JP2002261700A - High frequency signal generator - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波からサ
ブミリ波にいたる範囲の高周波信号を発生させる高周波
信号発生装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-frequency signal generator for generating high-frequency signals ranging from microwaves to submillimeter waves.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の高周波信号発生装置として、コヒ
ーレント白色光源から出力される超広帯域なコヒーレン
ト白色光を利用したものが知られている。2. Description of the Related Art As a conventional high-frequency signal generator, there has been known an apparatus utilizing ultra-wide band coherent white light output from a coherent white light source.
【０００３】図６は、コヒーレント白色光源の構成例を
示す。図において、コヒーレント白色光源は、中心周波
数ν0 、繰り返し周波数ｆ0[Hz] の励起用光パルスを出
力する励起用パルス光源２１と、所定の分散スロープと
分散を有する非線形光学媒質２２により構成される。な
お、必要に応じて非線形光学媒質２２の出力側に励起用
光パルスを除去するバンド除去フィルタ２３を備えても
よい。FIG. 6 shows a configuration example of a coherent white light source. In the figure, the coherent white light source is composed of an excitation pulse light source 21 that outputs an excitation light pulse having a center frequency ν 0 and a repetition frequency f 0 [Hz], and a nonlinear optical medium 22 having a predetermined dispersion slope and dispersion. You. If necessary, a band removal filter 23 for removing the excitation light pulse may be provided on the output side of the nonlinear optical medium 22.
【０００４】励起用パルス光源２１から出力される繰り
返し周波数ｆ0[Hz] の励起用光パルスを非線形光学媒質
２２に入力すると、超広帯域で縦モード間隔ｆ0(Hz）の
コヒーレント白色光が発生する。なお、非線形光学媒質
２２として光ファイバを用いた場合には、波長帯域200
ｎｍ以上にわたるスペクトル幅を有するコヒーレント白
色光を発生させることができる。これはスーパーコンテ
ィニウム（ＳＣ）光源と呼ばれている（参考文献：藤
井、山林編著、超高速ネットワーク技術、未来ねっと技
術シリーズ５、電気通信協会、pp.266-267、(2000)）。When an excitation light pulse having a repetition frequency f 0 [Hz] output from an excitation pulse light source 21 is input to a nonlinear optical medium 22, coherent white light having a longitudinal mode interval f 0 (Hz) in an ultra-wide band is generated. I do. When an optical fiber is used as the nonlinear optical medium 22, a wavelength band of 200
Coherent white light having a spectral width over nm can be generated. This is called a super continuum (SC) light source (reference: edited by Fujii and Yamabayashi, ultra-high-speed network technology, Future Network Technology Series 5, Telecommunication Association, pp.266-267, (2000)).
【０００５】図７は、従来の高周波信号発生装置の構成
例を示す。図において、コヒーレント白色光源１１は図
６に示す構成のものである。このコヒーレント白色光源
１１から出力される中心周波数ν0 、縦モード間隔ｆ
0[Hz] 、繰り返し周波数ｆ0[Hz] のコヒーレント白色光
３１は、光フィルタ群３２のファブリペローフィルタ３
３に入力される。ファブリペローフィルタ３３の周期
（フリースペクトルレンジ（ＦＳＲ））は、ちょうどｎ
ｆ0[Hz] （ｎは自然数）に設定されており、その出力の
縦モード間隔はｎｆ0[Hz] になる。FIG. 7 shows a configuration example of a conventional high-frequency signal generator. In the figure, the coherent white light source 11 has the configuration shown in FIG. The center frequency ν 0 output from the coherent white light source 11 and the longitudinal mode interval f
0 [Hz] and the coherent white light 31 having the repetition frequency f 0 [Hz] are output from the Fabry-Perot filter 3 of the optical filter group 32.
3 is input. The period (free spectral range (FSR)) of the Fabry-Perot filter 33 is exactly n
f 0 [Hz] (n is a natural number), and the vertical mode interval of the output is nf 0 [Hz].
