JP2003152642A - 電波受信・光伝送装置 - Google Patents
電波受信・光伝送装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光変調の過程で生ずる相互変調歪みを減少し
て、Ｃ/Ｎを向上させた電波受信・光伝送装置を提供す
ること。 【解決手段】 本発明の電波受信・光伝送装置おいて
は、互いにほぼ逆位相で動作する２つの光変調器を利用
して、相互変調歪みのキャンセルが行われる。また、２
つの変調器の相互変調歪みの強度が、変調光を合成する
ときに、ほぼ等しくなるように、２つの光変調器へ入力
する無変調光の強度および変調度が調整される。
て、Ｃ/Ｎを向上させた電波受信・光伝送装置を提供す
ること。 【解決手段】 本発明の電波受信・光伝送装置おいて
は、互いにほぼ逆位相で動作する２つの光変調器を利用
して、相互変調歪みのキャンセルが行われる。また、２
つの変調器の相互変調歪みの強度が、変調光を合成する
ときに、ほぼ等しくなるように、２つの光変調器へ入力
する無変調光の強度および変調度が調整される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光変調器を利用し
た電波の中継装置に好適で、特にＣ/Ｎを改善した電波
受信・光伝送装置に関する。
た電波の中継装置に好適で、特にＣ/Ｎを改善した電波
受信・光伝送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の分岐干渉型光導波路を有する光変
調器を備えた電波受信・光伝送装置には、いくつかのタ
イプがある。次に示す電波受信・光伝送装置は、最も基
本的なタイプである。
調器を備えた電波受信・光伝送装置には、いくつかのタ
イプがある。次に示す電波受信・光伝送装置は、最も基
本的なタイプである。
【０００３】図７は、従来の分岐干渉型光導波路を有す
る光変調器を備えた電波受信・光伝送装置の一例を示す
図である。７１は電波を受信するアンテナ、７２はＬi
ＮbＯ ３光変調器、７３は光サーキュレータ、７４は偏
波保持光ファイバ、７５はシングルモード光ファイバ、
７６は光源、そして７７はＯ/Ｅ変換器である。
る光変調器を備えた電波受信・光伝送装置の一例を示す
図である。７１は電波を受信するアンテナ、７２はＬi
ＮbＯ ３光変調器、７３は光サーキュレータ、７４は偏
波保持光ファイバ、７５はシングルモード光ファイバ、
７６は光源、そして７７はＯ/Ｅ変換器である。
【０００４】ここで用いるＬiＮbＯ３光変調器の構造を
図６に示す。６１は光ファイバ、６２はＬiＮbＯ３基
板、６３は入出射光導波路、６４ａおよび６４ｂは位相
シフト光導波路、６５は変調電極、そして６６は全反射
ミラーである。
図６に示す。６１は光ファイバ、６２はＬiＮbＯ３基
板、６３は入出射光導波路、６４ａおよび６４ｂは位相
シフト光導波路、６５は変調電極、そして６６は全反射
ミラーである。
【０００５】このような構成により、電波を受信して光
信号に変換した後、伝送して、再び電気信号に変換する
装置は、電波の中継装置や電界のセンシング装置として
使用されている。
信号に変換した後、伝送して、再び電気信号に変換する
装置は、電波の中継装置や電界のセンシング装置として
使用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような電波受信・光伝送装置を放送用あるいは通信用の
電波の中継装置に用いた場合に、受信点の電波状態によ
っては、十分なＣ/Ｎ（キャリア対ノイズ比）が確保で
きない場合もあった。
ような電波受信・光伝送装置を放送用あるいは通信用の
電波の中継装置に用いた場合に、受信点の電波状態によ
っては、十分なＣ/Ｎ（キャリア対ノイズ比）が確保で
きない場合もあった。
【０００７】そこで、本発明は、光変調の過程で生ずる
