JP2003195240A - 光変調装置およびそれを用いた光信号と電波信号との変換装置 - Google Patents
光変調装置およびそれを用いた光信号と電波信号との変換装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光路の単位長あたりの変調効率の高い変調器
を用いることで、効率の高い光変調器を実現することお
よび、それを用いた光信号と電波信号との変換装置を実
現することが目的である。 【解決手段】 光信号の入力部と、光信号を伝播させる
光路と、光路を複数の光路に分ける分岐部と、複数の光
路のすくなくとも２つの光路の光信号の位相を変調する
光位相変調器と、その反射あるいは透過特性に波長選択
性のある濾波器と、濾波器を透過した光信号を出力する
出力部とを有し、入力部から入力した光信号を、分岐部
で複数の光路に分岐し、位相変調器で位相変調し、濾波
器を透過した光は出力部から出力する構成、あるいは、
濾波器で反射された光を、光路を逆に辿って再び位相変
調器で位相変調し、上記の分岐部で合波し、上記の入力
部から出力することにより強度変調された光信号を出力
するとする。
を用いることで、効率の高い光変調器を実現することお
よび、それを用いた光信号と電波信号との変換装置を実
現することが目的である。 【解決手段】 光信号の入力部と、光信号を伝播させる
光路と、光路を複数の光路に分ける分岐部と、複数の光
路のすくなくとも２つの光路の光信号の位相を変調する
光位相変調器と、その反射あるいは透過特性に波長選択
性のある濾波器と、濾波器を透過した光信号を出力する
出力部とを有し、入力部から入力した光信号を、分岐部
で複数の光路に分岐し、位相変調器で位相変調し、濾波
器を透過した光は出力部から出力する構成、あるいは、
濾波器で反射された光を、光路を逆に辿って再び位相変
調器で位相変調し、上記の分岐部で合波し、上記の入力
部から出力することにより強度変調された光信号を出力
するとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、変調効率の高い
光変調器と、それを用いた、ミリ波やマイクロ波などの
高周波信号で強度変調された光信号から高周波信号を取
り出し、アンテナから無線電波として放射する機能と、
逆にアンテナで受信したミリ波、マイクロ波などの高周
波信号で光を強度変調する機能とを有する光信号と電波
信号との変換装置に関するものである。
光変調器と、それを用いた、ミリ波やマイクロ波などの
高周波信号で強度変調された光信号から高周波信号を取
り出し、アンテナから無線電波として放射する機能と、
逆にアンテナで受信したミリ波、マイクロ波などの高周
波信号で光を強度変調する機能とを有する光信号と電波
信号との変換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】インターネット通信の広帯域化に対応す
る技術のひとつとして、信号を光ファイバーで利用者の
近くまで伝送し、終端では、その信号を電波を用いた無
線信号として伝送するＰＯＮ(passiveoptical network)
技術が注目されている。この技術については、小型の装
置でありながら、受信した微弱な高周波信号で光信号を
変調できる高い効率をもった光変調技術や、光信号に重
畳された高周波信号を効率的に送信する技術が必要とさ
れ、以下に記載のするようにすでに基礎となるいくつか
の発明や発表がある。
る技術のひとつとして、信号を光ファイバーで利用者の
近くまで伝送し、終端では、その信号を電波を用いた無
線信号として伝送するＰＯＮ(passiveoptical network)
技術が注目されている。この技術については、小型の装
置でありながら、受信した微弱な高周波信号で光信号を
変調できる高い効率をもった光変調技術や、光信号に重
畳された高周波信号を効率的に送信する技術が必要とさ
れ、以下に記載のするようにすでに基礎となるいくつか
の発明や発表がある。
【０００３】微弱な高周波信号で光信号を変調する方法
としては、変調器の構造を生かして変調器に印加される
高周波信号の電圧を高くするか、変調器の光路長を長く
とることによって変調効率を改善することが有効である
ことが知られている。また、変調器の光路長を短くする
ための工夫が行われており、たとえば、文献１（石川、
「ＬＮ光導波路を用いた双方向伝送用外部光変調器」、
Ｃ-215、4-257頁、１９９２年電子情報通信学会春季大
会）には、マッハツェンダー型の光変調器をほぼ中央の
光路に垂直な線分で折りかえした構成を持ち、入射した
光が２股に分岐した後位相変調を受け、それぞれ反射さ
れた後、再び位相変調を受け、変調された光が先の分岐
点で合波される構成をもった光変調器が、また、文献２
（W.Burns, et al. “Broad-Band Reflection Travelin
g-Wave LiNbO3Modulator”, IEEEPHOTONICS TECHNOLOGY
LETTERS, VOL. 10, NO.6, 805-806, 1998.）には、文
献１の構成に加えて、入力した高周波信号も分岐された
光路の一端で反射する構成をもった光変調器が報告され
ている。
としては、変調器の構造を生かして変調器に印加される
高周波信号の電圧を高くするか、変調器の光路長を長く
とることによって変調効率を改善することが有効である
ことが知られている。また、変調器の光路長を短くする
ための工夫が行われており、たとえば、文献１（石川、
「ＬＮ光導波路を用いた双方向伝送用外部光変調器」、
Ｃ-215、4-257頁、１９９２年電子情報通信学会春季大
会）には、マッハツェンダー型の光変調器をほぼ中央の
光路に垂直な線分で折りかえした構成を持ち、入射した
光が２股に分岐した後位相変調を受け、それぞれ反射さ
れた後、再び位相変調を受け、変調された光が先の分岐
点で合波される構成をもった光変調器が、また、文献２
（W.Burns, et al. “Broad-Band Reflection Travelin
g-Wave LiNbO3Modulator”, IEEEPHOTONICS TECHNOLOGY
LETTERS, VOL. 10, NO.6, 805-806, 1998.）には、文
献１の構成に加えて、入力した高周波信号も分岐された
光路の一端で反射する構成をもった光変調器が報告され
ている。
【０００４】また、光信号から高周波信号を取り出し、
アンテナから高周波電波として放射する機能をもった装
置あるいは通信システムが開示されている。
アンテナから高周波電波として放射する機能をもった装
置あるいは通信システムが開示されている。
【０００５】光と高周波信号とを用いたハイブリッド無
線通信システムが、特表平８−５０８３７０号公報に開
示されている。この無線通信システムにおいて使用され
るトランスデューサは、電力を使用しない光電検出器
と、無線アンテナとを具備しており、その光電検出器
は、無線アンテナに直接電気的に接続され、電力を使用
せずにトランスデューサによって光信号が受信され、無
線信号が送信される。このため、このトランスデューサ
は、例えば遠隔地にあっても電力供給なしに動作させる
ことが可能である。
線通信システムが、特表平８−５０８３７０号公報に開
示されている。この無線通信システムにおいて使用され
るトランスデューサは、電力を使用しない光電検出器
と、無線アンテナとを具備しており、その光電検出器
は、無線アンテナに直接電気的に接続され、電力を使用
せずにトランスデューサによって光信号が受信され、無
線信号が送信される。このため、このトランスデューサ
は、例えば遠隔地にあっても電力供給なしに動作させる
ことが可能である。
【０００６】また、送信される無線信号をさらに増強す
る構成を持った無線装置および通信システムが、特開２
００１−２４５９６号公報に開示されている。この無線
