JPH06265832A - 可同調光フィルタ装置 - Google Patents
可同調光フィルタ装置Info
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- JPH06265832A JPH06265832A JP5203793A JP5203793A JPH06265832A JP H06265832 A JPH06265832 A JP H06265832A JP 5203793 A JP5203793 A JP 5203793A JP 5203793 A JP5203793 A JP 5203793A JP H06265832 A JPH06265832 A JP H06265832A
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- 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
- G02F1/0121—Operation of devices; Circuit arrangements, not otherwise provided for in this subclass
- G02F1/0123—Circuits for the control or stabilisation of the bias voltage, e.g. automatic bias control [ABC] feedback loops
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Abstract
(57)【要約】
【目的】簡単で安価な構成により、安定かつ高効率に周
波数変調信号光を強度変調信号光に変換することができ
る可同調光フィルタ装置を提供すること。 【構成】入力の周波数変調信号光１を透過中心波長が可
変の波長透過特性を有する光フィルタ素子２により強度
変調信号光３に変換し、この強度変調信号光３を光検波
器４および増幅器５を介して電気信号６に変換すると共
に、増幅器５の出力から検波器８によって強度変調信号
光３の強度振幅を検出し、この検波器８からの強度振幅
信号９をＣＰＵ１０に入力して、周波数変調−強度変調
変換効率が最大となるように回転角度検出機構１１およ
び温度調整器１２により光フィルタ素子２の波長透過特
性を制御する。
波数変調信号光を強度変調信号光に変換することができ
る可同調光フィルタ装置を提供すること。 【構成】入力の周波数変調信号光１を透過中心波長が可
変の波長透過特性を有する光フィルタ素子２により強度
変調信号光３に変換し、この強度変調信号光３を光検波
器４および増幅器５を介して電気信号６に変換すると共
に、増幅器５の出力から検波器８によって強度変調信号
光３の強度振幅を検出し、この検波器８からの強度振幅
信号９をＣＰＵ１０に入力して、周波数変調−強度変調
変換効率が最大となるように回転角度検出機構１１およ
び温度調整器１２により光フィルタ素子２の波長透過特
性を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、可同調光フィルタ装置
に係り、特に周波数変調信号光を強度変調信号光に変換
して出力する可同調光フィルタ装置に関する。
に係り、特に周波数変調信号光を強度変調信号光に変換
して出力する可同調光フィルタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】可同調光フィルタは波長選択性を持ち、
かつその透過中心波長が可変の波長透過特性を有する光
フィルタであり、周波数多重された信号光のような複数
の波長成分を含む信号光から所望の波長の信号光を抽出
するデバイスとして有効なものである。可同調光フィル
タは、特性的には温度および波長選択動作の両面で安定
であることが要求され、例えばファブリペロ共振器ある
いは誘電体多層膜フィルタを用いたものが知られてい
る。
かつその透過中心波長が可変の波長透過特性を有する光
フィルタであり、周波数多重された信号光のような複数
の波長成分を含む信号光から所望の波長の信号光を抽出
するデバイスとして有効なものである。可同調光フィル
タは、特性的には温度および波長選択動作の両面で安定
であることが要求され、例えばファブリペロ共振器ある
いは誘電体多層膜フィルタを用いたものが知られてい
る。
【０００３】図７は従来の可同調光フィルタの一例を示
したもので、波長選択性を持ち波長透過特性が単一のピ
ークを有する光フィルタ素子１０２を回転ステージ１０
４上に載せ、回転ステージ１０４を回転させて光フィル
タ素子１０２の回転角度、換言すれば光フィルタ素子１
０２への入力信号光１０１の入射角度を調整することで
波長透過特性の透過中心波長を可変して波長選択を行
い、所望の出力信号光４を得るように構成されている。
したもので、波長選択性を持ち波長透過特性が単一のピ
ークを有する光フィルタ素子１０２を回転ステージ１０
４上に載せ、回転ステージ１０４を回転させて光フィル
タ素子１０２の回転角度、換言すれば光フィルタ素子１
０２への入力信号光１０１の入射角度を調整することで
波長透過特性の透過中心波長を可変して波長選択を行
い、所望の出力信号光４を得るように構成されている。
【０００４】しかし、この構成では環境温度の変化によ
る回転ステージ２その他の回転機構部品の熱収縮によっ
て、フィルタ素子１に対する入力信号光３の入射角度が
変化するため、波長透過特性が不安定になるという問題
がある。
る回転ステージ２その他の回転機構部品の熱収縮によっ
て、フィルタ素子１に対する入力信号光３の入射角度が
変化するため、波長透過特性が不安定になるという問題
がある。
【０００５】また、入力信号光が周波数変調信号光であ
る場合、光フィルタ素子１０２の波長透過特性の勾配
（波長に対する透過率変化の勾配）が急峻な波長領域に
