JP2007215165A - 角度変調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光変調信号が有する不要波成分に依存することなく、雑音特性および歪み特性に優れた角度変調装置を提供する。
【解決手段】角度変調装置（１０）は、光ＳＳＢ変調部（１０３ａ）と、光ＳＳＢ−ＳＣ変調部（１０４ａ）と、光角度変調部（１０５）とを備えている。光ＳＳＢ変調部（１０３ａ）の出力信号を、光ＳＳＢ−ＳＣ変調部（１０４ａ）にて強度変調することで、光検波部（１０７）から出力される角度変調信号に、不要な角度変調信号が重なることを防ぐことが可能となる。さらに、フィルタ（１０８）が光検波部（１０７）から出力される角度変調信号成分の内、不要波成分を含まない角度変調信号成分のみを濾波することにより、角度復調後の歪み特性の劣化を防ぐことが可能となる。したがって、本発明における角度変調装置は雑音特性および歪み特性に優れた角度変調信号を出力することが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、角度変調装置に関し、より特定的には、光ファイバ伝送装置において、多チャンネルのアナログ映像信号やデジタル映像信号を伝送するための角度変調装置に関する。

従来、多チャンネルのアナログ映像信号やデジタル映像信号を広帯域な角度変調信号に変換する角度変調装置として、図１３に示す構成を用いた角度変調装置が適用されてきた。このような角度変調装置は、例えば文献（Ｋ．Ｋｉｋｕｓｈｉｍａ、ｅｔ ａｌ．，“Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｐｅｒ Ｗｉｄｅ−Ｂａｎｄ ＦＭ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｓｃｈｅｍｅ ａｎｄ Ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｏ Ｍｕｌｔｉ−Ｃｈａｎｎｅｌ ＡＭ Ｖｉｄｅｏ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ”， ＩＯＯＣ’９５ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ，Ｖｏｌ．５ ＰＤ２−７， ｐｐ．３３−３４）にその動作などが詳しく説明されている。

図１３は、従来の角度変調装置９０の構成を示す図である。図１３において、角度変調装置９０は、光周波数制御部９０１と、光変調部９０２と、局発光源９０３と、光合波部９０４と、光検波部９０５とを備える。また、第１の信号源９０６は、角度変調装置９０へ電気信号を出力する。

光変調部９０２には、第１の信号源９０６から出力される電気信号が入力される。電気信号は、例えば、周波数ｆ１〜ｆｎの信号が周波数多重された信号である。光変調部９０２は、入力された電気信号に応じて出力する光の周波数を変化させることによって、第１の信号源９０６から出力される電気信号を光周波数変調信号に変換する。

光変調部９０２は、例えば半導体レーザで構成される。一般に半導体レーザは、一定の電流が注入されると、所定周波数ｆＦＭの光を発振する。さらに、半導体レーザは、振幅変調した電流を注入すると、注入された電流に応じて出力する光の周波数を変化させ、光周波数ｆＦＭを中心とした光周波数変調信号を出力する。したがって、光変調部９０２は、第１の信号源９０６から出力された電気信号を光周波数変調信号に変換し、当該光周波数変調信号を出力する。

局発光源９０３は、所定周波数ｆＬｏｃａｌの無変調光を出力する。

光合波部９０４は、光変調部９０２から出力される光信号および局発光源９０３から出力される光を合波して、合波光信号として出力する。

光検波部９０５は、例えば自乗検波特性を有するフォトダイオードで構成される。光検波部９０５は、光合波部９０４から出力された合波光信号を光ヘテロダイン検波する。詳細には、光検波部９０５は、所定周波数ｆＦＭとｆＬｏｃａｌとの光周波数差に相当する周波数ｆｃ（＝｜ｆＦＭ―ｆＬｏｃａｌ｜）を中心周波数とした差ビート信号を出力する。光検波部９０５は、入力される合波光信号を光ヘテロダイン検波することにより、第１の信号源９０６から出力される電気信号を元信号とした、搬送波周波数ｆｃの角度変調信号（周波数変調信号）を出力する。

光周波数制御部９０１は、光変調部９０２から出力される光信号の中心周波数ｆＦＭおよび局発光源９０３から出力される光の光周波数ｆＬｏｃａｌが互いに一定の周波数差を有するように光変調部９０２および局発光源９０３を制御し、光検波部９０５から出力される角度変調信号の中心周波数ｆｃを安定化する。

角度変調装置９０では、光信号処理による高い変調効率（一般の電気回路方式の場合と比較して１０倍以上の変調効率）を利用することにより、一般の電気回路では生成が困難な周波数が非常に高く、かつ広帯域な（周波数偏移量または位相偏移量の大きい）角度変調信号を容易に生成することができる。

しかし、光変調部９０２に半導体レーザを用いた場合、角度変調装置９０の出力する角度変調信号の位相雑音が大きくなる。角度変調装置９０が備える光変調部９０２および局発光源９０３の出力する光信号は位相レベルの相関性を有していない。したがって、角度変調装置９０が出力する角度変調信号の位相雑音は、光変調部９０２および局発光源９０３の出力する光信号の位相雑音の和に等しくなる。位相雑音を含んだ角度変調信号を復調した電気信号は、大きな白色雑音を含む。したがって、従来の角度変調装置９０は、この雑音によって復調信号の品質が著しく劣化するという問題点を有している。

さらに、角度変調装置９０は、角度変調信号の周波数を安定化させるために、光変調部９０２および局発光源９０３が出力する光信号の周波数を制御する制御回路（光周波数制御部９０１）を必要とする。したがって、角度変調装置９０の構成が複雑になるという問題点を有している。

このような問題に対して、光信号処理によって、非常に周波数が高く、かつ広帯域である角度変調を実現しながら、簡易な構成によって位相雑音を抑圧し、雑音特性を改善することができる角度変調装置が提案されている。

図１４は、特許文献１に記載されている従来の角度変調装置９１の構成を示す図である。図１４において角度変調装置９１は、光源９１１と、光分岐部９１２と、光角度変調部９１３と、光強度変調部９１４と、光合波部９１５と、光検波部９１６とを備える。

第１の光源９１１は、所定周波数ｆ０の無変調光を出力する。

光分岐部９１２は、第１の光源９１１から出力された無変調光を分岐し、分岐した無変調光を第１および第２の光として出力する。

光角度変調部９１３は、第１の信号源９０６から所定周波数ｆ１〜ｆｎの周波数成分を含む周波数多重された第１の電気信号が入力される。光角度変調部９１３は、入力された第１の電気信号に応じて、光分岐部９１２から出力される第１の光を光角度変調し、第１の光信号として出力する。第１の光信号は、光源９１１と同じ位相雑音を有する。図１６Ａは、光角度変調部９１３から出力される第１の光信号の光スペクトルの一例を示す模式図である。

光強度変調部９１４には、第２の信号源９１７から所定周波数ｆｃを有する第２の電気信号が入力される。光強度変調部９１４は、入力された第２の電気信号に応じて、光分岐部９１２から出力される第２の光を光強度変調（光振幅変調）し、第２の光信号として出力する。

光強度変調部９１４として、例えば少なくとも三つのマッハツェンダ型干渉計（以下、「ＭＺ型干渉計」という）がニオブ酸リチウム基板等の結晶基板上に配置される、搬送波抑圧単一側波帯光強度変調部（以下、「光ＳＳＢ−ＳＣ変調部」という）が提案されている。

図１５は、光ＳＳＢ−ＳＣ変調部９２０の構成を示す図である。光ＳＳＢ−ＳＣ変調部９２０は、第１のＭＺ型干渉計９２１と、第２のＭＺ型干渉計９２２と、第３のＭＺ型干渉計９２３と、分岐部９２４と、第１の位相反転部９２５と、第２の位相反転部９２６とを備える。

光ＳＳＢ−ＳＣ変調部９２０は、光分岐部９１２から入力された第２の光を第１および第２の光搬送波に分岐する。第１の光搬送波は、第１のＭＺ型干渉計９２１に入力され、第２の光搬送波は、第２のＭＺ型干渉計９２２に入力される。

光ＳＳＢ−ＳＣ変調部９２０は、第１の信号源９０６から入力される第１の電気信号ｆｃ１を、分岐部９２４において、位相が第１の電気信号ｆｃ１と同じ電気信号ｆｃ１ａと、位相が第１の電気信号と９０°異なる電気信号ｆｃ１ｂの２つの電気信号に分岐する。第１の位相反転部９２５は、電気信号ｆｃ１ａを、位相が電気信号ｆｃ１ａと同じ電気信号ｆｃ１ａａと、位相が電気信号ｆｃ１ａと１８０°異なる電気信号ｆｃ１ａｂとに分岐して、分岐した電気信号のそれぞれを第１のＭＺ型干渉計９２１の電極のそれぞれへ出力する。一方、第２の位相反転部９２６は、電気信号ｆｃ１ｂを、位相が電気信号ｆｃ１ｂと９０°異なる電気信号ｆｃ１ｂａと、位相が電気信号ｆｃ１ｂと２７０°異なる電気信号ｆｃ１ｂｂとに分岐して、分岐した電気信号のそれぞれを第２のＭＺ型干渉計９２２の電極のそれぞれへ出力する。

第１のＭＺ型干渉計９２１は、電気信号ｆｃ１ａａおよび電気信号ｆｃ１ａｂを元信号として第１の光搬送波を変調し、変調された第１の光搬送波の位相を第１のバイアス電圧Ｖ１で調整して、第１の光強度変調信号として出力する。第２のＭＺ型干渉計９２２は、電気信号ｆｃ１ｂａおよび電気信号ｆｃ１ｂｂを元信号として第２の光搬送波を変調し、変調された第２の光搬送波の位相を第２のバイアス電圧Ｖ２で調整して、第２の光強度変調信号として出力する。第３のＭＺ型干渉計９２３は、第１および第２の光強度変調信号の位相を第３のバイアス電圧Ｖ３で調整して、位相が調整された２つの光強度変調信号を合波して出力する。これにより、光ＳＳＢ−ＳＣ変調部９２０は、入力される光を光ＳＳＢ−ＳＣ変調して、光強度変調信号として出力することができる。

図１６Ｂは、このような光強度変調部（光ＳＳＢ−ＳＣ変調部）９１４から出力される光信号の光スペクトラムの一例を示す模式図である。図１６Ｂに示す通り、光強度変調部９１４が出力する第２の光信号は、光搬送波成分が抑圧され、光搬送波成分から周波数ｆｃだけシフトされた単一側波帯成分のみを有している。第２の光信号は光源９１１と同じ位相雑音を有する。

