JPH09101548A - 位相変調器 - Google Patents
位相変調器Info
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- JPH09101548A JPH09101548A JP7257386A JP25738695A JPH09101548A JP H09101548 A JPH09101548 A JP H09101548A JP 7257386 A JP7257386 A JP 7257386A JP 25738695 A JP25738695 A JP 25738695A JP H09101548 A JPH09101548 A JP H09101548A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 搬送波周波数を容易に可変でき、且つダイナ
ミックレンジが大きい位相変調器を実現する。 【解決手段】 入力信号11を２分岐する分岐回路101、
分岐回路の一方の出力信号の位相を反転する位相反転回
路102、第１及び第２の半導体レーザ103、113は分岐回
路101の出力信号及び位相反転回路102の出力信号に基づ
き２台の半導体レーザ103、113の出力信号を位相変調す
る第１及び第２の光位相変調器104、114、第１及び第２
の光位相変調器の出力信号12、13を光へテロダイン検波
してビート信号を出力する検波器105、第１及び第２の
半導体レーザ103、113の出力信号の周波数差を一定に制
御する周波数安定化回路106を具備し、検波器105から位
相変調信号を出力する。
ミックレンジが大きい位相変調器を実現する。 【解決手段】 入力信号11を２分岐する分岐回路101、
分岐回路の一方の出力信号の位相を反転する位相反転回
路102、第１及び第２の半導体レーザ103、113は分岐回
路101の出力信号及び位相反転回路102の出力信号に基づ
き２台の半導体レーザ103、113の出力信号を位相変調す
る第１及び第２の光位相変調器104、114、第１及び第２
の光位相変調器の出力信号12、13を光へテロダイン検波
してビート信号を出力する検波器105、第１及び第２の
半導体レーザ103、113の出力信号の周波数差を一定に制
御する周波数安定化回路106を具備し、検波器105から位
相変調信号を出力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ヘテロダイン方
式による位相変調器及び位相変調器を構成するための光
位相変調器に関する。
式による位相変調器及び位相変調器を構成するための光
位相変調器に関する。
【０００２】
【従来の技術】高周波信号に対して、変調度の大きい位
相変調を行う場合、従来の位相変調器としては、例えば
以下の２つを挙げることができる。
相変調を行う場合、従来の位相変調器としては、例えば
以下の２つを挙げることができる。
【０００３】従来の第１の方法としては、微分器と光へ
テロダイン方式を用いた周波数変調器を利用することに
よって位相変調器を実現することであり、第２の方法と
しては、光位相変調と光へテロダイン方式を用いて位相
変調器を実現することである。
テロダイン方式を用いた周波数変調器を利用することに
よって位相変調器を実現することであり、第２の方法と
しては、光位相変調と光へテロダイン方式を用いて位相
変調器を実現することである。
【０００４】従来の第１の方法は、例えば、Ｋ．Ｋｉｋ
ｕｓｈｉｍａ，ｅｔ ａｌ，”Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｐ
ｅｒ Ｗｉｄｅ−Ｂａｎｄ ＦＭ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏ
ｎＳｃｈｅｍｅ ａｎｄ Ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉ
ｏｎ ｔｏ Ｍｕｌｔｉ−Ｃｈａｎｎｅｌ ＡＭ Ｖｉ
ｄｅｏ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ
ｓ”，ＩＯＯＣ’９５ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅ
ｓｔ， Ｖｏｌ．５，ＰＤ２−７，ｐｐ．３３−３４に
示されている周波数変調器と微分器とを組み合わせて構
成される。
ｕｓｈｉｍａ，ｅｔ ａｌ，”Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｐ
ｅｒ Ｗｉｄｅ−Ｂａｎｄ ＦＭ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏ
ｎＳｃｈｅｍｅ ａｎｄ Ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉ
ｏｎ ｔｏ Ｍｕｌｔｉ−Ｃｈａｎｎｅｌ ＡＭ Ｖｉ
ｄｅｏ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ
ｓ”，ＩＯＯＣ’９５ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅ
ｓｔ， Ｖｏｌ．５，ＰＤ２−７，ｐｐ．３３−３４に
示されている周波数変調器と微分器とを組み合わせて構
成される。
【０００５】図５は、この従来の第１の方法による位相
変調器の構成を示すブロック図であり、１１は入力信
号、５０１は微分器、５０２は周波数変調用レーザ、５
０３は局部発振レーザ、５２は前記周波数変調用レーザ
５０２の出力である位相変調光、５３は前記局部発振レ
ーザ５０３の出力である局部発振光、５０４は前記位相
変調光５２と前記局部発振光５３とを光ヘテロダイン検
波してビート信号を出力する検波器、５４は前記検波器
５０４の出力であり、位相変調器の出力信号である。
変調器の構成を示すブロック図であり、１１は入力信
号、５０１は微分器、５０２は周波数変調用レーザ、５
０３は局部発振レーザ、５２は前記周波数変調用レーザ
５０２の出力である位相変調光、５３は前記局部発振レ
ーザ５０３の出力である局部発振光、５０４は前記位相
変調光５２と前記局部発振光５３とを光ヘテロダイン検
波してビート信号を出力する検波器、５４は前記検波器
５０４の出力であり、位相変調器の出力信号である。
【０００６】以上のように構成された従来の位相変調器
においては、周波数変調用レーザ５０２は入力信号１１
で変調され、出力光は強度変調されるが、同時に出力光
の周波数も変調される。いわゆる周波数チャープを生じ
る。周波数変調用レーザ５０２へ入力される信号は入力
信号１１を微分したものであるから、この出力光が位相
変調光５２である。線幅の狭い局部発振光５３と前記位
相変調光５２を合波して光ヘテロダイン検波をすれば、
出力信号として２つの光信号の周波数差のビート信号５
４が検波器５０４の出力として得られるが、前記位相変
調光５２は光の位相変調を受けているので、ビート信号
５４も光の位相変調分だけ位相変調されている。ビート
信号５４の位相変調指数は、周波数変調用レーザ５０２
の周波数チャープ量で決まるので、電気回路による位相
変調では実現できないような非常に変調度が大きい位相
変調信号が出力信号として得られる。
においては、周波数変調用レーザ５０２は入力信号１１
で変調され、出力光は強度変調されるが、同時に出力光
の周波数も変調される。いわゆる周波数チャープを生じ
る。周波数変調用レーザ５０２へ入力される信号は入力
信号１１を微分したものであるから、この出力光が位相
変調光５２である。線幅の狭い局部発振光５３と前記位
相変調光５２を合波して光ヘテロダイン検波をすれば、
出力信号として２つの光信号の周波数差のビート信号５
４が検波器５０４の出力として得られるが、前記位相変
調光５２は光の位相変調を受けているので、ビート信号
５４も光の位相変調分だけ位相変調されている。ビート
信号５４の位相変調指数は、周波数変調用レーザ５０２
の周波数チャープ量で決まるので、電気回路による位相
変調では実現できないような非常に変調度が大きい位相
変調信号が出力信号として得られる。
【０００７】図６は、従来の第２の方法による位相変調
器の構成を示すブロック図である。１１は入力信号、６
０１は半導体レーザ、１０４は光位相変調器、６２は前
記光位相変調器１０４の出力である位相変調光、５０３
は局部発振レーザ、５３は前記局部発振レーザ５０３の
出力である局部発振光、１０５は前記位相変調光６２と
前記局部発振光５３とを光へテロダイン検波してビート
信号を出力する検波器である。６４は前記検波器の出力
であり、位相変調器の出力信号である。
器の構成を示すブロック図である。１１は入力信号、６
０１は半導体レーザ、１０４は光位相変調器、６２は前
記光位相変調器１０４の出力である位相変調光、５０３
は局部発振レーザ、５３は前記局部発振レーザ５０３の
出力である局部発振光、１０５は前記位相変調光６２と
前記局部発振光５３とを光へテロダイン検波してビート
信号を出力する検波器である。６４は前記検波器の出力
であり、位相変調器の出力信号である。
【０００８】以上のように構成された従来の位相変調器
においては、電気光学効果を用いて光位相変調器１０４
において高周波信号の振幅変化を半導体レーザの出力光
の位相変化に変換し、位相変調光６２を作る。線幅の狭
い局部発振光５３と前記位相変調光６２とを合波して光
ヘテロダイン検波すれば、出力信号として２つの光信号
の周波数差のビート信号６４が検波器１０５の出力とし
て得られるが、前記位相変調光６２は光の位相変調を受
けているのでビート信号６４も光の位相変調分だけ位相
変調されている。光位相変調器１０４における位相変調
量は入力される高周波信号の電力で決定され、電力を増
加させるに従い位相変調量は増加する。
においては、電気光学効果を用いて光位相変調器１０４
において高周波信号の振幅変化を半導体レーザの出力光
の位相変化に変換し、位相変調光６２を作る。線幅の狭
い局部発振光５３と前記位相変調光６２とを合波して光
ヘテロダイン検波すれば、出力信号として２つの光信号
の周波数差のビート信号６４が検波器１０５の出力とし
て得られるが、前記位相変調光６２は光の位相変調を受
