JPS6113231A - 光信号増幅器及び光伝送システム - Google Patents

光信号増幅器及び光伝送システム

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JPS6113231A
JPS6113231A JP60125964A JP12596485A JPS6113231A JP S6113231 A JPS6113231 A JP S6113231A JP 60125964 A JP60125964 A JP 60125964A JP 12596485 A JP12596485 A JP 12596485A JP S6113231 A JPS6113231 A JP S6113231A
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JP
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optical
signal
optical signal
frequency
input
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JP60125964A
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ジヨン　スチユアート　ヒークス
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STC PLC
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Standard Telephone and Cables PLC
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/21—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference
    • G02F1/225—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference in an optical waveguide structure

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光増幅器、特にコヒーレント光伝送システムに
関する。
問題点を解決するための手段 本発明は、基準光信号を取り出す手段と、入力光信号を
該基準光信号と入力光信号との光周波数の中間の電気的
周波数の電気信号へ変換する手段と、電気信号を増幅す
る手段と、増幅された電気信号を該基準光信号よりなる
光搬送波上へ挿入する手段とよりなり、該入力光信号に
コヒーレントでかつ増幅された光出力信号を得る光信号
増幅器を提供する。
本発明はまた基準光信号を取り出す手段と、入力光信号
を該基準光信号と入力光信号との光周波数の中間の電気
的周波数の電気信号へ変換する手段と、電気信号を増幅
する手段と、増幅された電気信号を該基準光信号よりな
る光搬送波上へ挿入する手段とよりなり、該入力光信号
にコヒーレントでかつ増幅された光出力信号を得る光信
号増幅器を含むコヒーレントな光伝送システムを提供す
る。
実施例 以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。
高容量、゛長距離光ファイバシステムにおいてコヒーレ
ント法の採用により生じる主たる利点には、量子制限に
達する検出感度の向上による中継器間隔の増大：周波数
領域多重化の採用によるシステム容量の増大、すなわち
ファイバの分散又は協働する電子回路の速度により決ま
る最大ビット速度で各々動作する時分割多重化された情
報の隣接したチャンネルの追加：例えば広偏移（光搬送
波の）ＦＭ（周波数変調）に基く高品質アナログ等変調
フォーマットの選択の多様化；コヒーレント検出の場合
２次でなく線形である協働する光検出後増幅における線
形性の要求の緩和、すなわち６０ｄＢのシステムダイナ
ミックレンジの場合増幅器は１２０ｄＢレンジでなく６
０ｄＢＬ、か必要としない点及び「ブラックボックス」
形式での光増幅が実現する可能性が含まれる。
本発明が基本的に関与するのは後者の利点である。光増
幅は周波数変換及びＩＦ（中間周波数）での増幅を経て
達成される。これは他方でＩＦにおける簡便なチャンネ
ルドロップ及びチャンネルアクセスに寄与する。
一般に伝送システムの再生／分岐点の機能は信号増幅、
チャンネルドロップ、チャンネル挿入及び再タイミング
である。゛これらの機能は、光フアイバリンクの如き光
システムでは、第１ａ図に示すフォトダイオード１と、
帯域Ｐ波器２と、例えばＧａＡ　Ｉ　Ａｓのレーザ３と
、「原子」標準５を有する安定回路４と、例えばＧａＡ
ｓＦＥＴの広帯域増幅器６と、単側波帯変調器７とより
なる回路により実行し得る。第１ａ図の回路は光入力及
び光出力を有し、また線形光（ＩＦ）増幅器を有する。
レーザ３は安定回路４及び「原子」標準５と共に、高い
コヒーレンスを維持し、またＩＦを再生器の電子的帯域