光合波部９１５は、光角度変調部９１３から出力される第１の光信号と、光強度変調部１００４から出力される第２の光信号とを合波し、合波光信号として出力する。

光検波部９１６は、例えば自乗検波特性を有するフォトダイオードで構成される。光検波部９１６は、自乗検波特性によって、光合波部９１５から出力される合波光信号を光ホモダイン検波し、光合波部９１５に入力される第１および第２の光信号間の差ビート信号を生成して、出力する。図１６Ｃは、光検波部９１６から出力される差ビート信号の光スペクトルの一例を示す模式図である。図に示す通り、当該差ビート信号は、光角度変調部９１３から出力される第１の光信号がダウンコンバートされた角度変調信号であり、その中心周波数はｆｃである。

ここで、第１および第２の光信号は、光源９１１と同じ位相雑音を有する。したがって、第１の光信号の周波数が変動しても、第２の光信号の周波数も全く同様に変動するので、これらの信号の周波数差は、周波数の変動にかかわらず常に一定となり、第１および第２の光信号が有する位相雑音は相殺され、当該差ビート信号の位相雑音は一定となる。したがって、図１４に示す角度変調装置によれば、理論的には、雑音特性の良好な角度変調信号を得ることができる。
特開２００１−１３３８２４号公報（第２５頁、図１） 特開平１１−３４０９２６号公報（第１８頁、図５）

しかしながら、前述の光ＳＳＢ−ＳＣ変調器は、各ＭＺ型干渉計での光の分岐比や導波路の波長依存性の作製上生じる誤差のために、実際には、出力する光信号の光片側波帯成分を十分に抑圧できないという課題を有している。

図１６Ｄは、光搬送波成分および光側波帯成分を十分に抑圧できていない光信号の光スペクトラムの一例を示す模式図である。この残留光搬送波成分Ｇ２および残留光側波帯成分Ｇ３の抑圧比に依存して、光検波部９１６から出力される角度変調信号を復調した後の歪み特性が大きく変化することが分かっている。

図１６Ｅは、図１６Ｄに示す光スペクトラムを有する光信号が光強度変調部（光ＳＳＢ−ＳＣ変調部）９１４から出力された場合の、光検波部９１６が出力する信号のスペクトラムを示す模式図である。図１６Ｅにおいて、所望の角度変調信号Ｅ１は、図１６Ａに示す光角度変調部９１３から出力される第１の光信号と、図１６Ｄにおける所望の光側波帯成分Ｇ１との差ビート成分として生成される。同様に、不要な角度変調信号Ｅ２は、図１６Ａに示す第１の光信号と、図１６Ｄにおける残留光側波帯成分Ｇ３とから生成される。同様に、不要な角度変調信号Ｅ３は、図１６Ａに示す第１の光信号と、図１６Ｄにおける残留光搬送波成分Ｇ２とから生成される。

図１６Ｅにおいて、不要な角度変調信号Ｅ２は、所望の角度変調信号Ｅ１と同じ中心周波数を有し、信号帯域が重なっているため、歪み特性を劣化させる。したがって、図１６Ｄにおける残留光側波帯成分Ｄ３が、歪み特性劣化を発生させる要因であると考えられる。さらに、図１６Ｅにおいて、不要な角度変調信号Ｅ３も、そのレベルが大きくなると、所望の角度変調信号Ｅ１と重なる信号帯域が発生し、歪み特性を劣化させる。したがって、図１６Ｄにおける残留光搬送波成分Ｇ２も、歪み特性劣化を発生させる要因であると考えられる。

図１７Ａ及び図１７Ｂは上記事象に関する実験結果を示す図である。図１７Ａにおいて、横軸は所望の光側波帯成分Ｇ１に対する残留光側波帯成分Ｇ３の抑圧比を示す。縦軸は角度変調信号を復調した後に検出される歪み量を示す。さらに、図１７Ｂにおいて、横軸は所望の光側波帯成分Ｇ１に対する残留光搬送波成分Ｇ２の抑圧比を示す。縦軸は角度変調信号を復調した後に検出される歪み量を示す。図１７Ａおよび図１７Ｂは、復調信号がどの周波数であっても、残留光搬送波成分Ｇ２および残留光側波帯成分Ｇ３の抑圧比の増加に応じて、歪み量が減少していることを示している。したがって、残留光搬送波成分Ｇ２および残留光側波帯成分Ｇ３が歪み特性の劣化に影響を与えていることが考えられる。

このような課題に対し、光強度変調部（光ＳＳＢ−ＳＣ変調部）９１４から出力される光変調信号を光フィルタなどにより濾波することで、所望の光周波数成分のみを抽出するという手法が考えられる（例えば、特許文献２参照）。特許文献２には、光フィルタとして光バンドパスフィルタなどを用いることが記載されている。

しかしながら、所望の光側波帯成分Ｇ１と残留光側波帯成分Ｇ３との周波数間隔、すなわち発生させる所望の角度変調信号の搬送波周波数が、例えば１０ＧＨｚ程度のマイクロ波帯である場合、当該周波数間隔は非常に狭いのに対し、現在一般に入手できる光フィルタは５０ＧＨｚ程度の帯域幅を有しており、所望の光側波帯成分Ｄ１のみを光信号の状態で濾波することができないという課題を有している。

本発明は、上記の課題を解決するために、光強度変調部と光角度変調部を用いて、残留光搬送波成分と残留光側波帯成分との中心周波数を遷移させた後に合波することで、光フィルタを用いることなく伝送信号の歪み特性を改善することができる角度変調装置を提供することを目的とする。

上記のような目的を達成するために、本発明は、以下に示すような特徴を有している。

本発明の第１の局面は、入力信号を角度変調信号に変換するための角度変調装置であって、光源と、前記光源から出力される光を第１の経路を伝搬する光と第２の経路を伝搬する光とに分岐する光分岐部と、前記第１の経路上に配置され、入力される光を周波数ｆｃ２の第２の電気信号で強度変調する第１の光強度変調部と、前記第２の経路上に配置され、入力される光を入力される信号で角度変調する第１の光角度変調部と、前記第１の経路を伝搬する光と前記第２の経路を伝搬する光とを、当該第１の経路および当該第２の経路のそれぞれの終点において合波する光合波部と、前記第１の光強度変調部又は前記第１の光角度変調部のいずれか一方の前段に配置され、前記周波数ｆｃ２と異なる周波数ｆｃ１の第１の電気信号で入力される光を強度変調し、強度変調された光を出力する第２の光強度変調部と、自乗検波特性を有し、前記光合波部から出力される光信号を角度変調信号に変換する光検波部とを備える。

本発明の第２の局面は、第１の局面において、第２の光強度変調部は、第１の光強度変調部の前段に配置され、入力される光を光ＳＳＢ変調し、第１の光強度変調部は、光ＳＳＢ変調された光を光ＳＳＢ−ＳＣ変調してもよい。

本発明の第３の局面は、第２の局面において、光角度変調部から出力される光信号の帯域幅をＢとすると、｜ｆｃ１−ｆｃ２｜＞Ｂ／２、かつ２×ｆｃ２−ｆｃ１＞Ｂを満たしてもよい。

本発明の第４の局面は、第１の局面において、第２の光強度変調部は、第１の光強度変調部の前段に配置され、入力される光を光ＳＳＢ−ＳＣ変調し、第１の光強度変調部は、光ＳＳＢ−ＳＣ変調された光を光ＳＳＢ変調してもよい。

本発明の第５の局面は、第４の局面において、光角度変調部から出力される光信号の帯域幅をＢとすると、｜ｆｃ１−ｆｃ２｜＞Ｂ／２、かつ２×ｆｃ２−ｆｃ１＞Ｂを満たしてもよい。

本発明の第６の局面は、第１の局面において、第２の光強度変調部は、第１の光角度変調部の前段に配置されてもよい。

本発明の第７の局面は、第６の局面において、第１の光強度変調部は、入力される光を光ＳＳＢ−ＳＣ変調し、第２の光強度変調部は、入力される光を光ＳＳＢ−ＳＣ変調し、第１の光角度変調部は、光ＳＳＢ−ＳＣ変調された光を入力信号で角度変調してもよい。

本発明の第８の局面は、第７の局面において、第１の光強度変調部の後段に配置され、第１の経路を伝搬する光の伝搬遅延量と第２の経路を伝搬する光の伝搬遅延量とが等しくなるように、第１の経路を伝搬する光を伝搬遅延させる光遅延調整部を更に備えてもよい。

本発明の第９の局面は、第６の局面において、第２の光強度変調部は、分岐された第２の経路を伝搬する光を、第１の電気信号と、位相を１８０°ずらされた当該第１の電気信号とで光ＤＳＢ変調する第１の光ＤＳＢ変調部と、分岐された第２の経路を伝搬する光を、位相を９０°ずらされた第１の電気信号と、位相を９０°ずらされた後、更に位相を１８０°ずらされた第１の電気信号とのそれぞれで光ＤＳＢ変調する第２の光ＤＳＢ変調部とを含み、第１の光角度変調部は、入力信号で、第１の光ＤＳＢ変調部から出力される光と、第２の光ＤＳＢ変調部から出力される光とのそれぞれを光角度変調した後、合波してもよい。

本発明の第１０の局面は、第６の局面において、入力信号を、位相が当該入力信号と同じ同相信号と、当該入力信号の位相を反転させた逆相信号とに分岐する位相反転部と、第１の光強度変調部の後段に配置され、入力される光を入力される信号で光角度変調する第２の光角度変調部とを更に備え、第１の光角度変調部は、入力される光を同相信号で角度変調してもよい。

本発明の第１１の局面は、第１０の局面において、第１の光強度変調部は、入力される光を光ＳＳＢ―ＳＣ変調することを特徴とし、第２の光強度変調部は、入力される光を光ＳＳＢ−ＳＣ変調してもよい。

本発明の第１２の局面は、第１０の局面において、第２の光強度変調部は、分岐された第２の経路を伝搬する光を、第１の電気信号と、位相を１８０°ずらされた第１の電気信号とで光ＤＳＢ変調する第１の光ＤＳＢ変調部と、分岐された第２の経路を伝搬する光を、位相を９０°ずらされた第１の電気信号と、位相を９０°ずらされた後、更に位相を１８０°ずらされた第１の電気信号とで光ＤＳＢ変調する第２の光ＤＳＢ変調部とを含み、第１の光強度変調部は、分岐された第１の経路を伝搬する光を、第２の電気信号と、位相を１８０°ずらされた第２の電気信号とで光ＤＳＢ変調する第３の光ＤＳＢ変調部と、分岐された第１の経路を伝搬する光を、位相を９０°ずらされた第２の電気信号と、位相を９０°ずらされた後、更に位相を１８０°ずらされた第２の電気信号とで光ＤＳＢ変調して出力する第４の光ＤＳＢ変調部とを含み、第１の光角度変調部は、同相信号で、第１の光ＤＳＢ変調部から出力される光と、第２の光ＤＳＢ変調部から出力される光とのそれぞれを光角度変調した後、合波することを特徴とし、第２の光角度変調部は、逆相信号で、第３の光ＤＳＢ変調部から出力される光と、第４の光ＤＳＢ変調部から出力される光とのそれぞれを光角度変調した後、合波してもよい。

