JPH0879174A - 光通信装置 - Google Patents
光通信装置Info
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- JPH0879174A JPH0879174A JP6234512A JP23451294A JPH0879174A JP H0879174 A JPH0879174 A JP H0879174A JP 6234512 A JP6234512 A JP 6234512A JP 23451294 A JP23451294 A JP 23451294A JP H0879174 A JPH0879174 A JP H0879174A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 39
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 13
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 abstract description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910013641 LiNbO 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 大出力が得られると共に軽量化された光通信
装置を提供する。 【構成】 単一の主発振レーザ部１と、該主発振レーザ
部１より出射されたレーザ信号光を複数のレーザ信号光
に分岐するための分岐器２と、該分岐器２の出力端に光
ファイバ３−１〜３−９を介して接続した位相制御器４
−１〜４−９と、該位相制御器で位相制御された各レー
ザ信号光を増幅するための光増幅器５−１〜５−９と、
光増幅された各レーザ信号光を通信の相手方へ送出する
ための小型望遠鏡６−１〜６−９とで光通信装置を構成
する。
装置を提供する。 【構成】 単一の主発振レーザ部１と、該主発振レーザ
部１より出射されたレーザ信号光を複数のレーザ信号光
に分岐するための分岐器２と、該分岐器２の出力端に光
ファイバ３−１〜３−９を介して接続した位相制御器４
−１〜４−９と、該位相制御器で位相制御された各レー
ザ信号光を増幅するための光増幅器５−１〜５−９と、
光増幅された各レーザ信号光を通信の相手方へ送出する
ための小型望遠鏡６−１〜６−９とで光通信装置を構成
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、人工衛星等の宇宙機
相互間の連携通信に用いられるレーザ光による光通信装
置に関する。
相互間の連携通信に用いられるレーザ光による光通信装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】人工衛星を始め、宇宙ステーション等の
各種宇宙機においては、相互に連携をとることが運用面
において重要であり、したがって通信面においてもそれ
らの宇宙機相互間の連携通信が要求されている。従来、
このような宇宙機相互間の連携通信は、電波を用いて行
われている。ところが地球観測衛星や宇宙ステーション
等の如く宇宙における活動が増加するに伴い、宇宙機相
互間で伝送すべき情報量も飛躍的に増大し、データ信号
速度が１〜10Ｇbps 程度必要とされている。しかし従来
の電波による通信方式では、混信を防止するための周波
数割当の問題や、アンテナ口径あるいは送信出力の限界
等から実用的には既に限界状態に達している。このため
レーザ光を用いた光通信方式が注目され、特に大気の影
響を受けない宇宙空間では宇宙機相互間の光通信方式は
有望視されている。ところで、宇宙機相互間の連携通信
に、このレーザ光による光通信方式を用いる場合、レー
ザ光のビーム幅は10-12 〜10-13 deg 程度と非常に狭
く、しかもレーザビームは数万kmという遠距離の通信相
手と送受信を行うためにμrad オーダの高精度なビーム
制御を必要とする。
各種宇宙機においては、相互に連携をとることが運用面
において重要であり、したがって通信面においてもそれ
らの宇宙機相互間の連携通信が要求されている。従来、
このような宇宙機相互間の連携通信は、電波を用いて行
われている。ところが地球観測衛星や宇宙ステーション
等の如く宇宙における活動が増加するに伴い、宇宙機相
互間で伝送すべき情報量も飛躍的に増大し、データ信号
速度が１〜10Ｇbps 程度必要とされている。しかし従来
の電波による通信方式では、混信を防止するための周波
数割当の問題や、アンテナ口径あるいは送信出力の限界
等から実用的には既に限界状態に達している。このため
レーザ光を用いた光通信方式が注目され、特に大気の影
響を受けない宇宙空間では宇宙機相互間の光通信方式は
