JP2704418B2 - 光信号検波回路 - Google Patents
光信号検波回路Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光通信に利用する。特に、周波数変調された
光信号の復調に関する。
光信号の復調に関する。
周波数変調された光信号を直接検波するには、従来、
ファブリペロー・エタロンが用いられている。ファブリ
ペロー・エタロンは特定の光周波数だけを透過させるこ
とができる。そこで、ファブリペロー・エタロンの透過
周波数をマーク信号周波数またはスペース信号周波数の
一方に一致させておく。これにより、ファブリペロー・
エタロンの透過光強度から、マークまたはスペースを識
別できる。
ファブリペロー・エタロンが用いられている。ファブリ
ペロー・エタロンは特定の光周波数だけを透過させるこ
とができる。そこで、ファブリペロー・エタロンの透過
周波数をマーク信号周波数またはスペース信号周波数の
一方に一致させておく。これにより、ファブリペロー・
エタロンの透過光強度から、マークまたはスペースを識
別できる。
このような検波方式については、例えば、カミノー
他、「FDM−FSK スター・ネットワーク・ウィズ・ア・
チューナブル・オプティカル・フィルタ・デマルチプレ
クサ」、IEE エレクトロニクス・レターズ第23巻第21
号第1102頁〜第1103頁、1987年（I.P.Kaminow et.al.,
“FDM−FSK star network with a tunable optical fil
ter demultiplexer",IEE Electronics Letters,Vol.23,
No.21,pp1102−1103（1987））に説明されている。
他、「FDM−FSK スター・ネットワーク・ウィズ・ア・
チューナブル・オプティカル・フィルタ・デマルチプレ
クサ」、IEE エレクトロニクス・レターズ第23巻第21
号第1102頁〜第1103頁、1987年（I.P.Kaminow et.al.,
“FDM−FSK star network with a tunable optical fil
ter demultiplexer",IEE Electronics Letters,Vol.23,
No.21,pp1102−1103（1987））に説明されている。
第６図は従来例光信号検波回路を示す。
ファブリペロー・エタロン61は屈折率媒体の両端に反
射鏡62が設けられた構造をもつ。ファブリペロー・エタ
ロン61の出射端近傍には受光素子２が配置される。受光
素子２は増幅器４に接続される。
射鏡62が設けられた構造をもつ。ファブリペロー・エタ
ロン61の出射端近傍には受光素子２が配置される。受光
素子２は増幅器４に接続される。
第７図はファブリペロー・エタロンの透過特性と入出
力光との関係を示す。第７図（ａ）は透過特性を示し、
第７図（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ入力光、出力光のスペ
クトル分布を示す。
力光との関係を示す。第７図（ａ）は透過特性を示し、
第７図（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ入力光、出力光のスペ
クトル分布を示す。
ファブリペロー・エタロンの透過率Ｔ（ｆ）は、周波
数の関数として、 で表される。ここで、Ｒは反射鏡の反射率、ｎはファブ
リペロー・エタロンの媒質の屈折率、ｃは真空中の光
速、ｌはファブリペロー・エタロンの共振器長、ｆは光
周波数である。共振ピークの間隔FSRおよび共振ピーク
の透過強度の半値幅ΔfFPは、 で表される。
数の関数として、 で表される。ここで、Ｒは反射鏡の反射率、ｎはファブ
リペロー・エタロンの媒質の屈折率、ｃは真空中の光
速、ｌはファブリペロー・エタロンの共振器長、ｆは光
周波数である。共振ピークの間隔FSRおよび共振ピーク
の透過強度の半値幅ΔfFPは、 で表される。
そこで、第６図に示したファブリペロー・エタロン71
の入射端に、周波数変調された光信号を入射する。
の入射端に、周波数変調された光信号を入射する。
周波数変調された光信号は、第７図（ｂ）に示すよう
に、マーク（「１」）とスペース（「０」）とに異なる
光周波数が割り当てられている。ここで、スペースに光
周波数f1が割り当てられ、マークに光周波数f2が割り当
てられているとする。ただし、f2＝f1＋fmとする。fmは
周波数偏移である。また、スペース信号周波数およびマ
ーク信号周波数は、変調速度により広がりをもつ。この
広がりの半値幅をΔfFMとする。
に、マーク（「１」）とスペース（「０」）とに異なる
光周波数が割り当てられている。ここで、スペースに光
