JPH06209293A - 光伝送システムにおける変調装置 - Google Patents
光伝送システムにおける変調装置Info
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- JPH06209293A JPH06209293A JP5198777A JP19877793A JPH06209293A JP H06209293 A JPH06209293 A JP H06209293A JP 5198777 A JP5198777 A JP 5198777A JP 19877793 A JP19877793 A JP 19877793A JP H06209293 A JPH06209293 A JP H06209293A
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- 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
- H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
- H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
- H04B10/2537—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to scattering processes, e.g. Raman or Brillouin scattering
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/21—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour by interference
- G02F1/225—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour by interference in an optical waveguide structure
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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)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 単一モード光ファイバ内の散乱が抑制され、
光ファイバに注入しうる光信号の合計パワー密度が増大
する光ビームの変調装置を提供する。 【構成】 光ビームの変調装置において、導波路および
電極168、169を有する第１、第２の導波手段168、169と；
これらの導波手段から得られる変調光ビームを単一の変
調光ビームに結合させる導波出力手段と；情報信号の内
容表示を含み、電極に第１、第２の変調信号が与えられ
たときに既定の相互関係をもって光ビームを振幅変調す
る第１、第２の変調制御信号を発生する手段24と；電極
に与えられて光ビームを位相変調する第３の変調制御信
号を発生する手段25とを具備する。
光ファイバに注入しうる光信号の合計パワー密度が増大
する光ビームの変調装置を提供する。 【構成】 光ビームの変調装置において、導波路および
電極168、169を有する第１、第２の導波手段168、169と；
これらの導波手段から得られる変調光ビームを単一の変
調光ビームに結合させる導波出力手段と；情報信号の内
容表示を含み、電極に第１、第２の変調信号が与えられ
たときに既定の相互関係をもって光ビームを振幅変調す
る第１、第２の変調制御信号を発生する手段24と；電極
に与えられて光ビームを位相変調する第３の変調制御信
号を発生する手段25とを具備する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は光伝送システムに関
し、特に、単一モード光ファイバ内のブリリュアン（Br
illouin）散乱を抑制する装置に関する。
し、特に、単一モード光ファイバ内のブリリュアン（Br
illouin）散乱を抑制する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、ケーブルテレビ（ＣＡＴＶ）信号
を光ファイバ伝送システムで伝送することが注目されて
いる。ＣＡＴＶ信号を光ファイバで伝送する形式で最も
一般的に使われているのは、振幅変調（ＡＭ）痕跡
（Ｖ：Vestigal）ーサイドバンド（ＳＢ）である。これ
は、ＣＡＴＶの電気信号を強度変調して光信号に変える
ものである。実際には、通常、レーザノイズおよび線形
性の要求から、厳しい限界がある。
を光ファイバ伝送システムで伝送することが注目されて
いる。ＣＡＴＶ信号を光ファイバで伝送する形式で最も
一般的に使われているのは、振幅変調（ＡＭ）痕跡
（Ｖ：Vestigal）ーサイドバンド（ＳＢ）である。これ