有望視されている。ところで、宇宙機相互間の連携通信
に、このレーザ光による光通信方式を用いる場合、レー
ザ光のビーム幅は10-12 〜10-13 deg 程度と非常に狭
く、しかもレーザビームは数万kmという遠距離の通信相
手と送受信を行うためにμrad オーダの高精度なビーム
制御を必要とする。
【０００３】かかる高精度のビーム制御を容易に行える
ようにするため、人工衛星相互間の連携通信における送
受信は、図４に示すような反射型の単一の大口径望遠鏡
を用いて行われようとしている。図４において、101 は
接眼レンズで、主鏡102 の中心部に形成されている貫通
孔102aの近傍に配置されている。103 は接眼レンズ101
からのレーザ光を主鏡102 に向けて反射するための副鏡
である。このように構成されている望遠鏡においては、
主発振レーザからのレーザ信号光は接眼レンズ101 を通
して副鏡103 及び主鏡102 で、それぞれ反射され、通信
の相手方へ送出される。一方、通信の相手方からのレー
ザ信号光は、主鏡102 及び副鏡103 で反射され、接眼レ
ンズ101 を通して、レーザ信号光検出器で検出されるよ
うになっている。なお、送信するレーザ信号光と相手方
からのレーザ信号光とは僅かに波長が異なり、波長分離
特性を有するビームスプリッタで分離することが出来る
ようになっている。
ようにするため、人工衛星相互間の連携通信における送
受信は、図４に示すような反射型の単一の大口径望遠鏡
を用いて行われようとしている。図４において、101 は
接眼レンズで、主鏡102 の中心部に形成されている貫通
孔102aの近傍に配置されている。103 は接眼レンズ101
からのレーザ光を主鏡102 に向けて反射するための副鏡
である。このように構成されている望遠鏡においては、
主発振レーザからのレーザ信号光は接眼レンズ101 を通
して副鏡103 及び主鏡102 で、それぞれ反射され、通信
の相手方へ送出される。一方、通信の相手方からのレー
ザ信号光は、主鏡102 及び副鏡103 で反射され、接眼レ
ンズ101 を通して、レーザ信号光検出器で検出されるよ
うになっている。なお、送信するレーザ信号光と相手方
からのレーザ信号光とは僅かに波長が異なり、波長分離
特性を有するビームスプリッタで分離することが出来る
ようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記単一の
大口径望遠鏡には、極めて高い製作精度が要求され、そ
の製作技術の難度は極めて高いものである。また宇宙環
境下での熱変形の防止、人工衛星の打ち上げ時の振動な
どに耐えるための工夫を施しつつ、宇宙機に必須な軽量
化を行わなければならないという問題点がある。
大口径望遠鏡には、極めて高い製作精度が要求され、そ
の製作技術の難度は極めて高いものである。また宇宙環
境下での熱変形の防止、人工衛星の打ち上げ時の振動な
どに耐えるための工夫を施しつつ、宇宙機に必須な軽量
化を行わなければならないという問題点がある。
【０００５】この大口径望遠鏡の技術的な困難性を回避
する一つの方法として、図５に示すような複数の小型望
遠鏡を束ねて形成する光フェーズドアレイアンテナ状構
成の望遠鏡が考えられる。すなわち、単一の主発振レー
ザ部201 と、該主発振レーザ部201 より出射されたレー
ザ信号光を複数のレーザ信号光に分岐するための分岐器
202 と、分岐された各分岐レーザ信号光の位相を制御す
るための位相制御器203 と、位相制御された各分岐レー
ザ信号光を出射するための複数の小型望遠鏡204 とで光
送信部を構成し、複数の小型望遠鏡204 から出射される
レーザ信号光の出力ビームを合成して送信ビームとする
ように構成するものである。
する一つの方法として、図５に示すような複数の小型望
遠鏡を束ねて形成する光フェーズドアレイアンテナ状構
成の望遠鏡が考えられる。すなわち、単一の主発振レー
ザ部201 と、該主発振レーザ部201 より出射されたレー
ザ信号光を複数のレーザ信号光に分岐するための分岐器
202 と、分岐された各分岐レーザ信号光の位相を制御す
るための位相制御器203 と、位相制御された各分岐レー
ザ信号光を出射するための複数の小型望遠鏡204 とで光
送信部を構成し、複数の小型望遠鏡204 から出射される
レーザ信号光の出力ビームを合成して送信ビームとする
ように構成するものである。
【０００６】しかしながら、このように光送信部を構成
した場合、光分岐時に生じる損失、途中の伝搬に必要な
単一モードの光ファイバが余り大きな入力に耐えられな
いこと、単一の主発振レーザ部の出力の限界、また高出
力レーザを変調することの技術的困難さから、送信出力
を大幅に向上させることは困難である。
した場合、光分岐時に生じる損失、途中の伝搬に必要な
