JPH11145535A - 信号変換器、光送信器および光ファイバ伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＡＦＣ回路が不要で位相雑音が抑圧された高
ＣＮＲの信号変換を実現する。 【解決手段】 半導体レーザ３２からの出力光を第１の
分岐器３５で２つに分岐する。分岐された２つの光の一
方を光位相変調器３３によって多チャンネルの映像信号
で位相変調する。分岐された２つの光の他方は光強度変
調器３４によってマイクロ波信号で強度変調を行う。分
岐された２つの光を第二の光分岐器３６で合波する。合
波された光を受光器３７で受光して多チャンネル映像信
号で位相変調されたマイクロ波信号に変換して出力す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ伝送に
おいて、多チャンネルのアナログ映像信号やデジタル映
像信号等を伝送するための信号変換器、光送信器および
光ファイバ伝送装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、多チャンネルの映像信号を加入者
宅へ伝送・分配する方式としては、多チャンネルの映像
信号で半導体レーザの直接変調を行い、それよって生成
した信号光を光ファイバで伝送した後、光受信器で直接
検波を行う方法が検討されてきた。しかしながら、既存
ＣＡＴＶとの親和性に優れているとしてニーズの高いＡ
Ｍ映像信号伝送では、高いＣＮＲ特性と歪特性が要求さ
れるため、伝送距離や光分岐数に制限があり、また、光
コネクタの反射耐力が小さいという課題があった。

【０００３】このような課題を克服するものとして、光
ヘテロダイン検波方式を用いたＡＭ／ＦＭ一括変換器に
よる多チャンネルの映像分配方式が提案されている（文
献 K. Kikusima, et al.: Super-wide-band optical FM
modulation scheme and itsapplication to multichan
nel AM video transmission systems, IEEE Photonics
Technology Letters, pp.839-841,1996）。

【０００４】図１（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を参照し
ながら、従来のＡＭ／ＦＭ一括変換型光ファイバ伝送装
置を説明する。

【０００５】図１（ａ）に示されるように、この光ファ
イバ伝送装置の光送信器１は、ＡＭ／ＦＭ変換器２およ
び伝送用半導体レーザ３から構成されている。光送信器
１は、ＡＭ多チャンネル映像信号でＦＭ変調されたマイ
クロ波信号に基づいて強度変調された信号光を生成す
る。光送信器１から出力された信号光は、光ファイバ増
幅器４で増幅され、光分岐器５で分岐されてから伝送用
光ファイバ６を伝送する。光ファイバ６によって伝送さ
れてきた信号光は、光受信器７で受信される。光受信器
７では、信号光をＡＰＤ８で受光する。ＡＰＤ８は、信
号光をＡＭ多チャンネル映像信号でＦＭ変調されたマイ
クロ波信号に変換する。マイクロ波信号は、ＦＭ復調器
９でＡＭ多チャンネル映像信号に復調される。

【０００６】図１（ｂ）は、ＡＭ／ＦＭ変換器２の内部
構成を示している。ＡＭ／ＦＭ変換器２内においては、
まず、ＡＭ多チャンネル映像信号で半導体レーザ１０を
ＦＭ変調する。次に、局部発振レーザ（以下、「局発レ
ーザ」と称する。）１１からの出力光を、半導体レーザ
１０の出力光と光カプラ１２で合波する。その合波光を
フォトダイオード１４に照射し、フォトダイオード１４
でヘテロダイン検波を行う。フォトダイオード１４の出
力として、ＡＭ多チャンネル映像信号でＦＭ変調された
マイクロ波信号が得られる。このマイクロ波信号のキャ
リア周波数は、半導体レーザ（周波数ν１）１０と局発
レーザ（周波数ν２）１１とのビート周波数（ν２−ν
１）である。

【０００７】上記合波光の一部は、もうひとつのフォト
ダイオード１３を照射し、フォトダイオード１３でヘテ
ロダイン検波される。フォトダイオード１３の出力とし
て形成されたマイクロ波信号は、ＡＦＣ制御ループ１５
を介して半導体レーザ１０にフィードバックされる。こ
のフィードバックによって半導体レーザ１０の駆動電流
を制御し、キャリア周波数の安定化がはかられる。ＡＦ
Ｃ制御ループ１５は、ＦＭ復調器１６およびＦＭレーザ
電流制御回路１７から構成されている。

【０００８】次に、ＡＭ／ＦＭ変換器２の出力信号で伝
送用半導体レーザ（ＤＦＢレーザ）３の強度変調が行わ
れる。その結果、光送信器１から前述の信号光が出力さ
れる。

【０００９】図１（ｃ）は、光受信器７内のＦＭ復調器
９の構成を示している。このＦＭ復調器９は、ＡＮＤゲ
ート１８および１９、遅延線２０、およびアンプ２１を
備えており、ＡＰＤ８の出力するマイクロ波信号を多チ
ャンネルの映像信号に復調する。

【００１０】このような伝送方式によれば、最小受光レ
ベルを従来のＡＭ伝送に比べて約１０ｄＢだけ改善する
ことができ、また、光コネクタの反射耐力も大幅に改善
される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来の変換器はＡＦＣ
制御ループ１５を用いているが、半導体レーザをとりま
く環境温度が変化すれば、半導体レーザ１０の周波数ν
１および局発レーザの周波数ν２が変化するため、中間
周波数ｆＩＦ（＝ν２−ν１）自体が環境温度の変化に
よって大きく揺らぐことになる。図２（ａ）は、半導体
レーザ１０および局発レーザ１１から出射されるレーザ
光のスペクトルを示している。半導体レーザ１０から出
射されたレーザ光は、周波数ν１のレーザ光のスペクト
ル（比較的に狭い分布を持つ）、および、これに搬送さ
れているＡＭ多チャンネル映像信号のスペクトル（比較
的に広い分布を持つ）の両方が示されている。図２
（ｂ）は、中間周波数ｆＩＦ（＝ν２−ν１）のマイク
ロ波信号のキャリアのスペクトル、および、これに搬送
されるＡＭ多チャンネル映像信号のスペクトルが示され
ている。前述したように、中間周波数ｆＩＦ（＝ν２−
ν１）が環境温度の変化によって大きく揺らぐと、図２
（ｂ）に示される中間周波数ｆＩＦのスペクトル幅がよ
り大きく広がる。図２（ｃ）は、キャリアおよびノイズ
の強度比を示している。中間周波数ｆＩＦのスペクトル
幅が拡がると、キャリアの強度に対するノイズ成分の強
度が相対的に増加する。その結果、ＣＮＲ（Carrier to
Noise Ratio）が低下し、信号の劣化が生じる。

【００１２】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、高いＣＮＲ特性を発揮
するとともに、ＡＦＣ回路を必要としない信号変換器を
提供し、あわせてそれを用いた波長分散耐力の大きい光
送信器および光ファイバ伝送装置を提供することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の信号変換器は、
多チャンネル映像信号を受け取り、前記多チャンネル映
像信号で位相が変調されたマイクロ波信号に変換する信
号変換器であって、前記信号変換器は、レーザ光源と、
前記レーザ光源の出力光に対して、前記多チャンネル映
像信号で位相の変調を行い、マイクロ波信号で強度の変
調を行う変調手段と、前記変調手段により変調された前
記出力光を受光し、前記多チャンネル映像信号で位相が
変調された前記マイクロ波信号を出力する受光器とを備
えている。

【００１４】前記変調手段は、前記レーザ光源の前記出
力光を受け取り、前記出力光の位相を前記多チャンネル
の映像信号で変調する光位相変調器と、前記マイクロ波
信号で強度変調を行う光強度変調器とを備えていてもよ
い。