周波数f1が割り当てられ、マークに光周波数f2が割り当
てられているとする。ただし、f2＝f1＋fmとする。fmは
周波数偏移である。また、スペース信号周波数およびマ
ーク信号周波数は、変調速度により広がりをもつ。この
広がりの半値幅をΔfFMとする。
このとき、ファブリペロー・エタロン61の共振ピーク
のひとつを光周波数f1またはf2に一致させ、共振ピーク
の間隔FSRを周波数偏移fmより大きくとり、ΔfFPをΔf
FMより大きくとれば、第７図（ｃ）に示すような透過光
強度が得られる。すなわち、マークのみ、またはスペー
スのみのスペクトルを取り出すことができる。この透過
光を受光素子２に結合することにより、周波数変調信号
を強度変調信号に変換し、検波復調することができる。
のひとつを光周波数f1またはf2に一致させ、共振ピーク
の間隔FSRを周波数偏移fmより大きくとり、ΔfFPをΔf
FMより大きくとれば、第７図（ｃ）に示すような透過光
強度が得られる。すなわち、マークのみ、またはスペー
スのみのスペクトルを取り出すことができる。この透過
光を受光素子２に結合することにより、周波数変調信号
を強度変調信号に変換し、検波復調することができる。
しかし、ファブリペロー・エタロンに入射した光信号
は反射鏡の間を多重反射するため、信号の位相遅れが生
じ、その結果、検波した信号の波形に歪が生じる欠点が
あった。
は反射鏡の間を多重反射するため、信号の位相遅れが生
じ、その結果、検波した信号の波形に歪が生じる欠点が
あった。
また、出力ポートとしてファブリペロー・エタロンの
一端しか利用できず、しかもマーク信号周波数とスペー
ス信号周波数とのいずれか一方しか受信できないため、
信号光電力を有効に利用できず、受信感度が劣化する欠
点があった。
一端しか利用できず、しかもマーク信号周波数とスペー
ス信号周波数とのいずれか一方しか受信できないため、
信号光電力を有効に利用できず、受信感度が劣化する欠
点があった。
さらに、ｎ値（ｎは４以上の正整数）の周波数変調信
号を分離する場合には、サーキュレータ等が必要とな
り、フィルタ構成が複雑となる欠点があった。
号を分離する場合には、サーキュレータ等が必要とな
り、フィルタ構成が複雑となる欠点があった。
本発明は、以上の問題点を解決し、信号光電力を有効
に利用して高感度に光周波数変調信号を検波する光信号
検波回路を提供することを目的とする。
に利用して高感度に光周波数変調信号を検波する光信号
検波回路を提供することを目的とする。
本発明の光信号検波回路は、ｎ値（ｎは２以上の整
数）に周波数変調された光信号のうち特定の光周波数を
透過する光フィルタと、この光フィルタを透過した光を
受光する受光素子とを備えた光信号検波回路において、
光フィルタはｎ値にそれぞれ対応する光周波数をそれぞ
れ異なる出力ポートに出力するマッハ・ツェンダ形の周
期形フィルタであり、受光素子をｎ個備え、このｎ個の
受光素子が上記異なる出力ポートに各々接続されたこと
を特徴とする。
数）に周波数変調された光信号のうち特定の光周波数を
透過する光フィルタと、この光フィルタを透過した光を
受光する受光素子とを備えた光信号検波回路において、
光フィルタはｎ値にそれぞれ対応する光周波数をそれぞ
れ異なる出力ポートに出力するマッハ・ツェンダ形の周
期形フィルタであり、受光素子をｎ個備え、このｎ個の
受光素子が上記異なる出力ポートに各々接続されたこと
を特徴とする。
マッハ・ツェンダ形の周期形フィルタは、その基本構
造としてマッハ・ツェンダ干渉計を含み、分岐比が実質
的に等しい２入力２出力の二つの方向性結合器と、この
二つの方向性結合器の出力端と入力端とをそれぞれ接続
する光路長が異なる二本の光導波路とを備え、光周波数
を二つの出力ポートのいずれかに出力する。二つの出力
ポートの透過特性は、光周波数に対して周期的となる。
造としてマッハ・ツェンダ干渉計を含み、分岐比が実質
的に等しい２入力２出力の二つの方向性結合器と、この
二つの方向性結合器の出力端と入力端とをそれぞれ接続
する光路長が異なる二本の光導波路とを備え、光周波数
を二つの出力ポートのいずれかに出力する。二つの出力
ポートの透過特性は、光周波数に対して周期的となる。
この基本構造の周期形フィルタをトーナメント形にＮ
段接続することにより、光周波数を2N個の出力ポートに
分離できる。空き出力ポートを許容すれば、２以上の任
意の数の出力ポートに光周波数を分離できる。
段接続することにより、光周波数を2N個の出力ポートに
分離できる。空き出力ポートを許容すれば、２以上の任
意の数の出力ポートに光周波数を分離できる。
２値の光信号を検波するには、周期形フィルタの一方
の出力ポートに透過する光周波数をマーク信号周波数に
一致させ、他方の出力ポートに透過する光周波数をスペ
