JP2710955B2 - ファブリーペロ空胴を含む光通信システム - Google Patents

ファブリーペロ空胴を含む光通信システム

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明はファブリーペロ空胴、及びこの空胴を含む光
通信システムに関する。本発明によるデバイスにおいて
は空胴の部分が導波路を含む。
従来技術 何年か前には空想にすぎなかった情報を光学信号の形
式で伝送することの経済的長所が現在では商業システム
において実現されるに至っている。このため、将来の光
通信システムは単に情報を光学キャリヤにて伝送するば
かりでなく、光学形式のままでの信号処理を含む。つま
り、現在の光伝送システムは処理を行なう前に光学信号
を電気信号に変換することが要求され、この処理には標
準の電子デバイスが用いられる。次世代の光学通信シス
テムにおいては、しばしば光学信号自体が電子信号に変
換されることなく処理されるような事態が発生すると思
われる。このような光学処理には電子信号を処理するの
に必要とされる電子デバイス、例えば、増幅器、変調
器、フィルタ等と類似の光学デバイスが要求される。本
発明の主題である新しいタイプのファブリーペロ空胴は
光学信号を処理するのに用いることのできる光学デバイ
スである。
ファブリーペロ空胴は19世紀の後半に発明された。こ
の動作は良く知られており、殆どの古典的なテキストに
おいて議論されている。これに関しては、例えば、ボー
ン（Born）及びウルフ（Wolf）による著書［オプティク
スの原理（Principles of Optics）］、マクミラン社
（MacMillan）、1959年出版、ページ378以下を参照する
こと。一例としてのファブリーペロは２つの平坦で平行
のミラーによって境界される領域を含む。１つの実体と
してのこの構造はある波長のみを伝送し、これに対して
この空胴が“共振（resonance）”にあると言われる。
この状態はこの空胴パラメータを適当に調節することに
よって得られる。共振状態においては、この空胴は一連
の等間隔の波長を伝送する。これら波長間の間隔は空胴
の“フリー スペクトル レンジ（free spectral rang
e、FSR）と呼ばれ、他のパラメータにも依存するが特に
ミラー間の間隔の関数である。
ファブリーペロ空胴の光学信号を処理するために使用
すること、例えば、フィルタとしての使用は周知であ
る。しかし、このデバイスの商業通信システム内での光
学信号の処理への適用は、幾つかの制約、特に、適切な
特性、例えば、適当な値のフリー スペクトル レンジ
をもつ現実的な設計が存在しないことから実現が困難で
あった。但し、商用システムの要件により近づく幾つか
の設計は提案されている。例えば、エレクトロニクス
レターズ（Electronics Letters）、Vol.21、ページ504
−505（1985年５月12号）において、J.ストーン（J.Sto
ne）は空胴がミラー化された端をもつ光ファイバ導波路
であるファブリーペロ設計を開示する。結果としての空
胴のフリー スペクトル レンジはファイバ セグメン
トの長さによって決定され、従って、異なる長さのファ
イバを用いることによって異なるフリー スペクトル
レンジを得ることができる。この空胴はこの空胴の光学
長を空胴に入いる光の波長値の２分の１だけ変化させる
ことによって１フリー スペクトル レンジを通じてチ
ューニングできる。こうして、空胴を異なる光の波長値
の所で共振し、従って、これを伝送するように“チュー
ニング”することができる。このチューニングを得るた
めに、空胴長がファイバに取り付けられた一例としての
圧電要素によって変えられる。この要素は起動されると
ファイバを引き伸し、これによって関連する空胴の光学
長が増加される。
この“ファイバファブリーペロ空胴”の長所の１つは
光ファイバが光を閉じ込める導波路であるということに
ある。そして、そのような光を閉じ込める導波路ではな
い長いファブリーペロ空胴の空隙において生ずる回折損
失の影響を排除することができる。しかし、光ファイバ
の長さが余り短くなるとチューニングのために必要なだ
け光ファイバを伸縮させることが困難になる。つまり、
ファイバファブリーペロ空間は小さなフリースペクトル
レンジを得るために空胴を長くすることに問題はない
が、大きなフリースペクトルレンジを得るために短くす
ることには問題が生ずる。
一方、大きなフリースペクトルレンジは空胴が小さな
空隙であるファブリーペロ空胴で実現できる。チューニ
ングのため、小さな空隙長を伸縮することは可能であ
