JPS63200632A - 宇宙光通信装置 - Google Patents
宇宙光通信装置Info
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- JPS63200632A JPS63200632A JP62032898A JP3289887A JPS63200632A JP S63200632 A JPS63200632 A JP S63200632A JP 62032898 A JP62032898 A JP 62032898A JP 3289887 A JP3289887 A JP 3289887A JP S63200632 A JPS63200632 A JP S63200632A
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- sunlight
- sun
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Landscapes
- Optical Communication System (AREA)
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。
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〕
本発明は宇宙通信、特に人工衛星間の通信に使用して効
果のある宇宙光通信装置に関する。
果のある宇宙光通信装置に関する。
近年、国際間の通信はもとより国内における通信にも人
工衛星が利用されるようになり、今後ますます衛星宇宙
通信が盛んになろうとしている。
工衛星が利用されるようになり、今後ますます衛星宇宙
通信が盛んになろうとしている。
そして人工衛星の数が増え、有人衛星が打ち上げられる
昨今では衛星間通信も盛んになろうとしている。
昨今では衛星間通信も盛んになろうとしている。
第５図はこのような人工衛星を利用した宇宙通信の様子
を示す図で、人工衛星１．２間、或いは人工衛星と地球
間における通信には、従来電波が使用されていた。
を示す図で、人工衛星１．２間、或いは人工衛星と地球
間における通信には、従来電波が使用されていた。
しかしながら、衛星間の距離が長い場合などでは、搭載
アンテナの指向性の関係で空間伝播損失が増大してしま
う。そこで、波長が短く指向性を鋭くすることができる
光を使用した通信が考えられており、光波術の進歩とと
もにその可能性が増しているが、いまだ確実な案は得ら
れてないのが実情である。さらに、衛星搭載通信機器は
その重量が厳しく制限されており、その具体的実現には
なお多くの困難が付随している。
アンテナの指向性の関係で空間伝播損失が増大してしま
う。そこで、波長が短く指向性を鋭くすることができる
光を使用した通信が考えられており、光波術の進歩とと
もにその可能性が増しているが、いまだ確実な案は得ら
れてないのが実情である。さらに、衛星搭載通信機器は
その重量が厳しく制限されており、その具体的実現には
なお多くの困難が付随している。
本発明は上記問題点を解決するためのもので、太陽光を
利用して光通信を行うようにすることにより、特に衛星
間の光通信を可能とする宇宙光通信装置を提供すること
を目的とする。
利用して光通信を行うようにすることにより、特に衛星
間の光通信を可能とする宇宙光通信装置を提供すること
を目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
そのために本発明は、太陽を追尾して太陽光を集光する
追尾集光手段と、集光した太陽光を変調して送信用信号
光を出力する光送信部を備えた宇宙光通信装置、及び太
陽を追尾して太陽光を集光する追尾集光手段と、集光し
た太陽光で光ポンピングされるレーザー発振器と、レー
ザー発振器出力光を変調して送信用信号光を出力する光
送信部を備えた宇宙光通信装置、及び太陽を追尾して太
陽光を集光する追尾集光手段と、集光した太陽光で光ポ
ンピングされるレーザー発振器と、レーザー発振器出力
光と受信光とを混合する混合器と、混合器出力光から所
定波長成分を抽出するフィルターとを備えた宇宙光通信
装置を特徴とする。
追尾集光手段と、集光した太陽光を変調して送信用信号
光を出力する光送信部を備えた宇宙光通信装置、及び太
陽を追尾して太陽光を集光する追尾集光手段と、集光し
た太陽光で光ポンピングされるレーザー発振器と、レー
ザー発振器出力光を変調して送信用信号光を出力する光
送信部を備えた宇宙光通信装置、及び太陽を追尾して太
陽光を集光する追尾集光手段と、集光した太陽光で光ポ
ンピングされるレーザー発振器と、レーザー発振器出力
光と受信光とを混合する混合器と、混合器出力光から所
