JP4686785B2 - Photoelectric oscillator and optoelectric oscillation method - Google Patents

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Description

本発明は、光電気発振器及び光電気発振方法に関する。   The present invention relates to a photoelectric oscillator and a photoelectric oscillation method.

光電気発振器とは、光信号が入力されることにより、所定周波数の光信号や電気信号を発振するデバイスである。   An optoelectric oscillator is a device that oscillates an optical signal or an electric signal having a predetermined frequency when an optical signal is input.

図4は、従来の光電気発振器の概略構成図である。図4に示すように、従来の光電気発振器(30)は、例えば、光源から出力された光信号を変調する光変調器(32)と、光変調器(32)からのサイドバンド成分を有する光信号を受光して所定周波数の電気信号に変換する光検出器(例えば、フォトダイオード)(35)と、光検出器(35)からの電気信号を増幅する増幅器(37)と、増幅された電気信号を光変調器(32)の電極に正帰還する導線(36)とからなり、十分なループ利得を得ることにより発振するようになっている。   FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a conventional optoelectric oscillator. As shown in FIG. 4, the conventional photoelectric oscillator (30) has, for example, an optical modulator (32) that modulates an optical signal output from a light source, and a sideband component from the optical modulator (32). A photodetector (for example, a photodiode) (35) that receives an optical signal and converts it into an electrical signal of a predetermined frequency, an amplifier (37) that amplifies the electrical signal from the photodetector (35), and is amplified It comprises a conductor (36) that positively feeds back an electrical signal to the electrode of the optical modulator (32), and oscillates by obtaining a sufficient loop gain.

光電気発振器(30)は、光検出器からの所定周波数の電気信号を変調信号として光変調器の電極に正帰還することにより、光変調器において自走発振動作で変調サイドバンド成分を生成させることができるため、外部発振器が不要となる利点がある。   The photoelectric oscillator (30) positively feeds back an electric signal of a predetermined frequency from the photodetector as a modulation signal to the electrode of the optical modulator, thereby generating a modulated sideband component in a free-running oscillation operation in the optical modulator. Therefore, there is an advantage that an external oscillator is not necessary.

しかしながら、従来の光電気発振器には連続使用により精度が低下するという問題がある。例えば、デバイスが発生する熱などにより、ループ長が変動してしまう結果、電気信号の周波数が変動してしまうという問題があった。この周波数の変動は、光変調器の自走発振動作を不安定にしてしまう。   However, the conventional optoelectric oscillator has a problem that the accuracy decreases due to continuous use. For example, there is a problem that the frequency of the electric signal fluctuates as a result of fluctuations in the loop length due to heat generated by the device. This frequency variation makes the free-running oscillation operation of the optical modulator unstable.

このため、従来の光電気発振器では、光検出器から出力される電気信号を解析し、電気信号の周波数変動を補正してから光変調器にフィードバックすることにより、周波数の変動による光変調器の不安定な動作を解消していた。すなわち、従来の光電気発振器では、周波数の変動を抑制するために、別途、電気信号の解析装置が必要となったりするなど、装置が複雑化してしまうという問題があった。   For this reason, in the conventional optoelectric oscillator, the electrical signal output from the photodetector is analyzed, the frequency variation of the electrical signal is corrected, and then fed back to the optical modulator. Unstable operation was solved. That is, the conventional optoelectric oscillator has a problem that the apparatus becomes complicated, for example, an additional apparatus for analyzing an electric signal is required to suppress the fluctuation of the frequency.

本発明は、上記状況に鑑みてなされたものであり、ファイバブラッググレーティング(FBG)などの光フィルタを用いることにより、発振周波数の変動を自動的かつ簡便に補正することができる光電気発振器を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above situation, and provides an optoelectric oscillator capable of automatically and simply correcting fluctuations in oscillation frequency by using an optical filter such as a fiber Bragg grating (FBG). The purpose is to do.

本発明は、基本的には、光電気発振器の発振周波数を安定化するにあたり、熱などの外乱により光信号が導波する光路長に変化が生じ、この変化を自動かつ簡便に解消することで、効果的に発振周波数を安定化することができるという知見に基づくものである。   In the present invention, basically, when stabilizing the oscillation frequency of an opto-electric oscillator, a change occurs in the optical path length along which an optical signal is guided by disturbance such as heat, and this change is automatically and easily eliminated. This is based on the knowledge that the oscillation frequency can be effectively stabilized.

<光電気発振器の発明>
上記課題を解決する本発明に係る光電気発振器は、
光源から出力された光信号を変調する第1の光変調器(1)と、
前記第1の光変調器(1)からの光信号を変調する第2の光変調器(2)と、
前記第2の光変調器(2)からの光信号の光路長を変化させる光路長調整器(3,4)と、
前記光路長調整器(3,4)からの光信号を受光して所定周波数の電気信号に変換する光検出器(5)と、
前記光検出器(5)からの所定周波数の電気信号を変調信号として前記第1の光変調器(1)の電極及び前記第2の光変調器(2)の電極に入力する導線(6)とを具備し、
前記光路長調整器(3,4)は、前記光検出器(5)からの電気信号を前記所定周波数に調整するように、前記第1の光変調器(1)からの光信号又は前記第2の光変調器(2)からの光信号の周波数に応じて、前記光路長を変化させる光電気発振器(10)である。
<Invention of Photoelectric Oscillator>
The photoelectric oscillator according to the present invention that solves the above problems is as follows.
A first optical modulator (1) for modulating an optical signal output from a light source;
A second optical modulator (2) for modulating the optical signal from the first optical modulator (1);
An optical path length adjuster (3, 4) for changing an optical path length of an optical signal from the second optical modulator (2);
A photodetector (5) for receiving an optical signal from the optical path length adjuster (3, 4) and converting it into an electrical signal of a predetermined frequency;
A conducting wire (6) for inputting an electric signal of a predetermined frequency from the photodetector (5) as a modulation signal to the electrode of the first optical modulator (1) and the electrode of the second optical modulator (2). And
The optical path length adjuster (3, 4) is configured to adjust the electrical signal from the first optical modulator (1) or the first signal so as to adjust the electrical signal from the photodetector (5) to the predetermined frequency. The photoelectric oscillator (10) changes the optical path length according to the frequency of the optical signal from the second optical modulator (2).

また、上記課題を解決する本発明に係る他の光電気発振器は、
光源から出力された光信号を変調する光変調器(2)と、
前記光変調器(2)からの光信号の光路長を変化させる光路長調整器(3,4)と、
前記光路長調整器(3,4)からの光信号を受光して所定周波数の電気信号に変換する光検出器(5)と、
前記光検出器(5)からの所定周波数の電気信号を変調信号として前記光変調器(2)の電極に入力する導線(6)とを具備し、
前記光路長調整器(3,4)は、前記光検出器(5)からの電気信号を前記所定周波数に調整するように、前記光変調器(2)からの光信号の周波数に応じて、前記光路長を変化させる光電気発振器である。
In addition, another photoelectric oscillator according to the present invention that solves the above problems is
An optical modulator (2) for modulating an optical signal output from the light source;
An optical path length adjuster (3, 4) for changing an optical path length of an optical signal from the optical modulator (2);
A photodetector (5) for receiving an optical signal from the optical path length adjuster (3, 4) and converting it into an electrical signal of a predetermined frequency;
A conductor (6) for inputting an electric signal of a predetermined frequency from the photodetector (5) to the electrode of the optical modulator (2) as a modulation signal;
According to the frequency of the optical signal from the optical modulator (2), the optical path length adjuster (3, 4) adjusts the electrical signal from the photodetector (5) to the predetermined frequency. An optoelectric oscillator that changes the optical path length.

ここで、前記光路長調整器は、前記第2の光変調器(又は前記光変調器)からの光信号を、前記光信号の周波数に応じて異なる遅延時間で反射する光フィルタ(4)を具備することが好ましい。   Here, the optical path length adjuster includes an optical filter (4) that reflects the optical signal from the second optical modulator (or the optical modulator) with a different delay time according to the frequency of the optical signal. It is preferable to comprise.

前記光フィルタ(4)は、より好ましくは、チャープドファイバブラッググレーティング(チャープドFBG)である。   The optical filter (4) is more preferably a chirped fiber Bragg grating (chirped FBG).

また、前記チャープドFBGは、前記第2の光変調器(又は前記光変調器)からの光信号の周波数が高くなるほど光路長が短い位置で反射されるように、長手方向に屈折率周期を変化させたチャープドFBGであることが好ましい。   Further, the chirped FBG changes the refractive index period in the longitudinal direction so that it is reflected at a position where the optical path length is shorter as the frequency of the optical signal from the second optical modulator (or the optical modulator) becomes higher. The chirped FBG is preferable.

前記第2の光変調器(又は前記光変調器)からの光信号を前記チャープドFBGに導波すると共に前記チャープドFBGにおいて反射された光信号を前記光検出器に導波するには、光サーキュレータ(3)を用いればよい。   An optical circulator is used to guide an optical signal from the second optical modulator (or the optical modulator) to the chirped FBG and to guide an optical signal reflected by the chirped FBG to the photodetector. (3) may be used.

また、前記所定周波数の電気信号を変調信号として前記第2の光変調器(又は前記光変調器)の電極に入力する導線に、当該電気信号の周波数を整数分の一にする装置を具備してもよい。   In addition, a device for reducing the frequency of the electrical signal to an integer is provided on a lead wire that inputs the electrical signal of the predetermined frequency to the electrode of the second optical modulator (or the optical modulator) as a modulation signal. May be.

