JP2005351951A - Photoelectric oscillator - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、レーザ光のエネルギーを受けて、ミリ波やマイクロ波などの高周波信号を発振することのできる光電気発振器に関するものであり、特に、発振器内で用いられる光変調器に周波数逓倍機能を持たせることにより、発振器回路内における帰還信号の整数倍の周波数を持った光電気発振信号が得られるものに関している。ここで言う周波数逓倍機能とは、入力する変調周波数を逓倍する機能である。 The present invention relates to an opto-electric oscillator that can oscillate high-frequency signals such as millimeter waves and microwaves in response to the energy of laser light, and in particular, has a frequency multiplication function for an optical modulator used in the oscillator. It is related with what can obtain the photoelectric oscillation signal with the frequency of the integral multiple of the feedback signal in an oscillator circuit. The frequency multiplication function mentioned here is a function for multiplying an input modulation frequency.
光電気発振器は、レーザ光の変調による側波帯成分を再び変調信号としてフィードバックすることによって発振動作が得られる発振器である。発振器の帰還ループが光回路及びRF(高周波)回路で構成されるため、発振動作時には、外部変調信号を用いずに、同一周波数の発振周波数を持った光変調信号とRF信号との両方を同時に得ることができる。また、光信号、あるいはRF信号いずれに対しても、注入同期動作により発振周波数制御が行えることもよく知られている。 An optoelectric oscillator is an oscillator that can oscillate by feeding back a sideband component obtained by modulation of laser light as a modulation signal again. Since the feedback loop of the oscillator is composed of an optical circuit and an RF (high frequency) circuit, at the time of oscillation operation, both an optical modulation signal having the same oscillation frequency and an RF signal are simultaneously used without using an external modulation signal. Can be obtained. It is also well known that the oscillation frequency can be controlled by injection locking operation for both optical signals and RF signals.
しかしながら、従来の光電気発振器では、発振動作時に得られる光信号と電気信号の周波数は同一であった。従来の光電気発振器の構成を、図1のブロック図に示す。レーザ光源からのレーザ光は、光変調器で強度変調され、強度変調された光は増幅された後、フォトダイオードで高周波信号に変換される。この高周波信号は、増幅された後、バンドパスフィルタを通って、再びレーザ光の変調に用いられる。光電気発振時の光信号は図1内に記載されている「光出力」の部分から、電気信号は図1内の「RF出力」の部分から同時に、同一の周波数で出力される。一般に、このような光電気発振器を構成する場合、その発振周波数の上限値は、帰還回路部分における電気回路の周波数帯域の上限値により律則されることは良く知られている。これは、一般に、光回路は広帯域動作が十分に実現されているのに対し、電気回路の広帯域化は技術的に困難であるためである。この電気回路の帯域制限により、従来の光電気発振器で得られる光変調信号の周波数には限界があった。 However, in the conventional photoelectric oscillator, the frequency of the optical signal and the electrical signal obtained during the oscillation operation is the same. The configuration of a conventional photoelectric oscillator is shown in the block diagram of FIG. Laser light from the laser light source is intensity-modulated by an optical modulator, and the intensity-modulated light is amplified and then converted to a high-frequency signal by a photodiode. This high frequency signal is amplified, passes through a band-pass filter, and is used again for modulation of laser light. The optical signal at the time of photoelectric oscillation is output at the same frequency from the “optical output” portion shown in FIG. 1 and the electric signal from the “RF output” portion shown in FIG. In general, when such an optoelectric oscillator is configured, it is well known that the upper limit value of the oscillation frequency is regulated by the upper limit value of the frequency band of the electric circuit in the feedback circuit portion. This is because, in general, an optical circuit is sufficiently capable of wide-band operation, but it is technically difficult to increase the bandwidth of an electric circuit. Due to the band limitation of the electric circuit, there is a limit to the frequency of the optical modulation signal obtained by the conventional photoelectric oscillator.
