JP2001188140A - Photoelectric integrated circuit - Google Patents

Photoelectric integrated circuit

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JP2001188140A
JP2001188140A JP37254699A JP37254699A JP2001188140A JP 2001188140 A JP2001188140 A JP 2001188140A JP 37254699 A JP37254699 A JP 37254699A JP 37254699 A JP37254699 A JP 37254699A JP 2001188140 A JP2001188140 A JP 2001188140A
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signal
optical
integrated circuit
electric
intermediate frequency
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Japanese (ja)
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Yutaka Matsuoka
松岡  裕
Yukihiro Hirota
幸弘 廣田
Kiyoto Takahata
清人 高畑
Yoshifumi Muramoto
好史 村本
Seiji Fukushima
誠治 福島
Tetsuichiro Ono
哲一郎 大野
Yoshiyuki Doi
芳之 土居
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photoelectric integrated circuit for receiving a local oscillation optical signal 122 and an intermediate frequency optical signal 123 whose wavelengths are different and which are transmitted through an optical fiber, separating both signals, effectively performing frequency mixing and generating a high output electric RF signal. SOLUTION: This integrated circuit is constituted so that a means 102 for separating a local oscillation optical signal 122 and a intermediate frequency optical signal 123, a first conversion means 105 for inputting the local oscillation optical signal 122 and outputting an local oscillation electric signal 122, a second conversion means 106 for inputting the intermediate frequency optical signal 123 and outputting an intermediate frequency electric signal 123 and a mixing means 107 outputting a mixture signal of the local oscillation electric signal and the intermediate frequency electric signal are monolithically integrated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光電気集積回路に係
り、より詳細には、光ファイバーリンクを利用したファ
イバー無線通信に用いられる周波数ミキシング用光電気
集積回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an opto-electric integrated circuit, and more particularly to an opto-electric integrated circuit for frequency mixing used in fiber wireless communication using an optical fiber link.

【0002】[0002]

【従来の技術】移動体通信あるいは無線LAN等の無線
通信が急激に発展をとげている状況にあって光ファイバ
ーリンクを利用したファイバー無線通信は発展が期待さ
れている。とりわけミリ波帯周波数を用いたミリ波ファ
イバー無線通信は、周波数資源の有効利用や転送データ
の高ビットレート化に対応しやすいため将来の無線通信
として期待が大きい。
2. Description of the Related Art In a situation where mobile communication or wireless communication such as wireless LAN is rapidly developing, fiber wireless communication using an optical fiber link is expected to develop. In particular, the millimeter-wave fiber wireless communication using the millimeter-wave band frequency is expected to be a future wireless communication because it is easy to effectively use frequency resources and increase the bit rate of transfer data.

【0003】無線通信では、LO信号とデータにより信
号処理したIF信号をミキシングさせてRF信号として
取り出すミキサが不可欠である。従来の光ファイバーを
活用した光ファイバー無線通信では、制御局でLO信号
とIF信号を発生させ、そのLO信号とデータにより信
号処理したIF信号をミキシングさせ、その結果生成さ
れるRF信号によって光変調器を駆動してデータ信号が
重畳された光サブキャリアを発生させる構成が一般にと
られている。
In wireless communication, a mixer for mixing an IF signal processed by an LO signal and data and extracting the mixed signal as an RF signal is indispensable. In conventional optical fiber wireless communication using optical fibers, a control station generates an LO signal and an IF signal, mixes the LO signal and an IF signal that has been signal-processed with data, and uses the resulting RF signal to operate an optical modulator. In general, a configuration in which an optical subcarrier on which a data signal is superimposed by driving is generated.

【0004】このような構成では、電気の周波数ミキサ
や増幅器、光変調器が必要である。これらの装置は、周
波数が高くなるほど高価であるので、ミリ波ファイバー
無線通信を実現させるための問題になっている。
[0004] Such a configuration requires an electric frequency mixer, an amplifier, and an optical modulator. Since these devices are more expensive as the frequency becomes higher, there is a problem in realizing millimeter-wave fiber wireless communication.