定波長成分を抽出するフィルターとを備えた宇宙光通信
装置を特徴とする。
本発明の宇宙光通信装置は、太陽を追尾して太陽光を集
光し、集光した太陽光、或いは集光した太陽光で光ポン
ピングしたレーザー発振器出力光を搬送波光として変調
して送信用信号光を得、また集光した太陽光で光ポンピ
ングしたレーザー発振器を局部発振器として利用するこ
とによりヘテロゲイン受信機を構成し、衛星通信におけ
る衛星搭載機器の重量を軽減すると共に、機器使用電力
量を軽減し、さらに搭載機器中の発光素子等の信顧性の
向上を図ることが可能となる。
光し、集光した太陽光、或いは集光した太陽光で光ポン
ピングしたレーザー発振器出力光を搬送波光として変調
して送信用信号光を得、また集光した太陽光で光ポンピ
ングしたレーザー発振器を局部発振器として利用するこ
とによりヘテロゲイン受信機を構成し、衛星通信におけ
る衛星搭載機器の重量を軽減すると共に、機器使用電力
量を軽減し、さらに搭載機器中の発光素子等の信顧性の
向上を図ることが可能となる。
以下、実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明による宇宙光通信装置の一実施例を示す
図で、太陽光を搬送波光として直接利用したものである
。図中、１１は太陽、１２は追尾集光光学系、１３は光
学フィルター、１４は光送信部、１５は信号源、１６は
変調器である。
図で、太陽光を搬送波光として直接利用したものである
。図中、１１は太陽、１２は追尾集光光学系、１３は光
学フィルター、１４は光送信部、１５は信号源、１６は
変調器である。
図において、追尾集光光学系１２は、受光した太陽光の
強度をモニターする受光素子と、常に受光強度が最大と
なるように太陽を追尾する装置を備えており、太陽を光
学的に常時自動追尾する。
強度をモニターする受光素子と、常に受光強度が最大と
なるように太陽を追尾する装置を備えており、太陽を光
学的に常時自動追尾する。
集光した太陽光は光学フィルター１３で波長選択をする
。送信部１４は信号源１５と変調器１６を有しており、
変調器１６において波長選択された所定波長の搬送波光
を信号源１５からの信号により変調し、送信用信号光と
して送信する。このように太陽光を直接搬送波光として
変調することにより、光源が著しく簡素化されると共に
、光波多重方式を行う場合には任意の波長を選び出して
多重化することが容易となる。また、送信用光ビームの
空間伝播においては、損失を減少させるためにビーム開
き角をできるだけ小さく、平行ビームとする必要があり
、そのためには一般に光源の輝度が高く点光源とみなせ
ることが重要であるが、太陽光はその点極めて好ましい
性質を有している。
。送信部１４は信号源１５と変調器１６を有しており、
変調器１６において波長選択された所定波長の搬送波光
を信号源１５からの信号により変調し、送信用信号光と
して送信する。このように太陽光を直接搬送波光として
変調することにより、光源が著しく簡素化されると共に
、光波多重方式を行う場合には任意の波長を選び出して
多重化することが容易となる。また、送信用光ビームの
空間伝播においては、損失を減少させるためにビーム開
き角をできるだけ小さく、平行ビームとする必要があり
、そのためには一般に光源の輝度が高く点光源とみなせ
ることが重要であるが、太陽光はその点極めて好ましい
性質を有している。
さらに集光性光学系により光ビーム幅を最適化すること
ができる。その結果、本実施例によれば高輝度で集束性
の良好な光ビームで送信することが可能となる。
ができる。その結果、本実施例によれば高輝度で集束性
の良好な光ビームで送信することが可能となる。
第２図は本発明による宇宙光通信装置の他の実施例を示
す図で、太陽光を光通信用搬送波光の光源レーザーのポ
ンピング光として利用したものである。図中、第１図と
同一番号は同一内容を示しており、１７はＹＡＧレーザ
−，１８は高調波発生器である。この場合レーザーは、
モードロック共振器等の周期パルス発生用装置を含むも
のとする。これは通信においては光パルスが必要である
からである。なお、ここでいうＹＡＧレザーとは、Ｎｄ
をを含有するガラス等、同−範晴の機構のレーザーを含
むものとする。
す図で、太陽光を光通信用搬送波光の光源レーザーのポ
ンピング光として利用したものである。図中、第１図と
同一番号は同一内容を示しており、１７はＹＡＧレーザ
−，１８は高調波発生器である。この場合レーザーは、
モードロック共振器等の周期パルス発生用装置を含むも
のとする。これは通信においては光パルスが必要である
からである。なお、ここでいうＹＡＧレザーとは、Ｎｄ
をを含有するガラス等、同−範晴の機構のレーザーを含
むものとする。
図において、集光した太陽光は光学フィルター１３によ
