JPH023898A - 光応用多点型信号多重化伝送装置 - Google Patents

光応用多点型信号多重化伝送装置

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JPH023898A
JPH023898A JP63152365A JP15236588A JPH023898A JP H023898 A JPH023898 A JP H023898A JP 63152365 A JP63152365 A JP 63152365A JP 15236588 A JP15236588 A JP 15236588A JP H023898 A JPH023898 A JP H023898A
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潔 黒澤
Kenji Onozuka
小野塚 憲治
Noboru Kobayashi
登 小林
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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、光応用多点型多重化伝送装置に関し、特に
、その伝送の安定性を改良したものに関する (従来の技術) 光ファイバの応用技術の一種として、マツハ・ツエンダ
−型の干渉計を用い、光ファイバの光弾性効果による光
の位相変調を原理とする、変調周波数分割による多点型
信号多重化装置が提案されている。
第4図は、この原理に基づく多点型信号多重化装置の一
例を示している。
同図に示す多重化装置は、光源1として、例えば、半導
体レーザを用い、単一モード光ファイバで構成した一対
の参照光用ファイバ2および変調信号用ファイバ3と、
受光素子4とから概略構成されている。
信号用ファイバ3は、その両端が光フアイバカップラー
5,5を介して、参照光用ファイバ3に結合されており
、この構成により、光源1から入射された光波が、前方
のカップラー5で分岐され、各ファイバ2.3を通過し
て後に後方のカップラー5で再び合流される。
そして、信号用ファイバ3には、これを通過する光波に
変調を与える2つの変調器6,7が間隔を置いて設けら
れている。
このような基本構成を備えた装置では、光源1から発射
された光波が異なった2つの光路(参照充用ファイバ2
.変調信号用ファイバ3)を通過した後合流されること
により、受光素子4で干渉波が観測され、この干渉波に
変調信号を乗せて伝送させる。
いま、ここで光源1の出力がPoであって、変調器6の
入力の振幅をA 1角周波数をω1とし、変調器7の入
力の振幅をA 1角周波数をω2とすると、受光素子4
で得られる出力Pは以下に示す式で表される。
P−P   [1+sin  !A  sin  (ω
t+φ1)+A  sin  ((IJ2+φ2)+θ
)]この式中のθは、前述した装置で、光波が異なった
2つの参照光用ファイバ2と変調信号用ファイバ3とを
通過するため、これらの間で生じる温度変化などによる
位相変動のファクターである。
ところで、このような位相変動をそのまま放置しておく
と、各変調器6,7で加えられる変調の動作点(光学的
バイアス)が極めて不安定になる。
そこで、従来はこのよう位相変動を補償装置を用いて補
償していた。
第4図には従来の伝送装置で用いられていた位相変動補
償器8の一例を示しており、この例では、位相変動補償
器8を変調器7の後流側に設置し、位相変動補償器8は
受光素子4の出力信号を差動増幅器9でフィードバック
制御している。
しかしながら、このような位相変動の補償手段には、以
下に説明する技術的課題があった。
(発明が解決しようとする問題点) すなわち、上述した位相変動補償器8と゛して、変調信
号用ファイバ3に応力を加えるもの、例えば、PZTな
どによる荷重印加手段、加熱による熱応力印加手段など
が提案されているが、これらの補償手段には、伝送通路
である光ファイバが長尺になり、補償すべき位相変動量
が大きくなった場合に、制御のダイナミックレンジが不
足して、位相変動を補償できなくなるという問題があっ
た。
また、位相変動補償器8をフィードバック制御する構成
では、比較的高速な位相変動に対して応答できないので
、位相変動に迅速に追随できないという問題もあった。
この発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされた
ものであって、その目的とするところは、位相変動の補
償をしなくても安定した伝送が確保できる光応用多点型
信号多重化伝送装置を提供することにある。
(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するために、この発明は、レーザ光源か
ら発射された光波を第1および第2の光波の2つに分岐
させる偏光ビームスプリッタと、この偏光ビームスプリ
ッタからの前記第1および第2の光波をそれぞれ受けて
偏光軸を45度回転させて送出する一対のファラデー回
転子と、このファラデー回転子で回転させられた前記第
1および第2の光波のそれぞれの偏光軸といずれか一力
の固有偏光軸とが一致した状態で両端からこれらの光波
が入射される偏波面保持光ファイバと、この偏波面保持
光ファイバの軸方向の中心位置からいずれか一方側に偏
位した位置に設けられた複数の変調器と、前記第1およ
び第2の光波が前記偏波面保持光ファイバを通過した後
、再度前記ファラデー回転子を通過することで偏光軸を