【００１５】前記変調手段は、前記半導体レーザに与え
る駆動電流に前記マイクロ波信号を重畳し、それによっ
て、前記半導体レーザの出力光の強度を変調する回路
と、前記レーザ光源の前記出力光に対して、前記多チャ
ンネルの前記映像信号で位相変調を行う光位相変調器と
を備えていてもよい。

【００１６】前記変調手段は、前記半導体レーザの出力
光を分岐する第１の光カプラと、前記光カプラで分離さ
れた光の一方に対して、前記多チャンネル映像信号で位
相変調を行う光位相変調器と、前記光分岐器で分離され
た光の他方に対して、前記マイクロ波信号で強度変調を
行う光強度変調器と、前記光位相変調器の出力と前記光
強度変調器の出力とを合波する第２の光カプラとを備え
ていてもよい。

【００１７】前記変調手段は、前記半導体レーザに与え
る駆動電流に前記マイクロ波信号を重畳し、それによっ
て、前記半導体レーザの出力光の強度を変調する回路
と、前記半導体レーザの出力光を分岐する第１の光カプ
ラと、前記光カプラで分離された光の一方に対して、前
記多チャンネル映像信号で位相変調を行う光位相変調器
と、前記光分岐器で分離された光の他方と前記光位相変
調器の出力とを合波する第２の光カプラとを備えていて
もよい。

【００１８】前記変調手段は、前記半導体レーザの出力
光を分岐する第１の光カプラと、前記光カプラで分離さ
れた光の一方に対して、前記多チャンネル映像信号で位
相変調を行う光位相変調器と、前記光分岐器で分離され
た光の他方に対して、前記マイクロ波信号で周波数をシ
フトさせる光周波数シフタと、前記光位相変調器の出力
と前記光周波数シフタの出力とを合波する第２の光カプ
ラとを備えていてもよい。

【００１９】前記光周波数シフタは音響光学素子である
ことが好ましい。

【００２０】前記光周波数シフタは、音響光学素子と、
前記音響光学素子の出力光を入力側にフィードバックす
るフィードバックループとを備え、前記フィードバック
ループ内に光ファイバ増幅器および光周波数フィルタを
含んでいてもよい。

【００２１】前記光信号変換器は、前記多チャンネルの
映像信号に対する積分回路を更に備えていてもよい。

【００２２】前記レーザ光源は半導体レーザであること
が好ましい。

【００２３】前記レーザ光源は外部共振器型半導体レー
ザであってもよい。

【００２４】前記レーザ光源は、半導体レーザ励起の固
体レーザであってもよい。

【００２５】本発明の他の信号変換器は、多チャンネル
映像信号を受け取り、前記多チャンネル映像信号で周波
数が変調されたマイクロ波信号に変換する信号変換器で
あって、前記信号変換器は、レーザ光源と、前記レーザ
光源の出力光に対して、前記多チャンネル映像信号で周
波数の変調を行い、マイクロ波信号で強度の変調を行う
変調手段と、前記変調手段により変調された前記出力光
を受光し、前記多チャンネル映像信号で周波数が変調さ
れた前記マイクロ波信号を出力する受光器とを備えてい
る。

【００２６】前記変調手段は、前記半導体レーザに与え
る駆動電流に前記多チャンネルの前記映像信号を重畳
し、それによって、前記半導体レーザの出力光の周波数
を変調する回路と、前記レーザ光源の前記出力光に対し
て、前記マイクロ波信号で強度変調を行う光強度変調器
とを備えていてもよい。

【００２７】前記変調手段は、前記半導体レーザに与え
る駆動電流に前記多チャンネルの前記映像信号を重畳
し、それによって、前記半導体レーザの出力光の周波数
を変調する回路と、前記半導体レーザの出力光を分岐す
る第１の光カプラと、前記光カプラで分離された光の一
方に対して、前記マイクロ波信号で強度変調を行う光強
度変調器と、前記光分岐器で分離された光の他方と前記
光強度変調器の出力とを合波する第２の光カプラとを備
えていてもよい。

【００２８】前記レーザ光源は半導体レーザであること
が好ましい。

【００２９】前記レーザ光源は外部共振器型半導体レー
ザであってもよい。

【００３０】前記レーザ光源は半導体レーザ励起の固体
レーザであってもよい。

【００３１】前記信号変換器は、多チャンネルの映像信
号に対する歪補償回路を備えていることが好ましい。

【００３２】前記信号変換器は、多チャンネルの映像信
号による強度変調成分を抑圧する回路を備えていること
が好ましい。

【００３３】前記信号変換器は、多チャンネルの映像信
号に対するプリエンファシス回路を備えていることが好
ましい。

【００３４】本発明の光送信器は、前記信号変換器と、
伝送用半導体レーザとを備えた光送信器であって、前記
伝送用半導体レーザの駆動電流に前記信号変換器の出力
信号を重畳することによって、前記信号変換器の出力信
号で前記半導体レーザの出力光を強度変調する。

【００３５】本発明の他の光送信器は、信号変換器と、
伝送用半導体レーザと、伝送用光強度変調器とを備えた
光送信器であって、前記伝送用光強度変調器によって前
記信号変換器の出力信号を用いて前記半導体レーザの出
力光を強度変調する。

【００３６】前記伝送用光強度変調器は、マッハツェン
ダ型の構成を有しており、前記信号変換器の出力信号を
２つに分岐し、分岐された出力信号の一方は、他方に対
してπ／２だけ位相をシフトした後、分岐された二つの
出力信号を合成し、それによって前記出力信号の単側波
帯で前記強度変調を行ってもよい。

【００３７】本発明の光ファイバ伝送装置は、前記光送
信器と、前記光送信器から出力された信号光を伝送する
ための光ファイバと、前記光ファイバを通して伝送され
た信号光を多チャンネルの映像信号に変換する受光装置
とを備えている。

【００３８】本発明の他の光ファイバ伝送装置は、前記
光送信器と、前記光送信器から出力された信号光を伝送
する光ファイバと、前記光ファイバを通して伝送された
信号光を多チャンネルの映像信号に変換する受光装置と
を備えている。

【００３９】本発明の多分配光ファイバ伝送装置は、前
記光送信器と、前記光送信器から出力された信号光を増
幅する前記光ファイバ増幅器と、増幅された信号光を分
岐する光分岐器と、分岐された信号光を伝送する光ファ
イバと、前記光ファイバを通して伝送された信号光を多
チャンネルの映像信号に変換する受光装置とを備えてい
る。

【００４０】前記光ファイバ増幅器と前記光分岐器とが
多段に接続されていてもよい。

【００４１】前記光送信器の出力光の波長が１.５５μ
ｍ帯であり、前記光ファイバ増幅器がエルビウムドープ
ドファイバ増幅器であってもよい。

【００４２】前記光送信器の出力光の波長が１.３μｍ
帯であり、前記光ファイバ増幅器がプラセオジウムドー
プドファイバ増幅器であってもよい。

【００４３】

【発明の実施の形態】まず、本発明の原理を説明する。
従来技術では、ＡＭ／ＦＭ信号変換器内に信号用と局発
用に２台の半導体レーザを設け、両者のビート信号に基
づいた中間周波数をキャリア周波数として用いているの
に対し、本発明では、信号変換器内には１台の半導体レ
ーザを設け、その半導体レーザからの信号を分岐して使
用する。