【0005】この問題を解決する方法として、光LO信
号と光IF信号を光ファイバーを通して送り、アンテナ
局において電気RF信号を発生させる構成が提案されて
いる。光LO信号は、例えば半導体モード同期レーザを
用いることにより発生でき、また、IF信号の周波数は
RF信号周波数の周波数に比較して極めて低いのでデー
タにより信号処理された光IF信号の生成も難しくな
い。光LO信号と光IF信号をファイバー伝送してアン
テナ局において電気RF信号を発生させる構成では、ア
ンテナ局において光LO信号と光IF信号から電気RF
信号を発生させる光電ミキサが最も重要な装置の一つで
ある。
As a method for solving this problem, there has been proposed a configuration in which an optical LO signal and an optical IF signal are transmitted through an optical fiber and an electric RF signal is generated in an antenna station. The optical LO signal can be generated by using, for example, a semiconductor mode-locked laser, and since the frequency of the IF signal is extremely low compared to the frequency of the RF signal frequency, it is not difficult to generate an optical IF signal processed by data. . In a configuration in which an optical LO signal and an optical IF signal are transmitted through a fiber and an electric RF signal is generated in the antenna station, the antenna station generates an electric RF signal from the optical LO signal and the optical IF signal.
A photoelectric mixer that generates a signal is one of the most important devices.

【0006】光LO信号と光IF信号から電気RF信号
を発生させるという機能を発現させる方法として、フォ
トダイオードの動作の非線形性を利用する光電周波数ミ
キサが提案されている(M.Tsuchiya and
T.Hoshida,IEEE Transacti
ons on Microwave Theoryan
d Techniques,Volume47,p.1
342,1999)。
As a method of realizing a function of generating an electric RF signal from an optical LO signal and an optical IF signal, a photoelectric frequency mixer utilizing the nonlinearity of the operation of a photodiode has been proposed (M. Tsuchiya and
T. Hosida, IEEE Transacti
ons on Microwave Theoryan
dTechniques, Volume 47, p. 1
342, 1999).

【0007】図3にフォトダイオードの光電周波数ミキ
サとしての使用法を示す。光LO信号322と光IF信
号323は波長の異なる光信号としてファイバー伝送さ
れる。両者は光カップラー324で合波されて一本の光
ファイバー中を伝送されてフォトダイオード301に入
力される。フォトダイオードは、光入力が大きくなると
出力が飽和するという非線形効果を持つ。この非線形効
果により、周波数fLOをもつ光LO信号と周波数fIF
もつ光IF信号がミキシングされ、fLO±fIFの周波数
のRF信号がフォトダイオードより取り出される。
FIG. 3 shows how a photodiode is used as a photoelectric frequency mixer. The optical LO signal 322 and the optical IF signal 323 are fiber-transmitted as optical signals having different wavelengths. The two are multiplexed by the optical coupler 324, transmitted through one optical fiber, and input to the photodiode 301. Photodiodes have a non-linear effect that the output is saturated when the light input increases. This by the nonlinear effect, is optical IF signal is mixed with the optical LO signal frequency f IF with a frequency f LO, RF signals of frequency f LO ± f IF is taken out from the photodiode.

【0008】しかし、フォトダイオードが本来持つ高速
性を損なわずに大きな非線形性を持たせることは困難で
あるので、フォトダイオードを用いた光電ミキサはRF
信号への変換効率が低い。また、フォトダイオードは増
幅作用をもたないため、この方法では大きな出力のRF
信号を得ることも困難である。したがって、実用上RF
信号の増幅器が必要になりコストアップが避けられな
い。コストアップは、周波数が高くなるほど増幅器が高
価になるため、大きい。
However, since it is difficult to provide a large nonlinearity without deteriorating the high speed inherent in the photodiode, the photoelectric mixer using the photodiode is an RF mixer.
Low conversion efficiency to signal. Also, since the photodiode has no amplifying action, this method uses a large output RF.
It is also difficult to get a signal. Therefore, practically RF
Since a signal amplifier is required, an increase in cost cannot be avoided. The increase in cost is significant because the higher the frequency, the more expensive the amplifier.

