JPH0951308A - 光通信装置 - Google Patents
光通信装置Info
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- JPH0951308A JPH0951308A JP7216661A JP21666195A JPH0951308A JP H0951308 A JPH0951308 A JP H0951308A JP 7216661 A JP7216661 A JP 7216661A JP 21666195 A JP21666195 A JP 21666195A JP H0951308 A JPH0951308 A JP H0951308A
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- transmission line
- optical fiber
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 長距離の光ファイバ通信におけるC/N比の
改善。 【解決手段】 光送信部1と光ファイバ伝送路2と音響
変換部3が外部情報に応じて圧縮伸張することにより光
伝送路4の光を偏波面変調する光外部変調器5と変調光
を受信する光受信部6を備えた装置において、光ファイ
バ伝送路2と光伝送路4の音響共鳴周波数とが異なるよ
うにする。請求項2は光ファイバ伝送路2の光ファイバ
径と光外部変調器5の光伝送路4の光ファイバ径とを異
ならせる。請求項3は光伝送路4の音響変換部3と接す
る部分のクラッド外周に金属層を形成する。請求項4は
光ファイバ伝送路2の光ファイバのクラッド外周に金属
層を形成する。請求項5は金属層が光ファイバのカーボ
ンコーティングされたクラッド上にNiメッキ処理を施
したものである。請求項6は光伝送路4の温度を光ファ
イバ伝送路2の温度と異なる温度に保持する。請求項7
は光外部変調器5に光伝送路4の温度を光ファイバ伝送
路2と異ならせる温度制御部7を設ける。
改善。 【解決手段】 光送信部1と光ファイバ伝送路2と音響
変換部3が外部情報に応じて圧縮伸張することにより光
伝送路4の光を偏波面変調する光外部変調器5と変調光
を受信する光受信部6を備えた装置において、光ファイ
バ伝送路2と光伝送路4の音響共鳴周波数とが異なるよ
うにする。請求項2は光ファイバ伝送路2の光ファイバ
径と光外部変調器5の光伝送路4の光ファイバ径とを異
ならせる。請求項3は光伝送路4の音響変換部3と接す
る部分のクラッド外周に金属層を形成する。請求項4は
光ファイバ伝送路2の光ファイバのクラッド外周に金属
層を形成する。請求項5は金属層が光ファイバのカーボ
ンコーティングされたクラッド上にNiメッキ処理を施
したものである。請求項6は光伝送路4の温度を光ファ
イバ伝送路2の温度と異なる温度に保持する。請求項7
は光外部変調器5に光伝送路4の温度を光ファイバ伝送
路2と異ならせる温度制御部7を設ける。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバを用いた
光通信装置に関するものであり、例えば離れた複数の地
点で得た情報を1本の長い光ファイバに載せて伝送して
収集する長距離多地点情報収集システムに使用できるも
のである。
光通信装置に関するものであり、例えば離れた複数の地
点で得た情報を1本の長い光ファイバに載せて伝送して
収集する長距離多地点情報収集システムに使用できるも
のである。
【0002】
【従来の技術】光通信装置には従来より各種のものがあ
るが、その一つとして、光源である送信側の発光素子
(半導体レーザ素子、発光ダイオード等)への印加電流
を情報信号で変調して同発光素子からの出力光を直接変
調し、その変調光を光ファイバにより伝送し、この変調
光を受信側の検光子を通して受光器で受信する直接変調
・直接検波方式の光通信装置があった。
るが、その一つとして、光源である送信側の発光素子
(半導体レーザ素子、発光ダイオード等)への印加電流
を情報信号で変調して同発光素子からの出力光を直接変
調し、その変調光を光ファイバにより伝送し、この変調
光を受信側の検光子を通して受光器で受信する直接変調
・直接検波方式の光通信装置があった。
【0003】これとは別に近年は図5に示すように送信
側の発光素子(直流光源)Aから変調せずに光を出力
し、その光を光ファイバBで伝搬中に、光ファイバBの
途中に設けた光外部変調器Cにより所望の情報信号で偏
波面変調し、この偏波面変調光を受信側の検光子Dを通
して受光することにより強度変調光に変換し、この強度
変調光をO/E変換器Eで受信するようにした光外部変
調方式・直接検波方式の光通信装置が開発されている。
なお、O/E変換器Eから出力される電気信号はスペク
トラムアナライザF等で観測される。
側の発光素子(直流光源)Aから変調せずに光を出力
し、その光を光ファイバBで伝搬中に、光ファイバBの
途中に設けた光外部変調器Cにより所望の情報信号で偏
波面変調し、この偏波面変調光を受信側の検光子Dを通
して受光することにより強度変調光に変換し、この強度
変調光をO/E変換器Eで受信するようにした光外部変
調方式・直接検波方式の光通信装置が開発されている。
なお、O/E変換器Eから出力される電気信号はスペク
トラムアナライザF等で観測される。
