JP2817642B2 - 高速可変光波長フィルタ - Google Patents
高速可変光波長フィルタInfo
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- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/11—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＲＦ及びマイクロ波の変
調及び周波数切替、及びそれらによる超音波駆動光フィ
ルタの駆動に関するものである。
調及び周波数切替、及びそれらによる超音波駆動光フィ
ルタの駆動に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２において所望の信号源出力中心周波
数がｆｏ、所望の変調周波数がｆｍである場合、従来か
ら周波数ｆｍで変化する発振器制御装置１２０，２２０
の出力電圧を、周波数ｆｏで発振することのできる電圧
制御発振器１１１，２１１に入力し、その出力を取り出
す方法が一般に用いられている。この方法では、中心周
波数ｆｏの数１０−数１００分の１の変調速度で周波数
変調出力を得ることができる。
数がｆｏ、所望の変調周波数がｆｍである場合、従来か
ら周波数ｆｍで変化する発振器制御装置１２０，２２０
の出力電圧を、周波数ｆｏで発振することのできる電圧
制御発振器１１１，２１１に入力し、その出力を取り出
す方法が一般に用いられている。この方法では、中心周
波数ｆｏの数１０−数１００分の１の変調速度で周波数
変調出力を得ることができる。
【０００３】また、上記信号源出力を音響光学フィルタ
など超音波によって駆動される光フィルタに入力し、超
音波駆動可変光波長フィルタを駆動すると、任意の波長
の光のみを抽出することができる技術が報告されてい
る。（S.E.Harris他、ジャーナル・オブ・ジ・オプティ
カル・ソサイアティ・オブ・アメリカ（Journal of the
Optical Society of America ））第５９巻第６号１９
６９年刊７４４−７４７頁）。音響光学フィルタ１４０
は外部から入力される数１００ＭＨｚの周波数の正弦波
の信号によってその透過中心波長が決定される。信号源
１１０，２１０の出力周波数（中心周波数１７５ＭＨｚ
付近）を数ｋＨｚから数ＭＨｚだけ変化させると音響光
学フィルタ１４０の透過中心波長は０．０１nmから０．
０１μm だけ変化させることができる。この音響光学フ
ィルタ１４０の透過中心波長をμｓオーダで高速に切り
替える際に前述のＶＣＯの技術を用いるとＶＣＯ出力を
数μｓのオーダで切り替えることは困難である。このた
め、複数の信号源１１０，２１０を用意し、スイッチ１
６０，２６０を用いて所望の出力周波数の信号源をオン
として合波器１７０に入力し、合波器出力を音響光学フ
ィルタ１７０に入力する方法が用いられている。（アレ
サンドロ他、アイトリプルイー・フォトニクス・テクノ
ロジー・レターズ（IEEE Photonics Technology Letter
s ）第６巻第３号１９９４年刊３９０−３９３頁）。
など超音波によって駆動される光フィルタに入力し、超
音波駆動可変光波長フィルタを駆動すると、任意の波長
の光のみを抽出することができる技術が報告されてい
る。（S.E.Harris他、ジャーナル・オブ・ジ・オプティ
カル・ソサイアティ・オブ・アメリカ（Journal of the
Optical Society of America ））第５９巻第６号１９
６９年刊７４４−７４７頁）。音響光学フィルタ１４０
は外部から入力される数１００ＭＨｚの周波数の正弦波
の信号によってその透過中心波長が決定される。信号源
１１０，２１０の出力周波数（中心周波数１７５ＭＨｚ
付近）を数ｋＨｚから数ＭＨｚだけ変化させると音響光
学フィルタ１４０の透過中心波長は０．０１nmから０．
０１μm だけ変化させることができる。この音響光学フ
ィルタ１４０の透過中心波長をμｓオーダで高速に切り
替える際に前述のＶＣＯの技術を用いるとＶＣＯ出力を
数μｓのオーダで切り替えることは困難である。このた
め、複数の信号源１１０，２１０を用意し、スイッチ１
６０，２６０を用いて所望の出力周波数の信号源をオン
として合波器１７０に入力し、合波器出力を音響光学フ
ィルタ１７０に入力する方法が用いられている。（アレ
サンドロ他、アイトリプルイー・フォトニクス・テクノ
ロジー・レターズ（IEEE Photonics Technology Letter
s ）第６巻第３号１９９４年刊３９０−３９３頁）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】発振周波数ｆのＲＦま
たはマイクロ波発振器を周波数ｆｍの変調信号で変調す
ると、その出力スペクトルは、中心周波数ｆで、ｆｍ程
度の幅を持つ。ＲＦまたはマイクロ波発振器では、（出