ース信号周波数に一致させる。一方の出力ポートだけの
出力光では検波可能であるが、双方の出力ポートの出力
光を検波することが望ましい。
の出力ポートに透過する光周波数をマーク信号周波数に
一致させ、他方の出力ポートに透過する光周波数をスペ
ース信号周波数に一致させる。一方の出力ポートだけの
出力光では検波可能であるが、双方の出力ポートの出力
光を検波することが望ましい。
３以上の整数ｎについてｎ値の光信号を検波する場合
には、ｎ個以上の出力ポートを含む周期形フィルタを用
いる。このとき、ｎ値の各レベルに対応する光周波数が
それぞれ別々の出力ポートに出力される構成とし、それ
ぞれの出力ポートで出力光を検波して復調する。
には、ｎ個以上の出力ポートを含む周期形フィルタを用
いる。このとき、ｎ値の各レベルに対応する光周波数が
それぞれ別々の出力ポートに出力される構成とし、それ
ぞれの出力ポートで出力光を検波して復調する。
マッハ・ツェンダ干渉計を利用した周期形フィルタ
は、多重反射による遅延がなく、信号波形の歪が小さ
い。また、入射した光信号のすべてのパワーをいずれか
の出力ポートに結合することができる。したがって、そ
れぞれの出力ポートに受光素子を配置すれば、信号光電
力を有効に利用でき、受信感度が向上する。
は、多重反射による遅延がなく、信号波形の歪が小さ
い。また、入射した光信号のすべてのパワーをいずれか
の出力ポートに結合することができる。したがって、そ
れぞれの出力ポートに受光素子を配置すれば、信号光電
力を有効に利用でき、受信感度が向上する。
第１図は本発明第一実施例光信号検波回路の構成図で
ある。この実施例は、２値に周波数変調された光信号を
検波する回路で本発明を実施したものである。
ある。この実施例は、２値に周波数変調された光信号を
検波する回路で本発明を実施したものである。
この光信号検波回路は、２値に周波数変調された光信
号の特定の光周波数を透過する光フィルタ、すなわち周
期形フィルタ１と、この周期形フィルタ１を透過した光
を受光する受光素子２−１、２−２とを備える。周期形
フィルタ１は、周波数変調の２値にそれぞれ対応する光
周波数をそれぞれ異なる出力ポート17−１、17−２に出
力するマッハツェンダ形のフィルタである。
号の特定の光周波数を透過する光フィルタ、すなわち周
期形フィルタ１と、この周期形フィルタ１を透過した光
を受光する受光素子２−１、２−２とを備える。周期形
フィルタ１は、周波数変調の２値にそれぞれ対応する光
周波数をそれぞれ異なる出力ポート17−１、17−２に出
力するマッハツェンダ形のフィルタである。
受光素子２−１、２−１は差動的に接続され、その出
力が帯域通過フィルタ３を介して増幅器４に接続され
る。受光素子２−１、２−２の出力はまた、電極制御回
路５に接続される。
力が帯域通過フィルタ３を介して増幅器４に接続され
る。受光素子２−１、２−２の出力はまた、電極制御回
路５に接続される。
周期形フィルタ１は、分岐比が実質的に等しい２入力
２出力の二つの方向性結合器11、12と、この二つの光方
向性結合器11、12の出力端と入力端とをそれぞれ接続す
る光路長が異なる二本の光導波路13、14とを備える。方
向性結合器11の入力端は、この周期形フィルタ１の入力
ポート16−１、16−２として使用される。方向性結合器
12の出力端は、出力ポート17−１、17−２として使用さ
れる。周期形フィルタ１はまた、光導波路13の近傍に導
波路位相制御用の加熱電極15を備える。加熱電極15は電
極制御回路５に接続される。
２出力の二つの方向性結合器11、12と、この二つの光方
向性結合器11、12の出力端と入力端とをそれぞれ接続す
る光路長が異なる二本の光導波路13、14とを備える。方
向性結合器11の入力端は、この周期形フィルタ１の入力
ポート16−１、16−２として使用される。方向性結合器
12の出力端は、出力ポート17−１、17−２として使用さ
れる。周期形フィルタ１はまた、光導波路13の近傍に導
波路位相制御用の加熱電極15を備える。加熱電極15は電
極制御回路５に接続される。
第２図は周期形フィルタ１の透過特性と入出力光との
関係を示す。第２図（ａ）は周期形フィルタ１の透過特
性を示し、第２図（ｂ）は入射光のスペクトル分布を示
し、第２図（ｃ）および（ｄ）はそれぞれ出力ポート17
−１、17−２に透過する光のスペクトル分布を示す。
関係を示す。第２図（ａ）は周期形フィルタ１の透過特
性を示し、第２図（ｂ）は入射光のスペクトル分布を示
し、第２図（ｃ）および（ｄ）はそれぞれ出力ポート17
−１、17−２に透過する光のスペクトル分布を示す。
入力ポート16−１から出力ポート17−１への透過率T1
および入力ポート16−１から出力ポート17−２への透過