上記のように、従来の光電気発振器においては、レーザ光によって励起された高周波信号を帰還して発振に用い、この電気信号を出力している。しかし、一般に、光強度変調あるいは光位相変調において、変調信号の強度を増して変調度を高くすることによって、高次の側帯波が得られる事が知られている。 As described above, in the conventional optoelectric oscillator, a high frequency signal excited by laser light is fed back and used for oscillation, and this electrical signal is output. However, it is generally known that, in light intensity modulation or optical phase modulation, higher-order sidebands can be obtained by increasing the intensity of a modulation signal to increase the modulation degree.
このため、本発明では、光電気発振器においても、高次の側帯波に相当する側帯波を備える光信号を発生するための光電気発振器を得ることを目的としている。 For this reason, an object of the present invention is to obtain an optoelectric oscillator for generating an optical signal having a sideband corresponding to a higher-order sideband.
この発明は、光電気発振器であるが、周波数逓倍機能を持った光変調器を用いるので、電気回路技術により生成できる発振周波数の限界を超えた光電気発振動作を得ることができる。発振器の帰還制御自体はこの電気回路制御の帯域で行われるにもかかわらず、その整数倍の光変調信号を生成することができるので、等価的に既存技術では不可能な高周波の光電気発振器を実現できる。 Although the present invention is an opto-electric oscillator, since an optical modulator having a frequency multiplication function is used, an opto-electric oscillation operation exceeding the limit of the oscillation frequency that can be generated by an electric circuit technique can be obtained. Despite the fact that the feedback control of the oscillator itself is performed in this electrical circuit control band, it is possible to generate an optical modulation signal that is an integral multiple of that, so an equivalent high frequency optoelectronic oscillator is impossible with existing technology. realizable.
本発明の光電気発振器は、レーザ光の入射部と、前記入射部から続く光路上にあって複数の逓倍された変調信号を含む光信号を出力する光変調器と、前記の逓倍された変調信号を含む光信号を高周波電気信号に変換する光電変換器と、前記の光電変換器で得られた高周波電気信号のうち、変調信号に等しい周波数の電気信号を上記の光変調器に再び変調信号として帰還する帰還回路と、上記の光信号の出力部あるいは上記の高周波電気信号の出力部を備える。また、上記の入射部から、上記の発振回路に高周波発振が起こる閾値を超える強度のレーザ光を入射して高周波電気信号を生成し、前記高周波電気信号あるいは、前記高周波電気信号を含む光信号を出力する。 The photoelectric oscillator according to the present invention includes an incident portion of laser light, an optical modulator that outputs an optical signal including a plurality of multiplied modulation signals on an optical path continuing from the incident portion, and the multiplied modulation. A photoelectric converter that converts an optical signal including a signal into a high-frequency electrical signal, and among the high-frequency electrical signals obtained by the photoelectric converter, an electrical signal having a frequency equal to the modulation signal is again transmitted to the optical modulator. And an optical signal output unit or the high-frequency electrical signal output unit. In addition, a laser beam having an intensity exceeding a threshold value at which high-frequency oscillation occurs is incident on the oscillation circuit from the incident unit to generate a high-frequency electric signal, and the high-frequency electric signal or the optical signal including the high-frequency electric signal is generated. Output.
また、上記の光電気発振器は、逓倍された変調信号を含む光信号を、光変調器の非線形特性によって生成することによっても実現できる。これにより、簡単な構成で高次の側帯波を得て、課題を解決することができる。 The above-described photoelectric oscillator can also be realized by generating an optical signal including the multiplied modulation signal by the nonlinear characteristic of the optical modulator. Thereby, a high-order sideband can be obtained with a simple configuration and the problem can be solved.
また、上記の光電気発振器は、逓倍された変調信号を含む光信号を、往復型光変調器を用いて生成することによっても実現できる。この構成によって、容易に高次の側帯波に相当する信号を得ることができる。 The above-described photoelectric oscillator can also be realized by generating an optical signal including a multiplied modulation signal using a reciprocating optical modulator. With this configuration, a signal corresponding to a higher-order sideband can be easily obtained.