力帯域幅）／ｆはｆによらずほぼ一定（＝ｃとする。ｃ
の値は数１０−数１００分の１）という性質がある。こ
のため、変調周波数の最大値が制限される。周波数ｆｏ
のＲＦ及びマイクロ波を変調周波数ｆｍで周波数変調す
るとき、従来の発振器では上記の性質より、ｆｍ＜ｃｆ
ｏという制限があり、ｆｍ＞ｃｆｏとなる高速な変調が
できないという問題があった。また、周波数切替に要す
る時間の下限は１／ｆｍ程度となるので、発振周波数を
高速に切り替えることができないという問題があった。
たはマイクロ波発振器を周波数ｆｍの変調信号で変調す
ると、その出力スペクトルは、中心周波数ｆで、ｆｍ程
度の幅を持つ。ＲＦまたはマイクロ波発振器では、（出
力帯域幅）／ｆはｆによらずほぼ一定（＝ｃとする。ｃ
の値は数１０−数１００分の１）という性質がある。こ
のため、変調周波数の最大値が制限される。周波数ｆｏ
のＲＦ及びマイクロ波を変調周波数ｆｍで周波数変調す
るとき、従来の発振器では上記の性質より、ｆｍ＜ｃｆ
ｏという制限があり、ｆｍ＞ｃｆｏとなる高速な変調が
できないという問題があった。また、周波数切替に要す
る時間の下限は１／ｆｍ程度となるので、発振周波数を
高速に切り替えることができないという問題があった。
【０００５】音響光学フィルタの透過中心波長を高速に
切り替えるためには、その駆動装置である信号源の出力
周波数を高速に切り替える必要がある。音響光学フィル
タの透過中心波長切替時間の下限は、（音響光学フィル
タの大きさ）／（表面弾性波の伝搬速度）によって決ま
り、数μｓである。しかし、従来からの音響光学フィル
タを駆動するための信号源の出力周波数切り替え時間は
長く、前述のように信号源１台では音響光学フィルタの
持つ高速切替特性を生かすことができない。また、信号
源を複数用意してそれらの間をスイッチで切り替える
と、装置が大きくなるという問題があった。
切り替えるためには、その駆動装置である信号源の出力
周波数を高速に切り替える必要がある。音響光学フィル
タの透過中心波長切替時間の下限は、（音響光学フィル
タの大きさ）／（表面弾性波の伝搬速度）によって決ま
り、数μｓである。しかし、従来からの音響光学フィル
タを駆動するための信号源の出力周波数切り替え時間は
長く、前述のように信号源１台では音響光学フィルタの
持つ高速切替特性を生かすことができない。また、信号
源を複数用意してそれらの間をスイッチで切り替える
と、装置が大きくなるという問題があった。
【０００６】本発明の目的は、出力帯域幅の制限がなく
高速に周波数変調及び周波数切替のできる高速周波数変
調信号源、および、駆動器として高速周波数変調信号源
を１台のみ用いた小型な高速可変光変調器を提供するこ
とにある。
高速に周波数変調及び周波数切替のできる高速周波数変
調信号源、および、駆動器として高速周波数変調信号源
を１台のみ用いた小型な高速可変光変調器を提供するこ
とにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、電圧入力によ
り発振周波数が可変となる電圧制御発振器（ＶＣＯ）
と、該発振器の出力を所望の周波数にカウントダウンす
るダウンコンバータとからなることを特徴とする。
り発振周波数が可変となる電圧制御発振器（ＶＣＯ）
と、該発振器の出力を所望の周波数にカウントダウンす
るダウンコンバータとからなることを特徴とする。
【０００８】上記高速周波数変調信号源と、該信号源出
力から所望の周波数成分を抽出する帯域通過フィルタ
と、該帯域通過フィルタ出力によって駆動される超音波
駆動光フィルタとからなることを特徴とする。
力から所望の周波数成分を抽出する帯域通過フィルタ
と、該帯域通過フィルタ出力によって駆動される超音波
駆動光フィルタとからなることを特徴とする。
【０００９】
【作用】出力中心周波数ｆ（＞ｆｏ）の電圧制御発振器
に外部の発振器制御装置から周波数ｆｍで変化する電圧
を入力する。電圧制御発振器の出力周波数が大きいの
で、出力帯域幅が広く、変調周波数の上限はｃｆ（＞ｃ
ｆｏ）ある。この電圧制御発振器出力をダウンコンバー
タに入力して分周することにより、中心周波数を所望の
値ｆｏが得られる。ダウンコンバータでは、ＶＣＯから
入力する信号はほぼリアルタイムでダウンコンバートさ
れるので高速に周波数切替あるいはＦＭ変調された出力
信号が得られる。この方法によれば変調周波数の上限は
従来技術と較べｆ／ｆｏ倍に増加する。また、電圧制御
発振器出力周波数切替時間の下限は１／ｆｍ程度である
が、上記の理由により、信号源出力切替時間の下限は従
来のｆｏ／ｆ（＜１）倍となり、高速な切替が実現でき
る。
に外部の発振器制御装置から周波数ｆｍで変化する電圧
を入力する。電圧制御発振器の出力周波数が大きいの
で、出力帯域幅が広く、変調周波数の上限はｃｆ（＞ｃ
ｆｏ）ある。この電圧制御発振器出力をダウンコンバー
タに入力して分周することにより、中心周波数を所望の