装置では、伝送路を介して光信号発信装置から送られて
きた高周波変調された光信号を、バイアス電圧電源から
のバイアス電圧が印加された光電変換素子により光電変
換し、高周波の電気信号を出力し、その電気信号を、増
幅器を用いずに、送信アンテナに直接供給して電波を発
信する。また、この公報には、外部からの電波を受信す
る受信用アンテナと、前記受信用アンテナにより受信さ
れた電波に応じて、前記光源から前記光伝送往路を介し
て送られてきた光を変調する光変調装置と、前記光変調
装置により変調された光を伝送する光伝送復路をもった
構成が開示されている。さらに、この公報には、外界の
光を受ける太陽電池を用いてバイアス電圧を発生せしめ
ることが開示されている。
る構成を持った無線装置および通信システムが、特開２
００１−２４５９６号公報に開示されている。この無線
装置では、伝送路を介して光信号発信装置から送られて
きた高周波変調された光信号を、バイアス電圧電源から
のバイアス電圧が印加された光電変換素子により光電変
換し、高周波の電気信号を出力し、その電気信号を、増
幅器を用いずに、送信アンテナに直接供給して電波を発
信する。また、この公報には、外部からの電波を受信す
る受信用アンテナと、前記受信用アンテナにより受信さ
れた電波に応じて、前記光源から前記光伝送往路を介し
て送られてきた光を変調する光変調装置と、前記光変調
装置により変調された光を伝送する光伝送復路をもった
構成が開示されている。さらに、この公報には、外界の
光を受ける太陽電池を用いてバイアス電圧を発生せしめ
ることが開示されている。
【０００７】また、アンテナで受信したミリ波、マイク
ロ波などの高周波信号で光を変調する機能をもったもの
として、次の装置が開示されている。
ロ波などの高周波信号で光を変調する機能をもったもの
として、次の装置が開示されている。
【０００８】まず、広帯域な周波数成分を含む電磁波の
波形測定を可能にする電界センサが、特開平５−２０４
３号公報に開示されている。この電界センサでは、光源
からの光信号を偏波面保持光ファイバで光変調器に導
き、センサロッドで検出した電界により光学結晶で変調
する。変調された信号は、シングル光モードファイバ
で、光検出器へ導かれ、電気信号に変換されてレベル測
定器で測定される。
波形測定を可能にする電界センサが、特開平５−２０４
３号公報に開示されている。この電界センサでは、光源
からの光信号を偏波面保持光ファイバで光変調器に導
き、センサロッドで検出した電界により光学結晶で変調
する。変調された信号は、シングル光モードファイバ
で、光検出器へ導かれ、電気信号に変換されてレベル測
定器で測定される。
【０００９】また、無線信号を直接光の信号に変換する
小型かつ平面的な電波−光変換部を有する情報通信用の
電波−光変換変調装置が、特開平９−５１３０７号公報
に開示されている。この装置は、電気光学効果を持つ基
板と、前記基板上に形成され互いに並行するとともに最
終的に合流する少なくとも一対の光導波路と、前記光導
波路上に形成された外部空間電界信号検出アンテナ機能
を有する電極と、前記光導波路に光を供給する光供給光
源及び光ファイバケーブルと、前記光導波路から出た光
を検出する光検出器と処理する光信号受信機を備えた電
波−光変換変調装置である。この装置は、前記光導波路
を通る光を、外部空間電界信号で直接変調するものであ
る。
小型かつ平面的な電波−光変換部を有する情報通信用の
電波−光変換変調装置が、特開平９−５１３０７号公報
に開示されている。この装置は、電気光学効果を持つ基
板と、前記基板上に形成され互いに並行するとともに最
終的に合流する少なくとも一対の光導波路と、前記光導
波路上に形成された外部空間電界信号検出アンテナ機能
を有する電極と、前記光導波路に光を供給する光供給光
源及び光ファイバケーブルと、前記光導波路から出た光
を検出する光検出器と処理する光信号受信機を備えた電
波−光変換変調装置である。この装置は、前記光導波路
を通る光を、外部空間電界信号で直接変調するものであ
る。
【００１０】しかし、上記した発明は、以下に説明する
様に、本願発明とは異なるものである。
様に、本願発明とは異なるものである。
【００１１】先ず、文献１あるいは２で報告された光変
調器は、変調された光が光路を反射して戻る際に再び変
調されることにより変調効率を改善する構成になってい
ない点で、本願発明と相違している。
調器は、変調された光が光路を反射して戻る際に再び変
調されることにより変調効率を改善する構成になってい
ない点で、本願発明と相違している。
【００１２】また、特表平８−５０８３７０号公報に開
示されたシステムは、光信号を無線信号に変換する機能
と構成を有するが、無線信号を光信号に変換して伝送す
る機能と構成を有しない点において、本願発明とは異な
っている。
示されたシステムは、光信号を無線信号に変換する機能
と構成を有するが、無線信号を光信号に変換して伝送す
る機能と構成を有しない点において、本願発明とは異な
っている。
【００１３】また、特開２００１−２４５９６号公報に
開示され無線装置および通信システムは、無線信号を光
信号に変換する変調器の構成と、電気エネルギーに変換
する光エネルギーを取り入れる構成において本願発明と
は異なっている。
開示され無線装置および通信システムは、無線信号を光
信号に変換する変調器の構成と、電気エネルギーに変換
する光エネルギーを取り入れる構成において本願発明と
は異なっている。
【００１４】また、特開平５−２０４３号公報に開示さ
れた電波−光変換変調装置は、無線信号を光信号に変換
する変調器の構成において、本願発明とは異なってい
る。
れた電波−光変換変調装置は、無線信号を光信号に変換
する変調器の構成において、本願発明とは異なってい
る。
【００１５】また、特開平９−５１３０７号公報に開示
されたシステムは、光信号を無線信号に変換する機能と
構成を有するが、無線信号を光信号に変換して伝送する
機能と構成を有しない点において、本願発明とは異なっ
ている。
されたシステムは、光信号を無線信号に変換する機能と
構成を有するが、無線信号を光信号に変換して伝送する
機能と構成を有しない点において、本願発明とは異なっ
ている。
【００１６】光変調器によって、変調された光が反射体
より反射されて再び同じ光変調器により変調される構成
に付いては、論文１（石川、「ＬＮ光導波路を用いた双
方向伝送用外部光変調器」、C-215、１９９２年電子情
報通信学会春季大会）、あるいは論文２（W.K.Burns,et
al. “Broad-Band Reflection Traveling-wave LiNbO3
Modulator”,IEEE PhotonicsTechnology Letters, 805
-806,VOL. 10, 6, JUNE 1998）に記載されている。ま
た、共振型光変調器は、論文３（川西、その他２名、
「平面構造共振型光変調器」、１３頁、電子情報通信学
会 信学技法、2000-05）に記載されている。しかし、
これらを送受信装置に適用することに関しては触れられ
ていない。
より反射されて再び同じ光変調器により変調される構成
に付いては、論文１（石川、「ＬＮ光導波路を用いた双
方向伝送用外部光変調器」、C-215、１９９２年電子情
報通信学会春季大会）、あるいは論文２（W.K.Burns,et
al. “Broad-Band Reflection Traveling-wave LiNbO3
Modulator”,IEEE PhotonicsTechnology Letters, 805
-806,VOL. 10, 6, JUNE 1998）に記載されている。ま
た、共振型光変調器は、論文３（川西、その他２名、
「平面構造共振型光変調器」、１３頁、電子情報通信学
会 信学技法、2000-05）に記載されている。しかし、
これらを送受信装置に適用することに関しては触れられ