45度回転させられ、かつ前記偏光ビームスプリッタを
介して同一方向に合流した状態で入射される1/4波長
板と、この1/4波長板の出力光を受ける検光子と、前
記検光子の出力光を受けて電気信号に変換する受光素子
とで構成した。
(作用) 上記構成の多重化伝送装置によれば、レーザ光源から発
射され偏光ビームスプリッタで分岐させられた第1およ
び第2の光波は、偏波面保持光ファイバの両端から入射
してそれぞれ他端側に通過するので、これらの2つの光
波は全く同じ光路を通過することになり、位相変動量は
同一になってその補償が不要になる。
また、偏波面保持ファイバを通過してファラデー回転子
により偏光軸が45度回転させられ、偏光ビームスプリ
ッタで再び合流させられた第1および第2の光波は、偏
光軸が相互に直交した状態になるので、1/4波長板を
用いることが可能になり、1/4波長板でその位相を9
0度代えられたこれらの干渉波が受光素子に出力され、
これにより変調器の光学的バイアスを得ることができる
(実施例) 以下、この発明の好適な実施例について添付図面を参照
にして詳細に説明する。
第1図および第2図は、この発明にかかる光応用多点型
信号多重化伝送装置の一実施例を示している。
同図に示す伝送装置は、基本構成として偏波面保持光フ
ァイバ10によるループ型干渉計を用いている。
偏波面保持光ファイバ10の一端側の端面10aの光軸
上には、ファラデー回転子12.偏光ビームスプリッタ
14.レーザ光源16が光ファイバ10の端面側から順
に設置されている。
偏波面保持光ファイバ10の他端側の端面10bの光軸
は、上記一端側の端面10aの光軸と直交するように設
定され、この光軸上には、別のファラデー回転子18.
上記偏光ビームスプリッタ14.1/4波長板20.検
光子22.受光素子24が順に設置されている。
上記ファラデー回転子12.18は、入射光側から見て
それぞれ左回転方向に偏光軸を45度回転させて出射す
るように印加磁界が設定されている。
また、上記偏波面保持光ファイバ10の軸方向の長さし
の中心から一端面10’a側に偏位した位置(光ファイ
バー0の一端からぶ および12の■ 位置)に2つの変調器26.28が設置されている。
以上の構成を備えた装置では、レーザ光源16から直線
偏光方位45度で光波を発射すると、第1の光波A(第
2図中実線で示す)および第2の光波B(第2図中点線
で示す)は、第2図に示すようにして受光素子24に到
達する。
レーザ光源16から垂直および水平方向の偏光軸を有す
る状態で発射された光波は、偏光ビームスプリッタ14
を透過および反射されることで、垂直方向の偏光軸を有
する第1の光波Aと、水平方向の偏光軸を有する第2の
光波Bに分岐される。
そして、分岐された第1の光波Aおよび第2の光波Bは
、それぞれファラデー回転子12.18によって偏光軸
を45度左回転方向に回転させられて偏波面保持光ファ
イバー0の両端面10a。
10bに入射される。
ここで、偏波面保持光ファイバー0のいずれか一方の固
有偏光軸は、回転された第1の光波Aおよび第2の光波
Bの偏光軸に一致させである。
偏波面保持光ファイバ10に入射された第1の光波Aお
よび第2の光波Bは、それぞれ同じ固有偏光軸上を他端
側に向けて通過し、このような状態にすることにより第
1の光波Aと第2の光波Bとの光路長が全く同一になり
、従来のこの種の装置では必須であった位相変動補償器
が不要になる。
第1および第2の光波A、Bには、偏波面光フアイバ1
0中を通過するときに、それぞれ上記変調器26.28
によって変調信号が乗せられる。
偏波面保持光ファイバ10の他端面から出射した第1の
光波Aおよび第2の光波Bは、再びファラデー回転子1
2.18で偏光軸がそれぞれ45度左回転方向に偏位さ
せられ、第1の光波Aの偏光軸は垂直方向に、また、第
2の光波Bの偏光軸は水平方向に代えられて上記偏光ビ
ームスプリッタ14に入射される。
このような偏光軸の状態で入射した第1の光波Aと第2
の光波Bは、偏光ビームスプリッタ14で透過および反
射されることで再び合流されて出射する。
偏光ビームスプリッタ14から出射された第1の光波A
と第2の光波Bとは、これらの偏光軸がF1互に直交し
た状態になるので、1/4波長板20を用いて90度の
光学的バイアスを与え、位相を代えることが可能になる
そして、1/4波長板20でバイアスが加えられた第1
の光波Aと第2の光波Bとは、これらの偏光軸に対して
光軸を45度傾けた検光子22に入射することで干渉さ
せられ、干渉光が受光素子24で電気信号に変えられて
出力されることになる。
いまここで、偏光ビームスプリッタ14への入射光E 
Ox、  E oyを、 EOx −EOy −a e i”。t(ω。−光波の
角周波数、a:光波の振幅)とし、変調器26で振幅す
、角周波数ω1の位相変調を行ったとすると、検光子2
2に到達する第1の光波Aは、 Elx−ae”ωo(t−βL/ω0)+ b cos
ω1(t−βJl■ωo))Et、−、。I (ω0(
t−βL/ω0)+beO8ω1(t−βJ21/ωo
 ) + π/2)となる(β:ファイバ10中の伝搬
定数 、g’mL−ぶとする)。
従って、検光子22で得られる出力Pは、P −1/2
  CE 1x+ E ly) ”−a2/2(1+s
in  (2bsim  (βω1/2ω0(L  2
Jt ))sln  (ωl  t+βω112ω0L
))〕となる。
ここで、 a2/2−Poとし、 2bsin(βω1/2 ω0 (L  2 Jl! 