<光電気発振方法の発明>
上記課題を解決する本発明に係る光電気発振方法は、
光源から出力された光信号を第1の光変調器(1)により変調する工程と、
前記第1の光変調器(1)で変調された光信号を第2の光変調器(2)により変調する工程と、
前記第2の光変調器(2)からの光信号の光路長を変化させる光路長調整工程と、
前記光路長調整工程を経た光信号を光検出器(5)により受光して所定周波数の電気信号に変換する工程と、
前記所定周波数の電気信号を導線(6)により変調信号として前記第1の光変調器(1)の電極及び前記第2の光変調器(2)の電極に入力する工程とを含み、
前記光路長調整工程は、前記電気信号を前記所定周波数に調整するように、前記第1の光変調器(1)からの光信号又は前記第2の光変調器(2)からの光信号の周波数に応じて、前記光路長を変化させる工程である光電気発振方法である。
<Invention of Photoelectric Oscillation Method>
The photoelectric oscillation method according to the present invention for solving the above-described problems is as follows.
Modulating the optical signal output from the light source by the first optical modulator (1);
Modulating the optical signal modulated by the first optical modulator (1) by the second optical modulator (2);
An optical path length adjustment step of changing an optical path length of an optical signal from the second optical modulator (2);
Receiving the optical signal that has undergone the optical path length adjustment step by a photodetector (5) and converting it into an electrical signal of a predetermined frequency;
Inputting the electrical signal of the predetermined frequency to the electrode of the first optical modulator (1) and the electrode of the second optical modulator (2) as a modulation signal by a conducting wire (6),
In the optical path length adjustment step, the optical signal from the first optical modulator (1) or the optical signal from the second optical modulator (2) is adjusted so as to adjust the electrical signal to the predetermined frequency. It is a photoelectric oscillation method which is a step of changing the optical path length according to the frequency.

また、上記課題を解決する本発明に係る他の光電気発振方法は、
光源から出力された光信号を光変調器(2)により変調する工程と、
前記光変調器(2)からの光信号の光路長を変化させる光路長調整工程と、
前記光路長調整工程を経た光信号を光検出器(5)により受光して所定周波数の電気信号に変換する工程と、
前記所定周波数の電気信号を導線(6)により変調信号として前記光変調器(2)の電極に入力する工程とを含み、
前記光路長調整工程は、前記光検出器(5)からの電気信号を前記所定周波数に調整するように、前記光変調器(2)からの光信号の周波数に応じて、前記光路長を変化させる工程である光電気発振方法である。
In addition, another photoelectric oscillation method according to the present invention that solves the above problems is as follows:
Modulating the optical signal output from the light source by the optical modulator (2);
An optical path length adjusting step of changing an optical path length of an optical signal from the optical modulator (2);
Receiving the optical signal that has undergone the optical path length adjustment step by a photodetector (5) and converting it into an electrical signal of a predetermined frequency;
Inputting the electrical signal of the predetermined frequency to the electrode of the optical modulator (2) as a modulation signal by a conducting wire (6),
The optical path length adjusting step changes the optical path length according to the frequency of the optical signal from the optical modulator (2) so as to adjust the electrical signal from the photodetector (5) to the predetermined frequency. This is a photoelectric oscillation method that is a step of causing the

ここで、前記光路長調整工程は、前記第2の光変調器(又は前記光変調器)からの光信号を、前記光信号の周波数に応じて、光フィルタ(4)において異なる遅延時間で反射させる工程であることが好ましい。   Here, in the optical path length adjusting step, the optical signal from the second optical modulator (or the optical modulator) is reflected with different delay times in the optical filter (4) according to the frequency of the optical signal. It is preferable that it is the process of making it.

前記光フィルタ(4)は、より好ましくは、チャープドファイバブラッググレーティング(チャープドFBG)である。   The optical filter (4) is more preferably a chirped fiber Bragg grating (chirped FBG).

また、前記チャープドFBGは、前記第2の光変調器(又は前記光変調器)からの光信号の周波数が高くなるほど光路長が短い位置で反射されるように、長手方向に屈折率周期を変化させたチャープドFBGであることが好ましい。   Further, the chirped FBG changes the refractive index period in the longitudinal direction so that it is reflected at a position where the optical path length is shorter as the frequency of the optical signal from the second optical modulator (or the optical modulator) becomes higher. The chirped FBG is preferable.

前記第2の光変調器(又は前記光変調器)からの光信号を前記チャープドFBGに導波すると共に前記チャープドFBGにおいて反射された光信号を前記光検出器に導波するには、光サーキュレータ(3)を用いればよい。   An optical circulator is used to guide an optical signal from the second optical modulator (or the optical modulator) to the chirped FBG and to guide an optical signal reflected by the chirped FBG to the photodetector. (3) may be used.

前記所定周波数の電気信号を導線により変調信号として前記第2の光変調器(又は前記光変調器)の電極に入力する際に、当該電気信号の周波数を整数分の一にする工程を含んでもよい。   Including the step of reducing the frequency of the electrical signal to an integer when the electrical signal of the predetermined frequency is input to the electrode of the second optical modulator (or the optical modulator) as a modulation signal by a conducting wire. Good.

上述する「異なる遅延時間で反射する」とは、例えば「異なる位置で反射する」ことを意味し、チャープドFBGなどの光フィルタでは異なる位置で反射することにより光路長を変化させる作用がある。一方、異なる位置でなくとも、物理的な位置が同じ位置で反射させて光路長を変化させるような、例えば多層膜、フォトニック結晶などの光フィルタでもよい。   The above-mentioned “reflect at different delay times” means, for example, “reflect at different positions”, and an optical filter such as chirped FBG has an effect of changing the optical path length by reflecting at different positions. On the other hand, an optical filter such as a multilayer film or a photonic crystal that reflects the physical position at the same position and changes the optical path length may be used even if the positions are not different.

本発明に係る光電気発振器によれば、光信号が導波する光路に光フィルタなどの光路長調整器、例えばファイバブラッググレーティング(FBG)などの素子を用いることにより、発振周波数の変動を自動的かつ簡便に補正することができる。この結果、コンパクトなデバイス構成により効果的に発振周波数を安定化することができる。   According to the optoelectric oscillator according to the present invention, by using an optical path length adjuster such as an optical filter, for example, an element such as a fiber Bragg grating (FBG), in an optical path through which an optical signal is guided, fluctuations in oscillation frequency are automatically detected. And it can correct simply. As a result, the oscillation frequency can be effectively stabilized by a compact device configuration.

また、本発明に係る光電気発振器は、例えば、基準ミリ波・マイクロ波の信号源や、ファイバ無線用の信号源として利用することができるので、安定した基準ミリ波・マイクロ波の発振や安定したファイバ無線が可能となる。   In addition, since the photoelectric oscillator according to the present invention can be used as, for example, a reference millimeter wave / microwave signal source or a signal source for fiber radio, stable reference millimeter wave / microwave oscillation and stability Fiber radio is possible.

<第1の実施形態>
以下、図面にしたがって、本発明の第1の実施形態を説明する。
<First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

<1.光電気発振器>
図1は、第1の実施形態に係る光電気発振器の概略構成図である。図1に示すように、本実施形態に係る光電気発振器(10)は、光源から出力された光信号を変調する第1の光変調器である光単側波帯変調器(光SSB(Single Slide-Band)変調器)(1)と、光SSB光変調器(1)からの光信号を変調する第2の光変調器である光変調器(2)と、光変調器(2)からの光信号の光路長を変化させる光路長調整器(3,4)と、光路長調整器(3,4)からの光信号を受光して所定周波数の電気信号に変換する光検出器(5)と、光検出器(5)からの所定周波数の電気信号を変調信号として光SSB変調器(1)の電極及び光変調器(2)の電極に入力する導線(6)とを具備する光電気発振器(10)であって、光路長調整器(3,4)は、光信号の周波数に応じて、光検出器(5)からの電気信号を所定周波数に調整するように光路長を変化させる。
<1. Photoelectric Oscillator>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optoelectric oscillator according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the photoelectric oscillator (10) according to the present embodiment includes an optical single sideband modulator (optical SSB (Single SSB)) that is a first optical modulator that modulates an optical signal output from a light source. (Slide-Band) modulator) (1), optical modulator (2) which is a second optical modulator for modulating the optical signal from optical SSB optical modulator (1), and optical modulator (2) An optical path length adjuster (3, 4) for changing the optical path length of the optical signal, and a photodetector (5) that receives the optical signal from the optical path length adjuster (3, 4) and converts it into an electrical signal of a predetermined frequency. ) And a conductor (6) for inputting an electric signal of a predetermined frequency from the photodetector (5) to the electrode of the optical SSB modulator (1) and the electrode of the optical modulator (2) as a modulation signal. An electric oscillator (10), wherein the optical path length adjuster (3, 4) is configured to output the electric signal from the photodetector (5) according to the frequency of the optical signal. Changing the optical path length to adjust to a constant frequency.

なお、本実施形態に係る光電気発振器において、増幅器(7)や逓倍器(8)は適宜設置すればよい構成素子であって、なくてもよい。   Note that, in the photoelectric oscillator according to the present embodiment, the amplifier (7) and the multiplier (8) may or may not be provided as appropriate.

光路長調整器は、光サーキュレータ(3)と、光フィルタの一例であるチャープドFBG(4)により構成され、光サーキュレータ(3)により、光変調器(2)からの光信号をチャープドFBG(4)に導波すると共にチャープドFBG(4)において反射された光信号を光検出器(5)に導波するように構成されている。   The optical path length adjuster includes an optical circulator (3) and a chirped FBG (4) which is an example of an optical filter. The optical circulator (3) converts an optical signal from the optical modulator (2) into a chirped FBG (4). ) And the optical signal reflected by the chirped FBG (4) is guided to the photodetector (5).

導線(6)は、光検出器(5)からの所定周波数の電気信号を変調信号として光SSB変調器(1)の電極に入力する導線(6b)と、光変調器(2)の電極に入力する導線(6a)とからなる。   The conducting wire (6) is connected to the conducting wire (6b) for inputting an electric signal of a predetermined frequency from the photodetector (5) to the electrode of the optical SSB modulator (1) as a modulation signal, and to the electrode of the optical modulator (2). It consists of the conducting wire (6a) to input.

光検出器(5)から出力される所定周波数の電気信号は、変調信号として光SSB変調器(1)の電極や光変調器(2)の電極に入力される際に、増幅器(7)により増幅して入力される。また、光検出器(5)から出力される所定周波数の電気信号は、変調信号として光SSB変調器(1)の電極に入力される際に、逓倍器(8)により逓倍(n倍)して入力される。   When an electric signal of a predetermined frequency output from the photodetector (5) is input as a modulation signal to the electrode of the optical SSB modulator (1) or the electrode of the optical modulator (2), the amplifier (7) Amplified and input. The electrical signal of a predetermined frequency output from the photodetector (5) is multiplied (n times) by the multiplier (8) when input to the electrode of the optical SSB modulator (1) as a modulation signal. Is input.