【0009】光LO信号と光IF信号をファイバー伝送
してアンテナ局において電気RF信号を発生させる構成
として、光LO信号と光IF信号をそれぞれ別々のファ
イバー伝送し、アンテナ局においてそれぞれを電気LO
信号と電気IF信号に変換して、両者の電気信号を周波
数ミキシングさせてRF信号を発生させるという構成も
可能である。しかし、この構成では、二重のファイバー
が必要であるばかりでなく、各アンテナ局において最低
限一対のOE変換器と電気周波数ミキサが必要であり、
システムのコストアップは避けられない。
In a configuration in which an optical LO signal and an optical IF signal are transmitted through a fiber to generate an electric RF signal in an antenna station, the optical LO signal and the optical IF signal are transmitted through separate fibers, and each of the antenna stations transmits an electric LO signal.
A configuration is also possible in which the signal is converted into a signal and an electric IF signal, and the electric signal of both is frequency-mixed to generate an RF signal. However, this configuration not only requires a double fiber, but also requires at least a pair of OE converters and an electric frequency mixer at each antenna station,
The cost of the system is inevitable.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の従来
技術における問題点を解消するものであり、局発信号と
中間周波数信号とを波長の異なる光信号として一本の光
ファイバー中を伝送させて、アンテナ局において、高い
変換効率で大きな出力でRF出力を取り出すことを可能
とする周波数ミキシング用光電気集積回路を提供するこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems in the prior art, and transmits a local oscillation signal and an intermediate frequency signal as optical signals having different wavelengths through one optical fiber. It is another object of the present invention to provide an opto-electric integrated circuit for frequency mixing that enables an antenna station to extract an RF output with a high conversion efficiency and a large output.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の光電気集積回路
は、局発光信号と中間周波数光信号とを分離する手段
と、前記局発光信号を入力して局発電気信号を出力する
第一の変換手段と、前記中間周波数光信号を入力して中
間周波電気信号を出力する第二の変換手段と、前記局発
電気信号と前記中間周波電気信号のミキシング信号を出
力するミキシング手段をモノリシック集積したことを特
徴とする。
According to the present invention, there is provided an opto-electric integrated circuit comprising: means for separating a local light signal and an intermediate frequency optical signal; and a first means for inputting the local light signal and outputting a local electric signal. Monolithically integrated means for converting, a second converting means for inputting the intermediate frequency optical signal and outputting an intermediate frequency electric signal, and a mixing means for outputting a mixing signal of the local electric signal and the intermediate frequency electric signal. It is characterized by having done.

【0012】本発明の他の光電気集積回路は、局発光信
号と中間周波数光信号とを分離する手段と、前記局発光
信号を入力して局発電気信号を出力する変換手段と、前
記局発電気信号と前記中間周波数光信号とを入力して中
間周波電気信号と前記局発電気信号のミキシング信号を
出力する変換手段とをモノリシック集積したことを特徴
とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided an opto-electric integrated circuit comprising: means for separating a local light signal and an intermediate frequency optical signal; converting means for inputting the local light signal and outputting a local electric signal; Conversion means for inputting the generated electric signal and the intermediate frequency optical signal and outputting a mixed signal of the intermediate frequency electric signal and the local electric signal is monolithically integrated.

【0013】ここで、分離するための手段としては、ア
レイ導波路格子を用いることが好ましい。
Here, it is preferable to use an arrayed waveguide grating as a means for separating.

【0014】また、第一の変換手段乃至第二の変換手段
としては、フォトダイオード、フォトトランジスタのい
ずれかを用いることが好ましい。
Further, it is preferable to use one of a photodiode and a phototransistor as the first conversion means or the second conversion means.

【0015】また、このようなモノリシック集積回路中
にアクティブ素子としてフォトダイオードと、フォトト
ランジスタが存在する場合、フォトダイオードをフォト
トランジスタのベース層、コレクタ層およびコレクタコ
ンタクト層を用いて形成することにより、モノリシック
集積するための結晶構造と製作工程を簡略化することが
できる。
Further, when a photodiode and a phototransistor are present as active elements in such a monolithic integrated circuit, the photodiode is formed by using a base layer, a collector layer and a collector contact layer of the phototransistor. The crystal structure and manufacturing process for monolithic integration can be simplified.

【0016】さらに、ミキシング信号を電波として空間
に放出するアンテナをモノリシック集積することが好ま
しい。
Further, it is preferable to monolithically integrate an antenna which emits a mixing signal into space as a radio wave.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】(第一の実施の形態)図1に、本
発明の光電ミキシング用光電気集積回路の第一の実施の
形態を示す。
(First Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of an opto-electric integrated circuit for photoelectric mixing according to the present invention.

【0018】本発明の光電ミキシング用光電気集積回路
101には、局発光信号と中間周波数光信号とを分離す
る手段である半導体アレイ導波路格子102、局発光信
号を入力して局発電気信号を出力する第一の変換手段で
あるフォトダイオード105と、中間周波数光信号を入
力して中間周波電気信号を出力する第二の変換手段であ
るフォトダイオード106、局発電気信号と中間周波電
気信号のミキシング信号を出力するミキシング手段であ
るミキサ回路107がモノリシック集積されている。
The optoelectronic integrated circuit 101 for photoelectric mixing according to the present invention has a semiconductor array waveguide grating 102 which is a means for separating a local light signal and an intermediate frequency optical signal, and receives the local light signal and inputs a local electric signal. , A photodiode 105 as a first converting means for outputting an intermediate frequency optical signal, and a photodiode 106 as a second converting means for outputting an intermediate frequency electric signal, a local electric signal and an intermediate frequency electric signal. The mixer circuit 107, which is a mixing means for outputting a mixing signal, is monolithically integrated.