また、上記の光電気発振器は、逓倍された変調信号を含む光信号を、ループ構造の光路をもった光変調器を用いて生成することによっても実現できる。 The above-described photoelectric oscillator can also be realized by generating an optical signal including the multiplied modulation signal by using an optical modulator having a loop-structure optical path.
また、上記の光電気発振器の帰還回路には、目標とする発振周波数と重なり部分のある濾波特性をもった電気フィルタを設ける事が望ましい。この構成によって発振周波数を安定化させることができる。 In addition, it is desirable to provide an electric filter having a filtering characteristic that overlaps with a target oscillation frequency in the feedback circuit of the above-described optoelectric oscillator. With this configuration, the oscillation frequency can be stabilized.
また、上記の光電気発振器の帰還回路には、目標とする発振周波数と重なり部分のある濾波特性をもった電気増幅器を設けることが望ましい。 Further, it is desirable to provide an electric amplifier having a filtering characteristic that overlaps with a target oscillation frequency in the feedback circuit of the above-described optoelectric oscillator.
また、上記の光電気発振器の帰還回路には、遅延時間の調整可能な遅延器が設けられていることが望ましい。この遅延器を操作して高周波信号の周波数を調整することができる。 Further, it is desirable that the feedback circuit of the above-mentioned photoelectric oscillator is provided with a delay device capable of adjusting the delay time. The delay unit can be operated to adjust the frequency of the high-frequency signal.
また、上記の光電気発振器の光変調器からの出力は、光増幅器で増幅された後、光電変換器に供給されることが望ましい。この増幅によって、光変調器の変調度を高くすることができる。 Moreover, it is desirable that the output from the optical modulator of the photoelectric oscillator is supplied to the photoelectric converter after being amplified by the optical amplifier. By this amplification, the modulation degree of the optical modulator can be increased.
また、上記の光電気発振器の光変調器は光位相変調器であって、光フィルタが光変調器と光電変換器との間に設けられていることが望ましい。この光フィルタによって、再び変調信号として帰還するための高周波信号を効率的に選択することができる。 In addition, the optical modulator of the above-described optoelectric oscillator is an optical phase modulator, and an optical filter is preferably provided between the optical modulator and the photoelectric converter. This optical filter can efficiently select a high-frequency signal to be fed back as a modulation signal again.
また、上記の光電気発振器の帰還回路に第2の高周波電気信号を注入して、第2の高周波電気信号と同期のとれた高周波信号、あるいは、逓倍された第2の高周波電気信号を含む光信号を出力することが可能である。 In addition, the second high-frequency electric signal is injected into the feedback circuit of the above-described photoelectric oscillator, and the light includes the high-frequency signal synchronized with the second high-frequency electric signal or the multiplied second high-frequency electric signal. It is possible to output a signal.
また、上記の光電気発振器の光路には、遅延時間の調整可能な遅延器が設けられていることが望ましい。この遅延器を操作して高周波信号の周波数を微調整することができる。 Further, it is desirable that a delay device capable of adjusting the delay time is provided in the optical path of the above-described photoelectric oscillator. By operating this delay device, the frequency of the high frequency signal can be finely adjusted.
また、また、上記の光電気発振器では、第3の高周波電気信号が重畳された第2の光信号を光路に注入し、第3の高周波電気信号と同期のとれた高周波電気信号、あるいは、逓倍された第3の高周波電気信号を含む光信号を出力することができる。ここで、第3の高周波電気信号と同期のとれた高周波電気信号とは、第3の高周波電気信号や第3の高周波電気信号の高調波などのように第3の高周波電気信号に周波数及び位相が一致した信号である。 Further, in the above photoelectric oscillator, the second optical signal on which the third high-frequency electric signal is superimposed is injected into the optical path, and the high-frequency electric signal synchronized with the third high-frequency electric signal, or the multiplication is performed. It is possible to output an optical signal including the third high frequency electric signal. Here, the high-frequency electric signal synchronized with the third high-frequency electric signal means that the frequency and phase of the third high-frequency electric signal are the same as those of the third high-frequency electric signal such as the third high-frequency electric signal and the harmonics of the third high-frequency electric signal. Are the matched signals.