周波数変調信号光の中心波長を合わせることにより、出
力信号光として強度変調信号光を得ることができる。す
なわち、周波数変調信号光を強度変調信号光に変換する
ことができる。従って、この強度変調信号光を光検出器
で電気信号に変換することにより、周波数変調信号光を
変調しているデータ信号を復号再生することが可能とな
る。
る場合、光フィルタ素子１０２の波長透過特性の勾配
（波長に対する透過率変化の勾配）が急峻な波長領域に
周波数変調信号光の中心波長を合わせることにより、出
力信号光として強度変調信号光を得ることができる。す
なわち、周波数変調信号光を強度変調信号光に変換する
ことができる。従って、この強度変調信号光を光検出器
で電気信号に変換することにより、周波数変調信号光を
変調しているデータ信号を復号再生することが可能とな
る。
【０００６】ところが、このような波長透過特性の傾斜
が急峻な波長領域では、波長透過特性が入力信号光の入
射角度や温度等のパラメータに極めて敏感であるため、
安定かつ高効率の周波数変調−強度変調変換機能を実現
するには、透過中心波長を可変にするための回転機構の
精度および動作安定性を高め、かつ光フィルタ素子の温
度を厳密に管理しなければならない。しかし、温度管理
に関しては比較的容易であるが、回転機構などの機構系
を高精度かつ高安定に構成しようとすると、製造が難し
くなり、かつ高価となってしまう。
が急峻な波長領域では、波長透過特性が入力信号光の入
射角度や温度等のパラメータに極めて敏感であるため、
安定かつ高効率の周波数変調−強度変調変換機能を実現
するには、透過中心波長を可変にするための回転機構の
精度および動作安定性を高め、かつ光フィルタ素子の温
度を厳密に管理しなければならない。しかし、温度管理
に関しては比較的容易であるが、回転機構などの機構系
を高精度かつ高安定に構成しようとすると、製造が難し
くなり、かつ高価となってしまう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の可同調光フィルタでは環境温度の変化や経時変化など
により波長透過特性が変動するため、周波数変調信号光
から強度変調信号光への変換を安定かつ効率よく行うた
めには、透過中心波長を可変にするための機構系の精度
や安定性を高めなければならないという困難があった。
の可同調光フィルタでは環境温度の変化や経時変化など
により波長透過特性が変動するため、周波数変調信号光
から強度変調信号光への変換を安定かつ効率よく行うた
めには、透過中心波長を可変にするための機構系の精度
や安定性を高めなければならないという困難があった。
【０００８】本発明は、このような従来の問題点を解決
し、簡単で安価な構成により、安定かつ高効率に周波数
変調信号光を強度変調信号光に変換することができる可
同調光フィルタ装置を提供することを目的とする。
し、簡単で安価な構成により、安定かつ高効率に周波数
変調信号光を強度変調信号光に変換することができる可
同調光フィルタ装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は透過中心波長が可変の波長透過特性を有
し、入力される周波数変調信号光を強度変調信号光に変
換して出力する光フィルタ素子と、この光フィルタ素子
から出力される強度変調信号光の強度振幅および平均強
度の少なくとも一つの情報を用いて、周波数変調信号光
から強度変調信号光への変換効率が最大となるように光
フィルタ素子の波長透過特性を制御する制御手段とを備
えたことを特徴とする。ここで、光フィルタ素子の波長
透過特性を制御するを制御手段は、より具体的には、例
えば次のように構成される。 (a) 光フィルタ素子から出力される強度変調信号光の強
度振幅を検出し、この強度振幅が最大となるように光フ
ィルタ素子の波長透過特性を制御する。
め、本発明は透過中心波長が可変の波長透過特性を有
し、入力される周波数変調信号光を強度変調信号光に変
換して出力する光フィルタ素子と、この光フィルタ素子
から出力される強度変調信号光の強度振幅および平均強
度の少なくとも一つの情報を用いて、周波数変調信号光
から強度変調信号光への変換効率が最大となるように光
フィルタ素子の波長透過特性を制御する制御手段とを備
えたことを特徴とする。ここで、光フィルタ素子の波長
透過特性を制御するを制御手段は、より具体的には、例
えば次のように構成される。 (a) 光フィルタ素子から出力される強度変調信号光の強
度振幅を検出し、この強度振幅が最大となるように光フ
ィルタ素子の波長透過特性を制御する。
【００１０】(b) 光フィルタ素子から出力される強度変
調信号光の強度振幅と平均強度との比を検出し、この比
がある所定値となるように光フィルタ素子の波長透過特
性を制御する。
調信号光の強度振幅と平均強度との比を検出し、この比
がある所定値となるように光フィルタ素子の波長透過特
性を制御する。
【００１１】(c) 光フィルタ素子から出力される強度変
調信号光の平均強度を検出し、この平均強度が光フィル
タ素子に所定の温度変化を与えたときの平均強度の最大
値のほぼ１／２となるように光フィルタ素子の動作点を
固定して波長透過特性を制御する。
調信号光の平均強度を検出し、この平均強度が光フィル
タ素子に所定の温度変化を与えたときの平均強度の最大
値のほぼ１／２となるように光フィルタ素子の動作点を
固定して波長透過特性を制御する。
【００１２】(d) 光フィルタ素子から出力される強度変
調信号光が単極である場合、光フィルタ素子の回転角を
ごくわずか変えたときの強度変調信号光の平均強度が最
大値となるように光フィルタ素子の動作点を設定して波
長透過特性を制御する。
調信号光が単極である場合、光フィルタ素子の回転角を
ごくわずか変えたときの強度変調信号光の平均強度が最
大値となるように光フィルタ素子の動作点を設定して波
長透過特性を制御する。