【0004】後者の光通信装置で使用される光外部変調
器Cの一つとして音響光学効果を利用したものが提案さ
れている。この光外部変調器Cは図6(b)に示すよう
に、石英ガラスからなる基体41の一方の面に薄膜状の
下部電極45、圧電膜46、上部電極47がこの順序で
積層されて圧電素子部49が形成され、下部電極45と
上部電極47に圧電膜46を駆動するための変調信号を
導入するリード線42が接続され、更に、同図(a)の
ように基体41の他方の面のうち前記圧電膜46の真下
の位置に光ファイバ40が配置され、この光ファイバ4
0の所望長の部分が同光ファイバ40のクラッドの固有
音響インピーダンス(音波の伝搬媒質の密度と音速の積
をいう)と近接した固有音響インピーダンスを有する被
覆材43で被覆されて基体41に固定されてなるもので
ある。
器Cの一つとして音響光学効果を利用したものが提案さ
れている。この光外部変調器Cは図6(b)に示すよう
に、石英ガラスからなる基体41の一方の面に薄膜状の
下部電極45、圧電膜46、上部電極47がこの順序で
積層されて圧電素子部49が形成され、下部電極45と
上部電極47に圧電膜46を駆動するための変調信号を
導入するリード線42が接続され、更に、同図(a)の
ように基体41の他方の面のうち前記圧電膜46の真下
の位置に光ファイバ40が配置され、この光ファイバ4
0の所望長の部分が同光ファイバ40のクラッドの固有
音響インピーダンス(音波の伝搬媒質の密度と音速の積
をいう)と近接した固有音響インピーダンスを有する被
覆材43で被覆されて基体41に固定されてなるもので
ある。
【0005】前記図6の光外部変調器Cは、外部情報が
印加されると、その情報に応じて高周波発生器44から
リード線42を通して上部電極47と下部電極45間に
変調信号が印加され、このとき圧電膜46から周期的に
弾性波が発生し、弾性波による応力が基体41を介して
光ファイバ40に印加され、光ファイバ40の内部に屈
折率分布が生じて通過光の偏波状態が変化するものであ
る。
印加されると、その情報に応じて高周波発生器44から
リード線42を通して上部電極47と下部電極45間に
変調信号が印加され、このとき圧電膜46から周期的に
弾性波が発生し、弾性波による応力が基体41を介して
光ファイバ40に印加され、光ファイバ40の内部に屈
折率分布が生じて通過光の偏波状態が変化するものであ
る。
【0006】この種の光外部変調器Cでは印加信号の周
波数を後に述べる音響共鳴周波数に設定することによ
り、光ファイバ40のコア内を伝播する被変調光を効率
良く偏波面変調することができる。印加信号の周波数を
音響共鳴周波数に設定すると、光外部変調器Cの圧電部
で発生した弾性波が光ファイバ内で共鳴し、同弾性波が
コアに大きく作用してコアに大きな複屈折が生じ、被変
調光の偏波面が大きく変化する。このため図5に示す光
通信装置においてRFモデムGのキャリア周波数を下記
の式(1)により決定されるファイバ共鳴周波数に設定
すると、センサHで検知された情報信号を効率良く局に
伝送することができる。
波数を後に述べる音響共鳴周波数に設定することによ
り、光ファイバ40のコア内を伝播する被変調光を効率
良く偏波面変調することができる。印加信号の周波数を
音響共鳴周波数に設定すると、光外部変調器Cの圧電部
で発生した弾性波が光ファイバ内で共鳴し、同弾性波が
コアに大きく作用してコアに大きな複屈折が生じ、被変
調光の偏波面が大きく変化する。このため図5に示す光
通信装置においてRFモデムGのキャリア周波数を下記
の式(1)により決定されるファイバ共鳴周波数に設定
すると、センサHで検知された情報信号を効率良く局に
伝送することができる。
【0007】前記光ファイバBの音響共鳴周波数は、同
光ファイバB中を伝わる弾性波の速度(V)とファイバ
の外径(d)とによって決まることがわかっている。具
体的には光ファイバにおける共鳴周波数は、距離(d)
を離して対向させた2枚の平行平板の音響共鳴周波数と
して近似することができ、この場合の音響共鳴周波数間
隔fは f=V/d ・・・・・・・・・・(1) で与えられる。
光ファイバB中を伝わる弾性波の速度(V)とファイバ
の外径(d)とによって決まることがわかっている。具
体的には光ファイバにおける共鳴周波数は、距離(d)
を離して対向させた2枚の平行平板の音響共鳴周波数と
して近似することができ、この場合の音響共鳴周波数間
隔fは f=V/d ・・・・・・・・・・(1) で与えられる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】図5に示す光通信装置
では光ファイバBがある程度長くなると次の様な問題が
生じる。光伝送路である光ファイバB中では熱的に励起
された格子振動が多く存在する。この格子振動(=音
波)はクラッド径と音速から決まる音響共鳴条件のもと
で、光ファイバB中に複屈折を生じさせて伝搬光の偏波
状態を変化させる。この格子振動の共鳴に伴う偏波状態
の変化は伝搬光に対して位相雑音を付加することにな
る。この位相雑音は伝搬距離が長い程大きくなる。一方
で、光ファイバと光外部変調器の光伝送路の共鳴周波数
が同じ場合(V/dが同じ:例えば同じ石英ファイバの
場合はクラッド径が同じ)、変調器を効率よく駆動でき
る周波数帯と雑音の周波数が重なってしまう。従って、
例えば多地点で情報収集を行う光伝送システムのように