けているのでビート信号６４も光の位相変調分だけ位相
変調されている。光位相変調器１０４における位相変調
量は入力される高周波信号の電力で決定され、電力を増
加させるに従い位相変調量は増加する。
【０００９】図７は、前記光位相変調器１０４の構造を
示す模式図である。３０１は光学結晶、７０２は前記光
学結晶３０１内に設けられた光導波路、７０３及び７１
３は前記光導波路７０２の両側に設置された第１及び第
２の電極、３０４は前記第１及び第２の電極７０３、７
１３間に電界をかける駆動部である。
示す模式図である。３０１は光学結晶、７０２は前記光
学結晶３０１内に設けられた光導波路、７０３及び７１
３は前記光導波路７０２の両側に設置された第１及び第
２の電極、３０４は前記第１及び第２の電極７０３、７
１３間に電界をかける駆動部である。
【００１０】以上のように構成された従来の光位相変調
器においては、駆動部３０４によって第１及び第２の電
極７０３、７１３間にかけられた電界によって、光学結
晶３０１内に屈折率変化が生じる。光導波路７０２に導
かれた光信号は、この屈折率変化に伴って位相変調を受
けることになる。
器においては、駆動部３０４によって第１及び第２の電
極７０３、７１３間にかけられた電界によって、光学結
晶３０１内に屈折率変化が生じる。光導波路７０２に導
かれた光信号は、この屈折率変化に伴って位相変調を受
けることになる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
第１の構成では、半導体レーザを直接変調するために、
光周波数の制御が困難であるという課題を有しており、
従来の第２の構成では、光位相変調器に入力する高周波
信号を数ボルト程度まで増幅する必要があり、そのため
に増幅器に非常に高い線形性が必要となる課題を有して
いた。
第１の構成では、半導体レーザを直接変調するために、
光周波数の制御が困難であるという課題を有しており、
従来の第２の構成では、光位相変調器に入力する高周波
信号を数ボルト程度まで増幅する必要があり、そのため
に増幅器に非常に高い線形性が必要となる課題を有して
いた。
【００１２】請求項１記載の発明はかかる点に鑑みなさ
れたもので、２つの光信号を一方は高周波信号でもう一
方は位相を反転した高周波信号で位相変調を行い、それ
らを光へテロダイン検波することによって、ＣＮＲ性能
を改善できるを位相変調器を提供することを目的とす
る。
れたもので、２つの光信号を一方は高周波信号でもう一
方は位相を反転した高周波信号で位相変調を行い、それ
らを光へテロダイン検波することによって、ＣＮＲ性能
を改善できるを位相変調器を提供することを目的とす
る。
【００１３】請求項２、及び請求項３記載の発明は、請
求項１記載の発明の構成を簡略化することを目的として
なされたものである。
求項１記載の発明の構成を簡略化することを目的として
なされたものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
第１及び第２の半導体レーザと、前記２台の半導体レー
ザの出力光周波数を検知し、その周波数差を一定に制御
する周波数安定化回路と、入力信号を２分岐する分岐回
路と、前記分岐回路出力の一方の信号に基づき前記第１
の半導体レーザの出力光の位相を変調する第１の光位相
変調器と、前記分岐回路出力の他方の信号の位相を反転
する位相反転回路と、前記位相反転回路の出力信号に基
づき前記第２の半導体レーザの出力光の位相を変調する
第２の光位相変調器と、位相変調された前記第１及び第
２の半導体レーザの出力光を合波し光ヘテロダイン検波
する検波器とからなることを特徴とする位相変調器であ
り、請求項２記載の発明は、前記請求項１記載の発明の
位相変調器の１部を構成する光位相変調器として、光学
結晶内に設けられた第１及び第２の光導波路と、前記２
本の光導波路に前記光学結晶の電気光学効果の大きい結
晶軸に沿って逆向きの電界が生じるように設置された２
電極と、前記電極間に入力信号に応じた電界をかける駆
動部とからなることを特徴とする光位相変調器であり、
請求項３記載の発明は、第１及び第２の半導体レーザ
と、前記２台の半導体レーザの出力光周波数を検知し、
その周波数差を一定に制御する周波数安定化回路と、入
力信号に基づき前記第１及び第２の半導体レーザの出力
光の位相を変調する請求項２記載の発明である光位相変
調器と、位相変調された前記第１及び第２の半導体レー
ザの出力光を合波し光ヘテロダイン検波する検波器とか
らなることを特徴とする位相変調器である。
第１及び第２の半導体レーザと、前記２台の半導体レー
ザの出力光周波数を検知し、その周波数差を一定に制御
する周波数安定化回路と、入力信号を２分岐する分岐回
路と、前記分岐回路出力の一方の信号に基づき前記第１
の半導体レーザの出力光の位相を変調する第１の光位相
変調器と、前記分岐回路出力の他方の信号の位相を反転
する位相反転回路と、前記位相反転回路の出力信号に基
づき前記第２の半導体レーザの出力光の位相を変調する
第２の光位相変調器と、位相変調された前記第１及び第