<1.1.光源>
光電気発振器の光源として、公知の光源を採用できる。好ましい光電気発振器の光源は、ダイオード、レーザーダイオードなどである。
<1.1. Light source>
A known light source can be used as the light source of the photoelectric oscillator. A preferable light source of the photoelectric oscillator is a diode, a laser diode, or the like.

また、光源の例としては、擬似ランダム信号を出力するものがある。擬似ランダム信号は、特開平5-45250号公報、特開平7-218353号公報、及び特開2003-50410号公報などに記載されたものを用いることができる。擬似ランダム信号を用いれば、様々な特性を有する信号を発生できる。光源の好ましい別の態様は、周期性を持って配列された光信号を出力するものである。周期性を持って配列された光信号として、パルス信号があげられる。また連続光源であってもよい。   An example of the light source is one that outputs a pseudo-random signal. As the pseudo-random signal, those described in JP-A-5-45250, JP-A-7-218353, JP-A-2003-50410, and the like can be used. If a pseudo-random signal is used, a signal having various characteristics can be generated. Another preferable aspect of the light source is one that outputs optical signals arranged with periodicity. An example of an optical signal arranged with periodicity is a pulse signal. A continuous light source may also be used.

光源から出力される光の波長としては、1200nm〜1900nmが挙げられ、好ましくは1300nm〜1800nm、より好ましくは1400nm〜1700nmや1500nm〜1600nmである。また、光源から出力される光の強度としては、0.1mW以上が挙げられ、好ましくは1mW以上であり、より好ましくは10mW以上である。具体的な光源としては、例えば、アジレント(Agilent)社製HP8166Aや81689Aなどが挙げられる。   Examples of the wavelength of light output from the light source include 1200 nm to 1900 nm, preferably 1300 nm to 1800 nm, more preferably 1400 nm to 1700 nm, and 1500 nm to 1600 nm. The intensity of light output from the light source is 0.1 mW or more, preferably 1 mW or more, and more preferably 10 mW or more. Specific examples of the light source include HP8166A and 81689A manufactured by Agilent.

<1.2.第1の光変調器>
第1の光変調器として、光信号の周波数をシフトして出力するものに光単側波帯変調器(光SSB(Single Side-Band)変調器)がある。光SSB変調器及びその動作は、たとえば、「川西哲也,井筒雅之,"光SSB変調器を用いた光周波数シフター",信学技報,TECHNICAL REPORT OF IEICE, OCS2002-49, PS2002-33, OFT2002-30(2002-08)」、「日隅ら,Xカットリチウムニオブ光SSB変調器,エレクトロンレター,vol. 37, 515-516 (2001).」などに詳しく報告されている。すなわち、光SSB変調器によれば、所定量周波数がプラスにシフトした上側波帯信号(USB)、及び下側波帯信号(LSB)を得ることができる。
<1.2. First optical modulator>
As a first optical modulator, there is an optical single sideband modulator (optical SSB (Single Side-Band) modulator) that shifts and outputs the frequency of an optical signal. Optical SSB modulators and their operations are described in, for example, “Tetsuya Kawanishi, Masayuki Izutsu,“ Optical Frequency Shifter Using Optical SSB Modulator ”, IEICE Technical Report, Technical Report of IEICE, OCS2002-49, PS2002-33, OFT2002. -30 (2002-08) "," Hisumi et al., X-cut Lithium Niobium Optical SSB Modulator, Electron Letter, vol. 37, 515-516 (2001). " That is, according to the optical SSB modulator, it is possible to obtain an upper sideband signal (USB) and a lower sideband signal (LSB) whose frequency is shifted by a predetermined amount.

なお、第1の光変調器としては、光SSB変調器(1)に限定されず、例えば光周波数シフトキーイング変調器(光FSK変調器)又は光搬送波抑圧両側波帯変調器(光DSB−SC変調器)などの素子でもよい。光DSB−SC変調器としては、後述する光DSB−SC変調器を用いることができる。   The first optical modulator is not limited to the optical SSB modulator (1), and for example, an optical frequency shift keying modulator (optical FSK modulator) or an optical carrier suppressed double sideband modulator (optical DSB-SC). An element such as a modulator may be used. As the optical DSB-SC modulator, an optical DSB-SC modulator described later can be used.

光FSK変調器としては、例えば、第1のサブマッハツェンダー導波路(MZA)と、第2のサブマッハツェンダー導波路(MZB)と、前記MZA及び前記MZBとを含み、光の入力部と、変調された光の出力部とを具備するメインマッハツェンダー導波路(MZC)を具備する変調器である。当該変調器は、例えば、前記MZAを構成する2つのアームにラジオ周波数(RF)信号を入力するための第一のサブMZ電極(電極A)と、前記MZBを構成する2つのアームにラジオ周波数(RF)信号を入力するための第2のサブMZ電極(電極B)と、前記MZCを制御し、入力されるRF信号の電圧値、または位相を制御することにより前記出力部から出力される光の周波数を制御する電極(電極C)とを具備する。 The optical FSK modulator includes, for example, a first sub Mach-Zehnder waveguide (MZ A ), a second sub-Mach-Zehnder waveguide (MZ B ), the MZ A and the MZ B , A modulator comprising a main Mach-Zehnder waveguide (MZ C ) comprising an input part and a modulated light output part. The modulator includes, for example, a first sub MZ electrode (electrode A) for inputting a radio frequency (RF) signal to two arms constituting the MZ A, and two arms constituting the MZ B. A second sub-MZ electrode (electrode B) for inputting a radio frequency (RF) signal and the MZ C are controlled, and the voltage value or phase of the input RF signal is controlled to control the output from the output unit. And an electrode (electrode C) for controlling the frequency of the output light.

それぞれのマッハツェンダー導波路は、例えば、略六角形状の導波路(これが2つのアームを構成する)を具備し、並列する2つの位相変調器を具備するようにして構成される。   Each Mach-Zehnder waveguide includes, for example, a substantially hexagonal waveguide (which forms two arms), and is configured to include two phase modulators in parallel.

通常、マッハツェンダー導波路や電極は基板上に設けられる。基板及び各導波路は、光を伝播することができるものであれば、特に限定されない。例えば、LN基板上に、Ti拡散のニオブ酸リチウム導波路を形成しても良いし、シリコン(Si)基板上に二酸化シリコン(SiO2)導波路を形成しても良い。また、InPやGaAs基板上にInGaP、GaAlAs導波路を形成した光半導体導波路を用いても良い。基板として、XカットZ軸伝搬となるように切り出されたニオブ酸リチウム(LiNbO3:LN)が好ましい。これは大きな電気光学効果を利用できるため低電力駆動が可能であり、かつ優れた応答速度が得られるためである。この基板のXカット面(YZ面)の表面に光導波路が形成され、導波光はZ軸(光学軸)に沿って伝搬することとなる。Xカット以外のニオブ酸リチウム基板を用いても良い。また、基板として、電気光学効果を有する三方晶系、六方晶系といった一軸性結晶、又は結晶の点群がC3V、C3、D3、C3h、D3hである材料を用いることができる。これらの材料は、電界の印加によって屈折率変化が伝搬光のモードによって異符号となるような屈折率調整機能を有する。具体例としては、ニオブ酸リチウムの他に、タンタル酸リチウム(LiTaO3:LT)、β−Ba24(略称BBO)、LiIO3等を用いることができる。 Usually, the Mach-Zehnder waveguide and the electrode are provided on the substrate. The substrate and each waveguide are not particularly limited as long as they can propagate light. For example, a Ti-diffused lithium niobate waveguide may be formed on the LN substrate, or a silicon dioxide (SiO 2 ) waveguide may be formed on the silicon (Si) substrate. Further, an optical semiconductor waveguide in which an InGaP or GaAlAs waveguide is formed on an InP or GaAs substrate may be used. As the substrate, lithium niobate (LiNbO 3 : LN) cut out to achieve X-cut Z-axis propagation is preferable. This is because a large electro-optic effect can be used, so that low power driving is possible and an excellent response speed can be obtained. An optical waveguide is formed on the surface of the X cut surface (YZ surface) of the substrate, and the guided light propagates along the Z axis (optical axis). A lithium niobate substrate other than the X-cut may be used. Further, as the substrate, a triaxial or hexagonal uniaxial crystal having an electrooptic effect, or a material whose crystal point group is C 3V , C 3 , D 3 , C 3h , D 3h can be used. . These materials have a function of adjusting the refractive index so that the change in refractive index is different depending on the mode of propagating light by applying an electric field. Specific examples include lithium tantalate (LiTaO 3 : LT), β-Ba 2 O 4 (abbreviation BBO), LiIO 3 and the like in addition to lithium niobate.

基板の大きさは、所定の導波路を形成できる大きさであれば、特に限定されない。各導波路の幅、長さ、及び深さも本発明のモジュールがその機能を発揮しうる程度のものであれば特に限定されない。各導波路の幅としては、たとえば1〜20マイクロメートル程度、好ましくは5〜10マイクロメートル程度があげられる。また、導波路の深さ(厚さ)として、10nm〜1マイクロメートルがあげられ、好ましくは50nm〜200nmである。   The size of the substrate is not particularly limited as long as a predetermined waveguide can be formed. The width, length, and depth of each waveguide are not particularly limited as long as the module of the present invention can exert its function. The width of each waveguide is, for example, about 1 to 20 micrometers, preferably about 5 to 10 micrometers. Further, the depth (thickness) of the waveguide is 10 nm to 1 micrometer, and preferably 50 nm to 200 nm.