【００４４】まず、２台の半導体レーザを用いる場合の
問題を明らかにする。

【００４５】信号用レーザ光の電界をＥ₁とし、局発用
レーザ光の電界をＥ₂とすると、以下の２式が成立す
る。

【００４６】Ｅ₁＝Ｅ₁₀ｃｏｓ｛ω₁ｔ＋βｃｏｓω_mｔ
＋ΔΦ₁（ｔ）｝ Ｅ₂＝Ｅ₂₀ｃｏｓ｛ω₂ｔ＋ΔΦ₂（ｔ）｝ ここで、Ｅ₁₀は定数、ω₁はレーザの周波数、ｔは時
間、βは定数、ω_mは変調周波数 、ΔΦ₁（ｔ）は信号
用レーザに特有のパラメータ（時間的にランダムに変化
する）である。また、Ｅ₂₀は定数、ω₂はレーザの周波
数、ΔΦ₂（ｔ）は局発レーザに特有のパラメータであ
る。

【００４７】二つのレーザ光を重ね合わせた場合の強度
は、以下の式で表現される。

【００４８】（Ｅ₁＋Ｅ₂）² ＝（Ｅ₁₀）²＋（Ｅ₂₀）²
＋Ｅ₁₀Ｅ₂₀ｃｏｓ｛（ω₁−ω₂）ｔ＋βｃｏｓω₂ｔ＋
ΔΦ₁（ｔ）−ΔΦ₂（ｔ）｝ ２台の半導体レーザを使用する場合、ΔΦ₁（ｔ）−Δ
Φ₂（ｔ）がゼロにならない。これを原因として、キャ
リア信号（周波数ω₁−ω₂）の線幅が増大すると考えら
れる。本発明では、信号変換に使用する半導体レーザの
個数を１台とし、ΔΦ₁（ｔ）＝ΔΦ₂（ｔ）の関係を実
現する。その結果、キャリア信号の線幅を小さくでき、
ＣＮＲを良好に保つことができる。また、本発明では、
キャリア信号の周波数（中間周波数）を、ビート周波数
によらず、高周波発信器などの信号発生器によって電気
的に生成する。このため、レーザ光のビート周波数を使
用する場合に比較して、キャリア周波数を大幅に安定化
できる。

【００４９】（信号変換器の実施形態１）まず図３を参
照する。本実施形態の信号変換器１０３内では、レーザ
光源（半導体レーザ）２２、レーザ光の位相を変調する
光位相変調器２３、レーザ光の強度を変調する光強度変
調器２４、および光信号を電気信号に変化する受光器
（フォトダイオード）２５が、この順序で直列的に接続
されている。信号変換器１０３内の半導体レーザ２２の
個数は１台であり、半導体レーザ２２から出射するレー
ザ光のみを利用して信号変換を行う。半導体レーザ２２
は、波長１.５５μｍ帯のＤＦＢレーザであり、その発
信周波数ω₁は、１．９４×１０¹⁴Ｈｚ、スペクトル線
幅は１００ｋＨｚである。

【００５０】半導体レーザ２２からの出力光（周波数ω
₁）は、光位相変調器２３によって、ＡＭ４０チャンネ
ルの映像信号で位相変調される。ＡＭ４０チャンネルの
映像信号は、多チャンネル信号発生器（以下、「ＦＤＭ
−ＭＵＸ」と称する。）において、４０チャンネルの映
像情報の周波数分割多重化（Frequency Division Multi
plex）によって生成されたアナログ信号である。４０チ
ャンネルのキャリアは、例えば、周波数軸上の９０ＭＨ
ｚから３３０ＭＨｚの範囲内に６ＭＨｚ間隔で配置され
たものである。

【００５１】このようにして、本実施形態では、まずＡ
Ｍ４０チャンネルの映像信号の情報を周波数ω₁のレー
ザ光に載せる。その後、位相変調されたレーザ光に対し
て周波数ω_IF＝３ＧＨｚの正弦波信号を用いた強度変調
を行う。強度変調は、強度変調器２４で行う。図４
（ａ）は、ＡＭ４０チャンネルの映像信号の波形を示し
ており、図４（ｂ）は、図４（ａ）の信号で位相変調さ
れたレーザ光の波形を示している。図４（ｃ）は、周波
数ω_IF＝３ＧＨｚの正弦波信号の波形を示している。位
相変調されたレーザ光に対して周波数ω_IF＝３ＧＨｚの
正弦波信号を用いた強度変調を行うことにより、図４
（ｄ）に示すような信号波形が得られる。図４（ｄ）の
信号は、周波数がω₁−ω_IFの成分を持つ光信号を含ん
でいる。この周波数ω₁−ω_IFの光信号は、ＡＭ４０チ
ャンネルの映像信号の情報を位相変調量として含んでい
る。なお、強度変調によって生じる周波数ω₁＋ω_IFの
成分や周波数ω１の成分は、あとで行う信号検出に影響
を与えないように自然にまたは意図的にフィルタリング
される。

【００５２】強度変調器２４から出力された光信号（周
波数ω₁−ω_IF）は、フォトダイオード２５に与えられ
る。この光信号（周波数ω₁−ω_IF）がフォトダイオー
ド２５によって受光される時にビート現象が生じ、フォ
トダイオード２５の出力としては、図４（ｅ）に示され
るような中間周波数ω_IF（３ＧＨｚ）の電気信号が得ら
れる。フォトダイオード２５はローパスフィルタとして
機能している。こうして得られた電気信号は、周波数３
ＧＨｚのマイクロ波信号をキャリアとしており、ＡＭ４
０チャンネルの映像信号の情報を位相変調量として含ん
でいる。

【００５３】図５は、光位相変調器２３と光強度変調器
２４の配置を模式的に示す斜視図である。光位相変調器
２３および光強度変調器２４は、いずれも、ＬｉＮｂＯ
₃基板と、この基板に駆動電圧を印加する電極とを有し
ている。図５に示される配置例では、実質的に同じ構造
を持つ変調器が、信号光の光軸に関して相互に９０度回
転した関係を有している。このような配置によれば、ｙ
軸に平行な方向に偏光した光の位相は、光位相変調器２
３によって変調されるが、光強度変調器２４によっては
変調されない。また、ｘ軸に平行な方向に偏光した光の
強度は、光位相変調器２３によって変調されないが、光
強度変調器２４によっては変調される。このため、偏光
方向がｘ軸からｙ軸へ４５度回転した軸に平行な光を、
光位相変調器２３および光強度変調器２４に入射させれ
ば、位相変調を受けた成分と強度変調を受けた成分とが
合波された光が得られる。更に、偏光方向がｘ軸からｙ
軸に４５度回転した軸に平行な成分を透過するように配
置された偏光子を透過した合波光をフォトダイオードに
照射すれば、位相変調された成分と強度変調を受けた成
分との間でビート現象が生じ、その結果、映像信号で位
相変調されたマイクロ波信号が得られる。

【００５４】信号変換器１０３内のフォトダイオード２
５から出力された電気信号（マイクロ波信号）は、不図
示の伝送用半導体レーザ（例えばＤＦＢレーザ）を変調
する信号として用いられる。伝送用半導体レーザの出力
は、上記電気信号で強度変調された光信号として光ファ
イバに伝送される。光ファイバを伝搬する光信号は、位
相変調された信号であるため、振幅変調された信号（Ａ
Ｍ信号）をそのまま伝送する場合に比較して、最小受光
レベルが小さく、反射耐力および波長分散耐力の大きい
多チャンネル映像分配が可能になる。

【００５５】このように本実施形態によれば、ＡＭ４０
チャンネルの映像信号と３ＧＨｚの正弦波信号とがフォ
トダイオード２５によってミキシングされ、その結果、
フォトダイオード２５からは、周波数３ＧＨｚのキャリ
ア信号がＡＭ４０チャンネルの映像信号で位相変調され
たマイクロ波信号が出力される。用いる半導体レーザの
個数が１台であるため、周波数３ＧＨｚのキャリア信号
に対するノイズも少なく、高いＣＮＲを有する信号電送
用の電気信号をつくりだすことができる。