本発明の第１３の局面は、第７の局面又は第９の局面のいずれか一方において、光検波部から出力される角度変調信号の内、中心周波数｜ｆｃ１−ｆｃ２｜を有する角度変調信号の帯域幅をＢ１とし、中心周波数ｆｃ１を有する角度変調信号の帯域幅をＢ２とすると、ｆｃ１＜ｆｃ２のとき、｜ｆｃ１−ｆｃ２｜≧Ｂ１／２、かつ｜ｆｃ１−ｆｃ２｜＋Ｂ１／２＜ｆｃ１−Ｂ２／２を満たしてもよい。

本発明の第１４の局面は、第７の局面又は第９の局面のいずれか一方において、光検波部から出力される角度変調信号の内、中心周波数｜ｆｃ１−ｆｃ２｜を有する角度変調信号の帯域幅をＢ１とし、中心周波数ｆｃ２を有する角度変調信号の帯域幅をＢ３とすると、ｆｃ１＞ｆｃ２のとき、｜ｆｃ１−ｆｃ２｜≧Ｂ１／２、かつ｜ｆｃ１−ｆｃ２｜＋Ｂ１／２＜ｆｃ２−Ｂ３／２を満たしてもよい。

本発明の第１の局面によれば、残留光搬送波成分および残留光片側波帯成分を含む光を検波することによって生じる不要な角度変調信号が、所望の角度変調信号に与える悪影響を抑圧して、伝送される入力信号の雑音特性および歪み特性に優れた広帯域な角度変調信号を提供することができる。

本発明の第２の局面によれば、角度変調信号の内、不要な角度変調信号が、所望の搬送波周波数を有する角度変調信号に与える影響を抑圧するために、残留光片側波帯成分を所望の周波数帯域に遷移させることができる。

本発明の第３の局面によれば、角度変調信号の内、不要な角度変調信号が、所望の搬送波周波数を有する角度変調信号に重畳するのを防ぐことができる。

本発明の第４の局面によれば、角度変調信号の内、不要な角度変調信号が、所望の搬送波周波数を有する角度変調信号に与える影響を抑圧するために、残留光片側波帯成分を所望の周波数帯域に遷移させることができる。

本発明の第５の局面によれば、角度変調信号の内、不要な角度変調信号が、所望の搬送波周波数を有する角度変調信号に重畳するのを防ぐことができる。

本発明の第６の局面によれば、所望の搬送波周波数を有する角度変調信号と同じ周波数に生じる残留搬送波成分が、所望の搬送波周波数を有する角度変調信号に与える影響を抑圧することができる。

本発明の第７の局面によれば、所望の搬送波周波数を有する角度変調信号と同じ周波数に生じる不要な角度変調信号成分が、所望の搬送波周波数を有する角度変調信号に与える影響を抑圧するために、残留光片側波帯成分および残留光搬送波成分を所望の周波数帯域に遷移させることができる。

本発明の第８の局面によれば、所望の搬送波周波数を有する角度変調信号と同じ周波数に生じる不要な角度変調信号成分が、所望の搬送波周波数を有する角度変調信号に与える影響を更に抑圧することができる。

本発明の第９の局面によれば、第２の光強度変調部と第１の光角度変調部との２つの構成要素を１つの構成要素とすることができ、簡易な構成の角度変調装置を提供することができる。

本発明の第１０の局面によれば、入力信号と、位相を反転した入力信号とで光角度変調することにより、角度変調信号の位相偏位量を増大させることができる。

本発明の第１１の局面によれば、所望の搬送波周波数を有する角度変調信号と同じ周波数に生じる不要な角度変調信号成分が、所望の搬送波周波数を有する角度変調信号に与える影響を抑圧すると同時に角度変調信号の位相偏位量を増大させることができる。

本発明の第１２の局面によれば、第２の光強度変調部と第１の光角度変調部および第１の光強度変調部と第２の光角度変調部をそれぞれを１つの構成要素とすることができ、簡易な構成で、角度変調信号の位相偏位量を増大させることができる角度変調装置を提供することができる。

本発明の第１３の局面によれば、ｆｃ１＜ｆｃ２のときに、角度変調信号の内、不要な角度変調信号成分が、所望の搬送波周波数を有する角度変調信号に重畳するのを防ぐことができる。

本発明の第１４の発明によれば、ｆｃ１＞ｆｃ２のときに、角度変調信号の内、不要な角度変調信号成分が、所望の搬送波周波数を有する角度変調信号に重畳するのを防ぐことができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態における角度変調装置１０の構成を示すブロック図である。図１において、角度変調装置１０は、光源１０１と、光分岐部１０２と、単一側波帯光強度変調部（以下、「光ＳＳＢ変調部」という）１０３ａと、搬送波抑圧単一側波帯光強度変調部（以下、「光ＳＳＢ−ＳＣ変調部」という）１０４ａと、光角度変調部１０５と、光合波部１０６と、光検波部１０７とを備える。第１の実施形態では、光ＳＳＢ−ＳＣ変調部１０４ａが特許請求の範囲に記載の第１の光強度変調部として機能し、光ＳＳＢ変調部１０３ａが特許請求の範囲に記載の第２の光強度変調部として機能する。

光源１０１は、所定の周波数ｆ０の無変調光Ｌ０を出力する。

光分岐部１０２は、光源１０１から出力される無変調光Ｌ０を分岐し、第１の光Ｏｍ１ａおよび第２の光Ｏｍ２ａを出力する。

光ＳＳＢ変調部１０３ａには、第１の光Ｏｍ１ａと、第１の信号源１０９から出力される所定の周波数ｆｃ１を有する第１の電気信号Ｅ１とが入力される。光ＳＳＢ変調部１０３ａは第１の電気信号Ｅ１の振幅に応じて、第１の光Ｏｍ１ａを光ＳＳＢ変調し、変調された信号を第１の光信号Ｏｍ１ｂとして出力する。

図２Ａは、光ＳＳＢ変調部１０３ａから出力される第１の光信号Ｏｍ１ｂの光スペクトラムの一例を示す図である。図２Ａにおいて、第１の光信号Ｏｍ１ｂは光搬送波成分と光片側波帯成分とを含む光変調信号である。

光ＳＳＢ−ＳＣ変調部１０４ａには、第１の光信号Ｏｍ１ｂと、第２の信号源１１０から出力される所定の周波数ｆｃ２を有する第２の電気信号Ｅ２とが入力される。光ＳＳＢ−ＳＣ変調部１０４ａは、第２の電気信号Ｅ２の振幅に応じて、第１の光信号Ｏｍ１ｂを光ＳＳＢ−ＳＣ変調し、光ＳＳＢ―ＳＣ変調された第１の光信号Ｏｍ１ｂを第２の光信号Ｏｍ１ｃとして出力する。

図２Ｂは、光ＳＳＢ―ＳＣ変調部１０４ａが出力する第２の光信号Ｏｍ１ｃのスペクトラムの一例を示す図である。図２Ｂにおいて、第２の光信号Ｏｍ１ｃは、図２Ａにおける周波数成分Ｆｅ１に対応する周波数成分Ｆｅ３と、図２Ａにおける周波数成分Ｆｅ２に対応する周波数成分Ｆｅ４とを含む搬送波抑圧単一側波帯の光変調信号である。また、図２Ｂにおいて、第２の光信号Ｏｍ１ｃは、周波数成分Ｆｅ１に対応する残留片側波帯成分Ｆｓ１と、周波数成分Ｆｅ２に対応する残留片側波帯成分Ｆｓ２とを含む。

光角度変調部１０５には、第２の光Ｏｍ２ａと、第３の信号源１１１から出力される第３の電気信号Ｅ３とが入力される。例えば、第３の電気信号Ｅ３は、周波数ｆ１〜ｆｎの信号が多重化された信号である。光角度変調部１０５は、第３の電気信号Ｅ３の振幅に応じて、第２の光Ｏｍ２ａを光角度変調（光位相変調または光周波数変調）し、光角度変調された第２の光Ｏｍ２ａを第３の光信号Ｏｍ２ｂとして出力する。図２Ｃは、光角度変調部１０５が出力する第３の光信号Ｏｍ２ｂのスペクトラムの一例を示す模式図である。

光合波部１０６は、光ＳＳＢ―ＳＣ変調部１０４ａから出力される第２の光信号Ｏｍ１ｃと、光角度変調部１０５から出力される第３の光信号Ｏｍ２ｂとを合波し、合波光信号Ｏｃを出力する。

光検波部１０７は、例えば自乗検波特性を有するフォトダイオードで構成される。光検波部１０７は自乗検波特性によって、光合波部１０６から出力される合波光信号Ｏｃを光ホモダイン検波し、これらの信号間の差ビート信号Ｄｂを生成して、差ビート信号Ｄｂを出力する。当該差ビート信号Ｄｂは、第３の光信号Ｏｍ２ｂをダウンコンバートした信号である。

図２Ｄは、光検波部１０７から出力される差ビート信号Ｄｂのスペクトラムの一例を示す図である。図２Ｄにおいて、差ビート信号Ｄｂは、中心周波数が｜ｆｃ１−ｆｃ２｜である角度変調信号成分Ｆａ１と、中心周波数がｆｃ２である不要波成分を含む角度変調信号Ｆａ２と、中心周波数が（ｆｃ１＋ｆｃ２）である不要波成分Ｆａ３とを含む。

図２Ｄにおいて、角度変調信号成分Ｆａ１は、図２Ｂに示される周波数成分Ｆｅ３が中心周波数｜ｆｃ１−ｆｃ２｜にダウンコンバートされた差ビート信号成分である。不要波成分を含む角度変調信号Ｆａ２は、周波数成分Ｆｅ４と残留片側波帯成分Ｆｓ２とが周波数ｆｃ２にダウンコンバートされることによって重畳された差ビート信号成分である。また、不要波成分Ｆａ３は、残留片側波帯成分Ｆｓ１が中心周波数（ｆｃ１＋ｆｃ２）にダウンコンバートされた差ビート信号成分である。したがって、角度変調信号成分Ｆａ１には残留片側波帯成分が重畳しない。さらに、｜ｆｃ１―ｆｃ２｜が所望の搬送波周波数となるように、周波数ｆｃ１およびｆｃ２を選択することで、残留片側波帯成分の影響を受けない所望の搬送波周波数の角度変調信号が得られる。

