JPH01183929A - 光波通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、光波通信装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第７図は例えば電子通信学会研究報告ＯＱＥ　８８−１
０７に示されている従来の光波通信装置を示す。図にお
いて、２１は単一モード発振する第１のレーザダイオー
ド（コヒーレント光源）である。２２は第４の駆動回路
で、人力信号に応じて変調電流をバイアス電流に乗じさ
せて前記第１のレーザダイオード２２を駆動するもので
ある。

２４は復調部で、単一モード発振する第２のレーザダイ
オード（局部発振光源）２５と、第５の駆動回路２６と
、偏波制御？：ｔ２７と、合波器２８と、光電変換素子
としての受光素子２９と、これに逆バイアス電圧を印加
する電源３ｏと、増幅器３１と、検波器３２とにより構
成され、第５の駆動回路２６により第２のレーザダイオ
ード２５を連続発振させて局発光を出力させ、この局発
光の偏波状態と前記信号光のそれとを偏波■制御器２７
により一致させ、偏波制御された局発光と前記信号光を
合波器２８により合波し、前記合波−器２８からの光波
を前記受光素子２９により電気信号に変換し、この電気
信号を増幅器３里により増幅した後、検波器３２により
検波するものである。前記第１のレーザダイオード２１
と第２のレーザダイオード２５は不図示の温度制御装置
により温度制御されている。

次に、動作を説明する。

人力信号に応じて第１のレーザダイオード２１を第４の
駆動回路２２により変調駆動すると、第１のレーザダイ
オード２２から信号光が発生され、発生された信号光は
合波器２８に出力される。他方、第２のレーザダイオー
ド２５を第５の駆動回路２６により連続発振させると、
第２のレーザダイオードから局発光が発生され、発生さ
れた局発光はその偏波状態が前記信号光のそれと偏波制
御器２７により一致され、一致後、前記合波器２７に出
力される。そして、合波器２７に人力された局発光と信
号光が合波器２７により合波され、受光素子２９により
周波数混合され、この受光素子２９から出力電流ｉが出
力される。この出力電流ｉは式（１）で表わされる。

ｉ　＝　Ｒ（Ｐ、（ｔ）＋　ＰＬＯ＋　２ｒ丁７η−・
ＰＬｏ×ｃｏｓ　　［（ωｔ、ｏ−ωｇ（ｔ））ｔ−φ
１（ｔ）＋φＬｏ］）＋　ｎ　、ｈ（ｔ）　−−−−−
（１）ただし、 Ｒ：光電変換素子の応答 ７丁−１η”：人力信号に応じて変調駆動された第１の
レーザダイオード２１の電 界概幅 ω、（ｔ）　：’入力信号に応じて変調駆動された第１
のレーザダイオード２１の発 振角周波数 φ、（１）：第１のレーザダイオード２１からの光波の
受光素子２９面上の位相 φＬｏ：第２のレーザダイオード２５からの光波の受光
素子２９面上の位相 ωＬｏ：第２のレーザダイオード２５の発振角周波数 Ｊ：第２のレーザダイオード２５の電 界振幅 ｎ、ｈ（ｔ）　　ニジジットノイズ 上記式（１）の（）内の第３項の周波数成分は中間周波
数成分であり、この中間周波数成分は増幅器３１により
増幅された後、検波器３２により検波され、人力信号が
復調される。

この従来例の光波通信装置は、上記のように構成したか
ら、式（１）かられかるように、第１のレーザダイオー
ド２２の発掘角周波数ω、（ｔ）と第２のレーザダイオ
ード２５の発振角周波数ωＬＯが変動した場合、中間周
波数も変動する。従って、例えば、１．３μｍ帯におい
て、中間周波数の変動を１０ＭＨｚ程度に押えるには、
前記第１のレーザダイオード２２と第２のレーザダイオ
ード２５を１０−”Ｋ程度の精度で温度制御する必要が
ある。

（発明が解決しようとする課題〕 従来の光波通信装置は、例えば、１．３μｍ帯において
、中間周波数の変動を１０Ｍ１ｌｚ程度に押えるのに、
前記第１のレーザダイオード２２と第２のレーザダイオ
ード２５を１０−３°に程度の精度で温度制御する構成
にしたから、装置が大型化するという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、中間周波数の変動を所定幅に抑える温度制御
の精度を軽減させてより小形の光波通信装置を得ること
を目的とする。

（課題を解決するための手段） この発明に係る光波通信装置は、コヒーレント光源と、
このコヒーレント光源からの光波を第１波と第２波に分
波する分波器と、抽記第１波を変調する変調部と、元の
信号に復元する復調部とを有し、かつ、前記変調部は、
正弦波発振器と、これからの正弦波を入力信号に応じて
振幅変調する概幅変調器と、これからの変調波に応じて
前記第１波を光強度変調する光強度変調器とを備え、訂
記復調部は、変調により得られる側波帯に対して注入同
期動作を行なう注入同期動作レーザダイオードと、これ
からの光波と前記分波器からの第２波とを合波する合波
器と、前記合波器からの光波を光電変換する光電変換器
と、これからの信号を検波する検波器とを設けたもので
ある。