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。以下の説明においては、同じ機能あるいは類似の機能をもった装置に、特別な理由がない場合には、同じ符号を用いるものとする。先ず本発明の実施例を図2、図3を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following description, devices having the same function or similar functions are denoted by the same reference numerals unless there is a special reason. First, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図2は、本発明の実施例の一つを示すブロック図である。図2(a)では、レーザ光源1からのレーザ光は、周波数逓倍型光変調器2に導入され、変調電極から入力される周波数fmの高周波信号により変調を受ける。周波数逓倍変調器2は、高次(N)の逓倍周波数N×fmの光変調信号を出力するポート6とを有する。ここで言う周波数逓倍変調器とは,入力する変調周波数を逓倍する機能を持った光変調器を意味する。ここで、Nは、光変調器の種類に依存するがが、2以上の整数である。光変調信号には、これらの光変調信号は光増幅器4で増幅された後、その一部は、光出力ポート3から出力される。また、光フィルタ5で、例えば、上側波帯が選択され、その一部は、光出力ポート6から出力される。光フィルタ5で選択された光は、フォトダイオードの光電変換器7で高周波信号に変換される。この高周波信号は、RF増幅器8で増幅された後、その一部は、RF出力ポート10から出力され、残りは、周波数fmを中心周波数とするバンドパスフィルタ9を介して、帰還信号として、再び周波数逓倍型光変調器2に加えられる。
FIG. 2 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. In FIG. 2 (a), laser light from the laser light source 1 is introduced into the frequency multiplying type
上記の、周波数逓倍型光変調器を用いた光電気発振器において、帰還回路の帰還利得が十分に大きくなるように設計すれば、本発振器は周波数fmで光電気発振を始める。通常の発振器と同じく、帰還利得が帰還ループの損失を超えたとき発振を始め、発振しきい値特性を持つ。発振動作時には、図3のRF出力ポート10から周波数fmの電気的発振信号が、光出力ポート6から周波数fmの光変調信号が、そして光出力ポート3からは、周波数逓倍光変調信号が同時に取り出される。
Described above, in the optical-electrical oscillator using frequency multiplication type optical modulator, be designed to be feedback gain of the feedback circuit is sufficiently large, the oscillator starts to light electrical oscillation at a frequency f m. Like a normal oscillator, it begins to oscillate when the feedback gain exceeds the loss of the feedback loop, and has an oscillation threshold characteristic. During oscillation, an electrical oscillating signal of a frequency f m from the
周波数逓倍型光変調器を用いた図2の光電気発振器において、周波数逓倍型光変調器出力部から光電変換器入力部までの光回路部分は線形回路で構成することが出来るため、構成部品の接続順序は任意でよい。また、光電変換器出力部から周波数逓倍型光変調器入力部までの電気回路においても同様の理由で構成部品の接続順序は任意でよい。 In the optoelectric oscillator of FIG. 2 using a frequency multiplying optical modulator, the optical circuit portion from the frequency multiplying optical modulator output section to the photoelectric converter input section can be composed of a linear circuit. The connection order may be arbitrary. Also, in the electric circuit from the photoelectric converter output unit to the frequency multiplying optical modulator input unit, the connection order of the components may be arbitrary for the same reason.