【００１３】さらに、光フィルタ素子の波長透過特性を
制御するための作用量としては、例えば光フィルタ素子
の温度および入力信号光に対する回転角度を用いること
ができる。
制御するための作用量としては、例えば光フィルタ素子
の温度および入力信号光に対する回転角度を用いること
ができる。
【００１４】
【作用】このように本発明では、透過中心波長が可変の
光フィルタ素子から出力される強度変調信号光の強度振
幅や平均強度を検出し、これらの情報を用いて該光フィ
ルタ素子の波長透過特性を制御することにより、フィル
タ素子の透過中心周波数を可変にするための機構系に高
い精度および安定性を要求されることなく、光フィルタ
素子での周波数変調信号光から強度変調信号光への変換
効率を高くすることができる。
光フィルタ素子から出力される強度変調信号光の強度振
幅や平均強度を検出し、これらの情報を用いて該光フィ
ルタ素子の波長透過特性を制御することにより、フィル
タ素子の透過中心周波数を可変にするための機構系に高
い精度および安定性を要求されることなく、光フィルタ
素子での周波数変調信号光から強度変調信号光への変換
効率を高くすることができる。
【００１５】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。
る。
【００１６】（第１の実施例）図１に、本発明の第１の
実施例による可同調光フィルタ装置の構成を示す。図１
において、入力の周波数変調信号光１は光フィルタ素子
２に入射し、強度変調信号光３に変換される。この強度
変調信号光３は光検出器４により電気信号に変換された
後、増幅器５で増幅され、出力信号６として次段のデー
タ復号回路へ送出される。
実施例による可同調光フィルタ装置の構成を示す。図１
において、入力の周波数変調信号光１は光フィルタ素子
２に入射し、強度変調信号光３に変換される。この強度
変調信号光３は光検出器４により電気信号に変換された
後、増幅器５で増幅され、出力信号６として次段のデー
タ復号回路へ送出される。
【００１７】増幅器５の出力信号６は直流カット用コン
デンサ７を介して検波器８にも入力され、この検波器８
により強度変調信号光３の強度振幅が求められる。検波
器８から出力される強度振幅信号９は、ＣＰＵ１０に入
力される。ＣＰＵ１０は、強度振幅信号９に基づいて回
転角度調整機構１１と温度調整器１２を制御することに
より、光フィルタ素子２における周波数変調信号光１か
ら強度変調信号光３への変換効率（以下、周波数変調−
強度変調変換効率という）が最大となるように、換言す
れば強度変調信号光３の振幅強度が最大となるように、
光フィルタ素子２の波長透過特性を制御する。
デンサ７を介して検波器８にも入力され、この検波器８
により強度変調信号光３の強度振幅が求められる。検波
器８から出力される強度振幅信号９は、ＣＰＵ１０に入
力される。ＣＰＵ１０は、強度振幅信号９に基づいて回
転角度調整機構１１と温度調整器１２を制御することに
より、光フィルタ素子２における周波数変調信号光１か
ら強度変調信号光３への変換効率（以下、周波数変調−
強度変調変換効率という）が最大となるように、換言す
れば強度変調信号光３の振幅強度が最大となるように、
光フィルタ素子２の波長透過特性を制御する。
【００１８】ＣＰＵ１０には、各波長の入力周波数変調
信号光１に対応する光フィルタ素子２の回転角度情報が
記憶されている。光フィルタ素子２の回転角度は、図２
に示す光フィルタ素子２の波長透過特性の傾斜、すなわ
ち波長に対する透過率変化の傾斜が急峻な波長領域に設
定できるものとする。
信号光１に対応する光フィルタ素子２の回転角度情報が
記憶されている。光フィルタ素子２の回転角度は、図２
に示す光フィルタ素子２の波長透過特性の傾斜、すなわ
ち波長に対する透過率変化の傾斜が急峻な波長領域に設
定できるものとする。
【００１９】光フィルタ素子２は、単一のピークを有す
る狭帯域の可同調フィルタであり、例えばファブリペロ
共振器を用いて構成される。ファブリペロ共振器の共振
波長（透過中心波長）の温度特性は、温度をＴとして次
式(1) で与えられる。 ｄλ／ｄＴ＝λ｛（α＋１／ｎ）ｄｎ／ｄｔ｝ (1)
る狭帯域の可同調フィルタであり、例えばファブリペロ
共振器を用いて構成される。ファブリペロ共振器の共振
波長（透過中心波長）の温度特性は、温度をＴとして次
式(1) で与えられる。 ｄλ／ｄＴ＝λ｛（α＋１／ｎ）ｄｎ／ｄｔ｝ (1)
【００２０】但し、ｎはファブリペロ共振器媒質の屈折
率、αは共振器の熱膨脹率、λは入射光の波長である。
ファブリペロ共振器媒質が石英の場合を例にとると、式
(1)とｎ＝1.44，λ＝1.55μｍ，α＝0.55×１０-6 deg
-1により、共振器の温度依存性は0.01nm／deg と見積も
られる。一方、共振波長の入射角度依存性は入射角度を
φとして、次式(2) で与えられる。 ｄλ＝−λ tanφｄφ (2) これより、１mrad程度の角度偏移で0.05nm（λ＝1.55μ
ｍ）程度ファブリペロ共振器の共振波長がずれる。
率、αは共振器の熱膨脹率、λは入射光の波長である。
ファブリペロ共振器媒質が石英の場合を例にとると、式
(1)とｎ＝1.44，λ＝1.55μｍ，α＝0.55×１０-6 deg
-1により、共振器の温度依存性は0.01nm／deg と見積も
られる。一方、共振波長の入射角度依存性は入射角度を
φとして、次式(2) で与えられる。 ｄλ＝−λ tanφｄφ (2) これより、１mrad程度の角度偏移で0.05nm（λ＝1.55μ
ｍ）程度ファブリペロ共振器の共振波長がずれる。
【００２１】従って、光フィルタ素子２の動作安定化に
は、環境温度と光フィルタ素子２を図７に示したような
ターンテーブル等を用いて回転させるための機構系（回
転角度調整機構１１）が十分に安定でなければならな
い。温度特性に関しては光フィルタ素子２に温度調整器
１２を付加して安定化を図ればよいが、回転機構系につ
