JP2004347709A - Reciprocating optical modulator - Google Patents

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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reciprocating optical modulator which supplies a modulation signal via an electric supply line with a band width narrower than a frequency of the modulation signal although it can modulate light with a modulation signal of a wide band width. <P>SOLUTION: The reciprocating optical modulator is disposed on an individual optical crystal block or multiple optical crystal blocks and exists on a continuous optical path and is equipped with an optical path 3 with an amplifying function (1), an optical modulation part 4 formed on the optical path with the amplifying function (2), a first light wave filter 2 and a second light wave filter 6 arranged so as to put the optical modulation part in between (3) and a construction (wavelength-multiplexer 8) to introduce pump light to excite the optical path 3 with the amplifying function (4). Also the first light wave filter is constructed so as to input incident light and to reflect modulated light of the incident light (5) and the second light wave filter is constructed so as to reflect the incident light and to output the modulated light of the incident light (6). <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、単純な構成で高周波信号による光の変調を行うことができ、しかも小型化することのできる往復逓倍光変調器に関している。
【0002】
【従来の技術】
レーザ光を一種の光反射共振器に導入し、その中を光が往復する間に光を複数回変調することによって高次の側帯波を得る構成と、そのなかから希望の側帯波の次数以上の側帯波を通過させる帯域フィルタとを持った装置で、入力した高周波電気信号の周波数の整数倍の周波数で強度変調された光が得られる逓倍光変調装置が、特許文献1に開示されている。この特許文献1には、その反射共振器内に光増幅器を設けた構成も開示されている。
【0003】
また、エルビウム(Er)を混入させたリチウムナイオベイト(LiNbO)結晶に、光路と反射層と反射用の格子領域とを設けた図6に示すレーザ装置が、非特許文献1に記載されている。
【0004】
また、上記の反射層の代わりに、図7に示すように、反射用の格子領域を設けて、2つの反射用の格子領域で挟まれた領域を光共振器とするレーザ装置が、非特許文献2に記載されている。
【0005】
また、リチウムナイオベイト(LiNbO)結晶上にマッハツェンダ型の光干渉計を形成した光変調器は、既によく知られている。
【0006】
本発明は、特許文献1に記載の発明よりも、入力した高周波電気信号の周波数の整数倍の周波数で強度変調された出力光について、容易に、より強度の大きい光が得られるものである。
【0007】
【特許文献1】
特開2000−6275号公報
【0008】
【非特許文献1】
Ch. Becker, et al., “Integrated opticalTi:Er:LiNbO distributed Bragg reflector laser with a fixedphotorefractive grating”, OPTICS LETTERS, Vol.23, No.15, 1194−1196, August 1,1998.
【非特許文献2】
B. K. Das, et al., “Single−frequency Ti:Er:LiNbO distributedBragg reflector waveguide laser with thermally fixed photorefractive cavity”,Appl. Phys., B73, 439−442 (2001).
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1に開示された逓倍光変調装置では、高次の側帯波を含む変調光を得ることができるが、より高次になるにしたがって、得られる出力強度は急速に低下する傾向にある。このため、その出力強度を増大するために、光増幅器を用いる構成が開示されている。一般に、応答速度を向上させるためには、その往復する光路長を短くする必要がある。しかし、小型化できる構成は開示されておらず、広い帯域幅の変調信号で変調することができない。また、非特許文献1あるいは2に記載されたレーザ装置は、発振器あるいは増幅器として用いることはできるが、光変調器として用いることはできない。また、リチウムナイオベイト(LiNbO)結晶上に形成したマッハツェンダ型の光変調器では、振幅の小さい高周波電気信号で高次の側帯波を得ることが困難である。