値ｆｏが得られる。ダウンコンバータでは、ＶＣＯから
入力する信号はほぼリアルタイムでダウンコンバートさ
れるので高速に周波数切替あるいはＦＭ変調された出力
信号が得られる。この方法によれば変調周波数の上限は
従来技術と較べｆ／ｆｏ倍に増加する。また、電圧制御
発振器出力周波数切替時間の下限は１／ｆｍ程度である
が、上記の理由により、信号源出力切替時間の下限は従
来のｆｏ／ｆ（＜１）倍となり、高速な切替が実現でき
る。
【００１０】本発明では、信号源において出力周波数ｆ
の十分に大きい発振器を用いれば、切替時間をμｓ以下
とすることができるということを用いている。本発明の
信号源を音響光学フィルタ駆動装置として用いれば１台
の高速周波数変調信号源で音響光学フィルタの透過中心
波長高速切替特性を生かすことができるため、装置が小
型になる特徴を持つ。
の十分に大きい発振器を用いれば、切替時間をμｓ以下
とすることができるということを用いている。本発明の
信号源を音響光学フィルタ駆動装置として用いれば１台
の高速周波数変調信号源で音響光学フィルタの透過中心
波長高速切替特性を生かすことができるため、装置が小
型になる特徴を持つ。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の発明の実施例について図１を
用いて詳細に説明する。
用いて詳細に説明する。
【００１２】電圧制御発振器１１の出力中心周波数が３
５０ＭＨｚ付近になるように、発振器制御装置２０の出
力電圧を調整する。電圧制御発振器出力をダウンコンバ
ータ１２に入力し、中心周波数を２分周するとダウンコ
ンバータ出力は１７５ＭＨｚ付近となる。いま、発振器
制御装置２０の出力電圧を、電圧制御発振器１１の出力
中心周波数が２ＭＨｚ変化するように切り替える。この
切替に要する時間は、発振器制御装置としてファンクシ
ョンジェネレータを用いれば１０ｎｓ程度と、１μｓよ
り十分に短くすることができる。このとき、電圧制御発
振器１１の出力中心周波数は１μｓの間に切り替わっ
た。ダウンコンバータ１２の出力中心周波数は１ＭＨｚ
変化したが、この変化に要する時間は１μｓであり、従
来（２μｓ）の２倍の速さで出力中心周波数の変化する
高速周波数変調信号源１０が実現できた。
５０ＭＨｚ付近になるように、発振器制御装置２０の出
力電圧を調整する。電圧制御発振器出力をダウンコンバ
ータ１２に入力し、中心周波数を２分周するとダウンコ
ンバータ出力は１７５ＭＨｚ付近となる。いま、発振器
制御装置２０の出力電圧を、電圧制御発振器１１の出力
中心周波数が２ＭＨｚ変化するように切り替える。この
切替に要する時間は、発振器制御装置としてファンクシ
ョンジェネレータを用いれば１０ｎｓ程度と、１μｓよ
り十分に短くすることができる。このとき、電圧制御発
振器１１の出力中心周波数は１μｓの間に切り替わっ
た。ダウンコンバータ１２の出力中心周波数は１ＭＨｚ
変化したが、この変化に要する時間は１μｓであり、従
来（２μｓ）の２倍の速さで出力中心周波数の変化する
高速周波数変調信号源１０が実現できた。
【００１３】次に、音響光学フィルタ４０は外部から入
力される１７５ＭＨｚ程度の周波数の正弦波の周波数に
よって、その透過中心波長が決定される。高速変調信号
源１０の出力を帯域通過フィルタ３０に入射させて余分
の周波数成分を除去した後、音響光学フィルタ４０に入
力することによって音響光学フィルタを駆動した。い
ま、波長多重伝送路５０から波長１．５５μｍ，１．５
６μｍ の２つの半導体レーザー光が音響光学フィルタ
４０に入射しており、波長１．５５μｍ の光を音響光
学フィルタ４０により選択している。図３のように高速
周波数変調信号源１０の出力周波数を１ＭＨｚ減少させ
ると音響光学フィルタ４０の透過中心波長は０．０１μ
ｍ 増加し、波長１．５６μｍ の光を選択する。高速
周波数変調信号源１０の中心周波数切替時間（１μｓ）
は音響光学フィルタ４０の切替時間の下限（５μｓ）よ
り十分に短いため、１台の高速周波数変調信号源１０で
音響光学フィルタ４０の透過中心波長をその下限の所要
時間である５μｓで切り替えることができた。高速周波
数変調信号源１０は５ｃｍ×５ｃｍの基板上に実装し、
小型化することができた。
力される１７５ＭＨｚ程度の周波数の正弦波の周波数に
よって、その透過中心波長が決定される。高速変調信号
源１０の出力を帯域通過フィルタ３０に入射させて余分
の周波数成分を除去した後、音響光学フィルタ４０に入
力することによって音響光学フィルタを駆動した。い
ま、波長多重伝送路５０から波長１．５５μｍ，１．５
６μｍ の２つの半導体レーザー光が音響光学フィルタ
４０に入射しており、波長１．５５μｍ の光を音響光
学フィルタ４０により選択している。図３のように高速
周波数変調信号源１０の出力周波数を１ＭＨｚ減少させ
ると音響光学フィルタ４０の透過中心波長は０．０１μ