【0019】半導体アレイ導波路格子102と半導体ア
クティブ素子とのモノリシック集積は、例えば、”Pa
ckaged Polarization−Insen
sitive WDM Monitor with L
ow Loss(7.3dB)and wide Tu
ning Range(4.5nm)”(M.Koht
oku,H.Sanjoh,S.Oku,Y.Kado
ta and Y.Yoshikuni,IEEE P
hotonics Technology Lette
rs,Vol.10,p,125,1998)に記載さ
れたところにより行えばよい。
The monolithic integration of the semiconductor array waveguide grating 102 and the semiconductor active element is performed, for example, by using “Pa”
caged Polarization-Insen
sitive WDM Monitor with L
ow Loss (7.3dB) and wide Tu
ning Range (4.5 nm) "(M. Khot
Oku, H .; Sanjoh, S .; Oku, Y .; Kado
ta and Y. Yoshikuni, IEEE P
photonics Technology Lette
rs, Vol. 10, p. 125, 1998).

【0020】本実施態様においては、ミキサ回路107
はアクティブな半導体素子としてへテロ接合フォトトラ
ンジスタ(バイポーラトランジスタにより構成)を用い
て構成されている。フォトダイオード105、106
は、へテロ接合フォトトランジスタのコンタクト層を用
いて、へテロ接合フォトトラシジスタの製作工程により
製作されている。なお、この技術は、別途特願平11−
19460号により提供されている。したがって本発明
の光電気集積回路を製作するための結晶の層構造および
製作工程は、半導体アレイ導波路格子とへテロ接合フォ
トトランジスタを製作するためのものがあれば十分であ
る。なお、図1では、電源やバイアス回路は省略してい
る。
In this embodiment, the mixer circuit 107
Are configured using a heterojunction phototransistor (constituted by a bipolar transistor) as an active semiconductor element. Photodiodes 105 and 106
Are manufactured using a contact layer of a heterojunction phototransistor by a process of manufacturing a heterojunction phototransistor. This technology is disclosed in Japanese Patent Application No.
No. 19460. Therefore, the crystal layer structure and fabrication process for fabricating the opto-electric integrated circuit of the present invention is sufficient if it is for fabricating a semiconductor array waveguide grating and a heterojunction phototransistor. In FIG. 1, the power supply and the bias circuit are omitted.

【0021】ファイバー無線通信の制御局121におい
て、波長の異なる周波数fLOをもつ局発光信号(光LO
信号)122とデータにより信号処理された周波数fIF
をもつ中間周波数光信号(光IF信号)123は光カッ
プラー124で合波されて一本の光ファイバーを通して
発出される。光LO信号を、例えばモード同期半導体レ
ーザダイオードを用いて生成することにより、LO信号
の帯域で動作する変調器は不要となる。
At the control station 121 of the fiber wireless communication, a local light signal (optical LO) having a frequency f LO having a different wavelength is used.
Signal) 122 and the frequency f IF processed by the data
The intermediate frequency optical signal (optical IF signal) 123 having the following is multiplexed by the optical coupler 124 and emitted through one optical fiber. By generating an optical LO signal using, for example, a mode-locked semiconductor laser diode, a modulator operating in the band of the LO signal is not required.

【0022】アンテナ局111は、光電ミキシング用光
電気集積回路101とその光電集積回路から出力される
RF信号を無線信号として放出するアンテナ112を含
む。ファイバー中を伝送されてきた2波長の信号光は、
光電気集積回路の101中の半導体アレイ導波路格子1
02により、光LO信号103と光IF信号104に分
波されてそれぞれフォトダイオード105、106によ
り電気のLO信号とIF信号に変換される。
The antenna station 111 includes an opto-electrical integrated circuit for photoelectric mixing 101 and an antenna 112 for emitting an RF signal output from the photoelectric integrated circuit as a radio signal. The signal light of two wavelengths transmitted in the fiber is
Semiconductor array waveguide grating 1 in optoelectronic integrated circuit 101
02, the light is split into an optical LO signal 103 and an optical IF signal 104, and converted into electrical LO signals and IF signals by photodiodes 105 and 106, respectively.

【0023】両者の信号は、ミキサ回路107によりミ
キシングされて、周波数fLO+fIFまたはfLO−fIF
RF信号が生成されて、アンテナ112により電波とし
て放出される。なお、必要に応じて、フォトダイオード
とミキサ回路の間またはミキサ回路の後段に電気増幅器
を挿入すればRF信号の強度を大きくすることができ
る。電気増幅器を挿入する場合、それを構成するアクテ
ィブなデバイスとして、ミキサ回路と同様にへテロ接合
フォトトランジスタを用いれば、製作工程の増加をもた
らすことはない。
The two signals are mixed by a mixer circuit 107 to generate an RF signal having a frequency of f LO + f IF or f LO -f IF , and emitted as a radio wave by an antenna 112. Note that, if necessary, an RF amplifier can be increased in strength by inserting an electric amplifier between the photodiode and the mixer circuit or after the mixer circuit. When an electric amplifier is inserted, if a heterojunction phototransistor is used as an active device constituting the same as in a mixer circuit, the number of manufacturing steps does not increase.