単一モードの光ファイバが余り大きな入力に耐えられな
いこと、単一の主発振レーザ部の出力の限界、また高出
力レーザを変調することの技術的困難さから、送信出力
を大幅に向上させることは困難である。
【０００７】本発明は、従来の、あるいは上記考えられ
る光通信装置における上記問題点を解決するためになさ
れたもので、大出力が得られ且つ軽量化された光通信装
置を提供することを目的とする。
る光通信装置における上記問題点を解決するためになさ
れたもので、大出力が得られ且つ軽量化された光通信装
置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
決するため、本発明は、人工衛星などの宇宙機に搭載さ
れ、該宇宙機相互間の連携通信を行うためのレーザ光に
よる光通信装置において、単一の主発振レーザ部と、該
主発振レーザ部より出射されたレーザ信号光を複数のレ
ーザ信号光に分岐するための分岐器と、分岐された各分
岐レーザ信号光の位相を制御するための位相制御器と、
位相制御された各分岐レーザ信号光を増幅するための光
増幅器と、増幅された各分岐レーザ信号光を出射するた
めの複数の小型望遠鏡とを備え、各小型望遠鏡から出射
された各レーザ信号光の出力ビームを合成して送信ビー
ムとするように構成するものである。
決するため、本発明は、人工衛星などの宇宙機に搭載さ
れ、該宇宙機相互間の連携通信を行うためのレーザ光に
よる光通信装置において、単一の主発振レーザ部と、該
主発振レーザ部より出射されたレーザ信号光を複数のレ
ーザ信号光に分岐するための分岐器と、分岐された各分
岐レーザ信号光の位相を制御するための位相制御器と、
位相制御された各分岐レーザ信号光を増幅するための光
増幅器と、増幅された各分岐レーザ信号光を出射するた
めの複数の小型望遠鏡とを備え、各小型望遠鏡から出射
された各レーザ信号光の出力ビームを合成して送信ビー
ムとするように構成するものである。
【０００９】このように構成した光通信装置において
は、位相制御された各分岐レーザ信号光は光増幅器によ
り送信に必要な出力まで光増幅される。したがって、大
なる出力の単一の主発振レーザ部を用いなくても、更に
は分岐器による損失に拘わらず、送信出力の大幅の増大
と軽量化を図ることができる。
は、位相制御された各分岐レーザ信号光は光増幅器によ
り送信に必要な出力まで光増幅される。したがって、大
なる出力の単一の主発振レーザ部を用いなくても、更に
は分岐器による損失に拘わらず、送信出力の大幅の増大
と軽量化を図ることができる。
【００１０】
【実施例】次に、実施例について説明する。図１は、本
発明に係る光通信装置の一実施例を示す概略図である。
図１において、１は変調部を含む単一の主発振レーザ
部、２は該主発振レーザ部１から出射されたレーザ信号
光を複数の信号光に分岐するための分岐器で、単一の光
ファイバの端部に複数本の光ファイバの各端部を融着さ
せたもので構成されている（８本程度に分岐するものは
スターカプラー等と呼ばれ、市販されている）。３−１
〜３−９は光ファイバで一端は前記分岐器２の出力端に
接続され、他端にはそれぞれ位相制御器４−１〜４−９
が接続されている。位相制御器としては、例えば図２に
示すように、LiNbＯ3 結晶からなる光導波路11に電極1
2，13を設け、電極12，13間に数Ｖの電圧を印加して結
晶の屈折率を制御し、等価的に光路長を変化させ、位相
を制御するように構成したものなどを用いることができ
る。５−１〜５−９は前記位相制御器４−１〜４−９の
出力端に接続された光増幅器で、エルビウム添加光ファ
イバ増幅器や半導体光増幅器などが用いられる。６−１
〜６−９は前記光増幅器の出力端に接続され、増幅され
た各レーザ信号光を送出するための小型望遠鏡で、例え
ば図３に示すような、凹レンズ21と凸レンズ22とからな
る最も基本的なガリレオ型屈折望遠鏡で十分である。
発明に係る光通信装置の一実施例を示す概略図である。
図１において、１は変調部を含む単一の主発振レーザ
部、２は該主発振レーザ部１から出射されたレーザ信号
光を複数の信号光に分岐するための分岐器で、単一の光
ファイバの端部に複数本の光ファイバの各端部を融着さ
せたもので構成されている（８本程度に分岐するものは
スターカプラー等と呼ばれ、市販されている）。３−１
〜３−９は光ファイバで一端は前記分岐器２の出力端に
接続され、他端にはそれぞれ位相制御器４−１〜４−９
が接続されている。位相制御器としては、例えば図２に
示すように、LiNbＯ3 結晶からなる光導波路11に電極1
2，13を設け、電極12，13間に数Ｖの電圧を印加して結
晶の屈折率を制御し、等価的に光路長を変化させ、位相
を制御するように構成したものなどを用いることができ
る。５−１〜５−９は前記位相制御器４−１〜４−９の