電極A、電極B、電極Cとしては、たとえば金、白金などによって構成される。これらの電極の幅としては、1μm〜10μmが挙げられ、具体的には5μmが挙げられる。これらの電極の長さとしては、変調信号の波長の0.1倍〜0.9倍が挙げられ、0.18〜0.22倍、又は0.67倍〜0.70倍が挙げられ、より好ましくは、変調信号の共振点より20〜25%短いものである。このような長さとすることで、スタブ電極との合成インピーダンスが適度な領域に留まるからである。より具体的なこれらの電極の長さとしては、3250μmがあげられる。   The electrodes A, B, and C are made of, for example, gold or platinum. Examples of the width of these electrodes include 1 μm to 10 μm, specifically 5 μm. The lengths of these electrodes include 0.1 to 0.9 times the wavelength of the modulation signal, 0.18 to 0.22 times, or 0.67 to 0.70 times, More preferably, it is 20 to 25% shorter than the resonance point of the modulation signal. This is because, by setting such a length, the combined impedance with the stub electrode remains in an appropriate region. A more specific length of these electrodes is 3250 μm.

電極A、電極Bとしては、進行波型電極または共振型電極が挙げられ、好ましくは共振型電極である。共振型光電極(共振型光変調器)は、変調信号の共振を用いて変調を行う電極である。共振型電極としては公知のものを採用でき、例えば特開2002-268025号公報、「川西哲也,及川哲,井筒雅之,"平面構造共振型光変調器",信学技報,TECHNICAL REPORT OF IEICE,IQE2001-3(2001-05)」に記載のものを採用できる。   Examples of the electrode A and the electrode B include a traveling wave type electrode or a resonance type electrode, preferably a resonance type electrode. A resonance type photoelectrode (resonance type optical modulator) is an electrode that performs modulation using resonance of a modulation signal. As the resonant electrode, a known electrode can be used. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-268025, “Tetsuya Kawanishi, Satoshi Oikawa, Masayuki Izutsu”, “Plane Resonant Optical Modulator”, IEICE Technical Report, TECHNICAL REPORT OF IEICE. , IQE2001-3 (2001-05) ”.

進行波型電極(進行波型光変調器)は,光波と電気信号を同方向に導波させ導波している間に光を変調する電極(変調器)である(例えば、西原浩,春名正光,栖原敏明著,「光集積回路」(改訂増補版)オーム社,119頁〜120頁)。進行波型電極は公知のものを採用でき、例えば、特開平11−295674号公報、特開平11−295674号公報、特開2002−169133号公報、特開2002-40381号公報、特開2000-267056号公報、特開2000-471159号公報、特開平10-133159号公報などに開示されたものを用いることができる。進行波型の変調器は、両端の電極から変調信号を入力することで、どちらの向きから入力する光に対しても同じ特性で変調できるので好ましい。   Traveling wave type electrodes (traveling wave type optical modulators) are electrodes (modulators) that modulate light while guiding light waves and electrical signals in the same direction (for example, Hiroshi Nishihara, Haruna). Masamitsu, Toshiaki Sugawara, “Optical Integrated Circuits” (Revised Supplement), Ohmsha, pp. 119-120). As the traveling wave type electrode, a known one can be adopted. For example, JP-A-11-295674, JP-A-11-295674, JP-A-2002-169133, JP-A-2002-40381, JP-A-2000- Those disclosed in Japanese Patent No. 267056, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-471159, Japanese Patent Laid-Open No. 10-133159, and the like can be used. A traveling wave type modulator is preferable because it can modulate with the same characteristics to light input from either direction by inputting modulation signals from the electrodes at both ends.

進行波型電極として、好ましくは、いわゆる対称型の接地電極配置(進行波型の信号電極の両側に、少なくとも一対の接地電極が設けられているもの)を採用するものである。このように、信号電極を挟んで接地電極を対称に配置することによって、信号電極から出力される高周波は、信号電極の左右に配置された接地電極に印加されやすくなるので、高周波の基板側への放射を、抑圧できる。   As the traveling wave electrode, a so-called symmetrical ground electrode arrangement (in which at least a pair of ground electrodes are provided on both sides of the traveling wave signal electrode) is preferably adopted. Thus, by arranging the ground electrodes symmetrically across the signal electrodes, the high frequency output from the signal electrodes is easily applied to the ground electrodes arranged on the left and right sides of the signal electrodes. Can be suppressed.

電極Cは、進行波型の電極であることが好ましい。電極Cの切り換え速度が、光FSK変調器のデータ速度になるので、電極Cを進行波型電極とすることで高速の切り換え(USBとLSBとの切換し)が可能となるからである。   The electrode C is preferably a traveling wave electrode. This is because the switching speed of the electrode C becomes the data speed of the optical FSK modulator, so that the switching can be performed at a high speed (switching between USB and LSB) by using the electrode C as a traveling wave type electrode.

光導波路の形成方法としては、チタン拡散法等の内拡散法やプロトン交換法など公知の形成方法を利用できる。すなわち、上記光FSK変調器は、例えば以下のようにして製造できる。まず、ニオブ酸リチウムのウエハー上に、フォトリソグラフィー法によって、チタンをパターニングし、熱拡散法によってチタンを拡散させ、光導波路を形成する。この際の条件は、チタンの厚さを100〜2000オングストロームとし、拡散温度を500〜2000℃とし、拡散時間を10〜40時間とすればよい。基板の主面に、二酸化珪素の絶縁バッファ層(厚さ0.5−2μm)を形成する。次いで、これらの上に厚さ15−30μmの金属メッキからなる電極を形成する。次いでウエハーを切断する。このようして、チタン拡散導波路が形成された光変調器が形成される。   As a method for forming the optical waveguide, a known forming method such as an internal diffusion method such as a titanium diffusion method or a proton exchange method can be used. That is, the optical FSK modulator can be manufactured as follows, for example. First, titanium is patterned on a lithium niobate wafer by a photolithography method, and the titanium is diffused by a thermal diffusion method to form an optical waveguide. The conditions at this time may be that the thickness of titanium is 100 to 2000 angstroms, the diffusion temperature is 500 to 2000 ° C., and the diffusion time is 10 to 40 hours. An insulating buffer layer (thickness 0.5-2 μm) of silicon dioxide is formed on the main surface of the substrate. Next, an electrode made of metal plating having a thickness of 15 to 30 μm is formed thereon. The wafer is then cut. In this way, an optical modulator in which a titanium diffusion waveguide is formed is formed.

光FSK変調器は、たとえば以下のようにして製造できる。まず基板上に導波路を形成する。導波路は、ニオブ酸リチウム基板表面に、プロトン交換法やチタン熱拡散法を施すことにより設けることができる。例えば、フォトリソグラフィー技術によってLN基板上に数マイクロメートル程度のTi金属のストライプを、LN基板上に列をなした状態で作製する。その後、LN基板を1000℃近辺の高温にさらしてTi金属を当該基板内部に拡散させる。このようにすれば、LN基板上に導波路を形成できる。   The optical FSK modulator can be manufactured as follows, for example. First, a waveguide is formed on a substrate. The waveguide can be provided by subjecting the lithium niobate substrate surface to a proton exchange method or a titanium thermal diffusion method. For example, Ti metal stripes on the order of several micrometers are formed on the LN substrate in a state of being arranged in rows on the LN substrate by photolithography. Thereafter, the LN substrate is exposed to a high temperature around 1000 ° C. to diffuse Ti metal into the substrate. In this way, a waveguide can be formed on the LN substrate.

また、電極は上記と同様にして製造できる。例えば、電極を形成するため、光導波路の形成と同様にフォトリソグラフィー技術によって、同一幅で形成した多数の導波路の両脇に対して電極間ギャップが1マイクロメートル〜50マイクロメートル程度になるように形成することができる。   The electrode can be manufactured in the same manner as described above. For example, in order to form an electrode, the gap between the electrodes is set to about 1 to 50 micrometers with respect to both sides of a large number of waveguides formed with the same width by a photolithography technique as in the formation of the optical waveguide. Can be formed.

なお、シリコン基板を用いる場合は、たとえば以下のようにして製造できる。シリコン(Si)基板上に火炎堆積法によって二酸化シリコン(SiO2)を主成分とする下部クラッド層を堆積し、次に、二酸化ゲルマニウム(GeO2)をドーパントとして添加した二酸化シリコン(SiO2)を主成分とするコア層を堆積する。その後、電気炉で透明ガラス化する。次に、エッチングして光導波路部分を作製し、再び二酸化シリコン(SiO2)を主成分とする上部クラッド層を堆積する。そして、薄膜ヒータ型熱光学強度変調器及び薄膜ヒータ型熱光学位相変調器を上部クラッド層に形成する。 In addition, when using a silicon substrate, it can manufacture as follows, for example. A lower cladding layer mainly composed of silicon dioxide (SiO 2 ) is deposited on a silicon (Si) substrate by a flame deposition method, and then silicon dioxide (SiO 2 ) doped with germanium dioxide (GeO 2 ) as a dopant is deposited. A core layer as a main component is deposited. Then, it is made into transparent glass by an electric furnace. Next, an optical waveguide portion is produced by etching, and an upper clad layer mainly composed of silicon dioxide (SiO 2 ) is deposited again. Then, a thin film heater type thermo-optic intensity modulator and a thin film heater type thermo-optic phase modulator are formed on the upper cladding layer.

<1.3.第2の光変調器>
光変調器は、光の周波数、光の強度、及び光の位相のうち少なくともひとつに変調を加えるための装置である。このような光変調器として、周波数変調器、強度変調器、及び位相変調器があげられる。本実施形態では、第2の光変調器である光変調器(2)として、強度変調器(IM)を適用しているが、光変調器としてはIMに限定されるものではない。第1の光変調器で例示した光変調器は、第2の光変調器として用いることができる。また、光変調器には、共振型の変調器と、進行波型の変調器とがあり、どちらの変調器を用いてもよい。
<1.3. Second optical modulator>
An optical modulator is a device for modulating at least one of light frequency, light intensity, and light phase. Examples of such an optical modulator include a frequency modulator, an intensity modulator, and a phase modulator. In this embodiment, an intensity modulator (IM) is applied as the optical modulator (2) that is the second optical modulator, but the optical modulator is not limited to IM. The optical modulator exemplified as the first optical modulator can be used as the second optical modulator. Further, the optical modulator includes a resonance type modulator and a traveling wave type modulator, and either modulator may be used.