は、ＣＡＴＶの電気信号を強度変調して光信号に変える
ものである。実際には、通常、レーザノイズおよび線形
性の要求から、厳しい限界がある。
【０００３】連続波（ＣＷ）レーザの外部変調は、非線
形性の主要因の一つである第２調和歪みが生じない光源
を提供する。ＣＷレーザはまた、コンパクトな光スペク
トラムをもち、これによりファイバの色散乱による歪み
が効果的に改善される。
形性の主要因の一つである第２調和歪みが生じない光源
を提供する。ＣＷレーザはまた、コンパクトな光スペク
トラムをもち、これによりファイバの色散乱による歪み
が効果的に改善される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、不幸にして、
ＣＷレーザは、光非線形性、特に誘発されたブリリュア
ン散乱（ＳＢＳ）を助長する。ＳＢＳは、光ファイバ内
を伝送される信号を後ろ向き散乱信号に変換するもので
ある。このＳＢＳの効果により、一つの光ファイバに注
入しうる光パワーの総量が制限される。
ＣＷレーザは、光非線形性、特に誘発されたブリリュア
ン散乱（ＳＢＳ）を助長する。ＳＢＳは、光ファイバ内
を伝送される信号を後ろ向き散乱信号に変換するもので
ある。このＳＢＳの効果により、一つの光ファイバに注
入しうる光パワーの総量が制限される。
【０００５】ＳＢＳは、光ファイバの非線形性であっ
て、光ファイバに注入できる最大パワーの限界を決める
ものとなる。これは、ＳＢＳが、光ファイバ内を伝播す
る信号を発信器に向かう逆方向伝播信号に変換するから
である。通常は、例えばＡＳＫ、ＦＳＫ、ＰＳＫ等の変
調形式による数百メガビットより上のビットレートの光
ファイバに注入される全パワーが１０ｍＷより小さく保
たれれば、ＳＢＳを避けることができる。
て、光ファイバに注入できる最大パワーの限界を決める
ものとなる。これは、ＳＢＳが、光ファイバ内を伝播す
る信号を発信器に向かう逆方向伝播信号に変換するから
である。通常は、例えばＡＳＫ、ＦＳＫ、ＰＳＫ等の変
調形式による数百メガビットより上のビットレートの光
ファイバに注入される全パワーが１０ｍＷより小さく保
たれれば、ＳＢＳを避けることができる。
【０００６】しかし、外部変調をもつ光ＡＭ−ＶＳＢの
ＣＡＴＶシステムにおけるＳＢＳは特に厳しい制限とな
りうる。
ＣＡＴＶシステムにおけるＳＢＳは特に厳しい制限とな
りうる。
【０００７】マルチチャネルＣＡＴＶ信号の、変調率が
数パーセント（例えば約４％）のＣＷレーザの外部変調
は、変調しないレーザとほとんど同じ光スペクトラムを
もつ。そのような光スペクトラムは、ブリリュアン散乱
を誘発し、ＣＷ伝播とほとんど同じＳＢＳしきい値とな
る。それと同時に、通常要求される５５ｄＢのキャリア
・ノイズ比（ＣＮＲ）を得るには、短距離通信の場合で
も、光ファイバに注入される光パワーは数ミリワットで
なければならない。ＳＢＳの結果として、光ファイバに
注入されるパワーが制限されるだけでなく、ＳＢＳノイ
ズが増大することによりＣＮＲの低下をもたらす。
数パーセント（例えば約４％）のＣＷレーザの外部変調
は、変調しないレーザとほとんど同じ光スペクトラムを
もつ。そのような光スペクトラムは、ブリリュアン散乱
を誘発し、ＣＷ伝播とほとんど同じＳＢＳしきい値とな
る。それと同時に、通常要求される５５ｄＢのキャリア
・ノイズ比（ＣＮＲ）を得るには、短距離通信の場合で
も、光ファイバに注入される光パワーは数ミリワットで
なければならない。ＳＢＳの結果として、光ファイバに
注入されるパワーが制限されるだけでなく、ＳＢＳノイ
ズが増大することによりＣＮＲの低下をもたらす。
【０００８】本発明は、ＳＢＳの好ましくないブリリュ
アン散乱の影響を抑制し、これにより、一つの光ファイ
バに注入しうる光信号の合計パワーの密度を増大させる
ことを目的とする。
アン散乱の影響を抑制し、これにより、一つの光ファイ
バに注入しうる光信号の合計パワーの密度を増大させる
ことを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するものであって、情報の信号をもった光ビームを外部
から変調する変調装置において、光ビームの伝播を支持
する導波路およびその導波路に信号を与える互いに実質
的に独立な電極手段をそれぞれに有し、光ビームに応答
する、第１および第２の導波手段と；第１および第２の
導波手段それぞれから得られる変調光ビームを単一の変
調光ビームに結合させる導波出力手段と；情報に応じて
この情報を修正して第１および第２の変調制御信号を発
生する手段と；第１および第２の導波手段それぞれの電
極に与えられたときに光ビームを位相変調する第３の変
調制御信号を発生する手段と；を具備し、第１および第
２の変調制御信号それぞれは、情報の信号の内容表示を
含み、第１および第２の導波手段の電極に第１および第
２の変調信号が与えられたときに既定の相互関係をもっ
て光ビームを振幅変調するものであり、かつ、第１、第