り波長選択され、光通信用搬送波光の光源レーザーとし
てのＹＡＧレーザ−１７にポンピング光として照射され
る。この場合光学フィルター１３は光ポンピングに有効
でない近赤外以上の長波長光、及び可視光よりも短波長
の光を遮断してレーザーパルスの無駄な温度上昇や損傷
を防ぎ、かつ集光鏡の負担を軽くするようにしている。
り波長選択され、光通信用搬送波光の光源レーザーとし
てのＹＡＧレーザ−１７にポンピング光として照射され
る。この場合光学フィルター１３は光ポンピングに有効
でない近赤外以上の長波長光、及び可視光よりも短波長
の光を遮断してレーザーパルスの無駄な温度上昇や損傷
を防ぎ、かつ集光鏡の負担を軽くするようにしている。
ＹＡＧレーザ−１７から発生した光はパルス化するのが
好ましく、必要に応じて高調波発生器１８により倍調波
ないしは３倍調波にする。この波長変換は送信光ビーム
の広がり角の制限、及びバンクグラウンド光とのコント
ラストを考えて適当な波長のものを選ぶための処理であ
る。波長変換された光は変調器１６において信号源１５
からの信号により変調を受けた後放射され送信される。
好ましく、必要に応じて高調波発生器１８により倍調波
ないしは３倍調波にする。この波長変換は送信光ビーム
の広がり角の制限、及びバンクグラウンド光とのコント
ラストを考えて適当な波長のものを選ぶための処理であ
る。波長変換された光は変調器１６において信号源１５
からの信号により変調を受けた後放射され送信される。
第２図の実施例によれば、従来、ＹＡＧレーザーのポン
ピングには多大の電力を要し、それを供給するための電
源装置が大型化するため装置を軽量化することができな
かったが、この電源装置が不要となるために軽量化が可
能となり、また従来励起用ランプの寿命が短く問題であ
ったが、この点も完全に解消される。このように、送信
機の軽量化、所要電力の低減と、これによって強力なレ
ーザーパルスを使用しうる光源を信号光用に使用するこ
とが可能となる。また一般的に、通常励起用ランプはＣ
Ｗの場合０．１ｋｗ以上が必要であるが、この関係の設
備を不要にすることができる。
ピングには多大の電力を要し、それを供給するための電
源装置が大型化するため装置を軽量化することができな
かったが、この電源装置が不要となるために軽量化が可
能となり、また従来励起用ランプの寿命が短く問題であ
ったが、この点も完全に解消される。このように、送信
機の軽量化、所要電力の低減と、これによって強力なレ
ーザーパルスを使用しうる光源を信号光用に使用するこ
とが可能となる。また一般的に、通常励起用ランプはＣ
Ｗの場合０．１ｋｗ以上が必要であるが、この関係の設
備を不要にすることができる。
第３図は本発明による宇宙光通信装置の他の実施例を示
す図で、第２図と同一番号は同一内容を示している。図
中、１９は半導体レーザーである。
す図で、第２図と同一番号は同一内容を示している。図
中、１９は半導体レーザーである。
図において、ＹＡＧレーザーの代わりに半導体レーザー
を用いた点が第１図の場合と異なっており、半導体レー
ザーの光ポンピングに太陽光を使用している。通信半導
体レーザーはＰＮ接合により電流注入を行ってポンピン
グ、及び変調を行うが、このことは本質的条件ではない
。特に高速光変調器を別途使用する場合または変調を必
要としない後述する受信用ヘテロゲインの局部発振器の
ためには光ポンピングが有効である。これらのための光
ポンピング半導体レーザーはその構造が電流注入のよう
に複雑な積層構造を必要とせず、簡単な構造をとり得る
ため、放熱のための熱抵抗を小さくして大きな出力を取
出しうる利点が生ずる。
を用いた点が第１図の場合と異なっており、半導体レー
ザーの光ポンピングに太陽光を使用している。通信半導
体レーザーはＰＮ接合により電流注入を行ってポンピン
グ、及び変調を行うが、このことは本質的条件ではない
。特に高速光変調器を別途使用する場合または変調を必
要としない後述する受信用ヘテロゲインの局部発振器の
ためには光ポンピングが有効である。これらのための光
ポンピング半導体レーザーはその構造が電流注入のよう
に複雑な積層構造を必要とせず、簡単な構造をとり得る
ため、放熱のための熱抵抗を小さくして大きな出力を取
出しうる利点が生ずる。
第４図は本発明の宇宙光通信装置に使用される半導体レ
ーザーを用いたヘテロゲイン受信器の実施例を示す回で
、第３図と同一番号は同一内容を示している。図中、２
０は集光レンズ、２１は光学フィルター、２２は混合器
、２３は光学フィルター、２４は信号検出系である。
ーザーを用いたヘテロゲイン受信器の実施例を示す回で
、第３図と同一番号は同一内容を示している。図中、２
０は集光レンズ、２１は光学フィルター、２２は混合器