強度変調器としては、たとえば光搬送波抑圧両側波帯(DSB−SC)変調器があげられる。強度変調器は、導波路を伝播する光信号の強度(振幅)を制御するための装置である。強度変調器として、周知の可変光減衰器(VOA)を用いることができる。強度変調器として、LNを用いたVOA素子を用いても良い(例えば、特開平10-142569号公報参照)。光DSB−SC変調器の具体的な構成として、例えば、導波路上に形成された金属薄膜ヒータを熱源としてマッハツェンダー導波路の一方のアーム導波路に熱光学効果によって屈折率変化を生じさせ、干渉計の出力強度を調整するものがあげられる(例えば、特開2000-352699号公報参照)。光DSB−SC変調器として、信号源と、信号源から出力される信号の位相を調整する位相調整器とを具備し、マッハツェンダー導波路の両アームに印加される電気信号の位相が例えば180度異なるように調整されるものがあげられる。両アームに印加される電気信号の位相が180度異なるので、光DSB−SC信号を出力できる。   An example of the intensity modulator is an optical carrier suppressed double sideband (DSB-SC) modulator. An intensity modulator is a device for controlling the intensity (amplitude) of an optical signal propagating through a waveguide. A known variable optical attenuator (VOA) can be used as the intensity modulator. A VOA element using LN may be used as the intensity modulator (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-142569). As a specific configuration of the optical DSB-SC modulator, for example, a metal thin film heater formed on the waveguide is used as a heat source to cause a refractive index change in one arm waveguide of the Mach-Zehnder waveguide by a thermooptic effect, Examples include adjusting the output intensity of the interferometer (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-352699). The optical DSB-SC modulator includes a signal source and a phase adjuster that adjusts the phase of the signal output from the signal source, and the phase of the electric signal applied to both arms of the Mach-Zehnder waveguide is, for example, 180. One that is adjusted differently. Since the phases of the electrical signals applied to both arms are 180 degrees different, an optical DSB-SC signal can be output.

本発明において、基本的に強度変調器は、その変調信号の変調周波数をその入力信号の中心周波数をf0、変調周波数をfmとすると、その出力信号は、主にf0±fm(f0+fmとf0−fm)である。このような周波数を有する出力信号を出力するもののうち、特にf0成分が抑圧されるものを出力するものを光DSB−SC変調器とよぶ。すなわち、光DSB−SC変調器は、両側波帯の光信号が出力され、キャリア信号の周波数成分f0は抑圧される。 In the present invention, basically intensity modulator, f 0 the center frequency of the input signal modulation frequency of the modulated signal, when the modulation frequency is f m, and its output signal is mainly f 0 ± f m ( f 0 + f m and f 0 −f m ). Among those that output an output signal having such a frequency, one that outputs an output signal whose f 0 component is suppressed is called an optical DSB-SC modulator. That is, the optical DSB-SC modulator outputs a double-sideband optical signal and suppresses the frequency component f 0 of the carrier signal.

このような光DSB−SC変調器としては、マッハツェンダー導波路であり、より好ましくはプッシュプル型マッハツェンダー導波路を具備するものがあげられ、これは上記の光FSK変調器と同様にして製造できる。マッハツェンダー導波路であれば、光FSK変調器と同一の基板上に設けることができるからである。また、マッハツェンダー導波路であれば、強度変調時の不要な光位相変化(周波数チャープ)を回避することが出来るからである。このようなマッハツェンダー導波路として、公知の光SSB変調器などに用いられたマッハツェンダー導波路を利用できる。   Such an optical DSB-SC modulator is a Mach-Zehnder waveguide, and more preferably a push-pull type Mach-Zehnder waveguide, which is manufactured in the same manner as the optical FSK modulator described above. it can. This is because the Mach-Zehnder waveguide can be provided on the same substrate as the optical FSK modulator. In addition, the Mach-Zehnder waveguide can avoid unnecessary optical phase change (frequency chirp) during intensity modulation. As such a Mach-Zehnder waveguide, a Mach-Zehnder waveguide used in a known optical SSB modulator or the like can be used.

<1.4.光サーキュレータ、光フィルタ>
本実施形態では、光サーキュレータ(3)及びチャープドFBG(4)により光路長調整器を構成している。光サーキュレータ(3)は、光変調器(2)からの光信号を光フィルタ(4)に導波すると共にチャープドFBG(4)において反射された光信号を光検出器(5)に導波するものである。したがって、このような光信号の導波動作を行うものであれば、光サーキュレータに限定されない。
<1.4. Optical circulator, optical filter>
In the present embodiment, an optical path length adjuster is configured by the optical circulator (3) and the chirped FBG (4). The optical circulator (3) guides the optical signal from the optical modulator (2) to the optical filter (4) and guides the optical signal reflected by the chirped FBG (4) to the photodetector (5). Is. Therefore, the optical circulator is not limited as long as it can perform such an optical signal waveguide operation.

光フィルタの一例であるチャープドFBG(4)は、光サーキュレータ(3)から入射された光変調器(2)からの光信号を内部で反射して再び光サーキュレータ(3)に出射するものであるが、この際に、光信号の周波数に応じて内部で反射する位置が異なるように設計されている。例えば、光変調器(2)からの光信号の周波数が高くなるほど光路長が短い位置(光サーキュレータ(3)に近い位置)で反射されるように、長手方向に屈折率周期を変化させたチャープドFBGなどが好ましい。   The chirped FBG (4), which is an example of an optical filter, reflects the optical signal from the optical modulator (2) incident from the optical circulator (3) and emits it again to the optical circulator (3). However, at this time, it is designed so that the position of reflection inside differs according to the frequency of the optical signal. For example, a chirped with a refractive index period changed in the longitudinal direction so that it is reflected at a position where the optical path length is shorter (position closer to the optical circulator (3)) as the frequency of the optical signal from the optical modulator (2) becomes higher. FBG and the like are preferable.

具体的な光ファイバグレーティングとして、特開平9-005544号公報に記載された「コアとクラッドとの屈折率差を0.015〜0.03にし,前記コアの径を4μm〜6μmにしたステップ型プロファイルの光ファイバに形成した光ファイバグレーティングであって、前記コア部分において紫外レーザ光によって長さ方向に屈折率を周期的に変化させ、さらに、その周期自体が長さ方向に変化するようにしたことを特徴とする光ファイバグレーティング」、特開平10-288715号公報に記載された「偏波面保存ファイバにグレーティング部を形成したことを特徴とする2波長阻止型光ファイバグレーティング」、特開平11-119041号公報に記載された「石英系の光ファイバの長手方向の所定範囲における少なくともコア領域を含む一定領域に長周期屈折率変調が形成された光ファイバグレーティングであって、前記一定領域にGeO2およびF元素が共に添加されている、ことを特徴とする光ファイバグレーティング」、特開2000-249851号公報に記載された「光ファイバの長さ方向に、コアの屈折率の周期的な変化を形成してなる長周期光ファイバグレーティングにおいて、コアの屈折率の周期的な変化の周期に位相シフトが導入されていることを特徴とする長周期光ファイバグレーティング」、特開2002-243957号公報に記載された「光ファイバのコアに、その長さ方向にそって20〜80μmのグレーティングピッチで摂動を形成した放射型のグレーティング部を備えていることを特徴とする光ファイバグレーティング」、特開2003-050322号公報に記載された「光ファイバの長手方向にそって周期的に屈折率変化を持たせて回折格子を形成し、この回折格子の格子ベクトルが光ファイバの長手方向に対して傾斜角度を持つようにしてファイバグレーティング部が形成されたスラント型短周期光ファイバグレーティングにおいて、クラッドの最外郭直径を125μmより大きくすることにより、透過スペクトルのリップルの発生を抑制したことを特徴とするスラント型短周期光ファイバグレーティング」などがあげられる。 As a specific optical fiber grating, a step type described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-005544, in which the difference in refractive index between the core and the clad is 0.015 to 0.03 and the core diameter is 4 μm to 6 μm. An optical fiber grating formed in a profile optical fiber, wherein the refractive index is periodically changed in the length direction by ultraviolet laser light in the core portion, and the period itself is changed in the length direction. "Optical fiber grating characterized in that", "Two-wavelength blocking optical fiber grating characterized in that a grating portion is formed on a polarization-maintaining fiber" described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-288715, No. 119041 “Long-period refractive index modulation in a certain region including at least a core region in a predetermined range in the longitudinal direction of a silica-based optical fiber A formed optical fiber grating, the GeO 2 and F element constant region is added together, an optical fiber grating, characterized in that ", described in JP-A-2000-249851" Optical fiber In the long-period optical fiber grating formed by forming a periodic change in the refractive index of the core in the length direction, a phase shift is introduced in the period of the periodic change in the refractive index of the core. A long-period optical fiber grating that performs a perturbation with a grating pitch of 20 to 80 μm along the length of the optical fiber core described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-243957. An optical fiber grating characterized by comprising "a refractive index periodically along the longitudinal direction of the optical fiber" described in JP-A-2003-050322 In a slant short-period optical fiber grating in which a fiber grating portion is formed such that a diffraction grating is formed and the grating vector of this diffraction grating has an inclination angle with respect to the longitudinal direction of the optical fiber. And a slant-type short-period optical fiber grating characterized in that generation of ripples in the transmission spectrum is suppressed by making the outermost diameter of each of the layers larger than 125 μm.

なお、光ファイバグレーティングは、PLC(プレナー光波回路)上に設けられてもよい。このような光ファイバグレーティングは、たとえば、光導波路と光導波路に光学的に結合された多点位相シフト構造を具備するものがあげられる。より具体的には、平面光導波路と、当該平面光導波路に設けられた複数の均一ピッチブラッグ回折格子とを具備するプレナー構造多点位相シフト・グレーティングがあげられる。   The optical fiber grating may be provided on a PLC (planar lightwave circuit). Such an optical fiber grating is, for example, one having an optical waveguide and a multipoint phase shift structure optically coupled to the optical waveguide. More specifically, a planar multipoint phase shift grating having a planar optical waveguide and a plurality of uniform pitch Bragg diffraction gratings provided in the planar optical waveguide can be mentioned.