る。しかし、光を閉じ込めない自由空間の空隙を伝播す
る光における回折に伴う損失のため、空隙長を余り長く
はできない。即ち、小さなフリースペクトルレンジの空
胴を空隙空胴で実現することは不適当である。長い空隙
空胴における回折損失を最小化する手法は知られてはい
るが、それらの手法は他の制限を伴うので余り実用的で
はない。
以上から、光ファイバファブリーペロ空胴は小さいフ
リースペクトルレンジが要求される場合に適し、そして
空隙ファブリーペロ空胴は大きいフリースペクトルレン
ジが要求される場合に適するが、中間のフリースペクト
ルレンジが要求される場合において適するファブリーペ
ロ空胴がなかったのである。
本発明は、部分的に導波路部と部分的に非導波路部と
からなるファブリーペロ空胴である。この構成をとるこ
とで、導波路部のみから形成するには短すぎ（チューニ
ング調節上）、非導波路部のみから形成するには長すぎ
る（回折損失上）ようなファブリーペロ空胴について実
現が可能となる。
本発明によるファブリーペロ空胴はアドバンス光通信
システムに特有な要件に答えるものである。この光通信
システムにおいては、光学信号が、通常、電気の形式に
変換されることなく、光学の形式のままで処理される。
信号を光学の形式のままで処理するのに必要とされるさ
まざまなデバイスのなかには光学フィルタ、光学復調器
等が含まれる。
適当に調節されたファブリーペロ空胴は光学信号を処
理することが可能である。但し、これらデバイスの設計
要件を満すような新たな実施態様が要求される。実際問
題として、例えば、更に技術上の開発がないと、ある用
途に対して必要されるフリー スペクトル レンジ（fr
ee spectral range、FSR）が純粋にファイバ形式での実
現には短かすぎ、純粋に空隙形式での実現には長すぎる
ような空胴長を要求する。
本発明を評価するために理解が必要とされるファブリ
ーペロ空胴の共振特性が第１図及び第２図との関連で更
にわかり易く説明される。
（ここでの説明の目的上、“光学波長”あるいは“光
学通信システム”において用いられる用語“光学”は、
その放射が誘電ファイバによって25db/Km以下の損失に
て伝送できるような波長値の電磁放射をさす。これら波
長は、現在のところ、4000から20,000の範囲である。但
し、新いファイバ材料及び設計の開発につれて、この
“光学”レンジはさらに赤外及び紫外へと拡張してい
る。いずれにしても、ここで用いられる“光学”レンジ
は、スペクトルの“可視”部分とは必ずしも一致しな
い）。
第１図において、11及び12は光学波長を伝送する一例
としての平らで平行の材料である。13及び14にて示され
る11及び12の内面は、少なくとも部分的に光学波長を反
射する。ミラーによって定義される空胴に入いる光15
は、部分的に２つのミラー13及び14の間を前後に反射す
る。これが図面に光線16によって簡略的に示される。伝
送されたビーム17は、個々がミラー14の所での異なる反
射と関連する複数の光線から成るとみることができる。
これら伝送された光線は、互いにこのミラー表面の所で
のこれら光線の位相に従って建設的あるいは破壊的に干
渉する。
ミラー間の間隔、及びその他の空胴パラメータが伝送
される光線が建設的に干渉するように調節された場合、
この空胴は“共振”状態にあると言われ、17によって示
されるように適当な波長の光が伝送される。これら波長
に対して、この空胴は第２図に示されるようにフィルタ
として機能する。
第２図に21として示される空胴伝送波長間の距離は、
空胴の“フリー スペクトル レンジ（FSR）”と呼ば
れ、以下によって周波数単位にて与えられる。
ここで、Ｃは光の速度を表わし、ｎは空胴内の媒体の
屈折率を表わし、LCは空胴の長さ、つまり、２つのミラ
ー間の距離を表わす。第２図は伝送ピーク間の領域内の
伝送の見掛けの不在を示すが、実際のファブリーペロに
おいては現実にはこの領域内に幾らかの非セロ伝送（no
n−zero transmission）が存在する。ファブリーペロの
伝送ピーク間のこの非ゼロ伝送は、デバイスが波長多重
光通信システム内に用いられた場合は“漏話（cross−t
alk）”の原因となる。このような光通信システムにお
いては、異なる波長の無数の“チャネル”が個々の加入
者回線に対して１つづつ伝送される。この共振ピーク間
の非ゼロ伝送と関連する識別の欠如は致命的な漏話の原
因となり、システム開発者にとって考慮されるべき制約
を与える。これに関しては、例えば、マーキューズ（Ma
rcuse）及びストーン（Stone）によってジャーナル オ
ブ ライトウェーブ テクノロジー（Journal of Light