出力端に接続された光増幅器で、エルビウム添加光ファ
イバ増幅器や半導体光増幅器などが用いられる。６−１
〜６−９は前記光増幅器の出力端に接続され、増幅され
た各レーザ信号光を送出するための小型望遠鏡で、例え
ば図３に示すような、凹レンズ21と凸レンズ22とからな
る最も基本的なガリレオ型屈折望遠鏡で十分である。
【００１１】次に、このように構成した宇宙用光通信装
置における動作について説明する。主発振レーザ部１か
ら出射されたレーザ信号光は、分岐器２において多数の
レーザ信号光に分岐され、それぞれ光ファイバ３−１〜
３−９を介して位相制御器４−１〜４−９に導かれ、位
相の制御が行われる。この段階では分岐された各レーザ
信号光は、通信に必要な出力を有する信号光とはなって
いない。位相制御器４−１〜４−９で制御された各レー
ザ信号光は光増幅器５−１〜５−９に導かれ、必要な出
力の信号光となるように光増幅される。光増幅器５−１
〜５−９で所定の出力に光増幅された各レーザ信号光
は、それぞれ小型の望遠鏡６−１〜６−９に導かれ、通
信の相手方へ向けて送出される。なお位相制御器４を用
いて行う位相制御は、遠方において、光アンテナ毎の位
相差による光ビーム相互の干渉による光量の減少を最小
限にするために、光路長の差などによる位相差を補正す
ることを目的とするものであり、製作／組立後の微調整
で、遠方に到達する光量が最大になるように位相差を除
去する制御を行う。
置における動作について説明する。主発振レーザ部１か
ら出射されたレーザ信号光は、分岐器２において多数の
レーザ信号光に分岐され、それぞれ光ファイバ３−１〜
３−９を介して位相制御器４−１〜４−９に導かれ、位
相の制御が行われる。この段階では分岐された各レーザ
信号光は、通信に必要な出力を有する信号光とはなって
いない。位相制御器４−１〜４−９で制御された各レー
ザ信号光は光増幅器５−１〜５−９に導かれ、必要な出
力の信号光となるように光増幅される。光増幅器５−１
〜５−９で所定の出力に光増幅された各レーザ信号光
は、それぞれ小型の望遠鏡６−１〜６−９に導かれ、通
信の相手方へ向けて送出される。なお位相制御器４を用
いて行う位相制御は、遠方において、光アンテナ毎の位
相差による光ビーム相互の干渉による光量の減少を最小
限にするために、光路長の差などによる位相差を補正す
ることを目的とするものであり、製作／組立後の微調整
で、遠方に到達する光量が最大になるように位相差を除
去する制御を行う。
【００１２】
【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
本発明によれば、位相制御された各分岐レーザ信号光を
光増幅器により送信に必要な出力まで光増幅されて小型
の各望遠鏡から送出されるように構成したので、大なる
出力の単一の主発振レーザ部を用いなくても、更には分
岐器による損失に拘わらず、送信出力の大幅な増大と軽
量化を図ることができる。
本発明によれば、位相制御された各分岐レーザ信号光を
光増幅器により送信に必要な出力まで光増幅されて小型
の各望遠鏡から送出されるように構成したので、大なる
出力の単一の主発振レーザ部を用いなくても、更には分
岐器による損失に拘わらず、送信出力の大幅な増大と軽
量化を図ることができる。
【図１】本発明に係る光通信装置の実施例を示す概略図
である。
である。
【図２】図１に示した実施例における位相制御器の構成
例を示す概略図である。
例を示す概略図である。
【図３】図１に示した実施例における小型望遠鏡の構成
例を示す概略図である。
例を示す概略図である。
【図４】従来の人工衛星相互間の連携通信に用いられて
いる大口径望遠鏡の構成を示す図である。
いる大口径望遠鏡の構成を示す図である。
【図５】従来考えられていた光フェーズドアレイアンテ
ナ状構成の小型望遠鏡を用いた光通信装置の構成を示す
概略図である。
ナ状構成の小型望遠鏡を用いた光通信装置の構成を示す
概略図である。
１ 主発振レーザ部 ２ 分岐器 ３−１〜３−９ 光ファイバ ４−１〜４−９ 位相制御器 ５−１〜５−９ 光増幅器 ６−１〜６−９ 小型望遠鏡
Claims (1)
- 【請求項１】 人工衛星などの宇宙機に搭載され、該宇
宙機相互間の連携通信を行うためのレーザ光による光通
信装置において、単一の主発振レーザ部と、該主発振レ
ーザ部より出射されたレーザ信号光を複数のレーザ信号
光に分岐するための分岐器と、分岐された各分岐レーザ
信号光の位相を制御するための位相制御器と、位相制御
された各分岐レーザ信号光を増幅するための光増幅器
と、増幅された各分岐レーザ信号光を出射するための複
数の小型望遠鏡とを備え、各小型望遠鏡から出射された
各レーザ信号光の出力ビームを合成して送信ビームとす