ここで、角度変調装置１０は、図２Ｄにおいて示される差ビート信号Ｄｂに含まれる角度変調信号成分Ｆａ１のみを濾波することで、不要な周波数成分を含まない角度変調信号を出力する。したがって、角度変調信号成分Ｆａ１には、他の周波数成分が重ならないようにしなければならない。そのために、第３の光信号Ｏｍ２ｂが有する信号の帯域幅をＢとすると、帯域幅Ｂ、周波数ｆｃ１および周波数ｆｃ２が、｜ｆｃ１―ｆｃ２｜＞Ｂ／２かつ（２×ｆｃ２―ｆｃ１）＜Ｂの条件を満たすことが必要である。

このように、周波数ｆ０の無変調光Ｌ０を光ＳＳＢ変調し、光ＳＳＢ変調された光変調信号を光ＳＳＢ−ＳＣ変調することで、角度変調装置１０は、光ＳＳＢ−ＳＣ変調部にて発生する残留側波帯成分を、所望の中心周波数とは異なる中心周波数に遷移させることができる。したがって、本実施形態に係る角度変調装置１０によれば、残留光搬送波成分および残留光片側波帯成分を含む光を検波することによって生じる不要な角度変調信号成分が、所望の角度変調信号成分に重畳して、当該角度変調信号を復調した信号の歪み特性が悪化することを防ぐことができる。

尚、角度変調装置１０は、図１に示すように、フィルタ１０８を更に備えていてもよい。フィルタ１０８は、光検波部１０７から出力される差ビート信号Ｄｂから所望の中心周波数を有する角度変調信号成分のみを通過させる。フィルタ１０８は、例えば、図２Ｄにおいて破線で示されるように、中心周波数｜ｆｃ１―ｆｃ２｜を有する角度変調信号成分のみを抽出するバンドパスフィルタである。角度変調装置１０が、フィルタ１０８を更に備えることにより、所望の搬送波周波数を有する角度変調信号に対する不要な角度変調信号の片側波帯成分を除去し、雑音特性および歪み特性に優れた広帯域な角度変調信号を提供することができる。

また、フィルタ１０８として、例えば、中心周波数｜ｆｃ１―ｆｃ２｜を有する角度変調信号成分のみを抽出可能なローパスフィルタを利用しても、本実施形態と同一の効果が得られる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図３は本発明における角度変調装置２０の構成を示すブロック図である。図３において、角度変調装置２０は、光源１０１と、光分岐部１０２と、光ＳＳＢ−ＳＣ変調部１０３ｂと、光ＳＳＢ変調部１０４ｂと、光角度変調部１０５と、光合波部１０６と、光検波部１０７とを備える。第２の実施形態では、光ＳＳＢ変調部１０４ｂが特許請求の範囲に記載の第１の光強度変調部として機能し、光ＳＳＢ−ＳＣ変調部１０３ｂが特許請求の範囲に記載の第２の光強度変調部として機能する。

本実施形態に係る角度変調装置２０は、第１の実施形態に係る角度変調装置１０における２つの光強度変調部の順序が入れ替えられたものである。すなわち、第１の実施形態に係る角度変調装置１０との異なる点は、角度変調装置１０の構成が光源１０１から出力される周波数ｆ０の無変調光Ｌ０を光ＳＳＢ変調し、光ＳＳＢ変調された光変調信号を光ＳＳＢ―ＳＣ変調する構成であるのに対して、角度変調装置２０の構成が光源１０１から出力される周波数ｆ０の無変調光Ｌ０を光ＳＳＢ―ＳＣ変調し、光ＳＳＢ―ＳＣ変調された光変調信号を光ＳＳＢ変調する構成を有する点である。本実施形態において、第１の実施形態に係る角度変調装置１０と同一または相当部分については同一の参照符号を付し説明を省略する。

光ＳＳＢ−ＳＣ変調部１０３ｂには、第１の光Ｏｍ１ｄと、第１の信号源１０９から出力される所定の周波数ｆｃ１を有する第１の電気信号Ｅ１とが入力される。光ＳＳＢ−ＳＣ変調部１０３ｂは第１の電気信号Ｅ１の振幅に応じて、第１の光Ｏｍ１ｄを光ＳＳＢ−ＳＣ変調し、第１の光信号Ｏｍ１ｅとして出力する。

図４Ａは、光ＳＳＢ−ＳＣ変調部１０３ｂから出力される第１の光信号Ｏｍ１ｅの光スペクトラムの一例を示す図である。図４Ａにおいて、第１の光信号Ｏｍ１ｅは周波数（ｆ０―ｆｃ１）の周波数成分Ｆｅ５と、周波数（ｆ０＋ｆｃ１）の残留片側波帯成分Ｆｓ３を含む光変調信号である。

光ＳＳＢ変調部１０４ｂには、第１の光信号Ｏｍ１ｅと、第２の信号源１１０から出力される所定の周波数ｆｃ２を有する第２の電気信号Ｅ２とが入力される。光ＳＳＢ変調部１０４ｂは、第２の電気信号Ｅ２の振幅に応じて、第１の光信号Ｏｍ１ｅを光ＳＳＢ変調し、第２の光信号Ｏｍ１ｆとして出力する。

図４Ｂは、光ＳＳＢ変調部１０４ｂが出力する第２の光信号Ｏｍ１ｆのスペクトラムの一例を示す図である。図４Ｂにおいて、第２の光信号Ｏｍ１ｆは、周波数成分Ｆｅ５と、中心周波数（ｆ０−ｆｃ１＋ｆｃ２）の周波数成分Ｆｅ６とを含む光変調信号である。また、第２の光信号Ｏｍ１ｆは、残留片側波帯成分Ｆｓ３と、中心周波数（ｆ０＋ｆ１＋ｆ２）の残留片側波帯成分Ｆｓ４とを含む。

図４Ｃは、光検波部１０７から出力される差ビート信号Ｄｂのスペクトラムの一例を示す図である。図４Ｃにおいて、差ビート信号Ｄｂは、中心周波数が｜ｆｃ１−ｆｃ２｜である角度変調信号成分Ｆａ４と、中心周波数がｆｃ１である不要波成分を含む角度変調信号Ｆａ５と、中心周波数が（ｆｃ１＋ｆｃ２）である不要波成分Ｆａ６とを含む。

図４Ｃにおいて、角度変調信号成分Ｆａ４は、周波数成分Ｆｅ６が中心周波数｜ｆｃ１−ｆｃ２｜にダウンコンバートされた差ビート信号成分である。不要波成分を含む角度変調信号Ｆａ５は、周波数成分Ｆｅ５と残留片側波帯成分Ｆｓ３が中心周波数ｆｃ１にダウンコンバートされることによって重畳された差ビート信号成分である。また、不要波成分Ｆａ６は、残留片側波帯成分Ｆｓ４が中心周波数（ｆｃ１＋ｆｃ２）にダウンコンバートされた差ビート信号成分である。したがって、角度変調信号成分Ｆａ４には残留片側波帯成分が重畳しない。さらに、｜ｆｃ１―ｆｃ２｜が所望の搬送波周波数となるように、周波数ｆｃ１およびｆｃ２を選択することで、残留片側波帯成分の影響を受けない所望の搬送波周波数の角度変調信号が得られる。

ここで、角度変調装置２０は図４Ｃにおいて示される差ビート信号Ｄｂに含まれる角度変調信号成分Ｆａ４のみを濾波することで、不要な周波数成分を含まない角度変調信号を出力する。したがって周波数成分Ｆａ４には、他の周波数成分が重ならないようにしなければならない。そのために、第３の光信号Ｏｍ２ｄが有する信号の帯域幅をＢとすると、帯域幅Ｂ、周波数ｆｃ１および所定周波数ｆｃ２が、｜ｆｃ１―ｆｃ２｜＞Ｂ／２かつ（２×ｆｃ２―ｆｃ１）＜Ｂの条件を満たすことが必要である。

このように、周波数ｆ０の無変調光Ｌ０を光ＳＳＢ―ＳＣ変調し、光ＳＳＢ―ＳＣ変調された光変調信号を光ＳＳＢ変調することで、角度変調装置２０は、光ＳＳＢ−ＳＣ変調部にて発生する残留側波帯成分を、所望の中心周波数とは異なる中心周波数に遷移させることができる。したがって、本実施形態に係る角度変調装置２０によれば、残留光搬送波成分および残留光片側波帯成分を含む光を検波することによって生じる不要な角度変調信号が、所望の角度変調信号に重畳して、当該角度変調信号を復調した信号の歪み特性が悪化することを防ぐことができる。

尚、角度変調装置２０は、図３に示すように、フィルタ１０８を更に備えていてもよい。フィルタ１０８は、光検波部１０７から出力される差ビート信号Ｄｂから所望の中心周波数を有する角度変調信号成分のみを通過させる。フィルタ１０８は、例えば、図２Ｄにおいて破線で示されるように、中心周波数｜ｆｃ１―ｆｃ２｜を有する角度変調信号成分のみを抽出するバンドパスフィルタである。角度変調装置２０が、フィルタ１０８を更に備えることで、所望の搬送波周波数を有する角度変調信号に対する不要な角度変調信号の片側波帯成分を除去し、雑音特性および歪み特性に優れた広帯域な角度変調信号を提供することができる。

また、フィルタ１０８として、例えば、中心周波数｜ｆｃ１―ｆｃ２｜を有する角度変調信号成分のみを抽出可能なローパスフィルタをフィルタ１０８として利用しても、本実施形態と同一の効果が得られる。

なお、第１及び第２の実施形態において光変調方式に光ＳＳＢ変調方式と光ＳＳＢ−ＳＣ変調方式とを用いることとしたが、本発明における光変調方式は当該光変調方式に限られるものではない。例えば、光ＤＳＢ変調方式および光ＤＳＢ−ＳＣ変調方式などであってもよい。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について図面を参照しながら説明する。図５は、本発明の第３の実施形態における角度変調装置３０の構成を示すブロック図である。図５において、角度変調装置３０は、光源３０１と、光分岐部３０２と、第１の光ＳＳＢ−ＳＣ変調部３０３と、第２の光ＳＳＢ−ＳＣ変調部３０４と、光角度変調部３０５と、光合波部３０６と、光検波部３０７とを備える。第３の実施形態では、第１の光ＳＳＢ−ＳＣ変調部３０３が特許請求の範囲に記載の第１の光強度変調部として機能し、第２の光ＳＳＢ−ＳＣ変調部３０４が特許請求の範囲に記載の第２の光強度変調部として機能する。