wave Technology）、Vol.LT−４、No.4、1986年４月
号、ページ377以降に掲載の論文を参照すること。
第２図に示される伝送ピークのバンド幅、つまり半最
大値の所での伝送ピークの幅は、ミラーの反射率の関数
であり、以下によって与えられる。
ここで、ｆは以下によって与えられる空胴のフィネッス
（finesse）である。
ここで、Ｒはミラー化された表面の反射率を表わす。こ
こで議論される単純フィネッスはミラー自体の固有の特
性に起因する寄与のみを表わす。より完全な分析は、こ
の“ミラー”フィネッスに加えて、例えば、回折の影
響、整合度の影響、及び表面状態の影響に起因する寄与
が存在することを示す。実際の損失メカニズムを説明す
るこれら寄与の全てが結果としてフィネッスの低下及び
スループットの低下をもたらす。これに関しては、例え
ば、前掲の論文を参照すること。従って、特定の設計を
開発するに当っては、これらの寄与を考慮することが必
要となる。
回折損失と関連する設計上の問題、並びに第１図に示
されるような顕微鏡ミラーの使用と関連する実用上の制
約は、例えば、J.ストーン（J.Stone）によって、エレ
クトロニクス レターズ（Electronics letters）、Vo
l.21、No.11、1985年５月23日号、ページ504−505に掲
載の論文に議論の設計を用いて緩和することができる。
この論文において、ストーン（Stone）はファブリーペ
ロ空胴がミラー化されたファイバ端をもつ光学ファイバ
であた得ることを示す。ファイバが導波路であり、この
導波路に入るモードの光を“閉込める”ため、回折の影
響が排除される。空胴のフリー スペクトル レンジは
対象とされるシステム用途に応じて適当な長さのファイ
バを選択することによって選択できる。空胴の共振特性
が、１フリー スペクトル レンジを通じて、例えば、
取り付けの圧電要素を用いてファイバ長を“引き伸す”
ことによってチューニングされる。
バンド幅及びフィネッスに対する設計基準は、波長多
重システム、特にローカル エリア網に使用されるシス
テムにおいては、要求されるバンド幅が数百メガヘルツ
からギガヘルツの範囲であり、数百のチャネルを伝送す
る容量をもつことを考えると理解できる。係数５のチャ
ネル間の間隔を考慮すると、実際のフリー スペクトル
レンジは約100ギガヘルツとなる。これはミリメート
ル レンジの空胴長を要求する。より高いフィネッスを
もつシステムは伝送ピーク間に起る伝送の量を最小に
し、従って、漏話を最小にする。但し、フィネッスが低
い方が挿入損失が抑えられる。
式（１）から大きなフリー スペクトル レンジが要
求される場合は、短い長さの空胴を用いるべきであるこ
とがわかる。しかし、単純な物理的設計の観点からは、
小さな長さのファイバを“引き伸す”ことは非常に困難
であり、従って、このような短な空胴は、これらがファ
イバ空胴である場合、“チューニング”が困難である。
チューニングの困難さは、この短かな長さのファイバの
物理的なサイドと関連する困難さに起因するのみでな
く、例えば、長さを光学波長の２分の１も変化できるよ
うな短い圧電材料を得ることの困難さにも起因する。こ
のファイバに接続された圧電材料は、幾つかの実施態様
において、要求されるチューニングを達成するために必
要とされる。このため、短なファブリーペロが要求され
るようなアプリケーションにおいては、第１図に示され
るような、“空隙（gap）”空胴が用いられる。ただ
し、空隙空胴では許容できないほど高い回折損失が生
じ、一方、ファイバ空胴では短すぎでチューニングが困
難な5mm長のオーダーの空胴を要求する中間レンジの用
途が存在する。
第３図及び第４図はこの中間レンジに対する需要を満
す本発明による実施態様である。第３図の単純な略実施
態様においては、ファイバ“導波路"31及び間隙32が組
合せられて表面35と36にて区切られるファブリーペロ空
胴が形成される。導波路の定義特性（defining charact
eristics）は当分野において周知であり、従来の参考書
の全てにおいて説明されている。これに関しては、例え
ば、ジョン デビット ジャクソン（Jhon David Jacks
on）による著書［古典的エレクトロダイナミクス （Cl
assical Electrodynamics）］、ジョン ウイリー ア
ンド サンズ社（Jhon Wiley ＆ Sons）、1962年出版を
参照すること。導波路の特性を正しく定義するために
は、マクスウェルの式（Maxwell's equations）に対す