【００５６】本実施形態によれば、信号変換器１０３か
ら出力される信号のキャリア周波数が、光強度変調を行
う信号発生器２４ａによって決まるため、ＡＦＣ制御ル
ープを必要とせずに、周波数の安定化されたマイクロ波
信号を得ることができる。これは、従来技術におけるキ
ャリア周波数が２台の半導体レーザから出力されたレー
ザ光のビート周波数に基づいていたのに対して、本実施
形態におけるキャリア周波数（中間周波数ω_IF＝３ＧＨ
ｚ）が、電気回路によって生成され、安定して供給され
るものだからである。そのため、本実施形態では、たと
え環境温度が変化しても、キャリア周波数の変動はな
く、マイクロ波信号が安定的に得ることが可能になる。

【００５７】本実施形態では、半導体レーザ２２として
は、波長１.５５μｍ帯のＤＦＢレーザを用いたが、他
の波長帯の半導体レーザを用いてもよい。また、ＤＦＢ
レーザよりもスペクトル線幅の小さい外部共振器型半導
体レーザ、あるいは半導体レーザ励起の固体レーザであ
るリング共振型ＹＡＧレーザをレーザ光源として用いて
もよい。

【００５８】なお、光位相変調器２３と光強度変調器２
４の位置関係は、図示されている関係に限定されるもの
ではなく、配列順序を入れ替えても良い。

【００５９】（信号変換器の実施形態２）図６を参照し
ながら、本発明による信号変換器の第２の実施形態を説
明する。本実施形態の信号変換器１０６内では、レーザ
光源（半導体レーザ）２６、レーザ光の位相を変調する
光位相変調器２７、および光信号を電気信号に変化する
受光器（フォトダイオード）２８が、この順序で直列的
に接続されている。信号変換器１０６内の半導体レーザ
２６の個数は１台であり、半導体レーザ２６から出射す
るレーザ光のみを利用して信号変換を行う。半導体レー
ザ２６は、波長１.５５μｍ帯のＤＦＢレーザであり、
その発信周波数ω₁は、１．９４×１０¹⁴Ｈｚ、スペク
トル線幅は１００ｋＨｚである。

【００６０】半導体レーザ２６からの出力光は、信号発
生器によって、半導体レーザ２６の駆動電流に重畳され
た周波数ω_F＝３ＧＨｚの正弦波信号による強度変調を
受ける。その結果、周波数ω₁−ω_Fの成分を持つ出力光
が生成される。その出力光（周波数ω₁−ω_F）は、光位
相変調器２７によって、ＡＭ４０チャンネルの映像信号
で位相変調される。ＡＭ４０チャンネルの映像信号は、
ＦＤＭ−ＭＵＸにおいて、４０チャンネルの映像情報の
周波数分割多重化によって生成されたアナログ信号であ
る。

【００６１】光位相変調器２７の出力光は受光器２８で
受光される。受光器２８からは、周波数ω＝３ＧＨｚの
キャリア信号がＡＭ４０チャンネルの映像信号で位相変
調されたマイクロ波信号が出力される。

【００６２】このように、本実施形態では、半導体レー
ザに対して直接に強度変調を行っている。このため、本
実施形態の信号変換器は、図３の光強度変調器が不要と
なり、構成がより簡単化される。

【００６３】（信号変換器の実施形態３）図７を参照し
ながら、本発明による信号変換器の第３の実施形態を説
明する。本実施形態の信号変換器１０７内では、レーザ
光源（半導体レーザ）２９、レーザ光の強度を変調する
光強度変調器３０、および光信号を電気信号に変化する
受光器（フォトダイオード）３１が、この順序で直列的
に接続されている。信号変換器１０７内の半導体レーザ
２９の個数は１台であり、半導体レーザ２９から出射す
るレーザ光のみを利用して信号変換を行う。半導体レー
ザ２９は、波長１.５５μｍ帯のＤＦＢレーザであり、
その発信周波数ω₁は、１．９４×１０¹⁴Ｈｚ、スペク
トル線幅は１００ｋＨｚである。

【００６４】半導体レーザ２９からの出力光は、半導体
レーザ２９の駆動電流に重畳されたＡＭ４０チャンネル
の映像信号で周波数変調（ＦＭ変調）される。ＡＭ４０
チャンネルの映像信号はＦＤＭ−ＭＵＸにおいて生成さ
れる。半導体レーザの発振周波数は、駆動電流の大きさ
に比例して変化する性質（チャーピング特性）を持つた
め、本実施形態では、この性質を利用して、半導体レー
ザの出力光の周波数変調を行っている。ただし、駆動電
流の大きさの変化は、出力光の強度変化を同時に引き起
こすため、信号光に歪み成分が出現する。このような歪
みは、のちに述べる方法で除去され得るものである。

【００６５】周波数変調された半導体レーザ２９の出力
光は、光強度変調器３０において、周波数ω_F＝３ＧＨ
ｚの正弦波信号による強度変調を受ける。光強度変調器
３０の出力光は受光器３１で受光される。受光器３１か
らは、周波数ω＝３ＧＨｚのキャリア信号がＡＭ４０チ
ャンネルの映像信号で周波数変調されたマイクロ波信号
が出力される。

【００６６】このように、本実施形態では、半導体レー
ザに対して直接に周波数変調を行っている。このため、
本実施形態の信号変換器は、図３の光位相変調器を必要
としないため、構成がより簡単化される。光位相変調器
は、動作に増幅器を必要とするため、一般に消費電力の
増加を招く。光位相変調器が不要になれば、その分、消
費電力を低減できる。

【００６７】（信号変換器の実施形態４）図８を参照し
ながら、本発明による信号変換器の第４の実施形態を説
明する。本実施形態の信号変換器１０８内では、レーザ
光源（半導体レーザ）３２から出たレーザ光は、第１の
光分岐器（光ファイバカプラ）３５によって二つに分離
される。分離されたレーザ光のうち一方は、レーザ光の
位相を変調する光位相変調器３３に送られ、ＡＭ４０チ
ャンネルの映像信号で位相変調される。分離されたレー
ザ光のうちの他方は、レーザ光の強度を変調する光強度
変調器３４に送られ、３ＧＨｚの正弦波信号で強度変調
される。光位相変調器３３の出力光と光強度変調器３４
の出力光は、第２の光ファイバカプラ３６で合波された
後、受光器（フォトダイオード）３７で受光される。受
光器３７からは、周波数３ＧＨｚのキャリア信号がＡＭ
４０チャンネル映像信号で位相変調されたマイクロ波信
号が出力される。信号変換１０８器内の半導体レーザ３
２の個数は１台であり、半導体レーザ３２から出射する
レーザ光のみを利用して信号変換を行う。半導体レーザ
３２は、波長１.５５μｍ帯のＤＦＢレーザであり、そ
の発信周波数ω₁は、１．９４×１０¹⁴Ｈｚ、スペクト
ル線幅は１００ｋＨｚである。

【００６８】本実施形態では、半導体レーザ３２から分
岐されたレーザ光の位相雑音が、相関を持った状態で受
光器３７においてミキシングされる。このため、半導体
レーザ３２の位相雑音がキャンセルされるため、純度の
高いマイクロ波信号が得られ、高いＣＮＲ特性を実現で
きる。