２の半導体レーザの出力光を合波し光ヘテロダイン検波
する検波器とからなることを特徴とする位相変調器であ
り、請求項２記載の発明は、前記請求項１記載の発明の
位相変調器の１部を構成する光位相変調器として、光学
結晶内に設けられた第１及び第２の光導波路と、前記２
本の光導波路に前記光学結晶の電気光学効果の大きい結
晶軸に沿って逆向きの電界が生じるように設置された２
電極と、前記電極間に入力信号に応じた電界をかける駆
動部とからなることを特徴とする光位相変調器であり、
請求項３記載の発明は、第１及び第２の半導体レーザ
と、前記２台の半導体レーザの出力光周波数を検知し、
その周波数差を一定に制御する周波数安定化回路と、入
力信号に基づき前記第１及び第２の半導体レーザの出力
光の位相を変調する請求項２記載の発明である光位相変
調器と、位相変調された前記第１及び第２の半導体レー
ザの出力光を合波し光ヘテロダイン検波する検波器とか
らなることを特徴とする位相変調器である。
【００１５】
【発明の実施の形態】前記構成により、請求項１記載の
発明では、入力信号を２分岐して一方は、分岐された信
号に基づき第１の光位相変調器において第１の半導体レ
ーザ光を位相変調し、他方は分岐された信号の位相反転
信号に基づき第２の光位相変調器において第２の半導体
レーザ光を位相変調し、検波器で前記２つの位相変調光
を光へテロダイン検波してビート信号を出力する。
発明では、入力信号を２分岐して一方は、分岐された信
号に基づき第１の光位相変調器において第１の半導体レ
ーザ光を位相変調し、他方は分岐された信号の位相反転
信号に基づき第２の光位相変調器において第２の半導体
レーザ光を位相変調し、検波器で前記２つの位相変調光
を光へテロダイン検波してビート信号を出力する。
【００１６】請求項２記載の発明では、光学結晶上に設
置された２つの電極間に入力信号に応じた電界をかける
ことによって、第１及び第２の光導波路に逆向きの電界
が生じるため、電気光学効果により変調される位相量が
逆向きとなる２つの位相変調光を出力する。
置された２つの電極間に入力信号に応じた電界をかける
ことによって、第１及び第２の光導波路に逆向きの電界
が生じるため、電気光学効果により変調される位相量が
逆向きとなる２つの位相変調光を出力する。
【００１７】請求項３記載の発明では、前記第２の本発
明に記した光位相変調器を用いて、入力信号に基づき２
本の光導波路中の光信号をそれぞれ極性が逆向きに位相
変調し、検波器で前記２つの位相変調光を光へテロダイ
ン検波してビート信号を出力する。
明に記した光位相変調器を用いて、入力信号に基づき２
本の光導波路中の光信号をそれぞれ極性が逆向きに位相
変調し、検波器で前記２つの位相変調光を光へテロダイ
ン検波してビート信号を出力する。
【００１８】
（実施例１）以下本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。
照しながら説明する。
【００１９】図１は本発明の第１の実施例における位相
変調器の構成を示すブロック図である。１０１は入力信
号１１を２分岐する分岐回路、１０２は前記分岐回路の
一方の出力信号の位相を反転する位相反転回路、１０
３、１１３は第１及び第２の半導体レーザ、１０４、１
１４は前記分岐回路１０１の出力信号及び前記位相反転
回路１０２の出力信号に基づき前記２台の半導体レーザ
１０３、１１３の出力信号を位相変調する第１及び第２
の光位相変調器、１０５は前記第１及び第２の光位相変
調器の出力信号１２、１３を光へテロダイン検波してビ
ート信号を出力する検波器、１０６は前記第１及び第２
の半導体レーザ１０３、１１３の出力信号の周波数差を
一定に制御する周波数安定化回路である。
変調器の構成を示すブロック図である。１０１は入力信
号１１を２分岐する分岐回路、１０２は前記分岐回路の
一方の出力信号の位相を反転する位相反転回路、１０
３、１１３は第１及び第２の半導体レーザ、１０４、１
１４は前記分岐回路１０１の出力信号及び前記位相反転
回路１０２の出力信号に基づき前記２台の半導体レーザ
１０３、１１３の出力信号を位相変調する第１及び第２
の光位相変調器、１０５は前記第１及び第２の光位相変
調器の出力信号１２、１３を光へテロダイン検波してビ
ート信号を出力する検波器、１０６は前記第１及び第２
の半導体レーザ１０３、１１３の出力信号の周波数差を
一定に制御する周波数安定化回路である。
【００２０】以上のように構成された本実施例の位相変
調器について、以下その動作を説明する。
調器について、以下その動作を説明する。
【００２１】分岐回路１０１は入力信号１１を２分岐し
て出力し、出力信号のうち一方は位相反転回路１０２に
入力され位相反転信号が出力される。第１及び第２の光
位相変調器１０４、１１４にはそれぞれ第１、第２の半
導体レーザ１０３、１１３の出力光が入力され、前記分
岐回路１０１の出力信号及び前記位相反転回路１０２の
出力信号に基づきそれぞれ位相変調される。従って第１
及び第２の位相変調器の出力信号である位相変調光１
２、１３はそれぞれ逆相の位相変調がかかっていること
になる。前記２つの位相変調光１２、１３は、検波器１