る適当な解を求めることが必要である。但し、一般的に
は、導波路は場構成（field configuration）が少なく
とも１つの次元において変動しないような構造をもつ。
従って、第３図及び第４図の実施態様において、導波路
モードを記述する場構成が対称の縦方向に沿って一定で
ある。
反射表面、つまり、ファブリーペロの特性が第３図に
35及び36によって示される。１から10mmあるいは２から
7mmの一例としての空胴長が37によって与えられる。表
面38は、好ましくは、反射表面35及び36の所で空胴の境
界を一意的に定義するように反射防止コーティングを含
む。この反射防止コーティングなしには、表面38の所で
起こる反射によって表面36及び38によって定義される第
２の弱いファブリーペロが与えられ、空胴内に空胴が与
えられ、いずれかの空胴の有効性が減じられる。然し、
38上に反射防止コーティングを使用すると、表面35及び
36によって境界される単一空胴が鮮明に定義できる。こ
の反射防止コーティングは同様に第４図に示されるデバ
イスの表面47の所にも用いることができる。
第３図において、要素39はその共振特性、従って、こ
の空胴によって伝送される波長の値を変化させるために
空胴の光学長を変えるための手段を簡略的に表わす。空
胴の光学長は屈折率と空胴の物理長との積として定義さ
れ、従って、光学長は空胴の物理長を変化させることに
よって、或は空胴内の媒体の誘電特性を変化させること
によって変化できる。勿論、この両方の組合せも使用で
きる。要素39の特定の実施態様は、媒体の屈折率或は媒
体の物理長或はこの両方を変化させることによって空隙
或は導波路或はこの両方の光学長を変化させる圧電要
素、熱要素、或は他の適当な要素を含む。要素39は第３
図に示されるようにファイバを、例えばファイバ コネ
クタ技術から借りられる金環34内に包囲し、要素39を金
環34に適当な粘着剤50にて接着することによってファイ
バ31及び33に接着される。第３図の実施態様は要素36を
円筒シェルとして示すが、この要素は特定の物理構造を
もつ必要はなく、本発明の実現が可能な任意の構造をも
つことができる。同様に、第４図においても類似の要素
49は円筒の形状をもつ必要はない。より広い背景におい
ては、これら図面の簡単な説明特定の実施態様内に示さ
れる任意の要素の形状は本発明が実現できるかぎり任意
の変えるられる。
第３図に示される本発明の一面に注意すべきである。
つまり、空胴の長を変化させるために用いられる要素39
の相対的な長さと空胴37自体の長さに注意すべきであ
る。先行技術による空胴においては、要素39のサイズ
は、特に、空胴の対称軸に対して平行のとき、空胴自体
のサイズより小さかった。小さな空胴に対しては、要素
39によって調節が可能な長さの変化が要素39の長さの分
数のみであるためこれは致命的な制約であった。また、
空胴が小さく、要素39が空胴のサイズに等しい場合は、
要素39によって調節可能な変化の量が比較的小さくな
る。然し乍ら、調節されるべき空胴長の変化は空胴に入
いる光の波長の２分の１である。（この絶対数は空胴長
に依存する。）空胴が小さく、要素39が同様に小さい場
合は、要素39によって調節できる変化の量が必要とされ
る半数長より小さくなる。要素39の寸法の比較的大きな
変化を可能とするような新しい構造はこれらが空胴長と
同じ位短かい場合でもこれを用いることを可能にする。
但し、この問題は、第３図に示されるように空胴自体よ
り長い要素39を用いて解決することができる。
本発明の実際の実施態様においては、空胴要素の整合
が重要となる。整合が悪いと、フィネッスの値が減少
し、挿入損失が増加する。これに加えて、空胴の光学シ
ステムの他の要素への接続も考慮すべきである。これら
問題はファイバ コネクタ技術を用いて解決することが
できる。このコネクタの非常に重要な特性は非常に高い
公差の整合を確立及び保持できる能力である。第４図に
おいては、本発明による空胴が適当なファイバ コネク
タを用いて空胴要素に整合され、また空胴が光通信シス
テムの他のファイバ要素に接続されている。
第４図において、40は光ファイバであり、これはこの
一例としての実施態様においては、大きな光通信システ
ムの一部である。ファイバ40が図面に示される本発明の
実施態様に接続される。この実施態様においては、この
空胴は領域51から成り、これは反射表面45及び46を境界
とする。図面に示されるように、空胴は、一部、導波路
43から、そして、一部、非導波路間隙52から成る。
ファイバと空胴要素を正しく整合するためには、ファ
イバが、例えば、ファイバ コネクタ技術から借りられ