〔作用〕

この発明における光波通信装置は、コヒーレント光源か
らの光波を分波器により第１波と第２波とに分波し、変
調部では、正弦波発振器からの正弦波を人力信号に応じ
て振幅変調器により振幅変調し、これからの変調波に応
じて前記第１波光強度変調器により光強度変調する。復
調部では、注入同期動作レーザダイオードからの光波と
、前記分波器からの第２波とを合波器により合波し、合
波器からの光波を光電変換素子により光電変換し、光電
変換して得られる電気信号を検波器により検波する。

〔実施例〕

第１図はこの発明の第１の実施例を示す。図において、
２９〜３２は第７図と同一部分を示す。

１は発振角周波数ω５で単一モード発振するレーザダイ
オード（コヒーレント光゛源）で、駆動回路２によりＣ
Ｗ光発振れる。３は分波器で、前記レーザダイオード１
からの出力光を第１波と第２波とに分波するものである
。

Ｍは変調部で、変調回路（振幅変調器）４および光強度
変調器５により構成され、前記変調回路４は正弦波発振
器として水晶発振器４ｃを有し、この水晶発振器４ｃか
らの正弦波を入力信号に応じて振幅変調するものである
。また、前記光強度変調器５は前記変調器４からの角周
波数ωＣを有する駆動電圧に応じて前記第１波の透過光
強度を変化（光強度変調）させるものである。

Ｄは復調部で、注入同期動作レーザダイオード６、第２
の駆動回路７、合波器８、前記受光素子２９、電源３０
、増幅器３１および検波器３２により構成されている。

前記注入同期動作レーザダイオード６は前記光強度変調
器５から出力される光波、すなわち、角周波数ω、の搬
送波と角周波数ω１±ωＣの側波帯の内、側波帯に対し
、注入同期動作をするものである。第２図（ａ）に注入
同期動作レーザダイオード６の注入同期幅を示す。前記
第２の駆動回路７は前記注入同期動作レーザダイオード
６を駆動するものである。前記合波器８は前記注入動作
レーザダイオード６からの光波と前記分波器３からの第
２波とを合波するものである。

１３は第１の光路で、前記レーザダイオード１からの光
波を分波器３に伝搬するものである。

１４は第２の光路で、分波器３からの第１波を光強度変
調？Ｉｒ５に伝搬するものである。１５は第３の光路で
、前記分波器３からの第２波を合波器８に伝搬するもの
である。１６は第４の光路で、前記光強度変調器５から
の光波を注入同期動作レーザダイオード６に伝搬するも
のである。１７は第５の光路で、前記注入同期動作レー
ザダイオード６からの光波を合波器８に伝搬するもので
ある。１８は前記合波器８からの光波を受光素子２９に
伝搬するものである。

なお、前記第１の光路〜第５の光路の内、少なくとも１
つの光路の全部または一部分が空間、光ファイバ、ガラ
ス、誘電体または半導体であってもよい。

次に、動作を説明する。

レーザダイオード１が駆動回路２により連続発振される
と、このレーザダイオード１から、電界強度がＦπ７、
発掘角周波数がω３の光波が出力され、出力された光波
は第１の光路１３を伝搬して分波器３に出力される。こ
の光波は分波器３に人力されると、分波器３により第１
波と第２波に分波され、第１波は第２の光路を介して光
強度変：Ａ３５に出力され、第２波は第３の光路を介し
て合波器８に出力される。第２波の角周波数はω３で、
そのスペクトラムを第２図（ｂ）に示す。

一方、水晶発振器４Ｃから出力される発振角周波数がω
。の正弦波が、人力信号ｆ　（ｔ）に応じて変調回路４
により振幅変調されているから、前記第１波が光強度変
調器５に人力されると、第１波は光強度変調器５により
駆動電圧に応じて変調される。光強度変調器５から出力
される光波のスペクトラムは、第２図（ａ）に示すよう
に、角周波数がω３の搬送波と、角周波数がωＳ±ωＣ
（ｔ）の側波帯を有する。なお、第２図（ａ）に示す側
波帯の帯域２ω１は、人力信号ｆ　（ｔ）の帯域である
。

光強度変調器から光強度変調された第１波は、第４の光
路１６を介して注入同期動作レーザダイオード６に出力
される。すると、この注入同期動作レーザダイオード６
は、第２図（ａ）に示すような注入同期幅を有するから
、入力された第１波から側波帯成分が注入同期動作レー
ザダイオード６により選択され、側波帯成分のみを有す
る光波が第５の光路１７を介して合波器８に出力される
。

すると、合波器８により、注入同期動作レーザダイオー
ド６からの光波と、前記分波器３からの第２波とが合波
され１．合波された光波は第５の光路１８を伝搬して受
光素子２９に出力される。そして、受光素子２９により
、合波された光波は光電変換されるとともに、周波数混
合され、中間周波数がω。で、帯域幅が２ω、である電
気信号が出力される（第２図（Ｃ）参照）。前記中間周
波数ω。は前記光強度変調器５の正弦波変調周波数と同
一である。