幅内に維持するため「原子」°標準に対して安定化され
た光局部発振器を構成する。
０．８５μｍではセシウムのＤ２線に基＜ＩＯＭＨｚよ
り良好な絶対的分解能を有する（第３図参照）かかる標
準が文献（ｒｃｓ−Ｄ２線のドツプラーのないスペクト
ルを用いたＧａＡｌＡｓレーザの周波数安定化Ｊ、ＴＥ
ＥＥ　Ｊ、クオンタムエレクトロニクス、第１９巻第２
号第１６９−１７５頁　１９８３年２月）に報告されて
いる。
他にも標準は光伝送システムの意図する波長域全般にわ
たり存在するので０．８５μｍへの限定は必要でない。
フォトダイオード１及び光間部発振器は共に周波数逓降
変換器を構成する、フオトダイオード１は入力光信号及
び実質的に高い、典型的には数ｍＷの出力の光搬送波信
号により照射される。光学的差周波数（中間周波数）に
おけるフォトダイオードの出力電流はＰ波器２による帯
域Ｐ波の後ＧａＡｓ広帯域増幅器６により増幅される。
高い情報容量の光システムでは増幅器６は１５ＧＨｚに
中心を有する１０ＧＨ２の帯域幅を有してもよい。第１
ｂ図は広い周波数範囲にわたる、増幅器６の増幅対周波
数応答特性の平坦で線形な性質及びその中の入力光信号
により搬送される情報と関係する部分を示す。
増幅器６の出力を光搬送波信号上に再挿入する前に中間
周波数で処理してもよい。ただし第１ａ図はかかる処理
を有さない光増幅器を単に示している。情報変調フォー
マットは所定のチャンネル内にＴＤＭを有するＦＤＭを
有するのが好ましい。
光搬送波再挿入前の増幅器６の出力からのチャンネルド
ロップ又はそれへのチャンネル挿入は例えばマイクロス
トリップ技術により実現される従来のマイクロウェーブ
ろ波技術によりＩＦにおいて達成できる。再タイミング
が必要な場合は個々の周波数チャンネルレベルで従来の
如く実行すればよい。
増幅され、また適切に処理されたＦＤＭブロックは単側
波帯変調（逓昇変換）過程を経て光搬送波信号に挿入さ
れ、光搬送波信号は逓降変換に用いられるのと同じ光局
部発振器出力の部分よりなり、入力及び出力光周波数が
確実に同じになる。
この単側波帯変調による再挿入は例えば第２図に模式的
に示す集積化光（電子−光学）単側波帯逓昇変換装置に
より達成しうる。
第２図の集積化光装置は内部に入力導波路９が拡散され
たニオブ酸リチウム基板８と、実質的に同一の光路長の
２本の枝導波路１０及び１１と、出力導波路１２とを有
する。半導体レーザ１３゛よりの光信号出力は入力導波
路９の入力へ直接に又は光ファイバ１４を経て印加され
る。第１ａ図の回路を使用する際、レーザ１３はレーザ
６より構成される。レーザ１３よりの光信号は各々枝導
波路１０及び１１の一方にそれぞれ沿って導かれる２つ
の部分に分割される。枝１０では内部の光信号の位相は
枝導波路１０の部分に附随して基枝上に配設された金属
電極１５を介して適当な電場（直流バイアス）を印加す
る結果他方の枝１１内の位相に対して９０°変化される
。マイクロウェーブ入力１６として示す、光搬送波信号
すなわちレーザ１３の出力上へ挿入される信号は枝導波
路１０内の光信号へ金属電極１７を介して印加され、ま
た枝導波路１１内の光信号へ金属電極１９を介して、ま
た９０’移相器１８を経由して直角位相で印加される。
枝導波路１０及び１１の出力端での光信号は異なった位
相を有し、枝導波路１０及び１１が出力導波路１２へ収
束する結果搬送波及び不要な側波帯を破壊する光干渉を
生じる。
第２図の回路を特に第１ａ図の光増幅器に用いる場合の
改良は、光間部発振器により導入されたノイズ成分を最
高周波数を除き全て打消すべく光間部発振器と単側波帯
変調器の間に電子信号路での遅延と同じ大きさの光遅延
を導入することを含む。
上記の如く原子標準に対し安定化されたレーザよりなる
光間部発振器を用いるかわりに、回路を自動周波数制御
構成に応答してレーザ中の電流を調整するなどして掃引
局部発振モードで動作させ、特徴的なサインにロックイ
ンさせることもできる。
上記の特別な構成はコヒーレント光伝送システム用に、
より低い周波数において対応を有しない多数の複雑な「
回路」要素により線形光増幅を達成するためのものであ
る。これらの要素は少なくとも原理的には既に実証済で
ある。
【図面の簡単な説明】
第１ａ図は線形光ＩＦ（中間周波）増幅器の回路図、第
１ｂ図はＦＥＴ増幅器及び入力情報の増幅対周波数特性
を示す図、第２図は集積化光重側波帯変調器を示す図、
第３図は０．８５μｍおけるセシウムＤ２線の吸収スペ
クトルを示す図である。 １・・・フォトダイオード、２・・・帯域−波器、３・
・・レーザ、４・・・安定回路、５・・・「原子」標準
、６・・・広帯域増幅器、７・・・単側波帯変調器、８
・・・ニオブ酸リチウム基板、９・・・入力導波路、１
０．１１・・・枝導波路、１２・・・出力導波路、１３
・・・半導体レーザ、１４・・・光ファイバ、１５・・
・金属電極、１６・・・マイクロウェーブ入力、１７．
１９・・・金属電極、１８・・・移相器。 特許出願人　スタンダード　テレフォンズアンド　ケー
ブルス　パブリック Ａｆ（ＦＥｒ）−Ａｆ＜　’？４ｆＦＬ　　）　　−〜
１００ＭＨｚ〜、１ｂ。 ０゜８５ｕｍでのＣ３−Ｄ２　腹’ｉｉ、”；ｉ北Ｅｇ
、３゜