０５で混合され、光へテロダイン検波された後、ビート
信号１４を出力する。このビート信号１４の周波数は、
前記位相変調光１２、１３の差の周波数である。周波数
安定化回路１０６は、前記第１及び第２の半導体レーザ
の１０３、１１３の出力光の光周波数をそれぞれ検知
し、制御するので、前記ビート信号１４の周波数を制御
することが可能となる。
て出力し、出力信号のうち一方は位相反転回路１０２に
入力され位相反転信号が出力される。第１及び第２の光
位相変調器１０４、１１４にはそれぞれ第１、第２の半
導体レーザ１０３、１１３の出力光が入力され、前記分
岐回路１０１の出力信号及び前記位相反転回路１０２の
出力信号に基づきそれぞれ位相変調される。従って第１
及び第２の位相変調器の出力信号である位相変調光１
２、１３はそれぞれ逆相の位相変調がかかっていること
になる。前記２つの位相変調光１２、１３は、検波器１
０５で混合され、光へテロダイン検波された後、ビート
信号１４を出力する。このビート信号１４の周波数は、
前記位相変調光１２、１３の差の周波数である。周波数
安定化回路１０６は、前記第１及び第２の半導体レーザ
の１０３、１１３の出力光の光周波数をそれぞれ検知
し、制御するので、前記ビート信号１４の周波数を制御
することが可能となる。
【００２２】図２は本実施例の位相変調器の各部におけ
る周波数スペクトラムの模式図である。
る周波数スペクトラムの模式図である。
【００２３】図２において、それぞれ（ａ）は位相変調
光１２、（ｂ）は位相変調光１３、（ｃ）はビート信号
１４の周波数スペクトラムを示している。
光１２、（ｂ）は位相変調光１３、（ｃ）はビート信号
１４の周波数スペクトラムを示している。
【００２４】図２（ａ）、（ｂ）に示す位相変調光１
２、１３の周波数スペクトラムの中心周波数をそれぞれ
ν１、ν２とする。
２、１３の周波数スペクトラムの中心周波数をそれぞれ
ν１、ν２とする。
【００２５】検出部１０５は、位相変調光１２、１３を
混合して光電気変換することにより、光へテロダイン検
波し、２つの光信号の差の周波数成分のビート信号１４
を出力する。一般に前記ビート信号以外の成分、例えば
和の周波数成分のビート信号はフィルタで除去される。
従って、ビート信号１４の周波数スペクトラムは図２
（ｃ）のようになり、その中心周波数はｆ１＝｜ν１−
ν２｜となる。周波数安定化回路１０６において｜ν１
−ν２｜を制御することによって、中心周波数ｆ１を制
御可能としている。
混合して光電気変換することにより、光へテロダイン検
波し、２つの光信号の差の周波数成分のビート信号１４
を出力する。一般に前記ビート信号以外の成分、例えば
和の周波数成分のビート信号はフィルタで除去される。
従って、ビート信号１４の周波数スペクトラムは図２
（ｃ）のようになり、その中心周波数はｆ１＝｜ν１−
ν２｜となる。周波数安定化回路１０６において｜ν１
−ν２｜を制御することによって、中心周波数ｆ１を制
御可能としている。
【００２６】第１及び第２の光位相変調器１０４、１１
４は、互いに位相が反転した信号である非反転信号と位
相反転信号に基づき、半導体レーザ１０３、１１３の出
力光を位相変調するため、位相変調光１２、１３の位相
変位の極性は互いに逆の関係にある。従って、ビート信
号１４の位相変位は、位相変調光１２、１３の位相変位
の和となる。位相変調光１２と位相変調光１３の位相変
位が同じであれば、ビート信号１４の位相変位は、位相
変調光１２、１３の位相変位の２倍となる。
４は、互いに位相が反転した信号である非反転信号と位
相反転信号に基づき、半導体レーザ１０３、１１３の出
力光を位相変調するため、位相変調光１２、１３の位相
変位の極性は互いに逆の関係にある。従って、ビート信
号１４の位相変位は、位相変調光１２、１３の位相変位
の和となる。位相変調光１２と位相変調光１３の位相変
位が同じであれば、ビート信号１４の位相変位は、位相
変調光１２、１３の位相変位の２倍となる。
【００２７】以上のように、本実施例によれば、光位相
変調器を２台使用することによって、１つの場合では性
能改善が困難な場合でも、出力信号の位相変位を２倍に
でき、ＣＮＲ特性を改善できる。さらに、半導体レーザ
の出力信号の周波数を制御することによって、位相変調
信号の周波数を制御可能としている。
変調器を２台使用することによって、１つの場合では性
能改善が困難な場合でも、出力信号の位相変位を２倍に
でき、ＣＮＲ特性を改善できる。さらに、半導体レーザ
の出力信号の周波数を制御することによって、位相変調
信号の周波数を制御可能としている。
【００２８】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。
ついて図面を参照しながら説明する。
【００２９】図３は本発明の第２の実施例における光位
相変調器の構造を示す模式図である。３０１は光学結
晶、３０２、３１２は前記光学結晶３０１中に設けられ
た第１及び第２の光導波路、３０３、３１３は、前記光
学結晶３０１の屈折率を変化させ前記２本の光導波路３
０２、３１２中を伝搬する光信号の位相変調を行う電界