前述の図2の、周波数逓倍型光変調器を用いた光電気発振器において、光出力ポート4から出力される周波数逓倍光変調信号を、光検出器を用いて光電変換を行うことにより、周波数N×fm以上の逓倍高周波信号を得ることができる。
In the above-described optoelectric oscillator using the frequency multiplying optical modulator shown in FIG. 2, the frequency multiplied optical modulation signal output from the
図2で使用される周波数逓倍型光変調器のひとつの例として、増幅したRF信号で駆動する型の光位相変調器(以降、高強度RF信号駆動型光位相変調器と称す)を用いた場合の基本構成を図3(a)に示す。この例では、N=6である。一般に、光変調器に高強度のRF信号を導入すると、強度変調や位相変調あるいは周波数変調などの光変調の非線形特性により、光変調信号の高次側波帯成分が誘起されることは、よく知られている。特に光位相変調は原理的に非線形変調方式であり、簡単な構成で高次側波帯成分を生成できることも知られている。上記の高強度RF信号駆動型光位相変調器は、光変調器と変調信号を増幅するためのRF増幅器、及び光フィルタにより形成される。図3(a)の回路に、周波数=fmの正弦波信号を十分に増幅して光位相変調器に導入した場合、図3(b)に代表される光スペクトルが得られる。これをfmの整数(N)倍の離調間隔を持ち複数の透過特性のフリンジを持つ光フィルタ14へと導入すると、光の周波数(f0)を中心に、例えば、図3(c)のスペクトル形状で表されるN×fmの周波数距離にある側帯波を携えた光変調信号を得ることができる。また、光位相変調器の光出力をfmの離調間隔を持つ多峰性透過特性を持つ光フィルタ,もしくはfm以上の透過帯域幅を持つ光バンドパスフィルタ15へ導入することにより、図3(d)のスペクトル形状で表されるfmの周波数間隔の光変調信号を得ることができる。
As an example of the frequency multiplying optical modulator used in FIG. 2, an optical phase modulator of a type driven by an amplified RF signal (hereinafter referred to as a high-intensity RF signal driven optical phase modulator) is used. The basic configuration in this case is shown in FIG. In this example, N = 6. In general, when a high-intensity RF signal is introduced into an optical modulator, the higher-order sideband components of the optical modulation signal are often induced by nonlinear characteristics of optical modulation such as intensity modulation, phase modulation, or frequency modulation. Are known. In particular, optical phase modulation is a nonlinear modulation method in principle, and it is also known that high-order sideband components can be generated with a simple configuration. The high-intensity RF signal driven optical phase modulator is formed by an optical modulator, an RF amplifier for amplifying the modulation signal, and an optical filter. When a sine wave signal of frequency = fm is sufficiently amplified in the circuit of FIG. 3A and introduced into the optical phase modulator, an optical spectrum represented by FIG. 3B is obtained. When this is introduced into an
図3の高強度RF信号駆動型光位相変調器を、図2の光電気発振器に適用する場合には、図3(a)の本変調器の入力部に光電気発振器のバンドパスフィルタ9を接続する。また、周波数fmの光フィルタ15の出力信号を光電気発振器の帰還信号として用い、光増幅器を介して光電変換器部へと導入する。また、周波数N×fmの光フィルタ14の出力信号は逓倍光電気発振信号出力として用いる。ただし、上述の光フィルタ14、15の機能は、図2の光電気発振器の構成で用いられる光フィルタ回路で兼用して実現しても良い。
When the high-intensity RF signal drive type optical phase modulator of FIG. 3 is applied to the optoelectric oscillator of FIG. 2, a
図2に示すブロック図で使用される周波数逓倍型光変調器の他の例として、往復逓倍型光変調器の基本構成を図4に示す。往復逓倍変調器は、光位相変調器及び二つの帯域反射型フィルタにより形成される。光位相変調器にはLiNbO3結晶中の電気光学効果を用いた光位相変調器等の既存技術を適用することができる。また、帯域反射型フィルタには、光ファイバグレーティング等の周波数選択性の良い帯域反射型フィルタを適用することができる。 As another example of the frequency multiplying optical modulator used in the block diagram shown in FIG. 2, a basic configuration of a reciprocating multiplying optical modulator is shown in FIG. The reciprocating multiplier is formed by an optical phase modulator and two band reflection filters. As the optical phase modulator, an existing technology such as an optical phase modulator using the electro-optic effect in the LiNbO 3 crystal can be applied. In addition, a band reflection type filter having good frequency selectivity such as an optical fiber grating can be applied to the band reflection type filter.