、２３は光学フィルター、２４は信号検出系である。
第３図と同様に太陽光で光ポンピングされた半導体レー
ザーは局部発振器として使用され、混合器２２において
集光レンズ２１、光学フィルター２２からの受信光と混
合され、光学フィルター２３で所定波長成分が抽出され
て信号検出系２４へ導かれる。
ザーは局部発振器として使用され、混合器２２において
集光レンズ２１、光学フィルター２２からの受信光と混
合され、光学フィルター２３で所定波長成分が抽出され
て信号検出系２４へ導かれる。
このように太陽光で光ポンピングした半導体レーザーを
ヘテロゲイン受信器の局部発振器とじて利用可能である
。
ヘテロゲイン受信器の局部発振器とじて利用可能である
。
なお以上の実施例において、衛星が地球の陰影にはいる
場合には、太陽光が得られないが、年間を通してこの時
間は長くないので、この場合は衛星上の予備電源を利用
するようにすればよい。また、光通信路の延長上に太陽
がきた場合には入射信号に背景光が混入して信号対雑音
比が劣化する場合があるが、この場合には送信光の光量
を高くすると共に、波長フィルターを使用して特定波長
選択をするようにすればよい。特に光量に関しては送信
光のビーム広がりが重要であり、これに関しては本来の
太陽光がほとんど平行光であって集束により高輝度光源
を作りうるので他の光源に比して極めて有利となる。
場合には、太陽光が得られないが、年間を通してこの時
間は長くないので、この場合は衛星上の予備電源を利用
するようにすればよい。また、光通信路の延長上に太陽
がきた場合には入射信号に背景光が混入して信号対雑音
比が劣化する場合があるが、この場合には送信光の光量
を高くすると共に、波長フィルターを使用して特定波長
選択をするようにすればよい。特に光量に関しては送信
光のビーム広がりが重要であり、これに関しては本来の
太陽光がほとんど平行光であって集束により高輝度光源
を作りうるので他の光源に比して極めて有利となる。
以上のように本発明によれば、太陽光を集光し、特に衛
星間光通信方式の光源として使用することにより、衛星
搭載機器の重量の軽減と共に、機器使用電力量を大幅に
低減化することができ、また、搭載機器中の発光素子等
の信頼性を向上させることが可能となり、宇宙光通信に
おいて多大の効果が得られ、産業上極めて有益である。
星間光通信方式の光源として使用することにより、衛星
搭載機器の重量の軽減と共に、機器使用電力量を大幅に
低減化することができ、また、搭載機器中の発光素子等
の信頼性を向上させることが可能となり、宇宙光通信に
おいて多大の効果が得られ、産業上極めて有益である。
第１図は太陽光を搬送波光とした本発明による宇宙光通
信装置の一実施例を示す図、第２図は太陽光で光ポンピ
ングされるＹＡＧレーザー光を搬送波光とした本発明に
よる宇宙光通信装置の他の実施例を示す図、第３図は太
陽光で光ポンピングされる半導体レーザー光を搬送波光
とした本発明による宇宙光通信装置の他の実施例を示す
図、第４図は太陽光で光ポンピングされる半導体レーザ
ーを局部発振器とした本発明による宇宙光通信装置に使
用されるヘテロダイン受信器の一実施例を示す図、第５
図は衛星間通信の様子を説明するための図である。 １．２・・・人工衛星、１１・・・太陽、１２・・・追
尾集光光学系、１３・・・光学フィルター、１４・・・
送信部、１５・・・信号源、１６・・・変調器、１７・
・・ＹＡＧレーザ−，１８・・・高調波発生器、１９・
・・半導体レーザー、２０・・・集光レンズ、２１・・
・光学フィルター、２２・・・混合器、２３・・・光学
フィルター、２４・・・検出系。
信装置の一実施例を示す図、第２図は太陽光で光ポンピ
ングされるＹＡＧレーザー光を搬送波光とした本発明に
よる宇宙光通信装置の他の実施例を示す図、第３図は太
陽光で光ポンピングされる半導体レーザー光を搬送波光
とした本発明による宇宙光通信装置の他の実施例を示す
図、第４図は太陽光で光ポンピングされる半導体レーザ
ーを局部発振器とした本発明による宇宙光通信装置に使
用されるヘテロダイン受信器の一実施例を示す図、第５
図は衛星間通信の様子を説明するための図である。 １．２・・・人工衛星、１１・・・太陽、１２・・・追
尾集光光学系、１３・・・光学フィルター、１４・・・
送信部、１５・・・信号源、１６・・・変調器、１７・
・・ＹＡＧレーザ−，１８・・・高調波発生器、１９・
・・半導体レーザー、２０・・・集光レンズ、２１・・
・光学フィルター、２２・・・混合器、２３・・・光学
フィルター、２４・・・検出系。
Claims (7)
- （１）太陽を追尾する追尾集光手段と、太陽光を変調し
て送信用信号光を出力する光送信部を備えた宇宙光通信
装置。 - （２）太陽を追尾する追尾集光手段と、太陽光で光ポン