【０００６】ファブリペローフィルタ３３の出力はアレ
イ導波路回折格子型フィルタ（ＡＷＧ）３４に入力さ
れ、光周波数ν1,ν2,…, νm を中心とする複数の光周
波数成分が切り出され、それぞれ異なる出力ポートに分
波される。このとき、ＡＷＧ３４の各出力ポートの短光
パルス列３５の繰り返し周波数は、いずれの出力ポート
（光周波数）においてもｎｆ0[Hz] となり、そのパルス
幅はＡＷＧ３４の透過帯域Δνによりガウシアン型の場
合は0.44／Δν、sech2 型の場合は 0.315／Δνで表さ
れる。なお、短光パルス列３５の繰り返し周波数は、フ
ァブリペローフィルタ３３のＦＳＲによってｆ0 の整数
倍で自由に選択することができ、そのパルス幅もＡＷＧ
３４の特性により任意に選択することができる。[0006] The output of the Fabry-Perot filter 33 is input to the arrayed waveguide grating filter (AWG) 34, an optical frequency ν 1, ν 2, ..., a plurality of optical frequency components centered at [nu m is cut out, Each is split to a different output port. At this time, the repetition frequency of the short optical pulse train 35 at each output port of the AWG 34 is nf 0 [Hz] at any output port (optical frequency), and its pulse width is determined by the transmission band Δν of the AWG 34 when the Gaussian type is used. 0.44 / Δν, 0.315 / Δν for sech 2 type. Note that the repetition frequency of the short light pulse train 35 can be freely selected at an integer multiple of f 0 by the FSR of the Fabry-Perot filter 33, and the pulse width is also AWG.
34 can be arbitrarily selected.
【０００７】以上の構成により生成された出力光パルス
列３５を受光素子３６で受光し、電気信号に変換すれば
繰り返し周波数ｆ0 の電気パルスを発生させることがで
きる。また、受光素子３６の出力にバンドパスフィルタ
を設け、繰り返し周波数ｆ0の高調波成分ｎｆ0[Hz] を
取り出せば、ｎｆ0[Hz] の正弦波を発生させることがで
きる。The output light pulse train 35 generated by the above configuration is received by the light receiving element 36 and converted into an electric signal, whereby an electric pulse having a repetition frequency f 0 can be generated. If a band-pass filter is provided at the output of the light receiving element 36 to extract a harmonic component nf 0 [Hz] of the repetition frequency f 0 , a sine wave of nf 0 [Hz] can be generated.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところで、受光素子に
は入力光パワーの定格があり、定格以上の入力パワーを
入力すると出力が飽和して所望の高周波成分が低下して
しまう特性がある。Incidentally, the light receiving element has a rating of the input light power, and when the input power exceeds the rating, the output is saturated and the desired high frequency component is reduced.
【０００９】一方、従来の高周波信号発生装置の受光素
子３６に入力する光パルスのスペクトルには、ｆ0 間隔
で多数の輝線スペクトル成分が存在しており、所望の高
周波成分はこのうちの１本にしかすぎない。そのため、
光パルスを受光素子３６に入力して出力電気信号から所
望の高周波成分を取り出す構成では、光パルスのエネル
ギーのごく一部しか使わないだけでなく、他の不要な輝
線スペクトル成分のエネルギーによって受光素子３６が
飽和し、所望の高周波成分の出力を十分に得ることが困
難であった。On the other hand, the spectrum of an optical pulse input to the light receiving element 36 of the conventional high-frequency signal generator has a large number of bright line spectral components at intervals of f 0 , and a desired high-frequency component is one of these. It's just that. for that reason,
In the configuration in which the light pulse is input to the light receiving element 36 and a desired high-frequency component is extracted from the output electric signal, not only a small part of the energy of the light pulse is used, but also the energy of the other unnecessary bright line spectral component is used. 36 was saturated, and it was difficult to sufficiently obtain an output of a desired high-frequency component.