光ファイバが長い場合は、信号周波数にレベルの高い位
相雑音が重なり、C/N比が劣化するなど問題になる。
では光ファイバBがある程度長くなると次の様な問題が
生じる。光伝送路である光ファイバB中では熱的に励起
された格子振動が多く存在する。この格子振動(=音
波)はクラッド径と音速から決まる音響共鳴条件のもと
で、光ファイバB中に複屈折を生じさせて伝搬光の偏波
状態を変化させる。この格子振動の共鳴に伴う偏波状態
の変化は伝搬光に対して位相雑音を付加することにな
る。この位相雑音は伝搬距離が長い程大きくなる。一方
で、光ファイバと光外部変調器の光伝送路の共鳴周波数
が同じ場合(V/dが同じ:例えば同じ石英ファイバの
場合はクラッド径が同じ)、変調器を効率よく駆動でき
る周波数帯と雑音の周波数が重なってしまう。従って、
例えば多地点で情報収集を行う光伝送システムのように
光ファイバが長い場合は、信号周波数にレベルの高い位
相雑音が重なり、C/N比が劣化するなど問題になる。
【0009】本発明の目的は光ファイバ内で生じた位相
雑音が、光外部変調器において印加された信号に重なり
C/N比が劣化することを抑え、長距離伝送においても
良好なC/N比で通信を可能とする光通信装置を提供す
ることにある。
雑音が、光外部変調器において印加された信号に重なり
C/N比が劣化することを抑え、長距離伝送においても
良好なC/N比で通信を可能とする光通信装置を提供す
ることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、光外部変調器の光伝送路における共鳴周波数
を光ファイバ伝送路における共鳴周波数と異なるように
し、光ファイバ伝送路内で生じる位相雑音の周波数と異
なる周波数帯域で信号を送信できるようにしたものであ
り、具体的には次の様にした。
するため、光外部変調器の光伝送路における共鳴周波数
を光ファイバ伝送路における共鳴周波数と異なるように
し、光ファイバ伝送路内で生じる位相雑音の周波数と異
なる周波数帯域で信号を送信できるようにしたものであ
り、具体的には次の様にした。
【0011】本発明のうち請求項1記載の光通信装置
は、光送信部1と、光送信部1からの光を伝送する光フ
ァイバ伝送路2と、音響的に結合された音響変換部3と
光伝送路4を有し且つ光ファイバ伝送路2の所望箇所に
配置されて、その音響変換部3が外部情報に応じて圧縮
伸張することにより光伝送路4を伝搬中の光の偏波面を
外部情報に応じて変化させる光外部変調器5と、光ファ
イバ伝送路2を通過してきた偏波面変調光を受信する光
受信部6を備えた光通信装置において、前記光ファイバ
伝送路2に使用される光ファイバの音響共鳴周波数と光
外部変調器5における光伝送路4の音響共鳴周波数とが
互いに異なることを特徴とするものである。
は、光送信部1と、光送信部1からの光を伝送する光フ
ァイバ伝送路2と、音響的に結合された音響変換部3と
光伝送路4を有し且つ光ファイバ伝送路2の所望箇所に
配置されて、その音響変換部3が外部情報に応じて圧縮
伸張することにより光伝送路4を伝搬中の光の偏波面を
外部情報に応じて変化させる光外部変調器5と、光ファ
イバ伝送路2を通過してきた偏波面変調光を受信する光
受信部6を備えた光通信装置において、前記光ファイバ
伝送路2に使用される光ファイバの音響共鳴周波数と光
外部変調器5における光伝送路4の音響共鳴周波数とが
互いに異なることを特徴とするものである。
【0012】本発明のうち請求項2記載の光通信装置
は、請求項1記載の光通信装置の光ファイバ伝送路2に
使用される光ファイバの径と光外部変調器5における光
伝送路4に使用される光ファイバの径とを異ならせるこ
とにより、光ファイバ伝送路2の音響共鳴周波数と光外
部変調器5における光伝送路4の音響共鳴周波数とを異
ならせたものである。
は、請求項1記載の光通信装置の光ファイバ伝送路2に
使用される光ファイバの径と光外部変調器5における光
伝送路4に使用される光ファイバの径とを異ならせるこ
とにより、光ファイバ伝送路2の音響共鳴周波数と光外
部変調器5における光伝送路4の音響共鳴周波数とを異
ならせたものである。
【0013】本発明のうち請求項3記載の光通信装置
は、請求項1記載の光通信装置の光伝送路4に使用した
光ファイバのうち音響変換部3と接する部分のクラッド
外周に金属層を形成することにより、光ファイバ伝送路
2の音響共鳴周波数と光外部変調器5における光伝送路
4の音響共鳴周波数とを異ならせたものである。
は、請求項1記載の光通信装置の光伝送路4に使用した
光ファイバのうち音響変換部3と接する部分のクラッド
外周に金属層を形成することにより、光ファイバ伝送路
2の音響共鳴周波数と光外部変調器5における光伝送路
4の音響共鳴周波数とを異ならせたものである。
【0014】本発明のうち請求項4記載の光通信装置
は、請求項1記載の光通信装置の光伝送路2を構成する
光ファイバのクラッド外周に金属層を形成することによ
り、光ファイバ伝送路2の音響共鳴周波数と光外部変調
器5における光伝送路4の音響共鳴周波数とを異ならせ
たものである。
は、請求項1記載の光通信装置の光伝送路2を構成する
光ファイバのクラッド外周に金属層を形成することによ
り、光ファイバ伝送路2の音響共鳴周波数と光外部変調
器5における光伝送路4の音響共鳴周波数とを異ならせ
たものである。