【００６９】（信号変換器の実施形態５）図９を参照し
ながら、本発明による信号変換器の第５の実施形態を説
明する。本実施形態の信号変換器１０９内では、レーザ
光源（半導体レーザ）３８の出力光は半導体レーザ３８
の駆動電流に重畳された３ＧＨｚの正弦波信号によって
強度変調される。強度変調を受けたレーザ光は、第１の
光分岐器（光ファイバカプラ）４０によって二つに分離
される。分離されたレーザ光のうち一方は、レーザ光の
位相を変調する光位相変調器３９に送られ、ＡＭ４０チ
ャンネルの映像信号で位相変調される。分離されたレー
ザ光のうちの他方は、そのまま、第２の光ファイバカプ
ラ４１に送られ、光位相変調器３９の出力光と合波され
る。合波された光は、受光器（フォトダイオード）４２
で受光される。受光器４２からは、周波数３ＧＨｚのキ
ャリア信号がＡＭ４０チャンネル映像信号で位相変調さ
れたマイクロ波信号が出力される。信号変換器１０９内
の半導体レーザ３８の個数は１台であり、半導体レーザ
３８から出射するレーザ光のみを利用して信号変換を行
う。半導体レーザ３８は、波長１.５５μｍ帯のＤＦＢ
レーザであり、その発信周波数ω₁は、１．９４×１０
¹⁴Ｈｚ、スペクトル線幅は１００ｋＨｚである。

【００７０】本実施形態でも、半導体レーザ３８から分
岐されたレーザ光の位相雑音が、相関を持った状態で受
光器４２においてミキシングされる。このため、半導体
レーザ３８の位相雑音がキャンセルされるため、純度の
高いマイクロ波信号が得ら、高いＣＮＲ特性を実現でき
る。また、本構成では光強度変調器が不要となり、構成
が簡単化される。

【００７１】（信号変換器の実施形態６）図１０を参照
しながら、本発明による信号変換器の第６の実施形態を
説明する。本実施形態の信号変換器１１０内では、レー
ザ光源（半導体レーザ）４３の出力光は半導体レーザ３
８の駆動電流に重畳されたＡＭ４０チャンネルの映像信
号によって周波数変調される。周波数変調を受けたレー
ザ光は、第１の光分岐器（光ファイバカプラ）４５によ
って二つに分離される。分離されたレーザ光のうち一方
は、レーザ光の強度を変調する光強度変調器４４に送ら
れ、３ＧＨｚの正弦波信号で強度変調される。分離され
たレーザ光のうちの他方は、そのまま、第２の光ファイ
バカプラ４６に送られ、光強度変調器４４の出力光と合
波される。合波された光は、受光器（フォトダイオー
ド）４７で受光される。受光器４７からは、周波数３Ｇ
Ｈｚのキャリア信号がＡＭ４０チャンネル映像信号で周
波数変調されたマイクロ波信号が出力される。信号変換
器１１０内の半導体レーザ４３の個数は１台であり、半
導体レーザ４３から出射するレーザ光のみを利用して信
号変換を行う。半導体レーザ４３は、波長１.５５μｍ
帯のＤＦＢレーザであり、その発信周波数ω₁は、１．
９４×１０¹⁴Ｈｚ、スペクトル線幅は１００ｋＨｚであ
る。

【００７２】本実施形態でも、半導体レーザ４３から分
岐されたレーザ光の位相雑音が、相関を持った状態で受
光器４２においてミキシングされる。このため、半導体
レーザ４３の位相雑音がキャンセルされるため、純度の
高いマイクロ波信号が得られ、高いＣＮＲ特性を実現で
きる。また、本構成では光位相変調器が不要となり、構
成が簡単となる。本実施形態の信号変換器は、図３の光
位相変調器を必要しないため、構成がより簡単化され
る。光位相変調器が不要になれば、その分、消費電力を
低減できる。

【００７３】（信号変換器の実施形態７）図１１を参照
しながら、本発明による信号変換器の第７の実施形態を
説明する。本実施形態の信号変換器１１１内では、レー
ザ光源（半導体レーザ）４８から出たレーザ光は、第１
の光分岐器（光ファイバカプラ）５１によって二つに分
離される。分離されたレーザ光のうち一方は、レーザ光
の位相を変調する光位相変調器４９に送られ、ＡＭ４０
チャンネルの映像信号で位相変調される。分離されたレ
ーザ光のうちの他方は、レーザ光の周波数を３ＧＨｚだ
けシフトする光周波数シフタ５０に送られる、周波数を
３ＧＨｚだけシフトさせられる。

【００７４】光位相変調器４９の出力光と光周波数シフ
タ５０の出力光は、第２の光ファイバカプラ５２で合波
された後、受光器（フォトダイオード）５３で受光され
る。受光器５３からは、ヘテロダイン検波によって、周
波数３ＧＨｚのキャリア信号がＡＭ４０チャンネル映像
信号で位相変調されたマイクロ波信号が出力される。信
号変換器１１１内の半導体レーザ４８の個数は１台であ
り、半導体レーザ４８から出射するレーザ光のみを利用
して信号変換を行う。半導体レーザ４８は、波長１.５
５μｍ帯のＤＦＢレーザであり、その発信周波数ω
₁は、１．９４×１０¹⁴Ｈｚ、スペクトル線幅は１００
ｋＨｚである。

【００７５】本実施形態では、半導体レーザ４８から分
岐されたレーザ光の位相雑音が、相関を持った状態で受
光器５３においてミキシングされる。このため、半導体
レーザ３２の位相雑音がキャンセルされるため、純度の
高いマイクロ波信号が得られ、高いＣＮＲ特性を実現で
きる。また、本構成では、マイクロ波で変調された信号
とのミキシングでなく、無変調の光とのヘテロダイン検
波を用いるため信号変換効率が高くなる。

【００７６】実施形態における光周波数シフタ５０は、
図１２に示すように、音響光学素子５４と、音響光学素
子５４の出力光を入力側にフィードバックするフィード
バックループとを備えている。フィードバックループ内
に光ファイバ増幅器５５と光周波数フィルタ５６とを挿
入することにより、周波数シフトされた信号光のレベル
を大きくすることができるため、さらに高い信号変換効
率が得られる。

【００７７】本実施形態で、高い信号変換効率が得られ
る理由を以下に説明する。

【００７８】半導体レーザ４８の出力光の電界Ｅ₃は、
以下の式で表される。

【００７９】Ｅ₃＝Ｅ₃₀ｃｏｓ｛ω₁ｔ＋ΔΦ₁（ｔ）｝ 周波数シフタ５０で周波数がω_IFだけシフトすると、電
界は次式に表される。

【００８０】 Ｅ₄＝Ｅ₄₀ｃｏｓ｛（ω₁−ω_IF）ｔ＋ΔΦ₁（ｔ）｝ 一方、半導体レーザ４８の出力光は、位相変調器４９に
よって、次式で表される電界Ｅ₅の光に変換される。 Ｅ₅＝Ｅ₅₀ｃｏｓ｛ω₁ｔ＋ｍｃｏｓω_mｔ＋ΔΦ
₁（ｔ）｝ 電界Ｅ₄の光と電界Ｅ₅の光とを光分岐器５２重ね合わせ
た場合の強度は、以下のようになる。

【００８１】 （Ｅ₆）² ＝（Ｅ₄ ＋ Ｅ₅）² ＝（Ｅ₄₀）² ＋ （Ｅ₅₀）²＋ Ｅ₄₀Ｅ₅₀ｃｏｓ｛ω_IFｔ
− ｍｃｏｓω_mｔ＋ΔΦ₁（ｔ）−ΔΦ₁（ｔ）｝ ここで、ΔΦ１（ｔ）−ΔΦ１（ｔ）＝０であるから、
上式は、更に、次のように変形される。

【００８２】（Ｅ₆）² ＝ Ｅ₄₀Ｅ₅₀ｃｏｓ（ω_IFｔ−
ｍｃｏｓω_mｔ） 上式からわかるように、本実施形態では、半導体レーザ
を１台しか使っていないので、半導体レーザ４８に固有
のΔΦ₁（ｔ）を消去することができる。