【0024】本実施態様の光電気集積回路を用いれば、
アンテナ局において2波長の光で送られてきた光LO信
号と光IF信号から十分に大きな出力のRF電波を放出
することが可能になると同時に、アンテナ局の構成が簡
素化されるのでアンテナ局の小型化、低コスト化が可能
になる。さらに、制御局においてLO信号帯の光変調器
を用いる必要がないのでシステム全体を低コストで構成
することが可能になる。
If the photoelectric integrated circuit of this embodiment is used,
The antenna station can emit a sufficiently large output RF wave from the optical LO signal and the optical IF signal transmitted by the light of two wavelengths, and the configuration of the antenna station is simplified, so that the It is possible to reduce the size and cost. Further, since it is not necessary to use an optical modulator for the LO signal band in the control station, the entire system can be configured at low cost.

【0025】(第二の実施の形態)本発明の光電ミキシ
ング用光電気集積回路の第二の実施の形態を図2に示
す。光電ミキシング用電気集積回路201には、半導体
アレイ導波路格子202、フォトダイオード205、ヘ
テロ接合フォトトランジスタ206、アンテナ207が
半導体基板上にモノリシック集積されている。フォトダ
イオード205は、第一の実施の形態の場合と同様に、
ヘテロ接合フォトトランジスタのべース層、コレクタ層
およびコレクタコンタクト層を用いて、ヘテロ接合フォ
トトランジスタ製作工程により製作されているので、本
光電ミキシング用光電気集積回路を製作するための結晶
構造と製作工程は、半導体アレイ導波路格子とへテロ接
合フォトトランジスタを製作するためのものがあれば十
分である。なお、図2では、電源やバイアス回路は省略
している。
(Second Embodiment) FIG. 2 shows a second embodiment of the optoelectronic integrated circuit for photoelectric mixing of the present invention. In an electric integrated circuit 201 for photoelectric mixing, a semiconductor array waveguide grating 202, a photodiode 205, a heterojunction phototransistor 206, and an antenna 207 are monolithically integrated on a semiconductor substrate. The photodiode 205 is, as in the first embodiment,
Since it is manufactured by the heterojunction phototransistor manufacturing process using the base layer, the collector layer, and the collector contact layer of the heterojunction phototransistor, the crystal structure and manufacturing for manufacturing the optoelectronic integrated circuit for photoelectric mixing are described. It is sufficient that the process is for fabricating a semiconductor array waveguide grating and a heterojunction phototransistor. In FIG. 2, a power supply and a bias circuit are omitted.

【0026】本実施の形態において、制御局の構成およ
び二波長の信号光が光電ミキシング用光電気集積回路2
01中の半導体アレイ導波路格子202により周波数f
LOの光LO信号203と周波数fIFの光IF信号204
に分波されるまでの動作モードは、第一の実施の形態の
場合と同じである。分波された光LO信号203はフォ
トダイオード205により、電気LO信号に変換され、
へテロ接合フォトトランジスタ206のベース端子へ入
力される。
In the present embodiment, the configuration of the control station and the two-wavelength signal light
01 by the semiconductor array waveguide grating 202 in FIG.
LO of the optical LO signal 203 and the frequency f IF of the optical IF signal 204
The operation mode until the signal is demultiplexed is the same as that of the first embodiment. The split optical LO signal 203 is converted into an electrical LO signal by a photodiode 205,
Input to the base terminal of heterojunction phototransistor 206.

