JPH0126571B2 - - Google Patents
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- JPH0126571B2 JPH0126571B2 JP57113514A JP11351482A JPH0126571B2 JP H0126571 B2 JPH0126571 B2 JP H0126571B2 JP 57113514 A JP57113514 A JP 57113514A JP 11351482 A JP11351482 A JP 11351482A JP H0126571 B2 JPH0126571 B2 JP H0126571B2
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- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 32
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 18
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 7
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/065—Mode locking; Mode suppression; Mode selection ; Self pulsating
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はレーザダイオードを光源に用いてアナ
ログ信号を伝送するアナログ信号光伝送装置に関
するものである。
ログ信号を伝送するアナログ信号光伝送装置に関
するものである。
従来例の構成とその問題点
従来、アナログ信号を伝送する場合には、取り
扱い容易で信頼性の高い発光ダイオード(以下
LEDと略す。)を光源として用いる事が多い。し
かし、LEDはフアイバとの結合効率が小さいた
め、長距離伝送する事はできない。
扱い容易で信頼性の高い発光ダイオード(以下
LEDと略す。)を光源として用いる事が多い。し
かし、LEDはフアイバとの結合効率が小さいた
め、長距離伝送する事はできない。
一方、レーザダイオード(以下LDと略す)を
光源に用いると、LDとフアイバの結合効率は高
く、かつLD自体の直線性も良いので、長距離伝
送の実現可能性は高い。しかし、実際にLDを光
源として伝送系を構成した場合には、LDのコヒ
ーレンシイの良さに起因するフアイバ内でのスペ
ツクルノイズ(モーダルノイズ)の発生により、
伝送信号の特性が著しく低下する事が知られてい
る。このスペツクルノイズ対策としては、LDの
縦モードをマルチ化する方法が有効であり、縦モ
ードマルチのLDの使用や、高周波重畳法等が採
用されている。
光源に用いると、LDとフアイバの結合効率は高
く、かつLD自体の直線性も良いので、長距離伝
送の実現可能性は高い。しかし、実際にLDを光
源として伝送系を構成した場合には、LDのコヒ
ーレンシイの良さに起因するフアイバ内でのスペ
ツクルノイズ(モーダルノイズ)の発生により、
伝送信号の特性が著しく低下する事が知られてい
る。このスペツクルノイズ対策としては、LDの
縦モードをマルチ化する方法が有効であり、縦モ
ードマルチのLDの使用や、高周波重畳法等が採
用されている。
この方法のうち、縦モードマルチのLDは製法
の問題や信頼性、直線性の点で難点があり、また
一般に入手が困難である。一方、高周波重畳法
は、伝送信号に高周波のパルスを重畳する事によ
り、元来シングルモードのLDをマルチモード化
する方法である。この方法では、伝送信号を高周
波パルスでチヨツピングするものであり、LDに
印加される電流の帯域は、伝送信号のベースバン
ド信号帯域と印加する高周波パルスの帯域とが必
要となり、低周波から高周波にわたる広帯域な回
路が必要となる。またこの方法のみでは、LDへ
の反射再注入光によるLDの特性変動に対しては
何らの効果をも有していない。LDへの反射再注
入光は、フアイバ端面からのものが主であり、コ
ネクタ端面からのフレネル反射によるものであ
る。このLDへの反射再注入光は、LDに反射ノイ
ズを発生させたり、LDの発振モード変動を生じ
たりする。これらは単にLDのノイズ増大となる