た適当なガラス或はセラミックスの金環41内に包囲され
る。これら金環は圧電要素の接続に対する表面を提供す
るが、更に重要なことに、これらは42、43及び44を含む
システムのさまざまな要素を整合するための単純な手段
を提供する。これに加えて、金環41は確立されたファイ
バ コネクタ技術を用いて空胴に光通信システムの残り
の部分に接続するための手段を提供する。
空胴のサイズの小さな変化が、一例としての金環41及
びエポキシ粘着剤50を用いてファイバに接着された一例
としての圧電要素49によって達成される。中央及び右側
のファイバ要素43及び44は移動の機会がほとんどないよ
うにスリーブ内に固定して位置され、一方、右側の要素
は圧電デバイスが起動されると結果として空隙52のサイ
ズが増加し、従って、空胴の光学長が増加するように移
動の大きな機会が与えられるように位置される。空隙53
は光学空胴の部分ではなく、動作を最適化するようにセ
ットされる。本発明の一面によると、この圧電要素は空
胴自体より長く延ることに注意する。
本発明による空胴は標準製造のシングル モード フ
ァイバを用いて製造することができる。マルチモード
ファイバが用いられた場合は、空胴は個々のモードと関
連する共振をもち、これはファイバによって支持でき、
従って、ファブリーペロ空胴の選択的伝送特性を破壊す
る。ファイバ端はロータリー スプライス コネクタに
用いられるファイバを精密口径隠し取付けキャピラリ
チューブ内でエポキシ化することによって調製される。
これに関しては、例えば、オプティカル ファイバ コ
ミュニケーション （Optical Fiber Communications）、1985年２月11−13
にC.M.ミラー（C.M.Miller）らによって発表の論文を参
照すること。これらチューブにおいては、孔の軸がチュ
ーブの外側面と非常に良く整合される。このチューブが
良く整合されたチャック内に位置され、両端が磨かれ
る。ミラーが次に、例えば、Ｅ−ビーム蒸着システムを
用いてこの両端に堆積される。SiとSiO2の８個の交互の
1/4波長の層が堆積される。同様にコーティングされた
顕微スライドの測定伝送は1.2−２％であった。圧電ロ
ッド49がチューニングを提供するようにこのチューブ上
にエポキシ接着される。このファイバ ファブリーペロ
チューブにロータリー スプライス接続を行うことも
できる。このスプライス接続は所定の向きにチューブを
互いに付き当てることにより低結合損失が達成できるよ
うにファイバ端に接着されたチューブから行なわれる。
要素43に対する一例としての長さは4.00mmである。間隙
52は、第４図に示されるように、約２ミクロン長であ
り、従って、総空胴長は約4.00mmとなり、結果として、
25.00GHzの調節レンジΔｆが得られる。
第５図は光通信システムの一部として用いられる本発
明の特定の実施態様を示す。この実施態様は1987年６月
９日付けで合衆国特許商標局（U.P.Patent and Tradema
rk Office）にバーナード グランス（Bernard Glanc
e）によって申請された請願No.059,973に開示のものと
類似するが、本発明によるファイバ ファブリーペロが
用いられる点が大きく異なる。
第５図の実施態様は本発明によるファブリーペロ空胴
の共振を用いての情報搬送周波数多重信号周波数の波が
しら（comb）の安定化を伴う。多重化された信号は情報
を表わし、“ディザリング（dithering）”周波数と呼
ばれる周波数にて変調されている。この安定化は少なく
とも２つの適当な帰還ループを用いて行なわれる。多重
化された本発明によるファブリーペロを通じて伝送され
た少なくとも２つの信号のドリフトと関連する別個のエ
ラー信号がこの多重化された信号のディザリング成分を
対応するディザリング周波数と混合することによって独
立して生成される。周波数分割多重（FDM）及びヘテロ
ダイン検出技術を用いる光学網は非常に多数の加入者を
相互接続する能力を提供する。しかし、このシステムは
光学キャリヤ間の周波数間隔が光学信号間が回避できる
ように制御できることを要求する。無線システムにおい
ては、この問題は固定された周波数を高度に安定した周
波数源によって制御される個々のキャリヤに割り当てる
ことによって解決される。このアプローチは、光学FDM
通信システム、特に、光学ソースの周波数が小さな周波
数間隔に離されることが要求されるような場合は実現が
非常に困難であると同時に高価につく。
本発明によるファイバ ファブリーペロ共振器は、チ
ューニング可能な場合は、個々の加入者位置にて当間隔