本実施形態において、光フィルタの一例として用いたチャープドFBGは、内部における異なる位置で光信号を反射することにより光路長を変化させる作用がある。一方、異なる位置でなくとも、物理的な位置が同じ位置で反射させて光路長を変化させるような、例えば多層膜、フォトニック結晶などの光フィルタでもよい。したがって、光フィルタ一般の機能としては、周波数に応じて異なる遅延時間で反射する光フィルタであればよい。   In the present embodiment, the chirped FBG used as an example of the optical filter has an effect of changing the optical path length by reflecting the optical signal at different positions inside. On the other hand, an optical filter such as a multilayer film or a photonic crystal that reflects the physical position at the same position and changes the optical path length may be used even if the positions are not different. Therefore, the general function of the optical filter may be an optical filter that reflects with a different delay time depending on the frequency.

<1.5.光検出器>
光検出器は、光変調器(2)からの出力光を検出し、電気信号に変換するための手段である。光検出器として、公知のものを採用できる。光検出器として、例えばフォトダイオードを含むデバイスを採用できる。光検出器は、例えば、光信号を検出し、電気信号に変換するものがあげられる。光検出器によって、光信号の強度、周波数などを検出できる。光検出器として、たとえば「米津宏雄著”光通信素子工学”−発光・受光素子−,工学図書株式会社,第6版,平成12年発行」に記載されているものを適宜採用できる。
<1.5. Photodetector>
The photodetector is means for detecting the output light from the optical modulator (2) and converting it into an electrical signal. A well-known thing can be employ | adopted as a photodetector. For example, a device including a photodiode can be employed as the photodetector. Examples of the photodetector include one that detects an optical signal and converts it into an electrical signal. The optical detector can detect the intensity, frequency, and the like of the optical signal. As the photodetector, for example, those described in “Hiroo Yonezu“ Optical Communication Element Engineering ”—Light Emitting / Receiving Element—Kogaku Shobun Co., Ltd., 6th edition, published in 2000” can be appropriately employed.

<1.6.分周器>
なお、第2の光変調器(2)の変調電極に接続される導線(6a)に周波数を整数分の一にする装置を設けることも可能である。この装置として、例えば、分周器が挙げられる。
<1.6. Divider>
In addition, it is also possible to provide a device for reducing the frequency to a fraction of an integer on the lead wire (6a) connected to the modulation electrode of the second optical modulator (2). An example of this device is a frequency divider.

分周器として、トグルフリップフロップ(T−FF)を用いたものがあげられる。T−FFとして、マスタースレーブ(MS)T−FFや、ダイナミックT−FFがあげられる。具体的には、ダイナミックT−FF、バッファ、MST−FF、バッファ、MST−FF、ダイナミックT−FF、MST−FF、及びドライバをこの順に連結した分周器(NTT製90GHzInPHBTダイナミック分周器)があげられる。この分周器では、40Gbit/sを超える高速な光通信システムにおいて、受信信号から抽出されるクロック信号を用いて低速なクロック信号を生成することができる。また、CMOSフリップフロップにより構成される分周器(例えば、特許第3477844号の図3及び図4)を用いても良い。この分周器は、3個のDフリップフロップをカスケード接続したものである。そして、各Dフリップフロップは複数のインバータにより構成される。より具体的には、インバータによりCMOSのPチャネルトランジスタとNチャネルトランジスタをプッシュプル接続して構成される。   An example of a frequency divider is one using a toggle flip-flop (T-FF). Examples of the T-FF include a master slave (MS) T-FF and a dynamic T-FF. Specifically, a frequency divider (90 GHz InPHBT dynamic frequency divider manufactured by NTT) in which dynamic T-FF, buffer, MST-FF, buffer, MST-FF, dynamic T-FF, MST-FF, and driver are connected in this order. Is given. This frequency divider can generate a low-speed clock signal using a clock signal extracted from the received signal in a high-speed optical communication system exceeding 40 Gbit / s. Further, a frequency divider formed of a CMOS flip-flop (for example, FIG. 3 and FIG. 4 of Japanese Patent No. 3477844) may be used. This frequency divider is a cascade connection of three D flip-flops. Each D flip-flop is composed of a plurality of inverters. More specifically, a CMOS P-channel transistor and an N-channel transistor are push-pull connected by an inverter.

別の分周器として、特許第3435751号公報の図6に示されるように、設定値M(M=2など)のカウンタと、カウンタの入力信号と、カウンタの出力信号とが入力されるアンド回路とを含むものがあげられる。カウンタは、入力信号をカウントし、M周期毎に1周期間の出力をLow出力とする。そして、アンド回路は、入力信号とカウンタの出力信号との論理和を取った信号を出力するので、アンド回路からの出力はM周期毎に1周期分のパルスが除去される。このようにして、たとえばM=2の場合、2周期毎に1周期分のパルスが取り除かれるので、信号の周期が2倍となり、入力信号の周波数が半分となった信号が出力されることとなる。   As another frequency divider, as shown in FIG. 6 of Japanese Patent No. 3437551, a counter having a set value M (M = 2, etc.), an input signal of the counter, and an output signal of the counter are input. And a circuit including a circuit. The counter counts the input signal, and outputs one cycle every M cycles as a Low output. The AND circuit outputs a signal obtained by taking the logical sum of the input signal and the output signal of the counter, so that one cycle of pulses from the AND circuit is removed every M cycles. In this way, for example, when M = 2, one cycle of pulses is removed every two cycles, so that the signal cycle is doubled and the signal with the input signal frequency halved is output. Become.

別の分周器として、特許第3585114号公報の図5及び図6に示されるように、分周器集積回路を用いたものがあげられる。この分周器は、分周器を構成する分周器集積回路1に端子SW1および端子SW2を有し、端子SW1および端子SW2に印加する制御信号のHレベル、Lレベルに基づいて、分周比を1/2、1/4、1/8に切り換えることができる。この分周器集積回路1の一つに例えば、モトローラ社製のMC12093があげられている。また、この分周器は、端子SB(スタンバイモードのための端子)、端子IN(入力端子)、端子INバー、端子Vcc(電源端子)、端子GND(アース端子)、端子OUT(出力端子)を具備する。そして、端子INには、結合コンデンサを介して入力信号が入力される。また、端子INバーは結合コンデンサを介して接地されている。そして、端子SW1および端子SW2に印加する制御信号レベルがともにHレベルであるときに、分周比が1/2となるように設定されている。   As another frequency divider, as shown in FIGS. 5 and 6 of Japanese Patent No. 3585114, one using a frequency divider integrated circuit can be cited. This frequency divider has a terminal SW1 and a terminal SW2 in the frequency divider integrated circuit 1 constituting the frequency divider, and divides the frequency based on the H level and L level of the control signal applied to the terminal SW1 and the terminal SW2. The ratio can be switched to 1/2, 1/4, 1/8. One example of the frequency divider integrated circuit 1 is MC12093 manufactured by Motorola. Further, this frequency divider includes a terminal SB (terminal for standby mode), a terminal IN (input terminal), a terminal IN bar, a terminal Vcc (power supply terminal), a terminal GND (ground terminal), and a terminal OUT (output terminal). It comprises. An input signal is input to the terminal IN via a coupling capacitor. The terminal IN bar is grounded through a coupling capacitor. When the control signal levels applied to the terminals SW1 and SW2 are both H level, the frequency division ratio is set to 1/2.

<2.光電気発振器の動作原理>
次に、本実施形態に係る光電気発振器の動作原理について説明する。図2は、第1の実施形態に係る光電気発振器を導波する光信号の状態を示す概念図であり、周波数f0の入力信号光が光SSB変調器により周波数f0+nfmの光信号に変調され、更にこの光信号が光変調器により周波数f0+(n±1)fmのサイドバンド成分を有する光信号に変調された状態を示す。
<2. Operating Principle of Photoelectric Oscillator>
Next, the operation principle of the photoelectric oscillator according to this embodiment will be described. Figure 2 is a conceptual diagram showing a state of the optical signal guided through the optical electric oscillator according to the first embodiment, an optical signal of frequency f 0 + nf m input signal light of a frequency f 0 is the optical SSB modulator the modulated, further showing a state in which modulated into an optical signal having a sideband component of the frequency optical signal by the optical modulator f 0 + (n ± 1) f m.

まず、光源から出力された周波数f0の光信号が、光SSB変調器(1)に入射されると、周波数f0+nfmの光信号に変調されて出力される。これは、後述するように逓倍器(8)からの変調信号(周波数nfm)により光SSB変調器(1)が変調動作をしているためである。 First, an optical signal of a frequency f 0 output from the light source and is incident on the optical SSB modulator (1), is output after being modulated into an optical signal of frequency f 0 + nf m. This is because the optical SSB modulator (1) performs a modulation operation by a modulation signal (frequency nf m ) from the multiplier (8) as will be described later.

周波数f0+nfmの光信号は、光変調器(2)に入力されることにより、周波数f0+(n±1)fmのサイドバンド成分を有する光信号(周波数f0+(n±1)fmのサイドバンド成分と周波数f0+nfmの元光信号)に変調される。これは、後述するように光検出器(5)からの変調信号(周波数fm)により光変調器(2)が変調動作をしているためである。 Optical signal having a frequency f 0 + nf m, by being inputted to the optical modulator (2), the frequency f 0 + (n ± 1) optical signal having a sideband component of f m (frequency f 0 + (n ± 1) the original optical signal sideband component of f m and the frequency f 0 + nf m) are modulated. This is because the optical modulator (2) performs a modulation operation by a modulation signal (frequency f m ) from the photodetector (5) as will be described later.

周波数f0+(n±1)fmのサイドバンド成分を有する光信号は、光サーキュレータ(3)によりチャープドFBG(4)に導波され、チャープドFBG(4)の内部において光信号の周波数に応じて異なる反射位置で反射された後、光サーキュレータ(3)を介して光検出器(5)に出力される。 An optical signal having a frequency f 0 + (n ± 1) f sideband component of m, the optical circulator (3) is guided in a chirped FBG (4), the frequency of the optical signal inside the chirped FBG (4) Accordingly, the light is reflected at different reflection positions and then output to the photodetector (5) via the optical circulator (3).