いては前述のように高精度化することは製造を困難にす
るとともに、装置の高価格化を伴う問題がある。
は、環境温度と光フィルタ素子２を図７に示したような
ターンテーブル等を用いて回転させるための機構系（回
転角度調整機構１１）が十分に安定でなければならな
い。温度特性に関しては光フィルタ素子２に温度調整器
１２を付加して安定化を図ればよいが、回転機構系につ
いては前述のように高精度化することは製造を困難にす
るとともに、装置の高価格化を伴う問題がある。
【００２２】そこで、本実施例においては回転機構系で
ある回転角度調整機構１１の不確定性による光フィルタ
素子２の波長透過特性の変化を補償するために、温度調
整器１２をＣＰＵ１０で制御して、回転機構系による共
振波長偏移分を光フィルタ素子２の温度微調整による共
振波長偏移によって補正している。
ある回転角度調整機構１１の不確定性による光フィルタ
素子２の波長透過特性の変化を補償するために、温度調
整器１２をＣＰＵ１０で制御して、回転機構系による共
振波長偏移分を光フィルタ素子２の温度微調整による共
振波長偏移によって補正している。
【００２３】そして、本実施例ではこれら回転角度調整
機構１１および温度調整機構１２をＣＰＵ１０によって
強度振幅信号９に基づいて制御することにより、光フィ
ルタ素子２から出力される強度変調信号光３の振幅強度
が最大となるように、すなわち周波数変調−強度変調変
換効率が最大となるように光フィルタ素子２の波長透過
特性を制御している。この波長特性の制御動作を図２を
用いてさらに詳しく説明する。
機構１１および温度調整機構１２をＣＰＵ１０によって
強度振幅信号９に基づいて制御することにより、光フィ
ルタ素子２から出力される強度変調信号光３の振幅強度
が最大となるように、すなわち周波数変調−強度変調変
換効率が最大となるように光フィルタ素子２の波長透過
特性を制御している。この波長特性の制御動作を図２を
用いてさらに詳しく説明する。
【００２４】図２は、光フィルタ素子２の波長透過特性
と入力変調信号光１および出力強度変調信号光３の一例
を示している。この図２に示されるように、光フィルタ
素子２において最大の周波数変調−強度変調変換効率が
得られることは、光フィルタ素子２から出力される強度
変調信号光３の強度振幅Ａが最大となることに相当す
る。そこで、図１の構成において強度振幅信号９が最大
となるように、回転角度調整機構１１および温度調整器
１２をＣＰＵ１０により制御する。
と入力変調信号光１および出力強度変調信号光３の一例
を示している。この図２に示されるように、光フィルタ
素子２において最大の周波数変調−強度変調変換効率が
得られることは、光フィルタ素子２から出力される強度
変調信号光３の強度振幅Ａが最大となることに相当す
る。そこで、図１の構成において強度振幅信号９が最大
となるように、回転角度調整機構１１および温度調整器
１２をＣＰＵ１０により制御する。
【００２５】この場合、ＣＰＵ１０では強度振幅信号９
の最大値と、回転角度調整機構１１および温度調整器１
２に対して制御すべき方向を知る必要がある。このため
には例えば、回転角度調整機構１１によって光フィルタ
素子２を構成するファブリペロ共振器の入射光（入力周
波数変調信号光１）の入射角度を常に微小量だけ変動さ
せればよい。
の最大値と、回転角度調整機構１１および温度調整器１
２に対して制御すべき方向を知る必要がある。このため
には例えば、回転角度調整機構１１によって光フィルタ
素子２を構成するファブリペロ共振器の入射光（入力周
波数変調信号光１）の入射角度を常に微小量だけ変動さ
せればよい。
【００２６】このように光フィルタ素子２への入力周波
数変調信号光１の入射角度を微小量変動させると、その
変動に伴い強度振幅信号９の値が変動するので、ＣＰＵ
１０は強度振幅信号９の最大値を捉えることができ、ま
た出力強度変調信号光３の振幅強度を最大とするために
は回転角度調整機構１１と温度調整器１２をどの方向に
制御すればよいかを知ることができるので、所要の制御
動作が可能となる。
数変調信号光１の入射角度を微小量変動させると、その
変動に伴い強度振幅信号９の値が変動するので、ＣＰＵ
１０は強度振幅信号９の最大値を捉えることができ、ま
た出力強度変調信号光３の振幅強度を最大とするために
は回転角度調整機構１１と温度調整器１２をどの方向に
制御すればよいかを知ることができるので、所要の制御
動作が可能となる。
【００２７】（第２の実施例）図３に、本発明の第２の
実施例による可同調光フィルタ装置の構成を示す。本実
施例では、図１の構成に加えて低域通過フィルタ２１と
割算器２３が追加されてている。
実施例による可同調光フィルタ装置の構成を示す。本実
施例では、図１の構成に加えて低域通過フィルタ２１と
割算器２３が追加されてている。
【００２８】低域通過フィルタ２１は、増幅器５の出力
を入力して図２における強度変調信号光３の平均強度Ｂ
を検出し、平均強度信号２２を出力する。この平均強度
信号２２は割算器２３に入力され、この割算器２３で検
波器８から出力される強度振幅信号９と平均強度信号２
２との比が求められ比信号２４が出力される。ＣＰＵ１
０は、割算器２３から出力される比信号２４を受け、強
度変調信号光３の強度振幅Ａと平均強度Ｂとの比Ａ／Ｂ
が所定値となるように回転角度調整機構１１および温度
調整器１２を制御することで、光フィルタ素子２の波長
透過特性を制御する。
を入力して図２における強度変調信号光３の平均強度Ｂ
を検出し、平均強度信号２２を出力する。この平均強度
信号２２は割算器２３に入力され、この割算器２３で検
波器８から出力される強度振幅信号９と平均強度信号２
２との比が求められ比信号２４が出力される。ＣＰＵ１
０は、割算器２３から出力される比信号２４を受け、強
度変調信号光３の強度振幅Ａと平均強度Ｂとの比Ａ／Ｂ
が所定値となるように回転角度調整機構１１および温度