光源３０１は、所定の周波数ｆ０の無変調光Ｌ０を出力する。図６Ａは、光源３０１から出力される無変調光Ｌ０の光スペクトラムの一例を示す模式図である。

光分岐部３０２は、光源３０１から出力される無変調光Ｌ０を分岐し、第１の光Ｏｍ１ｇおよび第２の光Ｏｍ２ｅを出力する。

第１の光ＳＳＢ−ＳＣ変調部３０３には、第１の光Ｏｍ１ｇと、第２の信号源３０９から出力される所定の周波数ｆｃ２を有する第２の電気信号Ｅ２とが入力される。第１の光ＳＳＢ−ＳＣ変調部３０３は第２の電気信号Ｅ２の振幅に応じて、第１の光Ｏｍ１ｇを光ＳＳＢ−ＳＣ変調し、変調された信号を第１の光信号Ｏｍ１ｈとして出力する。

図６Ｂは、第１の光信号Ｏｍ１ｈの光スペクトラムの一例を示す模式図である。図６Ｂにおいて、第１の光信号Ｏｍ１ｈは所望の光側波帯成分Ｆｅ８と、残留光搬送波成分Ｆｓ５と、残留光側波帯成分Ｆｓ６とを含む光変調信号である。

第２の光ＳＳＢ−ＳＣ変調部３０４には、第２の光Ｏｍ２ｅと、第１の信号源３１０から出力される所定の周波数ｆｃ１を有する第１の電気信号Ｅ１とが入力される。第２の光ＳＳＢ−ＳＣ変調部３０４は第１の電気信号Ｅ１の振幅に応じて、第２の光Ｏｍ２ｅを光ＳＳＢ−ＳＣ変調し、変調された信号を第２の光信号Ｏｍ２ｆとして出力する。

図６Ｃは、第２の光ＳＳＢ−ＳＣ変調部３０４が出力する第２の光信号Ｏｍ２ｆのスペクトラムの一例を示す模式図である。図６Ｃにおいて、第２の光信号Ｏｍ２ｆは所望の光側波帯成分Ｆｅ９と、残留光搬送波成分Ｆｓ７と、残留光側波帯成分Ｆｓ８とを含む光変調信号である。

光角度変調部３０５には、第２の光ＳＳＢ−ＳＣ変調部３０４から出力された第２の光信号Ｏｍ２ｆと、第３の信号源３１１から出力される第３の電気信号Ｅ３とが入力される。第３の電気信号Ｅ３は、例えば、周波数ｆ１〜ｆｎの信号が周波数多重された信号である。光角度変調部３０５は、入力された第３の電気信号Ｅ３の振幅に応じて、第２の光信号Ｏｍ２ｆを光角度変調し、第３の光信号Ｏｍ２ｇとして出力する。

図６Ｄは、光角度変調部３０５が出力する第３の光信号Ｏｍ２ｇのスペクトラムの一例を示す模式図である。図６Ｄにおいて、第３の光信号Ｏｍ２ｇは、所望の光側波帯成分Ｆｅ９が光角度変調された光角度変調信号Ｆａ８と、残留光搬送波成分Ｆｓ７が光角度変調された残留光角度変調信号Ｆａ９と、残留光側波帯成分Ｆｓ８が光角度変調された残留光角度変調信号Ｆａ１０とを含む光変調信号である。

光合波部３０６は、光角度変調部３０５から出力される第３の光信号Ｏｍ２ｇと、第１の光ＳＳＢ−ＳＣ変調部３０３から出力される第１の光信号Ｏｍ１ｈとを合波し、合波光信号を出力する。

光検波部３０７は、例えば自乗検波特性を有するフォトダイオードで構成される。光検波部３０７は自乗検波特性によって、光合波部３０６から出力される合波光信号を光ホモダイン検波し、第１の光信号Ｏｍ１ｈと第３の光信号Ｏｍ２ｇとの信号間の差ビート信号として、角度変調信号を出力する。

図６Ｅは、光検波部３０７から出力される角度変調信号Ｄｂのスペクトラムの一例を示す模式図である。図６Ｅにおいて、所望の角度変調信号Ｆｓ１１は、所望の光角度変調信号Ｆａ８と所望の光側波帯成分Ｆｅ８とが検波されることにより、中心周波数（｜ｆｃ１−ｆｃ２｜）に生成された差ビート信号である。同様に、不要な角度変調信号Ｆｓ１２は、残留光角度変調信号Ｆａ１０と残留光側波帯成分Ｆｓ６とが検波されることにより、中心周波数（｜ｆｃ１−ｆｃ２｜）に生成された信号である。同様に、不要な角度変調信号Ｆｓ１３は、残留光角度変調信号Ｆａ９と残留光搬送波成分Ｆｓ５とが検波されることにより、中心周波数（０）に生成された信号である。同様に、不要な角度変調信号Ｆｓ１４は、所望の光角度変調信号Ｆａ９と所望の光側波帯成分Ｆｅ８、残留光角度変調信号Ｆａ９と残留光側波帯成分Ｆｓ６、所望の光側波帯成分Ｆｅ８と残留光搬送波成分Ｆｓ５及び残留光搬送波成分Ｆｓ５と残留光側波帯成分Ｆｓ６が検波されることにより、中心周波数（ｆｃ１）に生成された信号である。同様に、不要な角度変調信号Ｆｓ１５は、所望の光角度変調信号Ｆａ８と残留光搬送波成分Ｆｓ５、所望の光角度変調信号Ｆａ８と残留光角度変調信号Ｆａ９及び残留光角度変調信号Ｆａ９と残留光角度変調信号Ｆａ１０が検波されることにより、中心周波数（ｆｃ２）に生成された信号である。同様に、不要な角度変調信号Ｆｓ１６は、所望の光角度変調信号Ｆａ８と残留光側波帯成分Ｆｓ６及び残留光角度変調信号Ｆａ１０と所望の光側波帯成分Ｆｅ８が検波されることにより、中心周波数（ｆｃ１＋ｆｃ２）に生成された信号である。

つまり、従来の角度変調装置９１において歪み特性劣化の要因となっていた残留光角度変調信号Ｆａ９と、残留光側波帯成分Ｆｓ６とから発生する角度変調信号は中心周波数（ｆｃ２）と、所望の角度変調信号とは異なる周波数において生成されるため、歪み特性劣化の要因にはならないと考えられる。また、所望の角度変調信号Ｆｓ１１と同じ中心周波数を有する不要な角度変調信号Ｆｓ１２と、中心周波数（０）に発生する不要な角度変調信号Ｆｓ１３とは、それぞれ残留成分同士のビート成分として発生するため、所望の角度変調信号Ｆｓ１１に対して、レベルは非常に小さく抑えられる。したがって、当該角度変調信号を復調した後の歪み特性への影響を受けない、所望の搬送波周波数の角度変調信号が得られる。

以上より、周波数ｆ０の無変調光Ｌ０を光ＳＳＢ−ＳＣ変調し、光ＳＳＢ−ＳＣ変調された光変調信号を光角度変調することで、角度変調装置３０は、光ＳＳＢ−ＳＣ変調部にて発生する残留搬送波成分と残留側波帯成分のそれぞれの中心周波数を遷移させることができる。したがって、本実施形態に係る角度変調装置３０によれば、残留光搬送波成分と残留光側波帯成分に起因して生じていた不要な角度変調信号の中心周波数を、所望の角度変調信号の中心周波数とは異なる中心周波数にすることができる。さらに、所望の角度変調信号の中心周波数と同じ中心周波数を有する不要な角度変調信号は、残留側波帯成分同士の差ビート信号であるため、その信号のレベルを非常に小さくすることができる。したがって、本実施形態に係る角度変調装置３０によれば、所望の搬送波周波数を有する角度変調信号に対して不要な角度変調信号のレベルを大幅に低減し、雑音特性および歪み特性に優れた広帯域な角度変調信号を提供することができる。

なお、前記経路のいずれか一方または双方に光遅延調整部をさらに備えても良い。図７は、第１の光ＳＳＢ−ＳＣ変調部３０３の後段に光遅延調整部３１２を挿入した、角度変調装置３１の構成を示すブロック図である。この光遅延調整部３１２によって、光合波部３０６において合波される、光信号Ｏｍ１ｋおよび第３の光信号Ｏｍ２ｊの伝搬遅延量を互いに正確に一致させるように調整する。そのことによって、光検波部３０７から出力される角度変調信号の位相雑音を、より理想に近い状態で相殺することができる。

なお、本実施の形態では、第２の光ＳＳＢ−ＳＣ変調部３０４と光角度変調部３０５とを異なる構成要素として設けているが、これらを一体化しても良い。図８は、第３の実施形態に係る角度変調装置３０における第２の光ＳＳＢ−ＳＣ変調部３０４と光角度変調部３０５とを一体化した、光変調部３２１を備える角度変調装置３２の構成を示すブロック図である。角度変調装置３２は、光源３０１と、光分岐部３０２と、光変調部３２１と、第１の光ＳＳＢ−ＳＣ変調部３０３と、光合波部３０６と、光検波部３０７とを備える。

図９は、光変調部３２１の内部構成の一例を示した模式図である。図９において、光変調部３２１は、第１〜第３のＭＺ型干渉計３２１１〜３２１３と、第１の分岐部３２１４と、第１および第２の位相反転部３２１５および３２１６と、第２の分岐部３２１７とを備える。そして、図９から明らかなように、光変調部３２１は、第２の分岐部３２１７を更に備えることが、図１５にその内部構成の一例を示した光ＳＳＢ−ＳＣ変調部９２０と異なる点である。

第１のＭＺ型干渉計３２１１は、入力される光Ｏｍ３を両側波帯光強度変調（以下、光ＤＳＢ変調という）して、第１の光強度変調信号Ｏｍ２ｒａとして出力する。また、第２のＭＺ型干渉計３２１２は、入力される光Ｏｍ４を光ＤＳＢ変調して、第２の光強度変調信号Ｏｍ２ｒｂとして出力する。尚、第１のＭＺ型干渉計３２１１および第２のＭＺ型干渉計３２１２とが光強度変調部３２１８を構成して特許請求の範囲に記載の第２の光強度変調部として機能する。