２、第３の変調制御信号を発生する手段は、光ビームの
振幅変調と位相変調を同時に行うものであることを特徴
とする変調装置である。
するものであって、情報の信号をもった光ビームを外部
から変調する変調装置において、光ビームの伝播を支持
する導波路およびその導波路に信号を与える互いに実質
的に独立な電極手段をそれぞれに有し、光ビームに応答
する、第１および第２の導波手段と；第１および第２の
導波手段それぞれから得られる変調光ビームを単一の変
調光ビームに結合させる導波出力手段と；情報に応じて
この情報を修正して第１および第２の変調制御信号を発
生する手段と；第１および第２の導波手段それぞれの電
極に与えられたときに光ビームを位相変調する第３の変
調制御信号を発生する手段と；を具備し、第１および第
２の変調制御信号それぞれは、情報の信号の内容表示を
含み、第１および第２の導波手段の電極に第１および第
２の変調信号が与えられたときに既定の相互関係をもっ
て光ビームを振幅変調するものであり、かつ、第１、第
２、第３の変調制御信号を発生する手段は、光ビームの
振幅変調と位相変調を同時に行うものであることを特徴
とする変調装置である。
【００１０】
【作用】上記構成によれば、単一モード光ファイバ内の
ブリリュアン散乱が抑制され、これによって光ファイバ
に注入しうる光信号の合計パワー密度を増大することが
できる。
ブリリュアン散乱が抑制され、これによって光ファイバ
に注入しうる光信号の合計パワー密度を増大することが
できる。
【００１１】
【実施例】本発明の一実施例では、ブリュアンしきい値
が約５ｄＢ増大する。このため、ブリュアン散乱により
低下するキャリア・ノイズ比（ＣＮＲ）が著しく向上す
る。特に、本発明では、ＣＡＴＶ信号が外部のＬｉＮｂ
Ｏ3マッハツエンダ干渉計型変調器によって振幅変調
（ＡＭ）され、同時にその光場の位相を変調するために
その変調器にはＣＡＴＶ信号の最大周波数の２倍以上の
シニュソイダル信号が与えられる。この位相変調により
ブリリュアン散乱が抑制される。
が約５ｄＢ増大する。このため、ブリュアン散乱により
低下するキャリア・ノイズ比（ＣＮＲ）が著しく向上す
る。特に、本発明では、ＣＡＴＶ信号が外部のＬｉＮｂ
Ｏ3マッハツエンダ干渉計型変調器によって振幅変調
（ＡＭ）され、同時にその光場の位相を変調するために
その変調器にはＣＡＴＶ信号の最大周波数の２倍以上の
シニュソイダル信号が与えられる。この位相変調により
ブリリュアン散乱が抑制される。
【００１２】図１には、本発明による光伝送システムの
実施例を示す。通常のマルチチャネルＣＡＴＶ信号に振
幅変調と位相変調の両方を同時に施すことにより、ＳＢ
Ｓを抑制するものである。
実施例を示す。通常のマルチチャネルＣＡＴＶ信号に振
幅変調と位相変調の両方を同時に施すことにより、ＳＢ
Ｓを抑制するものである。
【００１３】図１のＣＡＴＶ光伝送システムは、発信器
と、受信器と、発信器および受信器に接続される単一モ
ード光ファイバからなる。発信器は、レーザ１０、光フ
ァイバ１３、アイソレータ１４、外部変調器１６、制御
器２４、データ源２２および位相変調信号の信号源２５
からなる。信号伝送媒体は、発信器と受信器２１の間の
長い光ファイバ１９として示されている。
と、受信器と、発信器および受信器に接続される単一モ
ード光ファイバからなる。発信器は、レーザ１０、光フ
ァイバ１３、アイソレータ１４、外部変調器１６、制御
器２４、データ源２２および位相変調信号の信号源２５
からなる。信号伝送媒体は、発信器と受信器２１の間の
長い光ファイバ１９として示されている。
【００１４】図１に示す発信器において、レーザ１０
は、予め定められた発信波長の光信号１２を発生し、連
続波（ＣＷ）モードまたはパルスモードで作動して適当
な信号をレーザの端子１１に出す。長波長システムで
は、レーザ１０は、例えば、ＹＡＧレーザまたは公称
１．５μｍで作動するＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ半導体単
一モードレーザである。レーザからの光ビーム１２は、
レンズ付き光ファイバ１３にはいり、外部変調器に結合
される。
は、予め定められた発信波長の光信号１２を発生し、連
続波（ＣＷ）モードまたはパルスモードで作動して適当
な信号をレーザの端子１１に出す。長波長システムで
は、レーザ１０は、例えば、ＹＡＧレーザまたは公称
１．５μｍで作動するＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ半導体単
一モードレーザである。レーザからの光ビーム１２は、
レンズ付き光ファイバ１３にはいり、外部変調器に結合
される。
【００１５】レンズ付き光ファイバ１３と外部変調器１
６の間に、発信器システムの下流部分からの反射を減ら
すためのインライン要素として、必要により、アイソレ
ータ１４を配設してもよい。
６の間に、発信器システムの下流部分からの反射を減ら
すためのインライン要素として、必要により、アイソレ