を与えるための第１及び第２の電極、３０４は前記第１
及び第２の電極３０３、３１３間に電界をかける駆動
部、３１は前記第１及び第２の電極３０３、３１３間に
電界をかけたときに前記光学結晶３０１に生じる電界の
流れの一例を示したものである。但し、図３（ａ）は斜
めから見た図、図３（ｂ）は横から見た図である。
相変調器の構造を示す模式図である。３０１は光学結
晶、３０２、３１２は前記光学結晶３０１中に設けられ
た第１及び第２の光導波路、３０３、３１３は、前記光
学結晶３０１の屈折率を変化させ前記２本の光導波路３
０２、３１２中を伝搬する光信号の位相変調を行う電界
を与えるための第１及び第２の電極、３０４は前記第１
及び第２の電極３０３、３１３間に電界をかける駆動
部、３１は前記第１及び第２の電極３０３、３１３間に
電界をかけたときに前記光学結晶３０１に生じる電界の
流れの一例を示したものである。但し、図３（ａ）は斜
めから見た図、図３（ｂ）は横から見た図である。
【００３０】以上のように構成された本実施例の光位相
変調器について、以下その動作を説明する。
変調器について、以下その動作を説明する。
【００３１】光学結晶３０１中に設けられた２本の光導
波路３０２、３１２にそれぞれ光信号が導かれる。光学
結晶３０１としては、ＬｉＮｂＯ3のような電気光学定
数が大きい結晶が適している。本実施例では１例とし
て、係数の大きい方向を図３に示すように、垂直方向
（ｚ軸方向）に取っている。第１及び第２の電極３０
３、３１３はそれぞれ前記第１及び第２の光導波路３０
２、３１２に前記光学結晶３０１の電気光学効果の大き
い結晶軸に沿って逆向きの電界がかかるように設置され
る。駆動部３０４が前記第１及び第２の電極３０３、３
１３間に電圧をかけると、図３（ｂ）に示すような電界
３１が生じる。この電界によって、光学結晶３０１は屈
折率変化を生じ、第１及び第２の光導波路３０２、３１
２を伝搬する光信号は位相変調を受けることになる。こ
のとき、第１の光導波路３０２と第２の光導波路３１２
を横切る電界方向はｚ軸方向に関して逆向きであるた
め、前記第及び第２の光導波路をそれぞれ伝搬する光信
号には極性が互いに逆の位相変調が生じる。
波路３０２、３１２にそれぞれ光信号が導かれる。光学
結晶３０１としては、ＬｉＮｂＯ3のような電気光学定
数が大きい結晶が適している。本実施例では１例とし
て、係数の大きい方向を図３に示すように、垂直方向
（ｚ軸方向）に取っている。第１及び第２の電極３０
３、３１３はそれぞれ前記第１及び第２の光導波路３０
２、３１２に前記光学結晶３０１の電気光学効果の大き
い結晶軸に沿って逆向きの電界がかかるように設置され
る。駆動部３０４が前記第１及び第２の電極３０３、３
１３間に電圧をかけると、図３（ｂ）に示すような電界
３１が生じる。この電界によって、光学結晶３０１は屈
折率変化を生じ、第１及び第２の光導波路３０２、３１
２を伝搬する光信号は位相変調を受けることになる。こ
のとき、第１の光導波路３０２と第２の光導波路３１２
を横切る電界方向はｚ軸方向に関して逆向きであるた
め、前記第及び第２の光導波路をそれぞれ伝搬する光信
号には極性が互いに逆の位相変調が生じる。
【００３２】以上のように、本実施例によれば、１つの
光学結晶内に第１及び第２の光導波路を形成し、前記第
１及び第２の光導波路にそれぞれ電気光学効果の大きい
結晶軸に沿って逆向きの電界を生じさせることによっ
て、前記第１及び第２の光導波路を伝搬する光信号に対
して同時に且つ極性が逆の位相変調をかけることが可能
となる。
光学結晶内に第１及び第２の光導波路を形成し、前記第
１及び第２の光導波路にそれぞれ電気光学効果の大きい
結晶軸に沿って逆向きの電界を生じさせることによっ
て、前記第１及び第２の光導波路を伝搬する光信号に対
して同時に且つ極性が逆の位相変調をかけることが可能
となる。
【００３３】（実施例３）以下本発明の第３の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。
ついて図面を参照しながら説明する。
【００３４】図４は本発明の第３の実施例における位相
変調器の構成を示すブロック図である。
変調器の構成を示すブロック図である。
【００３５】第３の実施例は第１の実施例とは光位相変
調器の部分が異なっている。第１の実施例では、入力信
号を２分岐し、一方の出力を位相反転し、その２信号に
よって、それぞれ２つの光信号を位相変調しているが、
この部分の機能を第３の実施例では、第２の実施例に示
した光位相変調器４０１を用いることによって実現して
いる。その他の部分は機能的に図１と同じであり、同じ
番号を付してある。
調器の部分が異なっている。第１の実施例では、入力信
号を２分岐し、一方の出力を位相反転し、その２信号に
よって、それぞれ２つの光信号を位相変調しているが、
この部分の機能を第３の実施例では、第２の実施例に示
した光位相変調器４０１を用いることによって実現して
いる。その他の部分は機能的に図１と同じであり、同じ
番号を付してある。
【００３６】以上のように構成された本実施例の位相変
調器について、以下その動作を説明する。