ｍ 増加し、波長１．５６μｍ の光を選択する。高速
周波数変調信号源１０の中心周波数切替時間（１μｓ）
は音響光学フィルタ４０の切替時間の下限（５μｓ）よ
り十分に短いため、１台の高速周波数変調信号源１０で
音響光学フィルタ４０の透過中心波長をその下限の所要
時間である５μｓで切り替えることができた。高速周波
数変調信号源１０は５ｃｍ×５ｃｍの基板上に実装し、
小型化することができた。
【００１４】本発明の高速周波数変調信号源は、発振周
波数３５０ＭＨｚの発振器をダウンコンバータにより２
分周する場合だけでなく、ＲＦ，マイクロ波帯の任意の
周波数をダウンコンバータにより任意の比で分周するこ
ともできる。
波数３５０ＭＨｚの発振器をダウンコンバータにより２
分周する場合だけでなく、ＲＦ，マイクロ波帯の任意の
周波数をダウンコンバータにより任意の比で分周するこ
ともできる。
【００１５】音響光学フィルタに入力する光としては、
１．５５μm ，１．５６μm の半導体レーザー光だけで
なく、１．５４５μm から１．５６μm まで１μm 間隔
１６波長の半導体レーザー光や、１．３μm 、０．８μ
m 等他の波長、１０波長、１００波長など任意の波長
数、他の光源の光とすることができる。
１．５５μm ，１．５６μm の半導体レーザー光だけで
なく、１．５４５μm から１．５６μm まで１μm 間隔
１６波長の半導体レーザー光や、１．３μm 、０．８μ
m 等他の波長、１０波長、１００波長など任意の波長
数、他の光源の光とすることができる。
【００１６】発振器制御装置はファンクションジェネレ
ータの他、電圧を変化させることができるものなら何で
も良い。
ータの他、電圧を変化させることができるものなら何で
も良い。
【００１７】本発明の信号源は音響光学フィルタ駆動装
置の他、マイクロ波、ＲＦによる信号の高速伝送にも利
用できる。
置の他、マイクロ波、ＲＦによる信号の高速伝送にも利
用できる。
【００１８】
【発明の効果】以上述べたように本発明の信号源では変
調周波数の上限が無くなるため信号源出力中心周波数の
高速な変調、切替が可能となる。
調周波数の上限が無くなるため信号源出力中心周波数の
高速な変調、切替が可能となる。
【００１９】この信号源を音響光学フィルタ駆動器とし
て用いることにより、音響光学フィルタの選択波長切替
時間の音響光学フィルタ駆動器の出力周波数切替時間に
よる制限がなくなり、音響光学フィルタの高速切替特性
を生かすことができる。音響光学フィルタ駆動装置が１
台でよいので、装置が小型になる。
て用いることにより、音響光学フィルタの選択波長切替
時間の音響光学フィルタ駆動器の出力周波数切替時間に
よる制限がなくなり、音響光学フィルタの高速切替特性
を生かすことができる。音響光学フィルタ駆動装置が１
台でよいので、装置が小型になる。
【図１】高速周波数変調信号源による音響光学フィルタ
駆動の図である。
駆動の図である。
【図２】従来の技術を用いた信号源による音響光学フィ
ルタ駆動の図である。
ルタ駆動の図である。
【図３】音響光学フィルタの透過中心波長と高速周波数
変調信号源出力周波数の関係を示す図である。
変調信号源出力周波数の関係を示す図である。
１０ 高速周波数変調信号源 １１０，２１０ 信号源 １１，１１１，２１１ 電圧制御発振器 １２ ダウンコンバータ ２０，１２０，２２０ 発振器制御装置 ３０ 帯域通過フィルタ ４０，１４０ 音響光学フィルタ ５０，１５０ 波長多重伝送路 １６０，２６０ スイッチ １７０ 合波器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02F 1/00 - 1/125 G02F 1/33 - 1/335 G02F 2/00 - 2/02 H03L 7/18
Claims (1)
- 【請求項１】電圧入力により発振周波数が可変となる電
圧制御発振器（ＶＣＯ）と、該発振器の出力を所望の周
波数にカウントダウンするダウンコンバータとからなる
高速周波数変調信号源と、該信号源出力から所望の周波
数成分を抽出する帯域通過フィルタと、該帯域通過フィ
ルタ出力によって駆動される超音波駆動光フィルタとか
らなることを特徴とした高速可変光波長フィルタ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7000303A JP2817642B2 (ja) | 1995-01-05 | 1995-01-05 | 高速可変光波長フィルタ |
| EP96100049A EP0721140A1 (en) | 1995-01-05 | 1996-01-03 | High-speed switching frequency modulation signal-source and optical wavelength filter |