ていない。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】これまでに、上記のよ
うな開示がなされてきているが、従来のＰＯＮ技術に用
いられる光信号と電波信号との変換装置では、進行波型
の光変調器が用いられているために、十分に変調された
光信号を得ようとすると、長い光路をもった光変調器を
用いる必要があった。
うな開示がなされてきているが、従来のＰＯＮ技術に用
いられる光信号と電波信号との変換装置では、進行波型
の光変調器が用いられているために、十分に変調された
光信号を得ようとすると、長い光路をもった光変調器を
用いる必要があった。
【００１８】この発明は上記に鑑み提案されたもので、
光路の単位長あたりの変調効率の高い変調器を用いるこ
とで、効率の高い光変調器を実現することが目的のひと
つであり、また、それを用いた光信号と電波信号との変
換装置を実現することが他の目的のひとつである。
光路の単位長あたりの変調効率の高い変調器を用いるこ
とで、効率の高い光変調器を実現することが目的のひと
つであり、また、それを用いた光信号と電波信号との変
換装置を実現することが他の目的のひとつである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明の概要を説明する
と、１本の光導波路が２本の光導波路に分岐する構成
で、２本の光導波路は終端が光フィルターとなってい
る。光フィルターを経て取り出される光を一方は高い周
波数まで応答する光検出器に、もう一方を応答周波数の
低い光検出器に導く。前者の光検出器からの出力を送信
用アンテナに、もう一方の出力を変調器のバイアスコン
トローラや増幅器の直流電源として使う。２本の光導波
路の途中に光位相変調器があり、マッハツェンダー型光
変調器を折りかえしたような構成となっている。光位相
変調器は共振型を用いる。光から無線に変換する際に用
いる光の波長と無線から光に変換する際に用いる光の波
長は異なるようにする。前者の波長は光フィルターを透
過し、後者の波長の光は反射する。反射した光は２度、
光変調器を通過するがその時間間隔が高周波信号の周波
数の逆数の整数倍であるとすることにより、高い変調効
率を維持できる。また、受信用アンテナで受信した高周
波信号は増幅され、光変調器に供給される。受信用、送
信用アンテナは共用とすることも可能である。
と、１本の光導波路が２本の光導波路に分岐する構成
で、２本の光導波路は終端が光フィルターとなってい
る。光フィルターを経て取り出される光を一方は高い周
波数まで応答する光検出器に、もう一方を応答周波数の
低い光検出器に導く。前者の光検出器からの出力を送信
用アンテナに、もう一方の出力を変調器のバイアスコン
トローラや増幅器の直流電源として使う。２本の光導波
路の途中に光位相変調器があり、マッハツェンダー型光
変調器を折りかえしたような構成となっている。光位相
変調器は共振型を用いる。光から無線に変換する際に用
いる光の波長と無線から光に変換する際に用いる光の波
長は異なるようにする。前者の波長は光フィルターを透
過し、後者の波長の光は反射する。反射した光は２度、
光変調器を通過するがその時間間隔が高周波信号の周波
数の逆数の整数倍であるとすることにより、高い変調効
率を維持できる。また、受信用アンテナで受信した高周
波信号は増幅され、光変調器に供給される。受信用、送
信用アンテナは共用とすることも可能である。
【００２０】上記目的を達成するために、本発明におけ
る第１の発明は、光信号の入力部と、光信号を伝播させ
る光路と、光路を複数の光路に分ける分岐部と、複数の
光路のすくなくとも１つの光路の光信号の位相を変調す
る光変調器と、反射器あるいはその透過特性に波長選択
性のある濾波器とを有し、上記の光変調器に印加する高
周波信号の周期の整数倍にその周期の４分の１を差し引
いた時間を下限とし、前記の周期の整数倍にその周期の
４分の１を加えた時間を上限とする範囲にある適当な時
間が、上記の光変調器の中心から上記の濾波器に光信号
の至る時間の２倍に等しい構成と、入力部から入力した
光信号を、分岐部で複数の光路に分岐し、位相変調器で
位相変調し、上記の反射器あるいは濾波器で反射された
光を、光路を逆に辿って再び位相変調器で位相変調し、
上記の分岐部で合波し、上記の入力部から出力すること
により強度変調された光信号を出力する構成とを備える
ことを特徴としている。
る第１の発明は、光信号の入力部と、光信号を伝播させ
る光路と、光路を複数の光路に分ける分岐部と、複数の
光路のすくなくとも１つの光路の光信号の位相を変調す
る光変調器と、反射器あるいはその透過特性に波長選択
性のある濾波器とを有し、上記の光変調器に印加する高
周波信号の周期の整数倍にその周期の４分の１を差し引
いた時間を下限とし、前記の周期の整数倍にその周期の
４分の１を加えた時間を上限とする範囲にある適当な時
間が、上記の光変調器の中心から上記の濾波器に光信号
の至る時間の２倍に等しい構成と、入力部から入力した
光信号を、分岐部で複数の光路に分岐し、位相変調器で
位相変調し、上記の反射器あるいは濾波器で反射された
光を、光路を逆に辿って再び位相変調器で位相変調し、
上記の分岐部で合波し、上記の入力部から出力すること
により強度変調された光信号を出力する構成とを備える
ことを特徴としている。
【００２１】同様に、上記目的を達成するために、本発
明における第２の発明は、光信号の入力部と、光信号を
伝播させる光路と、光路を複数の光路に分ける分岐部
と、複数の光路のすくなくとも１つの光路の光信号の位
相を変調する光変調器と、反射器あるいはその透過特性
に波長選択性のある濾波器とを有し、上記の光変調器に
印加する高周波信号の周期の整数倍にその周期の４分の
１を差し引いた時間を下限とし、前記の周期の整数倍に
その周期の４分の１を加えた時間を上限とする範囲にあ
る適当な時間が、上記の光変調器電極の給電点から上記
の濾波器に光信号の至る時間の２倍に等しい構成と、入
力部から入力した光信号を、分岐部で複数の光路に分岐
し、位相変調器で位相変調し、上記の反射器あるいは濾
波器で反射された光を、光路を逆に辿って再び位相変調
器で位相変調し、上記の分岐部で合波し、上記の入力部
から出力することにより強度変調された光信号を出力す
る構成を備えることを特徴としている。
明における第２の発明は、光信号の入力部と、光信号を
伝播させる光路と、光路を複数の光路に分ける分岐部
と、複数の光路のすくなくとも１つの光路の光信号の位
相を変調する光変調器と、反射器あるいはその透過特性
に波長選択性のある濾波器とを有し、上記の光変調器に
印加する高周波信号の周期の整数倍にその周期の４分の
１を差し引いた時間を下限とし、前記の周期の整数倍に
その周期の４分の１を加えた時間を上限とする範囲にあ
る適当な時間が、上記の光変調器電極の給電点から上記
の濾波器に光信号の至る時間の２倍に等しい構成と、入
力部から入力した光信号を、分岐部で複数の光路に分岐
し、位相変調器で位相変調し、上記の反射器あるいは濾
波器で反射された光を、光路を逆に辿って再び位相変調
器で位相変調し、上記の分岐部で合波し、上記の入力部
から出力することにより強度変調された光信号を出力す
る構成を備えることを特徴としている。
【００２２】同様に、上記目的を達成するために、本発
明における第３の発明は、光信号と電波信号との変換装
置に関しており、光信号の入力部と、光信号を伝播させ
る光路と、光路を複数の光路に分ける分岐部と、複数の
光路のすくなくとも１つの光路の光信号の位相を変調す
る光変調器と、反射器あるいはその透過特性に波長選択
性のある濾波器と、該反射器あるいは該濾波器を透過し
た光信号を出力する出力部とを有し、上記の光変調器に
印加する高周波信号の周期の整数倍にその周期の４分の
１を差し引いた時間を下限とし、前記の周期の整数倍に
その周期の４分の１を加えた時間を上限とする範囲にあ
