JPH06506814A - アンテナビームのステアリング用・モノリシック集積化光遅延ネットワーク - 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】 平成５年８月１９日

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. １．モノリシック・集積化遅延ネットワークは、半導体基板と， 光導波管遅延ネットワークと， 前記ネットワークの遅延を調整するためのスイッチ手段と， 前記ネットワークに入力光ビームを指向させるための入力光手段と， 変調信号に従って前記光ビームを変調するための変調手段と， 前記光導波管遅延ネットワークからの遅延された光出力を検出し、それを出力電 気信号に変換するための光検出器手段と， から構成され、 前記光導波管遅延ネットワークと，前記スイッチ手段と，前記入力光手段と，前 記変調手段と，前記光検出器手段とは、前記半導体基板上にモノリシック的に集 積化されて成る。
2. ２．前記スイッチ手段は、位相化アレイレーダーアンテナの操舵用に、所望のア ンテナ位相遅延に対応する所望の総遅延時間を生成するため、遅延時間を選択し 、前記変調手段は、レーダー信号を伴う前記光ビームを変調し、 前記光検出器手段は、前記光導波管遅延ネットワークからの前記の遅延された光 出力を、前記アンテナに適する出力電気信号に変換することを特徴とする、請求 項１に記載の遅延ネットワーク。
3. ３．前記光導波管遅延ネットワークは、前記基板上に、複数のカスケード形の光 遅延ステージを有し、前記ステージのそれそれは、対応する複数の異なる選択可 能な遅延時間を有し、 前記光導波管遅延ネットワークは、前記ネットワーク用の総遅延時間を提供し、 その値は前記の選択されたステージの遅延時間の合計に等しいことを特徴とする 、請求項１に記載の遅延ネットワーク。
4. ４．前記遅延ステージのそれそれは、基準遅延時間を有する遅延分岐と，前記所 定の遅延時間より実質的に小さい基準分岐と，を含み、 前記スイッチ手段は、前記の遅延と，各ステージ用の基準分岐との間を切り替え ることを特徴とする、請求項３に記載の遅延ネットワーク。
5. ５．各ステージ用の前記遅延時間および基準分岐は、それぞれ異なる長さの各導 波管セグメントから構成されていることを特徴とする、請求項４に記載の遅延ネ ットワーク。
6. ６．前記スイッチ手段は、電気的スイッチ信号に応答して、入力における１つま たはそれ以上の導波管からの光を、出力における１つまたはそれ以上の分離した 導波管に指向するための手段で構成されていることを特徴とする、請求項４に記 載の遅延ネットワーク。
7. ７．前記遅延ステージ用の前記導波管遅延セグメントは、ｎをそのステージの順 番とする場合、長さにおいて実質的に２ｎに比例して変化することを特徴とする 、請求項６に記載の遅延ネットワーク。
8. ８．前記光導波管遅延ネットワークは、複数の独立した切り替え可能な多重分岐 遅延ステージから構成され、 さらに、前記遅延ステージの所定の分岐を通過する前記入力光ビームを指向させ る前記スイッチ手段から構成され、前記の遅延された光出力は、前記所定の遅延 ステージ分岐を通通し伝搬して蓄積された遅延時間を有することを特徴とする、 請求項１に記載の遅延ネットワーク。
9. ９．モノリシック・集積化遅延ネットワークは、半導体基板と， 前記基板上に複数のカスケード形の光遅延ステージと，を有し、 前記ステージのそれぞれは、対応する複数の異なる選択可能な遅延時間を有し、 前記光導波管遅延ネットワークは、前記ネットワーク用の総遅延時間を提供し、 その値は前記の選択されたステージの遅延時間の合計に等しく、 所望の総遅延時間を生成するため、前記遅延ステージのそれぞれ専用の遅延時間 を選択するためのスイッチ手段と，入力光ビームを前記カスケード形の光遅延ス テージの方向に指向するための光手段と， 変調信号を伴って前記光ビームを変調するための変調手段と， 前記カスケード形の光遅延ステージからの遅延された光出力を検出し、それを出 力電気信号に変換するための光検出器手段と， から構成され、 前記光遅延ステージと，前記スイッチ手段と，前記光手段と，前記変調手段と， 前記光検出器手段とは、すべてが前記半導体基板上にモノリシック的に集積化さ れて成る。
10. １０．前記スイッチ手段は、位相化アレイレーダーアンテナの操舵用に、所望の アンテナ位相遅延に対応する所望の総遅延時間を生成するための遅延時間を選択 し、前記変調手段は、レーダー信号を伴う前記光ビームを変調し、 前記光検出器手段は、前記光導液管遅延ネットワークからの前記の遅延された光 出力を、前記アンテナ用に適する出力電気信号に変換することを特徴とする、請 求項９に記載の遅延ネットワーク。
11. １１．前記遅延ステージのそれぞれは、長さの等しくない複数の独立した遅延導 波管分岐に分割されて成り、前記スイッチ手段は、各ステージの分岐の中から選 択するための手段とから構成されることを特徴とする、請求項９に記載の遅延ネ ットワーク。