【0015】本発明のうち請求項5記載の光通信装置
は、請求項3、4記載の光通信装置において、金属層が
光ファイバのカーボンコーティングされたクラッド上に
Niメッキ処理を施したものである。
は、請求項3、4記載の光通信装置において、金属層が
光ファイバのカーボンコーティングされたクラッド上に
Niメッキ処理を施したものである。
【0016】本発明のうち請求項6記載の光通信装置
は、請求項1記載の光通信装置の光外部変調器5におけ
る光伝送路4の温度を光ファイバ伝送路2の温度と異な
る温度に保持することにより、光ファイバ伝送路2の音
響共鳴周波数と光外部変調器5における光伝送路4の音
響共鳴周波数とを異ならせたものである。
は、請求項1記載の光通信装置の光外部変調器5におけ
る光伝送路4の温度を光ファイバ伝送路2の温度と異な
る温度に保持することにより、光ファイバ伝送路2の音
響共鳴周波数と光外部変調器5における光伝送路4の音
響共鳴周波数とを異ならせたものである。
【0017】本発明のうち請求項7記載の光通信装置
は、請求項6記載の光通信装置の光外部変調器5に、そ
の温度を制御して光伝送路4の温度を光ファイバ伝送路
2の温度と異ならせる温度制御部7を設けたものであ
る。
は、請求項6記載の光通信装置の光外部変調器5に、そ
の温度を制御して光伝送路4の温度を光ファイバ伝送路
2の温度と異ならせる温度制御部7を設けたものであ
る。
【0018】
【作用】本発明の請求項1〜請求項7の光通信装置では
光ファイバ伝送路2における音響共鳴周波数と光外部変
調器5の伝送路4における音響共鳴周波数とが異なるの
で、光信号を光ファイバ伝送路2中で生じる位相雑音の
周波数と異なる周波数帯で且つ光外部変調器5の共鳴周
波数帯で共鳴する周波数帯で伝送すれば、光外部変調器
5において光信号に位相雑音が重なることが無く、C/
N比が劣化しない。
光ファイバ伝送路2における音響共鳴周波数と光外部変
調器5の伝送路4における音響共鳴周波数とが異なるの
で、光信号を光ファイバ伝送路2中で生じる位相雑音の
周波数と異なる周波数帯で且つ光外部変調器5の共鳴周
波数帯で共鳴する周波数帯で伝送すれば、光外部変調器
5において光信号に位相雑音が重なることが無く、C/
N比が劣化しない。
【0019】
【発明の実施の形態1】図1は本発明の光通信装置の第
1の実施の形態を示したものであり、多地点で撮影した
映像を1本の光ファイバで伝送して収集できるようにし
た情報収集システムに応用した例である。これは局内に
設置した光送信部(E/O変換器)1と光受信部6とを
全長約10Kmの光ファイバ伝送路2でループ接続し、
光ファイバ伝送路2の途中にTVカメラ10とTVカメ
ラ10の映像信号をAM変調するTV変調器11と光フ
ァイバ伝送路2中を伝搬する光の偏波面をTV変調器1
1の出力信号で変調する光外部変調器5とからなる変調
装置を複数台設けてある。この情報収集システムでは局
内の光送信部1から出力されて光ファイバ伝送路2中を
伝搬される光を個々のTVカメラ10の映像信号で駆動
される個々の光外部変調器5で偏波面変調し、その偏波
面変調光を局内の光受信部6の検光子12を通して強度
変調光に変換し、これをO/E変換器13で電気信号に
変換し、その電気信号を処理部14で処理して最終的に
各カメラ10の映像を受信側において再現されるように
してある。
1の実施の形態を示したものであり、多地点で撮影した
映像を1本の光ファイバで伝送して収集できるようにし
た情報収集システムに応用した例である。これは局内に
設置した光送信部(E/O変換器)1と光受信部6とを
全長約10Kmの光ファイバ伝送路2でループ接続し、
光ファイバ伝送路2の途中にTVカメラ10とTVカメ
ラ10の映像信号をAM変調するTV変調器11と光フ
ァイバ伝送路2中を伝搬する光の偏波面をTV変調器1
1の出力信号で変調する光外部変調器5とからなる変調
装置を複数台設けてある。この情報収集システムでは局
内の光送信部1から出力されて光ファイバ伝送路2中を
伝搬される光を個々のTVカメラ10の映像信号で駆動
される個々の光外部変調器5で偏波面変調し、その偏波
面変調光を局内の光受信部6の検光子12を通して強度
変調光に変換し、これをO/E変換器13で電気信号に
変換し、その電気信号を処理部14で処理して最終的に
各カメラ10の映像を受信側において再現されるように
してある。
【0020】図1の情報収集システムでは、光ファイバ
伝送路2としてクラッド外径φ125μm、モードフィ
ールド径9μmのシングルモード光ファイバを使用する
ものであり、この場合、光ファイバ伝送路2の音響共鳴
周波数間隔は縦波について(5960m/s)/(12
5μm/s)=47.68MHz(約48MHz)とな
り、横波について(3760m/s)/(125μm)
=30.08MHz(約30MHz)となる。但し、前
記音響共鳴周波数は石英中の縦波の音速を5960m/
sとし、横波の音速を3760m/sとして計算した。
伝送路2としてクラッド外径φ125μm、モードフィ
ールド径9μmのシングルモード光ファイバを使用する
ものであり、この場合、光ファイバ伝送路2の音響共鳴
周波数間隔は縦波について(5960m/s)/(12
5μm/s)=47.68MHz(約48MHz)とな
り、横波について(3760m/s)/(125μm)
=30.08MHz(約30MHz)となる。但し、前