以上の構成での周波数逓倍動作の原理を図4に示す動作原理図に沿って以下に説明する。光フィルタ16から入力された周波数f0の光は、光変調器17により変調を受け、側波帯成分を生成する。簡単のためにここで用いられる変調方式では非線形成分が僅かにあるとすると、生成される側波帯成分は第1次両側波帯と弱い第2次両側波帯である。この光は光フィルタ18により反射し、再び光変調器へと導入される。この際、搬送波と両側波とが変調を受け、図4(c)に示すスペクトルが得られる。これらの光のうち、搬送波は光フィルタ16を通過するので、図4(d)の様に側波帯のみが反射され、更に変調を受けた後に図4(e)のスペクトルとなる。光フィルタ16と光フィルタ17との間を変調成分は反射を繰り返し、より高次の側波帯信号が生成される。最後には、光フィルタ17の反射帯域を外れた高次側波帯信号成分が、光フィルタ17を通過して出力され、得られた側波帯信号成分のビートにより周波数逓倍が実現される。ここで、変調特性が僅かに非線形である場合には、上記のように、2次の側帯波が変調のたびに生成されるので、その結果、出力に含まれる側帯波には、連続する2つの整数の次数をもった側帯波が含まれることになる。
The principle of the frequency multiplication operation in the above configuration will be described below with reference to the operation principle diagram shown in FIG. The light of frequency f 0 input from the
図4のブロック図内で用いられる光変調器は、側波帯生成を目的としているため、強度変調器等の他の異なる光変調器を用いても良い。また、十分な強度の側波帯成分の生成が可能である場合には、非線形成分の少ない変調方式を用いても良い。図3の高強度RF信号駆動型光位相変調器を併用すれば、高次側波帯成分の生成効率を更に改善することもできる。 Since the optical modulator used in the block diagram of FIG. 4 is intended for sideband generation, other different optical modulators such as an intensity modulator may be used. In addition, when a sufficiently strong sideband component can be generated, a modulation method with few nonlinear components may be used. If the high-intensity RF signal drive type optical phase modulator of FIG. 3 is used in combination, the generation efficiency of the high-order sideband component can be further improved.
上述の往復逓倍型光変調器を図2の光電気発振器に適用する場合には、本変調器の変調信号として光電気発振器の帰還信号であるバンドパスフィルタ9の出力を接続する。また、周波数差fmの光信号が往復逓倍変調器から出力されるので、これを光電変換することにより、周波数fmの高周波信号を得ることができる。これを光電気発振器の帰還信号として用いるには、光増幅器4を介して光電変換器部7へと導入する。この時,fmの帰還信号の強度変調成分を得るために,上側波帯ないしは下側波帯成分を光フィルタ5により選択する。ただし、往復逓倍変調に用いられる狭帯域光フィルタ16、17の光透過特性を、入力光に対して周波数的に非対称に設計することにより、上側波帯と下側波帯の成分比を変え、帰還信号の強度変調成分を得ることも出来る。この場合には光フィルタ5は不要となる。また、fm帰還信号を得るためには,図4内の出力側狭帯域光フィルタの反射率を下げ、反射帯域内から漏出する光信号を用いても良い。この場合においても、上記同様フィルタ5等で帰還信号の強度変調成分を選択する。
When the above-described reciprocating optical modulator is applied to the photoelectric oscillator of FIG. 2, the output of the band-
図2に示すブロック図で使用される周波数逓倍型光変調器の一つの例として、図5に示された基本構成を持つ周回構造型の周波数逓倍型光変調器を用いても良い。光変調器の出力の一部をループ構造により光変調器入力に接続し、変調光を複数回入力させることにより、往復逓倍構造と同様に、高次側波帯成分を効率良く生成する。光電気発振器への接続方法も、往復逓倍構造型光電気発振器の場合と同様である。 As an example of the frequency multiplying optical modulator used in the block diagram shown in FIG. 2, a circular structure type frequency multiplying optical modulator having the basic configuration shown in FIG. 5 may be used. A part of the output of the optical modulator is connected to the optical modulator input by a loop structure, and the modulated light is input a plurality of times, so that a high-order sideband component can be efficiently generated as in the case of the double-frequency multiplication structure. The connection method to the optoelectric oscillator is also the same as in the case of the reciprocating multiplying structure type optoelectric oscillator.