率T2は、方向性結合器11、12の電力結合率が0.5であれ
ば、 で表される。ここで、ｎは光導波路13、14の等価屈折
率、Δｌは光導波路13と光導波路14との光路長差であ
る。
および入力ポート16−１から出力ポート17−２への透過
率T2は、方向性結合器11、12の電力結合率が0.5であれ
ば、 で表される。ここで、ｎは光導波路13、14の等価屈折
率、Δｌは光導波路13と光導波路14との光路長差であ
る。
二つの透過率T1、T2が最大となる周波数間隔（以下
「透過周波数間隔」という）Δfaは、 で表される。例えば石英系の光導波路を用いる場合を仮
定してｎ＝1.47とすると、Δfa＝1GHzを得るためには、
Δｌ＝10.197cmが必要である。Δfaの値は、入力される
光信号の周波数偏差と等しい値に設定される。
「透過周波数間隔」という）Δfaは、 で表される。例えば石英系の光導波路を用いる場合を仮
定してｎ＝1.47とすると、Δfa＝1GHzを得るためには、
Δｌ＝10.197cmが必要である。Δfaの値は、入力される
光信号の周波数偏差と等しい値に設定される。
ここで、入力ポート16−１に、スペースを光周波数
f1、マークを光周波数f2に対応させた周波数変調信号を
入射する。このとき、周期形フィルタ１の透過周波数間
隔Δfaを周波数偏移fm＝f2−f1と等しい値に設定し、透
過率T1が最大となる周波数を光周波数f1に一致させ、透
過率T2が最大となる周波数を光周波数f2に一致させてお
く。これにより、出力ポート17−１、17−２に、それぞ
れ光周波数f1、f2の成分が出力される。これらの出力
は、それぞれ受光素子２−１、２−２に入射する。
f1、マークを光周波数f2に対応させた周波数変調信号を
入射する。このとき、周期形フィルタ１の透過周波数間
隔Δfaを周波数偏移fm＝f2−f1と等しい値に設定し、透
過率T1が最大となる周波数を光周波数f1に一致させ、透
過率T2が最大となる周波数を光周波数f2に一致させてお
く。これにより、出力ポート17−１、17−２に、それぞ
れ光周波数f1、f2の成分が出力される。これらの出力
は、それぞれ受光素子２−１、２−２に入射する。
受光素子２−１、２−２は差動的に接続されており、
出力ポート17−１、17−２からの二つの出力光信号を電
気的な強度変調信号に変換する。帯域通過フィルタ３
は、受光素子２−１、２−２の差動出力から復調に必要
な帯域のみを取り出す。増幅器４は帯域通過フィルタ３
の出力を増幅する。
出力ポート17−１、17−２からの二つの出力光信号を電
気的な強度変調信号に変換する。帯域通過フィルタ３
は、受光素子２−１、２−２の差動出力から復調に必要
な帯域のみを取り出す。増幅器４は帯域通過フィルタ３
の出力を増幅する。
電極制御回路５は、受光素子２−１、２−２の差動出
力の直流成分を監視し、この出力が常に所定の値になる
ように、加熱電極15にバイアス電流を供給する。特に、
透過特性が（４）式、（５）式で表される理想的な周期
形フィルタを用い、受光素子２−１、２−２の量子効率
が等しく、受光素子２−１、２−２がそれぞれ＋V0、−
V0にバイアスされている場合には、差動出力が「０」と
なるように加熱電極15のバイアス電流を制御する。加熱
電極15は電流により発熱し、光導波路13の光路長を変化
させる。これにより、二つの光導波路13、14の間の光路
長差を変化させて導波路位相を制御し、出力ポート17−
１、17−２への透過光周波数を調整することができる。
力の直流成分を監視し、この出力が常に所定の値になる
ように、加熱電極15にバイアス電流を供給する。特に、
透過特性が（４）式、（５）式で表される理想的な周期
形フィルタを用い、受光素子２−１、２−２の量子効率
が等しく、受光素子２−１、２−２がそれぞれ＋V0、−
V0にバイアスされている場合には、差動出力が「０」と
なるように加熱電極15のバイアス電流を制御する。加熱
電極15は電流により発熱し、光導波路13の光路長を変化
させる。これにより、二つの光導波路13、14の間の光路
長差を変化させて導波路位相を制御し、出力ポート17−
１、17−２への透過光周波数を調整することができる。
周期形ファイバにおける透過光周波数の調整について
は、例えば、トバ他、「5GHzスペースト、エイトチャネ
ル、ガイデドウェイブ・チューナブル・マルチ／デマル
チプレクサ・フォー・オプティカルFDM トランスミッ
ション・システムズ」、IEE エレクトロニクス・レタ
ーズ第23巻第15号第788頁〜第789頁、1987年（H.Toba e
t.al.,“5GHz−spaced,eight−channel,guided−wave t
unable multi/demulti−plexer for optical FDM trans