る適当な時間が、上記の光変調器の中心から上記の濾波
器に光信号の至る時間の２倍に等しい構成と、入力部か
ら入力した光信号を、分岐部で複数の光路に分岐し、位
相変調器で位相変調し、上記の反射器あるいは濾波器を
透過した光は出力部から出力する構成、あるいは、上記
の反射器あるいは濾波器で反射された光を、光路を逆に
辿って再び位相変調器で位相変調し、上記の分岐部で合
波し、上記の入力部から出力することにより強度変調さ
れた光信号を出力する構成とを備えることを特徴として
いる。
明における第３の発明は、光信号と電波信号との変換装
置に関しており、光信号の入力部と、光信号を伝播させ
る光路と、光路を複数の光路に分ける分岐部と、複数の
光路のすくなくとも１つの光路の光信号の位相を変調す
る光変調器と、反射器あるいはその透過特性に波長選択
性のある濾波器と、該反射器あるいは該濾波器を透過し
た光信号を出力する出力部とを有し、上記の光変調器に
印加する高周波信号の周期の整数倍にその周期の４分の
１を差し引いた時間を下限とし、前記の周期の整数倍に
その周期の４分の１を加えた時間を上限とする範囲にあ
る適当な時間が、上記の光変調器の中心から上記の濾波
器に光信号の至る時間の２倍に等しい構成と、入力部か
ら入力した光信号を、分岐部で複数の光路に分岐し、位
相変調器で位相変調し、上記の反射器あるいは濾波器を
透過した光は出力部から出力する構成、あるいは、上記
の反射器あるいは濾波器で反射された光を、光路を逆に
辿って再び位相変調器で位相変調し、上記の分岐部で合
波し、上記の入力部から出力することにより強度変調さ
れた光信号を出力する構成とを備えることを特徴として
いる。
【００２３】同様に、本発明における第４の発明は、光
信号と電波信号との変換装置に関しており、光信号の入
力部と、光信号を伝播させる光路と、光路を複数の光路
に分ける分岐部と、複数の光路のすくなくとも１つの光
路の光信号の位相を変調する光変調器と、反射器あるい
はその透過特性に波長選択性のある濾波器と、該反射器
あるいは該濾波器を透過した光信号を出力する出力部と
を有し、上記の光変調器に印加する高周波信号の周期の
整数倍にその周期の４分の１を差し引いた時間を下限と
し、前記の周期の整数倍にその周期の４分の１を加えた
時間を上限とする範囲にある適当な時間が、上記の光変
調器電極の給電点から上記の濾波器に光信号の至る時間
の２倍に等しい構成と、入力部から入力した光信号を、
分岐部で複数の光路に分岐し、位相変調器で位相変調
し、上記の反射器あるいは濾波器を透過した光は出力部
から出力する構成、あるいは、上記の反射器あるいは濾
波器で反射された光を、光路を逆に辿って再び位相変調
器で位相変調し、上記の分岐部で合波し、上記の入力部
から出力することにより強度変調された光信号を出力す
る構成を備えることを特徴としている。
信号と電波信号との変換装置に関しており、光信号の入
力部と、光信号を伝播させる光路と、光路を複数の光路
に分ける分岐部と、複数の光路のすくなくとも１つの光
路の光信号の位相を変調する光変調器と、反射器あるい
はその透過特性に波長選択性のある濾波器と、該反射器
あるいは該濾波器を透過した光信号を出力する出力部と
を有し、上記の光変調器に印加する高周波信号の周期の
整数倍にその周期の４分の１を差し引いた時間を下限と
し、前記の周期の整数倍にその周期の４分の１を加えた
時間を上限とする範囲にある適当な時間が、上記の光変
調器電極の給電点から上記の濾波器に光信号の至る時間
の２倍に等しい構成と、入力部から入力した光信号を、
分岐部で複数の光路に分岐し、位相変調器で位相変調
し、上記の反射器あるいは濾波器を透過した光は出力部
から出力する構成、あるいは、上記の反射器あるいは濾
波器で反射された光を、光路を逆に辿って再び位相変調
器で位相変調し、上記の分岐部で合波し、上記の入力部
から出力することにより強度変調された光信号を出力す
る構成を備えることを特徴としている。
【００２４】また、本発明における第５の発明は、第１
ないし第４のいずれかの発明に加え、上記の反射器ある
いは濾波器を透過する第１の波長の光信号と、上記の反
射器あるいは濾波器で反射する第２の波長の光信号とを
入力する構成を備えることを特徴としている。
ないし第４のいずれかの発明に加え、上記の反射器ある
いは濾波器を透過する第１の波長の光信号と、上記の反
射器あるいは濾波器で反射する第２の波長の光信号とを
入力する構成を備えることを特徴としている。
【００２５】また、本発明における第６の発明は、変調
効率を上げるために、ないし第５のいずれかの発明の構
成に加えて、上記の光変調器は、共振型の変調部を有す
ることを特徴としている。
効率を上げるために、ないし第５のいずれかの発明の構
成に加えて、上記の光変調器は、共振型の変調部を有す
ることを特徴としている。
【００２６】また、本発明における第７の発明は、主に
光の位相を調整する変調行うために、第１ないし第６の
いずれかの発明の構成に加えて、上記の変調器は、直列
に配置された複数の変調部からなり、少なくともそのひ
とつは、低周波信号による変調を行い、他のひとつは高
周波信号による変調を行うことを特徴としている。
光の位相を調整する変調行うために、第１ないし第６の
いずれかの発明の構成に加えて、上記の変調器は、直列
に配置された複数の変調部からなり、少なくともそのひ
とつは、低周波信号による変調を行い、他のひとつは高
周波信号による変調を行うことを特徴としている。
【００２７】また、本発明における第８の発明は、第３
ないし第７のいずれかの発明の光変調装置に加えて、上
記の出力部から出力された光信号に含まれる信号のすく
なくとも一部の信号を送信する送信手段と、高周波信号
を受信する受信手段と、上記の光変調器を用いて、この
高周波信号で、光を変調する変調手段とを備えることを
特徴としている。
ないし第７のいずれかの発明の光変調装置に加えて、上
記の出力部から出力された光信号に含まれる信号のすく
なくとも一部の信号を送信する送信手段と、高周波信号
を受信する受信手段と、上記の光変調器を用いて、この
高周波信号で、光を変調する変調手段とを備えることを
特徴としている。
【００２８】また、本発明における第９の発明は、電気
エネルギーを供給するための配線を必要としない構成に
するために、第３ないし第８のいずれかの発明の構成に
加えて、上記の入力された光の一部を光電変換器に入射
して、電気エネルギーに変換する構成と、該電気エネル
ギーを送信手段、受信手段あるいは、変調手段に供給す
る構成を有することを特徴としている。
エネルギーを供給するための配線を必要としない構成に
するために、第３ないし第８のいずれかの発明の構成に
加えて、上記の入力された光の一部を光電変換器に入射
して、電気エネルギーに変換する構成と、該電気エネル
ギーを送信手段、受信手段あるいは、変調手段に供給す
る構成を有することを特徴としている。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。図１と図２に光変調器の
模式図を示し、図３と図４に電波信号を送受信する装置
のブロック図を示す。
面に基づいて詳細に説明する。図１と図２に光変調器の
模式図を示し、図３と図４に電波信号を送受信する装置
のブロック図を示す。
【００３０】ここで用いる光変調器７の構成はマッハツ
ェンダー型光変調器を折りかえしたような構成であり、
これを図１に示す。図１に示す光変調器は、ＬｉＮｂＯ
3基板上に、分岐部１９、移相部１５、位相変調部１
６、波長選択性を持ち、一部の光を反射する光フィルタ
１７、１８を備えている。これらの光フィルタはＦＢＧ
（ファイバブラックグレーティング）として知られる光
フィルタである。光フィルタ１７、１８は共に、特に波
長λ２の光を選択的に透過する。移相部１５には、バイ
アスコントローラ１１からの信号が加えられ、光の位相
が調整される。また、位相変調部１６には、増幅器１０