そして、前記電気信号は、増幅器３１により増幅された
後、検波器３２によりベースバンド信号に変換され、人
力信号ｆ（ｔ）の復調が行なわれる。

この実施例の光波通信装置は、正弦波発振器として水晶
発振器４Ｃを用いているから、中間周波数の変動を１０
０Ｈｚ以下に抑えることができる。

また、この実施例の光波通信装置は、上記のように構成
したから、レーザダイオード１および注入同期動作レー
ザダイオード６をｏ、ｉ’ｃ程度の粒度で温度制御した
場合、安定な注入動作が行なわれ、また、注入同期動作
レーザダイオード６からの出力光の角周波数は、レーザ
ダイオード１の角周波数ω３が変動しても、前記角周波
数ω５に追従し、変化することはない。

第３図は側波帯の入力光強度が一１９ｄＢｍＯ場合の注
入同期動作レーザダイオード６の注入同期動作をする側
波帯の角周波数ω３±ωｃ　（ｔ）と、注入同期動作レ
ーザダイオード６の共垢角周波数ω。との角周波数差（
離調）の範囲を示す図である。この図より、上記した側
波帯の注入同期動作が安定に行なわれる領域幅は、例え
ば、駆動電流が１．５　Ｉ　ｔｈ　（Ｉ　ｔｈ：閾値駆
動電流）以上の範囲においては、Ｉ　ＧＨｚ以上である
ことがわかる。

次に、この発明の第２の実施例を説明する。これは前記
第１の実施例の比較で言えば、合波器８に入力される前
の２つの光波の少なくとも一方を増幅するようにした点
が相違する。これによると、前記合波器８に人力される
少なくとも−の光波の強度を制御できるという利点があ
る。第４図は分波器３からの光波を、第３の駆動回路２
０により駆動されるレーザダイオード増幅器１９により
増幅するようにした例である。

次に、この発明の第３の実施例を説明する。こ、　　れ
は前記第１の実施例との比較で言えば、レーザダイオー
ド１と注入同期動作レーザダイオード６の少なくとも一
方から出力される光波の偏波面を一方向に回転させ、逆
方向に通過する反射光を遮断するようにした点が相違す
る。第５図は注入同期動作レーザダイオード６から出力
される光波の偏波面を光アイソレータ２１により一方向
に回転させ、逆方向に通過する反射光を遮断するように
した例である。

次に、この発明の第４の実施例を説明する。これは１前
記第１の実施例との比較で言えば、分波器３からの光波
と、光強度変調器５からの光波と、注入同期動作レーザ
ダイオード６からの光波との内少なくとも１つの光波の
偏波状態を制御するようにした点が相違する。第６図は
分波器３からの光波と光強度変調器５からの光波の偏波
状態を偏波制御器２２．２３により制御するようにした
例である。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、入力信号に応じて水
晶光Ｓ器からの正弦波を変調するとともに、変調により
得られる側波帯を注入同期動作レーザダイオードにより
選択するようにし、かつ、中間周波数が正弦波変調周波
数と一致するように構成したので、中間周波数の変動を
最小限に抑える温度制御の結反が軽減され、より小形の
光波通信装置を得ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例を示すブロック図であ
る。第２図は周波数スペクトラムを示す図で、第２図（
ａ）は光強度変調器により変調を受けた第１波の周波数
スペクトラムを示す図、第２図（ｂ）は第２波の周波数
スペクトラムを示す図、第２図（Ｃ）はミクシングによ
り生じた中間周波数のスペクトラムを示す図である。第
３図は注入同期領域を示す図、第４図はこの発明の第２
の実施例の一例を示すブロック図、第５図はこの発明の
第３の実施例の一例をすブロック図、６図はこの発明の
４の実施例の一例を示す図、第７図は従来の光波通信装
置を示すブロック図である。図において、１はレーザダ
イオード、３は分波器、４は変調回路、４Ｃは水晶晃振
器、５は光強度変調器、６は注入同期動作レーザダイオ
ード、８は合波器、２９は受光素子、３１は増幅器、３
２は検波器である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コヒーレント光源と、このコヒーレント光源からの光波
   を第１波と第２波に分波する分波器と、前記第１波を変
   調する変調部と、元の信号に復元する復調部とを有し、
   かつ、前記変調部は、正弦波発振器と、これからの正弦
   波を入力信号に応じて振幅変調する振幅変調器と、これ
   からの変調波に応じて前記第１波を光強度変調する光強
   度変調器とを備え、前記復調部は、変調により得られる
   側波帯に対して注入同期動作を行なう注入同期動作レー
   ザダイオードと、これからの光波と前記分波器からの第
   ２波とを合波する合波器と、前記合波器からの光波を光
   電変換する光電変換器と、これからの信号を検波する検
   波器とを備えたことを特徴とする光波通信装置。