mission systems",IEE Electronics letters,Vol.23,N
o.15,pp788−789,1987）に説明されている。
は、例えば、トバ他、「5GHzスペースト、エイトチャネ
ル、ガイデドウェイブ・チューナブル・マルチ／デマル
チプレクサ・フォー・オプティカルFDM トランスミッ
ション・システムズ」、IEE エレクトロニクス・レタ
ーズ第23巻第15号第788頁〜第789頁、1987年（H.Toba e
t.al.,“5GHz−spaced,eight−channel,guided−wave t
unable multi/demulti−plexer for optical FDM trans
mission systems",IEE Electronics letters,Vol.23,N
o.15,pp788−789,1987）に説明されている。
第３図は方向性結合器11、12の電力結合係数に対する
出力ポート17−１、17−２での損失およびクロストーク
の計算結果を示す。
出力ポート17−１、17−２での損失およびクロストーク
の計算結果を示す。
実際の光導波路で周期形フィルタを構成する場合に
は、曲げ損失を考慮した導波路損失、方向性結合器の電
力結合係数の0.5に対する製造誤差その他を考慮する必
要がある。例えば、タカト他、「シリカベースト・シン
グルモード・ウェイブガイヅ・オン・シリコン・アンド
・ゼア・アプリケーション・ツー・ガイデドウェーブ・
オプティカル・インタフェロメータズ」、IEEEジャーナ
ル・オブ・ライトウェーブ・テクノロジイ」、第６巻第
４号第1003頁〜第1010頁、1988年（N.Takato et.al.,
“Sillca−based single−mode waveguids on silicon
and their application to guidedwave optical interf
erometers",IEEE Jounal of lightwave technology,Vo
l.6,No.4,pp1003−1010,1988年）に示されているよう
に、現在製造されている石英系導波路では、曲率半径5m
m以上では曲げによる導波路の過損は発生せず、0.1dB/c
mという小さい導波路損失を実現できる。
は、曲げ損失を考慮した導波路損失、方向性結合器の電
力結合係数の0.5に対する製造誤差その他を考慮する必
要がある。例えば、タカト他、「シリカベースト・シン
グルモード・ウェイブガイヅ・オン・シリコン・アンド
・ゼア・アプリケーション・ツー・ガイデドウェーブ・
オプティカル・インタフェロメータズ」、IEEEジャーナ
ル・オブ・ライトウェーブ・テクノロジイ」、第６巻第
４号第1003頁〜第1010頁、1988年（N.Takato et.al.,
“Sillca−based single−mode waveguids on silicon
and their application to guidedwave optical interf
erometers",IEEE Jounal of lightwave technology,Vo
l.6,No.4,pp1003−1010,1988年）に示されているよう
に、現在製造されている石英系導波路では、曲率半径5m
m以上では曲げによる導波路の過損は発生せず、0.1dB/c
mという小さい導波路損失を実現できる。
そこで、光導波路13、14の導波路損0.1dB/cm、周波数
間隔Δfa＝1GHz、光導波路13、14の屈折率ｎ＝1.47、光
路長差Δｌ＝10.197の周期形フィルタについて、方向性
結合器11、12の電力結合係数に対する出力ポート17−
１、17−２における損失およびクロストークを計算し
た。第３図において、l1、L2はそれぞれ出力ポート17−
１、17−２の出力における損失を示し、C1、C2はそれぞ
れの出力におけるクロストークを示す。なお、この計算
では、方向性結合器11、12の電力結合係数が等しいと仮
定した。
間隔Δfa＝1GHz、光導波路13、14の屈折率ｎ＝1.47、光
路長差Δｌ＝10.197の周期形フィルタについて、方向性
結合器11、12の電力結合係数に対する出力ポート17−
１、17−２における損失およびクロストークを計算し
た。第３図において、l1、L2はそれぞれ出力ポート17−
１、17−２の出力における損失を示し、C1、C2はそれぞ
れの出力におけるクロストークを示す。なお、この計算
では、方向性結合器11、12の電力結合係数が等しいと仮
定した。
第３図に示したように、電力結合係数ｔ＝0.5のとき
には、双方の出力ともに損失が1.2dBであり、クロスト
ークも−20dB以下の小さい値が確保される。