【0027】一方、光IF信号は、へテロ接合フォトト
ランジスタ206へ導入され光吸収領域において電子・
正孔対を発生させる。したがって、へテロ接合フォトト
ランジスタ206では、LO信号とIF信号が入力され
る状態になり、トランジスタ増幅作用のもつ非線形性に
より、両者がミキシングされて、周波数fLO±fIFのR
F信号が生成されて、同一の半導体基板上にモノリシッ
ク集積されているアンテナ207へ導かれて電波として
空間へ放出される。なお、必要に応じて、へテロ接合フ
ォトトランジスタ206とアンテナ207の間に周波数
フィルタを挿入して周波数fLO+fIFまたはfLO−fIF
の一方のRF信号だけを取り出すこともできる。また、
フォトダイオード205は、へテロ接合フォ卜トランジ
スタで置き換え、周波数ミキサーとして動作するフォト
トランジスタへ入力されるLO信号強度を大きくするこ
と、あるいはフォトトランジスタへ入力されるLO信号
強度を保ったままアンテナ局へ導入される光LO信号の
強度を弱くすることが可能である。
On the other hand, the optical IF signal is introduced into the heterojunction phototransistor 206, and electrons and electrons are transmitted in the light absorption region.
A hole pair is generated. Accordingly, the heterojunction phototransistor 206 to, ready to LO signal and the IF signal is input, the nonlinearity possessed by the transistor amplifying effect, and both are mixed, the frequency f LO ± f IF of R
An F signal is generated, guided to an antenna 207 monolithically integrated on the same semiconductor substrate, and emitted into space as a radio wave. If necessary, a frequency filter is inserted between the heterojunction phototransistor 206 and the antenna 207 so that the frequency f LO + f IF or f LO −f IF
Can be extracted. Also,
The photodiode 205 is replaced with a heterojunction phototransistor to increase the intensity of the LO signal input to the phototransistor operating as a frequency mixer, or to the antenna station while maintaining the intensity of the LO signal input to the phototransistor. It is possible to weaken the intensity of the introduced optical LO signal.

【0028】さらに、フォトダイオード205を置き換
えたフォトトランジスタへ加えるバイアスを調製して、
フォトトラシジスタ206へ入力されるLO信号とIF
信号の強度比を変えて周波数変換効率を高めることも可
能である。
Further, the bias applied to the phototransistor replacing the photodiode 205 is adjusted,
LO signal and IF input to phototransistor 206
It is also possible to increase the frequency conversion efficiency by changing the signal intensity ratio.

【0029】本発明の周波数ミキシング用光電気集積回
路を用いれば、第一の実施の形態の場合と同様に、アン
テナ局において二波長の光で送られてきた光LO信号と
光IF信号から十分に大きな出力のRF電波を放出する
ことが可能になる。更に本形態では、周波数ミキシング
用光電気集積回路自体の構成が簡素化され、かつ、アン
テナもモノリシック集積されているので本発明の集積回
路だけでアンテナ局を構成することができ、アンテナ局
の小型化、低コスト化がはかられる。
When the opto-electrical integrated circuit for frequency mixing of the present invention is used, as in the case of the first embodiment, the antenna LO can sufficiently separate the optical LO signal and the optical IF signal transmitted by the two-wavelength light from the antenna station. It is possible to emit a high-output RF radio wave. Furthermore, in this embodiment, the configuration of the opto-electric integrated circuit for frequency mixing itself is simplified, and the antenna is also monolithically integrated, so that the antenna station can be constituted only by the integrated circuit of the present invention, and the antenna station can be reduced in size. And cost reduction.

【0030】さらに、本形態では、光電変換や光電周波
数ミキシングを行う素子に増幅作用をもつフォトトラン
ジスタを用いているので、光LO信号と光IF信号の強
度を小さくすること、すなわち制御局の負担を軽減する
ことが可能である。
Further, in the present embodiment, since a phototransistor having an amplifying action is used for an element for performing photoelectric conversion and photoelectric frequency mixing, the intensity of the optical LO signal and the optical IF signal is reduced, that is, the burden on the control station is reduced. Can be reduced.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように本発明による周波数
ミキシング用光電気集積回路を用いれば、一本のファイ
バーを伝送してきた波長の異なる局発光信号と中間周波
素光信号を受け、両者の信号を分離して、効率よく周波
数ミキシングを行い高出力の電気RF信号を発生させる
ことができる。
As described above, if the opto-electric integrated circuit for frequency mixing according to the present invention is used, a local light signal and an intermediate frequency light signal having different wavelengths transmitted through one fiber are received, and both signals are received. , And efficient frequency mixing can be performed to generate a high-output electric RF signal.

【0032】また、アンテナをモノリシック集積した本
発明の周波数ミキシング用光電気集積回路は、ミキシン
グにより発生させたRF信号を電波として空間に放出す
ることができる。ファイバー無線通信ではこれらの機能
はアンテナ局の機能そのものであり、本発明の集積回路
により、アンテナ局の構成が小型・簡素になり、アンテ
ナ局を低コストで設置することができる。
Further, the opto-electric integrated circuit for frequency mixing of the present invention in which the antenna is monolithically integrated can emit the RF signal generated by the mixing into space as a radio wave. In fiber wireless communication, these functions are the functions of the antenna station itself, and the integrated circuit of the present invention makes the configuration of the antenna station compact and simple, so that the antenna station can be installed at low cost.