記音響共鳴周波数は石英中の縦波の音速を5960m/
sとし、横波の音速を3760m/sとして計算した。
【0021】この光ファイバ伝送路2に光を伝搬したと
ころ、発生した位相雑音の周波数帯は、...173、
179、203、227、233、263、274、2
93、322、323、353、370、384、41
4、417MHz・・・であり、下線のないところは横
波による位相雑音で、先に求めた光ファイバ伝送路2の
横波の音響共鳴周波数30MHzの間隔に概略一致して
おり、下線部は縦波による位相雑音で、これもまた先に
求めた光ファイバ伝送路2の縦波の音響共鳴周波数48
MHzの間隔に概略一致している。
ころ、発生した位相雑音の周波数帯は、...173、
179、203、227、233、263、274、2
93、322、323、353、370、384、41
4、417MHz・・・であり、下線のないところは横
波による位相雑音で、先に求めた光ファイバ伝送路2の
横波の音響共鳴周波数30MHzの間隔に概略一致して
おり、下線部は縦波による位相雑音で、これもまた先に
求めた光ファイバ伝送路2の縦波の音響共鳴周波数48
MHzの間隔に概略一致している。
【0022】また、図1の情報収集システムでは、前記
光外部変調器5として図2に示すように基板15の一方
の面に圧電膜16を取り付け、基板15の圧電膜16と
反対側の面(即ち音響変換部3)に光伝送路4を設け、
同光伝送路4を被覆材17で被覆して圧電膜16の真下
の位置に基板15に音響的に密着・固定したものを使用
してある。さらにここでは光伝送路4としてクラッド外
径φ130μm、モードフィールド径9μmのシングル
モード光ファイバを使用してある。この場合、光外部変
調器5の光伝送路4の音響共鳴周波数間隔は縦波につい
て(5960m/s)/(130μm/s)=45.8
5MHz(約46MHz)となり、横波について(37
60m/s)/(130μm)=28.92MHz(約
29MHz)となる。即ち、光ファイバ伝送路2に使用
した光ファイバの径と、光外部変調器5の光伝送路4に
使用した光ファイバの径を違えて、それぞれの音響共鳴
周波数を異なる値に設定した。なお、光外部変調器5は
光ファイバ伝送路2中に融着して挿入した。
光外部変調器5として図2に示すように基板15の一方
の面に圧電膜16を取り付け、基板15の圧電膜16と
反対側の面(即ち音響変換部3)に光伝送路4を設け、
同光伝送路4を被覆材17で被覆して圧電膜16の真下
の位置に基板15に音響的に密着・固定したものを使用
してある。さらにここでは光伝送路4としてクラッド外
径φ130μm、モードフィールド径9μmのシングル
モード光ファイバを使用してある。この場合、光外部変
調器5の光伝送路4の音響共鳴周波数間隔は縦波につい
て(5960m/s)/(130μm/s)=45.8
5MHz(約46MHz)となり、横波について(37
60m/s)/(130μm)=28.92MHz(約
29MHz)となる。即ち、光ファイバ伝送路2に使用
した光ファイバの径と、光外部変調器5の光伝送路4に
使用した光ファイバの径を違えて、それぞれの音響共鳴
周波数を異なる値に設定した。なお、光外部変調器5は
光ファイバ伝送路2中に融着して挿入した。
【0023】この光外部変調器5の圧電膜16を変調信
号で駆動したところ、・・・172、218、264、
310、355、401MHz・・・といった周波数帯
で伝搬光に対して効率良く偏波面変調をかけることがで
きた。これは先に求めた光伝送路4の音響共鳴周波数
(縦波)46MHzより求まる周波数間隔に概略一致し
ている。
号で駆動したところ、・・・172、218、264、
310、355、401MHz・・・といった周波数帯
で伝搬光に対して効率良く偏波面変調をかけることがで
きた。これは先に求めた光伝送路4の音響共鳴周波数
(縦波)46MHzより求まる周波数間隔に概略一致し
ている。
【0024】以上の結果を踏まえ、映像信号光を光ファ
イバ伝送路2中で生じる位相雑音の周波数と異なる周波
数帯で且つ光外部変調器5の共鳴周波数帯で共鳴する周
波数帯で伝送するために、図1のシステムの送信側から
1台目のTV変調器11(11a)の映像キャリア周波
数を218MHzに設定し、2台目のTV変調器11
(11b)の映像キャリア周波数を401MHzに設定
して光外部変調器5(5a、5b)を作動したところ、
光ファイバ伝送路2と光外部変調器5の音響共鳴周波数
を違えない従来のシステムと比べ、本実施例のシステム
ではノイズフロアを約10dB程度低減することがで
き、C/N比を大幅に改善することができた。
イバ伝送路2中で生じる位相雑音の周波数と異なる周波
数帯で且つ光外部変調器5の共鳴周波数帯で共鳴する周
波数帯で伝送するために、図1のシステムの送信側から
1台目のTV変調器11(11a)の映像キャリア周波
数を218MHzに設定し、2台目のTV変調器11
(11b)の映像キャリア周波数を401MHzに設定
して光外部変調器5(5a、5b)を作動したところ、
光ファイバ伝送路2と光外部変調器5の音響共鳴周波数
を違えない従来のシステムと比べ、本実施例のシステム
ではノイズフロアを約10dB程度低減することがで
き、C/N比を大幅に改善することができた。
【0025】
【発明の実施の形態2】次に図2の光外部変調器5の光