には、双方の出力ともに損失が1.2dBであり、クロスト
ークも−20dB以下の小さい値が確保される。
クロストークが増加すると、受光素子２−１、２−２
の差動出力振幅が小さくなり、信号対雑音比が劣化して
しまう。したがって、クロストークは−15dB以下である
ことが必要である。クロストークを−15dB以下とし、し
かも損失を1.3dB以下とするには、第３図から、方向性
結合器11、12の電力結合率ｔを0.44≦ｔ≦0.57とする必
要がある。
の差動出力振幅が小さくなり、信号対雑音比が劣化して
しまう。したがって、クロストークは−15dB以下である
ことが必要である。クロストークを−15dB以下とし、し
かも損失を1.3dB以下とするには、第３図から、方向性
結合器11、12の電力結合率ｔを0.44≦ｔ≦0.57とする必
要がある。
第４図は本発明第二実施例光信号検波回路の構成図で
ある。この実施例は、４値に周波数変調された光信号を
検波する回路に本発明を実施したものである。
ある。この実施例は、４値に周波数変調された光信号を
検波する回路に本発明を実施したものである。
この光信号検波回路は、４値に周波数変調された光信
号の特定の光周波数を透過する光フィルタ、すなわち周
期形フィルタ１′と、この周期形フィルタ１′を透過し
た光を受光する受光素子２−１〜２−４とを備え、周期
形フィルタ１′は、４値にそれぞれ対応する光周波数を
それぞれ異なる出力ポート、すなわち17−１〜17−４に
出力する構成である。
号の特定の光周波数を透過する光フィルタ、すなわち周
期形フィルタ１′と、この周期形フィルタ１′を透過し
た光を受光する受光素子２−１〜２−４とを備え、周期
形フィルタ１′は、４値にそれぞれ対応する光周波数を
それぞれ異なる出力ポート、すなわち17−１〜17−４に
出力する構成である。
受光素子２−１、２−２と受光素子２−３、２−４と
はそれぞれ差動的に接続される。受光素子２−１、２−
２の差動出力は、レベルシフタ41を介して加算器42に入
力される。受光素子２−３、２−４の差動出力は、その
まま加算器42に入力される。加算器42の出力は増幅器４
に入力される。
はそれぞれ差動的に接続される。受光素子２−１、２−
２の差動出力は、レベルシフタ41を介して加算器42に入
力される。受光素子２−３、２−４の差動出力は、その
まま加算器42に入力される。加算器42の出力は増幅器４
に入力される。
周期形フィルタ１′は、第一実施例における周期形フ
ィルタを一個のフィルタ素子とし、このフィルタ素子を
二段構成に接続した構造をもつ。すなわち、周期形フィ
ルタ素子FL1の二つの出力ポートにはそれぞれ周期形フ
ィルタ素子FL2、FL3の入力ポートが接続される。周期形
フィルタ素子FL2、FL3の出力ポートが周期形フィルタ
１′の出力ポート17−１〜17−４として用いられる。
ィルタを一個のフィルタ素子とし、このフィルタ素子を
二段構成に接続した構造をもつ。すなわち、周期形フィ
ルタ素子FL1の二つの出力ポートにはそれぞれ周期形フ
ィルタ素子FL2、FL3の入力ポートが接続される。周期形
フィルタ素子FL2、FL3の出力ポートが周期形フィルタ
１′の出力ポート17−１〜17−４として用いられる。
ただし、周期形フィルタ素子FL1の二本の光導波路の
光路長差はΔl1であり、周期形フィルタ素子FL2、FL3の
それぞれの二本の光導波路の光路長差はΔl2＝Δl1/2で
ある。したがって、周期形フィルタ素子FL1の透過周波
数間隔Δfa1に対し、周期形フィルタ素子FL2、FL3の透
過周波数間隔Δfa2は、 Δfa2＝２Δfa1 の関係がある。
光路長差はΔl1であり、周期形フィルタ素子FL2、FL3の
それぞれの二本の光導波路の光路長差はΔl2＝Δl1/2で
ある。したがって、周期形フィルタ素子FL1の透過周波
数間隔Δfa1に対し、周期形フィルタ素子FL2、FL3の透
過周波数間隔Δfa2は、 Δfa2＝２Δfa1 の関係がある。
第５図は周期形フィルタ素子FL1、FL2、FL3の入出力
スペクトルを示す。
スペクトルを示す。
周期形フィルタ素子FL1の一方の入力ポート、すなわ
ち入力ポート16−１には、中心周波数として光周波数
f1、f2、f3およびf4がそれぞれ割り当てられた４値の周
波数変調（FSK）信号が入力される。
ち入力ポート16−１には、中心周波数として光周波数
f1、f2、f3およびf4がそれぞれ割り当てられた４値の周
波数変調（FSK）信号が入力される。
ここで、周期形フィルタ素子FL1の透過周波数間隔Δf
a1を周波数変調信号の隣接周波数間隔fmと等しい値に設
定し、透過中心周波数を調整しておく。これにより周期
形フィルタ素子FL1の一方の出力ポートには、第５図
（ｂ）に示すように、光周波数f1、f3の成分が出力され