共振の波がしら（comb）を提供するために使用でき、加
入者はこの中から加入者の光学ソースを周波数固定（fr
equency−lock）するために１つの共振を選択する。セ
ットの共振が全てのファブリーペロ共振器を中央位置か
ら受信される１つの光学信号に周波数固定することによ
って全ての加入者に対して等しくされる。以下において
は、この方法のさまざまな変種が説明されるが、これら
実施態様においては、全ての光学ソースが単一のファブ
リーペロ共振器の共振に周波数固定される。この周波数
安定化法は同一位置から受信されるFDM光学信号の周波
数境界問題（frequency confining problem）に対する
簡単な解決を与える。この実現の光学部分は本発明によ
るファブリーペロ共振器、及び１つの光検出器を使用す
る。残りの信号処理は電子的に遂行される。
回路の説明 本発明のこの実施態様の実現に対する一例としての回
路が第５図に示される。３つの光学ソース、501、502及
び503は数千GHz（several thousands of GHz）を通じて
周波数チューニングでき、また最高100Mb/sまで周波数
変調できる1.28μｍ付近の単一周波数信号を提供する高
速周波数可調外部空胴レーザー（fast frequency−tuna
ble external cavity lasers）である。これに関して
は、例えば、B.グランス（B.Glance）らによって、エレ
クトロニクス レターズ（Electronics Letters）、Vo
l.22、No.3、1987年１月号、ページ98−99に掲載の論文
を参照すること。光学ソースはゼロMHzから数千GHzまで
変動でき得る１周波数間隔だけ離された異なる周波数に
チューニングされる。図面に示されるごとく、個々のレ
ーザーは独立したランダムNRZビット流によって45Mb/s
にて周波数変調（Frequency Shift Keyed、FSK）され
る。変調インデックスは約１に等しい。３つの光学信号
が4x4光学結合器504によって多重化される。結合器の４
出力ファイバの個々は３つのFDM信号を運ぶ。分析のた
めに、ファイバ505の１つから多重化された信号が506に
おいて光学領域からIF領域に変換される。502上の多重
化された信号が509の所で可調外部空胴レーザー508から
の光学信号507と結合される。これに関しては、例え
ば、R.ホヤット（R.Wyatt）らによってエレクトロニク
ス レターズ（Electronics Letters）、vol.19、No.
3、1983年２月号、ページ110−112に掲載の論文を参照
すること。結果としての信号が光検出器510によって検
出され、IFスペクトル分析器512にて観察が可能なIF信
号511が与えられる。別の２つの出力ファイバ513及び51
5は、それぞれ、光学信号を監視するため、及び信号パ
ワーを測定するために用いられる。第４の出力ファイバ
515は周波数安定化回路516に接続される。
本発明によるファブリーペロ共振器は約50MHzの3dBバ
ンド幅をもつ500MHzにて等しく離された共振の波がしら
（comb）を与えるように設計される。ファイバの通常の
セクションの一端が4x4光学結合器の出力515の１つに接
続され、他端は光検出器518を照射する。
光学ソースを周波数固定するのに必要とされるエラー
信号は以下のように生成される。光学ソースがファブリ
ーペロ共振のピークからドリフトされると、ホトダイオ
ードが光学ソースを変調するFSKビット流と同一パター
ンをもつベースバンド信号を検出する。ただし、検出さ
れたパターンのレーザーを周波数変調（FSK）するのに
用いられたパターンに対する極性は共振のどちら側で周
波数ドリフトが起きたかに依存する。こうして、エラー
信号はFSKビット流に検出された信号を掛け、結果とし
て得られる増幅された積をロー パス フィルタにてろ
波することによって得られる。これに関しては、例え
ば、R.V.パウンド（R.V.Pound）による著書放射実験シ
リーズ16（Radiation LaboratorySeries 16）、1984
年、マクグローヒル（McGraw−Hill）、ニューヨーク出
版、ページ342−343を参照すること。このエラー信号が
次にレーザー周波数を選択されたファブリーペロ共振に
固定するのに用いられる。
ここでのケースにおいては、３つの独立したエラー信
号が同一のホトダイオード電流から得られる。これはこ
のホトダイオード信号をそれぞれ平衡ミラー522、523及
び524に供給される３つの部分519、520及び521に分割す