相互変調歪みを減少して、Ｃ/Ｎの改善を図った電波受
信・光伝送装置を提供することを課題とする。
相互変調歪みを減少して、Ｃ/Ｎの改善を図った電波受
信・光伝送装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明の電波受信・光伝送装置おいては、互いにほ
ぼ逆位相で動作する２つの光変調器を利用して、相互変
調歪みのキャンセルを行う。
に、本発明の電波受信・光伝送装置おいては、互いにほ
ぼ逆位相で動作する２つの光変調器を利用して、相互変
調歪みのキャンセルを行う。
【０００９】また、２つの変調器の相互変調歪みの強度
が、変調光を合成するときに、ほぼ等しくなるように、
２つの光変調器へ入力する無変調光の強度および変調度
を調整する。
が、変調光を合成するときに、ほぼ等しくなるように、
２つの光変調器へ入力する無変調光の強度および変調度
を調整する。
【００１０】さらに詳しく述べると、本発明の電波受信
・光伝送装置は、電界を捉えるアンテナと、２つの光変
調器と、無変調光を発生する光源と、この光源から光フ
ァイバを介して供給された無変調光を２つに分離して、
前記２つの光変調器に供給し、それらの光変調器からの
出力光を合成して出力する偏波分離合成器と、この偏波
分離合成器と一方の光変調器との間にあって光強度を減
衰して調整する光アッテネータと、前記偏波分離合成器
の出力光を導波する光ファイバと、この光ファイバから
の出力光を電気信号に変換するＯ/Ｅ変換器とを備えて
構成される電波受信・光伝送装置において、前記２つの
光変調器の出力は、ほぼ逆位相になるようにバイアス点
が選ばれ、前記２つの光変調器には互いに強度を変えた
無変調光が入力され、さらに前記２つの光変調器の変調
電極には異なる強度の電界が印加されるとよい。
・光伝送装置は、電界を捉えるアンテナと、２つの光変
調器と、無変調光を発生する光源と、この光源から光フ
ァイバを介して供給された無変調光を２つに分離して、
前記２つの光変調器に供給し、それらの光変調器からの
出力光を合成して出力する偏波分離合成器と、この偏波
分離合成器と一方の光変調器との間にあって光強度を減
衰して調整する光アッテネータと、前記偏波分離合成器
の出力光を導波する光ファイバと、この光ファイバから
の出力光を電気信号に変換するＯ/Ｅ変換器とを備えて
構成される電波受信・光伝送装置において、前記２つの
光変調器の出力は、ほぼ逆位相になるようにバイアス点
が選ばれ、前記２つの光変調器には互いに強度を変えた
無変調光が入力され、さらに前記２つの光変調器の変調
電極には異なる強度の電界が印加されるとよい。
【００１１】また、前記２つの光変調器の出力において
は、相互変調歪みの強度が、合成される段階で、ほぼ等
しくなるように調整されているとよい。
は、相互変調歪みの強度が、合成される段階で、ほぼ等
しくなるように調整されているとよい。
【００１２】また、前記光源は、発振周波数がわずかに
異なり、互いに直交する２つの直線偏波を出力するレー
ザ光源とすることができる。
異なり、互いに直交する２つの直線偏波を出力するレー
ザ光源とすることができる。
【００１３】また、前記偏波分離合成器はファラデー回
転子と１/２波長板と偏光ビームスプリッタを備えて構
成するとよい。
転子と１/２波長板と偏光ビームスプリッタを備えて構
成するとよい。
【００１４】また、前記光変調器は電気光学結晶の表面
付近に形成された分岐干渉型光導波路から成る光変調器
とすることができる。
付近に形成された分岐干渉型光導波路から成る光変調器
とすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づいて説明する。
て、図面に基づいて説明する。
【００１６】図１は、本発明の実施の一形態による電波
受信・光伝送装置の構成を示す図である。１１は受信ア