【0010】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、広い帯域幅の変調信号で変調することができるにもかかわらず、単純な構成で高周波信号による光の変調を容易に行うことができ、しかも小型化することのできる往復逓倍光変調器に関している。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第1の特徴は、単数の光学結晶に形成されて設けられているか、あるいは、複数の光学結晶に分けて形成され設けられているかを問わないが、以下のそれぞれは、連続した光路上に形成されたものであり、(1)増幅作用のある光路と、(2)前記の増幅作用のある光路上に形成された光変調部と、(3)前記の光変調部を挟み込むように設けられた第1光濾波器と第2光濾波器と、(4)前記の増幅作用のある光路を励起する励起光を導入するための構成と、を備え、また、(5)第1光濾波器は、入射光を入力し、入射光を変調した光を反射する構成であり、(6)第2光濾波器は、入射光を反射し、入射光を変調した光を出力すること、を、備えることである。
【0012】
また、第2の特徴は、特に第3光濾波器を設けることにあるが、全体としては、単数の光学結晶に形成されて設けられているか、あるいは、複数の光学結晶に分けて形成され設けられているかを問わないが、以下のそれぞれは、連続した光路上に形成されたものであり、(1)増幅作用のある光路と、(2)前記の増幅作用のある光路上に形成された光変調部と、(3)前記の光変調部を挟み込むように設けられた第1光濾波器と第2光濾波器と、(4)上記の光変調部と第2光濾波器との間に設けられ、入射光を除去する第3光濾波器と、(5)前記の増幅作用のある光路を励起する励起光を導入するための構成と、を、備え、(6)第1光濾波器は、入射光を入力し入射光を変調した光を反射する構成であり、(7)第2光濾波器は、入射光を反射し、入射光を変調した光を出力する構成をもつことである。
【0013】
また、第3の特徴は、(1)光学結晶は、ニオブ酸リチウム(LiNbO)であり、(2)光変調部は、不純物を拡散して設けられた光路上の電極に印加される電圧に従って誘起される電気光学効果を用いた光変調器を用いたものであり、(3)増幅作用のある光路は前記の光学結晶にエルビウム(Er)をドープして形成されたものであり、(4)第1光濾波器と第2光濾波器、あるいは、第1光濾波器と第2光濾波器と第3光濾波器は、上記の光学結晶上に設けられた周期的なパタンを用いた光濾波器を用いたものであることである。
【0014】
【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。図面に用いる符号は、特別な理由が無い限り、同様の構成要素、あるいは同様の機能を有する構成要素については、同じ符号を用いるものとする。
【0015】
この発明の実施の形態を図1のブロック図に示す。図1の入力光は、単一の周波数fを持った光であるが、図1の構成は、後に説明する増幅作用のある光路を励起するために、これを励起光と合波部8で合波して第1光濾波器2に入射するものである。第1光濾波器2は、狭帯域フィルタである。これは、周波数fの入力光は透過するが、その周波数から僅かにずれた光は反射する、という特性をもったフィルタである。増幅作用のある光路3は、Er(エルビウム)がドープされた領域12に形成され、励起光源7により励起されるものである。また、光変調器4は、第1光濾波器2から第2光濾波器6への向きあるいはその逆向きのどちら向きの光についても変調周波数fmの同じ特性で変調することができる光強度変調器である。また、第2光濾波器6は帯域制限フィルタであるが、これは、n次(n≧3の整数で、例えばn=3)の側帯波までは反射するが、それ以外の光は透過する特性をもっている。第3光濾波器5は、増幅作用のある光路3で励起媒体に蓄えられた励起エネルギーを無駄に使うことを防止するために、周波数fの入力光を防止するものである。この第3光濾波器5が無い場合でも、本発明の往復逓倍光変調器は動作するが、無駄な増幅を防止するためには設けることが望ましい。また、増幅作用のある光路3は、上記の第1、第2、あるいは第3光濾波器や光変調部でおこる光強度の減衰を補償するものであるので、この増幅作用のある光路3がなくても動作させることは可能である。
【0016】
以上の構成の時、図2に示すように、第1光濾波器を通して入力された周波数fの入射光は、増幅作用のある光路で増幅され、変調されて、図1(b)に示す側帯波が生じるが、簡単のため線形の変調が行なわれるものとし、従って、搬送波と第1次両側帯波のみが発生するものとする。この光は、第3光濾波器に入力され、入射光が抑圧される。第3光濾波器で周波数fを持った入力光が除去されるので、第1光濾波器に再び戻って、さらに反射された光は、側帯波のみとなり、入力光を増幅することがなく、そのためのエネルギーを消費することを防止できる。
【0017】
その一度変調され第2光濾波器で反射された光は、再び光強度変調器を通過する。この際、両側帯波が変調を受け、図1(c)に示すスペクトルとなる。これらの光のうち、搬送波は第3光濾波器で抑圧されるので、図1(d)の様にほぼ側帯波のみとなる。この光が光路3で増幅されることにより、損失分を回復し、再び反射され、さらに変調を受け、図1(e)のスペクトルとなる。この変調により、第1次と3次の側帯波が発生するが、図1(g)に示す第3次の側帯波が、第2光濾波器の帯域制限フィルタを通過するように、その帯域制限特性をもたせておく。この設定により、図1(f)に示す第1次の側帯波は反射される。この様に、帯域制限フィルタからは、第3次の側帯波が出力される。