ータ１４を配設してもよい。
【００１６】外部変調器１６は、光信号１２を、レーザ
から入力ファイバ１５を経て受信する。外部変調器１６
は、制御器２４により独立に制御できる２つの分離した
導波路をもつ。外部変調器１６の入口で、レーザからの
光信号は導波路Ａ、Ｂに結合される。外部変調器１６の
出口で、各導波路からの変調された光信号は、光ファイ
バ伝播媒体に伝播されるべく単一モード信号として各導
波路と結合される。光信号１２に対する外部変調器１６
による変調は、振幅変調と位相変調とを同時に行うもの
である。
から入力ファイバ１５を経て受信する。外部変調器１６
は、制御器２４により独立に制御できる２つの分離した
導波路をもつ。外部変調器１６の入口で、レーザからの
光信号は導波路Ａ、Ｂに結合される。外部変調器１６の
出口で、各導波路からの変調された光信号は、光ファイ
バ伝播媒体に伝播されるべく単一モード信号として各導
波路と結合される。光信号１２に対する外部変調器１６
による変調は、振幅変調と位相変調とを同時に行うもの
である。
【００１７】制御器２４はデータ源２２から情報信号を
受信する。情報信号は、例えば５２ＭＨｚから４５２Ｍ
Ｈｚの周波数帯域の４０チャネルＡＭ−ＶＳＢ ＣＡＴ
Ｖ信号である。情報信号は必ずしもＡＭ−ＶＳＢ ＣＡ
ＴＶ信号でなくともよく、例えばデジタル信号でもよ
い。制御器２４の入力ポートは信号源２５からのコモン
モード位相変調信号と結合されている。位相変調信号は
データ源２２の周波数の最大値の２倍以上の周波数のシ
ニュソイダル信号である。位相変調信号は制御器２４の
各入力ポート１７、１８に与えられる。
受信する。情報信号は、例えば５２ＭＨｚから４５２Ｍ
Ｈｚの周波数帯域の４０チャネルＡＭ−ＶＳＢ ＣＡＴ
Ｖ信号である。情報信号は必ずしもＡＭ−ＶＳＢ ＣＡ
ＴＶ信号でなくともよく、例えばデジタル信号でもよ
い。制御器２４の入力ポートは信号源２５からのコモン
モード位相変調信号と結合されている。位相変調信号は
データ源２２の周波数の最大値の２倍以上の周波数のシ
ニュソイダル信号である。位相変調信号は制御器２４の
各入力ポート１７、１８に与えられる。
【００１８】制御器２４からの変調信号と信号源２５か
らの位相変調信号は、入力ポート１７、１８を介して、
それぞれ外部変調器１６の導波路Ａ、Ｂの特性を制御す
るべく供給される。その結果、データ源２２からのデー
タは導波路内の伝播波長の光信号の振幅（すなわち強
度、パワー）の形で適当に変調され、同時に、コモンモ
ード位相変調信号は光信号を位相変調する。例えば、制
御器２４からの制御信号と位相変調信号は、各導波路の
相対伝播速度を調整し、これによりデータ信号は振幅変
調と位相変調を同時に受ける。
らの位相変調信号は、入力ポート１７、１８を介して、
それぞれ外部変調器１６の導波路Ａ、Ｂの特性を制御す
るべく供給される。その結果、データ源２２からのデー
タは導波路内の伝播波長の光信号の振幅（すなわち強
度、パワー）の形で適当に変調され、同時に、コモンモ
ード位相変調信号は光信号を位相変調する。例えば、制
御器２４からの制御信号と位相変調信号は、各導波路の
相対伝播速度を調整し、これによりデータ信号は振幅変
調と位相変調を同時に受ける。
【００１９】伝播媒体は、少なくとも一定長さの光ファ
イバ１９を有する。光ファイバ１９は、例えば、最小散
乱が約１．３μｍの標準シリカベースのファイバまたは
最小散乱が約１．５μｍの散乱シフトしたファイバであ
る。伝播媒体は、発信器から光受信器２１への距離を渡
すのに十分な長さのものである。
イバ１９を有する。光ファイバ１９は、例えば、最小散
乱が約１．３μｍの標準シリカベースのファイバまたは
最小散乱が約１．５μｍの散乱シフトしたファイバであ
る。伝播媒体は、発信器から光受信器２１への距離を渡
すのに十分な長さのものである。
【００２０】レーザ１０、レンズ付きファイバ結合器、
アイソレータ１４、ポラライザ、データ源２２、外部変
調器１６、光ファイバ１９、光受信器２１は、いずれも
市販されており当業者に知られたものである。
アイソレータ１４、ポラライザ、データ源２２、外部変
調器１６、光ファイバ１９、光受信器２１は、いずれも
市販されており当業者に知られたものである。
【００２１】実験例では、外部変調器１６として導波路
マッハツエンダ干渉計（図３）を用い、制御器２４とし
ては増幅器（図２）を用いる。図２に示すように、制御
器２４はゲイン調整可能な２つの増幅器２４１、２４３
を有する。これら増幅器２４１、２４３の入力は共通し
てデータ源２２からの情報信号と位相変調信号源２５か
らの特定周波数のコモンモード信号を受ける。各増幅器
２４１、２４３の出力は、デジタルデータのピーク・ピ
ーク振幅で変動することもありうる。増幅器２４１は反
転増幅器として示されている。このような機能は本発明
の実施のためには必須ではなく、したがって増幅器２４
１の出力信号振幅はゼロでもよい。
マッハツエンダ干渉計（図３）を用い、制御器２４とし