ンテナであり、１２ａは第１の光変調器、１２ｂは第２
の光変調器である。また１４は偏波分離合成器であり、
４つの入出力ポートを持ち、光源１６からの光が、光フ
ァイバ１５ａを介して入力されたとき、その強度を直交
する２つの直線偏波に分離した後、第１の光変調器には
光アッテネータ１３を介して無変調光を供給し、第２光
変調器にも無変調光を供給する。さらに、第１および第
２の光変調器からの出力を合成して、１つのポートに出
力する。その後、この出力は、光ファイバ１５ｂを経
て、Ｏ/Ｅ変換器に導かれ、電気信号に変換される。
受信・光伝送装置の構成を示す図である。１１は受信ア
ンテナであり、１２ａは第１の光変調器、１２ｂは第２
の光変調器である。また１４は偏波分離合成器であり、
４つの入出力ポートを持ち、光源１６からの光が、光フ
ァイバ１５ａを介して入力されたとき、その強度を直交
する２つの直線偏波に分離した後、第１の光変調器には
光アッテネータ１３を介して無変調光を供給し、第２光
変調器にも無変調光を供給する。さらに、第１および第
２の光変調器からの出力を合成して、１つのポートに出
力する。その後、この出力は、光ファイバ１５ｂを経
て、Ｏ/Ｅ変換器に導かれ、電気信号に変換される。
【００１７】次に、第１および第２の光変調器１２ａお
よび１２ｂの動作について説明する。受信アンテナ１１
からの電気信号は、第１の光変調器１２ａおよび第２の
光変調器の変調電極に加えられ、光変調出力をもたら
す。
よび１２ｂの動作について説明する。受信アンテナ１１
からの電気信号は、第１の光変調器１２ａおよび第２の
光変調器の変調電極に加えられ、光変調出力をもたら
す。
【００１８】その詳細について、説明するために、ま
ず、この実施の形態で用いた光変調器について説明す
る。この光変調器は、ＬiＮbＯ３単結晶の基板表面付近
に、Ｔi拡散光導波路による分岐干渉型光導波路と金属
膜による変調電極を形成して作製したもので、反射型で
あり、その構造は図６で示したものと同様である。
ず、この実施の形態で用いた光変調器について説明す
る。この光変調器は、ＬiＮbＯ３単結晶の基板表面付近
に、Ｔi拡散光導波路による分岐干渉型光導波路と金属
膜による変調電極を形成して作製したもので、反射型で
あり、その構造は図６で示したものと同様である。
【００１９】このような光変調器においては、変調電極
への印加電圧Ｖに対し、光変調器からの出力光強度Ｐ０
は次式（１）で表される。
への印加電圧Ｖに対し、光変調器からの出力光強度Ｐ０
は次式（１）で表される。
【００２０】
Ｐ０＝α（Ｐｉ/２）｛１＋sin（πＶ/Ｖπ）｝・・・・・・・（１）
【００２１】ここで、Ｐｉは入射光強度、Ｖπは半波長
電圧、αは光変調器の挿入損失を示す量である。
電圧、αは光変調器の挿入損失を示す量である。
【００２２】この様子を図２に示す。即ち、図２は変調
曲線とバイアス点を示す図である。ここで、ｆ(Ｖ）は
変調電極への印加電圧Ｖの関数として、（１）式を図示
したものである。この曲線の谷から山までの電圧差が半
波長電圧Ｖπである。なお、測定する電圧は半波長電圧
Ｖπに比べて小さく、入力電圧として図の下部に示し
た。また、図の右側部分に、ｆ(Ｖ）に従って変調され
た出力光の強度を示した。
曲線とバイアス点を示す図である。ここで、ｆ(Ｖ）は
変調電極への印加電圧Ｖの関数として、（１）式を図示
したものである。この曲線の谷から山までの電圧差が半
波長電圧Ｖπである。なお、測定する電圧は半波長電圧
Ｖπに比べて小さく、入力電圧として図の下部に示し
た。また、図の右側部分に、ｆ(Ｖ）に従って変調され
た出力光の強度を示した。
【００２３】図２（ａ）は、第１の光変調器１２ａのバ
イアス点を示す図である。横軸には、変調電極に印加さ
れる電圧Ｖが示され、縦軸には、光出力ＰＯが示されて
いる。ｆ(Ｖ）は変調曲線あるいはスイッチングカーブ