からの受信信号が印加される。
ェンダー型光変調器を折りかえしたような構成であり、
これを図１に示す。図１に示す光変調器は、ＬｉＮｂＯ
3基板上に、分岐部１９、移相部１５、位相変調部１
６、波長選択性を持ち、一部の光を反射する光フィルタ
１７、１８を備えている。これらの光フィルタはＦＢＧ
（ファイバブラックグレーティング）として知られる光
フィルタである。光フィルタ１７、１８は共に、特に波
長λ２の光を選択的に透過する。移相部１５には、バイ
アスコントローラ１１からの信号が加えられ、光の位相
が調整される。また、位相変調部１６には、増幅器１０
からの受信信号が印加される。
【００３１】図１に示す光変調器には、印加されるバイ
アス電圧に従って光の位相を調整するための移相部１５
を備えているが、このバイアス電圧は、光フィルタ１７
あるいは１８で反射された光が位相変調され、分岐部１
９で逆に合波される際に生ずる光の強度を光電変換器１
２で検出し、この検出強度が所定の値になるように、帰
還をかけるものである。このバイアス電圧は、高周波信
号よりも低い周波数帯域にある。
アス電圧に従って光の位相を調整するための移相部１５
を備えているが、このバイアス電圧は、光フィルタ１７
あるいは１８で反射された光が位相変調され、分岐部１
９で逆に合波される際に生ずる光の強度を光電変換器１
２で検出し、この検出強度が所定の値になるように、帰
還をかけるものである。このバイアス電圧は、高周波信
号よりも低い周波数帯域にある。
【００３２】ここで、図１におけるＬは、位相変調部１
６と反射の中心部との距離を示すが、光速をＣ、光導波
路の屈折率をｎ、受信する高周波電波信号の周波数を
ｆ、Ｎをなんらかの自然数とするとき、 ２×Ｌ×ｎ×ｆ＝Ｎ×ｃ、 を満たす様に、Ｌを設定することにより、反射して光路
を戻る光は、往復で同じ移相が行われて効率のよい位相
変調を実現することができる。この関係は、厳密に成立
する必要はなく、変調器の電極の中心位置あるいは給電
点からみて、正負に四分の１周期分以内の時間のずれで
あれば反射して光路を戻る光の移相を効果を減じること
なく行うことができる。その中心とすべき点は、変調器
の電極の形状によって異なり、左右に対称の電極の場合
は、変調器の電極の中心位置がその目的には合っている
が、左右対称で無い場合は、その給電点を上記の中心と
することが望ましい。
６と反射の中心部との距離を示すが、光速をＣ、光導波
路の屈折率をｎ、受信する高周波電波信号の周波数を
ｆ、Ｎをなんらかの自然数とするとき、 ２×Ｌ×ｎ×ｆ＝Ｎ×ｃ、 を満たす様に、Ｌを設定することにより、反射して光路
を戻る光は、往復で同じ移相が行われて効率のよい位相
変調を実現することができる。この関係は、厳密に成立
する必要はなく、変調器の電極の中心位置あるいは給電
点からみて、正負に四分の１周期分以内の時間のずれで
あれば反射して光路を戻る光の移相を効果を減じること
なく行うことができる。その中心とすべき点は、変調器
の電極の形状によって異なり、左右に対称の電極の場合
は、変調器の電極の中心位置がその目的には合っている
が、左右対称で無い場合は、その給電点を上記の中心と
することが望ましい。
【００３３】また、図１に示す光変調器は、移相部１５
と位相変調部１６とを備えているが、図２に示す位相変
調部２０を用いることによって、移相部１５を省略する
ことができる。しかし、この場合は、移相するためのバ
イアスコントローラからのバイアス電圧信号と変調する
ための高周波信号電圧とを重畳するための重畳器２２あ
るいはそれに相当するものが必要になる。
と位相変調部１６とを備えているが、図２に示す位相変
調部２０を用いることによって、移相部１５を省略する
ことができる。しかし、この場合は、移相するためのバ
イアスコントローラからのバイアス電圧信号と変調する
ための高周波信号電圧とを重畳するための重畳器２２あ
るいはそれに相当するものが必要になる。
【００３４】次に、電波信号を送受信するための構成に
ついて説明する。図３は、中央局にあたり、受信した電
波で変調するための光を生成する光源１（波長＝λ１）
と高周波信号で変調される光を生成する光源２（波長＝
λ２）と、光源２の光をその高周波信号で変調するため
の光変調器３と、波長λ１の光と波長λ２の変調された
光とを合波した後、必要に応じて増幅する光アンプ４と
光の伝送方向を制御するためのサーキュレータ５とサー
キュレータ５からの光を出力する構成と、他のサーキュ
レータ５からの光に重畳された信号を検出するための光
検出器６と、光検出器６から復調器へ電気信号を出力す
る構成とを備えている。
ついて説明する。図３は、中央局にあたり、受信した電
波で変調するための光を生成する光源１（波長＝λ１）
と高周波信号で変調される光を生成する光源２（波長＝
λ２）と、光源２の光をその高周波信号で変調するため
の光変調器３と、波長λ１の光と波長λ２の変調された
光とを合波した後、必要に応じて増幅する光アンプ４と
光の伝送方向を制御するためのサーキュレータ５とサー
キュレータ５からの光を出力する構成と、他のサーキュ
レータ５からの光に重畳された信号を検出するための光
検出器６と、光検出器６から復調器へ電気信号を出力す
る構成とを備えている。
【００３５】図４は、多数の端末局のうちのひとつの端
末局の構成を説明する図であり、図３に示す中央局から
伝送された光信号と光エネルギーを高周波信号や電気エ
ネルギーに変換する機能と、この端末局で受信した高周
波信号を光信号に重畳して送り返す機能を備えている。
このための光変調器７と光変調器７から分配した光信号
を高周波信号に変換し必要に応じて増幅するための光検
出器９と、この光検出器９の出力を送信するための送信
アンテナ１３と、また、光変調器７から分配した他の光
信号を電気エネルギーに変換するための光電変換器８
と、光変調器に与えるバイアス電圧を生成するためのバ
イアスコントローラ１１と、前記バイアス電圧を自動調
整するための光電変換器１２と、高周波電波信号を受信
するための受信アンテナ１４と、受信した高周波電波信
号を必要に応じて増幅する増幅器１０と、増幅された受
信信号を光変調器に供給して光を変調する構成と、必要
に応じて、光電変換器８で生成された電気エネルギー
を、光検出器９、増幅器１０、バイアスコントローラ１
１等に供給する構成とを備えている。
末局の構成を説明する図であり、図３に示す中央局から
伝送された光信号と光エネルギーを高周波信号や電気エ
ネルギーに変換する機能と、この端末局で受信した高周
波信号を光信号に重畳して送り返す機能を備えている。
このための光変調器７と光変調器７から分配した光信号
を高周波信号に変換し必要に応じて増幅するための光検
出器９と、この光検出器９の出力を送信するための送信
アンテナ１３と、また、光変調器７から分配した他の光
信号を電気エネルギーに変換するための光電変換器８
と、光変調器に与えるバイアス電圧を生成するためのバ
イアスコントローラ１１と、前記バイアス電圧を自動調
整するための光電変換器１２と、高周波電波信号を受信
するための受信アンテナ１４と、受信した高周波電波信
号を必要に応じて増幅する増幅器１０と、増幅された受
信信号を光変調器に供給して光を変調する構成と、必要
に応じて、光電変換器８で生成された電気エネルギー
を、光検出器９、増幅器１０、バイアスコントローラ１
１等に供給する構成とを備えている。
【００３６】上記の構成で、高周波信号を光を用いて伝
送し、遠隔地において高周波電波信号として送信する場
合について、次に説明する。
送し、遠隔地において高周波電波信号として送信する場
合について、次に説明する。
【００３７】図３において、例えば、λ１＝1550ｎｍ、
λ２＝1560ｎｍであり、高周波信号は１０ＧＨｚ付近の
１ＧＨｚの帯域をもつ信号である。光源１からの波長λ
１の光は、変調を受けずに、必要に応じて増幅された
後、サーキュレータ５で、出力側に向かう。また、光源