光検出器(5)では、入力される光信号を電気信号に変換して出力する。この際に、周波数f0+(n±1)fmのサイドバンド成分に対応して生成する周波数fmの電気信号は、変調信号として、増幅器7や逓倍器8を介して光SSB変調器(1)の変調電極や光変調器(2)の変調電極に入力される。 In the photodetector (5), the input optical signal is converted into an electrical signal and output. At this time, an electric signal of a frequency f m generated corresponding to sideband component of the frequency f 0 + (n ± 1) f m is the modulation signal, the optical SSB modulator via an amplifier 7 and multiplier 8 It is input to the modulation electrode of (1) and the modulation electrode of the optical modulator (2).

より詳細には、周波数fmの変調信号は増幅器(7)により増幅された後、導線(6a)により光変調器(2)の変調電極に入力されて光変調器(2)の変調動作に用いられる。また、周波数fmの変調信号は増幅器(7)により増幅された後、更に逓倍器(8)により逓倍されて(n倍されて)周波数nfmの変調信号となって、導線(6b)により光SSB変調器(1)の変調電極に入力されて光SSB変調器(1)の変調動作に用いられる。 More specifically, after the modulation signal of the frequency f m is amplified by an amplifier (7), the modulation operation of the conductor (6a) by an optical modulator (2) is inputted optical modulator modulating electrode (2) Used. Moreover, after the modulated signal of a frequency f m is amplified by an amplifier (7), (being n times) is multiplied by the further multiplier (8) is the modulation signal of the frequency nf m, by a conductive wire (6b) The light is input to the modulation electrode of the optical SSB modulator (1) and used for the modulation operation of the optical SSB modulator (1).

このような光電気発振器の動作を基本として、光変調器の効率が十分高い、増幅器の増幅度が大きい、入力光パワーが大きいなどの自走発振動作の条件が整っているときに、ノイズなど外乱をきっかけにして発振が開始する。なお、光電気発振器における電気回路部分、光部分のどこかに外部から信号を供給して、その信号に同期した発振をさせることも可能である。   Based on the operation of such an opto-electric oscillator, when the conditions of the free-running oscillation operation such as the efficiency of the optical modulator is sufficiently high, the amplification degree of the amplifier is large, and the input optical power is large, noise, etc. Oscillation starts with a disturbance. It is also possible to supply a signal from somewhere outside the electric circuit portion and the optical portion of the opto-electric oscillator to oscillate in synchronization with the signal.

このように、光検出器(5)から出力された電気信号が、逓倍器(8)を介して光SSB変調器(1)へ入力される形態は、本発明の好ましい実施態様である。なぜなら、光変調器(2)でのサイドバンド領域(入力信号の周波数f0よりもfmずれる領域)よりも光SSB変調器(1)における周波数変調が大きいことが好ましいので、逓倍器(8)によれば、周波数fmがn倍シフトされた周波数nfmの変調信号を光SSB変調器(1)に入力することができるからである。 Thus, the form in which the electrical signal output from the photodetector (5) is input to the optical SSB modulator (1) via the multiplier (8) is a preferred embodiment of the present invention. This is because it is preferable frequency modulation is large in the optical modulator (2) (f m than the frequency f 0 of the input signal deviates region) sideband region of the optical SSB modulator than (1), multiplier (8 According to), because it is possible to frequency f m inputs a modulation signal n times shifted frequency nf m to the optical SSB modulator (1).

本実施形態に係る光電気発振器では、チャープドFBG(4)に導波された光変調器(2)からの光信号がチャープドFBG(4)の内部において光信号の周波数に応じて異なる反射位置で反射される。この結果、光電気発振器を安定して動作させる際の変調周波数fm(光検出器5からの発振周波数)がずれた場合であっても、チャープドFBG(4)において光路長を調整して、変調周波数を自動的かつ簡便に補正することができる。 In the photoelectric oscillator according to this embodiment, the optical signal from the optical modulator (2) guided to the chirped FBG (4) is reflected at different reflection positions in the chirped FBG (4) according to the frequency of the optical signal. Reflected. As a result, even if the modulation frequency f m (oscillation frequency from the photodetector 5) when the photoelectric oscillator is stably operated is shifted, the optical path length is adjusted in the chirped FBG (4), The modulation frequency can be corrected automatically and simply.

例えば、光電気発振器のループ長が発熱などの外乱により増大した場合には、光検出器(5)からの発振周波数が高くなって、光変調器(1,2)に入力される変調周波数が高くなる結果、光変調器(2)から出力される光信号の周波数が高くなってしまう。しかしながら、本実施形態では、チャープドFBG(4)において、光信号の周波数が高くなるほど光路長が短い位置(光サーキュレータ(3)に近い位置)で反射されるように設計されているので、ループ長を減少させて発振周波数を低くなるように補正することができる。   For example, when the loop length of the photoelectric oscillator increases due to disturbance such as heat generation, the oscillation frequency from the photodetector (5) increases, and the modulation frequency input to the optical modulator (1, 2) As a result, the frequency of the optical signal output from the optical modulator (2) increases. However, in the present embodiment, the chirped FBG (4) is designed to be reflected at a position where the optical path length is shorter (position closer to the optical circulator (3)) as the frequency of the optical signal becomes higher. Can be corrected so as to lower the oscillation frequency.

一方、光電気発振器のループ長が減少した場合には、上記作用とは逆に、光検出器(5)からの発振周波数が低くなって、光変調器(1,2)に入力される変調周波数が低くなる結果、光変調器(2)から出力される光信号の周波数が低くなってしまう。しかしながら、本実施形態では、チャープドFBG(4)において光路長が比較的長い位置(光サーキュレータ(3)に遠い位置)で反射されるように設計されているので、ループ長を増大させて発振周波数を高くなるように補正することができる。   On the other hand, when the loop length of the photoelectric oscillator is decreased, the oscillation frequency from the photodetector (5) is lowered and the modulation input to the optical modulator (1, 2) is reversed, contrary to the above-described operation. As a result of the lower frequency, the frequency of the optical signal output from the optical modulator (2) is lowered. However, in this embodiment, the chirped FBG (4) is designed to be reflected at a position where the optical path length is relatively long (a position far from the optical circulator (3)), so that the oscillation length is increased by increasing the loop length. Can be corrected to be higher.

なお、本実施形態に係る光電気発振器では、光SSB変調器(1)でUSB(周波数が高くなる方向にシフトした変調光信号)を発生させて、チャープドFBG(4)において群遅延を増大させているが、光SSB変調器(1)でLSB(周波数が低くなる方向にシフトした変調光信号)を発生させて、チャープドFBG(4)において群遅延を減少させた動作でもよい。   In the photoelectric oscillator according to the present embodiment, the optical SSB modulator (1) generates USB (modulated optical signal shifted in the direction of increasing frequency) to increase the group delay in the chirped FBG (4). However, an operation in which the LSB (a modulated optical signal shifted in the direction of decreasing the frequency) is generated by the optical SSB modulator (1) and the group delay is reduced in the chirped FBG (4) may be used.

<第2の実施形態>
図3は、第2の実施形態に係る光電気発振器の概略構成図である。なお、図3において、第1の実施形態に係る光電気発振器で用いた構成素子と同一の構成素子については同一符号を付し、重複する説明は省略する。
<Second Embodiment>
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the photoelectric oscillator according to the second embodiment. In FIG. 3, the same constituent elements as those used in the photoelectric oscillator according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図3に示すように、本実施形態に係る光電気発振器(20)は、光源から出力された光信号を変調する光変調器(2)と、光変調器(2)からの光信号の光路長を変化させる光路長調整器(3,4)と、光路長調整器(3,4)からの光信号を受光して所定周波数の電気信号に変換する光検出器(5)と、光検出器(5)からの所定周波数の電気信号を変調信号として光変調器(2)の電極に入力する導線(6)とを具備し、光路長調整器(3,4)は、光信号の周波数に応じて、光検出器(5)からの電気信号を所定周波数に調整するように光路長を変化させる光電気発振器(20)である。   As shown in FIG. 3, the photoelectric oscillator (20) according to this embodiment includes an optical modulator (2) that modulates an optical signal output from a light source, and an optical path of the optical signal from the optical modulator (2). An optical path length adjuster (3, 4) for changing the length, a photodetector (5) for receiving an optical signal from the optical path length adjuster (3, 4) and converting it into an electric signal of a predetermined frequency, and optical detection A conductor (6) for inputting an electric signal of a predetermined frequency from the optical device (5) to the electrode of the optical modulator (2) as a modulation signal, and the optical path length adjuster (3, 4) is a frequency of the optical signal. Accordingly, the photoelectric oscillator (20) changes the optical path length so as to adjust the electrical signal from the photodetector (5) to a predetermined frequency.

本実施形態では、周波数f0の入力信号光は、光変調器(2)に入力されることにより、周波数f0±fmのサイドバンド成分を有する光信号(周波数f0±fmのサイドバンド成分と周波数f0の元光信号)に変調される。この光信号は、光サーキュレータ(3)を介して、チャープドFBG(4)の内部において光信号の周波数に応じて異なる反射位置で反射された後、光検出器(5)に出力される。光検出器(5)では、周波数f0±fmのサイドバンド成分に対応して生成する周波数fmの電気信号は、変調信号として、増幅器7を介して光変調器(2)の変調電極に入力される。 In this embodiment, the input signal light of a frequency f 0, by being inputted to the optical modulator (2), the side of the optical signal (frequency f 0 ± f m having a sideband component of the frequency f 0 ± f m Band component and frequency f 0 of the original optical signal). This optical signal is reflected through the optical circulator (3) in the chirped FBG (4) at different reflection positions depending on the frequency of the optical signal, and then output to the photodetector (5). In the optical detector (5), an electrical signal of frequency f m generated corresponding to sideband component of the frequency f 0 ± f m is the modulation electrode as a modulation signal, through an amplifier 7 optical modulator (2) Is input.

例えば、本発明に係る光電気発振器は、基準ミリ波・マイクロ波の信号源やファイバ無線用の信号源などを用いた光通信や電気通信の分野で利用することができる。   For example, the optoelectric oscillator according to the present invention can be used in the fields of optical communication and telecommunication using a reference millimeter wave / microwave signal source, a fiber radio signal source, and the like.