【0018】
上記の説明においては、光変調器は強度変調器としたが、位相変調器や、単側波帯変調器であっても同様の効果が得られることは容易に理解できる。また、本発明に適用できる変調器としては、共振型の変調器と、進行波型の変調器がある。共振型の変調器では当然であるが、進行波型の変調器においても、両端に電極を設けて、それらから変調信号を入力することによって、どちら向きの光についても同じ特性で変調することができる。
【0019】
図1の増幅作用のある光路3、変調部4、第1光濾波器2、第2光濾波器6、第3光濾波器5は、例えば図3に示すように、一つのLiNbO結晶の上に形成したものである。そのそれぞれの部分の形成方法は既によく知られており、例えば、以下のようにして形成することができる。まず、XカットLiNbO結晶20を用意して、その長手方向が結晶のC軸となるようにする。次に増幅作用のある光路の形成には、Er(エルビウム)のドーピングを行い、第1、第2、第3光濾波器を形成する部分にはFe(鉄)のドーピングを行う。次に、光路となる導波路は、Ti(チタン)を拡散して形成する。図3に示す光変調器はマッハツェンダ型である。次に、回折格子を、LiNbO結晶を加熱した状態でアルゴンイオンレーザを用いたホログラフィーで形成する。さらに、LiNbO結晶上に酸化ケイ素の膜をつけ、光変調器を形成するために金の電極を形成する。
【0020】
図1の構成においては、励起光は第1光濾波器2の方から入射するものであったが、図4に示すように、第2光濾波器6側から入射することも有効であり、これらの両方から入射することによって、より効果的な励起が行われる。
【0021】
図1あるいは図4に示すそれぞれの部分は、図3に示す様に、必ずしも一つのLiNbO結晶上20に形成する必要はなく、例えば、図5に示す様に、回折格子を形成しやすい結晶方向のLiNbO結晶21あるいはLiNbO結晶23と、変調部を形成しやすい結晶方向のLiNbO結晶22とが一致しない場合には、それぞれを異なる結晶上に形成したのち、接着剤で接合して、図1と同様の形状とすることができる。このようにそれぞれの部分をそれぞれに製造してから接合する方法は、それぞれの部分を最適化して製造できるという利点がある。
【0022】
また、図1、3、4あるいは5の入力光は、波長1,550nmのレーザ光である。また、光変調器4の励起光源7は、波長980nm、出力200mWの半導体レーザであり、これから出力されるレーザ光は、合波器8により光路に導入される。この際、反射される光で励起光源が不安定になるのを防止するために、アイソレータ9を用いることが望ましい。励起光源7からのレーザ光により、Erイオンが励起され、この励起により入力光あるいはその変調光が増幅される。この増幅は、光路、光変調器、第1光濾波器、第2光濾波器、あるいは第3光濾波器で起こる光の減衰を補償することが目的であり、増幅度が大きすぎ、かつ、第1光濾波器で起こる反射と第2光濾波器でおこる反射で光共振器が形成される場合は、ここでレーザ発振が起こる場合がある。このため、この増幅作用のある光路の増幅度としては、最適な領域があることが分かる。
【0023】
光変調器には、変調信号を供給するが、この変調信号は、例えば3(あるいはn)次の側帯波を用いる場合は、目的とする変調周波数の1/3(あるいは1/n)の周波数の信号を供給すればよい。このため、3次の側帯波を用いる場合は、変調周波数を、例えば3GHz付近の信号とする場合でも、変調信号として1GHz付近の信号を用いればよいことになり、変調信号の増幅や伝送における困難さが大幅に緩和される。
【0024】
【発明の効果】
この発明は、単数あるいは複数の光学結晶に設けられて連続した光路上にあって、(1)増幅作用のある光路と、(2)前記の増幅作用のある光路上に形成された光変調部と、(3)前記の光変調部を挟み込むように設けられた第1光濾波器と第2光濾波器と、(4)前記の増幅作用のある光路を励起する励起光を導入するための構成と、を備え、また、(5)第1光濾波器は、入射光を入力し入射光を変調した光を反射する構成であり、(6)第2光濾波器は、入射光を反射し、入射光を変調した光を出力する構成とし、変調信号の自然数倍の光側帯波を出力するようにしたので、構成が単純で小型であり、変調信号を比較的狭い帯域幅の増幅器や給電線を用いて供給できる様になり、変調信号の取り扱いが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成を示すブロック図である。
【図2】往復逓倍光変調の動作を示すブロック図である。
【図3】単一の結晶を用いた本発明の実施の形態を示す俯瞰図である。
【図4】2つの励起光源を用いた本発明の実施の形態を示す俯瞰図である。
【図5】複数の結晶を用いた本発明の実施の形態を示す俯瞰図である。
【図6】第1の従来例である、LiNbO結晶を用いたレーザを示す俯瞰図である。
【図7】第2の従来例である、LiNbO結晶を用いたレーザを示す俯瞰図である。
【符号の説明】
1 往復逓倍光変調器
2 第1濾波器
3 増幅作用のある光路
4 光変調器
5 第3濾波器
6 第2濾波器
7 励起光源
8 合波器
9 増幅器
10 導波路
11 変調電極
12 Erがドープされた領域
20、21、22、23 LiNbO結晶
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reciprocating optical modulator that can modulate light with a high-frequency signal with a simple configuration and that can be downsized.