| US08/582,534 US5812302A (en) | 1995-01-05 | 1996-01-03 | High-speed frequency modulation signal source and high-speed variable optical wavelength filter |
| AU40816/96A AU714152B2 (en) | 1995-01-05 | 1996-01-04 | High-speed frequency modulation signal source and high-speed variable optical wavelength filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7000303A JP2817642B2 (ja) | 1995-01-05 | 1995-01-05 | 高速可変光波長フィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08184792A JPH08184792A (ja) | 1996-07-16 |
| JP2817642B2 true JP2817642B2 (ja) | 1998-10-30 |
Family
ID=11470143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7000303A Expired - Fee Related JP2817642B2 (ja) | 1995-01-05 | 1995-01-05 | 高速可変光波長フィルタ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5812302A (ja) |
| EP (1) | EP0721140A1 (ja) |
| JP (1) | JP2817642B2 (ja) |
| AU (1) | AU714152B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11218728A (ja) * | 1998-01-30 | 1999-08-10 | Fujitsu Ltd | 音響光学チュウナブルフィルタの遠隔制御装置並びに音響光学チュウナブルフィルタを用いた等化器を有する光伝送システム及び音響光学チュウナブルフィルタを用いた光合分波器を有する光伝送システム |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3644015A (en) * | 1970-06-18 | 1972-02-22 | Hewlett Packard Co | Acousto-optic band reject light filter and apparatus using same |
| US3701583A (en) * | 1970-12-14 | 1972-10-31 | Hewlett Packard Co | Acousto-optical filter having scanned acoustic frequency compensated by controlled distributed birefringence |
| JPS5390957A (en) * | 1977-01-20 | 1978-08-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Photo signal generator |
| US4394060A (en) * | 1981-04-15 | 1983-07-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Light beam scanning system with saw transducer |
| JPS63175833A (ja) * | 1987-01-16 | 1988-07-20 | Kowa Co | 光偏向装置 |
| JPH01316724A (ja) * | 1988-06-17 | 1989-12-21 | Sony Corp | 音響光学偏向器の広帯域駆動方式 |
| JPH0349320A (ja) * | 1989-07-17 | 1991-03-04 | Nec Corp | 周波数シンセサイザ |
| EP0409127A3 (en) * | 1989-07-17 | 1991-04-10 | Nec Corporation | Phase-locked loop type frequency synthesizer having improved loop response |
| JP2976659B2 (ja) * | 1991-12-17 | 1999-11-10 | 日本電気株式会社 | 音響光学フィルタ透過幅可変方法及び装置 |
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