第２の分岐部３２１７は、第３の信号源３１１から出力された周波数ｆ１〜ｆｎの信号が周波数多重された第３の電気信号Ｅ３が入力され、互いの位相関係が同相となるように第３の電気信号Ｅ３を２つに分岐し、分岐した電気信号のそれぞれを出力する。第２の分岐部３２１７から出力された２つの電気信号のそれぞれは、第３のＭＺ型干渉計３２１３の各電極のそれぞれへ出力される。第３のＭＺ型干渉計３２１３へ入力される第１の光強度変調信号Ｏｍ２ｒａおよび第２の光強度変調信号Ｏｍ２ｒｂのそれぞれは、第３の電気信号Ｅ３により、光角度変調が施されると共に、第３のバイアス電圧Ｖ３によって位相が調整される。尚、第２の分岐部３２１７と第３のＭＺ型干渉計３２１３とが光角度変調部３２１９を構成して特許請求の範囲に記載の第１の光角度変調部として機能する。

図１０Ａは、第１のＭＺ型干渉計３２１１から出力された第１の光強度変調信号Ｏｍ２ｒａが第３のＭＺ型干渉計３２１３の一方の電極Ｅｒ１によって光角度変調された後の光スペクトラムの一例を示す模式図である。また、図１０Ｂは、第２のＭＺ型干渉計３２１２から出力された第２の光強度変調信号Ｏｍ２ｒｂが第３のＭＺ型干渉計３２１３の他方の電極Ｅｒ２によって光角度変調を施された後の光スペクトラムの一例を示す模式図である。

ここで、第２の分岐部３２１７から出力された一方の第３の電気信号Ｅ３が、第３のＭＺ型干渉計３２１３の一方の電極に到達するまでの伝搬遅延量と、第２の分岐部３２１７から出力された他方の第３の電気信号Ｅ３が第３のＭＺ型干渉計３２１３の他方の電極に到達するまでの伝搬遅延量とが、互いに一致するようにしておく。さらに、第２の分岐部３２１７から出力された一方の第３の電気信号Ｅ３が第３のＭＺ型干渉計３２１３の一方の電極を介して、第１のＭＺ型干渉計３２１１から出力された第１の光強度変調信号Ｏｍ２ｒａを光角度変調し、光信号として第３のＭＺ型干渉計３２１３の出力端に到達するまでの伝搬遅延量と、第２の分岐部３２１７から出力された他方の第３の電気信号Ｅ３が、第３のＭＺ型干渉計３２１３の他方の電極を介して、第２のＭＺ型干渉計３２１２から出力された第２の光強度変調信号Ｏｍ２ｒｂを光角度変調し、光信号として第３のＭＺ型干渉計３２１３の出力端に到達するまでの伝搬遅延量とが、互いに一致するようにしておく。そうすることで、図１０Ａにおける周波数（ｆ０＋ｆｃ１）を有する光角度変調信号Ｓｐｍ１と、図１０Ｂにおける周波数（ｆ０＋ｆｃ１）を有する光角度変調信号Ｓｐｍ４とは、互いの位相関係が同相となるため、それぞれの光変調信号が合波されたときに強め合って出力される。一方、図１０Ａにおける周波数（ｆ０−ｆｃ１）を有する光角度変調信号Ｓｐｍ３と、図１０Ｂにおける周波数（ｆ０−ｆｃ１）を有する光角度変調信号Ｓｐｍ６とは、互いの位相関係が逆相となるため、それぞれの光変調信号が合波された際に打ち消し合う。この場合、第３の光ＳＳＢ−ＳＣ変調部３２１から出力される光変調信号Ｏｍ２ｌのスペクトルは、図６Ｃに示される光角度変調部３０５から出力される第３の光信号Ｏｍ２ｇのスペクトルと略同一となる。このような構成によれば、光角度変調部３０５を設けることなく、より効率の高い変調を光変調部３２１において施すことができ、雑音特性および歪み特性に優れた広帯域な角度変調信号を提供することができる。

なお、角度変調装置３２において、第２の分岐部３２１７から出力された一方の第３の電気信号Ｅ３が第３のＭＺ型干渉計３２１３の一方の電極に到達するまでの伝搬遅延量と、第２の分岐部３２１７から出力された他方の第３の電気信号Ｅ３が第３のＭＺ型干渉計３２１３の他方の電極に到達するまでの伝搬遅延量とが、互いに一致するように、または、第２の分岐部３２１７から出力された一方の第３の電気信号Ｅ３が第３のＭＺ型干渉計３２１３の一方の電極を介して、第１のＭＺ型干渉計３２１１から出力された第１の光変調信号Ｏｍ２ｒａを光角度変調し、光信号として第３のＭＺ型干渉計３２１３の出力端に到達するまでの伝搬遅延量と、第２の分岐部３２１７から出力された他方の第３の電気信号Ｅ３が第３のＭＺ型干渉計３２１３の他方の電極を介して、第２のＭＺ型干渉計３２１２から出力された第２の光変調信号Ｏｍ２ｒｂを光角度変調し、光信号として第３のＭＺ型干渉計３２１３の出力端に到達するまでの伝搬遅延量とが、互いに一致するように、第２の分岐部３２１７と第３のＭＺ型干渉計３２１３のいずれか一方または双方の電極との間に、伝搬遅延量を調整する遅延調整部を設けても良い。そうすることで、より容易に２つの伝搬遅延量を調整することができ、より効率の高い光角度変調信号を提供することができる。

また、前述した様に、角度変調装置３２において、光分岐部３０２から光変調部３２１を経て、光合波部３０６に至る経路を通過する光の伝搬遅延量と、光分岐部３０２から第１の光ＳＳＢ−ＳＣ変調部３０３を経て、光合波部３０６に至る経路を通過する光の伝搬遅延量とが互いに一致するように、前述の経路のいずれか一方または双方に光遅延調整部をさらに備えても良い。これにより、光検波部３０７から出力される角度変調信号の位相雑音を、より理想に近い状態で相殺することができる。

なお、本実施形態において、角度変調信号Ｆｓ１１が有する信号の帯域幅をＢ１としたとき、帯域幅Ｂ１、周波数ｆｃ１および周波数ｆｃ２のそれぞれが｜ｆｃ１−ｆｃ２｜≧Ｂ１／２の条件を満たすことが必要である。これにより、所望の角度変調信号Ｆｓ１１の信号が周波数（０）以下になることなく、光検波部３０７が出力する角度変調信号を復調した後の歪み特性への影響を受けない所望の搬送波周波数の角度変調信号が得られる。

なお、本実施形態において、角度変調信号Ｆｓ１４が有する信号の帯域幅をＢ２として、周波数ｆｃ１と周波数ｆｃ２との関係がｆｃ１＜ｆｃ２である場合、｜ｆｃ１−ｆｃ２｜＋Ｂ１／２＜ｆｃ１−Ｂ２／２の条件を満たすことで、不要な角度変調信号Ｆｓ１４が、所望の角度変調信号Ｆｓ１１に重なることなく、光検波部３０７が出力する角度変調信号を復調した後の歪み特性への影響を受けない所望の搬送波周波数の角度変調信号が得られる。

なお、本実施形態において、角度変調信号Ｆｓ１５が有する信号の帯域幅をＢ３として、周波数ｆｃ１と周波数ｆｃ２との関係がｆｃ１＞ｆｃ２である場合、｜ｆｃ１−ｆｃ２｜＋Ｂ１／２＜ｆｃ２−Ｂ３／２の条件を満たすことで、不要な角度変調信号Ｆｓ１５が、所望の角度変調信号Ｆｓ１１に重なることなく、光検波部３０７が出力する光変調信号を復調した後の歪み特性への影響を受けない所望の搬送波周波数の角度変調信号が得られる。

なお、本実施の形態では、光検波部３０７が出力する角度変調信号には、所望の角度変調信号Ｆｓ１１とは異なる周波数を有する信号も含まれているが、光検波部３０７の後段に、所望の角度変調信号Ｆｓ１１および不要な角度変調信号Ｆｓ１２および不要な角度変調信号Ｆｓ１３のみを抽出可能なローパスフィルタ、または、所望の角度変調信号Ｆｓ１１および不要な角度変調信号Ｆｓ１２のみを抽出可能なバンドパスフィルタを備えれば、所望の角度変調信号Ｆｓ１１と同じ周波数を有する信号のみが出力されるため、当該角度変調信号を復調した後の歪み特性がさらに改善された角度変調信号が得られる。

（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１１は、本発明の第４の実施形態に係る角度変調装置４０の構成を示すブロック図である。角度変調装置４０は、光源３０１と、光分岐部３０２と、第１の光ＳＳＢ−ＳＣ変調部３０３と、第２の光ＳＳＢ−ＳＣ変調部３０４と、第１の光角度変調部３０５と、位相反転部４０１と、第２の光角度変調部４０２と、光合波部３０６と、光検波部３０７とを備える。第４の実施形態では、第１の光ＳＳＢ−ＳＣ変調部３０３が特許請求の範囲に記載の第１の光強度変調部として機能し、第２の光ＳＳＢ−ＳＣ変調部３０４が特許請求の範囲に記載の第２の光強度変調部として機能する。

第４の実施形態に係る角度変調装置４０は、位相反転部４０１と、第２の光角度変調部４０２とを備えることが、前述の第３の実施形態に係る角度変調装置３０と異なる点である。したがって、角度変調装置４０の基本的な動作は、角度変調装置３０とほぼ同様であるため、角度変調装置３０と同じ構成については同じ参照符号を付して説明を省略し、位相反転部４０１および第２の光角度変調部４０２の動作を中心に角度変調装置４０の動作を説明する。

角度変調装置４０において、位相反転部４０１は、第３の信号源３１１から出力された第３の電気信号Ｅ３から、位相が第３の電気信号Ｅ３と同じ電気信号Ｅ４ａと、位相が第３の電気信号Ｅ３と１８０°異なる反転信号Ｅ４ｂとを生成して、生成した電気信号Ｅ４ａと反転信号Ｅ４ｂとのそれぞれを第１の光角度変調部３０５および第２の光角度変調部４０２のそれぞれへ入力する。

第１の光角度変調部３０５には、第２の光ＳＳＢ−ＳＣ変調部３０４から出力された第２の光信号Ｏｍ２ｎと、位相反転部４０１から出力された電気信号Ｅ４ａとが入力される。第１の光角度変調部３０５は、入力された電気信号Ｅ４ａの振幅に応じて、第２の光信号Ｏｍ２ｎを光角度変調し、第３の光信号Ｏｍ２ｏとして出力する。第２の光角度変調部４０２には、第１の光ＳＳＢ−ＳＣ変調部３０３から出力された第１の光信号Ｏｍ１ｕと、位相反転部４０１から出力された反転信号Ｅ４ｂとが入力される。第２の光角度変調部４０２は、入力された反転信号Ｅ４ｂの振幅に応じて、第１の光信号Ｏｍ１ｕを光角度変調し、第４の光信号Ｏｍ１ｏとして出力する。