【００８３】上述したすべての信号変換器の実施形態の
うち、位相変調方式を採用したものについては、映像信
号の情報が光信号の位相の変調量として含まれるため、
光受信器側に位相復調器を設ける必要がある。しかし、
チャンネルの映像信号に対する積分回路を信号変換器に
付加しておけば、多チャンネルの映像信号で位相変調さ
れたマイクロ波信号を、多チャンネルの映像信号で周波
数変調されたマイクロ波信号と等価な信号に変換でき
る。従って、位相変調方式による信号変換器を用いて
も、ＡＭ４０チャンネル映像信号で周波数変調されたマ
イクロ波信号を生成することができる。そうすれば、光
受信器側には位相復調器を設ける必要はなく、従来のＦ
Ｍ復調器を用いて光受信機を構成することができる。

【００８４】図１３（ａ）および（ｂ）は、多チャンネ
ルの映像信号に対する歪補償回路を示している。この歪
補償回路１１４を前述の各信号変換器の何れかと同様の
信号変換器１１３に付加することにより、２次歪および
３次歪を低減することができる。

【００８５】図１３（ｂ）の歪補償回路１１４におい
て、３次歪発生回路５７およびと２次歪発生回路５８か
らの出力が信号変換器１１３の受光器から出力されるマ
イクロ波信号に付加され、その結果、マイクロ波信号か
ら２次歪および３次歪が除去される。２次歪および３次
歪は、それぞれ、各チャンネルの映像信号に対する２次
高調波および３次高調波に起因する歪みである。３次歪
発生回路５７および２次歪発生回路５８は、これらの歪
と同様の歪を生成し、その歪を逆位相でマイクロ波信号
に付加し、マイクロ波信号の歪成分をキャンセルする。
これにより、映像信号の低歪特性が実現できる。なお、
歪発生回路内の歪発生用の非線形素子としては、ＧａＡ
ｓ−ＦＥＴが用いられ得る。

【００８６】信号変換器内の半導体レーザの出力光を４
０チャンネルの映像信号で周波数変調する場合、周波数
変調に際して出力光強度も変調されるため、信号変換器
からの出力には、強度変調成分が含まれてしまう。図１
４は、この強度変調成分を抑圧する回路を示している。
図１４の回路によれば、ＡＭ４０チャンネルの映像信号
が、まず、差動分配器５９で２つに分岐される。分岐さ
れた一方は、振幅調整器６０と遅延調整器６１とで調整
され、その結果、図１４に示されるように、ＡＭ４０チ
ャンネルの映像信号の強度変調成分に対応した信号が得
られる。分岐された他方は、上記各実施形態の何れかに
かかる信号変換器６３において、強度変調成分を含むマ
イクロ波信号に変換される。信号変換器６３の出力信号
と遅延調整器６１からの出力信号とを同相合成器６２で
合成することによって、強度変調成分が抑圧（または除
去）されたマイクロ波信号が得られる。また、多チャン
ネルの映像信号に対するプリエンファシス回路を付加す
れば、すべてのチャンネルでＣＮＲ特性の揃った良好な
信号変換が実現できる。

【００８７】以下に、添付図面を参照しながら、本発明
による光送信器および光ファイバ伝送装置の実施形態を
説明する。

【００８８】（光送信器の実施形態１）図１５（ａ）お
よび（ｂ）を参照しながら、本発明による光送信器の第
１の実施形態を説明する。

【００８９】本実施形態の光送信器は、上記実施形態の
何れかの信号変換器６４と、伝送用半導体レーザ６５と
を備えており、半導体レーザ６５の駆動電流に信号変換
器６４の出力信号を重畳することによって、半導体レー
ザ６５の出力光の強度変調を行っている。信号変換器６
４の出力信号は、前述したように、ＡＭ４０チャンネル
の映像信号で周波数変調されたマイクロ波信号である。

【００９０】図１５（ｂ）は、半導体レーザ６５が出力
するレーザ光のスペクトル６６を示している。本実施形
態では、１０ＧＨｚ動作の可能なＤＦＢレーザを伝送用
半導体レーザ６５として用いている。このため、歪の少
ない強度変調が達成される。強度変調を目的として半導
体レーザ６５の駆動電流に変調用信号を重畳するため、
チャーピング現象が生じ、半導体レーザ６５の発振周波
数も変調される。このため、図１５（ｂ）のスペクトル
において、各側波帯（side bnad）が広帯域に拡大して
いる。この側波帯中に４０チャンネルの映像信号が含ま
れており、不図示の光受信器で復調することによって、
４０チャンネルの映像信号を取り出すことができる。

【００９１】（光送信器の実施形態２）図１６を参照し
ながら、本発明による光送信器の第２の実施形態を説明
する。本実施形態の光送信器は、上記実施形態の何れか
の信号変換器６７と、伝送用半導体レーザ６８と、光強
度変換器６９とを備えている。本実施形態では、半導体
レーザ６８の駆動電流に信号変換器６４の出力信号を重
畳するかわりに、光強度変調器６８を用いて、半導体レ
ーザ６５の出力光の強度変調を行っている。光強度変調
器６８には信号変換器６７の出力信号が与えられ、この
出力信号で強度変調が実行される。信号変換器６７の出
力信号は、前述したように、ＡＭ４０チャンネルの映像
信号で周波数変調されたマイクロ波信号である。

【００９２】本構成では、光強度変調器６８を用いてい
るため、図１２（ｂ）に示すように、光送信器から出力
される信号光のスペクトルにおいて、側波帯の幅は拡大
していない。このため、信号光が光ファイバを介して伝
送された場合でも、波長分散の影響が小さくなり、高品
質の光伝送が可能となる。

【００９３】（光送信器の実施形態３）図１７を参照し
ながら、本発明による光送信器の第３の実施形態を説明
する。本実施形態の光送信器は、上記実施形態の何れか
の信号変換器７１と、伝送用半導体レーザ７２と、光強
度変換器７３とを備えている。本実施形態でも、半導体
レーザ７２の駆動電流に信号変換器７１の出力信号を重
畳するかわりに、光強度変調器７３を用いて、半導体レ
ーザ７２の出力光の強度変調を行っている。光強度変調
器７３には信号変換器７１の出力信号が与えられ、この
出力信号で強度変調が実行される。

【００９４】本実施形態における光強度変調器７３は、
マッハツェンダ型の構成を有しており、信号変換器７１
の出力を２つに分岐している。分岐された信号変換器７
１の出力の一方は、π／２だけ位相がシフトされた状態
で、強度変調を受ける。他方の出力に対しては位相のシ
フトは行われない。その結果、単側波帯の成分について
強度変調が行われることになり、出力光のスペクトル７
４は、図１３（ｂ）に記すように、図１２の実施形態で
得られるスペクトルよりも狭い帯域を持つ。このため、
波長分散の影響が更に小さくなり、より高品質の長距離
光伝送が可能になる。

【００９５】（光ファイバ伝送装置の実施形態）図１８
を参照しながら、光ファイバ伝送装置の実施形態を説明
する。

【００９６】本実施形態の光ファイバ伝送装置は、上記
何れかの実施形態における光送信器７５と、光ファイバ
増幅器（エルビウムドープドファイバ増幅器）７６ａ、
７６ｂ、７６ｃと、光分岐器７７と、伝送用光ファイバ
７８と、受光装置７９とを備えている。光ファイバ増幅
器７６、光分岐器７７および伝送用光ファイバ７８は、
公知の構成を備えていればよい。光送信器７５の出力す
る信号光が、４０チャンネルの映像信号で位相変調され
たマイクロ波信号を搬送する場合、受光装置７９は位相
復調器を備える必要がある。しかし、光送信器７５の出
力する信号光が４０チャンネルの映像信号で周波数変調
（ＦＭ変調）されたマイクロ波信号を搬送する場合は、
受光装置７９は、従来のＦＭ復調器を用いたものであれ
ばよい。