調器について、以下その動作を説明する。
【００３７】第１の実施例の動作とほとんど同じであ
り、簡単に説明する。周波数安定化回路１０６によって
周波数制御された第１及び第２の半導体レーザ１０３、
１１３の２つの出力光は、光位相変調器４０１に入力さ
れる。前記光位相変調器４０１は図３に示したような構
造であり、前記２つの出力光にそれぞれ極性が逆向きの
位相変調をかけ、位相変調光１２、１３を出力する。検
出器１０５は第１の実施例同様前記位相変調光１２、１
３を混合し、光へテロダイン検波してビート信号１４を
出力する。
り、簡単に説明する。周波数安定化回路１０６によって
周波数制御された第１及び第２の半導体レーザ１０３、
１１３の２つの出力光は、光位相変調器４０１に入力さ
れる。前記光位相変調器４０１は図３に示したような構
造であり、前記２つの出力光にそれぞれ極性が逆向きの
位相変調をかけ、位相変調光１２、１３を出力する。検
出器１０５は第１の実施例同様前記位相変調光１２、１
３を混合し、光へテロダイン検波してビート信号１４を
出力する。
【００３８】この場合、本実施例の位相変調器の各部に
おける周波数スペクトルは図２に示したものと同じにな
り、位相変調光１２と位相変調光１３の位相変位が同じ
であれば、ビート信号１４の位相変位は、位相変調光１
２、１３の位相変位の２倍となる。
おける周波数スペクトルは図２に示したものと同じにな
り、位相変調光１２と位相変調光１３の位相変位が同じ
であれば、ビート信号１４の位相変位は、位相変調光１
２、１３の位相変位の２倍となる。
【００３９】以上のように、本実施例によれば、第２の
実施例に示した光位相変調器を使用することによって、
従来の光位相変調器を使用した場合に比べて、出力信号
の位相変位を２倍にでき、ＣＮＲ特性を改善できる。さ
らに、半導体レーザの出力信号の周波数を制御すること
によって、位相変調信号の周波数を制御可能としてい
る。また、第１の実施例の分岐回路１０１及び位相反転
回路１０２が不要となるため、構成がより簡易になる。
実施例に示した光位相変調器を使用することによって、
従来の光位相変調器を使用した場合に比べて、出力信号
の位相変位を２倍にでき、ＣＮＲ特性を改善できる。さ
らに、半導体レーザの出力信号の周波数を制御すること
によって、位相変調信号の周波数を制御可能としてい
る。また、第１の実施例の分岐回路１０１及び位相反転
回路１０２が不要となるため、構成がより簡易になる。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明、及び請求項３記載の発明によれば、光位相変調器を
用いて２つの光信号をそれぞれ極性が逆の位相変調を行
い、光へテロダイン検波することによって、従来の構成
に比べて位相変調量を２倍にすることができる。また、
２台の半導体レーザの周波数を制御することによって、
位相変調信号の周波数が制御可能となる。
明、及び請求項３記載の発明によれば、光位相変調器を
用いて２つの光信号をそれぞれ極性が逆の位相変調を行
い、光へテロダイン検波することによって、従来の構成
に比べて位相変調量を２倍にすることができる。また、
２台の半導体レーザの周波数を制御することによって、
位相変調信号の周波数が制御可能となる。
【００４１】請求項２記載の発明によれば、１つの光学
結晶内に設置された第１及び第２の光導波路と、前記光
学結晶の電気光学効果の大きい結晶軸に沿って逆向きの
電界が生じるように電極を２つ設置することによって、
２つの光信号に対して同時に且つ極性が逆向きの光位相
変調をかけることができる。
結晶内に設置された第１及び第２の光導波路と、前記光
学結晶の電気光学効果の大きい結晶軸に沿って逆向きの
電界が生じるように電極を２つ設置することによって、
２つの光信号に対して同時に且つ極性が逆向きの光位相
変調をかけることができる。
【図１】本発明の第１の実施例の位相変調器の構成を示
すブロック図
すブロック図
【図２】第１の実施例の位相変調器の各部における周波
数スペクトラムの模式図
数スペクトラムの模式図
【図３】本発明の第２の実施例の光位相変調器の構成を
示す模式図
示す模式図
【図４】本発明の第３の実施例の位相変調器の構成を示
すブロック図
すブロック図
【図５】従来の第１の位相変調器の構成を示すブロック
図
図
【図６】従来の第２の位相変調器の構成を示すブロック
図
図
【図７】従来の光位相変調器の構成を示す模式図
１０１ 分岐回路 １０２ 位相反転回路 １０３ 第１の半導体レーザ １１３ 第２の半導体レーザ １０４ 第１の光位相変調器 １１４ 第２の光位相変調器 １０５ 検出器 １０６ 周波数安定化回路 ３０１ 光学結晶 ３０２ 第１の光導波路 ３１２ 第２の光導波路 ３０３ 第１の電極 ３１３ 第２の電極 ４０１ 光位相変調器
Claims (3)
- 【請求項１】第１及び第２の半導体レーザと、前記２台
の半導体レーザの出力光周波数を検知し、その周波数差
を一定に制御する周波数安定化回路と、入力信号を２分
岐する分岐回路と、前記分岐回路出力の一方の信号に基
づき前記第１の半導体レーザの出力光の位相を変調する