だけでなく、直線性の劣化をもたらしたりする。
また、フアイバの機械的な変動(例えば曲げ、ね
じり等)や、温度の変化、LDのバイアス電流の
変化などに対して非常に影響を受け易い。そのた
め、単なる高周波重畳のみでは、これら反射光の
影響を抑圧する事ができない。
の問題や信頼性、直線性の点で難点があり、また
一般に入手が困難である。一方、高周波重畳法
は、伝送信号に高周波のパルスを重畳する事によ
り、元来シングルモードのLDをマルチモード化
する方法である。この方法では、伝送信号を高周
波パルスでチヨツピングするものであり、LDに
印加される電流の帯域は、伝送信号のベースバン
ド信号帯域と印加する高周波パルスの帯域とが必
要となり、低周波から高周波にわたる広帯域な回
路が必要となる。またこの方法のみでは、LDへ
の反射再注入光によるLDの特性変動に対しては
何らの効果をも有していない。LDへの反射再注
入光は、フアイバ端面からのものが主であり、コ
ネクタ端面からのフレネル反射によるものであ
る。このLDへの反射再注入光は、LDに反射ノイ
ズを発生させたり、LDの発振モード変動を生じ
たりする。これらは単にLDのノイズ増大となる
だけでなく、直線性の劣化をもたらしたりする。
また、フアイバの機械的な変動(例えば曲げ、ね
じり等)や、温度の変化、LDのバイアス電流の
変化などに対して非常に影響を受け易い。そのた
め、単なる高周波重畳のみでは、これら反射光の
影響を抑圧する事ができない。
発明の目的
本発明は前述のごとく、LDを光源としてアナ
ログ信号を伝送する場合に問題となるスペツクル
ノイズの抑圧を図るとともに、反射再注入光によ
るLDの縦モードの変動をも同時に抑圧し、長距
離伝送した時に安定に高品質な信号の伝送が可能
な光伝送装置を提供するものである。
ログ信号を伝送する場合に問題となるスペツクル
ノイズの抑圧を図るとともに、反射再注入光によ
るLDの縦モードの変動をも同時に抑圧し、長距
離伝送した時に安定に高品質な信号の伝送が可能
な光伝送装置を提供するものである。
発明の構成
本発明は、アナログ信号に高周波を重畳してレ
ーザダイオードを駆動するとともに、このレーザ
ダイオードの非発光期間中に、上記レーザダイオ
ードに最も近いコネクタからの反射光がレーザダ
イオードに戻るように構成し、もつて特性が良好
で安定した伝送が行えるようにしたものである。
ーザダイオードを駆動するとともに、このレーザ
ダイオードの非発光期間中に、上記レーザダイオ
ードに最も近いコネクタからの反射光がレーザダ
イオードに戻るように構成し、もつて特性が良好
で安定した伝送が行えるようにしたものである。
実施例の説明
以下本発明の実施例を図面とともに説明する。
第1図において入力信号1はまず振巾変調器2に
より振巾変調される。振巾変調器2の搬送波とし
て、発送周波数が可変な高周波発振器3の出力を
使用する。この振中変調器2と高周波発振器3が
アナログ信号に高周波を重畳する回路である。振
巾変調器2の出力はバイアス電流発生回路4の出
力と加算回路5により加え合わされてLD6に供給
される。バイアス電流発生回路4の出力電流は、
LD6の閾値電流に近い値とする。LD6よりの出射
光は、ピツグテイルフアイバ7によりフアイバ9
に結合、供給され伝送される。ピツグテイルフア
イバ7の一端は、通常光コネクタ8により伝送用
のフアイバ9に接続される。LD6に一番近いコネ
クタとは、通常このコネクタ8の事であり、LD6
と、LD6に一番近いコネクタ8間のフアイバ長L
は、ピツグテイルフアイバ7の長さと同じと考え
る。
第1図において入力信号1はまず振巾変調器2に
より振巾変調される。振巾変調器2の搬送波とし
て、発送周波数が可変な高周波発振器3の出力を
使用する。この振中変調器2と高周波発振器3が
アナログ信号に高周波を重畳する回路である。振
巾変調器2の出力はバイアス電流発生回路4の出
力と加算回路5により加え合わされてLD6に供給
される。バイアス電流発生回路4の出力電流は、
LD6の閾値電流に近い値とする。LD6よりの出射
光は、ピツグテイルフアイバ7によりフアイバ9
に結合、供給され伝送される。ピツグテイルフア
イバ7の一端は、通常光コネクタ8により伝送用
のフアイバ9に接続される。LD6に一番近いコネ
クタとは、通常このコネクタ8の事であり、LD6