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）基準光信号を取り出す手段と、入力光信号を該基
    準光信号と入力光信号との光周波数の中間の電気的周波
    数の電気信号へ変換する手段と、電気信号を増幅する手
    段と、増幅された電気信号を該基準光信号よりなる光搬
    送波上へ挿入する手段とよりなり、該入力光信号に対し
    てコヒーレントでかつ増幅された光出力信号を得る光信
    号増幅器。
  2. （２）該変換手段は周波数逓降変換器よりなる特許請求
    の範囲第１項記載の増幅器。
  3. （３）該周波数逓降変換器はフオトダイオードよりなり
    、該基準光信号取り出し手段は「原子」標準に対し安定
    化された光局部発振器よりなり、フオトダイオードは入
    力光信号及び該基準光信号により照射され、また入力及
    び基準光周波数の差の光周波数よりなる中間周波数の出
    力電流を有する特許請求の範囲第２項記載の増幅器。
  4. （４）該周波数逓降変換器はフオトダイオードよりなり
    、該基準光信号取り出し手段は掃引局部発振器サーチモ
    ードで動作されまた所定の光周波数チヤンネルにロツク
    するレーザよりなり、該フオトダイオードは入力光信号
    及び該基準光信号により照射され、また入力光周波数及
    び基準光周波数の差の光周波数よりなる中間周波数の出
    力電流を有する特許請求の範囲第２項記載の増幅器。
  5. （５）挿入手段は入力光信号が基準光信号よりなる集積
    化光単側波帯逓昇変換器を有する特許請求の範囲第１項
    記載の増幅器。
  6. （６）該増幅手段はＧａＡｓ広帯域増幅器よりなる特許
    請求の範囲第１項記載の増幅器。
  7. （７）基準光信号を取り出す手段と、入力光信号を該基
    準光信号と入力光信号との光周波数の中間の電気的周波
    数の電気信号へ交換する手段と、電気信号を増幅する手
    段と増幅された電気信号を該基準光信号よりなる光搬送
    波上へ挿入する手段とよりなり、該入力光信号にコヒー
    レントでかつ増幅された光出力信号を得る光信号増幅器
    を含むコヒーレントな光伝送システム。
  8. （８）中間周波数における電気信号よりチヤンネルドロ
    ツプしまたそれにチヤンネル挿入する手段を含む特許請
    求の範囲第７項記載のコヒーレントな光伝送システム。
  9. （９）電気信号を中間周波数において再タイミングする
    手段を含む特許請求の範囲第７項記載のコヒーレントな
    光伝送システム。
JP60125964A 1984-06-14 1985-06-10 光信号増幅器及び光伝送システム Pending JPS6113231A (ja)

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ES (1) ES8700523A1 (ja)
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