【0033】さらに、このような機能をもつアンテナ局
が実現できれば、ファイバー無線通信システムにおい
て、制御局において、電気ミキサや光変調器が不要にな
り、システムの全体の大幅な低価格化が可能となる。
Further, if an antenna station having such a function can be realized, in a fiber radio communication system, an electric mixer and an optical modulator are not required in a control station, so that the whole system can be significantly reduced in price. Become.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の周波数ミキシング用光電気集積回路の
第一の実施の形態を示す概念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a first embodiment of a photoelectric mixing circuit for frequency mixing according to the present invention.

【図2】本発明の周波数ミキシング用光電気集積回路の
第二の実施の形態を示す概念図である。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a second embodiment of the opto-electric integrated circuit for frequency mixing according to the present invention.

【図3】フォトダイオードを用いた従来の光電周波数ミ
キサを示す概念図である。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a conventional photoelectric frequency mixer using a photodiode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…本発明の光電ミキシング用光電気集積回路、 102…半導体アレイ導波路格子(分離する手段)、 103…局発光信号(光LO信号)、 104…中間周波数光信号(光IF信号)、 105…フォトダイオード(変換手段)、 106…フォトダイオード(変換手段)、 107…ミキサ回路(ミキシング手段)、 111…アンテナ局、 112…アンテナ、 121…制御局、 122…局発光信号(光LO信号)、 123…中間周波数光信号(光IF信号)、 124…光カップラー、 201…本発明の光電ミキシング用光電気集積回路、 202…半導体アレイ導波路格子、 203…光LO信号、 204…光IF信号、 205…フォトダイオード、 206…へテロ接合フォトトランジスタ、 207…アンテナ、 211…アンテナ局、 221…制御局、 222…光LO信号、 223…光IF信号、 224…光カップラー、 301…フォトダイオード、 302…アンテナ、 311…アンテナ局、 321…制御局、 322…光LO信号、 323…光IF信号、 324…光カップラー。 101: opto-electric integrated circuit for photoelectric mixing of the present invention; 102: semiconductor array waveguide grating (separating means); 103: local light signal (optical LO signal); 104: intermediate frequency optical signal (optical IF signal); ... photodiode (conversion means), 106 ... photodiode (conversion means), 107 ... mixer circuit (mixing means), 111 ... antenna station, 112 ... antenna, 121 ... control station, 122 ... local light signal (optical LO signal) 123: Intermediate frequency optical signal (optical IF signal), 124: optical coupler, 201: opto-electric integrated circuit for photoelectric mixing of the present invention, 202: semiconductor array waveguide grating, 203: optical LO signal, 204: optical IF signal Reference numeral 205: Photodiode, 206: Heterojunction phototransistor, 207: Antenna, 211: Antenna Reference numeral 221: control station, 222: optical LO signal, 223: optical IF signal, 224: optical coupler, 301: photodiode, 302: antenna, 311: antenna station, 321: control station, 322: optical LO signal, 323 ... Optical IF signal, 324 ... Optical coupler.

フロントページの続き (72)発明者 高畑 清人 東京都千代田区大手町二丁目3番1号日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 村本 好史 東京都千代田区大手町二丁目3番1号日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 福島 誠治 東京都千代田区大手町二丁目3番1号日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 大野 哲一郎 東京都千代田区大手町二丁目3番1号日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 土居 芳之 東京都千代田区大手町二丁目3番1号日本 電信電話株式会社内 Fターム(参考) 2H037 AA01 BA02 BA11 DA03 DA06 2H047 KA03 KA12 LA18 MA07 PA06 QA02 TA05 5F049 MA01 MA11 NB01 RA10 5K002 AA03 AA04 BA05 BA07 BA16 DA02 FA01 Continuation of the front page (72) Inventor Kiyoto Takahata 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Yoshifumi Muramoto 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Seiji Fukushima 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Tetsuichiro Ohno 2-3-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Yoshiyuki Doi 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term (reference) 2H037 AA01 BA02 BA11 DA03 DA06 2H047 KA03 KA12 LA18 MA07 PA06 QA02 TA05 5F049 MA01 MA11 NB01 RA10 5K002 AA03 AA04 BA05 BA07 BA16 DA02 FA01