[0002]
[Prior art]
A configuration in which a laser beam is introduced into a kind of light reflection resonator, and a higher-order sideband is obtained by modulating the light a plurality of times while the light reciprocates therethrough. Patent Document 1 discloses a multiplied light modulation device that has a bandpass filter that allows a sideband wave to pass through, and that can obtain light whose intensity is modulated at a frequency that is an integral multiple of the frequency of an input high-frequency electric signal. . Patent Document 1 also discloses a configuration in which an optical amplifier is provided in the reflection resonator.
[0003]
Further, Non-Patent Document 1 discloses a laser device shown in FIG. 6 in which an optical path, a reflective layer, and a grating region for reflection are provided in a lithium niobate (LiNbO 3 ) crystal mixed with erbium (Er). I have.
[0004]
In addition, as shown in FIG. 7, a laser device in which a reflection grating region is provided instead of the above-described reflection layer, and a region sandwiched between the two reflection grating regions is an optical resonator is disclosed in Non-Patent Document 1. It is described in reference 2.
[0005]
An optical modulator in which a Mach-Zehnder optical interferometer is formed on a lithium niobate (LiNbO 3 ) crystal is already well known.
[0006]
According to the present invention, with respect to output light whose intensity is modulated at a frequency that is an integral multiple of the frequency of the input high-frequency electric signal, light having higher intensity can be easily obtained than the invention described in Patent Document 1.
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2000-6275 A
[Non-patent document 1]
Ch. Becker, et al. , "Integrated optical Ti: Er: LiNbO 3 distributed Bragg reflector laser with a fixed photorefractive grating", OPTICS RETTERS, Vol. 23, No. 15, 1194-1196, August 1, 1998.
[Non-patent document 2]
B. K. Das, et al. , "Single-frequency Ti: Er : LiNbO 3 distributedBragg reflector waveguide laser with thermally fixed photorefractive cavity", Appl. Phys. , B73, 439-442 (2001).
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The multiplied light modulation device disclosed in Patent Document 1 can obtain modulated light including a higher-order sideband, but the higher the order, the lower the obtained output intensity tends to be. Therefore, a configuration using an optical amplifier to increase the output intensity is disclosed. Generally, in order to improve the response speed, it is necessary to shorten the length of the reciprocating optical path. However, a configuration that can be downsized is not disclosed, and modulation cannot be performed with a modulation signal having a wide bandwidth. Further, the laser device described in Non-Patent Document 1 or 2 can be used as an oscillator or an amplifier, but cannot be used as an optical modulator. Further, in a Mach-Zehnder type optical modulator formed on a lithium niobate (LiNbO 3 ) crystal, it is difficult to obtain a high-order sideband with a high-frequency electric signal having a small amplitude.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above, and it is possible to easily modulate light with a high-frequency signal with a simple configuration and to reduce the size, even though the modulation can be performed with a modulation signal having a wide bandwidth. The present invention relates to a reciprocating frequency doubler optical modulator that can be used.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the first feature of the present invention is not limited to whether it is formed and provided in a single optical crystal, or formed and provided in a plurality of optical crystals, Each of the following is formed on a continuous optical path, (1) an optical path having an amplifying action, (2) an optical modulator formed on the optical path having an amplifying action, and (3) A first optical filter and a second optical filter provided so as to sandwich the optical modulator, and (4) a configuration for introducing excitation light for exciting the optical path having the amplifying action. (5) The first optical filter is configured to input the incident light and reflect the modulated light, and (6) the second optical filter reflects the incident light and reflects the incident light. And outputting the modulated light.