と、LD6に一番近いコネクタ8間のフアイバ長L
は、ピツグテイルフアイバ7の長さと同じと考え
る。
この時のLDの電流波形と光出力波形の関係を
第2図を用いて説明する。第2図は、いわゆるI
−L特性といわれるものであり、LDの電流対光
出力特性を示すものである。ここで10がその特
性線である。第2図の下部に本発明によるLD電
流を示す。11が変調電流波形であり、Ithが閾
値電流である。この時の光出力波形を第2図の右
部に示す。12が光出力波形であり、丁度、変調
信号を半波整流した波形となつている。LDの縦
モードをマルチモード化するためには、搬送波周
波数としては100MHz以上が望ましい。そのため、
発振周波数が可変な高周波発振器3としては、少
なくとも100MHz以上の発振が可能でなければな
らない。
第2図を用いて説明する。第2図は、いわゆるI
−L特性といわれるものであり、LDの電流対光
出力特性を示すものである。ここで10がその特
性線である。第2図の下部に本発明によるLD電
流を示す。11が変調電流波形であり、Ithが閾
値電流である。この時の光出力波形を第2図の右
部に示す。12が光出力波形であり、丁度、変調
信号を半波整流した波形となつている。LDの縦
モードをマルチモード化するためには、搬送波周
波数としては100MHz以上が望ましい。そのため、
発振周波数が可変な高周波発振器3としては、少
なくとも100MHz以上の発振が可能でなければな
らない。
ところで、今、ピツグテイルフアイバ7の長さ
をL(第1図参照)とすると、このコネクタ端面
からの反射光がどうなるかを第3図を用いて説明
する。第3図は横軸が時間、縦軸が光パワーであ
る。第3図のハツチング部15がLDの発光波形
であり、破線波形16がコネクタからの反射光を
示す。搬送波の周波数をc、周期をτcとすると
(c=1/τc)、LDの発光期間はτc/2である。フ
アイバの屈折率をnとすると、LDから出てフア
イバ端面で反射して再びLDに戻るまでの時間τr
は、 τr=2nL/c(c;光速) ……(1) となる。この時LDの出射光と反射光の時間差τ1
は τ1=τr−m・τc(m;整数)……(2) τ1=0の時はLD出射光が最大の時、反射光も
最大となる。この時には、LDの縦モードは反射
光により最大の影響を受ける事になる。ピツグテ
イルフアイバ7にGi(グレーデツドインデツク
ス)フアイバを用いた時に、上記条件を満足する
時にはフアイバを少し曲げたり、ねじつたりする
と、LDの縦モードはほぼ完全なシングルモード
になつたり、かなりの程度のマルチモードとなつ
たりする。
をL(第1図参照)とすると、このコネクタ端面
からの反射光がどうなるかを第3図を用いて説明
する。第3図は横軸が時間、縦軸が光パワーであ
る。第3図のハツチング部15がLDの発光波形
であり、破線波形16がコネクタからの反射光を
示す。搬送波の周波数をc、周期をτcとすると
(c=1/τc)、LDの発光期間はτc/2である。フ
アイバの屈折率をnとすると、LDから出てフア
イバ端面で反射して再びLDに戻るまでの時間τr
は、 τr=2nL/c(c;光速) ……(1) となる。この時LDの出射光と反射光の時間差τ1
は τ1=τr−m・τc(m;整数)……(2) τ1=0の時はLD出射光が最大の時、反射光も
最大となる。この時には、LDの縦モードは反射
光により最大の影響を受ける事になる。ピツグテ
イルフアイバ7にGi(グレーデツドインデツク
ス)フアイバを用いた時に、上記条件を満足する
時にはフアイバを少し曲げたり、ねじつたりする
と、LDの縦モードはほぼ完全なシングルモード
になつたり、かなりの程度のマルチモードとなつ
たりする。
このようなLDの縦モードの変動は、LDの出射
光と反射光のコヒーレントな干渉により生じるも
のであり、フアイバの曲げ等の機械的変動だけで
なく、LDの発振波長の変化(バイアス電流や温
度変動による)や、フアイバの屈折率の温度等に
よる微小変化によつて生じるものである。
光と反射光のコヒーレントな干渉により生じるも
のであり、フアイバの曲げ等の機械的変動だけで
なく、LDの発振波長の変化(バイアス電流や温
度変動による)や、フアイバの屈折率の温度等に
よる微小変化によつて生じるものである。
そのため、このような状態で長距離伝送された
時には、LDの縦モードがシングルモードの時に