伝送路4のシングルモード光ファイバを外径120μm
のものにした光外部変調器を作成し、これを図1の情報
収集システムにおける送信側から3番目、4番目の光外
部変調器5(5c、5d)に使用した。この場合、映像
信号光を光ファイバ伝送路2中で生じる位相雑音の周波
数と異なる周波数帯で且つ光外部変調器5の共鳴周波数
帯で共鳴する周波数帯で伝送するために、3、4番目の
TV変調器11(11c、11d)の映像キャリア周波
数を夫々286、335MHzに設定して光外部変調器
5(5c、5d)を作動した。この結果、C/N比=4
2dB以上の映像信号が伝送することができた。
伝送路4のシングルモード光ファイバを外径120μm
のものにした光外部変調器を作成し、これを図1の情報
収集システムにおける送信側から3番目、4番目の光外
部変調器5(5c、5d)に使用した。この場合、映像
信号光を光ファイバ伝送路2中で生じる位相雑音の周波
数と異なる周波数帯で且つ光外部変調器5の共鳴周波数
帯で共鳴する周波数帯で伝送するために、3、4番目の
TV変調器11(11c、11d)の映像キャリア周波
数を夫々286、335MHzに設定して光外部変調器
5(5c、5d)を作動した。この結果、C/N比=4
2dB以上の映像信号が伝送することができた。
【0026】
【発明の実施の形態3】次に図3に示す導波路型の光外
部変調器5を作成した。この光外部変調器5は厚さ0.
5mmのシリコン基板20上に火炎堆積法により130
μmのクラッド層21と、その中間に9μmのコア22
(光伝送路4となる)を形成し、さらにその上面にスパ
ッタリングにより圧電膜25を形成したものである。こ
の導波路型の光外部変調器5を、光伝送路4と光ファイ
バ伝送路2と突き合わせによる融着接続で、図1のシス
テムの送信側から1番目と2番目の光外部変調器5(5
a、5b)として取り付けた。この場合、送信側から1
台目のTV変調器11(11a)の映像キャリア周波数
を218MHz、2台目のTV変調器11(11b)の
映像キャリア周波数を401MHzに設定して光外部変
調器5(5a、5b)を作動したところ、音響共鳴周波
数を違えない従来のシステムと比べて本実施の形態のシ
ステムではノイズフロアを約10dB程度低減すること
ができ、C/N比を大幅に改善することができた。
部変調器5を作成した。この光外部変調器5は厚さ0.
5mmのシリコン基板20上に火炎堆積法により130
μmのクラッド層21と、その中間に9μmのコア22
(光伝送路4となる)を形成し、さらにその上面にスパ
ッタリングにより圧電膜25を形成したものである。こ
の導波路型の光外部変調器5を、光伝送路4と光ファイ
バ伝送路2と突き合わせによる融着接続で、図1のシス
テムの送信側から1番目と2番目の光外部変調器5(5
a、5b)として取り付けた。この場合、送信側から1
台目のTV変調器11(11a)の映像キャリア周波数
を218MHz、2台目のTV変調器11(11b)の
映像キャリア周波数を401MHzに設定して光外部変
調器5(5a、5b)を作動したところ、音響共鳴周波
数を違えない従来のシステムと比べて本実施の形態のシ
ステムではノイズフロアを約10dB程度低減すること
ができ、C/N比を大幅に改善することができた。
【0027】
【発明の実施の形態4】次に実施の形態3における光外
部変調器5の光伝送路4(コア22)の外径を120μ
mとしたものを作成し、これを図1のシステムの送信側
から3台目、4台目の光外部変調器5(5c、5d)と
して取り付けた。そしてTV変調器11(11c、11
d)の映像キャリア周波数を夫々286、335MHz
として映像信号の伝送を行ったところ、C/N=42d
B以上の映像信号が伝送できた。
部変調器5の光伝送路4(コア22)の外径を120μ
mとしたものを作成し、これを図1のシステムの送信側
から3台目、4台目の光外部変調器5(5c、5d)と
して取り付けた。そしてTV変調器11(11c、11
d)の映像キャリア周波数を夫々286、335MHz
として映像信号の伝送を行ったところ、C/N=42d
B以上の映像信号が伝送できた。
【0028】
【発明の実施の形態5】さらに他の実施の形態として、
外径125μmのカーボンコートファイバに電解Niメ
ッキを施して外径を130μmとした光ファイバを光伝
送路4として用いた光外部変調器5を作成した。この光
外部変調器5では、Ni層の伝搬速度が石英と異なるた
め、伝搬光に対して効率良く偏波面変調をかけられる周
波数帯がクラッド外径130μmの光ファイバの場合と
は若干異なり、音響共鳴周波数は、・・・246、33
6、425MHz・・とすることができた。なお、金属
層はNi以外(Cu、Al等)でも良く、要は光ファイ
バの音響共鳴周波数を変化させることができるようなも
のを用いる。また、金属層は、光ファイバ伝送路2に用
いる光ファイバ側に形成するようにしてもよい。
外径125μmのカーボンコートファイバに電解Niメ
ッキを施して外径を130μmとした光ファイバを光伝
送路4として用いた光外部変調器5を作成した。この光
外部変調器5では、Ni層の伝搬速度が石英と異なるた
め、伝搬光に対して効率良く偏波面変調をかけられる周
波数帯がクラッド外径130μmの光ファイバの場合と
は若干異なり、音響共鳴周波数は、・・・246、33
6、425MHz・・とすることができた。なお、金属
