され、積分器12へ
入力される。この積分器12の出力信号は終端抵抗14
を有するバイアスティ13へ入力され、このバイアステ
ィ13で光変調器2のバイアス電圧を制御する。このと
き、積分器12の出力には動作点からの誤差を時間的に
積分した値が出力されているため、フィードバックルー
プが構成され、動作点の安定化が図られる。動作が安定
化しているときの積分器12への入力信号は0となって
おり、このときの誤差信号とオフセット信号は相殺しあ
っているため、オフセット値を調整する事により動作点
を制御する事が可能となる。図4はオフセット調整によ
る動作点の制御を説明する図であり、(a)はオフセッ
トなしの場合、(b)は正のオフセット電圧の場合、
(c)は負のオフセット電圧の場合を示す。
【0014】以上のように、本実施形態例の光送信回路
では光変調器の動作点の安定化を行うと同時に動作点の
制御も可能となるため、伝送路に応じた最適な伝送特性
の実現が可能となる。
では光変調器の動作点の安定化を行うと同時に動作点の
制御も可能となるため、伝送路に応じた最適な伝送特性
の実現が可能となる。
【0015】図5は本発明の他の実施形態例を示す構成
説明図である。
説明図である。
【0016】すなわち、データ信号は極性切替回路16
へ入力され、この極性切替回路16へ入力されたデータ
信号は極性切替信号により極性が反転または非反転され
た後、可変利得増幅器4へ入力される。この可変利得増
幅器4へ入力されたデータ信号は低周波発振器3出力の
低周波信号により利得を制御されて増幅され、この可変
利得増幅器4の出力はキャパシタ5で低周波成分が除去
された後に光変調器2へと入力される。このとき、光変
調器2への入力信号は低周波信号をデータ信号を搬送波
として振幅変調した信号となる(図10参照)。光変調
器2では、光源1の出力光をキャパシタ5からの光変調
器入力信号によって強度変調し光分岐回路6へ出力す
る。このとき、前記光変調器入力信号の平均振幅が光変
調器2の半波長電圧と一致していたとすると光変調器出
力信号は図6及び図7に示すようになり、動作点に応じ
て低周波信号成分が変化する。図6は最適動作点を示
し、図7(a)は動作点が正方向ドリフト時を示し、図
7(b)は動作点が負方向ドリフト時を示す。光分岐回
路6では光変調器2の出力光が分岐され、光検出器7へ
と入力される。光検出器7の出力は低周波増幅器8へと
入力され、低周波成分が抽出される。低周波増幅器8で
抽出された低周波成分は位相検波器9において低周波発
振器3出力信号と同期検波され誤差信号が抽出される。
位相検波器9で抽出された誤差信号は極性切替回路15
において極性切替信号により極性が反転または非反転さ
れた後、積分器12へ入力される。この積分器12の出
力信号は終端抵抗14を有するバイアスティ13へ入力
され、このバイアスティ13で光変調器2のバイアス電
圧を制御する。このとき、積分器12の出力には動作点
からの誤差を時間的に積分した値が出力されているた
め、フィードバックループが構成され、動作点の安定化
が図られる。図8に示すように、極性反転時には誤差信
号の極性が反転するため、動作点は非反転時に対して半
波長電圧分だけずれるため光信号の極性は反転するが、
データ信号も同時に反転されているため、出力光信号と
入力データ信号の論理関係はチャープ特性の極性切替に
関わらず一定である。
へ入力され、この極性切替回路16へ入力されたデータ
信号は極性切替信号により極性が反転または非反転され
た後、可変利得増幅器4へ入力される。この可変利得増
幅器4へ入力されたデータ信号は低周波発振器3出力の
低周波信号により利得を制御されて増幅され、この可変
利得増幅器4の出力はキャパシタ5で低周波成分が除去
された後に光変調器2へと入力される。このとき、光変
調器2への入力信号は低周波信号をデータ信号を搬送波
として振幅変調した信号となる(図10参照)。光変調
器2では、光源1の出力光をキャパシタ5からの光変調
器入力信号によって強度変調し光分岐回路6へ出力す
る。このとき、前記光変調器入力信号の平均振幅が光変
調器2の半波長電圧と一致していたとすると光変調器出
力信号は図6及び図7に示すようになり、動作点に応じ
て低周波信号成分が変化する。図6は最適動作点を示
し、図7(a)は動作点が正方向ドリフト時を示し、図
7(b)は動作点が負方向ドリフト時を示す。光分岐回
路6では光変調器2の出力光が分岐され、光検出器7へ
と入力される。光検出器7の出力は低周波増幅器8へと
入力され、低周波成分が抽出される。低周波増幅器8で
抽出された低周波成分は位相検波器9において低周波発
振器3出力信号と同期検波され誤差信号が抽出される。
位相検波器9で抽出された誤差信号は極性切替回路15
において極性切替信号により極性が反転または非反転さ
れた後、積分器12へ入力される。この積分器12の出
力信号は終端抵抗14を有するバイアスティ13へ入力
され、このバイアスティ13で光変調器2のバイアス電
圧を制御する。このとき、積分器12の出力には動作点