【００１０】本発明は、不要な光スペクトルによる受光
素子の飽和などの問題を解決し、高周波信号を簡単な構
成で効率よく発生させることができる高周波信号発生装
置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a high-frequency signal generator capable of solving a problem such as saturation of a light receiving element due to an unnecessary light spectrum and efficiently generating a high-frequency signal with a simple configuration.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明の高周波信号発生
装置は、中心周波数ν0 、縦モード間隔ｆ0[Hz] のコヒ
ーレント白色光を出力するコヒーレント白色光源と、コ
ヒーレント白色光を入力し、縦モード間隔ｆ0 で並んだ
複数の輝線スペクトルの中から、周波数（ν0＋ｎ
1 ｆ0)[Hz]および（ν0＋ｎ2ｆ0)[Hz]（ｎ1 ，ｎ2 は整
数かつｎ1＞ｎ2）の２本の輝線スペクトルを出力する光
フィルタと、光フィルタから出力される２本の輝線スペ
クトルを合波する光合波器と、光合波器の出力光を入力
し、前記２本の輝線スペクトルの差周波数(ｎ1−ｎ2)ｆ
0 [Hz]の高周波電気信号に変換して出力する受光素子と
を備える。According to the present invention, there is provided a high-frequency signal generating apparatus comprising: a coherent white light source for outputting coherent white light having a center frequency ν 0 and a longitudinal mode interval f 0 [Hz]; From a plurality of emission line spectra arranged at the longitudinal mode interval f 0 , the frequency (ν 0 + n
1 f 0 ) [Hz] and (ν 0 + n 2 f 0 ) [Hz] (where n 1 and n 2 are integers and n 1 > n 2 ). An optical multiplexer that multiplexes two output bright line spectra and an output light of the optical multiplexer are input, and a difference frequency (n 1 −n 2 ) f between the two bright line spectra is input.
A light receiving element that converts the signal into a high-frequency electric signal of 0 [Hz] and outputs the signal.
【００１２】このように、コヒーレント白色光中の複数
の輝線スペクトルの中から、光フィルタで２本の輝線ス
ペクトルを取り出し、それを合波して受光素子に入力す
ることにより、２本の輝線スペクトルの差周波数の高周
波電気信号を発生させることができる。As described above, two bright line spectra are extracted from the plurality of bright line spectra in the coherent white light by the optical filter, multiplexed and input to the light receiving element, thereby obtaining the two bright line spectra. High frequency electric signal having a difference frequency of
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】（第１の実施形態）図１は、本発
明の高周波信号発生装置の第１の実施形態を示す。図に
おいて、本実施形態の高周波信号発生装置は、中心周波
数ν0 、縦モード間隔ｆ0[Hz] のコヒーレント白色光を
出力するコヒーレント白色光源１１と、コヒーレント白
色光を入力し、縦モード間隔ｆ0 で並んだ複数の輝線ス
ペクトルの中から２本の輝線スペクトルを出力する光フ
ィルタ１２と、光フィルタ１２から出力される２本の輝
線スペクトルを合波する光合波器１３と、光合波器１３
の出力光を入力して電気信号に変換する受光素子１４
と、電気信号の出力ポート１５を備える。(First Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of a high-frequency signal generator according to the present invention. In the figure, a high-frequency signal generator according to the present embodiment includes a coherent white light source 11 that outputs coherent white light having a center frequency ν 0 and a longitudinal mode interval f 0 [Hz], and a coherent white light that is input and outputs a longitudinal mode interval f An optical filter 12 that outputs two bright line spectra from among a plurality of bright line spectra arranged in 0; an optical multiplexer 13 that combines the two bright line spectra output from the optical filter 12;
Light-receiving element 14 which receives the output light of the device and converts it into an electric signal
And an output port 15 for an electric signal.