であり、Ｖπは半波長電圧であり、Ｂがバイアス点を示
している。このバイアス点は、光変調器としての利得や
雑音指数を勘案して決定される。
イアス点を示す図である。横軸には、変調電極に印加さ
れる電圧Ｖが示され、縦軸には、光出力ＰＯが示されて
いる。ｆ(Ｖ）は変調曲線あるいはスイッチングカーブ
であり、Ｖπは半波長電圧であり、Ｂがバイアス点を示
している。このバイアス点は、光変調器としての利得や
雑音指数を勘案して決定される。
【００２４】次いで、図２（ｂ）は、第２の光変調器の
バイアス点を示す図である。図２（ａ）と異なるのは、
バイアス点Ｂの位置が変調曲線あるいはスイッチングカ
ーブｆ(Ｖ）において、第１の光変調器とは、１/２波長
ずれていることである。この結果、第１の光変調器１２
ａと第２の光変調器１２ｂの光出力は互いに逆位相にな
る。
バイアス点を示す図である。図２（ａ）と異なるのは、
バイアス点Ｂの位置が変調曲線あるいはスイッチングカ
ーブｆ(Ｖ）において、第１の光変調器とは、１/２波長
ずれていることである。この結果、第１の光変調器１２
ａと第２の光変調器１２ｂの光出力は互いに逆位相にな
る。
【００２５】さらに、３次の相互変調歪みについて、第
１と第２の光変調器の出力が等しくなるようにするた
め、変調電極に加える電圧および光強度が調整されてい
る。
１と第２の光変調器の出力が等しくなるようにするた
め、変調電極に加える電圧および光強度が調整されてい
る。
【００２６】 ここで、異なる周波数の信号間で発生
する相互変調歪みについて説明する。図４は、３次の相
互変調歪みを説明するスペクトル図である。図４（ａ）
は、周波数f１およびf２の正弦波が、上記の光変調器の
変調電極に入力されたときの３次の相互変調歪を示す図
であり、図４（ｂ）は、多信号が入力されたときの３次
の相互変調歪み、信号出力、およびＣ/Ｎを示す図であ
る。
する相互変調歪みについて説明する。図４は、３次の相
互変調歪みを説明するスペクトル図である。図４（ａ）
は、周波数f１およびf２の正弦波が、上記の光変調器の
変調電極に入力されたときの３次の相互変調歪を示す図
であり、図４（ｂ）は、多信号が入力されたときの３次
の相互変調歪み、信号出力、およびＣ/Ｎを示す図であ
る。
【００２７】次に（１）式に戻って、上記の光変調器に
おける３次の相互変調歪について、説明する。まず、変
調電極に印加する電圧Ｖを次式（２）のように表す。
おける３次の相互変調歪について、説明する。まず、変
調電極に印加する電圧Ｖを次式（２）のように表す。
【００２８】
Ｖ＝ａ・sin（２πf1ｔ）＋ａ・sin（２πf2ｔ）・・・・・・・（２）
【００２９】ただし、ａは振幅であり、２つの正弦波に
おいて等しくとった。（２）式を（１）式に代入して、
周波数f1またはf2を持つ項を整理すると、これらの項、
即ち信号光強度はａ/Ｖπにほぼ比例することが分か
る。また、周波数２f1−f2および２f2−f1の出力光は３
次の相互変調歪みを表す項であり、（ａ/Ｖπ)3にほぼ
比例することが分かる。なお、ａ/Ｖπは半波長電圧に
対する入力信号の振幅比率であるから、変調度を示すパ
ラメータとなる。
おいて等しくとった。（２）式を（１）式に代入して、
周波数f1またはf2を持つ項を整理すると、これらの項、
即ち信号光強度はａ/Ｖπにほぼ比例することが分か
る。また、周波数２f1−f2および２f2−f1の出力光は３
次の相互変調歪みを表す項であり、（ａ/Ｖπ)3にほぼ
比例することが分かる。なお、ａ/Ｖπは半波長電圧に
対する入力信号の振幅比率であるから、変調度を示すパ
ラメータとなる。
【００３０】この結果を図示すると図３のようになる。
図３（ａ）は、信号光強度の変調度依存性を示し、図３
（ｂ）は、３次の相互変調歪み強度の変調度依存性を示
す。
図３（ａ）は、信号光強度の変調度依存性を示し、図３