ることによって達成される。このデバイスの第２の入力
は、図示されるごとく、３つの異なるFSK変調信号（FSK
1、FSK2及びFSK3）の１つを受ける。従って、個々の平
衡ミラーは相関器として機能し、任意の与えられたFSX
変調信号をホトダイオードによって検出される類似のパ
ターンの存在と比較する。検出として、個々の平衡ミラ
ーは１つのレーザーの周波数ドリフトのみに依存するエ
ラー信号を与える。こうして、この３つのレーザーがフ
ァブリーペロ共振器の任意の共振と独立して周波数固定
される。
上の周波数安定化回路は多数の光学ソースをもつFDM
システムに一般化することができるが、これらの全てが
単一のファブリーペロ共振器の共振に周波数安定化され
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は先行技術によるファブリーペロ空胴の略図であ
り； 第２図は一例としてのファブリーペロ空胴の伝送特性の
略図であり； 第３図及び第４図は本発明によるファブリーペロ空胴の
略図であり；そして 第５図は本発明によるファブリーペロ空胴を用いる一例
としての光通信システムの略図である。 ＜主要部分の符号の説明＞ 要素……39 金環……34 ファイバ……31、33
フロントページの続き (72)発明者 ローレンス ウォーレン スタルツ アメリカ合衆国 07733 ニュージャー シイ，ネプチューン，サウス リヴァー サイド ドライヴ 612 (56)参考文献 特開 昭58−153902（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−99018（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−791（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−82396（ＪＰ，Ａ)

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】少なくとも２つの光信号を波長多重化する
    手段と該多重化した信号を２つの反射面により境界づけ
    られたファブリーペロ空胴からなる受信機へ送信する手
    段とからなる光通信システムにおいて、 該２つの反射面の間のファブリーペロ空胴は光ファイバ
    である導波路部分と空隙である非導波路部分とからなる
    ことを特徴とする光通信システム。
  2. 【請求項２】請求項第１項のシステムにおいて、該光フ
    ァイバの一端は該反射面の一方を構成し、該空隙と界面
    をなす該光ファイバの他端は非反射面を構成し、そして
    該反射面の他方は該空隙と接している光通信システム。
  3. 【請求項３】請求項第１項のシステムにおいて、該ファ
    ブリーペロ空胴の光学長を変化させる手段を含む光通信
    システム。
  4. 【請求項４】請求項第３項のシステムにおいて、該光学
    長可変手段は該ファブリーペロ空胴の物理長を変化させ
    る手段からなるものである光通信システム。
  5. 【請求項５】請求項第４項のシステムにおいて、該物理
    長可変手段は圧電体からなるものである光通信システ
    ム。
  6. 【請求項６】請求項第３項のシステムにおいて、該光学
    長可変手段は該ファブリーペロ空胴媒体の誘電特性を変
    化させる手段からなるものである光通信システム。
  7. 【請求項７】請求項第１項のシステムにおいて、該ファ
    ブリーペロ空胴の導波路部分を整列させるための光ファ
    イバ接続手段を含む光通信システム。
  8. 【請求項８】請求項第３項のシステムにおいて、該ファ
    ブリーペロ空胴長は１〜10ミリメートルの間である光通
    信システム。
  9. 【請求項９】請求項第８項のシステムにおいて、該ファ
    ブリーペロ空胴長は２〜７ミリメートルの間である光通
    信システム。
  10. 【請求項１０】２つの反射面手段によって境界づけられ
    た空胴を有するファブリーペロ空胴装置であって、該空
    胴領域は光ファイバである導波路部分と空隙である非導
    波路部分とからなり、該装置は更に該空胴の光学長を変
    化させる手段を含むことを特徴とするファブリーペロ空
    胴装置。
  11. 【請求項１１】請求項第10項の装置において、該空胴長
    は１〜10ミリメートルの間であるファブリーペロ空胴装
    置。
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