調整器１２を制御することで、光フィルタ素子２の波長
透過特性を制御する。
【００２９】光フィルタ素子２から出力される出力強度
変調信号光３の強度振幅は、光フィルタ素子２の周波数
変調−強度変調変換効率が低い波長領域、つまり図２に
示す光フィルタ素子２の波長透過特性における傾斜が緩
やかな波長領域においても、光フィルタ素子２に入射す
る入力周波数変調信号光１の強度が大きければ、それに
応じて大きくなる。従って、単純に出力強度変調信号光
３の強度振幅が大きくなるように光フィルタ素子２の波
長透過特性を制御しても、最大の周波数変調−強度変調
変換効率が得られる保証はない。
変調信号光３の強度振幅は、光フィルタ素子２の周波数
変調−強度変調変換効率が低い波長領域、つまり図２に
示す光フィルタ素子２の波長透過特性における傾斜が緩
やかな波長領域においても、光フィルタ素子２に入射す
る入力周波数変調信号光１の強度が大きければ、それに
応じて大きくなる。従って、単純に出力強度変調信号光
３の強度振幅が大きくなるように光フィルタ素子２の波
長透過特性を制御しても、最大の周波数変調−強度変調
変換効率が得られる保証はない。
【００３０】しかし、出力強度変調信号光３の強度振幅
Ａと平均強度Ｂとの比（Ａ／Ｂ）について注目すると、
光フィルタ素子２の波長透過特性の傾斜が緩やかな波長
領域では、平均強度Ｂが小さいため、同じ強度振幅Ａに
対してＡ／Ｂは大きくなり、波長透過特性の傾斜の急峻
な波長領域では、平均強度Ｂが大きくなるため、同じ振
幅強度Ａに対してＡ／Ｂは小さくなる。ここで、最大の
周波数変調−強度変調変換効率が得られるときのＡ／Ｂ
は、光フィルタ素子２に固有のある所定の値を持つ。従
って、この値を予め測定してＣＰＵ１０に記憶してお
き、Ａ／Ｂがこの所定値となるように回転角度調整機構
１１と温度調整器１２を制御すれば、最大の周波数変調
−強度変調変換効率が得られる。
Ａと平均強度Ｂとの比（Ａ／Ｂ）について注目すると、
光フィルタ素子２の波長透過特性の傾斜が緩やかな波長
領域では、平均強度Ｂが小さいため、同じ強度振幅Ａに
対してＡ／Ｂは大きくなり、波長透過特性の傾斜の急峻
な波長領域では、平均強度Ｂが大きくなるため、同じ振
幅強度Ａに対してＡ／Ｂは小さくなる。ここで、最大の
周波数変調−強度変調変換効率が得られるときのＡ／Ｂ
は、光フィルタ素子２に固有のある所定の値を持つ。従
って、この値を予め測定してＣＰＵ１０に記憶してお
き、Ａ／Ｂがこの所定値となるように回転角度調整機構
１１と温度調整器１２を制御すれば、最大の周波数変調
−強度変調変換効率が得られる。
【００３１】本実施例によると、第１の実施例のように
光フィルタ素子２におけるファブリペロ共振器への入射
光の角度を微小量変動させることなく安定した制御が可
能となり、さらに入力周波数変調信号光１の強度変化に
よる制御系への影響がなくなるという利点がある。
光フィルタ素子２におけるファブリペロ共振器への入射
光の角度を微小量変動させることなく安定した制御が可
能となり、さらに入力周波数変調信号光１の強度変化に
よる制御系への影響がなくなるという利点がある。
【００３２】なお、本実施例では入力周波数変調信号光
１が断になったときに、比信号２４の値が不確定となっ
て制御が暴走し、光フィルタ素子２を破壊しないよう
に、低域通過フィルタ２１から出力にされる平均強度信
号２２をＣＰＵ１０にも入力している。ＣＰＵ１０は平
均強度信号２２を監視して、出力強度変調光信号３の平
均強度Ｂがあるしきい値を下回った場合に、回転角度調
整機構１１や温度調整器１２に対する一切の制御を停止
することにより、このような制御の暴走を回避するよう
にしている。
１が断になったときに、比信号２４の値が不確定となっ
て制御が暴走し、光フィルタ素子２を破壊しないよう
に、低域通過フィルタ２１から出力にされる平均強度信
号２２をＣＰＵ１０にも入力している。ＣＰＵ１０は平
均強度信号２２を監視して、出力強度変調光信号３の平
均強度Ｂがあるしきい値を下回った場合に、回転角度調
整機構１１や温度調整器１２に対する一切の制御を停止
することにより、このような制御の暴走を回避するよう
にしている。
【００３３】（第３の実施例）図４に、本発明の第３の
実施例による可同調光フィルタ装置の構成を示す。本実
施例は、最大の周波数変調−強度変調変換効率は光フィ
ルタ素子２の透過率が共振波長での透過率の約１／２の
ところで得られることを利用したものであり、低域通過
フィルタ２１から出力される平均強度信号２２のみがＣ
ＰＵ１０に入力されている。
実施例による可同調光フィルタ装置の構成を示す。本実
施例は、最大の周波数変調−強度変調変換効率は光フィ
ルタ素子２の透過率が共振波長での透過率の約１／２の
ところで得られることを利用したものであり、低域通過
フィルタ２１から出力される平均強度信号２２のみがＣ
ＰＵ１０に入力されている。
【００３４】本実施例では、光フィルタ素子２の透過帯
域幅内に所望チャネルの信号中心波長を設定できる程度
の回転角度制御精度が回転角度調整機構１１で得られる
ようにしておく。そして、ＣＰＵ１０は温度調整器１２
を介して光フィルタ素子２に対して波長透過特性のピー
ク一つ分に相当する温度変化を与え、その間に光フィル
タ素子２が共振状態となる場合には、平均強度信号２２
を監視して強度変調信号光３の平均強度Ｂの最大値と平
均強度Ｂの増減の具合から、平均強度Ｂが最大値のほぼ
１／２の値となるように回転角度調整機構１１を制御し
て光フィルタ素子２の動作点を固定する。
域幅内に所望チャネルの信号中心波長を設定できる程度
の回転角度制御精度が回転角度調整機構１１で得られる
ようにしておく。そして、ＣＰＵ１０は温度調整器１２
を介して光フィルタ素子２に対して波長透過特性のピー
ク一つ分に相当する温度変化を与え、その間に光フィル
タ素子２が共振状態となる場合には、平均強度信号２２
を監視して強度変調信号光３の平均強度Ｂの最大値と平
均強度Ｂの増減の具合から、平均強度Ｂが最大値のほぼ
１／２の値となるように回転角度調整機構１１を制御し
て光フィルタ素子２の動作点を固定する。
【００３５】本実施例によれば、必ずしも最大の周波数
変調−強度変調変換効率は得られないが、最大に近い変
換効率を得ることができると共に、制御系が簡単になる
という利点を有する。
変調−強度変調変換効率は得られないが、最大に近い変
換効率を得ることができると共に、制御系が簡単になる
という利点を有する。
【００３６】（第４の実施例）本発明の第４の実施例と
して、入力周波数変調信号光１が図５に示すように両極
性の２値信号光であり、これを光フィルタ素子２で単極
性の強度変調信号光３に変換する場合を考える。この場
合、光フィルタ素子２の最大共振波長に周波数変調信号
光１の中心波長を合わせることにより、周波数変調−強
度変調変換効率が最大となる。
して、入力周波数変調信号光１が図５に示すように両極
性の２値信号光であり、これを光フィルタ素子２で単極
性の強度変調信号光３に変換する場合を考える。この場
合、光フィルタ素子２の最大共振波長に周波数変調信号
光１の中心波長を合わせることにより、周波数変調−強
度変調変換効率が最大となる。
【００３７】このためには図４の構成において、光フィ
ルタ素子２の回転角度をごく僅か変動させ、低域通過フ
ィルタ２１から出力される平均強度信号２２をＣＰＵ１
０で監視して平均強度の最大値を認識し、それに基づい
て回転角度調整機構１１を制御することにより、光フィ
ルタ素子２の波長透過特性を最適動作点の近傍に設定す
ればよい。
ルタ素子２の回転角度をごく僅か変動させ、低域通過フ
ィルタ２１から出力される平均強度信号２２をＣＰＵ１
０で監視して平均強度の最大値を認識し、それに基づい
て回転角度調整機構１１を制御することにより、光フィ
ルタ素子２の波長透過特性を最適動作点の近傍に設定す
ればよい。
【００３８】（第５の実施例）図６に、本発明の第５の
実施例による可同調光フィルタ装置の構成を示す。光フ
ィルタ素子２にファブリペロ共振器を用い、その回転角
度を変化させて同調をとる場合、光フィルタ素子２のフ
ィネスは回転角度（周波数変調信号光１の入射角度）に
依存するため、回転角度が大きい場合には光フィルタ素
子２の波長透過特性の最大勾配値が減少し、増幅器５の
出力信号６を２値判定してデータの復号再生を行う場
合、判定誤りが増大するおそれがある。
実施例による可同調光フィルタ装置の構成を示す。光フ
ィルタ素子２にファブリペロ共振器を用い、その回転角
度を変化させて同調をとる場合、光フィルタ素子２のフ
ィネスは回転角度（周波数変調信号光１の入射角度）に
依存するため、回転角度が大きい場合には光フィルタ素
子２の波長透過特性の最大勾配値が減少し、増幅器５の
出力信号６を２値判定してデータの復号再生を行う場
合、判定誤りが増大するおそれがある。
【００３９】そこで、本実施例においては光検出器４に
アバランシェフォトダイオードを用い、ＣＰＵ１０によ
って回転角度調整機構１１を制御すると同時に、その回
転角度に応じて定電圧源３０から光検出器４に加えるバ
イアス電圧を制御して、アバランシェフォトダイオード
の増倍率を変化させることにより、光フィルタ素子２の
波長透過特性の最大勾配値の減少による光検出器４の出
力レベルの低下を補償している。これにより受信感度の
低下や、２値判定における誤り率の増大を防ぐことがで
きる。なお、本実施例の構成は、入力信号光１が波長多
重強度変調信号光である場合にも、受信感度向上、誤り
率低減の点で有効である。
アバランシェフォトダイオードを用い、ＣＰＵ１０によ
って回転角度調整機構１１を制御すると同時に、その回
転角度に応じて定電圧源３０から光検出器４に加えるバ
イアス電圧を制御して、アバランシェフォトダイオード
の増倍率を変化させることにより、光フィルタ素子２の
波長透過特性の最大勾配値の減少による光検出器４の出
力レベルの低下を補償している。これにより受信感度の
低下や、２値判定における誤り率の増大を防ぐことがで
きる。なお、本実施例の構成は、入力信号光１が波長多
重強度変調信号光である場合にも、受信感度向上、誤り
率低減の点で有効である。
【００４０】（第６の実施例）光フィルタ素子における
ファブリペロ共振器の共振器長を作用量として波長同調
をとる場合には、共振器長を調整するアクチュエータの
経年変化、環境温度の変化によるアクチュエータの熱膨
張等によって生じる共振器長の不確定性が問題となる。
この問題は、例えば第１の実施例における回転角度調整
機構１１を共振器長を変えるアクチュエータに置き換え
ることによって解決される。
ファブリペロ共振器の共振器長を作用量として波長同調
をとる場合には、共振器長を調整するアクチュエータの
経年変化、環境温度の変化によるアクチュエータの熱膨
張等によって生じる共振器長の不確定性が問題となる。
この問題は、例えば第１の実施例における回転角度調整
機構１１を共振器長を変えるアクチュエータに置き換え
ることによって解決される。
【００４１】また、光フィルタ素子２においてファブリ
ペロ共振器媒質に液晶を用い、液晶の電気光学効果を用
いて波長同調をとる方式を考えた場合には、第１の実施
例における回転角度調整機構１１を液晶に印加する電圧
を調整する装置に置き換えることにより、最大の周波数
変調−強度変調効率を得ることができる。その他、本発
明は種々変形して実施することが可能である。
ペロ共振器媒質に液晶を用い、液晶の電気光学効果を用
いて波長同調をとる方式を考えた場合には、第１の実施
例における回転角度調整機構１１を液晶に印加する電圧
を調整する装置に置き換えることにより、最大の周波数
変調−強度変調効率を得ることができる。その他、本発
明は種々変形して実施することが可能である。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば透
過中心波長が可変の光フィルタ素子から出力される強度
変調信号光の強度振幅や平均強度を検出し、これらの情
報を用いて該光フィルタ素子の波長透過特性を制御する
ことにより、フィルタ素子の透過中心周波数を可変にす
るための回転機構などの機構系に高い精度および安定性
を要求されることなく、従って簡単で安価な構成によっ
て、光フィルタ素子での周波数変調強度変調変換効率を
高くすることができる。
過中心波長が可変の光フィルタ素子から出力される強度
変調信号光の強度振幅や平均強度を検出し、これらの情
報を用いて該光フィルタ素子の波長透過特性を制御する
ことにより、フィルタ素子の透過中心周波数を可変にす
るための回転機構などの機構系に高い精度および安定性
を要求されることなく、従って簡単で安価な構成によっ
て、光フィルタ素子での周波数変調強度変調変換効率を
高くすることができる。
【図１】本発明の第１の実施例に係る可同調光フィルタ
装置の構成を示す図
装置の構成を示す図
【図２】同実施例の動作を説明するための光フィルタ素
子の波長透過特性と光フィルタ素子の入出力信号光を示
す図
子の波長透過特性と光フィルタ素子の入出力信号光を示
す図
【図３】本発明の第２の実施例に係る可同調光フィルタ
装置の構成を示す図
装置の構成を示す図
【図４】本発明の第３の実施例に係る可同調光フィルタ
装置の構成を示す図
装置の構成を示す図
【図５】本発明の第４の実施例を説明するための光フィ
ルタ素子の波長透過特性と光フィルタ素子の入出力信号
光を示す図
ルタ素子の波長透過特性と光フィルタ素子の入出力信号
光を示す図
【図６】本発明の第５の実施例に係る可同調光フィルタ
装置の構成を示す図
装置の構成を示す図
【図７】従来の可同調光フィルタの説明図
１…入力周波数変調信号光 ２…光フィルタ素
子 ３…出力強度変調信号光 ４…光検出器 ５…増幅器 ６…出力信号 ７…直流カット用コンデンサ ８…検波器 ９…強度振幅信号 １０…ＣＰＵ １１…回転角度調整機構 １２…温度調整器 ２１…低域通過フィルタ ２２…平均強度信
号 ２３…割算器 ２４…比信号 ３０…定電圧源
子 ３…出力強度変調信号光 ４…光検出器 ５…増幅器 ６…出力信号 ７…直流カット用コンデンサ ８…検波器 ９…強度振幅信号 １０…ＣＰＵ １１…回転角度調整機構 １２…温度調整器 ２１…低域通過フィルタ ２２…平均強度信
号 ２３…割算器 ２４…比信号 ３０…定電圧源
Claims (1)
- 【請求項１】透過中心波長が可変の波長透過特性を有
し、入力される周波数変調信号光を強度変調信号光に変
換して出力する光フィルタ素子と、 この光フィルタ素子から出力される強度変調信号光の強
度振幅および平均強度の少なくとも一つの情報を用い
て、前記周波数変調信号光から強度変調信号光への変換
効率が最大となるように前記光フィルタ素子の波長透過
特性を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする可
同調光フィルタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5203793A JPH06265832A (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 可同調光フィルタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5203793A JPH06265832A (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 可同調光フィルタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06265832A true JPH06265832A (ja) | 1994-09-22 |
Family
ID=12903629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5203793A Pending JPH06265832A (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 可同調光フィルタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06265832A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006235493A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-07 | Rohm Co Ltd | 光制御システムおよびファブリーペロー型共振器の校正方法 |
| US7894115B2 (en) | 2005-01-20 | 2011-02-22 | Rohm Co., Ltd. | Light control apparatus having light modulating film |
| US7937000B2 (en) | 2007-03-27 | 2011-05-03 | Nec Corporation | Optical receiver and optical transceiver using the same |
| CN104391360A (zh) * | 2014-11-12 | 2015-03-04 | 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 | 一种光电探测器及光器件 |
| WO2021003429A1 (en) * | 2019-07-03 | 2021-01-07 | Raytheon Company | Optical receiver comprising a rotatable optical resonator, and method for demodulating an optical signal using said receiver |