[0012]
The second feature is that the third optical filter is provided in particular. However, as a whole, the optical filter is formed and provided on a single optical crystal, or is formed separately on a plurality of optical crystals. The following are formed on a continuous optical path, regardless of whether they are formed. (1) An optical path having an amplifying action, and (2) An optical path having an amplifying action. An optical modulator, (3) a first optical filter and a second optical filter provided so as to sandwich the optical modulator, and (4) an optical modulator between the optical modulator and the second optical filter. A third optical filter for removing incident light, and (5) a configuration for introducing excitation light for exciting the optical path having the amplifying action, and (6) first optical filtering. The filter is configured to receive the incident light and reflect the modulated light, and (7) the second optical filter includes: Reflect light, it is to have a structure that outputs light obtained by modulating the incident light.
[0013]
The third feature is that (1) the optical crystal is lithium niobate (LiNbO 3 ), and (2) the light modulating section is a voltage applied to an electrode on an optical path provided by diffusing impurities. (3) an optical path having an amplifying action is formed by doping the optical crystal with erbium (Er); 4) The first optical filter and the second optical filter, or the first optical filter, the second optical filter, and the third optical filter use the periodic pattern provided on the optical crystal. That is, it uses an optical filter that has been used.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Unless otherwise specified, the same reference numerals are used for the same components or components having the same functions in the drawings.
[0015]
An embodiment of the present invention is shown in the block diagram of FIG. The input light in FIG. 1 is light having a single frequency f 0 , but the configuration in FIG. 1 uses an excitation light and a multiplexing unit 8 to excite an optical path having an amplifying function described later. And enters the first optical filter 2. The first optical filter 2 is a narrow band filter. This is the input light of frequency f 0 is transmitted, the light slightly displaced from the frequency is a filter having a characteristic that reflects. The optical path 3 having an amplifying action is formed in a region 12 doped with Er (erbium), and is excited by the excitation light source 7. The optical modulator 4 is a light intensity modulator that can modulate the light from the first optical filter 2 to the second optical filter 6 or the light in the opposite direction with the same characteristic of the modulation frequency fm. It is a vessel. The second optical filter 6 is a band limiting filter that reflects up to an n-th (n ≧ 3, for example, n = 3) sideband, but transmits other light. Has characteristics. The third optical filter 5, in order to prevent the use of excitation energy stored in the exciting medium in the optical path 3 with amplification effect wasted, thereby preventing the input light frequency f 0. Even if the third optical filter 5 is not provided, the reciprocating optical modulator of the present invention operates, but is preferably provided to prevent useless amplification. Further, the optical path 3 having the amplifying function compensates for the attenuation of the light intensity occurring in the first, second or third optical filter or the optical modulator. It is possible to operate without it.
[0016]
When configured as above, as shown in FIG. 2, the incident light of frequency f 0 inputted through the first optical filter is amplified in the optical path with amplification function, is modulated, shown in FIG. 1 (b) Although sidebands occur, linear modulation is assumed to be performed for simplicity, and therefore only the carrier and the first double-sideband are generated. This light is input to the third optical filter, and the incident light is suppressed. Since the input light having the frequency f 0 is removed by the third optical filter, the light returns to the first optical filter again, and the reflected light becomes only the sideband, and the input light is not amplified. Therefore, it is possible to prevent energy consumption for that purpose.
[0017]
The light once modulated and reflected by the second optical filter passes through the light intensity modulator again. At this time, both sidebands are modulated, resulting in a spectrum shown in FIG. Of these lights, the carrier is suppressed by the third optical filter, so that almost only the sideband is present as shown in FIG. This light is amplified in the optical path 3 to recover the loss, is reflected again, is further modulated, and has the spectrum shown in FIG. Due to this modulation, first-order and third-order sidebands are generated. The third-order sidebands shown in FIG. 1 (g) pass through the band-limiting filters of the second optical filters so that the third-order sidebands pass therethrough. Give a limiting characteristic. With this setting, the first-order sideband shown in FIG. 1F is reflected. As described above, the third-order sideband is output from the band-limiting filter.