【００１４】なお、コヒーレント白色光源１１は、図６
に示す構成のものである。また、必要に応じて、コヒー
レント白色光源１１の出力段、光フィルタ１２の出力段
に、光増幅器１６，１７，１８を備えてもよい。The coherent white light source 11 is shown in FIG.
The configuration shown in FIG. If necessary, optical amplifiers 16, 17, and 18 may be provided at the output stage of the coherent white light source 11 and the output stage of the optical filter 12.
【００１５】ここで、光フィルタ１２で選択する２本の
輝線スペクトルを周波数（ν0＋ｎ1ｆ0)[Hz]および（ν
0＋ｎ2ｆ0)[Hz]（ｎ1 ，ｎ2 は整数かつｎ1＞ｎ2）とす
ると、出力ポート１５には２本の輝線スペクトルの差周
波数(ｎ1−ｎ2)ｆ0 [Hz]の高周波電気信号が出力され
る。Here, the two emission line spectra selected by the optical filter 12 are represented by the frequencies (ν 0 + n 1 f 0 ) [Hz] and (ν
0 + n 2 f 0 ) [Hz] (where n 1 and n 2 are integers and n 1 > n 2 ), the output port 15 has a difference frequency (n 1 −n 2 ) f 0 [ 2] between two emission line spectra. Hz] high-frequency electric signal is output.
【００１６】本実施形態の構成では、図６に示すコヒー
レント白色光源１１の励起用パルス光源２１で周波数ｆ
0[Hz] という既存の電気発振器を用いることが可能な周
波数領域で励起パルス光を発生させる。そして、非線形
光学媒質２２に励起パルス光を入力して光スペクトルを
広げたコヒーレント白色光を出力させる。この拡大した
光スペクトル（コヒーレント白色光）から、通常の電気
回路では発生させることが困難な高周波に相当する差周
波数を有する２本の輝線スペクトルを切り出して合波
し、受光回路１４に受光することにより、その差周波数
の高周波信号を発生させることができる。このように、
拡大した光スペクトルのうち、高周波信号の発生に必要
な輝線スペクトルのみを用いる構成であるので、受光回
路１４の飽和を抑えることができる。In the configuration of this embodiment, the excitation pulse light source 21 of the coherent white light source 11 shown in FIG.
The pump pulse light is generated in a frequency range of 0 [Hz] that can use an existing electric oscillator. Then, the excitation pulse light is input to the nonlinear optical medium 22 to output coherent white light whose optical spectrum is broadened. From the expanded light spectrum (coherent white light), two bright line spectra having a difference frequency corresponding to a high frequency that is difficult to generate in a normal electric circuit are cut out, multiplexed, and received by the light receiving circuit 14. Accordingly, a high-frequency signal having the difference frequency can be generated. in this way,
Since only the bright line spectrum necessary for generating the high-frequency signal is used in the expanded light spectrum, the saturation of the light receiving circuit 14 can be suppressed.
【００１７】（第２の実施形態）図２は、本発明の高周
波信号発生装置の第２の実施形態を示す。図において、
本実施形態の特徴は、第１の実施形態における光フィル
タ１２として、アレイ導波路回折格子型フィルタ（ＡＷ
Ｇ）を用い、コヒーレント白色光の輝線スペクトルを１
本ずつ異なる出力ポートから取り出すようにする。(Second Embodiment) FIG. 2 shows a high-frequency signal generator according to a second embodiment of the present invention. In the figure,
The feature of this embodiment is that the optical filter 12 in the first embodiment is an arrayed waveguide grating filter (AW
G), the emission line spectrum of the coherent white light is set to 1
Try to extract from different output ports for each book.
【００１８】図２(a) は、コヒーレント白色光の光スペ
クトルを示す。コヒーレント白色光は、中心周波数ν0
を中心として縦モード間隔ｆ0[Hz] で輝線スペクトルが
並んでいる。FIG. 2A shows an optical spectrum of coherent white light. The coherent white light has a center frequency ν 0
The emission line spectra are arranged at a vertical mode interval f 0 [Hz] centered at.