l ) <7r /2とすると、 P−Po fl+ρsin (ω、t−βωl/2ωO
L) l−(I)p −2b sin  fβω1/2
 ω0(L −2121))となる。
上記式(1)中の第1項は一定値で、第2項が変調され
た出力値となり、その出力の振幅(相対値)1ρ1と変
調周波数ω1および変調位置(L−2ff11.)との
関係を第3図に示している。
同図から明らかなように、変調周波数ω1と変調位置(
L−2J21 )との関係がπ/2の整数倍になると変
調出力の感度が最も良くなるので、この条件を満足する
ように各変調器26.’28の周波数および位置を設定
するすることが望ましい。
なお、1/4波長板20で90度の光学バイアスを与え
ない場合には、 第2の光波BのEtyが、 E IX= a e’ fω0(t−β/c+、+OL
) +bcosω1(t−β/ωoJ21))となり、
出力Pは P−a2/2 (1+cos  (2bsinβωl/
2ωO(L −2ffll)sin  (ωl t+β
ω1/2ωOL) l ) となり、上記と同じ近似を適用すると、P−Po (1
+1)=2Poとなって、変調出力が殆ど得られない。
しかるに、本願発明では、第1の光波Aと第2の光波B
との間に1/4波長板2oで90度の光学的バイアスを
与えることで、これらの合成光波を円偏光に変換するの
で、変調器26.28の動作点は、第4図に示すように
、直線偏光の位置P点から直線部分のQ点に移動させら
れ、これにより出力信号は増幅されて大きくなるととも
に、安定した伝送状態が確保される。
なお、上記変調器26.28の設置位置稍。
ぶ、は、受光素子24で受信した変調信号を周波数分離
することなどにより計測できるので、この発明の装置を
多点型センサーとしても使用できる。
(発明の効果) 以上実施例で説明したように、この発明にかかる光応用
多点型信号多重化伝送装置では、従来この種の装置で必
須としていた位相変動補償器を設けなくても、温度変化
などによる位相変動の影響を確実に排除できるとともに
、比較的大きな伝送出力信号が安定して得られるという
優れた効果が奏される。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明装置の一実施例を示す全体構成図、第2
図は同装置の光学系における偏光軸の状態の変化を示す
説明図、第3図は変調器の出力と周波数および位置の関
係を示す説明図、第4図は変調器の動作点の状態を示す
説明図、第5図は従来装置の全体構成図である。 10・・・・・・・・・・・・偏波面保持光ファイバ1
2.18・・・ファラデー回転子 14・・・・・・・・・・・・偏光ビームスプリッタ1
6・・・・・・・・・・・・レーザ光源20・・・・・
・・・・・・・1/4波長板22・・・・・・・・・・
・・検光子 24・・・・・・・・・・・・受光素子26.28・・
・変調器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. レーザ光源から発射された光波を第1および第2の光波
    の2つに分岐させる偏光ビームスプリッタと、この偏光
    ビームスプリッタからの前記第1および第2の光波をそ
    れぞれ受けて偏光軸を45度回転させて送出する一対の
    ファラデー回転子と、このファラデー回転子で回転させ
    られた前記第1および第2の光波のそれぞれの偏光軸と
    いずれか一方の固有偏光軸とが一致した状態で両端から
    これらの光波が入射される偏波面保持光ファイバと、こ
    の偏波面保持光ファイバの軸方向の中心位置からいずれ
    か一方側に偏位した位置に設けられた複数の変調器と、
    前記第1および第2の光波が前記偏波面保持光ファイバ
    を通過した後、再度前記ファラデー回転子を通過するこ
    とで偏光軸を45度回転させられ、かつ前記偏光ビーム
    スプリッタを介して同一方向に合流した状態で入射され
    る1/4波長板と、この1/4波長板の出力光を受ける
    検光子と、前記検光子の出力光を受けて電気信号に変換
    する受光素子とからなることを特徴とする光応用多点型
    多重化伝送装置。
JP63152365A 1988-06-22 1988-06-22 光応用多点型信号多重化伝送装置 Expired - Lifetime JP2641737B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020194014A (ja) * 2019-05-24 2020-12-03 株式会社フジクラ 光ファイバ、及びレーザ装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020194014A (ja) * 2019-05-24 2020-12-03 株式会社フジクラ 光ファイバ、及びレーザ装置
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