（ｂ）は、３次の相互変調歪み強度の変調度依存性を示
す。
【００３１】図３が示すように、信号光強度はほぼ変調
度に比例して増加するのに対し、３次の相互変調歪みは
変調度の３乗にほぼ比例して増加する。その結果、入力
の無変調光強度を低くとり、変調度を高めると、信号光
出力は大きく低下するにもかかわらず、３次の相互変調
歪みは変化しないという状況が出現する。この状況を表
１に示す。
度に比例して増加するのに対し、３次の相互変調歪みは
変調度の３乗にほぼ比例して増加する。その結果、入力
の無変調光強度を低くとり、変調度を高めると、信号光
出力は大きく低下するにもかかわらず、３次の相互変調
歪みは変化しないという状況が出現する。この状況を表
１に示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】表１に示した第１の状態において、無変調
光入力ＰｉをＰｉ０と置き、変調パラメータ(ａ/Ｖπ)
を０.１とする。そして、第２の状態において、無変調
光入力を１/８に減少させ、変調パラメータ(ａ/Ｖπ)を
２倍の０.２に増加する。その結果、(ａ/Ｖπ)3Ｐ
ｉは、どちらも0.001Ｐｉ０になる。
光入力ＰｉをＰｉ０と置き、変調パラメータ(ａ/Ｖπ)
を０.１とする。そして、第２の状態において、無変調
光入力を１/８に減少させ、変調パラメータ(ａ/Ｖπ)を
２倍の０.２に増加する。その結果、(ａ/Ｖπ)3Ｐ
ｉは、どちらも0.001Ｐｉ０になる。
【００３４】ところで、(ａ/Ｖπ)Ｐｉは信号光出力に
比例する量であり、(ａ/Ｖπ)3Ｐｉは３次の相互変調歪
みに比例する量であるから、３次の相互変調歪みの大き
さを変えないで、信号光出力を大きく変化させた第２の
状態が得られることが分かる。
比例する量であり、(ａ/Ｖπ)3Ｐｉは３次の相互変調歪
みに比例する量であるから、３次の相互変調歪みの大き
さを変えないで、信号光出力を大きく変化させた第２の
状態が得られることが分かる。
【００３５】そこで、２つの光変調器を第１と第２の状
態で動作させ、その差をとると、１つの光変調器による
信号光出力の３/４倍の出力を得ながら、３次の相互変
調歪みは、ほぼゼロであるという変調出力が得られる。
態で動作させ、その差をとると、１つの光変調器による
信号光出力の３/４倍の出力を得ながら、３次の相互変
調歪みは、ほぼゼロであるという変調出力が得られる。
【００３６】引き続き、図１に戻って、全体の動作を説
明する。第１の光変調器１２ａは、光アッテネータ１３
により、入力時の無変調光強度および出力後の変調光強
度が調整される。また、変調電極に印加する電圧も、共
振回路の設定などにより、第２の光変調器１２ｂの変調
電極に印加する電圧よりも大きくとる。
明する。第１の光変調器１２ａは、光アッテネータ１３
により、入力時の無変調光強度および出力後の変調光強
度が調整される。また、変調電極に印加する電圧も、共
振回路の設定などにより、第２の光変調器１２ｂの変調
電極に印加する電圧よりも大きくとる。
【００３７】このような調整により、第１および第２の
光変調器からの出力が偏波分離合成器１４で合成される
とき、３次の相互変調歪みの大きさは、ほぼ等しく互い
に逆位相になるように設定される。
光変調器からの出力が偏波分離合成器１４で合成される
とき、３次の相互変調歪みの大きさは、ほぼ等しく互い
に逆位相になるように設定される。
【００３８】次に、光源１６と偏波分離合成器１４の詳
細について説明する。まず、光源１６は半導体レーザ励
起のＮd：ＹＡＧレーザ発振器であって、波長はほぼ１.
３２μｍであり、共振器長を変えて、２つの発振波長の
差によるビートが、受信する電気信号の帯域外に出るよ
うに調整する。また、２つの直線偏波は偏波面が直交す
るように設定する。
細について説明する。まず、光源１６は半導体レーザ励
起のＮd：ＹＡＧレーザ発振器であって、波長はほぼ１.