ここで、位相反転部４０１から出力された電気信号Ｅ４ａが、第１の光角度変調部３０５に到達するまでの伝搬遅延量と、位相反転部４０１から出力された反転信号Ｅ４ｂが、第２の光角度変調部４０２に到達するまでの伝搬遅延量とが、互いに一致するようにしておく。さらに、位相反転部４０１から出力された電気信号Ｅ４ａが、第１の光角度変調部３０５を経て、第３の光信号Ｏｍ２ｏとして光合波部３０６に到達するまでの伝搬遅延量と、位相反転部４０１から出力された反転信号Ｅ４ｂが、第２の光角度変調部４０２を経て、第４の光信号Ｏｍ１ｏとして光合波部３０６に到達するまでの伝搬遅延量とが、互いに一致するようにしておく。

このような第２の光角度変調部４０２を設ける理由について説明する。一般に、光角度変調部には、ニオブ酸リチウム基板等の結晶基板上に光導波路が配置されたものが多い。このような光変調器は、入力電圧に対する光位相（光周波数）の変化率が低いため、変調信号として大きな電圧振幅が必要となる。一方、変調信号を増幅するための電気増幅器の出力は、あるレベルで飽和してしまう。そして、電気増幅器の性能を改善することは、困難である。そこで、本実施形態のように、第３の電気信号Ｅ３を位相反転部４０１において分岐して、分岐した信号のそれぞれに対して電気増幅等の信号処理を施した後に、それぞれの光角度変調部へ入力する。このような構成により、光変調部を駆動するための電気増幅器の負担を軽減できる。さらに、光合波部３０６で合波される第３の光信号Ｏｍ２ｏおよび第４の光信号Ｏｍ１ｏのそれぞれの位相の偏移量を同じにすることができるため、角度変調装置４０の構成は、プッシュプル型の変調を施すことができる構成となり、光検波部３０７から出力される角度変調信号の位相偏移量をより効率良く増大させることができる。

以上より、第４の実施形態に係る角度変調装置４０によれば、２つの光角度変調部を設けることにより、第３の実施形態に係る角度変調装置３０によって得られる効果に加えて、角度変調信号の位相偏移量をより効率よく増大させることができる。

なお、前述の第１の実施形態と同様に、角度変調装置４０において、位相反転部４０１から出力された電気信号Ｅ４ａが、第１の光角度変調部３０５に到達するまでの伝搬遅延量と、位相反転部４０１から出力された反転信号Ｅ４ｂが、第２の光角度変調部４０２に到達するまでの伝搬遅延量とが、互いに一致するように、または、光分岐部３０２から第２の光ＳＳＢ−ＳＣ変調部３０４および第１の光角度変調部３０５を経て、光合波部３０６に至る経路を通過する光の伝搬遅延量と、光分岐部３０２から第１の光ＳＳＢ−ＳＣ変調部３０３および第２の光角度変調部４０２を経て、光合波部３０６に至る経路を通過する光の伝搬遅延量とが互いに一致するように、前述した経路のいずれか一方または双方に光位相調整部をさらに備えても良い。そのことによって、光検波部３０７から出力される角度変調信号の位相雑音を、より理想に近い状態で相殺することができる。

このため、図示はしていないが、本実施形態に係る角度変調装置４０が、位相反転部４０１と、第１の光角度変調部３０５および第２の光角度変調部４０２のそれぞれとの間に位相反転部４０１から出力される電気信号Ｅ４ａと反転信号Ｅ４ｂとのそれぞれを増幅する増幅器を備えていてもよいのは、言うまでもない。

また、前述した第１の実施形態と同様に、角度変調装置４０において、光ＳＳＢ−ＳＣ変調部と光角度変調部とを一体化しても良い。より具体的には、第１の光ＳＳＢ−ＳＣ変調部３０３と第２の光角度変調部４０２とを一体化し、第２の光ＳＳＢ−ＳＣ変調部３０４と第１の光角度変調部３０５とを一体化しても良い。

図１２は、第１の光ＳＳＢ−ＳＣ変調部３０３と第２の光角度変調部４０２とを一体化して第１の光変調部４１１とし、第２の光ＳＳＢ−ＳＣ変調部３０４と第１の光角度変調部３０５とを一体化して第２の光変調部４１２とした、角度変調装置４１の構成を示すブロック図である。また、第１の光変調部４１１および第２の光変調部４１２の構成は、図９に示される光変調部３２１の構成と同様なので説明を省略する。このような構成により、角度変調装置４１は、第１の光角度変調部３０５および第２の光角度変調部４０２を設けることなく、より効率の高い光角度変調が第１の光変調部４１１および第２の光変調部４１２において施すことができ、雑音特性および歪み特性に優れた広帯域な角度変調信号を提供することができる。尚、角度変調装置４１では、第１の光変調部４１１に含まれる光強度変調部３２２７が特許請求の範囲に記載の第１の光強度変調部として機能し、第２の光変調部４１２に含まれる光強度変調部３２１８が特許請求の範囲に記載の第２の光強度変調部として機能する。また、第２の光変調部に含まれる光角度変調部３２１９が特許請求の範囲に記載の第１の光角度変調部として機能する。

なお、前述した第１の実施形態と同様に、角度変調装置４１において、光分岐部１０２から第１の光変調部４１１を経て、光合波部３０６に至る経路を通過する光の伝搬遅延量と、光分岐部３０２から第２の光変調部４１２を経て、光合波部３０６に至る経路を通過する光の伝搬遅延量とが互いに一致するように、前述の経路のいずれか一方または双方に光位相調整部をさらに備えても良い。そのことによって、光検波部３０７から出力される角度変調信号の位相雑音を、より理想に近い状態で相殺することができる。

また、図示はしていないが、角度変調装置４１が、角度変調装置４０と同様に、位相反転部４０１と、第１の光変調部４１１および第２の光変調部４１２のそれぞれとの間に位相反転部４０１から出力される電気信号Ｅ４ａと反転信号Ｅ４ｂとのそれぞれを増幅する増幅器を備えていてもよいのは、言うまでもない。

なお、前述した第３の実施形態と同様に、本実施形態に係る角度変調装置４０及び角度変調装置４１において、角度変調信号Ｆｓ１１が有する信号の帯域幅をＢ１としたとき、帯域幅Ｂ１、周波数ｆｃ１および周波数ｆｃ２のそれぞれが｜ｆｃ１−ｆｃ２｜≧Ｂ１／２の条件を満たすことが必要である。これにより、所望の角度変調信号Ｆｓ１１の中心周波数を有する信号が周波数（０）以下になることなく、角度変調信号を復調した後の歪み特性への影響を受けない所望の搬送波周波数の角度変調信号が得られる。さらに、角度変調信号Ｆｓ１４が有する信号の帯域幅をＢ２として、周波数ｆｃ１と周波数ｆｃ２との関係がｆｃ１＜ｆｃ２である場合、｜ｆｃ１−ｆｃ２｜＋Ｂ１／２＜ｆｃ１−Ｂ２／２の条件を満たすことで、不要な角度変調信号Ｆｓ１４が、所望の角度変調信号Ｆｓ１１に重なることなく、角度変調信号を復調した後の歪み特性への影響を受けない所望の搬送波周波数の角度変調信号が得られる。

なお、本実施形態において、角度変調信号Ｆｓ１５が有する信号の帯域幅をＢ３として、周波数ｆｃ１と周波数ｆｃ２との関係がｆｃ１＞ｆｃ２である場合、｜ｆｃ１−ｆｃ２｜＋Ｂ１／２＜ｆｃ２−Ｂ３／２の条件を満たすことで、不要な角度変調信号Ｆｓ１５が、所望の角度変調信号Ｆｓ１１に重なることなく、光検波部３０７が出力する光変調信号を復調した後の歪み特性への影響を受けない所望の搬送波周波数の角度変調信号が得られる。

なお、前述した第１の実施形態と同様に、本実施形態に係る角度変調装置４０及び角度変調装置４１において、光検波部３０７が出力する角度変調信号には、所望の角度変調信号Ｆｓ１１とは異なる周波数を有する信号も含まれているが、光検波部３０７の後に、所望の角度変調信号Ｆｓ１１および不要な角度変調信号Ｆｓ１２および不要な角度変調信号Ｆｓ１３のみを抽出可能なローパスフィルタ、または、所望の角度変調信号Ｆｓ１１および不要な角度変調信号Ｆｓ１２のみを抽出可能なバンドパスフィルタを備えれば、所望の角度変調信号Ｆｓ１１と同じ周波数を有する信号のみが出力されるため、当該角度変調信号を復調した後の歪み特性がさらに改善された角度変調信号が得られる。

本発明に係る角度変調装置は、優れた雑音特性に加えて優れた歪み特性を有するので、例えば映像信号分配システムなどに有用である。また、本発明に係る角度変調装置は、例えば、ミリ波およびマイクロ波発生装置などの用途にも応用できる。

本発明の第１の実施形態に係る角度変調装置の構成を示すブロック図 図１に示される光ＳＳＢ変調部が出力する光信号のスペクトラムの一例を示す模式図 図１に示される光ＳＳＢ−ＳＣ変調部が出力する光信号のスペクトラムの一例を示す模式図 図１に示される光角度変調部が出力する角度変調信号のスペクトラムの一例を示す模式図 図１に示される光検波部が出力する角度変調信号のスペクトラムの一例を示す模式図 本発明の第２の実施形態に係る角度変調装置の構成を示すブロック図 図３に示される光ＳＳＢ―ＳＣ変調部が出力する光信号のスペクトラムの一例を示す模式図 図３に示される光ＳＳＢ変調部が出力する光信号のスペクトラムの一例を示す模式図 図３に示される光検波部が出力する角度変調信号のスペクトラムの一例を示す模式図 本発明の第３の実施形態に係る角度変調装置の構成を示すブロック図 図５に示される光源が出力する無変調光のスペクトラムの一例を示す模式図 図５に示される第１の光ＳＳＢ−ＳＣ変調部３０３が出力する光信号のスペクトラムの一例を示す模式図 図５に示される第２の光ＳＳＢ−ＳＣ変調部３０４が出力する光信号のスペクトラムの一例を示す模式図 図５に示される光角度変調部が出力する光信号のスペクトラムの一例を示す模式図 図５に示される光検波部が出力する角度変調信号のスペクトラムの一例を示す模式図 本発明の第３の実施形態の変形例に係る角度変調装置の構成を示すブロック図 本発明の第３の実施形態の変形例に係る角度変調装置の構成を示すブロック図 図８に示される光変調器の構成を示す模式図 角度変調された図９に示される第１のＭＺ型干渉計から出力される光信号のスペクトルの一例を示す模式図 角度変調された図９に示される第２のＭＺ型干渉計から出力される光信号のスペクトルの一例を示す模式図 本発明の第４の実施形態に係る角度変調装置の構成を示すブロック図 本発明の第４の実施形態の変形例に係る角度変調装置の構成を示すブロック図 従来の角度変調装置の構成を示すブロック図 従来の角度変調装置の構成を示すブロック図 図１４に示される光強度変調部の構成を示すブロック図 図１４に示される光角度変調部から出力される光信号のスペクトラムの一例を示す模式図 図１４に示される光強度変調部から出力される光信号のスペクトラムの一例を示す模式図 図１４に示す光検波部から出力される差ビート信号のスペクトラムの一例を示す模式図 光搬送波成分及び光片側波帯成分を十分に抑圧できていない光信号のスペクトラムの一例を示す図 図１６Ｄに示される光スペクトラムを有する光信号を図１４に示される光検波部が検波したときに出力される差ビート信号のスペクトラムの一例を示す模式図 従来の角度変調装置の出力する角度変調信号における不要な残留側波帯成分抑圧比と復調後の歪み特性との相関関係を示す図 従来の角度変調装置の出力する角度変調信号における不要な残留搬送波成分抑圧比と復調後の歪み特性との相関関係を示す図