るように構成したことを特徴とする光通信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6234512A JP2893507B2 (ja) | 1994-09-05 | 1994-09-05 | 光通信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6234512A JP2893507B2 (ja) | 1994-09-05 | 1994-09-05 | 光通信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0879174A true JPH0879174A (ja) | 1996-03-22 |
| JP2893507B2 JP2893507B2 (ja) | 1999-05-24 |
Family
ID=16972191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6234512A Expired - Fee Related JP2893507B2 (ja) | 1994-09-05 | 1994-09-05 | 光通信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2893507B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000321536A (ja) * | 1999-05-14 | 2000-11-24 | Canon Inc | 光通信用光学装置 |
| JP2011507319A (ja) * | 2007-11-30 | 2011-03-03 | レイセオン カンパニー | 任意のステアリング中にコヒーレントな合成ビームを保持するための方法及び装置 |
| US7936996B2 (en) | 2005-08-24 | 2011-05-03 | National Institute Of Information And Communications Technology | Automatic adjusting system of frequency shift keying modulator |
| US7957653B2 (en) | 2005-09-20 | 2011-06-07 | National Institute Of Information And Communications Technology | Phase control optical FSK modulator |
| JP2017003688A (ja) * | 2015-06-08 | 2017-01-05 | 日本放送協会 | 光線制御素子および立体表示装置 |
| WO2021260832A1 (ja) * | 2020-06-24 | 2021-12-30 | 日本電信電話株式会社 | 通信装置及び光通信システム |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06500453A (ja) * | 1991-06-04 | 1994-01-13 | アージェンス スパティアール ヨーロピアンヌ | 光通信ターミナル |
-
1994
- 1994-09-05 JP JP6234512A patent/JP2893507B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06500453A (ja) * | 1991-06-04 | 1994-01-13 | アージェンス スパティアール ヨーロピアンヌ | 光通信ターミナル |
Cited By (8)
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| WO2021260832A1 (ja) * | 2020-06-24 | 2021-12-30 | 日本電信電話株式会社 | 通信装置及び光通信システム |
| JPWO2021260832A1 (ja) * | 2020-06-24 | 2021-12-30 | ||
| US12206458B2 (en) | 2020-06-24 | 2025-01-21 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Communication apparatus and optical communication system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2893507B2 (ja) | 1999-05-24 |
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