はスペツクルノイズが、増大し、マルチモードの
時には減少するので、S/N比が時間により大巾
に変動する事になる。
時には、LDの縦モードがシングルモードの時に
はスペツクルノイズが、増大し、マルチモードの
時には減少するので、S/N比が時間により大巾
に変動する事になる。
また、LDの縦モードの変動はノイズの変動の
みでなく、直線性を損う事にもなる。そのため、
例えばNTSC方式のビデオ信号を伝送した時には
DGやDP特性が悪化したりする事にもなる。
みでなく、直線性を損う事にもなる。そのため、
例えばNTSC方式のビデオ信号を伝送した時には
DGやDP特性が悪化したりする事にもなる。
次に、τ1=τc/2の時にはLDの非発光期間中
に反射光が戻つてくる事になるため、LDの縦モ
ードは反射光の影響を殆んど受けない状態とな
り、フアイバを曲げたりしてもLDの縦モードは
変化せず、安定となる。従つて、この条件の時に
はLDは安定にマルチモード発振が可能となるの
で、伝送信号のS/Nは良好かつ安定となり、直
線性やDG、DP特性も良好となる。
に反射光が戻つてくる事になるため、LDの縦モ
ードは反射光の影響を殆んど受けない状態とな
り、フアイバを曲げたりしてもLDの縦モードは
変化せず、安定となる。従つて、この条件の時に
はLDは安定にマルチモード発振が可能となるの
で、伝送信号のS/Nは良好かつ安定となり、直
線性やDG、DP特性も良好となる。
ところで、LDの附属のピツグテイルフアイバ
の長さは必ずしも一定ではない。そこで、ピツグ
テイルフアイバの長さ、すなわちLDと、LDに一
番近いコネクタまでの距離により、発振周波数が
可変な高周波発振器の周波数を調整してτ1=τc/
2となるようにする事により、LDの縦モードは
反射光の影響を殆ど受けなくなる。
の長さは必ずしも一定ではない。そこで、ピツグ
テイルフアイバの長さ、すなわちLDと、LDに一
番近いコネクタまでの距離により、発振周波数が
可変な高周波発振器の周波数を調整してτ1=τc/
2となるようにする事により、LDの縦モードは
反射光の影響を殆ど受けなくなる。
また、τ1=τc/2にするためには搬送波周波数
を調整するだけでなく、ピツグテイルフアイバの
長さを調整する事によつても可能である。(1)式と
(2)式を用いてτ1=τc/2とした時、 L=c/2n(m+1/2)τc ……(3) が得られる。すなわち、搬送波の発振周期τc中
に、フアイバを伝搬する光(速度;c/n)が進
む距離(c/n・τc)の(m+1/2)倍の1/2を、LD
とLDに一番近いコネクタ端迄のフアイバ長とす
る事により、コネクタからの反射光は出射光が零
の時にLDに戻る事になる。この場合には発振周
波数が固定でよいため回路部が簡単になるという
特徴がある。また光伝送路巾には、ここで問題と
するコネクタ以外にもコネクタが存在するが、長
距離伝送された時には反射光はコヒーレンシイを
失なつているため大きな問題を生じない。また、
LDの非発光期間と反射光の戻つてくる時間とは
正確に同一である必要はなく、ほぼ時間が一致し
ていれば良い。実験の結果τ1は、τc/2を中心と
してほぼ±0.3(τc/2)の範囲でもLDは安定マ
ルチモードとなつている。
を調整するだけでなく、ピツグテイルフアイバの
長さを調整する事によつても可能である。(1)式と
(2)式を用いてτ1=τc/2とした時、 L=c/2n(m+1/2)τc ……(3) が得られる。すなわち、搬送波の発振周期τc中
に、フアイバを伝搬する光(速度;c/n)が進
む距離(c/n・τc)の(m+1/2)倍の1/2を、LD
とLDに一番近いコネクタ端迄のフアイバ長とす
る事により、コネクタからの反射光は出射光が零
の時にLDに戻る事になる。この場合には発振周
波数が固定でよいため回路部が簡単になるという
特徴がある。また光伝送路巾には、ここで問題と
するコネクタ以外にもコネクタが存在するが、長
距離伝送された時には反射光はコヒーレンシイを
失なつているため大きな問題を生じない。また、
LDの非発光期間と反射光の戻つてくる時間とは
正確に同一である必要はなく、ほぼ時間が一致し
ていれば良い。実験の結果τ1は、τc/2を中心と
してほぼ±0.3(τc/2)の範囲でもLDは安定マ
ルチモードとなつている。
発明の効果
以上のように本発明によれば、入力信号を振巾
変調して、閾値電流近傍にバイアスされたLDに