[0018]
In the above description, the optical modulator is an intensity modulator. However, it can be easily understood that the same effect can be obtained even if a phase modulator or a single sideband modulator is used. The modulator applicable to the present invention includes a resonance type modulator and a traveling wave type modulator. As is natural for a resonance type modulator, even for a traveling wave type modulator, it is possible to modulate light in either direction with the same characteristics by providing electrodes at both ends and inputting a modulation signal from them. it can.
[0019]
The optical path 3, the modulating unit 4, the first optical filter 2, the second optical filter 6, and the third optical filter 5 having an amplifying function in FIG. 1 are composed of, for example, one LiNbO 3 crystal as shown in FIG. It is formed above. The method of forming each part is already well known, and can be formed, for example, as follows. First, an X-cut LiNbO 3 crystal 20 is prepared so that its longitudinal direction is the C-axis of the crystal. Next, Er (erbium) is doped to form an optical path having an amplifying action, and Fe (iron) is doped to portions where the first, second, and third optical filters are formed. Next, a waveguide serving as an optical path is formed by diffusing Ti (titanium). The optical modulator shown in FIG. 3 is of a Mach-Zehnder type. Next, a diffraction grating is formed by holography using an argon ion laser while heating the LiNbO 3 crystal. Further, a film of silicon oxide is formed on the LiNbO 3 crystal, and a gold electrode is formed to form an optical modulator.
[0020]
In the configuration of FIG. 1, the excitation light is incident from the first optical filter 2, but it is also effective to enter the excitation light from the second optical filter 6 as shown in FIG. By entering from both of these, more effective excitation is performed.
[0021]
Each part shown in FIG. 1 or FIG. 4 does not necessarily need to be formed on one LiNbO 3 crystal 20 as shown in FIG. 3. For example, as shown in FIG. If the LiNbO 3 crystal 21 or LiNbO 3 crystal 23 in the direction does not coincide with the LiNbO 3 crystal 22 in the crystal direction in which the modulation portion is easily formed, each is formed on a different crystal, and then bonded with an adhesive. , And FIG. In this way, the method of manufacturing each part separately and then joining them has an advantage that each part can be optimized and manufactured.
[0022]
1, 3, 4 or 5 is a laser beam having a wavelength of 1,550 nm. The excitation light source 7 of the optical modulator 4 is a semiconductor laser having a wavelength of 980 nm and an output of 200 mW. Laser light output from the semiconductor laser is introduced into an optical path by a multiplexer 8. At this time, it is desirable to use the isolator 9 in order to prevent the excitation light source from becoming unstable due to the reflected light. The Er ions are excited by the laser light from the excitation light source 7, and the input light or its modulated light is amplified by the excitation. The purpose of this amplification is to compensate for the attenuation of light that occurs in the optical path, the optical modulator, the first optical filter, the second optical filter, or the third optical filter, and the amplification degree is too large, and When an optical resonator is formed by reflection occurring in the first optical filter and reflection occurring in the second optical filter, laser oscillation may occur here. For this reason, it can be seen that there is an optimum region for the amplification degree of the optical path having the amplification effect.
[0023]
A modulation signal is supplied to the optical modulator, and when this modulation signal uses, for example, a third (or n) -order sideband, a frequency of 1/3 (or 1 / n) of a target modulation frequency is used. May be supplied. For this reason, when a third-order sideband is used, a signal near 1 GHz may be used as a modulation signal even when the modulation frequency is, for example, a signal near 3 GHz, which makes it difficult to amplify or transmit the modulation signal. Is greatly reduced.
[0024]
【The invention's effect】
According to the present invention, there are provided (1) an optical path having an amplifying action, and (2) an optical modulator formed on the optical path having an amplifying action, on a continuous optical path provided in one or a plurality of optical crystals. (3) a first optical filter and a second optical filter provided so as to sandwich the optical modulator, and (4) an excitation light for introducing an optical path having an amplifying action. And (5) the first optical filter is configured to input the incident light and reflect the modulated light, and (6) the second optical filter reflects the incident light. Then, it is configured to output the light obtained by modulating the incident light and to output the optical sideband wave which is a natural number multiple of the modulation signal. Therefore, the configuration is simple and small, and the amplifier of the modulation signal is relatively narrow bandwidth. And the power can be supplied using a power supply line, and the handling of the modulated signal becomes easy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an operation of reciprocating multiplication optical modulation.