| WO2021011672A1 (en) * | 2019-07-15 | 2021-01-21 | Raytheon Company | Methods and apparatus for cavity length tuning for optimizing the operating point of an optical resonator of an optical receiver |
| US11290191B2 (en) | 2019-06-20 | 2022-03-29 | Raytheon Company | Methods and apparatus for tracking moving objects using symmetric phase change detection |
| US11303356B1 (en) | 2019-04-18 | 2022-04-12 | Raytheon Company | Methods and apparatus for maintaining receiver operating point with changing angle-of-arrival of a received signal |
| US11307395B2 (en) | 2019-05-23 | 2022-04-19 | Raytheon Company | Methods and apparatus for optical path length equalization in an optical cavity |
-
1993
- 1993-03-12 JP JP5203793A patent/JPH06265832A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7894115B2 (en) | 2005-01-20 | 2011-02-22 | Rohm Co., Ltd. | Light control apparatus having light modulating film |
| JP2006235493A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-07 | Rohm Co Ltd | 光制御システムおよびファブリーペロー型共振器の校正方法 |
| US7937000B2 (en) | 2007-03-27 | 2011-05-03 | Nec Corporation | Optical receiver and optical transceiver using the same |
| CN104391360A (zh) * | 2014-11-12 | 2015-03-04 | 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 | 一种光电探测器及光器件 |
| US11303356B1 (en) | 2019-04-18 | 2022-04-12 | Raytheon Company | Methods and apparatus for maintaining receiver operating point with changing angle-of-arrival of a received signal |
| US11307395B2 (en) | 2019-05-23 | 2022-04-19 | Raytheon Company | Methods and apparatus for optical path length equalization in an optical cavity |
| US11290191B2 (en) | 2019-06-20 | 2022-03-29 | Raytheon Company | Methods and apparatus for tracking moving objects using symmetric phase change detection |
| WO2021003429A1 (en) * | 2019-07-03 | 2021-01-07 | Raytheon Company | Optical receiver comprising a rotatable optical resonator, and method for demodulating an optical signal using said receiver |
| US11159245B2 (en) | 2019-07-03 | 2021-10-26 | Raytheon Company | Methods and apparatus for cavity angle tuning for operating condition optimization |
| WO2021011672A1 (en) * | 2019-07-15 | 2021-01-21 | Raytheon Company | Methods and apparatus for cavity length tuning for optimizing the operating point of an optical resonator of an optical receiver |
| US11353774B2 (en) | 2019-07-15 | 2022-06-07 | Raytheon Company | Methods and apparatus for cavity length tuning for operating point optimization |
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