【００９７】光送信器７５から出力された信号光は、光
ファイバ増幅器７６ａ〜７６ｃで増幅されてから、光分
岐器７７で分岐される。分岐された信号光は、伝送用光
ファイバ７８で伝送され、受光装置７９で受光される。
受光装置７９では、受け取った信号光が多チャンネルの
映像信号に復調される。

【００９８】本実施形態によれば、周波数変調または位
相変調によって多チャンネルの映像信号が伝送されるた
め、最小受光レベルが小さく、反射耐力、波長分散耐力
が大きくなる。また、多チャンネルの映像信号を搬送す
るマイクロ波信号の線幅が狭く、しかも、周波数が安定
しているため、高いＣＮＲで歪の低い多チャンネル映像
分配が実現できる。

【００９９】本実施形態では、光送信器の出力光の波長
が１.５５μｍ帯であるが、出力光の波長は１.３μｍ帯
であってもよい。その場合、光ファイバ増幅器はプラセ
オジウムドープドファイバ増幅器を用いることが好まし
い。

【０１００】

【発明の効果】本発明の信号変換器によれば、レーザ光
源の出力光に対して、多チャンネル映像信号で周波数の
変調を行い、マイクロ波信号で強度の変調を行う変調手
段と、変調手段により変調された出力光を受光し、多チ
ャンネル映像信号で位相が変調されたマイクロ波信号を
出力する受光器とを備えているため、位相雑音のない良
好なＣＮＲ特性を示すマイクロ波信号をＡＦＣ回路なし
に形成することができる。このようなマイクロ波信号を
用いて信号伝送用半導体レーザの強度変調を行えば、長
距離伝送に適した光信号の形成が可能となる。

【０１０１】本発明の他の信号変換器によれば、レーザ
光源の出力光に対して、多チャンネル映像信号で位相の
変調を行い、マイクロ波信号で強度の変調を行う変調手
段と、変調手段により変調された出力光を受光し、多チ
ャンネル映像信号で位相が変調されたマイクロ波信号を
出力する受光器とを備えているため、位相雑音のない良
好なＣＮＲ特性を示すマイクロ波信号をＡＦＣ回路なし
に形成することができる。このようなマイクロ波信号を
用いて信号伝送用半導体レーザの強度変調を行えば、長
距離伝送に適した光信号の形成が可能となる。

【０１０２】本発明の光送信器によれば、伝送用半導体
レーザの駆動電流に本発明の信号変換器の出力信号を重
畳することによって、信号変換器の出力信号で半導体レ
ーザの出力光を強度変調するため、信号帯域が低減され
た光信号が得られる。このため、波長分散耐力が大きく
なり、長距離伝送が可能となる。

【０１０３】本発明の他の光送信器によれば、本発明の
信号変換器の出力信号を用いて、伝送用光強度変調器に
よって前記半導体レーザの出力光を強度変調するため、
チャーピングの影響がない、歪の少ない光信号が得られ
る。

【０１０４】本発明の光ファイバ伝送装置によれば、本
発明の光送信器と、光送信器から出力された信号光を伝
送するための光ファイバと、光ファイバを通して伝送さ
れた信号光を多チャンネルの映像信号に変換する受光装
置とを備えているので、反射耐力が大きく、高ＣＮＲで
低歪の多チャンネル映像分配が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、従来の光ファイバ伝送装置の構成を
示す図、（ｂ）は、前記光ファイバ伝送装置に含まれる
光信号変換器の内部構成を示す図、（ｃ）は、光受信器
の内部構成を示す図。

【図２】（ａ）から（ｃ）は、信号用半導体レーザの周
波数と局発レーザの周波数との関係を示す図。

【図３】本発明の信号変換器の第１の実施形態の構成を
示す図。

【図４】（ａ）から（ｅ）は、図３の信号変換器の各主
要部における信号波形を示す図。

【図５】光位相変調器および光強度変調器の配置例を示
す斜視図。

【図６】本発明の信号変換器の第２の実施形態の構成を
示す図。

【図７】本発明の信号変換器の第３の実施形態の構成を
示す図。

【図８】本発明の信号変換器の第４の実施形態の構成を
示す図。

【図９】本発明の信号変換器の第５の実施形態の構成
図。

【図１０】本発明の信号変換器の第６の実施形態の構成
図。

【図１１】本発明の信号変換器の第７の実施形態の構成
図。

【図１２】図１１の信号変換器に使用する光周波数シフ
タの構成例を示す図。

【図１３】（ａ）は、信号変換器と歪補償回路との関係
を示す図、（ｂ）は、歪補償回路の内部構成を示す図。

【図１４】本発明の強度変調成分抑圧歪回路の実施形態
の構成を示す図。

【図１５】（ａ）は、本発明による光送信器の第１の実
施形態の構成を示す図、（ｂ）は、本実施形態により得
られる出力光のスペクトル図。

【図１６】（ａ）は、本発明による光送信器の第２の実
施形態の構成を示す図、（ｂ）は、本実施形態により得
られる出力光のスペクトル図。

【図１７】（ａ）は、本発明による光送信器の第３の実
施形態の構成を示す図、（ｂ）は、本実施形態により得
られる出力光のスペクトル図。

【図１８】本発明の光ファイバ伝送装置の実施の形態の
構成図。

【符号の説明】

２２、２６、２９、３２、３８、４３、４８、６５、６
８、７２ 半導体レーザ ２３、２７、３３、３９、４９ 光位相変調器 ２４、３０、３４、４４、６９、７３ 光強度変調器 ２５、２８、３１、３７、４２、４７、５３ 受光器 ３５、３６、４０、４１、４５、４６、５１、５２、７
７ 光分岐器 ５０ 光周波数シフタ ５４ 音響光学素子 ５５、７６ 光ファイバ増幅器 ６４、６７、７１ 信号変換器 ７８ 光ファイバ ７５ 光送信器 ７９ 光受信器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/04 10/06