図6に示すブロック図は、図2に示す光電気発信器の出力に、他の光信号あるいは電気信号(外部信号)を重畳するための構成を示す図である。このためには、光信号を注入する方法、帰還信号と外部信号を混合する方法があり、これらを以下に示す。 The block diagram shown in FIG. 6 is a diagram showing a configuration for superimposing another optical signal or an electric signal (external signal) on the output of the photoelectric transmitter shown in FIG. For this purpose, there are a method of injecting an optical signal and a method of mixing a feedback signal and an external signal, which will be described below.
光信号として外部信号を注入するためには、その外部信号で変調された光20を光路11に注入すればよい。この注入は、光増幅器4の前段で行うのが望ましい。
In order to inject an external signal as an optical signal, the light 20 modulated by the external signal may be injected into the
また、帰還信号に重畳するためには、変調器、ミキサーあるいは加算器を混合器21として用いて帰還信号と外部信号とを混合して帰還すればよい。
Further, in order to superimpose on the feedback signal, the feedback signal and the external signal may be mixed and fed back using a modulator, a mixer, or an adder as the
これら注入を同時に、同じ信号で行う場合は、光注入信号と帰還信号に重畳された外部信号とが逆相にならないように調整する必要がある。 When these injections are performed simultaneously with the same signal, it is necessary to adjust so that the light injection signal and the external signal superimposed on the feedback signal are not in reverse phase.
上記の様に外部信号を注入する場合に限らず、発振周波数を僅かに変えたり、高周波発振を安定に持続させるようにするには図7に示すように、帰還回路20において遅延器23を用いて帰還信号を遅延させることが望ましい。このような遅延器は、すでに市販されておりよく知られている。また、光路11上に光遅延器22を設けて光信号を遅延させてもよい。このような光遅延器も既によく知られている。
As shown above, the
上記の本発明の光電気発振器を用いることにより、図8に示すように、所謂ファイバーラジオを構成することができる。この場合は、光電気発振器内の帰還信号をデータ変調信号で変調するか、もしくは、データ信号の重畳された周波数fMのRF信号で変調された光が、伝送路30を通過した後、帰還信号周波数fBをもった光電気発振器により、nを予め決めた自然数のひとつとして、周波数n×fBの信号を副搬送波とし、周波数fMのRF信号で変調された光が得られる。この光を光電変換し、必要な信号を濾波器で選択することにより、周波数n×fBの信号を搬送波とし周波数fMの信号で変調されたラジオ波をえることができる。
By using the photoelectric oscillator of the present invention, a so-called fiber radio can be configured as shown in FIG. In this case, the feedback signal in the photoelectric oscillator is modulated by the data modulation signal, or the light modulated by the RF signal having the frequency f M on which the data signal is superimposed passes through the
また、図9に示すように、fMの周波数で変調された光信号を、上記の本発明の光電気発振器に通すことにより、周波数n×fBの信号を副搬送波をもった光信号が得られるので、この光信号を伝送路30で伝送する。この信号を無線送信機へ導入する。無線送信機内では、光電変換器により二乗検波して無線信号へ変換し、空中線から送信する。
Further, as shown in FIG. 9, by passing an optical signal modulated at a frequency of f M through the photoelectric oscillator of the present invention, an optical signal having a subcarrier is converted into a signal of frequency n × f B. As a result, the optical signal is transmitted through the
これらの方式の特徴は、周波数逓倍型光変調器を用いた光電気発振器の周波数逓倍機構により、通常の電気的発振器では得られない高周波信号をキャリアとしたファイバラジオシステムを構成できる点である。 A feature of these systems is that a fiber radio system using a high frequency signal that cannot be obtained by a normal electric oscillator as a carrier can be configured by a frequency multiplying mechanism of an optoelectric oscillator using a frequency multiplying optical modulator.