【００１９】図２(b) は、光フィルタ（ＡＷＧ）１２の
出力ポートｎ1 の透過スペクトル特性を示す。透過中心
周波数は（ν0＋ｎ1ｆ0)[Hz]である。図２(c) は、光フ
ィルタ（ＡＷＧ）１２の出力ポートｎ2 の透過スペクト
ル特性を示す。透過中心周波数は（ν0＋ｎ2ｆ0)[Hz]で
ある。光フィルタ（ＡＷＧ）１２の出力ポートｎ1 ，ｎ
2 には、輝線スペクトルのうち１本を取り出す透過帯域
Ｂを有する。ここでは、互いに３ｆ0 だけ離れた輝線ス
ペクトルが取り出される。これにより、出力ポート１５
には周波数３ｆ0 [Hz]の高周波電気信号が出力される。FIG. 2B shows the transmission spectrum characteristic of the output port n 1 of the optical filter (AWG) 12. The transmission center frequency is (ν 0 + n 1 f 0 ) [Hz]. 2 (c) shows the transmission spectrum characteristics of the output port n 2 of the optical filter (AWG) 12. The transmission center frequency is (ν 0 + n 2 f 0 ) [Hz]. Output ports n 1 , n of optical filter (AWG) 12
2 has a transmission band B for extracting one of the emission line spectra. Here, bright line spectra separated from each other by 3f 0 are extracted. As a result, the output port 15
Outputs a high-frequency electric signal having a frequency of 3f 0 [Hz].
【００２０】ＡＷＧは、その動作原理上、光の干渉を用
いているために周期性を有している。すなわち、図２
(b),(c) に示した透過スペクトル特性は、フリースペク
トルレンジ（ＦＳＲ）と呼ばれる周期ごとに透過帯域Ｂ
の透過特性を有する。本実施形態における光フィルタ
（ＡＷＧ）１２の望ましい特性としては、(1) 透過帯域
Ｂが十分に小さく、隣接する輝線スペクトルを十分に抑
圧できること、(2) ＦＳＲが出力させる高周波電気信号
の周波数(ｎ1−ｎ2)ｆ0 [Hz]に対して十分に大きいこ
と、(3) 低損失であること、である。現在、これらの条
件を満たすＡＷＧとして文献（K.Okamoto et al.,"Fabr
ication of 128-channel arrayed-waveguide grating m
ultiplexer with 25 GHz channel spacing", Electron.
Lett.,vol.32,pp.1474-1476,1996) に記載のものは、フ
ィルタ帯域Ｂ＝25ＧHz、ＦＳＲ＝3.2 ＴHz、損失3.5 〜
６ｄＢとなっており、マイクロ波からサブミリ波（10Ｇ
Hz〜1000ＧHz）に対して十分に設計可能な値となってい
る。The AWG has periodicity because of its operation principle, which uses light interference. That is, FIG.
The transmission spectrum characteristics shown in (b) and (c) indicate the transmission band B for each period called the free spectral range (FSR).
Having a transmission characteristic of Desirable characteristics of the optical filter (AWG) 12 in the present embodiment include (1) the transmission band B is sufficiently small and the adjacent bright line spectrum can be sufficiently suppressed, and (2) the frequency of the high-frequency electric signal output by the FSR ( (n 1 −n 2 ) f 0 [Hz], and (3) low loss. At present, AWG satisfying these conditions is described in the literature (K. Okamoto et al., "Fabr
ication of 128-channel arrayed-waveguide grating m
ultiplexer with 25 GHz channel spacing ", Electron.
Lett., Vol. 32, pp. 1474-1476, 1996) has a filter band B = 25 GHz, FSR = 3.2 THz, and a loss of 3.5 to
6dB, from microwave to submillimeter wave (10G
Hz to 1000 GHz).