印加し、コネクタからの反射光がLDの非発光期
間中に戻つてくるようにする事により、LDの縦
モードはマルチモードとなり安定する。そのた
め、スペツクルノイズが抑圧され、かつ温度変化
やフアイバ曲げによるS/Nの変動を生じなくな
る。また、ビデオ信号を伝送した時にはDG、DP
特性も良好となり、かつ時間的な変動も少なくな
る。
変調して、閾値電流近傍にバイアスされたLDに
印加し、コネクタからの反射光がLDの非発光期
間中に戻つてくるようにする事により、LDの縦
モードはマルチモードとなり安定する。そのた
め、スペツクルノイズが抑圧され、かつ温度変化
やフアイバ曲げによるS/Nの変動を生じなくな
る。また、ビデオ信号を伝送した時にはDG、DP
特性も良好となり、かつ時間的な変動も少なくな
る。
第1図は本発明の一実施例におけるアナログ信
号光伝送装置のブロツク図、第2図は第1図で用
いるLDの動作条件を示す図、第3図はLD出射光
と反射光の時間関係を示す図である。 1……入力信号、2……振巾変調器、3……高
周波発振器、4……バイアス電流発生回路、5…
…加算回路、6……レーザダイオード、7……ピ
ツグテイルフアイバ、8……コネクタ、9……伝
送用フアイバ。
号光伝送装置のブロツク図、第2図は第1図で用
いるLDの動作条件を示す図、第3図はLD出射光
と反射光の時間関係を示す図である。 1……入力信号、2……振巾変調器、3……高
周波発振器、4……バイアス電流発生回路、5…
…加算回路、6……レーザダイオード、7……ピ
ツグテイルフアイバ、8……コネクタ、9……伝
送用フアイバ。
Claims (1)
- 1 レーザダイオードを光源に用い、アナログ信
号に高周波を重畳する高周波重畳回路と、前記レ
ーザダイオードを閾値電流近傍にバイアスする電
流源と、前記高周波重畳回路出力とバイアス電流
を加算して前記レーザダイオードに加える加算回
路と、前記レーザダイオードの出力光を取り出す
ピツグテイルフアイバと、少なくとも前記ピツグ
テイルフアイバと伝送用フアイバを接続するコネ
クタを有し、前記レーザダイオードの非発光期間
中に前記コネクタからの反射光が前記レーザダイ
オードに戻るように前記高周波の周波数または前
記ピツグテイルフアイバの長さを設定することを
特徴とするアナログ信号光伝送装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57113514A JPS594238A (ja) | 1982-06-29 | 1982-06-29 | アナログ信号光伝送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57113514A JPS594238A (ja) | 1982-06-29 | 1982-06-29 | アナログ信号光伝送装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS594238A JPS594238A (ja) | 1984-01-11 |
| JPH0126571B2 true JPH0126571B2 (ja) | 1989-05-24 |
Family
ID=14614262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57113514A Granted JPS594238A (ja) | 1982-06-29 | 1982-06-29 | アナログ信号光伝送装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS594238A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0230232A (ja) * | 1988-07-20 | 1990-01-31 | Fujitsu Ltd | 光通信システムの雑音低減方法 |
-
1982
- 1982-06-29 JP JP57113514A patent/JPS594238A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS594238A (ja) | 1984-01-11 |
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