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 局発光信号と中間周波数光信号とを分離
する手段と、前記局発光信号を入力して局発電気信号を
出力する第一の変換手段と、前記中間周波数光信号を入
力して中間周波電気信号を出力する第二の変換手段と、
前記局発電気信号と前記中間周波電気信号のミキシング
信号を出力するミキシング手段をモノリシック集積した
ことを特徴とする光電気集積回路。
1. A means for separating a local light signal and an intermediate frequency optical signal, first converting means for inputting the local light signal and outputting a local electric signal, and inputting the intermediate frequency optical signal. A second converting means for outputting an intermediate frequency electric signal,
An opto-electric integrated circuit, wherein mixing means for outputting a mixing signal of the local electric signal and the intermediate frequency electric signal is monolithically integrated.
【請求項2】 局発光信号と中間周波数光信号とを分離
する手段と、前記局発光信号を入力して局発電気信号を
出力する変換手段と、前記局発電気信号と前記中間周波
数光信号とを入力して中間周波電気信号と前記局発電気
信号のミキシング信号を出力する変換手段とをモノリシ
ック集積したことを特徴とする光電気集積回路。
2. A means for separating a local light signal and an intermediate frequency optical signal, a conversion means for inputting the local light signal and outputting a local electric signal, the local electric signal and the intermediate frequency optical signal. And a conversion means for outputting a mixed signal of the intermediate frequency electric signal and the local electric signal by monolithic integration.
【請求項3】 前記分離するための手段は、アレイ導波
路格子であることを特徴とする請求項1又は2に記載の
光電気集積回路。
3. The opto-electric integrated circuit according to claim 1, wherein said means for separating is an arrayed waveguide grating.
【請求項4】 前記第一又は第二の変換手段は、フォト
ダイオード、フォトトランジスタのいずれかであること
を特徴とする請求項1〜3に記載の光電気集積回路。
4. The optoelectronic integrated circuit according to claim 1, wherein said first or second conversion means is one of a photodiode and a phototransistor.
【請求項5】 前記第一又は第二の変換手段としてフォ
トダイオードと、フォトトランジスタを用い、前記フォ
トダイオードは、前記フォトトランジスタのベース層、
コレクタ層、コレクタコンタクト層を用いて形成された
ことを特徴とする請求項4に記載の光電気集積回路。
5. A photo-diode and a photo-transistor as the first or second conversion means, wherein the photo-diode comprises a base layer of the photo-transistor,
The optoelectronic integrated circuit according to claim 4, wherein the optoelectronic integrated circuit is formed using a collector layer and a collector contact layer.
【請求項6】 前記ミキシング信号を電波として空間に
放出するアンテナをモノリシック集積したことを特徴と
する請求項1〜5に記載の光電気集積回路。
6. The opto-electric integrated circuit according to claim 1, wherein an antenna for emitting the mixing signal into space as a radio wave is monolithically integrated.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007534197A (en) * 2003-05-30 2007-11-22 ノベラ・オプティクス・コリア・インコーポレーテッド Shared high-intensity broadband light source for wavelength division multiple access passive optical networks
US8290370B2 (en) 2005-09-20 2012-10-16 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Wavelength division multiplexing passive optical network for providing both of broadcasting service and communication service and central office used thereof
US8326151B2 (en) 1999-12-21 2012-12-04 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Low-cost WDM source with an incoherent light injected Fabry-Perot laser diode
US8571410B2 (en) 2006-10-11 2013-10-29 Novera Optics, Inc. Mutual wavelength locking in WDM-PONS
US9130671B2 (en) 2005-09-07 2015-09-08 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Apparatus for monitoring failure positions in wavelength division multiplexing-passive optical networks and wavelength division multiplexing-passive optical network systems having the apparatus
JP7440988B1 (en) 2023-05-31 2024-02-29 国立大学法人東北大学 Frequency down conversion device and communication device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8326151B2 (en) 1999-12-21 2012-12-04 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Low-cost WDM source with an incoherent light injected Fabry-Perot laser diode
JP2007534197A (en) * 2003-05-30 2007-11-22 ノベラ・オプティクス・コリア・インコーポレーテッド Shared high-intensity broadband light source for wavelength division multiple access passive optical networks
US8861963B2 (en) 2003-05-30 2014-10-14 Novera Optics, Inc. Shared high-intensity broadband light source for a wavelength-division multiple access passive optical network
US9130671B2 (en) 2005-09-07 2015-09-08 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Apparatus for monitoring failure positions in wavelength division multiplexing-passive optical networks and wavelength division multiplexing-passive optical network systems having the apparatus
US8290370B2 (en) 2005-09-20 2012-10-16 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Wavelength division multiplexing passive optical network for providing both of broadcasting service and communication service and central office used thereof
US8571410B2 (en) 2006-10-11 2013-10-29 Novera Optics, Inc. Mutual wavelength locking in WDM-PONS
JP7440988B1 (en) 2023-05-31 2024-02-29 国立大学法人東北大学 Frequency down conversion device and communication device

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