【００２１】なお、本実施形態の構成において、光フィ
ルタ（ＡＷＧ）１２の各出力ポートからの出力光パワー
は、（コヒーレント白色光パワー／ＦＳＲ内の輝線スペ
クトル数）となる。ＦＳＲ内の輝線スペクトル数は、上
記文献の例では128 本であり、各出力ポートからの出力
光パワーは、コヒーレント白色光パワーが10ｍＷとする
と0.1 ｍＷ以下となる。In the configuration of the present embodiment, the output light power from each output port of the optical filter (AWG) 12 is (coherent white light power / number of bright line spectrum in FSR). The number of bright line spectra in the FSR is 128 in the example of the above document, and the output light power from each output port is 0.1 mW or less when the coherent white light power is 10 mW.
【００２２】ここで、出力光パワーを上げるには、コヒ
ーレント白色光源１１の出力に光増幅器（エルビウム添
加光ファイバ増幅器）１６を接続する。また、光フィル
タ１２の各出力ポートに光増幅器１７，１８を接続して
もよい。ただし、光増幅器１７，１８を用いる場合に、
光増幅器から出力される自然放出光雑音が受光素子１４
に入射すると飽和の原因になるので、受光素子１４の前
段に光バンドパスフィルタを用いて輝線成分以外の光ス
ペクトルに発生する自然放出光雑音を除去することが望
ましい。Here, in order to increase the output light power, an optical amplifier (erbium-doped optical fiber amplifier) 16 is connected to the output of the coherent white light source 11. Further, optical amplifiers 17 and 18 may be connected to each output port of the optical filter 12. However, when the optical amplifiers 17 and 18 are used,
The spontaneous emission optical noise output from the optical amplifier is
Incident on the light-receiving element 14 may cause saturation. Therefore, it is desirable to remove a spontaneous emission optical noise generated in an optical spectrum other than the bright line component by using an optical band-pass filter before the light receiving element 14.
【００２３】ところで、図２に示す示す構成は、光フィ
ルタ（ＡＷＧ）１２の２つの出力ポートの輝線スペクト
ルの差周波数と、出力される高周波電気信号の周波数が
対応しているが、出力ポートの組み合わせを変えること
により、高周波電気信号の周波数を任意に切り替えるこ
とができる。したがって、図３に示すように、２本の輝
線スペクトルの組を光フィルタ１２の異なる出力ポート
から並列に取り出すことにより、異なる周波数の高周波
電気信号を同時に複数本出力させることができる。な
お、図３に示す例は、２組の輝線スペクトルを取り出す
構成であり、光増幅器１７，１８、光合波器１３、受光
素子１４をそれぞれ２組備えた構成であるが、同様に３
組以上の輝線スペクトルを取り出すことも可能である。
また、その場合には、１つの輝線スペクトルを共有する
ような構成としてもよい。In the configuration shown in FIG. 2, the difference frequency between the emission line spectra of the two output ports of the optical filter (AWG) 12 and the frequency of the output high-frequency electric signal correspond to each other. By changing the combination, the frequency of the high-frequency electric signal can be arbitrarily switched. Therefore, as shown in FIG. 3, by taking out two sets of bright line spectra in parallel from different output ports of the optical filter 12, a plurality of high-frequency electric signals of different frequencies can be output simultaneously. Note that the example shown in FIG. 3 is a configuration in which two sets of bright line spectra are taken out, and each of which includes two sets of optical amplifiers 17 and 18, an optical multiplexer 13, and a light receiving element 14.
It is also possible to extract more than one set of emission line spectra.
In such a case, a configuration may be adopted in which one bright line spectrum is shared.
【００２４】また、図４に示すように、光フィルタ１２
と光合波器１３との間に光空間スイッチ１９を挿入し、
光合波器１３に接続する光フィルタ１２の出力ポートを
切り替える構成により、高周波電気信号の周波数を任意
に切り替えることができる。Further, as shown in FIG.
And an optical space switch 19 between the optical multiplexer 13 and
With the configuration in which the output port of the optical filter 12 connected to the optical multiplexer 13 is switched, the frequency of the high-frequency electric signal can be arbitrarily switched.