る。これらの成分は、周期形フィルタ素子FL2に入力さ
れる。また、他方の出力ポートには、第５図（ｃ）に示
すように、光周波数f2、f4の成分が出力される。これら
の成分は、周期形フィルタ素子FL3に入力される。
a1を周波数変調信号の隣接周波数間隔fmと等しい値に設
定し、透過中心周波数を調整しておく。これにより周期
形フィルタ素子FL1の一方の出力ポートには、第５図
（ｂ）に示すように、光周波数f1、f3の成分が出力され
る。これらの成分は、周期形フィルタ素子FL2に入力さ
れる。また、他方の出力ポートには、第５図（ｃ）に示
すように、光周波数f2、f4の成分が出力される。これら
の成分は、周期形フィルタ素子FL3に入力される。
周期形フィルタ素子FL2、FL3の透過周波数間隔Δfa2
は光周波数f1、f3の周波数間隔、および光周波数f2、f4
の周波数間隔に等しく、それぞれの成分を分離する。し
たがって、出力ポート17−１、17−２には、第５図
（ｄ）、（ｅ）に示すように、それぞれ光周波数f1、f3
の成分が出力される。また、出力ポート17−３、17−４
には、第５図（ｆ）、（ｇ）に示すように、それぞれ光
周波数f2、f4の成分が出力される。
は光周波数f1、f3の周波数間隔、および光周波数f2、f4
の周波数間隔に等しく、それぞれの成分を分離する。し
たがって、出力ポート17−１、17−２には、第５図
（ｄ）、（ｅ）に示すように、それぞれ光周波数f1、f3
の成分が出力される。また、出力ポート17−３、17−４
には、第５図（ｆ）、（ｇ）に示すように、それぞれ光
周波数f2、f4の成分が出力される。
光周波数f1、f2、f3、f4の各成分は、それぞれ別々の
受光素子２−１、２−３、２−２、２−４に入力する。
そこで、受光素子２−１、２−２の差動出力と、受光素
子２−３、２−４の差動出力とをそれぞれ検出し、一方
の出力をレベルシフタ41によりシフトさせ、加算器42で
加算し、増幅器４により増幅する。これにより、４値の
周波数変調信号を４値のレベルをもつ強度信号に復調す
ることができる。
受光素子２−１、２−３、２−２、２−４に入力する。
そこで、受光素子２−１、２−２の差動出力と、受光素
子２−３、２−４の差動出力とをそれぞれ検出し、一方
の出力をレベルシフタ41によりシフトさせ、加算器42で
加算し、増幅器４により増幅する。これにより、４値の
周波数変調信号を４値のレベルをもつ強度信号に復調す
ることができる。
以上説明したように、本発明の光信号検波回路は、フ
ァブリペロー・エタロンを使用した場合のような多重反
射による遅延がないため、信号波形の歪が小さい効果が
ある。また、入射した光信号のすべてのパワーを利用で
きるので、受信感度が向上する効果がある。さらに、２
値の周波数変調信号だけでなく、多値の周波数変調信号
を復調できる効果がある。
ァブリペロー・エタロンを使用した場合のような多重反
射による遅延がないため、信号波形の歪が小さい効果が
ある。また、入射した光信号のすべてのパワーを利用で
きるので、受信感度が向上する効果がある。さらに、２
値の周波数変調信号だけでなく、多値の周波数変調信号
を復調できる効果がある。
第１図は本発明第一実施例光信号検波回路の構成図。 第２図は周期形フィルタの透過特性と入出力光との関係
を示す図。 第３図は方向性結合器の電力結合係数に対する損失およ
びクロストークの計算結果を示す図。 第４図は本発明第二実施例光信号検波回路の構成図。 第５図は周期形フルィタ素子の入出力スペクトルを示す
図。 第６図は従来例光信号検波回路を示す図。 第７図はファブリペロー・エタロンの透過特性と入出力
光との関係を示す図。 １、１′……周期形フィルタ、２、２−１〜２−４……
受光素子、３……帯域通過フィルタ、４……増幅器、５
……電極制御回路、11、12……方向性結合器、13、14…
…光導波路、15……加熱電極、16−１、16−２……入力
ポート、17−１〜17−４……出力ポート、41……レベル
シフタ、42……加算器、61……ファブリペロー・エタロ
ン、62……反射鏡、FL1、FL2、FL3……周期形フィルタ
素子。
を示す図。 第３図は方向性結合器の電力結合係数に対する損失およ
びクロストークの計算結果を示す図。 第４図は本発明第二実施例光信号検波回路の構成図。 第５図は周期形フルィタ素子の入出力スペクトルを示す
図。 第６図は従来例光信号検波回路を示す図。 第７図はファブリペロー・エタロンの透過特性と入出力
光との関係を示す図。 １、１′……周期形フィルタ、２、２−１〜２−４……
受光素子、３……帯域通過フィルタ、４……増幅器、５
……電極制御回路、11、12……方向性結合器、13、14…
…光導波路、15……加熱電極、16−１、16−２……入力