２からの波長λ２の光は、高周波信号で強度変調を受
け、必要に応じて増幅された後、サーキュレータ５で、
出力側に向かう。これらの光は、光ファイバ、あるいは
自由空間を伝播し、遠隔地にある端末局に入力する。端
末局に入力した光は、光変調器７を通過し、一部の光は
光フィルタ１７あるいは１８を透過する。ここで、光が
光変調器７を通過することによって、位相変調は受ける
が、強度変調を受けないため、光検出器９の出力に影響
が及ぶことは無い。光フィルタ１７は、特に波長λ２の
光を選択的に透過する様にしておくことにより、変調さ
れた光が光検出器９において、高周波信号が復調され
る。この復調された高周波信号は、必要に応じて増幅さ
れた後、送信アンテナに給電され送信される。一方、光
フィルタ１８を透過する光は、光電池セルで電気エネル
ギーに変換され、光検出器９、増幅器１０、バイアスコ
ントローラ１１等に供給される。
λ２＝1560ｎｍであり、高周波信号は１０ＧＨｚ付近の
１ＧＨｚの帯域をもつ信号である。光源１からの波長λ
１の光は、変調を受けずに、必要に応じて増幅された
後、サーキュレータ５で、出力側に向かう。また、光源
２からの波長λ２の光は、高周波信号で強度変調を受
け、必要に応じて増幅された後、サーキュレータ５で、
出力側に向かう。これらの光は、光ファイバ、あるいは
自由空間を伝播し、遠隔地にある端末局に入力する。端
末局に入力した光は、光変調器７を通過し、一部の光は
光フィルタ１７あるいは１８を透過する。ここで、光が
光変調器７を通過することによって、位相変調は受ける
が、強度変調を受けないため、光検出器９の出力に影響
が及ぶことは無い。光フィルタ１７は、特に波長λ２の
光を選択的に透過する様にしておくことにより、変調さ
れた光が光検出器９において、高周波信号が復調され
る。この復調された高周波信号は、必要に応じて増幅さ
れた後、送信アンテナに給電され送信される。一方、光
フィルタ１８を透過する光は、光電池セルで電気エネル
ギーに変換され、光検出器９、増幅器１０、バイアスコ
ントローラ１１等に供給される。
【００３８】また、受信アンテナ１４で受信された高周
波電波信号は、必要に応じて増幅され、光変調器７の位
相変調部１６に供給される。位相変調部１６では、光フ
ィルタ１７あるいは１８に向かう光を位相変調すると共
に、光フィルタ１７あるいは１８で反射された光を位相
変調し、分岐部１９で逆に合波するので、この端末局か
らは、強度変調された光が出力される。この出力光は、
前記の光ファイバ、あるいは自由空間を逆に伝播し、中
央局に入力する。中央局に入力した光はサーキュレータ
５で光検出器６の光路に向けられるが、光検出器６に到
達する前に、光フィルタ２１で波長λ１の光が選択さ
れ、受信アンテナ１４で受信した信号が復調される。
波電波信号は、必要に応じて増幅され、光変調器７の位
相変調部１６に供給される。位相変調部１６では、光フ
ィルタ１７あるいは１８に向かう光を位相変調すると共
に、光フィルタ１７あるいは１８で反射された光を位相
変調し、分岐部１９で逆に合波するので、この端末局か
らは、強度変調された光が出力される。この出力光は、
前記の光ファイバ、あるいは自由空間を逆に伝播し、中
央局に入力する。中央局に入力した光はサーキュレータ
５で光検出器６の光路に向けられるが、光検出器６に到
達する前に、光フィルタ２１で波長λ１の光が選択さ
れ、受信アンテナ１４で受信した信号が復調される。
【００３９】
【発明の効果】この発明は上記した構成からなるので、
以下に説明するような効果を奏することができる。
以下に説明するような効果を奏することができる。
【００４０】第１あるいは第３の発明では、光信号と電
波信号との変換装置に関して、光信号の入力部と、光信
号を伝播させる光路と、光路を複数の光路に分ける分岐
部と、複数の光路のすくなくとも２つの光路の光信号の
位相を変調する光変調器と、反射器あるいはその透過特
性に波長選択性のある濾波器とを有し、上記の光変調器
に印加する高周波信号の周期の整数倍にその周期の４分
の１を差し引いた時間を下限とし、前記の周期の整数倍
にその周期の４分の１を加えた時間を上限とする範囲に
ある適当な時間が、上記の光変調器の中心から上記の濾
波器に光信号の至る時間の２倍に等しい構成と、入力部
から入力した光信号を、分岐部で複数の光路に分岐し、
位相変調器で位相変調し、上記の反射器あるいは濾波器
を透過した光は出力部から出力する構成、あるいは、上
記の反射器あるいは濾波器で反射された光を、光路を逆
に辿って再び位相変調器で位相変調し、上記の分岐部で
合波し、上記の入力部から出力することにより強度変調
された光信号を出力する構成とを備える構成としたの
で、光が反射されて変調器を２回通過する構成となり高
い変調効率を実現することができる。
波信号との変換装置に関して、光信号の入力部と、光信
号を伝播させる光路と、光路を複数の光路に分ける分岐
部と、複数の光路のすくなくとも２つの光路の光信号の
位相を変調する光変調器と、反射器あるいはその透過特
性に波長選択性のある濾波器とを有し、上記の光変調器
に印加する高周波信号の周期の整数倍にその周期の４分
の１を差し引いた時間を下限とし、前記の周期の整数倍
にその周期の４分の１を加えた時間を上限とする範囲に
ある適当な時間が、上記の光変調器の中心から上記の濾
波器に光信号の至る時間の２倍に等しい構成と、入力部
から入力した光信号を、分岐部で複数の光路に分岐し、
位相変調器で位相変調し、上記の反射器あるいは濾波器
を透過した光は出力部から出力する構成、あるいは、上
記の反射器あるいは濾波器で反射された光を、光路を逆
に辿って再び位相変調器で位相変調し、上記の分岐部で
合波し、上記の入力部から出力することにより強度変調
された光信号を出力する構成とを備える構成としたの
で、光が反射されて変調器を２回通過する構成となり高
い変調効率を実現することができる。
【００４１】同様に第２あるいは第４の発明では、光信
号と電波信号との変換装置に関して、光信号の入力部
と、光信号を伝播させる光路と、光路を複数の光路に分
ける分岐部と、複数の光路のすくなくとも２つの光路の
光信号の位相を変調する光変調器と、反射器あるいはそ
の透過特性に波長選択性のある濾波器とを有し、上記の
光変調器に印加する高周波信号の周期の整数倍にその周
期の４分の１を差し引いた時間を下限とし、前記の周期
の整数倍にその周期の４分の１を加えた時間を上限とす
る範囲にある適当な時間が、上記の光変調器電極の給電
点の中心から上記の濾波器に光信号の至る時間の２倍に
等しい構成と、入力部から入力した光信号を、分岐部で
複数の光路に分岐し、位相変調器で位相変調し、上記の
反射器あるいは濾波器を透過した光は出力部から出力す
る構成、あるいは、上記の反射器あるいは濾波器で反射
された光を、光路を逆に辿って再び位相変調器で位相変
調し、上記の分岐部で合波し、上記の入力部から出力す
ることにより強度変調された光信号を出力する構成とを
備える構成としたので、光が反射されて変調器を２回通
過する構成となり高い変調効率を実現することができ
る。
号と電波信号との変換装置に関して、光信号の入力部
と、光信号を伝播させる光路と、光路を複数の光路に分
ける分岐部と、複数の光路のすくなくとも２つの光路の
光信号の位相を変調する光変調器と、反射器あるいはそ
の透過特性に波長選択性のある濾波器とを有し、上記の
光変調器に印加する高周波信号の周期の整数倍にその周
期の４分の１を差し引いた時間を下限とし、前記の周期
の整数倍にその周期の４分の１を加えた時間を上限とす
る範囲にある適当な時間が、上記の光変調器電極の給電
点の中心から上記の濾波器に光信号の至る時間の２倍に
等しい構成と、入力部から入力した光信号を、分岐部で
複数の光路に分岐し、位相変調器で位相変調し、上記の
反射器あるいは濾波器を透過した光は出力部から出力す
る構成、あるいは、上記の反射器あるいは濾波器で反射