FIG. 3 is an overhead view showing an embodiment of the present invention using a single crystal.
FIG. 4 is an overhead view showing an embodiment of the present invention using two excitation light sources.
FIG. 5 is an overhead view showing an embodiment of the present invention using a plurality of crystals.
FIG. 6 is a bird's-eye view showing a laser using a LiNbO 3 crystal, which is a first conventional example.
FIG. 7 is a bird's-eye view showing a laser using a LiNbO 3 crystal, which is a second conventional example.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 Reciprocating frequency modulator 2 First filter 3 Optical path with amplifying action 4 Optical modulator 5 Third filter 6 Second filter 7 Excitation light source 8 Multiplexer 9 Amplifier 10 Waveguide 11 Modulation electrode 12 Er is doped Regions 20, 21, 22, 23 LiNbO 3 crystal

Claims (3)

単数あるいは複数の光学結晶に設けられて連続した光路上にあって、(1)増幅作用のある光路と、(2)前記の増幅作用のある光路上に形成された光変調部と、(3)前記の光変調部を挟み込むように設けられた第1光濾波器と第2光濾波器と、(4)前記の増幅作用のある光路を励起する励起光を導入するための構成と、を備え、また、(5)第1光濾波器は、入射光を入力し、入射光を変調した光を反射する構成であり、(6)第2光濾波器は、入射光を反射し、入射光を変調した光を出力する構成であることを特徴とする往復逓倍光変調器。(1) an optical path having an amplifying action and (2) an optical modulation section formed on the optical path having an amplifying action provided on one or a plurality of optical crystals and on a continuous optical path; A) a first optical filter and a second optical filter provided so as to sandwich the optical modulator, and (4) a configuration for introducing excitation light for exciting the optical path having an amplification effect. (5) The first optical filter is configured to input the incident light and reflect the modulated light, and (6) the second optical filter reflects the incident light and reflects the incident light. A reciprocating frequency doubler optical modulator having a configuration for outputting modulated light. 単数あるいは複数の光学結晶に設けられて連続した光路上にあって、(1)増幅作用のある光路と、(2)前記の増幅作用のある光路上に形成された光変調部と、(3)前記の光変調部を挟み込むように設けられた第1光濾波器と第2光濾波器と、(4)上記の光変調部と第2光濾波器との間に設けられ、入射光を除去する第3光濾波器と、(5)前記の増幅作用のある光路を励起する励起光を導入するための構成と、を、備え、(6)第1光濾波器は、入射光を入力し、入射光を変調した光を反射する構成であり、(7)第2光濾波器は、入射光を反射し、入射光を変調した光を出力する構成であることを特徴とする往復逓倍光変調器。(1) an optical path having an amplifying action and (2) an optical modulation section formed on the optical path having an amplifying action provided on one or a plurality of optical crystals and on a continuous optical path; And (4) a first optical filter and a second optical filter provided so as to sandwich the optical modulator, and (4) an optical filter provided between the optical modulator and the second optical filter. A third optical filter that removes the light; and (5) a configuration for introducing excitation light that excites the optical path having the amplifying action. (6) The first optical filter receives incident light. And (7) the second optical filter is configured to reflect the incident light and output the modulated light. Light modulator. (1)光学結晶は、ニオブ酸リチウム(LiNbO)であり、(2)光変調部は、不純物を拡散して設けられた光路上の電極に印加される電圧に従って誘起される電気光学効果を用いた光変調器を用いたものであり、(3)増幅作用のある光路は前記の光学結晶にエルビウム(Er)をドープして形成されたものであり、(4)第1光濾波器と第2光濾波器、あるいは、第1光濾波器と第2光濾波器と第3光濾波器は、上記の光学結晶上に設けられた周期的なパタンを用いた光濾波器を用いたものであることを特徴とする請求項1あるいは2に記載の往復逓倍光変調器。(1) The optical crystal is made of lithium niobate (LiNbO 3 ), and (2) the light modulating section controls the electro-optical effect induced according to the voltage applied to the electrode on the optical path provided by diffusing the impurities. (3) an optical path having an amplifying action is formed by doping erbium (Er) into the optical crystal, and (4) a first optical filter and The second optical filter, or the first optical filter, the second optical filter, and the third optical filter, each using an optical filter using a periodic pattern provided on the optical crystal. The reciprocating optical modulator according to claim 1 or 2, wherein:
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