JPH08149087A - 光通信方式 - Google Patents

光通信方式

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JPH08149087A
JPH08149087A JP6281923A JP28192394A JPH08149087A JP H08149087 A JPH08149087 A JP H08149087A JP 6281923 A JP6281923 A JP 6281923A JP 28192394 A JP28192394 A JP 28192394A JP H08149087 A JPH08149087 A JP H08149087A
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JP
Japan
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polarization
light
signal
communication system
optical communication
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Pending
Application number
JP6281923A
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English (en)
Inventor
Masateru Tadakuma
昌輝 忠隈
Masahito Morimoto
政仁 森本
Sei Nimura
聖 仁村
Haruki Ogoshi
春喜 大越
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50Transmitters
    • H04B10/516Details of coding or modulation
    • H04B10/532Polarisation modulation

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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)
  • Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Null点が解消する偏波面外部変調を行う光通
信方式を提供する。 【構成】 光ファイバ2中を伝送する偏波信号を伝送す
る光に光ファイバ2の外部から偏波変動の信号を印加4
することにより偏波信号を伝送する光の偏波状態を変調
する偏波面外部変調を行う光通信方式であって、偏波信
号を伝送する光の光源がファイバリングレーザである。 【効果】 入射偏光状態と信号印加方向の関係から生じ
るNull点を解消することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバに外部から偏
波変動の信号を加えて光ファイバ中を伝送する光の偏波
状態を変調する光通信方式に関するものである。
【0002】
【従来の技術】シングルモード光ファイバに外部から超
音波もしくは磁界の信号を加えると光弾性効果もしくは
ファラデー効果のためにシングルモード光ファイバ中を
伝送する光の偏光状態が変動を受けるという現象があ
る。この現象はコヒーレント通信の実現においては障害
の一つとなっている。しかしこの現象を積極的に利用す
ることにより外部変調方式による信号伝送が可能となり
超音波外部変調器と光ファイバの局部曲げによる漏れ光
の受信器を組み合わせた無切断型光通話機や、複数本の
光ケーブル、光コード、光ファイバ、光テープ心線等光
通信用線路の中から所望する光線路を識別するための偏
波面変調方式による識別装置が開発されている。光ファ
イバに外部から偏波変動の信号を加えるもの一つに超音
波を印加するものがある。図6に外部より超音波を印加
する偏波面変調における詳細な原理図を示す。図6にお
いて21は光源、22は光ファイバ、23は圧電素子、
24は検光子、25は受光器である。光ファイバ22の
長手方向にZ軸をとり、これに垂直な面にX、Y軸を取
る。光ファイバ22の長手方向即ちZ軸方向へ光が通過
している状態において、圧電素子23でY方向から周波
数ωの超音波による応力を加える。この応力によりY方
向の密度が高くなり、X方向の密度が低くなる。このた
めX方向とY方向の屈折率に差が生じる。この屈折率差
は光ファイバ22中を通過する光の応力印加方向とそれ
に垂直な方向の偏波との間に位相差を生じさせる。この
位相差の信号は光ファイバ22中を伝達し受光側にある
検光子24を通過することにより強度変調の信号へと変
換され受光器25で受信される。以上を数式で表現する
と以下のようになる。超音波印加部に入射する光の初期
状態を式(1)で仮定すると、
【式1】 Ex =acosω0t (1) Ey =bcos(ω0t+φ) a ;X 偏波の振幅 b ;Y 偏波の振幅 ω0 ;光の角周波数 φ ;初期位相差 超音波印加部を通過することにより式(2)のように位
相差が生じる。
【式2】 E′x =acos [ω0t+α(t)] E′y =bcos [ω0t+φ+β(t)] (2) α(t) ;外部変調によるX軸方向における位相変化 β(t) ;外部変調によるY軸方向における位相変化 従って検光子を透過した後、受光器で受ける電場は式
(3)となる。
【式3】 E=D(E′x cos γ+E′y sin γ) (3) D;検光子の透過係数 γ;検光子とX軸のなす角度 検出される光強度Iは、式(4)で与えられる。
【式4】 I=CE・E* (4) =CD2 [(a2cos2γ+b2sin2γ)+absin2γsin {α(t)-β(t)-φ+π/2}] C;定数 よって、受信信号は式(4)の第一項で示されるDC成
分と式(4)の第二項で示されるAC成分に分類され
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】偏波面外部変調方式に
は入射光の偏光状態により外部変調を加えても信号光が
変調されない状態が理論的に存在する。この状態を無変
調点(以下Null点という)といい通信上問題となる。式
(4)において第二項のAC成分がゼロとなる点では外
部変調を加えても信号光変調されないことがわかる。そ
れは次のような条件が成立する場合である。
【式5】a=0 又は b=0 (5)
【式6】γ=nπ/2 (6) ここで式(5)は信号付加部による要因であり、入射偏
波が直線偏光でその主軸と座標軸とのなす角が0または
π/2となる場合である。また式(6)の場合とは検光子
と検光子への入射光の主軸の角度が0またはπ/2の整数
倍をなす状態である。Null点とは外部変調を与えても光
強度、式(4)が変化しない状態のことであり式(5)
または式(6)の条件を満たすものである。式(6)で
は検光子の主軸を回転させるか検光子を複数用いた構成
を使用することで回避できる。式(5)の場合お互いの
なす角がπ/2未満である複数方向からの信号を同時に印
加することで複数印加信号の中で少なくとも一つは回避
できる。しかし信号印加方向が一方向しかない場合は回
避できない。本発明は上記の課題を解決し、Null点が解
消する偏波面外部変調を行う光通信方式を提供すること
を目的とするものである。
【004】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために以下のような手段を有している。
【005】本発明の光通信方式は光ファイバ中を伝送す
る偏波信号を伝送する光に前記光ファイバの外部から偏
波変動の信号を印加することにより前記偏波信号を伝送
する光の偏波状態を変調する偏波面外部変調を行う光通
信方式であって、前記偏波信号を伝送する光の光源がフ
ァイバリングレーザであることを特徴とする。
【006】
【作用】本発明の偏波面外部変調を行う光通信方式は、
偏波信号を伝送する光の光源として、非線形偏波回転に
より発生した超高速に回転する楕円偏波面を持つファイ
バリングレーザを用いたものである。このファイバリン
グレーザの使用により偏波の主軸が周波数G1(Hz)で回
転する光源が得られる。即ち、ファイバリングレーザを
ランダムな偏光状態の光を発生させる偏波スクランブラ
ーとして利用する。ファイバリングレーザより発生する
光の偏波状態は周波数G1(Hz) で一様に変化するため
に、信号印加部においてω(<G1)(Hz)の変調を行う
ことによって式(5)のNull点が解消される。
【007】
【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。図1は本発明のファイバリングレーザ光源を用いた
光通信方式の一実施例を示す構成図である。図1におい
て1はファイバリングレーザ光源、2は光ファイバ、3
は偏光子(1/2 波長板)、4は変調器、5は検光子、6
は受光器である。ファイバリングレーザ光源1の構成概
略図を図2に示す。11は励起光源で例えば中心波長1.
48μmの半導体レーザを使用する。7は波長分割多重カ
プラ(以下WDM カプラという)、8は偏波無依存アイソ
レータ、9は出力カプラ、10はエルビウムドープファ
イバである。本実施例では共振器長Lは10mである。フ
ァイバリングレーザ光源1の出力信号の偏波状態の繰返
しは共振器長で決まり、その周波数G1(Hz)は式(7)
により与えられる。
【式7】 c;光速度 n;コア屈折率 半導体レーザ6で発生した光はWDM カプラ7を介し、エ
ルビウムドープファイバ10内に伝搬する。このリング
共振器ではアイソレータ8を挿入して片周りの発振のみ
としている。励起光によりファイバリング共振器中のレ
ーザ活性元素であるエルビウムイオン(Er3+)が反転分
布し誘導放出光が得られる。この出力を分岐比が9:1
の出力カプラ9で取り出している。偏波面変調の原理を
図3に示す。光ファイバ2の長手方向にZ軸をとり、こ
れに垂直な面にX、Y軸を取る。偏波面変調の原理は従
来の図9のものと同様である。ファイバリングレーザ光
源1から得られた偏波スクランブル光を超音波印加部4
に入射させ圧電素子によりY方向から周波数ω(<G1)
(Hz)の超音波による応力を加える。偏波スクランブル
光は応力印加方向(Y方向)とのなす角度が0又はπ/2
とならない偏光成分が、1/G1 (Sec )周期で存在す
る。従って周波数ω(<G1)(Hz)の領域では信号印加
部4におけるNull点の条件式(5)を満たすことはな
い。以下に上記実施例の実験結果を説明する。図2の構
成図において光源として本実施例のファイバーリングレ
ーザ光源1を使用した場合と従来のレーザーダイオード
21を用いた場合を比較する。ここで偏光子(1/2 波長
板)の回転角をφとすると光源を出た光の偏波の主軸方
向は応力印加部4では2φ度変化することになる。レー
ザーダイオード21を用いた場合信号強度が極小状態に
なるNull点が観測される。観測されたある一つのNull点
での入射偏波の主軸と応力印加方向のなす角度が0度で
あるとしこのときの偏光子の回転角φを0度と定める。
すると入射偏波の主軸と応力印加方向のなす角度2φの
変化に対して受光器6で受信される信号強度の変化は、
ファイバーリングレーザ光源1と、レーザーダイオード
21の各々の場合について図4、図5のようになる。レ
ーザーダイオード21を用いた図5の結果では2φ=0
度、90度、180 度、270 度、360 度においてNull点が見
られる。その極大値と極小値の強度差は24dBである。こ
の極小状態(Null点)では外部偏波面変調を印加しても
変調信号を伝えることができない。そのため光源にファ
イバーリングレーザ光源1を用い外部から偏波面変調を
加える際には信号が極大となる状態、即ち図5における
2φ=45 度、135 度、225 度、315 度の状態に設定する
必要がある。ファイバーリングレーザ光源1を用いた場
合でも図4に示されるように極小となる状態が図5の場
合と同様に見られる。これはファイバーリングレーザ光
源1から出射された光が完全な無偏光状態ではなく、式
(5)を満たす偏光成分を含んでいることによる影響と
考えられる。しかし、ファイバーリングレーザ光源1を
用いた場合は図4に示されるように信号の最大値と最小
値の強度差は1dB であり、レーザーダイオード21を用
いた場合に比べNull点の存在が偏波面変調に与える影響
はかなり少ないと考えられる。以上説明したように、偏
波面外部変調を行う光通信方式の光源としてファイバー
リングレーザは入射光の偏波面を問題とすることのない
光源として使用することができる。
【008】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の光通信方式
は、偏波信号を伝送する光の光源として、非線形偏波回
転により発生した超高速に回転する楕円偏波面を持つフ
ァイバリングレーザを用いたものである。このファイバ
リングレーザの使用により偏波の主軸が周波数G1(Hz)
で回転する光源が得られる。即ち、ファイバリングレー
ザをランダムな偏光状態の光を発生させる偏波スクラン
ブラーとして利用する。ファイバリングレーザより発生
する光の偏波状態は周波数G1(Hz) で一様に変化するた
めに、信号印加部においてω(<G1)(Hz)の変調を行
うことによって入射偏光状態と信号印加方向の関係から
生じるNull点を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光通信方式の一実施例を示す構成図で
ある。
【図2】図1の光通信方式に使用されるファイバリング
レーザの一例を示す構成概略図である。
【図3】図1の光通信方式の信号印加部での偏波面変調
を示す原理図である。バリングレーザの一例を示す構成
概略図である。
【図4】図1の光通信方式の入射偏波の主軸と応力印加
方向のなす角度と受光器で受信される信号強度の変化を
示す関係図である。
【図5】従来の光通信方式の入射偏波の主軸と応力印加
方向のなす角度と受光器で受信される信号強度の変化を
示す関係図である。
【図6】(a)は従来の光通信方式の一実施例を示す構
成図である。(b)は従来の光通信方式の信号印加部で
の偏波面変調を示す原理図である。
【符号の説明】
1 ファイバリングレーザ光源 2 光ファイバ 3 偏光子 4 変調器 5 検光子 6 受光器 7 波長分割多重カプラ 8 偏波無依存アイソレータ 9 出力カプラ 10 エルビウムドープファイバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G02F 1/01 H01S 3/07 3/083 3/10 A 3/17 // G01C 19/66 9402−2F (72)発明者 大越 春喜 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光ファイバ中を伝送する偏波信号を伝送
    する光に前記光ファイバの外部から偏波変動の信号を印
    加することにより前記偏波信号を伝送する光の偏波状態
    を変調する偏波面外部変調を行う光通信方式であって、
    前記偏波信号を伝送する光の光源がファイバリングレー
    ザであることを特徴とする光通信方式。
JP6281923A 1994-11-16 1994-11-16 光通信方式 Pending JPH08149087A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6281923A JPH08149087A (ja) 1994-11-16 1994-11-16 光通信方式
US08/570,774 US5808768A (en) 1994-11-16 1995-12-12 Optical telecommunications system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6281923A JPH08149087A (ja) 1994-11-16 1994-11-16 光通信方式
US08/570,774 US5808768A (en) 1994-11-16 1995-12-12 Optical telecommunications system

Publications (1)

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JPH08149087A true JPH08149087A (ja) 1996-06-07

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ID=26554392

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JP6281923A Pending JPH08149087A (ja) 1994-11-16 1994-11-16 光通信方式

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US5808768A (en) 1998-09-15

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