層はNi以外(Cu、Al等)でも良く、要は光ファイ
バの音響共鳴周波数を変化させることができるようなも
のを用いる。また、金属層は、光ファイバ伝送路2に用
いる光ファイバ側に形成するようにしてもよい。
【0029】
【発明の実施の形態6】以上述べた実施例では、光ファ
イバ伝送路2と光外部変調器5の共鳴周波数帯をシフト
させるために、光ファイバ伝送路2の光ファイバ径と光
外部変調器5の光伝送路4の径を変える手法を用いた
が、光ファイバ内を伝搬する音速を変えても同様の効果
が得られる。例えば、光ファイバの母材作成の過程で、
クラッド合成の際に最外周にチタニア(TiO2 )、ア
ルミナ(Al2 O3 )、ボロニア(B2 O3 )をドーピ
ングする手法があり、このドーピングによりファイバの
音響的物性を変えることができる。この他にも、SiO
2 −B2 O3 −Na2 O3 系などの多成分系光ファイバ
等を用いることもできる。
イバ伝送路2と光外部変調器5の共鳴周波数帯をシフト
させるために、光ファイバ伝送路2の光ファイバ径と光
外部変調器5の光伝送路4の径を変える手法を用いた
が、光ファイバ内を伝搬する音速を変えても同様の効果
が得られる。例えば、光ファイバの母材作成の過程で、
クラッド合成の際に最外周にチタニア(TiO2 )、ア
ルミナ(Al2 O3 )、ボロニア(B2 O3 )をドーピ
ングする手法があり、このドーピングによりファイバの
音響的物性を変えることができる。この他にも、SiO
2 −B2 O3 −Na2 O3 系などの多成分系光ファイバ
等を用いることもできる。
【0030】
【発明の実施の形態7】さらに本発明では、光外部変調
器5における光伝送路4の温度を光ファイバ伝送路2が
置かれた環境温度と異なる温度に保持して光ファイバ伝
送路2と光外部変調器5の共鳴周波数帯をシフトさせる
こともできる。図4はそのための光外部変調器5の実施
の形態であり、図2の光外部変調器5にヒータ30と、
温度調整用のサーミスタ31を配置したものである。な
お、サーミスタ31は図示されていないヒータ30のコ
ントローラと共に温度制御部7を構成しており、サーミ
スタ31の検知温度に基づいてコントローラがヒータ3
0に供給する電流を制御して光外部変調器5を所望の温
度に保つことができるようにしてある。この場合、光外
部変調器5の光伝送路4を構成する光ファイバは光ファ
イバ伝送路2の光ファイバと同じもので良い。
器5における光伝送路4の温度を光ファイバ伝送路2が
置かれた環境温度と異なる温度に保持して光ファイバ伝
送路2と光外部変調器5の共鳴周波数帯をシフトさせる
こともできる。図4はそのための光外部変調器5の実施
の形態であり、図2の光外部変調器5にヒータ30と、
温度調整用のサーミスタ31を配置したものである。な
お、サーミスタ31は図示されていないヒータ30のコ
ントローラと共に温度制御部7を構成しており、サーミ
スタ31の検知温度に基づいてコントローラがヒータ3
0に供給する電流を制御して光外部変調器5を所望の温
度に保つことができるようにしてある。この場合、光外
部変調器5の光伝送路4を構成する光ファイバは光ファ
イバ伝送路2の光ファイバと同じもので良い。
【0031】なお、光外部変調器5の基板15と光伝送
路4の光ファイバの材質である石英は、温度依存性を持
っており、温度上昇に伴い、ヤング率が増加するため音
速が大きくなる。図4の光外部変調器5を用いた実験で
は、光外部変調器5の温度を光ファイバ伝送路2の環境
温度に対して60℃に高めることにより(設定温度80
℃)、伝搬光に対して効率良く偏波面変調をかけられる
周波数帯は位相雑音周波数に対して3MHz程度高くす
ることができた。
路4の光ファイバの材質である石英は、温度依存性を持
っており、温度上昇に伴い、ヤング率が増加するため音
速が大きくなる。図4の光外部変調器5を用いた実験で
は、光外部変調器5の温度を光ファイバ伝送路2の環境
温度に対して60℃に高めることにより(設定温度80
℃)、伝搬光に対して効率良く偏波面変調をかけられる
周波数帯は位相雑音周波数に対して3MHz程度高くす
ることができた。
【0032】なお、本発明ではヒータ30を用いる代わ
りに冷凍機やペルチェ素子等を用いて光外部変調器5の
温度を下げてもよい。この場合は効率良く偏波面変調が
かけられる周波数帯を下げることができる。
りに冷凍機やペルチェ素子等を用いて光外部変調器5の
温度を下げてもよい。この場合は効率良く偏波面変調が
かけられる周波数帯を下げることができる。
【0033】
【発明の効果】本発明の光通信装置では、光ファイバ伝
送路において生じた位相雑音が光外部変調器において増
大されないため、信号のC/N比が向上される。
送路において生じた位相雑音が光外部変調器において増
大されないため、信号のC/N比が向上される。
【図1】本発明の光通信装置の一実施の形態を示す概略
図。
図。
【図2】本発明の光通信装置における光外部変調器の一
実施の形態であり、(a)は平面図、(b)はA−A断
面図。
実施の形態であり、(a)は平面図、(b)はA−A断
面図。
【図3】本発明の光通信装置における光外部変調器の他
の実施の形態であり、(a)は平面図、(b)はA−A
断面図。
の実施の形態であり、(a)は平面図、(b)はA−A
断面図。
【図4】本発明の光通信装置における光外部変調器のさ
らに他の実施の形態であり、(a)は平面図、(b)は