ては増幅器（図２）を用いる。図２に示すように、制御
器２４はゲイン調整可能な２つの増幅器２４１、２４３
を有する。これら増幅器２４１、２４３の入力は共通し
てデータ源２２からの情報信号と位相変調信号源２５か
らの特定周波数のコモンモード信号を受ける。各増幅器
２４１、２４３の出力は、デジタルデータのピーク・ピ
ーク振幅で変動することもありうる。増幅器２４１は反
転増幅器として示されている。このような機能は本発明
の実施のためには必須ではなく、したがって増幅器２４
１の出力信号振幅はゼロでもよい。
【００２２】さらに、調整可能な遅延ライン等の位相制
御要素（図示せず）を増幅器２４１、２４３の一方また
は両方の前または後に使用することも考えられる。この
ような位相制御要素によれば、リード１７とリード１８
の変調制御信号の位相を相対的に相違させることができ
る。
御要素（図示せず）を増幅器２４１、２４３の一方また
は両方の前または後に使用することも考えられる。この
ような位相制御要素によれば、リード１７とリード１８
の変調制御信号の位相を相対的に相違させることができ
る。
【００２３】図３に示す外部変調器１６では、ニオブ酸
リチウムのサブストレート１６１上の１ｘ１ Ｙブラン
チマッハツエンダ干渉計構造において、チタンを拡散し
た導波路１６２、１６３、１６４、１７０が設けられて
いる。グラウンド面１６５、１６６、１６７は、駆動電
極１６８、１６９が互いに独立にそれらの導波路を制御
するよう保証するものである。その結果、導波路１６
４、１６３は、それぞれ駆動電極１６８、１６９を介し
て個々にアドレスできる。駆動電極１６８、１６９は、
移動波型またはランプ（塊）要素型である。
リチウムのサブストレート１６１上の１ｘ１ Ｙブラン
チマッハツエンダ干渉計構造において、チタンを拡散し
た導波路１６２、１６３、１６４、１７０が設けられて
いる。グラウンド面１６５、１６６、１６７は、駆動電
極１６８、１６９が互いに独立にそれらの導波路を制御
するよう保証するものである。その結果、導波路１６
４、１６３は、それぞれ駆動電極１６８、１６９を介し
て個々にアドレスできる。駆動電極１６８、１６９は、
移動波型またはランプ（塊）要素型である。
【００２４】リード１７に接続される駆動電極１６８
は、導波路１６４（導波路「Ａ」）の一部にさらされ、
リード１８に接続される駆動電極１６９は、導波路１６
３（導波路「Ｂ」）の一部にさらされる。この干渉計導
波路構造では、導波路１６２内の光信号は、入力Ｙブラ
ンチから同一面内の裸導波路１６３、１６４に送られ、
そこから出力Ｙブランチで単一導波路１７０へ送られ
る。
は、導波路１６４（導波路「Ａ」）の一部にさらされ、
リード１８に接続される駆動電極１６９は、導波路１６
３（導波路「Ｂ」）の一部にさらされる。この干渉計導
波路構造では、導波路１６２内の光信号は、入力Ｙブラ
ンチから同一面内の裸導波路１６３、１６４に送られ、
そこから出力Ｙブランチで単一導波路１７０へ送られ
る。
【００２５】各導波路は、その伝播波長（例えば１．５
μｍ）の単一モード動作の標準的技術を用いて設計され
る。図３に示す外部変調器では、干渉計の２つのアーム
が２５０μｍの距離（その同一面導波路電極間の間隙距
離の約１５倍）をおいて分離されるように、チタンｚカ
ットＬｉＮｂＯ3の拡散により導波路を形成する。電極
は、標準的金属めっき技術（例えば金めっき）により形
成する。酸化ケイ素の緩衝層（図示せず）が、導波路間
および対応する電極間に堆積または成長せられる。緩衝
層及び電極の厚さ、電極の幅、電極間の間隙の大きさの
選択は、高帯域低Ｖπ（ただしＶπはπ位相シフトを得
るために必要な電圧）の変調器の実現のための標準的技
術による。
μｍ）の単一モード動作の標準的技術を用いて設計され
る。図３に示す外部変調器では、干渉計の２つのアーム
が２５０μｍの距離（その同一面導波路電極間の間隙距
離の約１５倍）をおいて分離されるように、チタンｚカ
ットＬｉＮｂＯ3の拡散により導波路を形成する。電極
は、標準的金属めっき技術（例えば金めっき）により形
成する。酸化ケイ素の緩衝層（図示せず）が、導波路間
および対応する電極間に堆積または成長せられる。緩衝
層及び電極の厚さ、電極の幅、電極間の間隙の大きさの
選択は、高帯域低Ｖπ（ただしＶπはπ位相シフトを得
るために必要な電圧）の変調器の実現のための標準的技
術による。
【００２６】この種の機器設計技術は、例えば「Optica
l Fiber Telecommunications II」,PP.421-465（S.Mill
er et al. ed. 1988）および「Technical Digest, Work
shopon Numerical Simulation and Analysis in Guided
-Wave Optics and Optoelectronics」paper SF2 (1988)
に記載されている。電極１６８、１６９の実際の長さ
が約４ｃｍの場合、電極１６８、１６９のインピーダン
スの測定結果は約４３Ωであった。また、中心導体の端
から端までの抵抗測定値は約７．９Ωであった。
l Fiber Telecommunications II」,PP.421-465（S.Mill
er et al. ed. 1988）および「Technical Digest, Work
shopon Numerical Simulation and Analysis in Guided
-Wave Optics and Optoelectronics」paper SF2 (1988)
に記載されている。電極１６８、１６９の実際の長さ
が約４ｃｍの場合、電極１６８、１６９のインピーダン
スの測定結果は約４３Ωであった。また、中心導体の端
から端までの抵抗測定値は約７．９Ωであった。
【００２７】戻り光損失を約ー６０ｄＢ以下に抑えるた
めに、外部変調器１６の導波路の端部は、導波路の長手
方向軸に対して垂直から６°の角度の面になるように研
磨した。ファイバ１５、１９は、接合端面がそれぞれ８
°５２′のフレネル角となるように研磨した。
めに、外部変調器１６の導波路の端部は、導波路の長手
方向軸に対して垂直から６°の角度の面になるように研
磨した。ファイバ１５、１９は、接合端面がそれぞれ８
°５２′のフレネル角となるように研磨した。
【００２８】上述の構成で、例えば周波数帯域５２ＭＨ
ｚから４５３ＭＨｚの４０チャネルＡＭ−ＶＳＢ ＣＡ
ＴＶ信号からなる情報信号が入力ポート１７、１８に与
えられる。ここで、入力ポート１７、１８上の信号は、
図１で＋ＡＭ、−ＡＭと示すように、振幅が等しく位相
は１８０°ずれている。信号源２５からの、シニュソイ
ダル固定周波数コモンモード位相変調信号が入力ポート
１７、１８に与えられる。この信号はブリリュアン散乱
を抑制する位相変調を与える。
ｚから４５３ＭＨｚの４０チャネルＡＭ−ＶＳＢ ＣＡ
ＴＶ信号からなる情報信号が入力ポート１７、１８に与
えられる。ここで、入力ポート１７、１８上の信号は、
図１で＋ＡＭ、−ＡＭと示すように、振幅が等しく位相
は１８０°ずれている。信号源２５からの、シニュソイ
ダル固定周波数コモンモード位相変調信号が入力ポート
１７、１８に与えられる。この信号はブリリュアン散乱
を抑制する位相変調を与える。
【００２９】データ源信号がマルチチャネルのＣＡＴＶ
信号である場合、位相変調信号の周波数はＣＡＴＶ信号
の最大周波数の２倍以上を選ぶべきである。これにより
情報信号との干渉が避けられる。位相変調信号の結果得
られる変調器の２つの分岐での変化は情報を運ぶフィー
ルドの振幅を変えるものではない。
信号である場合、位相変調信号の周波数はＣＡＴＶ信号
の最大周波数の２倍以上を選ぶべきである。これにより
情報信号との干渉が避けられる。位相変調信号の結果得
られる変調器の２つの分岐での変化は情報を運ぶフィー
ルドの振幅を変えるものではない。
【００３０】ＡＭーＶＳＢ ＣＡＴＶ信号用の４０チャ
ネルには５２ＭＨｚから４５３ＭＨｚ周波数帯域が割り
当てられている。したがってこの場合、位相変調信号と
して例えば周波数９９０ＭＨｚのコモンモード信号を使
用できる。
ネルには５２ＭＨｚから４５３ＭＨｚ周波数帯域が割り
当てられている。したがってこの場合、位相変調信号と
して例えば周波数９９０ＭＨｚのコモンモード信号を使
用できる。
【００３１】ファイバに注入されるパワーがブリリュア
ンしきい値を越えると、光ＡＭーＶＳＢ ＣＡＴＶシス
テムのブリリュアン散乱により生じる余分なノイズが極
端に大きくなることが測定された。このノイズはファイ
バ内の変調ＡＭーＶＳＢ ＣＡＴＶ信号に伴って生じ、
キャリア・ノイズ比（ＣＮＲ）を１０ｄＢ以上低下させ
る。測定されたノイズパワーＮsbsは、散乱パワーＰ
scattに比例し、 Ｎsbs＝ξＰscatt である。ここに、ξは測定値から求める定数である。
ンしきい値を越えると、光ＡＭーＶＳＢ ＣＡＴＶシス
テムのブリリュアン散乱により生じる余分なノイズが極
端に大きくなることが測定された。このノイズはファイ
バ内の変調ＡＭーＶＳＢ ＣＡＴＶ信号に伴って生じ、
キャリア・ノイズ比（ＣＮＲ）を１０ｄＢ以上低下させ
る。測定されたノイズパワーＮsbsは、散乱パワーＰ
scattに比例し、 Ｎsbs＝ξＰscatt である。ここに、ξは測定値から求める定数である。
【００３２】光受信器における合計ノイズパワーＮtot
は、 Ｎtot＝Ｎth＋Ｎshot＋Ｎsbs で与えられる。ここに、Ｎthは受信器からの熱的ノイ
ズ、Ｎshotは量子ショットノイズである。
は、 Ｎtot＝Ｎth＋Ｎshot＋Ｎsbs で与えられる。ここに、Ｎthは受信器からの熱的ノイ
ズ、Ｎshotは量子ショットノイズである。
【００３３】通常のマルチチャネルＣＡＴＶシステムで
は、合計ノイズパワーは、ほぼショットノイズに支配さ
れる。ファイバに注入されるパワーがブリュアンしきい
値に近い場合、余分ノイズＮsbsはショットノイズＮ
shotとほぼ同程度の大きさであるから、ＳＢＳしきい値
の増大はこの余分ノイズの低下をもたらす。
は、合計ノイズパワーは、ほぼショットノイズに支配さ
れる。ファイバに注入されるパワーがブリュアンしきい
値に近い場合、余分ノイズＮsbsはショットノイズＮ
shotとほぼ同程度の大きさであるから、ＳＢＳしきい値
の増大はこの余分ノイズの低下をもたらす。
【００３４】本発明では位相変調によりブリリュアン散
乱が抑制される。この位相変調信号によって光スペクト
ラムは、一つの光メインキャリアから位相変調信号によ
り隔てられた３つの異なる光キャリアに変化する。ブリ
リュアンしきい値は、これら３つの同振幅（同パワー）
のスペクトラル線のうちの１つが、位相変調がない場合
に比べて３倍（約５ｄＢ）となるように決めた。
乱が抑制される。この位相変調信号によって光スペクト
ラムは、一つの光メインキャリアから位相変調信号によ
り隔てられた３つの異なる光キャリアに変化する。ブリ
リュアンしきい値は、これら３つの同振幅（同パワー）
のスペクトラル線のうちの１つが、位相変調がない場合
に比べて３倍（約５ｄＢ）となるように決めた。
【００３５】図４は、単一チャネルの周波数６７．２５
ＭＨｚの場合について、光ファイバに注入されるパワー
に対する合計ノイズパワーをプロットしたものである。
光ファイバは、長さ１３ｋｍのＡＴ＆Ｔ散乱シフトファ
イバである。この図によれば、位相変調を施すことによ
り（黒塗り三角形）ノイズパワーはほぼ直線的となり、
基本的にショットノイズであることがわかる。
ＭＨｚの場合について、光ファイバに注入されるパワー
に対する合計ノイズパワーをプロットしたものである。
光ファイバは、長さ１３ｋｍのＡＴ＆Ｔ散乱シフトファ
イバである。この図によれば、位相変調を施すことによ
り（黒塗り三角形）ノイズパワーはほぼ直線的となり、
基本的にショットノイズであることがわかる。
【００３６】図５は、長さ１３ｋｍのＡＴ＆Ｔ散乱シフ
ト光ファイバについて、ファイバに注入されるパワーに
対するブリュアン散乱パワーをプロットしたものであ
る。図６は、長さ１３ｋｍのＡＴ＆Ｔ散乱シフト光ファ
イバについて、チャネル周波数６７．２５ＭＨｚの場合
のファイバに注入されるパワーに対するキャリア・ノイ
ズ比（ＣＮＲ）をプロットしたものである。
ト光ファイバについて、ファイバに注入されるパワーに
対するブリュアン散乱パワーをプロットしたものであ
る。図６は、長さ１３ｋｍのＡＴ＆Ｔ散乱シフト光ファ
イバについて、チャネル周波数６７．２５ＭＨｚの場合
のファイバに注入されるパワーに対するキャリア・ノイ
ズ比（ＣＮＲ）をプロットしたものである。
【００３７】図４、図５より、余分なノイズパワーはブ
リュアン散乱パワーに比例することがわかる。図６に示
すように、ノイズパワーの増大により、キャリア・ノイ
ズ比は低下する。
リュアン散乱パワーに比例することがわかる。図６に示
すように、ノイズパワーの増大により、キャリア・ノイ
ズ比は低下する。
【００３８】このように、外部変調器でＣＡＴＶ信号が
振幅変調され、それと同時に、ＣＡＴＶ信号の最大周波
数の２倍以上の周波数のシニュソイダル信号によってＣ
ＡＴＶ信号が位相変調される。これにより、ＡＭ−ＶＳ
Ｂ ＣＡＴＶ光伝 システムにおけるブリュアン散乱が
抑制される。
振幅変調され、それと同時に、ＣＡＴＶ信号の最大周波
数の２倍以上の周波数のシニュソイダル信号によってＣ
ＡＴＶ信号が位相変調される。これにより、ＡＭ−ＶＳ
Ｂ ＣＡＴＶ光伝 システムにおけるブリュアン散乱が
抑制される。
【００３９】
【発明の効果】上述のとおり、本発明によれば、単一モ
ード光ファイバ内のブリュアン散乱が抑制され、これに
よって光ファイバに注入しうる光信号の合計パワー密度
を増大することができる。尚、特許請求の範囲に記載し
た参照番号は、発明の容易なる理解の為のもので、その
権利解釈に影響を与えるものではないと理解されたい。
ード光ファイバ内のブリュアン散乱が抑制され、これに
よって光ファイバに注入しうる光信号の合計パワー密度
を増大することができる。尚、特許請求の範囲に記載し
た参照番号は、発明の容易なる理解の為のもので、その
権利解釈に影響を与えるものではないと理解されたい。
【図１】本発明に係る光伝送システムの実施例の概略構
成図。
成図。
【図２】図１に示された制御器の一実施例の模式図。
【図３】図１に示された外部変調器の一実施例の斜視
図。
図。
【図４】６７．２５ＭＨｚに散乱シフトした光ファイバ
内のファイバ注入パワーに対する合計ノイズパワーを示
すグラフ。
内のファイバ注入パワーに対する合計ノイズパワーを示
すグラフ。
【図５】散乱シフトした光ファイバ内のファイバ注入パ
ワーに対するブリュアン散乱パワーを示すグラフ。
ワーに対するブリュアン散乱パワーを示すグラフ。
【図６】散乱シフトした光ファイバ内の６７．２５ＭＨ
ｚ信号のファイバ注入パワーに対するＣＮＲを示すグラ
フ。
ｚ信号のファイバ注入パワーに対するＣＮＲを示すグラ
フ。