３２μｍであり、共振器長を変えて、２つの発振波長の
差によるビートが、受信する電気信号の帯域外に出るよ
うに調整する。また、２つの直線偏波は偏波面が直交す
るように設定する。
【００３９】このような光源から供給される光出力を用
いると、後述するように、光ファイバ１５ａとして、シ
ングルモード光ファイバを使用することができる。
いると、後述するように、光ファイバ１５ａとして、シ
ングルモード光ファイバを使用することができる。
【００４０】光ファイバ１５ａの出力は、偏波分離合成
器１４に入力されるが、そこでの光の振る舞いについ
て、図面に基づいて説明する。図５は、偏波分離合成器
の構成を示す図であり、図５（ａ）は、偏波分離と合成
のための構成の主要部を示す図であり、図５（ｂ）は、
直交状態にある２つの直線偏波を同じ偏波状態に変えて
合成するための構成を示す図である。
器１４に入力されるが、そこでの光の振る舞いについ
て、図面に基づいて説明する。図５は、偏波分離合成器
の構成を示す図であり、図５（ａ）は、偏波分離と合成
のための構成の主要部を示す図であり、図５（ｂ）は、
直交状態にある２つの直線偏波を同じ偏波状態に変えて
合成するための構成を示す図である。
【００４１】図５（ａ）において、光ファイバ１５ａの
出力は光路５５に沿って進み、偏光ビームスプリッタ５
４に入射するが、ｐ成分は反射され、さらに、ミラー５
３で反射され、１/２波長板５２とファラデー回転子５
１で、４５°ずつの偏波面回転を受けるが、回転の向き
が逆であるために、合わせた偏波面回転はゼロである。
出力は光路５５に沿って進み、偏光ビームスプリッタ５
４に入射するが、ｐ成分は反射され、さらに、ミラー５
３で反射され、１/２波長板５２とファラデー回転子５
１で、４５°ずつの偏波面回転を受けるが、回転の向き
が逆であるために、合わせた偏波面回転はゼロである。
【００４２】この光は、光路５７を経て、光アッテネー
タ１３を介して、第１の光変調器１２ａに入射して、光
変調を受けた後、再び光アッテネータ１３を介して、光
路５７を逆行する。そして、ファラデー回転子５１と１
/２波長板を透過するとき、合わせて９０°の偏波面回
転を受けた後、ミラー５３で反射され、偏光ビームスプ
リッタ５４に至るが、今度は、ｓ成分になっているの
で、透過して、光路５６に沿って進む。
タ１３を介して、第１の光変調器１２ａに入射して、光
変調を受けた後、再び光アッテネータ１３を介して、光
路５７を逆行する。そして、ファラデー回転子５１と１
/２波長板を透過するとき、合わせて９０°の偏波面回
転を受けた後、ミラー５３で反射され、偏光ビームスプ
リッタ５４に至るが、今度は、ｓ成分になっているの
で、透過して、光路５６に沿って進む。
【００４３】次に、光路５５から偏光ビームスプリッタ
５４に入射するｓ成分について説明する。ところで、ｐ
成分とｓ成分の強度であるが、光源１６から出力された
直交する偏波面を持つ２つの波長の光は、シングルモー
ド光ファイバを伝送するうちに、楕円偏波に変換される
が、伝送後も任意の直交成分の間で強度はほぼ等しく保
たれる。言い換えると、偏光ビームスプリッタ５４のｐ
成分とｓ成分の間で、光源１６から発せられた２つの波
長の光の比率は変化するが、光強度は等しく保たれる。
５４に入射するｓ成分について説明する。ところで、ｐ
成分とｓ成分の強度であるが、光源１６から出力された
直交する偏波面を持つ２つの波長の光は、シングルモー
ド光ファイバを伝送するうちに、楕円偏波に変換される
が、伝送後も任意の直交成分の間で強度はほぼ等しく保
たれる。言い換えると、偏光ビームスプリッタ５４のｐ
成分とｓ成分の間で、光源１６から発せられた２つの波
長の光の比率は変化するが、光強度は等しく保たれる。
【００４４】このようにして、２分割された光の一方で
あるｓ成分は、光路５８を経て、第２の光変調器１２ｂ
によって強度変調を受け、再び、偏光ビームスプリッタ
５４に達する。この間に、ファラデ−回転子５１と１/
２波長板５２によって受けた９０°の偏波面回転の結
果、偏光ビームスプリッタ５４では反射され、光路５６
に沿って進む。
あるｓ成分は、光路５８を経て、第２の光変調器１２ｂ
によって強度変調を受け、再び、偏光ビームスプリッタ
５４に達する。この間に、ファラデ−回転子５１と１/
２波長板５２によって受けた９０°の偏波面回転の結
果、偏光ビームスプリッタ５４では反射され、光路５６
に沿って進む。
【００４５】従って、光路５６においては、第１の光変
調器によって、強度変調を受けた光と、第２の光変調器
によって、強度変調を受けた光が、偏波面を直交させて
存在している。
調器によって、強度変調を受けた光と、第２の光変調器
によって、強度変調を受けた光が、偏波面を直交させて
存在している。
【００４６】そこで、この２つの光を合成するために、
例えば、図５（ｂ）に示す構成を用いることができる。