された光を、光路を逆に辿って再び位相変調器で位相変
調し、上記の分岐部で合波し、上記の入力部から出力す
ることにより強度変調された光信号を出力する構成とを
備える構成としたので、光が反射されて変調器を２回通
過する構成となり高い変調効率を実現することができ
る。
【００４２】また、第５の発明では、第１の発明に加え
て、上記の反射器あるいは濾波器を透過する第１の波長
の光信号と、上記の反射器あるいは濾波器で反射する第
２の波長の光信号とを入力する構成としたので、信号と
エネルギーとを同じ光伝送路で伝送できる。
て、上記の反射器あるいは濾波器を透過する第１の波長
の光信号と、上記の反射器あるいは濾波器で反射する第
２の波長の光信号とを入力する構成としたので、信号と
エネルギーとを同じ光伝送路で伝送できる。
【００４３】また、第６の発明では、光変調器は、共振
型の変調部による変調器にしたので、効率のよい変調を
行える。
型の変調部による変調器にしたので、効率のよい変調を
行える。
【００４４】また、第７の発明では、上記の変調器は、
直列に配置された複数の変調部からなり、少なくともそ
のひとつは、低周波信号による変調を行い、他のひとつ
は高周波信号による変調を行う構成にしたので、位相の
調整ができるようになり、変調器の効率が改善できる。
直列に配置された複数の変調部からなり、少なくともそ
のひとつは、低周波信号による変調を行い、他のひとつ
は高周波信号による変調を行う構成にしたので、位相の
調整ができるようになり、変調器の効率が改善できる。
【００４５】また、第８の発明では、上記の光変調装置
に加えて、上記の出力部から出力された光信号に含まれ
る信号のすくなくとも一部の信号を送信する送信手段
と、高周波信号を受信する受信手段と、上記の光変調器
を用いて、この高周波信号で、光を変調する変調手段と
を備える構成としたので、光信号と電波信号との変換装
置が実現できる。
に加えて、上記の出力部から出力された光信号に含まれ
る信号のすくなくとも一部の信号を送信する送信手段
と、高周波信号を受信する受信手段と、上記の光変調器
を用いて、この高周波信号で、光を変調する変調手段と
を備える構成としたので、光信号と電波信号との変換装
置が実現できる。
【００４６】また、第９の発明では、光信号と電波信号
との変換装置において、入力された光の一部を光電変換
器に入射して、電気エネルギーに変換する構成と、その
電気エネルギーを送信手段、受信手段あるいは、変調手
段に供給するようにしたので、端末局では外部の電源を
用意する必要が無くなった。
との変換装置において、入力された光の一部を光電変換
器に入射して、電気エネルギーに変換する構成と、その
電気エネルギーを送信手段、受信手段あるいは、変調手
段に供給するようにしたので、端末局では外部の電源を
用意する必要が無くなった。
【図１】２つの変調器が直列に接続された変調部を示す
模式図である。
模式図である。
【図２】単一の変調器で構成された変調部を示す模式図
である。
である。
【図３】中央局の構成を示すブロック図である。
【図４】端末局の構成を示すブロック図である。
１、２ 光源
３ 光変調器
４ 光アンプ
５ サーキュレータ
６ 光検出器
７ 光変調器
８ 光電変換器
９ 光検出器
１０ 増幅器
１１ バイアスコントローラ
１２ 光電変換器
１３ 送信アンテナ
１４ 受信アンテナ
１５ 移相部
１６ 位相変調部
１７、１８ 光フィルタ
１９ 分岐部
２０ 位相変調部
２１ 光フィルタ
２２ 重畳器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 井筒 雅之
東京都小金井市貫井北町４−２−１ 独立
行政法人通信総合研究所内
(72)発明者 及川 哲
東京都千代田区神田美土代町１番地 住友
大阪セメント株式会社内
(72)発明者 日隈 薫
東京都千代田区神田美土代町１番地 住友
大阪セメント株式会社内
Ｆターム(参考） 2H079 AA02 AA12 BA01 CA04 DA03
EA05 EB04 EB12 KA08
5K002 AA02 AA07 BA21 CA16 FA01
Claims (9)
- 【請求項１】 光信号の入力部と、光信号を伝播させる
光路と、光路を複数の光路に分ける分岐部と、複数の光
路のすくなくとも１つの光路の光信号の位相を変調する
光変調器と、反射器あるいはその透過特性に波長選択性
のある濾波器とを有し、 上記の光変調器に印加する高周波信号の周期の整数倍に
その周期の４分の１を差し引いた時間を下限とし、前記
の周期の整数倍にその周期の４分の１を加えた時間を上
限とする範囲にある適当な時間が、上記の光変調器の中
心から上記の濾波器に光信号の至る時間の２倍に等しい
構成と、 入力部から入力した光信号を、分岐部で複数の光路に分
岐し、位相変調器で位相変調し、上記の反射器あるいは
濾波器で反射された光を、光路を逆に辿って再び位相変
調器で位相変調し、上記の分岐部で合波し、上記の入力
部から出力することにより強度変調された光信号を出力
する構成とを備えることを特徴とする光変調装置。 - 【請求項２】 光信号の入力部と、光信号を伝播させる
光路と、光路を複数の光路に分ける分岐部と、複数の光
路のすくなくとも１つの光路の光信号の位相を変調する
光変調器と、反射器あるいはその透過特性に波長選択性
のある濾波器とを有し、 上記の光変調器に印加する高周波信号の周期の整数倍に
その周期の４分の１を差し引いた時間を下限とし、前記
の周期の整数倍にその周期の４分の１を加えた時間を上
限とする範囲にある適当な時間が、上記の光変調器電極
の給電点から上記の濾波器に光信号の至る時間の２倍に
等しい構成と、 入力部から入力した光信号を、分岐部で複数の光路に分
岐し、位相変調器で位相変調し、上記の反射器あるいは
濾波器で反射された光を、光路を逆に辿って再び位相変
調器で位相変調し、上記の分岐部で合波し、上記の入力
部から出力することにより強度変調された光信号を出力
する構成を備えることを特徴とする光変調装置。 - 【請求項３】 光信号の入力部と、光信号を伝播させる
光路と、光路を複数の光路に分ける分岐部と、複数の光
路のすくなくとも１つの光路の光信号の位相を変調する
光変調器と、反射器あるいはその透過特性に波長選択性
のある濾波器と、該反射器あるいは該濾波器を透過した
光信号を出力する出力部とを有し、 上記の光変調器に印加する高周波信号の周期の整数倍に
その周期の４分の１を差し引いた時間を下限とし、前記
の周期の整数倍にその周期の４分の１を加えた時間を上
限とする範囲にある適当な時間が、上記の光変調器の中
心から上記の濾波器に光信号の至る時間の２倍に等しい
構成と、 入力部から入力した光信号を、分岐部で複数の光路に分
岐し、位相変調器で位相変調し、上記の反射器あるいは
濾波器を透過した光は出力部から出力する構成、あるい
は、上記の反射器あるいは濾波器で反射された光を、光
路を逆に辿って再び位相変調器で位相変調し、上記の分
岐部で合波し、上記の入力部から出力することにより強
度変調された光信号を出力する構成とを備えることを特
徴とする光変調装置。 - 【請求項４】 光信号の入力部と、光信号を伝播させる
光路と、光路を複数の光路に分ける分岐部と、複数の光
路のすくなくとも１つの光路の光信号の位相を変調する
光変調器と、反射器あるいはその透過特性に波長選択性
のある濾波器と、該反射器あるいは該濾波器を透過した
光信号を出力する出力部とを有し、 上記の光変調器に印加する高周波信号の周期の整数倍に
その周期の４分の１を差し引いた時間を下限とし、前記
の周期の整数倍にその周期の４分の１を加えた時間を上
限とする範囲にある適当な時間が、上記の光変調器電極
の給電点から上記の濾波器に光信号の至る時間の２倍に
等しい構成と、 入力部から入力した光信号を、分岐部で複数の光路に分
岐し、位相変調器で位相変調し、上記の反射器あるいは
濾波器を透過した光は出力部から出力する構成、あるい