１０ レーザ １１ 端子 １２ 光ビーム（光信号） １３ レンズ付き光ファイバ １４ アイソレータ １５、１９ 光ファイバ １６ 外部変調器 １７、１８ 入力ポート（リード） ２１ 受信器 ２２ データ源 ２４ 制御器 ２５ 信号源 ２４１、２４３ 増幅器 １６２、１６３、１６４、１７０ 導波路 １６５、１６６、１６７ グラウンド面 １６８、１６９ 駆動電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/06 (72)発明者 シャオピン マオ アメリカ合衆国 16801 ペンシルヴェニ ア、ステートカレッジ、ユニヴァーシティ ー ドライヴ 1385 (72)発明者 ロバート ダブリュ．タック アメリカ合衆国 07739 ニュージャージ ー リトルシルヴァー、ウエストウッド ロード 27
Claims (11)
- 【請求項１】 情報の信号をもった光ビームを外部から
変調する変調装置において、 光ビームの伝播を支持する導波路およびその導波路に信
号を与える互いに実質的に独立な電極手段（１７、１
８）をそれぞれに有し、光ビーム（１２）に応答する、
第１および第２の導波手段（１６４，１６３）と；前記
第１および第２の導波手段それぞれから得られる変調光
ビームを単一の変調光ビームに結合させる導波出力手段
（１７０）と；前記情報に応じてこの情報を修正して第
１および第２の変調制御信号を発生する手段（２４）
と；前記第１および第２の導波手段それぞれの電極に与
えられたときに光ビームを位相変調する第３の変調制御
信号を発生する手段（２５）と；を具備し、 前記第１および第２の変調制御信号それぞれは、前記情
報の信号の内容表示を含み、前記第１および第２の導波
手段の電極に第１および第２の変調信号が与えられたと
きに既定の相互関係をもって光ビームを振幅変調するも
のであり、 かつ、前記第１、第２、第３の変調制御信号を発生する
手段は、光ビームの振幅変調と位相変調を同時に行うも
のであることを特徴とする変調装置。 - 【請求項２】 前記第１、第２の変調制御信号は、振幅
が等しく位相が１８０度ずれていることを特徴とする請
求項１に記載の変調装置。 - 【請求項３】 前記第２の変調制御信号は、振幅がゼロ
であることを特徴とする請求項１に記載の変調装置。 - 【請求項４】 前記第１の導波手段に与えられた第３の
変調制御信号は、前記第２の導波手段に与えられた第３
の変調制御信号と同位相であることを特徴とする請求項
２に記載の変調装置。 - 【請求項５】 前記光ビームを位相変調する第３の変調
制御信号の周波数は、前記情報の信号の最大周波数の２
倍以上であることを特徴とする請求項４に記載の変調装
置。 - 【請求項６】 前記第３の変調制御信号は、光キャリヤ
を抑制するように調整された振幅をもった広帯域ノイズ
を有することを特徴とする請求項４に記載の変調装置。 - 【請求項７】 前記第３の変調制御信号は、少なくとも
２つの分離したシニュソイダル周波数をもち、それによ
り、誘発されたブリリュアン散乱のしきい値がさらに増
大するものであることを特徴とする請求項４に記載の変
調装置。 - 【請求項８】 前記情報の信号は、５２ＭＨｚから４５
３ＭＨｚの周波数帯域にはいるマルチチャネル振幅変調
痕跡サイドバンドケーブルテレビ信号であることを特徴
とする請求項５に記載の変調装置。 - 【請求項９】 前記情報の信号は、デジタル信号である
ことを特徴とする請求項５に記載の変調装置。 - 【請求項１０】 前記第３の変調制御信号の周波数が、
９０５ＭＨｚ以上であることを特徴とする請求項８に記
載の変調装置。 - 【請求項１１】 前記第３の変調制御信号の周波数が、
９９０ＭＨｚ以上であることを特徴とする請求項１０に
記載の変調装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US92469092A | 1992-07-31 | 1992-07-31 | |
| US924690 | 1992-07-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06209293A true JPH06209293A (ja) | 1994-07-26 |
Family
ID=25450560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5198777A Pending JPH06209293A (ja) | 1992-07-31 | 1993-07-19 | 光伝送システムにおける変調装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5420868A (ja) |
| EP (1) | EP0581525A1 (ja) |
| JP (1) | JPH06209293A (ja) |
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