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多チャンネル映像信号を受け取り、前記
   多チャンネル映像信号で位相が変調されたマイクロ波信
   号に変換する信号変換器であって、 前記信号変換器は、 レーザ光源と、 前記レーザ光源の出力光に対して、前記多チャンネル映
   像信号で位相の変調を行い、マイクロ波信号で強度の変
   調を行う変調手段と、 前記変調手段により変調された前記出力光を受光し、前
   記多チャンネル映像信号で位相が変調された前記マイク
   ロ波信号を出力する受光器と、を備えていることを特徴
   とする信号変換器。
2. 【請求項２】 前記変調手段は、 前記レーザ光源の前記出力光を受け取り、前記出力光の
   位相を前記多チャンネルの映像信号で変調する光位相変
   調器と、 前記マイクロ波信号で強度変調を行う光強度変調器と、
   を備えていることを特徴とする請求項１に記載の信号変
   換器。
3. 【請求項３】 前記変調手段は、 前記半導体レーザに与える駆動電流に前記マイクロ波信
   号を重畳し、それによって、前記半導体レーザの出力光
   の強度を変調する回路と、 前記レーザ光源の前記出力光に対して、前記多チャンネ
   ルの前記映像信号で位相変調を行う光位相変調器と、を
   備えていることを特徴とする請求項１に記載の信号変換
   器。
4. 【請求項４】 前記変調手段は、 前記半導体レーザの出力光を分岐する第１の光カプラ
   と、 前記光カプラで分離された光の一方に対して、前記多チ
   ャンネル映像信号で位相変調を行う光位相変調器と、 前記光分岐器で分離された光の他方に対して、前記マイ
   クロ波信号で強度変調を行う光強度変調器と、 前記光位相変調器の出力と前記光強度変調器の出力とを
   合波する第２の光カプラと、を備えていることを特徴と
   する請求項１に記載の信号変換器。
5. 【請求項５】 前記変調手段は、 前記半導体レーザに与える駆動電流に前記マイクロ波信
   号を重畳し、それによって、前記半導体レーザの出力光
   の強度を変調する回路と、 前記半導体レーザの出力光を分岐する第１の光カプラ
   と、 前記光カプラで分離された光の一方に対して、前記多チ
   ャンネル映像信号で位相変調を行う光位相変調器と、 前記光分岐器で分離された光の他方と前記光位相変調器
   の出力とを合波する第２の光カプラと、を備えているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の信号変換器。
6. 【請求項６】 前記変調手段は、 前記半導体レーザの出力光を分岐する第１の光カプラ
   と、 前記光カプラで分離された光の一方に対して、前記多チ
   ャンネル映像信号で位相変調を行う光位相変調器と、 前記光分岐器で分離された光の他方に対して、前記マイ
   クロ波信号で周波数をシフトさせる光周波数シフタと、 前記光位相変調器の出力と前記光周波数シフタの出力と
   を合波する第２の光カプラと、を備えていることを特徴
   とする請求項１に記載の信号変換器。
7. 【請求項７】 前記光周波数シフタが音響光学素子であ
   る請求項６に記載の信号変換器。
8. 【請求項８】 前記光周波数シフタが、音響光学素子
   と、前記音響光学素子の出力光を入力側にフィードバッ
   クするフィードバックループとを備え、 前記フィードバックループ内に光ファイバ増幅器および
   光周波数フィルタを含む請求項６に記載の信号変換器。
9. 【請求項９】 請求項１から８の何れかに記載の信号変
   換器であって、 前記多チャンネルの映像信号に対する積分回路を更に備
   えたことを特徴とする信号変換器。
10. 【請求項１０】 前記レーザ光源が半導体レーザである
    請求項１から９の何れかに記載の信号変換器。
11. 【請求項１１】 前記レーザ光源が外部共振器型半導体
    レーザである請求項１から９の何れかに記載の信号変換
    器。
12. 【請求項１２】 前記レーザ光源が半導体レーザ励起の
    固体レーザである請求項１から９の何れかに記載の信号
    変換器。
13. 【請求項１３】 多チャンネル映像信号を受け取り、前
    記多チャンネル映像信号で周波数が変調されたマイクロ
    波信号に変換する信号変換器であって、 前記信号変換器は、 レーザ光源と、 前記レーザ光源の出力光に対して、前記多チャンネル映
    像信号で周波数の変調を行い、マイクロ波信号で強度の
    変調を行う変調手段と、 前記変調手段により変調された前記出力光を受光し、前
    記多チャンネル映像信号で周波数が変調された前記マイ
    クロ波信号を出力する受光器と、を備えていることを特
    徴とする信号変換器。
14. 【請求項１４】 前記変調手段は、 前記半導体レーザに与える駆動電流に前記多チャンネル
    の前記映像信号を重畳し、それによって、前記半導体レ
    ーザの出力光の周波数を変調する回路と、 前記レーザ光源の前記出力光に対して、前記マイクロ波
    信号で強度変調を行う光強度変調器と、を備えているこ
    とを特徴とする請求項１３に記載の信号変換器。
15. 【請求項１５】 前記変調手段は、 前記半導体レーザに与える駆動電流に前記多チャンネル
    の前記映像信号を重畳し、それによって、前記半導体レ
    ーザの出力光の周波数を変調する回路と、 前記半導体レーザの出力光を分岐する第１の光カプラ
    と、 前記光カプラで分離された光の一方に対して、前記マイ
    クロ波信号で強度変調を行う光強度変調器と、 前記光分岐器で分離された光の他方と前記光強度変調器
    の出力とを合波する第２の光カプラと、を備えているこ
    とを特徴とする請求項１３に記載の信号変換器。
16. 【請求項１６】 前記レーザ光源が半導体レーザである
    請求項１３に記載の信号変換器。
17. 【請求項１７】 前記レーザ光源が外部共振器型半導体
    レーザである請求項１３に記載の信号変換器。
18. 【請求項１８】 前記レーザ光源が半導体レーザ励起の
    固体レーザである請求項１３に記載の信号変換器。
19. 【請求項１９】 請求項１から１８のいずれかに記載の
    信号変換器であって、多チャンネルの映像信号に対する
    歪補償回路を備えた信号変換器。
20. 【請求項２０】 請求項１から１９のいずれかに記載の
    信号変換器であって、多チャンネルの映像信号による強
    度変調成分を抑圧する回路を備えた信号変換器。
21. 【請求項２１】 請求項１から２０のいずれかに記載の
    信号変換器であって、多チャンネルの映像信号に対する
    プリエンファシス回路を備えた信号変換器。
22. 【請求項２２】 請求項１から２１のいずれかに記載の
    信号変換器と、伝送用半導体レーザとを備えた光送信器
    であって、 前記伝送用半導体レーザの駆動電流に前記信号変換器の
    出力信号を重畳することによって、前記信号変換器の出
    力信号で前記半導体レーザの出力光を強度変調すること
    を特徴とする光送信器。
23. 【請求項２３】 請求項１から２１のいずれかに記載の
    信号変換器と、伝送用半導体レーザと、伝送用光強度変
    調器とを備えた光送信器であって、 前記伝送用光強度変調器によって前記信号変換器の出力
    信号を用いて前記半導体レーザの出力光を強度変調する
    ことを特徴とする光送信器。
24. 【請求項２４】 請求項２３に記載の光送信器であっ
    て、 前記伝送用光強度変調器は、マッハツェンダ型の構成を
    有しており、 前記信号変換器の出力信号を２つに分岐し、分岐された
    出力信号の一方は、他方に対してπ／２だけ位相をシフ
    トした後、分岐された二つの出力信号を合成し、それに
    よって前記出力信号の単側波帯で前記強度変調を行うこ
    とを特徴とする光送信器。
25. 【請求項２５】 請求項２２から２４のいずれかに記載
    の光送信器と、 前記光送信器から出力された信号光を伝送するための光
    ファイバと、 前記光ファイバを通して伝送された信号光を多チャンネ
    ルの映像信号に変換する受光装置と、を備えたことを特
    徴とする光ファイバ伝送装置。
26. 【請求項２６】 請求項２２から２４のいずれかに記載
    の光送信器と、 前記光送信器から出力された信号光を伝送する光ファイ
    バと、 前記光ファイバを通して伝送された信号光を多チャンネ
    ルの映像信号に変換する受光装置と、を備えたことを特
    徴とする光ファイバ伝送装置。
27. 【請求項２７】 請求項１９から２４のいずれかに記載
    の光送信器と、 前記光送信器から出力された信号光を増幅する前記光フ
    ァイバ増幅器と、 増幅された信号光を分岐する光分岐器と、 分岐された信号光を伝送する光ファイバと、 前記光ファイバを通して伝送された信号光を多チャンネ
    ルの映像信号に変換する受光装置と、を備えたことを特
    徴とする多分配光ファイバ伝送装置。
28. 【請求項２８】 前記光ファイバ増幅器と前記光分岐器
    とが多段に接続されたことを特徴とする請求項２７に記
    載の多分配光ファイバ伝送装置。
29. 【請求項２９】 前記光送信器の出力光の波長が１.５
    ５μｍ帯であり、前記光ファイバ増幅器がエルビウムド
    ープドファイバ増幅器であることを特徴とする請求項２
    ７または２８に記載の多分配光ファイバ伝送装置。
30. 【請求項３０】 前記光送信器の出力光の波長が１.３
    μｍ帯であり、前記光ファイバ増幅器がプラセオジウム
    ドープドファイバ増幅器であることを特徴とする請求項
    ２７または２８に記載の多分配光ファイバ伝送装置。