12. １２．前記光手段は、第１の遅延ステージ用の導波管分岐のそれぞれにレーザー ビームを指向するレーザーと，から構成され、 次の各遅延ステージは、そのステージの導波管分岐のそれぞれへのレーザービー ムを指向する対応するレーザーを有し， 対応する次の遅延ステージのための前記レーザービームを変調するための手段と から構成され、その遅延ステージは、先の遅延ステージを通過して伝搬するその 光信号に応答して活性化されることを特徴とする、請求項１１に記載の遅延ネッ トワーク。
13. １３．前記遅延分岐のそれぞれは、前記分岐を通過して送達された光信号を検出 するための関連する光検出器を有し、前記スイッチ手段は、各分岐用に選ばれた 検出器を活性化させることによって、前記分岐の中から選択することを特徴とす る、請求項１２に記載の遅延ネットワーク。
14. １４．遅延ステージの中の各分岐の長さは、ｍをそのステージの分岐の順番であ るとした場合、同一のステージｍのその他の分岐に対応して変化し、 ｎをそのネットワーク内のステージの番号とし、ｐを各ステージにおける分岐の 個数とする場合、各ステージ内の最長の分岐の長さはｐ■に対応して変化するこ とを特徴とする、請求項１３に記載の遅延ネットワーク。
15. １５．前記カスケード形の光遅延ステージのそれぞれは、変調手段を伴うレーザ ーと，異なる長さをもつ多重導波管遅延セグメントと，を有し、 前記遅延セグメントのそれそれは、対応する光検出器を有し、 前記スイッチ手段は、前記ステージのそれぞれにおいて、１つの選ばれた光検出 器を活性化し、 各ステージの最初を除く前記変調手段は、前記の選ばれてその直前の光検出器か ら伝搬された電気信号に応答して活性化され、 前記の伝搬された電気信号は、対応するそれぞれのステージ用の適宜な遅延時間 を有し、 前記遅延時間は、前記の選ばれた光検出器を伴うその導波管遅延セグメントを通 過したその光ビームの伝搬から起こり、 最後の遅延ステージからの出力電気信号は，遅延ステージの全てのカスケードの 、選ばれた導波管遅延セグメントを通過する伝搬からの蓄積された遅延時間を有 することを特徴とする、請求項９に記載の遅延ネットワーク。
16. １６．モノリシック・集積化遅延ネットワークは、半導体基板と， 複数の結合された光導波管遅延線と， 前記光導波管遅延線に光ビームを供給するための複数のレーザーと， 変調電気信号に従って前記レーザー信号を変調するための変調手段と， 前記導波管遅延線からの光出力を検出し、それらを出力電気信号に変換するため の光検出器と，前記光導波管遅延線を通過し伝搬された光を指向するためのスイ ッチ手段と， から構成され、 前記光遅延線と，前記レーザーと，前記変調手段と，前記光検出器手段と，前記 スイッチ手段とば、すべてが前記基板上にモノリシック的に集積化されて成る。
17. １７．前記導波管遅延線は、長い遅延セグメントと短いバイパス分岐とから構成 され、 前記遅延セグメントは、所定の遅延時間を生成するための適宜な長さを有し、 前記バイパス分岐は、基準遅延を生成するためのより短い長さを有することを特 徴とする、請求項１６に記載の遅延ネットワーク。
18. １８．前記遅延セグメントは、前記基板上にその導波管遅延線の含有のために、 スパイラル状部か，ループ状部か，またはジグザグ状部かの何れかから構成され ることを特徴とする、請求項１７に記載の遅延ネットワーク。
19. １９．前記レーザーは、２つの終端を伴う光キャビティを有し、 前記レーザーの前記終端からの光学的放出は、遅延パスおよび基準信号パスに分 分配して供給するために利用されることを特徴とする、請求項１６に記載の遅延 ネットワーク。
20. ２０．前記導波管遅延線は、前記導波管遅延線の長さに沿って配されたタップを 含み、前記タップは前記導波管遅延線の異なる長さの線を通過して伝搬されてき た光を除去することを特徴とする、請求項１６に記載の遅延ネットワーク。
21. ２１．前記導波管タップは、前記遅延線の分岐から構成され、 各分岐の１つのアームは、それぞれの対応する導波管遅延線の連続するものであ り、前記分岐の他のアームは光検出器に結合されていることを特徴とする、請求 項２０に記載の遅延ネットワーク。
22. ２２．前記導波管タップは、それらのそれぞれに対応する導波管遅延線に組み込 まれて成る光検出器から構成され、前記光検出器は、それらのそれぞれに対応す る導波管遅延線の上に光学的吸収部を含んでいることを特徴とする、請求項２０ に記載の遅延ネットワーク。
23. ２３．前記導波管遅延線は、前記基板上にその導波管遅延線の含有のために、ス パイラル状部か，ループ状部か，またはジグザグ状部かの何れかから構成される ことを特徴とする、請求項２０に記載の遅延ネットワーク。
24. ２４．前記光検出器は、それらの入力において光レベルの等しくないことを補償 するために調整される感度を有することを特徴とする、請求項１６に記載の遅延 ネットワーク。
25. ２５．前記光検出器は、それらのそれぞれに対応する導波管遅延線の上に光学的 吸収部を含み、前記光学的吸収部の長さは、前記の調整された感度を生ずるよう に調整されることを特徴とする、請求項２４に記載の遅延ネットワーク。