は、上記の反射器あるいは濾波器で反射された光を、光
路を逆に辿って再び位相変調器で位相変調し、上記の分
岐部で合波し、上記の入力部から出力することにより強
度変調された光信号を出力する構成を備えることを特徴
とする光変調装置。 - 【請求項５】 上記の反射器あるいは濾波器を透過する
第１の波長の光信号と、上記の反射器あるいは濾波器で
反射する第２の波長の光信号とを入力する構成を備える
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の
光変調装置。 - 【請求項６】 上記の光変調器は、共振型の変調部を有
することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記
載の光変調装置。 - 【請求項７】 上記の変調器は、直列に配置された複数
の変調部からなり、少なくともそのひとつは、低周波信
号による変調を行い、他のひとつは高周波信号による変
調を行うことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか
に記載の光変調装置。 - 【請求項８】 請求項３ないし７のいずれかに記載の光
変調装置と、上記の出力部から出力された光信号に含ま
れる信号のすくなくとも一部の信号を送信する送信手段
と、高周波信号を受信する受信手段と、上記の光変調器
を用いて、この高周波信号で、光を変調する変調手段と
を備えることを特徴とする光信号と電波信号との変換装
置。 - 【請求項９】 上記の出力部から出力された光の一部を
光電変換器に入射して、電気エネルギーに変換する構成
と、該電気エネルギーを送信手段、受信手段あるいは、
変調手段に供給する構成を有することを特徴とする請求
項３ないし８のいずれかに記載の光信号と電波信号との
変換装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001400078A JP3913547B2 (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | 光変調装置およびそれを用いた光信号と電波信号との変換装置 |
| US10/329,537 US6788832B2 (en) | 2001-12-28 | 2002-12-27 | Optical modulator and optical signal and electric wave signal converter using same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001400078A JP3913547B2 (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | 光変調装置およびそれを用いた光信号と電波信号との変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003195240A true JP2003195240A (ja) | 2003-07-09 |
| JP3913547B2 JP3913547B2 (ja) | 2007-05-09 |
Family
ID=19189565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001400078A Expired - Lifetime JP3913547B2 (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | 光変調装置およびそれを用いた光信号と電波信号との変換装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3913547B2 (ja) |
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| US8098185B2 (en) * | 2006-11-13 | 2012-01-17 | Battelle Memorial Institute | Millimeter and sub-millimeter wave portal |
| US20080112705A1 (en) * | 2006-11-13 | 2008-05-15 | Optimer Photonics, Inc. | Frequency selective mmw source |
| WO2008060715A1 (en) * | 2006-11-13 | 2008-05-22 | Battelle Memorial Institute | Frequency selective mmw source |
| WO2009055210A2 (en) * | 2007-10-25 | 2009-04-30 | Battelle Memorial Institute | Optical-to-millimeter wave conversion |
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| WO2016178893A1 (en) * | 2015-05-01 | 2016-11-10 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Photonic hybrid receive antenna |
| US10139699B2 (en) * | 2017-03-09 | 2018-11-27 | Harris Corporation | Electro-optic communications device with frequency conversion and multi-mode optical fiber and related methods |
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| US5949564A (en) | 1993-03-01 | 1999-09-07 | British Telecommunications Public Limited Company | Transducer |
| US5515199A (en) * | 1995-01-31 | 1996-05-07 | Photonic Applications, Inc. | Optical system employing near-incoherent processing for distortion correction |
| JP3411947B2 (ja) | 1995-08-08 | 2003-06-03 | シャープ株式会社 | 電波−光変換変調装置及びそれを用いた通信システム |
| JP2001024596A (ja) | 1999-07-07 | 2001-01-26 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 無線装置および通信システム |
-
2001
- 2001-12-28 JP JP2001400078A patent/JP3913547B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-12-27 US US10/329,537 patent/US6788832B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6788832B2 (en) | 2004-09-07 |
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| US20030128417A1 (en) | 2003-07-10 |
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