A−A断面図。
らに他の実施の形態であり、(a)は平面図、(b)は
A−A断面図。
【図5】本発明の光通信装置の他の実施の形態を示す概
略図。
略図。
【図6】(a)、(b)は従来のの光通信装置における
光外部変調器の一例である。
光外部変調器の一例である。
1 光送信部 2 光ファイバ伝送路 3 音響変換部 4 光伝送路 5 光外部変調器 6 光受信部 7 温度制御部
───────────────────────────────────────────────────── 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 H04B 10/18 (72)発明者 田原 雅史 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 (72)発明者 渡辺 剛基 神奈川県横浜市鶴見区江ヶ崎町4番1号 東京電力株式会社システム研究所内 (72)発明者 神谷 勇 神奈川県横浜市鶴見区江ヶ崎町4番1号 東京電力株式会社システム研究所内
Claims (7)
- 【請求項1】光送信部(1)と、光送信部(1)からの
光を伝送する光ファイバ伝送路(2)と、音響的に結合
された音響変換部(3)と光伝送路(4)を有し且つ光
ファイバ伝送路(2)の所望箇所に配置されて、その音
響変換部(3)が外部情報に応じて圧縮伸張することに
より光伝送路(4)を伝搬中の光の偏波面を外部情報に
応じて変化させる光外部変調器(5)と、光ファイバ伝
送路(2)を通過してきた偏波面変調光を受信する光受
信部(6)を備えた光通信装置において、前記光ファイ
バ伝送路(2)に使用される光ファイバの音響共鳴周波
数と光外部変調器(5)における光伝送路(4)の音響
共鳴周波数とが互いに異なることを特徴とする光通信装
置。 - 【請求項2】請求項1記載の光通信装置において、光フ
ァイバ伝送路(2)に使用される光ファイバの径と光外
部変調器(5)における光伝送路(4)に使用される光
ファイバの径とを異ならせることにより、光ファイバ伝
送路(2)の音響共鳴周波数と光外部変調器(5)にお
ける光伝送路(4)の音響共鳴周波数とを異ならせたこ
とを特徴とする光通信装置。 - 【請求項3】請求項1記載の光通信装置において、光伝
送路(4)に使用した光ファイバのうち音響変換部
(3)と接する部分のクラッド外周に金属層を形成する
ことにより、光ファイバ伝送路(2)の音響共鳴周波数
と光外部変調器(5)における光伝送路(4)の音響共
鳴周波数とを異ならせたことを特徴とする光通信装置。 - 【請求項4】請求項1記載の光通信装置において、光フ
ァイバ伝送路(2)を構成する光ファイバのクラッド外
周に金属層を形成することにより、光ファイバ伝送路
(2)の音響共鳴周波数と光外部変調器(5)における
光伝送路(4)の音響共鳴周波数とを異ならせたことを
特徴とする光通信装置。 - 【請求項5】請求項3、4記載の光通信装置において、
金属層が光ファイバのカーボンコーティングされたクラ
ッド上にNiメッキ処理を施したものであることを特徴
とする光通信装置。 - 【請求項6】請求項1記載の光通信装置において、光外
部変調器(5)における光伝送路(4)の温度を光ファ
イバ伝送路(2)の温度と異なる温度に保持することに
より、光ファイバ伝送路(2)の音響共鳴周波数と光外
部変調器(5)における光伝送路(4)の音響共鳴周波
数とを異ならせたことを特徴とする光通信装置。 - 【請求項7】請求項6記載の光通信装置において、光外
部変調器(5)に、その温度を制御して光伝送路(4)
の温度を光ファイバ伝送路(2)の温度と異ならせる温
度制御部(7)を設けたことを特徴とする光通信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7216661A JPH0951308A (ja) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | 光通信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7216661A JPH0951308A (ja) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | 光通信装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0951308A true JPH0951308A (ja) | 1997-02-18 |
Family
ID=16691953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7216661A Pending JPH0951308A (ja) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | 光通信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0951308A (ja) |
-
1995
- 1995-08-02 JP JP7216661A patent/JPH0951308A/ja active Pending
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