ピングされるレーザー発振器と、レーザー発振器出力光
を変調して送信用信号光を出力する光送信部を備えた宇
宙光通信装置。 - （３）前記レーザー発振器が、モードロック機構を含む
ＹＡＧレーザーである特許請求の範囲第２項記載の宇宙
光通信装置。 - （４）前記レーザー発振器が、半導体レーザーである特
許請求の範囲第２項記載の宇宙光通信装置。 - （５）前記レーザー発振器出力の変調は、レーザー発振
器出力の高調波を変調することからなる特許請求の範囲
第２項記載の宇宙光通信装置。 - （６）前記ポンピング光は、太陽光の所定波長成分から
なる特許請求の範囲第２項記載の宇宙光通信装置。 - （７）太陽を追尾する追尾集光手段と、太陽光で光ポン
ピングされるレーザー発振器と、レーザー発振器出力光
と受信光とを混合する混合器と、混合器出力光から所定
波長成分を抽出するフィルターとを備えた宇宙光通信装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62032898A JPS63200632A (ja) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | 宇宙光通信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62032898A JPS63200632A (ja) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | 宇宙光通信装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63200632A true JPS63200632A (ja) | 1988-08-18 |
Family
ID=12371713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62032898A Pending JPS63200632A (ja) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | 宇宙光通信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63200632A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5299048A (en) * | 1989-08-31 | 1994-03-29 | Fujitsu Limited | Optical amplifier and optical communication system provided with the optical amplifier |
| JP2007227406A (ja) * | 2005-11-24 | 2007-09-06 | Okamoto Kogaku Kakosho:Kk | 太陽光励起レーザー装置 |
| EP3407509A1 (en) * | 2017-05-26 | 2018-11-28 | Vestel Elektronik Sanayi ve Ticaret A.S. | Communication system and communication method |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5068683A (ja) * | 1973-10-18 | 1975-06-09 | ||
| JPS60148800A (ja) * | 1984-01-17 | 1985-08-06 | 日本電気株式会社 | スピン安定衛星用デイスパン太陽電池装置 |
| JPS61252727A (ja) * | 1985-05-01 | 1986-11-10 | Canon Inc | 電子機器 |
-
1987
- 1987-02-16 JP JP62032898A patent/JPS63200632A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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| US5521737A (en) * | 1989-08-31 | 1996-05-28 | Fujitsu Limited | Optical amplifier and optical communication system with optical amplifier using pumping light beam |
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