まず、ウォークオフ結晶４１によって、２つの偏波を光
路４５ａと光路４５ｂに分離した後、光路４５ａには１
/２波長板４２を置いて、偏波面を９０°回転させ、光
路４５ｂの偏波面と一致させた後、レンズ４３で、光フ
ァイバ端部４４に絞り込むことによって、合成すること
ができる。ところで、この光には、２つの波長が含まれ
るが、２つの波長の間でのビートが、受信電波の帯域外
に出るように、波長差あるいは周波数差が選ばれていれ
ば、実際的な問題は生じない。
例えば、図５（ｂ）に示す構成を用いることができる。
まず、ウォークオフ結晶４１によって、２つの偏波を光
路４５ａと光路４５ｂに分離した後、光路４５ａには１
/２波長板４２を置いて、偏波面を９０°回転させ、光
路４５ｂの偏波面と一致させた後、レンズ４３で、光フ
ァイバ端部４４に絞り込むことによって、合成すること
ができる。ところで、この光には、２つの波長が含まれ
るが、２つの波長の間でのビートが、受信電波の帯域外
に出るように、波長差あるいは周波数差が選ばれていれ
ば、実際的な問題は生じない。
【００４７】上記ように合成された光では、３次の相互
変調歪みは逆位相に設定されていたので、キャンセルさ
れる。一方、信号光強度は、わずかに減少させられた状
態になっている。
変調歪みは逆位相に設定されていたので、キャンセルさ
れる。一方、信号光強度は、わずかに減少させられた状
態になっている。
【００４８】この合成光はシングルモード光ファイバ１
５ｂにより伝送されて、Ｏ/Ｅ変換器１７において、電
気信号に変換される。
５ｂにより伝送されて、Ｏ/Ｅ変換器１７において、電
気信号に変換される。
【００４９】ところで、図５（ｂ）では２つの直交偏波
面に分かれた逆位相にある３次の相互変調歪みを、偏波
面を一致させるように変換して合成した。それに対し
て、２つの変調光を直交状態のまま、シングルモード光
ファイバ１５ｂに入力して、伝送後に、２つの直交する
直線偏波に分離した後、それぞれをＯ/Ｅ変換器により
電気信号に変換して、合成することも可能である。
面に分かれた逆位相にある３次の相互変調歪みを、偏波
面を一致させるように変換して合成した。それに対し
て、２つの変調光を直交状態のまま、シングルモード光
ファイバ１５ｂに入力して、伝送後に、２つの直交する
直線偏波に分離した後、それぞれをＯ/Ｅ変換器により
電気信号に変換して、合成することも可能である。
【００５０】なぜなら、電気信号による変調の波長は、
光の波長に比べて、１０5倍以上に大きいので、シング
ルモード光ファイバを伝送中に２つの光の偏波状態が混
じり合っても、大きな問題にはならないからである。
光の波長に比べて、１０5倍以上に大きいので、シング
ルモード光ファイバを伝送中に２つの光の偏波状態が混
じり合っても、大きな問題にはならないからである。
【００５１】上記のような構成により、相互変調歪みが
有効にキャンセルされ、Ｃ/Ｎが改善された電波受信・
光伝送装置が得られる。
有効にキャンセルされ、Ｃ/Ｎが改善された電波受信・
光伝送装置が得られる。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光変調の過程で生ずる相互変調歪みを減少して、Ｃ/Ｎ
を向上させた電波受信・光伝送装置を提供することがで
きる。
光変調の過程で生ずる相互変調歪みを減少して、Ｃ/Ｎ
を向上させた電波受信・光伝送装置を提供することがで
きる。
【図１】本発明の実施の一形態による電波受信・光伝送
装置の構成を示す図。
装置の構成を示す図。
【図２】変調曲線とバイアス点を示す図。図２（ａ）は
第１の光変調器のバイアス点を示す図、図２（ｂ）は第
２の光変調器のバイアス点を示す図。
第１の光変調器のバイアス点を示す図、図２（ｂ）は第
２の光変調器のバイアス点を示す図。
【図３】信号光強度および３次の相互変調歪み強度の変
調度依存性を示す図。図３（ａ）は信号光強度の変調度
依存性を示す図、図３（ｂ）は３次の相互変調歪み強度
の変調度依存性を示す図。
調度依存性を示す図。図３（ａ）は信号光強度の変調度
依存性を示す図、図３（ｂ）は３次の相互変調歪み強度
の変調度依存性を示す図。
【図４】３次の相互変調歪みを説明するスペクトル図。
図４（ａ）は周波数f1およびf2の正弦波が、上記の光変
調器の変調電極に入力されたときの３次の相互変調歪を
示す図、図４（ｂ）は多信号が入力されたときの３次の
相互変調歪み、信号出力、およびＣ/Ｎを示す図。
図４（ａ）は周波数f1およびf2の正弦波が、上記の光変
調器の変調電極に入力されたときの３次の相互変調歪を
示す図、図４（ｂ）は多信号が入力されたときの３次の
相互変調歪み、信号出力、およびＣ/Ｎを示す図。
【図５】偏波分離合成器の構成を示す図。図５（ａ）
は、偏波分離と合成のための構成の主要部を示す図、図