上記のように、本発明の光電気発振器は、周波数逓倍型光変調器を用いる構成としたので、電気技術の整数倍の光変調信号を生成することができる。そのため、本技術を用いれば、従来の電気回路技術では生成不能あるいは困難であった高周波数の発振器の機能を、簡易かつ低コストに実現できる。 As described above, since the optoelectric oscillator of the present invention is configured to use a frequency multiplying optical modulator, it can generate an optical modulation signal that is an integral multiple of the electrical technology. Therefore, if this technology is used, the function of a high-frequency oscillator that cannot be generated or difficult by the conventional electric circuit technology can be realized simply and at low cost.
また、本発明の光電気発振器は、発振信号の振幅制御、及び周波数制御機構を備えており、これらの制御により、生成される高周波信号に情報を乗せることができる。従って、本発明技術を発振器として用いたファイバーラジオを構成することができる。 The optoelectric oscillator of the present invention includes an oscillation signal amplitude control and a frequency control mechanism, and information can be put on the generated high-frequency signal by these controls. Therefore, a fiber radio using the technique of the present invention as an oscillator can be configured.
1 レーザ光源
2 光変調器
3 光出力ポート
4 光増幅器
5 光フィルタ
6 光出力ポート
7 光電変換器
8 RF増幅器
9 バンドパスフィルタ
10 RF出力ポート
11 光路
12 位相変調器
13 RF増幅器
14、15、16、17 光フィルタ
18 光変調器
20 光注入部
21 混合器
22 光遅延器
23 遅延器
30 伝送路
31 光変調器
32 濾波器
33 スペクトル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser
Claims (12)
前記入射部から続く光路上にあって複数の逓倍された変調信号を含む光信号を出力する光変調器と、
前記の逓倍された変調信号を含む光信号を高周波電気信号に変換する光電変換器と、
前記の光電変換器で得られた高周波電気信号のうち、変調信号に等しい周波数の電気信号を上記の光変調器に再び変調信号として帰還する帰還回路と、
上記の光信号の出力部あるいは上記の高周波電気信号の出力部を備える発振回路で、
上記の入射部から、上記の発振回路に高周波発振が起こる閾値を超える強度のレーザ光を入射して高周波電気信号を生成し、前記高周波電気信号あるいは、前記高周波電気信号を含む光信号を出力することを特徴とする光電気発振器。 A laser beam incident portion;
An optical modulator that outputs an optical signal including a plurality of multiplied modulation signals on an optical path continuing from the incident portion;
A photoelectric converter that converts the optical signal including the multiplied modulation signal into a high-frequency electrical signal;
Among the high-frequency electrical signals obtained by the photoelectric converter, a feedback circuit that feeds back an electrical signal having a frequency equal to the modulation signal to the optical modulator as a modulation signal again;
An oscillation circuit including the optical signal output unit or the high-frequency electrical signal output unit,
A laser beam having an intensity exceeding a threshold value at which high-frequency oscillation occurs is incident on the oscillation circuit from the incident unit to generate a high-frequency electrical signal, and output the high-frequency electrical signal or the optical signal including the high-frequency electrical signal An optoelectric oscillator characterized by that.
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