【００２５】さらに、図５に示すように、光空間スイッ
チ１９の出力ポートから２組以上の輝線スペクトルを選
択的に取り出す構成により、異なる周波数の高周波電気
信号を同時に複数本出力させ、かつ光空間スイッチ１９
の設定によって任意に切り替えることができる。Further, as shown in FIG. 5, a configuration in which two or more sets of bright line spectra are selectively extracted from the output port of the optical space switch 19 allows a plurality of high-frequency electric signals of different frequencies to be output simultaneously, and Switch 19
Can be arbitrarily switched by setting.
【００２６】また、図１〜５に示した各光部品（１１〜
１９）をすべて偏波保持構成とすることにより、動作の
安定性を向上させることができる。Each of the optical components (11 to 11) shown in FIGS.
By using the polarization maintaining configuration in all of 19), the stability of operation can be improved.
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の高周波信
号発生装置は、コヒーレント白色光源から出力されるコ
ヒーレント白色光を構成する輝線スペクトルのうち、２
本の輝線スペクトルを合波して受光することにより、そ
の光周波数の相対差に相当するマイクロ波〜サブミリ波
に渡る領域の高周波電気信号を発生させることができ
る。これにより、不要な光スペクトルによる受光素子の
飽和などの問題を解決することができるとともに、簡単
な構成で効率よく高周波電気信号を発生させることがで
きる。As described above, the high-frequency signal generator according to the present invention is capable of generating two out of the bright line spectra constituting the coherent white light output from the coherent white light source.
By multiplexing and receiving the emission line spectra of the book, a high-frequency electric signal in a range from microwave to submillimeter wave corresponding to the relative difference of the optical frequency can be generated. As a result, it is possible to solve problems such as saturation of the light receiving element due to unnecessary light spectrum, and to efficiently generate a high-frequency electric signal with a simple configuration.
【図１】本発明の高周波信号発生装置の第１の実施形態
を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a high-frequency signal generator according to the present invention.
【図２】本発明の高周波信号発生装置の第２の実施形態
を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram illustrating a high-frequency signal generator according to a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の高周波信号発生装置の第３の実施形態
を示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing a high-frequency signal generator according to a third embodiment of the present invention.
【図４】本発明の高周波信号発生装置の第４の実施形態
を示すブロック図。FIG. 4 is a block diagram showing a high-frequency signal generator according to a fourth embodiment of the present invention.
【図５】本発明の高周波信号発生装置の第５の実施形態
を示すブロック図。FIG. 5 is a block diagram showing a high-frequency signal generator according to a fifth embodiment of the present invention.
【図６】コヒーレント白色光源の構成例を示すブロック
図。FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of a coherent white light source.
【図７】従来の高周波信号発生装置の構成例を示すブロ
ック図。FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of a conventional high-frequency signal generator.