第１の光位相変調器と、前記分岐回路出力の他方の信号
の位相を反転する位相反転回路と、前記位相反転回路の
出力信号に基づき前記第２の半導体レーザの出力光の位
相を変調する第２の光位相変調器と、位相変調された前
記第１及び第２の半導体レーザの出力光を合波し光ヘテ
ロダイン検波する検波器とからなることを特徴とする位
相変調器。 - 【請求項２】光学結晶内に設けられた第１及び第２の光
導波路と、前記２本の光導波路に前記光学結晶の電気光
学効果の大きい結晶軸に沿って逆向きの電界が生じるよ
うに設置された２電極と、前記電極間に入力信号に応じ
た電界をかける駆動部とからなることを特徴とする光位
相変調器。 - 【請求項３】第１及び第２の半導体レーザと、前記２台
の半導体レーザの出力光周波数を検知し、その周波数差
を一定に制御する周波数安定化回路と、入力信号に基づ
き前記第１及び第２の半導体レーザの出力光の位相を変
調する請求項２記載の光位相変調器と、位相変調された
前記第１及び第２の半導体レーザの出力光を合波し光ヘ
テロダイン検波する検波器とからなることを特徴とする
位相変調器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25738695A JP3550823B2 (ja) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | 位相変調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25738695A JP3550823B2 (ja) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | 位相変調器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09101548A true JPH09101548A (ja) | 1997-04-15 |
| JP3550823B2 JP3550823B2 (ja) | 2004-08-04 |
Family
ID=17305675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25738695A Expired - Fee Related JP3550823B2 (ja) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | 位相変調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3550823B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010062619A (ja) * | 2008-09-01 | 2010-03-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 周波数変調信号発生方法及び発生装置 |
| JP2013032933A (ja) * | 2011-08-01 | 2013-02-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ホモダイン検波方式電磁波分光測定システム |
| JP2021129208A (ja) * | 2020-02-13 | 2021-09-02 | Kddi株式会社 | 変調装置、変調システム及び光送信装置 |
| WO2022185400A1 (ja) * | 2021-03-02 | 2022-09-09 | 日本電信電話株式会社 | 光送信装置及び送信方法 |
-
1995
- 1995-10-04 JP JP25738695A patent/JP3550823B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010062619A (ja) * | 2008-09-01 | 2010-03-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 周波数変調信号発生方法及び発生装置 |
| JP2013032933A (ja) * | 2011-08-01 | 2013-02-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ホモダイン検波方式電磁波分光測定システム |
| JP2021129208A (ja) * | 2020-02-13 | 2021-09-02 | Kddi株式会社 | 変調装置、変調システム及び光送信装置 |
| WO2022185400A1 (ja) * | 2021-03-02 | 2022-09-09 | 日本電信電話株式会社 | 光送信装置及び送信方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3550823B2 (ja) | 2004-08-04 |
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