図1は、第1の実施形態に係る光電気発振器の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optoelectric oscillator according to the first embodiment. 図2は、第1の実施形態に係る光電気発振器を導波する光信号の状態を示す概念図であり、周波数f0の入力信号光が光SSB変調器により周波数f0+nfmの光信号に変調され、更にこの光信号が光変調器により周波数f0+(n±1)fmのサイドバンド成分を有する光信号に変調された状態を示す。Figure 2 is a conceptual diagram showing a state of the optical signal guided through the optical electric oscillator according to the first embodiment, an optical signal of frequency f 0 + nf m input signal light of a frequency f 0 is the optical SSB modulator the modulated, further showing a state in which modulated into an optical signal having a sideband component of the frequency optical signal by the optical modulator f 0 + (n ± 1) f m. 図3は、第2の実施形態に係る光電気発振器の概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the photoelectric oscillator according to the second embodiment. 図4は、従来の光電気発振器の概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a conventional optoelectric oscillator.

符号の説明Explanation of symbols

1 光SSB変調器
2 光変調器
3 光サーキュレータ
4 チャープドFBG
5 光検出器
6 導線
7 増幅器
8 逓倍器
10 光電気発振器
32 光変調器
35 光検出器
36 導線
37 増幅器
30 光電気発振器

1 optical SSB modulator 2 optical modulator 3 optical circulator 4 chirped FBG
5 Photodetector 6 Conductor 7 Amplifier 8 Multiplier 10 Photoelectric Oscillator 32 Optical Modulator 35 Photodetector 36 Conductor 37 Amplifier 30 Photoelectric Oscillator

Claims (8)

光源から出力された光信号を変調する第1の光変調器(1)と、
前記第1の光変調器(1)からの光信号を変調する第2の光変調器(2)と、
前記第2の光変調器(2)からの光信号の周波数に応じて内部における異なる位置で前記第2の光変調器(2)からの光信号を反射するように設計されているチャープドファイバブラッググレーティング(チャープドFBG)(4)を具備し、前記チャープドFBG(4)により前記第2の光変調器(2)からの光信号の光路長を変化させる光路長調整器(3、4)と、
前記光路長調整器(3、4)からの光信号を受光して所定周波数の電気信号に変換する光検出器(5)と、
前記光検出器(5)からの所定周波数の電気信号を変調信号として前記第1の光変調器(1)の電極及び前記第2の光変調器(2)の電極に入力する導線(6)とを具備し、
前記光路長調整器(3、4)は、前記光検出器(5)からの電気信号を前記所定周波数に調整するように、前記第2の光変調器(2)からの光信号の周波数に応じて、前記光路長を変化させ
前記第1の光変調器(1)は、光単側波帯変調器(光SSB変調器)、光周波数シフトキーイング変調器(光FSK変調器)又は光搬送波抑圧両側波帯変調器(光DSB−SC変調器)であり、
前記所定周波数の電気信号を変調信号として前記第1の光変調器の電極に入力する導線(6b)に逓倍器(8)が設けられ、前記逓倍器(8)により前記変調信号を逓倍し、逓倍された前記変調信号を前記第1の光変調器(1)に入力する、光電気発振器(10)。
A first optical modulator (1) for modulating an optical signal output from a light source;
A second optical modulator (2) for modulating the optical signal from the first optical modulator (1);
Chirped fiber designed to reflect the optical signal from the second optical modulator (2) at different positions inside depending on the frequency of the optical signal from the second optical modulator (2) An optical path length adjuster (3, 4) that includes a Bragg grating (chirped FBG) (4) and changes the optical path length of the optical signal from the second optical modulator (2) by the chirped FBG (4); ,
A photodetector (5) for receiving an optical signal from the optical path length adjuster (3, 4) and converting it into an electrical signal of a predetermined frequency;
A conducting wire (6) for inputting an electric signal of a predetermined frequency from the photodetector (5) as a modulation signal to the electrode of the first optical modulator (1) and the electrode of the second optical modulator (2). And
The optical path length adjuster (3, 4) adjusts the frequency of the optical signal from the second optical modulator (2) so as to adjust the electrical signal from the photodetector (5) to the predetermined frequency. In response, the optical path length is changed ,
The first optical modulator (1) includes an optical single sideband modulator (optical SSB modulator), an optical frequency shift keying modulator (optical FSK modulator), or an optical carrier suppressed double sideband modulator (optical DSB). -SC modulator),
A multiplier (8) is provided on the conductor (6b) that inputs the electrical signal of the predetermined frequency to the electrode of the first optical modulator as a modulation signal, and the modulation signal is multiplied by the multiplier (8), An optoelectric oscillator (10) for inputting the multiplied modulation signal to the first optical modulator (1 ).
請求項1に記載する光電気発振器において、
前記チャープドFBGは、前記第2の光変調器からの光信号の周波数が高くなるほど光路長が短い位置で反射されるように、長手方向に屈折率周期を変化させたチャープドFBGである光電気発振器。
The photoelectric oscillator according to claim 1,
The chirped FBG is a chirped FBG whose refractive index period is changed in the longitudinal direction so that the optical path length is reflected at a shorter position as the frequency of the optical signal from the second optical modulator becomes higher. .
請求項1又は2に記載する光電気発振器において、
前記第2の光変調器からの光信号を前記チャープドFBGに導波すると共に前記チャープドFBGにおいて反射された光信号を前記光検出器に導波する光サーキュレータ(3)を具備する光電気発振器。
In the photoelectric oscillator according to claim 1 or 2,
An optoelectric oscillator comprising an optical circulator (3) for guiding an optical signal from the second optical modulator to the chirped FBG and guiding an optical signal reflected by the chirped FBG to the photodetector.
請求項1に記載する光電気発振器において、
前記第2の光変調器(2)は、強度変調器である光電気発振器。
The photoelectric oscillator according to claim 1,
The second optical modulator (2) is an optoelectric oscillator which is an intensity modulator.
光源から出力された光信号を第1の光変調器(1)により変調する工程と、
前記第1の光変調器(1)で変調された光信号を第2の光変調器(2)により変調する工程と、
前記第2の光変調器(2)からの光信号の周波数に応じて内部における異なる位置で前記第2の光変調器(2)からの光信号を反射するように設計されているチャープドファイバブラッググレーティング(チャープドFBG)(4)により、前記第2の光変調器(2)からの光信号の光路長を変化させる光路長調整工程と、
前記光路長調整工程を経た光信号を光検出器(5)により受光して所定周波数の電気信号に変換する工程と、
前記所定周波数の電気信号を導線(6)により変調信号として前記第1の光変調器(1)の電極及び前記第2の光変調器(2)の電極に入力する工程とを含み、
前記第1の光変調器(1)は、光単側波帯変調器(光SSB変調器)、光周波数シフトキーイング変調器(光FSK変調器)又は光搬送波抑圧両側波帯変調器(光DSB−SC変調器)であり、
前記所定周波数の電気信号を変調信号として前記第1の光変調器(1)の電極に入力する導線(6b)に逓倍器(8)が設けられ、
前記所定周波数の電気信号を導線(6)により変調信号として前記第1の光変調器(1)の電極及び前記第2の光変調器(2)の電極に入力する工程は、前記逓倍器(8)により前記変調信号を逓倍し、逓倍された前記変調信号を前記第1の光変調器(1)に入力する工程を含
前記光路長調整工程は、前記電気信号を前記所定周波数に調整するように前記第2の光変調器(2)からの光信号の周波数に応じて、前記光路長を変化させる工程である光電気発振方法。
Modulating the optical signal output from the light source by the first optical modulator (1);
Modulating the optical signal modulated by the first optical modulator (1) by the second optical modulator (2);
Chirped fiber designed to reflect the optical signal from the second optical modulator (2) at different positions inside depending on the frequency of the optical signal from the second optical modulator (2) An optical path length adjusting step of changing an optical path length of an optical signal from the second optical modulator (2) by a Bragg grating (chirped FBG) (4);
Receiving the optical signal that has undergone the optical path length adjustment step by a photodetector (5) and converting it into an electrical signal of a predetermined frequency;
Inputting the electrical signal of the predetermined frequency to the electrode of the first optical modulator (1) and the electrode of the second optical modulator (2) as a modulation signal by a conducting wire (6),
The first optical modulator (1) includes an optical single sideband modulator (optical SSB modulator), an optical frequency shift keying modulator (optical FSK modulator), or an optical carrier suppressed double sideband modulator (optical DSB). -SC modulator),
A multiplier (8) is provided on the conducting wire (6b) that inputs the electric signal of the predetermined frequency to the electrode of the first optical modulator (1) as a modulation signal,
The step of inputting the electrical signal of the predetermined frequency to the electrode of the first optical modulator (1) and the electrode of the second optical modulator (2) as a modulation signal by the conducting wire (6) includes the multiplier ( multiplying the modulated signal by 8), viewed including the step of inputting the multiplied the modulated signal to the first optical modulator (1),
The optical path length adjusting step, the electrical signal to adjust said predetermined frequency, depending on the frequency of the optical signal from the second optical modulator (2) is a step of changing the optical path length of light Electric oscillation method.
請求項に記載する光電気発振方法において、
前記チャープドFBGは、前記第2の光変調器からの光信号の周波数が高くなるほど光路長が短い位置で反射されるように、長手方向に屈折率周期を変化させたチャープドFBGである光電気発振方法。
In the photoelectric oscillation method according to claim 5 ,
The chirped FBG is a chirped FBG whose refractive index period is changed in the longitudinal direction so that the optical path length is reflected at a position where the optical path length is shorter as the frequency of the optical signal from the second optical modulator is higher. Method.
請求項5又は6に記載する光電気発振方法において、
光サーキュレータ(3)により、前記第2の光変調器からの光信号を前記チャープドFBGに導波すると共に前記チャープドFBGにおいて反射された光信号を前記光検出器に導波する光電気発振方法。
In the photoelectric oscillation method according to claim 5 or 6 ,
A photoelectric oscillation method in which an optical signal from the second optical modulator is guided to the chirped FBG and an optical signal reflected by the chirped FBG is guided to the photodetector by an optical circulator (3).
請求項に記載する光電気発振方法において、
前記第2の光変調器(2)は、強度変調器である光電気発振方法。
In the photoelectric oscillation method according to claim 5 ,
The photoelectric oscillation method, wherein the second optical modulator (2) is an intensity modulator.
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