からの誤差を時間的に積分した値が出力されているた
め、フィードバックループが構成され、動作点の安定化
が図られる。図8に示すように、極性反転時には誤差信
号の極性が反転するため、動作点は非反転時に対して半
波長電圧分だけずれるため光信号の極性は反転するが、
データ信号も同時に反転されているため、出力光信号と
入力データ信号の論理関係はチャープ特性の極性切替に
関わらず一定である。
【0017】以上のように、本実施形態例の光送信回路
では光変調器の動作点の安定化を行うと同時に変調器の
チャープ特性の極性切替も可能となるため、伝送路に応
じた最適な伝送特性の実現が可能となる。
では光変調器の動作点の安定化を行うと同時に変調器の
チャープ特性の極性切替も可能となるため、伝送路に応
じた最適な伝送特性の実現が可能となる。
【0018】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、光変
調器の動作点の安定化を行うと同時に動作点の制御も可
能とすることにより、伝送路に応じた最適な伝送特性の
実現が可能となる光送信回路を提供することができる。
調器の動作点の安定化を行うと同時に動作点の制御も可
能とすることにより、伝送路に応じた最適な伝送特性の
実現が可能となる光送信回路を提供することができる。
【図1】本発明の一実施形態例を示す構成説明図であ
る。
る。
【図2】本発明の一実施形態例に係る光変調器出力信号
の一例を示す説明図である。
の一例を示す説明図である。
【図3】本発明の一実施形態例に係る光変調器出力信号
の他の例を示す説明図である。
の他の例を示す説明図である。
【図4】本発明の一実施形態例に係るオフセット調整に
よる動作点の制御を示す説明図である。
よる動作点の制御を示す説明図である。
【図5】本発明の他の実施形態例を示す構成説明図であ
る。
る。
【図6】本発明の他の実施形態例に係る光変調器出力信
号の一例を示す説明図である。
号の一例を示す説明図である。
【図7】本発明の他の実施形態例に係る光変調器出力信
号の他の例を示す説明図である。
号の他の例を示す説明図である。
【図8】本発明の他の実施形態例に係るチャープ特性の
極性切替を示す説明図である。
極性切替を示す説明図である。
【図9】従来の光送信回路を示す構成説明図である。
【図10】従来の光送信回路の光変調器入力信号を示す
説明図である。
説明図である。
1 光源 2 光変調器 3 低周波発振器 4 可変利得増幅器 5 キャパシタ 6 光分岐回路 7 光検出器 8 低周波増幅器 9 位相検波器 10 加算回路 11 オフセット発生回路 12 積分器 13 バイアスティ 14 終端抵抗 15 極性切替回路 16 極性切替回路
Claims (3)
- 【請求項1】 入力されるデータ信号で低周波信号の振
幅変調を行いデータ信号に低周波信号を重畳する回路
と、この回路により低周波信号が重畳されたデータ信号
とバイアス電圧とが与えられ光変調を行う光変調器と、
この光変調器の出力光から前記低周波信号成分を抽出
し、低周波信号に含まれる変調器動作点の誤差情報をも
とに前記バイアス電圧の制御を行うバイアス制御回路と
から構成される光送信回路において、安定動作時の動作
点を可変する手段を有することを特徴とする光送信回
路。 - 【請求項2】 安定動作時の動作点を可変する手段とし
て、誤差情報検出部にオフセット加算回路を付加し、安
定動作時の動作点を可変とすることを特徴とする請求項
1記載の光送信回路。 - 【請求項3】 安定動作時の動作点を可変する手段とし
て、誤差情報検出部ならびにデータ信号入力部に極性切
替回路を付加し、安定動作時の動作点を変調器の半波長
電圧分だけずらす機能を付加することを特徴とする請求
項1記載の光送信回路。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP11009405A JP2000206474A (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | 光送信回路 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP11009405A JP2000206474A (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | 光送信回路 |
Publications (1)
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|---|---|---|---|---|
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-
1999
- 1999-01-18 JP JP11009405A patent/JP2000206474A/ja active Pending
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