１１ コヒーレント白色光源 １２ 光フィルタ １３ 光合波器 １４ 受光素子 １５ 出力ポート １６，１７，１８ 光増幅器 １９ 光空間スイッチ ２１ 励起用パルス光源 ２２ 非線形光学媒質 ２３ バンド除去フィルタ ３１ コヒーレント白色光 ３２ 光フィルタ群 ３３ ファブリペローフィルタ ３４ アレイ導波路回折格子型フィルタ（ＡＷＧ） ３５ 短光パルス列 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Coherent white light source 12 Optical filter 13 Optical multiplexer 14 Light receiving element 15 Output port 16, 17, 18 Optical amplifier 19 Optical space switch 21 Pulse light source for excitation 22 Nonlinear optical medium 23 Band removal filter 31 Coherent white light 32 Optical filter group 33 Fabry-Perot filter 34 Arrayed waveguide grating filter (AWG) 35 Short optical pulse train
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 31/12 Ｈ０４Ｂ 10/152 10/142 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 31/12 H04B 10/152 10/142
Claims (4)
のコヒーレント白色光を出力するコヒーレント白色光源
と、 前記コヒーレント白色光を入力し、縦モード間隔ｆ0 で
並んだ複数の輝線スペクトルの中から、周波数（ν0＋
ｎ1ｆ0)[Hz]および（ν0＋ｎ2ｆ0)[Hz]（ｎ1 ，ｎ2 は
整数かつｎ1＞ｎ2）の２本の輝線スペクトルを出力する
光フィルタと、 前記光フィルタから出力される２本の輝線スペクトルを
合波する光合波器と、 前記光合波器の出力光を入力し、前記２本の輝線スペク
トルの差周波数(ｎ1−ｎ2)ｆ0 [Hz]の高周波電気信号に
変換して出力する受光素子とを備えたことを特徴とする
高周波信号発生装置。1. Center frequency ν 0 , longitudinal mode interval f 0 [Hz]
Coherent white light source for outputting coherent white light, inputs the coherent white light, from a plurality of line spectrum aligned in the longitudinal mode interval f 0, a frequency ([nu 0 +
an optical filter that outputs two bright line spectra of (n 1 f 0 ) [Hz] and (ν 0 + n 2 f 0 ) [Hz] (where n 1 and n 2 are integers and n 1 > n 2 ); An optical multiplexer for multiplexing two emission line spectra output from the filter; and an output light from the optical multiplexer, and a difference frequency (n 1 −n 2 ) f 0 [Hz between the two emission line spectra. And a light-receiving element for converting the signal into a high-frequency electric signal and outputting the converted signal.
おいて、 前記光フィルタとして、複数の出力ポートの各出力ポー
トごとに隣接する輝線スペクトルを十分に抑圧する透過
帯域特性を有し、フリースペクトルレンジ（ＦＳＲ）が
(ｎ1−ｎ2)ｆ0 [Hz]に対して十分に大きいアレイ導波路
回折格子型フィルタ（以下「ＡＷＧ」という）を用い、
その２つの出力ポートから前記２本の輝線スペクトルを
取り出す構成であることを特徴とする高周波信号発生装
置。2. The high-frequency signal generator according to claim 1, wherein the optical filter has a transmission band characteristic for sufficiently suppressing an adjacent bright line spectrum for each of the plurality of output ports, and a free spectrum. Range (FSR)
Using an array waveguide grating filter (hereinafter referred to as “AWG”) that is sufficiently large for (n 1 −n 2 ) f 0 [Hz],
A high-frequency signal generator, wherein the two emission line spectra are extracted from the two output ports.
おいて、 前記ＡＷＧから前記２本の輝線スペクトルを複数組取り
出し、各２本の輝線スペクトルを複数の光合波器で合波
してそれぞれ対応する受光素子に受光させ、複数の受光
素子からそれぞれ異なる差周波数の高周波電気信号を出
力する構成であることを特徴とする高周波信号発生装
置。3. The high-frequency signal generator according to claim 2, wherein a plurality of sets of the two bright line spectra are taken out from the AWG, and each of the two bright line spectra is multiplexed by a plurality of optical multiplexers to correspond to each other. A high-frequency signal generating device, wherein the high-frequency signal generator has a configuration in which high-frequency electric signals having different difference frequencies are output from the plurality of light-receiving elements.
信号発生装置において、 前記ＡＷＧと前記光合波器との間に、前記光合波器に接
続する前記ＡＷＧの所定の２つの出力ポートを選択する
光空間スイッチを備え、前記空間光スイッチの選択に応
じて前記高周波電気信号の周波数を切り替える構成であ
ることを特徴とする高周波信号発生装置。4. The high-frequency signal generator according to claim 2, wherein two predetermined output ports of the AWG connected to the optical multiplexer are provided between the AWG and the optical multiplexer. A high-frequency signal generator, comprising: an optical spatial switch for selection, wherein the frequency of the high-frequency electrical signal is switched according to the selection of the spatial optical switch.
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