５（ｂ）は直交状態にある２つの直線偏波を同じ偏波状
態に変えて合成するための構成を示す図。
は、偏波分離と合成のための構成の主要部を示す図、図
５（ｂ）は直交状態にある２つの直線偏波を同じ偏波状
態に変えて合成するための構成を示す図。
【図６】ＬiＮbＯ3光変調器の構造を示す図。
【図７】従来の分岐干渉型光導波路を有する光変調器を
備えた電波受信・光伝送装置の一例を示す図。
備えた電波受信・光伝送装置の一例を示す図。
１１ 受信アンテナ
１２ａ，１２ｂ 光変調器
１３ 光アッテネータ
１４ 偏波分離合成器
１５ａ，１５ｂ シングルモード光ファイバ
１６ 光源
１７ Ｏ/Ｅ変換器
４１ ウォークオフ結晶
４２，５２ １/２波長板
４３ レンズ
４４ 光ファイバ端部
５１ ファラデー回転子
５３ ミラー
５４ 偏光ビームスプリッタ
４５ａ，４５ｂ，５５，５６，５７，５８ 光路
Claims (5)
- 【請求項１】 電界を捉えるアンテナと、２つの光変調
器と、無変調光を発生する光源と、この光源から光ファ
イバを介して供給された無変調光を２つに分離して、前
記２つの光変調器に供給し、それらの光変調器からの出
力光を合成して出力する偏波分離合成器と、この偏波分
離合成器と一方の光変調器の間にあって光強度を減衰し
て調整する光アッテネータと、前記偏波分離合成器の出
力光を伝送する光ファイバと、この光ファイバからの出
力光を電気信号に変換するＯ/Ｅ変換器とを備えて構成
される電波受信・光伝送装置において、前記２つの光変
調器の出力は、ほぼ逆位相になるようにバイアス点が選
ばれ、前記２つの光変調器には互いに強度を変えた無変
調光が入力され、さらに前記２つの光変調器の変調電極
には異なる強度の電界が印加されることを特徴とする電
波受信・光伝送装置。 - 【請求項２】 前記２つの光変調器から出力された変調
光が前記偏波分離合成器によって合成されるときに、そ
の相互変調歪みの強度が、ほぼ等しいことを特徴とする
請求項１に記載の電波受信・光伝送装置。 - 【請求項３】 前記光源は、発振周波数がわずかに異な
り、互いに直交する２つの直線偏波を出力するレーザ光
源であることを特徴とする請求項１または２に記載の電
波受信・光伝送装置。 - 【請求項４】 前記偏波分離合成器はファラデー回転子
と１/２波長板と偏光ビームスプリッタを備えて成るこ
とを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の
電波受信・光伝送装置。 - 【請求項５】 前記光変調器は電気光学結晶の表面付近
に形成された分岐干渉型光導波路から成ることを特徴と
する請求項１から４のいずれか一項に記載の電波受信・
光伝送装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001344746A JP2003152642A (ja) | 2001-11-09 | 2001-11-09 | 電波受信・光伝送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001344746A JP2003152642A (ja) | 2001-11-09 | 2001-11-09 | 電波受信・光伝送装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003152642A true JP2003152642A (ja) | 2003-05-23 |
Family
ID=19158219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001344746A Pending JP2003152642A (ja) | 2001-11-09 | 2001-11-09 | 電波受信・光伝送装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003152642A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012128165A (ja) * | 2010-12-15 | 2012-07-05 | Mitsubishi Electric Corp | 光送信機、光通信システムおよび光送信方法 |
-
2001
- 2001-11-09 JP JP2001344746A patent/JP2003152642A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012128165A (ja) * | 2010-12-15 | 2012-07-05 | Mitsubishi Electric Corp | 光送信機、光通信システムおよび光送信方法 |
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