符号の説明

１０，２０，３０，３１，３２，４０，４１ 角度変調装置
１０１，３０１ 光源
１０２，３０２ 光分岐部
１０３ａ，１０４ｂ 光ＳＳＢ変調部（単一側波帯光強度変調部）
１０４ａ，１０３ｂ 光ＳＳＢ−ＳＣ変調部（搬送波抑圧単一側波帯光強度変調部）
３０３ 第１の光ＳＳＢ−ＳＣ変調部（搬送波抑圧単一側波帯光強度変調部）
３０４ 第２の光ＳＳＢ−ＳＣ変調部（搬送波抑圧単一側波帯光強度変調部）
１０５，３０５ 光角度変調部
１０６，３０６ 光合波部
１０７，３０７ 光検波部
１０８，３０８ フィルタ
１０９，３１０ 第１の信号源
１１０，３０９ 第２の信号源
１１１，３１１ 第３の信号源
３２１１ 第１のＭＺ型干渉計
３２１２ 第２のＭＺ型干渉計
３２１３ 第３のＭＺ型干渉計
３２１４ 第１の分岐部
３２１５ 第１の位相反転部
３２１６ 第２の位相反転部
３２１７ 第２の分岐部
３２１８，３２２７ 光強度変調部
３２１９，３２２８ 光角度変調部
Ｅ１ 第１の電気信号
Ｅ２ 第２の電気信号
Ｅ３ 第３の電気信号
Ｅ４ａ 電気信号
Ｅ４ｂ 反転信号
Ｏｃ 合波光信号
Ｄｂ 差ビート信号

Claims (15)

1. 入力信号を角度変調信号に変換するための角度変調装置であって、
   光源と、
   前記光源から出力される光を第１の経路を伝搬する光と第２の経路を伝搬する光とに分岐する光分岐部と、
   前記第１の経路上に配置され、入力される光を周波数ｆｃ２の第２の電気信号で強度変調する第１の光強度変調部と、
   前記第２の経路上に配置され、入力される光を入力される信号で角度変調する第１の光角度変調部と、
   前記第１の経路を伝搬する光と前記第２の経路を伝搬する光とを、当該第１の経路および当該第２の経路のそれぞれの終点において合波する光合波部と、
   前記第１の光強度変調部又は前記第１の光角度変調部のいずれか一方の前段に配置され、前記周波数ｆｃ２と異なる周波数ｆｃ１の第１の電気信号で入力される光を強度変調し、強度変調された光を出力する第２の光強度変調部と、
   自乗検波特性を有し、前記光合波部から出力される光信号を角度変調信号に変換する光検波部とを備える、角度変調装置。
2. 前記第２の光強度変調部は、前記第１の光強度変調部の前段に配置され、入力される光を光ＳＳＢ変調し、
   前記第１の光強度変調部は、光ＳＳＢ変調された光を光ＳＳＢ−ＳＣ変調することを特徴とする、請求項１に記載の角度変調装置。
3. 前記光角度変調部から出力される光信号の帯域幅をＢとすると、
   ｜ｆｃ１−ｆｃ２｜＞Ｂ／２、かつ
   ２×ｆｃ２−ｆｃ１＞Ｂ
   を満たすことを特徴とする、請求項２に記載の角度変調装置。
4. 前記第２の光強度変調部は、前記第１の光強度変調部の前段に配置され、入力される光を光ＳＳＢ−ＳＣ変調し、
   前記第１の光強度変調部は、光ＳＳＢ−ＳＣ変調された光を光ＳＳＢ変調することを特徴とする、請求項１に記載の角度変調装置。
5. 前記光角度変調部から出力される光信号の帯域幅をＢとすると、
   ｜ｆｃ１−ｆｃ２｜＞Ｂ／２、かつ
   ２×ｆｃ２−ｆｃ１＞Ｂ
   を満たすことを特徴とする、請求項４に記載の角度変調装置。
6. 前記第２の光強度変調部は、前記第１の光角度変調部の前段に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の角度変調装置。
7. 前記第１の光強度変調部は、入力される光を光ＳＳＢ−ＳＣ変調し、
   前記第２の光強度変調部は、入力される光を光ＳＳＢ−ＳＣ変調し、
   前記第１の光角度変調部は、光ＳＳＢ−ＳＣ変調された光を前記入力信号で角度変調することを特徴とする、請求項６に記載の角度変調装置。
8. 前記第１の光強度変調部の後段に配置され、前記第１の経路を伝搬する光の伝搬遅延量と前記第２の経路を伝搬する光の伝搬遅延量とが等しくなるように、前記第１の経路を伝搬する光を伝搬遅延させる光遅延調整部を更に備える、請求項７に記載の角度変調装置。
9. 前記第２の光強度変調部は、
   分岐された前記第２の経路を伝搬する光を、前記第１の電気信号と、位相を１８０°ずらされた当該第１の電気信号とで光ＤＳＢ変調する第１の光ＤＳＢ変調部と、
   分岐された前記第２の経路を伝搬する光を、位相を９０°ずらされた前記第１の電気信号と、位相を９０°ずらされた後、更に位相を１８０°ずらされた前記第１の電気信号とのそれぞれで光ＤＳＢ変調する第２の光ＤＳＢ変調部とを含み、
   前記第１の光角度変調部は、前記入力信号で、前記第１の光ＤＳＢ変調部から出力される光と、前記第２の光ＤＳＢ変調部から出力される光とのそれぞれを光角度変調した後、合波することを特徴とする、請求項６に記載の角度変調装置。
10. 前記入力信号を、位相が当該入力信号と同じ同相信号と、当該入力信号の位相を反転させた逆相信号とに分岐する位相反転部と、
    前記第１の光強度変調部の後段に配置され、入力される光を入力される信号で光角度変調する第２の光角度変調部とを更に備え、
    前記第１の光角度変調部は、入力される光を前記同相信号で角度変調することを特徴とする、請求項６に記載の角度変調装置。
11. 前記第１の光強度変調部は、入力される光を光ＳＳＢ―ＳＣ変調することを特徴とし、
    前記第２の光強度変調部は、入力される光を光ＳＳＢ−ＳＣ変調することを特徴とする、請求項１０に記載の角度変調装置。
12. 前記第２の光強度変調部は、
    分岐された前記第２の経路を伝搬する光を、前記第１の電気信号と、位相を１８０°ずらされた前記第１の電気信号とで光ＤＳＢ変調する第１の光ＤＳＢ変調部と、
    分岐された前記第２の経路を伝搬する光を、位相を９０°ずらされた前記第１の電気信号と、位相を９０°ずらされた後、更に位相を１８０°ずらされた前記第１の電気信号とで光ＤＳＢ変調する第２の光ＤＳＢ変調部とを含み、
    前記第１の光強度変調部は、
    分岐された前記第１の経路を伝搬する光を、前記第２の電気信号と、位相を１８０°ずらされた前記第２の電気信号とで光ＤＳＢ変調する第３の光ＤＳＢ変調部と、
    分岐された前記第１の経路を伝搬する光を、位相を９０°ずらされた前記第２の電気信号と、位相を９０°ずらされた後、更に位相を１８０°ずらされた前記第２の電気信号とで光ＤＳＢ変調して出力する第４の光ＤＳＢ変調部とを含み、
    前記第１の光角度変調部は、
    前記同相信号で、前記第１の光ＤＳＢ変調部から出力される光と、前記第２の光ＤＳＢ変調部から出力される光とのそれぞれを光角度変調した後、合波することを特徴とし、
    前記第２の光角度変調部は、
    前記逆相信号で、前記第３の光ＤＳＢ変調部から出力される光と、前記第４の光ＤＳＢ変調部から出力される光とのそれぞれを光角度変調した後、合波することを特徴とする、請求項１０に記載の角度変調装置。
13. 前記光検波部から出力される角度変調信号の内、中心周波数｜ｆｃ１−ｆｃ２｜を有する角度変調信号の帯域幅をＢ１とし、中心周波数ｆｃ１を有する角度変調信号の帯域幅をＢ２とすると、
    ｆｃ１＜ｆｃ２のとき、
    ｜ｆｃ１−ｆｃ２｜≧Ｂ１／２、かつ
    ｜ｆｃ１−ｆｃ２｜＋Ｂ１／２＜ｆｃ１−Ｂ２／２
    を満たすことを特徴とする、請求項７又は９のいずれかに記載の角度変調装置。
14. 前記光検波部から出力される角度変調信号の内、中心周波数｜ｆｃ１−ｆｃ２｜を有する角度変調信号の帯域幅をＢ１とし、中心周波数ｆｃ２を有する角度変調信号の帯域幅をＢ３とすると、
    ｆｃ１＞ｆｃ２のとき、
    ｜ｆｃ１−ｆｃ２｜≧Ｂ１／２、かつ
    ｜ｆｃ１−ｆｃ２｜＋Ｂ１／２＜ｆｃ２−Ｂ３／２
    を満たすことを特徴とする、請求項７又は９のいずれかに記載の角度変調装置。
15. 前記光検波部から出力される角度変調信号から、周波数｜ｆｃ１−ｆｃ２｜を含む周波数帯域に含まれる信号成分を抽出するフィルタを更に備える、請求項１に記載の角度変調装置。

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