ポート、17−１〜17−４……出力ポート、41……レベル
シフタ、42……加算器、61……ファブリペロー・エタロ
ン、62……反射鏡、FL1、FL2、FL3……周期形フィルタ
素子。
Claims (1)
- 【請求項１】ｎ値（ｎは２以上の整数）に周波数変調さ
れた光信号のうち特定の光周波数を透過する光フィルタ
と、 この光フィルタを透過した光を受光する受光素子と を備えた光信号検波回路において、 上記光フィルタは上記ｎ値にそれぞれ対応する光周波数
をそれぞれ異なる出力ポートに出力するマッハ・ツェン
ダ形の周期形フィルタであり、 上記受光素子をｎ個備え、 このｎ個の受光素子が上記異なる出力ポートに各々接続
された ことを特徴とする光信号検波回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63250560A JP2704418B2 (ja) | 1988-10-03 | 1988-10-03 | 光信号検波回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63250560A JP2704418B2 (ja) | 1988-10-03 | 1988-10-03 | 光信号検波回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0296719A JPH0296719A (ja) | 1990-04-09 |
| JP2704418B2 true JP2704418B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=17209714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63250560A Expired - Fee Related JP2704418B2 (ja) | 1988-10-03 | 1988-10-03 | 光信号検波回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2704418B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06224882A (ja) * | 1992-10-03 | 1994-08-12 | Canon Inc | 光ｆｓｋ受信器及びそれを用いた光ｆｄｍ−ｆｓｋ伝送システム |
| JP4602156B2 (ja) * | 2005-05-20 | 2010-12-22 | 三菱電機株式会社 | 光受信器 |
| JP4695989B2 (ja) | 2006-01-27 | 2011-06-08 | 富士通株式会社 | 差動ｍ位相偏移変調信号の復調用干渉計 |
| US7650083B2 (en) * | 2006-06-30 | 2010-01-19 | Fujitsu Limited | Demodulating a signal by performing consecutive beam splitting |
| JP6379455B2 (ja) | 2013-08-16 | 2018-08-29 | 富士通株式会社 | 周波数変調信号検出器及び光受信装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62100742A (ja) * | 1985-10-28 | 1987-05-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | マツハツエンダ干渉計形光合分波器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0153312B1 (en) * | 1983-08-26 | 1990-03-21 | Hughes Aircraft Company | Electro-optical filter device |
-
1988
- 1988-10-03 JP JP63250560A patent/JP2704418B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62100742A (ja) * | 1985-10-28 | 1987-05-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | マツハツエンダ干渉計形光合分波器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0296719A (ja) | 1990-04-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |