JP3004268B1 - 2 optical signal generator - Google Patents

2 optical signal generator

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JP3004268B1
JP3004268B1 JP11026186A JP2618699A JP3004268B1 JP 3004268 B1 JP3004268 B1 JP 3004268B1 JP 11026186 A JP11026186 A JP 11026186A JP 2618699 A JP2618699 A JP 2618699A JP 3004268 B1 JP3004268 B1 JP 3004268B1
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optical signal
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optical fiber
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正大 小楠
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株式会社エイ・ティ・アール環境適応通信研究所
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Abstract

【要約】 【課題】 2つの光信号の光周波数を光周波数差を保持
したまま、従来例に比較して容易に同量だけ変化させる
ことができる2光信号発生器を提供する。 【解決手段】 光源21,40は互いに直交する偏光方
位を有する第1と第2の光信号を発生し、光ファイバケ
ーブル33は偏光保持しかつ可飽和吸収特性を有する。
偏光ビームスプリッタ32は第1の光信号を光ファイバ
ケーブル33に入射しかつ第2の光信号を光ファイバケ
ーブル33に入射し、その他端から出力される第1の光
信号を反射鏡35により反射して光ファイバケーブル3
3に入射して、光ファイバケーブル33において第1の
光信号の定在波分布を発生させて光学的にグレーティン
グ部を光ファイバケーブル33に書き込んで形成する。
形成されたグレーティング部により2つの光信号に対す
る屈折率差に対応する光周波数差を有するように光周波
数が選択された第2の光信号を発生する。
A two-optical signal generator capable of easily changing the optical frequencies of two optical signals by the same amount as compared with a conventional example while maintaining the optical frequency difference. SOLUTION: Light sources 21 and 40 generate first and second optical signals having polarization directions orthogonal to each other, and an optical fiber cable 33 retains polarization and has saturable absorption characteristics.
The polarizing beam splitter 32 enters the first optical signal into the optical fiber cable 33, enters the second optical signal into the optical fiber cable 33, and reflects the first optical signal output from the other end by the reflecting mirror 35. Optical fiber cable 3
3, a standing wave distribution of the first optical signal is generated in the optical fiber cable 33, and a grating portion is optically written on the optical fiber cable 33 to be formed.
The formed grating section generates a second optical signal whose optical frequency is selected so as to have an optical frequency difference corresponding to the refractive index difference between the two optical signals.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバリンク
システム等に適用され、所定の光周波数差(光波長差)
を有しかつ2つの光信号の光周波数(光波長)を同量だ
け変化可能な2つの光信号を発生する2光信号発生器に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is applied to an optical fiber link system and the like, and has a predetermined optical frequency difference (optical wavelength difference).
And a two-optical signal generator for generating two optical signals capable of changing the optical frequency (optical wavelength) of the two optical signals by the same amount.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ファイバリンクシステムは、デジタル
データ信号を光信号に変調して無線基地局まで伝送した
後、光電変換して得られた無線信号を電力増幅して無線
基地局のアンテナから無線送信するものである。
2. Description of the Related Art An optical fiber link system modulates a digital data signal into an optical signal and transmits it to a radio base station. What to send.

【0003】図6は、第1の従来例の光ファイバリンク
システムの構成を示すブロック図である。図6におい
て、例えば半導体レーザである光源1は、入力されるデ
ジタルデータ信号により変調された光信号を第1の光信
号(光周波数f1)として光合波器3及び光分岐器4を
介して光増幅器5に出力する。一方、例えば半導体レー
ザである光源2は、その光周波数が光周波数制御器10
により制御され、発生した光信号を第2の光信号(光周
波数f2)として光合波器3及び光分岐器4を介して光
増幅器5に出力する。ここで、光周波数の差|f1−f
2|は、図7に示すように、例えば数十乃至数百GHz
のミリ波帯の無線周波数に設定される。光増幅器5は入
力される光信号を電力増幅した後、光送信機101と、
無線基地局にある光受信機200とを結ぶ光ファイバケ
ーブル300を介して光受信機200に送信する。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a first conventional optical fiber link system. In FIG. 6, a light source 1 such as a semiconductor laser converts an optical signal modulated by an input digital data signal into a first optical signal (optical frequency f1) via an optical multiplexer 3 and an optical splitter 4. Output to the amplifier 5. On the other hand, the light source 2 such as a semiconductor laser has an optical frequency
And outputs the generated optical signal to the optical amplifier 5 via the optical multiplexer 3 and the optical splitter 4 as a second optical signal (optical frequency f2). Here, the difference in optical frequency | f1-f
2 | is, for example, several tens to several hundreds GHz as shown in FIG.
Is set to the millimeter-wave band radio frequency. The optical amplifier 5 power-amplifies the input optical signal, and then,
The signal is transmitted to the optical receiver 200 via the optical fiber cable 300 connecting the optical receiver 200 in the wireless base station.

【0004】一方、光分岐器4から分岐された、第1と
第2の光信号が混合された混合光信号は、非線形の光電
変換特性を有する高速フォトダイオードなどによる光電
変換器6で光電変換された後、ミリ波信号発振器7と混
合器8からなる周波数変換部により、より低い周波数の
高周波信号に変換される。次いで、変換された高周波信
号の成分の中から、上記非線形の光電変換特性により発
生された光周波数の差|f1−f2|に対応して比例す
る高周波信号を帯域通過フィルタ9により取り出し、光
周波数制御器10に出力する。以上のように構成された
光周波数のループ回路により、光周波数制御器10は、
入力される高周波信号に基づいて、光源2により発生さ
れる第2の光信号の光周波数f2を上記光周波数の差|
f1−f2|が一定になるように制御する。すなわち、
2つの光源1,2の発振周波数差がミリ波周波数に相当
するように、光電変換器6で2つの光信号の干渉成分を
取り出し、これをミリ波信号発生器7との周波数の比較
をし、その誤差信号で片側の光源2の光周波数を制御し
ている。当該光送信機101については、例えば従来技
術文献1「R. P. Braun, et al.,”Optical millimetre
-wave generation and transmission experiments for
mobile 60GHz band Communications”,Electronics Let
ters, Vol. 32 pp.626-627,1996年」に開示されてい
る。
On the other hand, a mixed optical signal obtained by mixing the first and second optical signals branched from the optical splitter 4 is photoelectrically converted by a photoelectric converter 6 such as a high-speed photodiode having nonlinear photoelectric conversion characteristics. After that, the signal is converted into a lower-frequency high-frequency signal by a frequency converter including the millimeter-wave signal oscillator 7 and the mixer 8. Next, from the components of the converted high-frequency signal, a high-frequency signal proportional to the difference | f1−f2 | Output to the controller 10. With the optical frequency loop circuit configured as described above, the optical frequency controller 10
On the basis of the input high-frequency signal, the optical frequency f2 of the second optical signal generated by the light source 2 is calculated by the difference |
is controlled so that f1-f2 | is constant. That is,
The photoelectric converter 6 extracts interference components of the two optical signals so that the difference between the oscillation frequencies of the two light sources 1 and 2 corresponds to the millimeter wave frequency, and compares the interference components with the millimeter wave signal generator 7. The optical frequency of one light source 2 is controlled by the error signal. Regarding the optical transmitter 101, for example, the related art document 1 “RP Braun, et al.,” “Optical millimetre”
-wave generation and transmission experiments for
mobile 60GHz band Communications ”, Electronics Let
ters, Vol. 32 pp. 626-627, 1996 ".

【0005】光受信機200において、光増幅器11は
光ファイバケーブル300を介して光信号を受信した
後、光電変換器12に出力する。光電変換器12は、非
線形の光電変換特性を有する高速フォトダイオードを備
え、入力される光信号を光電変換して帯域通過フィルタ
13に出力する。帯域通過フィルタ13は、光電変換さ
れた信号成分の中から、図8に示すように、上記非線形
の光電変換特性により発生された光周波数の差f0=|
f1−f2|に相当するミリ波帯の無線信号を取り出し
た後、無線送信機14に出力する。無線送信機14は、
電力増幅器を備え、入力される無線信号を電力増幅して
アンテナ15を介して送信する。
In the optical receiver 200, the optical amplifier 11 receives an optical signal via the optical fiber cable 300 and outputs the signal to the photoelectric converter 12. The photoelectric converter 12 includes a high-speed photodiode having non-linear photoelectric conversion characteristics. The photoelectric converter 12 photoelectrically converts an input optical signal and outputs the optical signal to the band-pass filter 13. As shown in FIG. 8, the band-pass filter 13 converts the optical frequency difference f0 = |
After extracting a millimeter-wave band radio signal corresponding to f1−f2 |, the radio signal is output to the radio transmitter 14. The wireless transmitter 14
A power amplifier is provided, which amplifies power of an input radio signal and transmits the amplified radio signal via the antenna 15.

【0006】図9は、第2の従来例の2光信号発生器2
0eの構成を示すブロック図である。この第2の従来例
においては、光ファイバ増幅器などに用いられる、例え
ばErなどの希土類材料がドープされかつ偏光が保持さ
れた、希土類ドープ偏光保持光ファイバケーブル(以
下、偏光保持光ファイバケーブルという。)33の2箇
所に紫外線照射することによって屈折率グレーティング
を書き込むことにより2つのファイバグレーティング部
23,24を形成して、2つのファイバグレーティング
部23,24の間に共振構造を形成する。ここで、偏光
保持光ファイバケーブル22は、図10に示すように、
コア22aの周りにクラッド22cが形成されてなり、
クラッド22c内にテンションメンバー22bが挿入さ
れている。
FIG. 9 shows a two-optical signal generator 2 according to a second conventional example.
It is a block diagram which shows the structure of 0e. In the second conventional example, a rare-earth-doped polarization-maintaining optical fiber cable (hereinafter, referred to as a polarization-maintaining optical fiber cable) used for an optical fiber amplifier or the like and doped with a rare earth material such as Er and maintaining the polarization. The two fiber grating portions 23 and 24 are formed by writing a refractive index grating by irradiating ultraviolet rays to two portions 33), and a resonance structure is formed between the two fiber grating portions 23 and 24. Here, the polarization maintaining optical fiber cable 22 is, as shown in FIG.
A clad 22c is formed around the core 22a,
The tension member 22b is inserted into the clad 22c.

【0007】そして、例えば半導体レーザである光源2
1によって発生された、所定の直線偏光を有する光信号
を、2つのファイバグレーティング部23,24を備え
た偏光保持光ファイバケーブル22にその一端を介して
入射する。これにより、2つのファイバグレーティング
部23,24の間において、図11及び図12に示すよ
うに、直交する偏光偏波の間で、実効屈折率n1,n2
異なることから、例えばミリ波帯の光周波数差で互いに
異なる光周波数でレーザ発振し、レーザ発振した例えば
ミリ波帯の2つの光信号は偏光保持光ファイバケーブル
22の他端から出力される。この第2の従来例について
は、例えば、従来技術文献2「W. H. Loh, et al.,”40
GHz optical-millimetre wave generation with a dual
polarization distributed feedback fibre laser”,E
lectronics Letters 1997 vol. 33 pp.594-595,1997
年」に開示されている。
The light source 2 which is, for example, a semiconductor laser
The optical signal having a predetermined linear polarization generated by the optical fiber 1 is incident on the polarization-maintaining optical fiber cable 22 having two fiber grating sections 23 and 24 via one end thereof. As a result, as shown in FIGS. 11 and 12, between the two fiber grating portions 23 and 24, the effective refractive indices n 1 and n 2 are different between the orthogonal polarizations. The laser oscillates at optical frequencies different from each other due to the optical frequency difference of the band, and two optical signals of, for example, the millimeter wave band that are laser-oscillated are output from the other end of the polarization maintaining optical fiber cable 22. Regarding this second conventional example, see, for example, prior art document 2 “WH Loh, et al.,” 40
GHz optical-millimetre wave generation with a dual
polarization distributed feedback fiber laser ”, E
electronics Letters 1997 vol. 33 pp.594-595,1997
Year ".

【0008】第2の従来例において、ファイバグレーテ
ィング部23,24における反射は次式に従って生じ
る。
In the second conventional example, reflection at the fiber grating portions 23 and 24 occurs according to the following equation.

【数1】2niΛ=mλi, ここで、i=1,2 但し、mは所定の自然数であり、Λはファイバグレーテ
ィング部23,24の周期であり、また、λiは光波長
である。偏光保持光ファイバケーブル22におけるファ
イバグレーティング部23,24の実効屈折率差|n1
−n2|は、1/1000乃至1/100000の間に
設定可能なので、ミリ波周波数に相当した周波数差で2
つの光信号を発生させることが可能になる。
2n i Λ = mλ i , where i = 1,2, where m is a predetermined natural number, Λ is the period of the fiber grating sections 23 and 24, and λ i is an optical wavelength. is there. Effective refractive index difference | n 1 of fiber grating portions 23 and 24 in polarization maintaining optical fiber cable 22
−n 2 | can be set between 1/1000 and 1/100000, so that the frequency difference corresponding to the millimeter wave frequency is 2
One optical signal can be generated.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第1の
従来例においては、光ファイバリンクシステムの光送信
機101において、広帯域の光電変換特性を有する光電
変換器6及びミリ波信号発振器7などの高周波デバイス
が必要になるばかりでなく、発振周波数差に対する制御
系の引き込み範囲にも制限があり、発振周波数差を比較
的大きくする必要があるとき、2つの光源1,2の発振
周波数を同量だけずらすことが困難であるという問題点
があった。
However, in the first conventional example, in the optical transmitter 101 of the optical fiber link system, a high-frequency signal such as the photoelectric converter 6 and the millimeter-wave signal oscillator 7 having broadband photoelectric conversion characteristics is provided. In addition to the necessity of a device, there is also a limitation in the control system pull-in range with respect to the oscillation frequency difference. There was a problem that it was difficult to shift.

【0010】また、第2の従来例においては、2つの光
信号の絶対光周波数を可変とすることが難しい。さら
に、2つのファイバグレーティング部23,24間の共
振器内部で直交偏光間での利得の競合があり、2つの光
信号の発振強度差を別個に制御できず、ミリ波帯の無線
信号の発生効率に影響を及ぼすという問題点があった。
また、伝送路である光ファイバケーブル300が長尺化
した場合には、導入されている光ファイバケーブル30
0の分散特性も考慮しなくてはならず、波長分散値が少
ない周波数域で2つの光信号を発振させる必要がある。
従って、導入されている光ファイバケーブル300にあ
わせて偏波保持光ファイバケーブル22内のファイバグ
レーティング部23,24のグレーティング周期を適宜
選定する必要があるという問題点があった。
In the second conventional example, it is difficult to make the absolute optical frequencies of two optical signals variable. Further, there is a gain competition between the orthogonal polarizations inside the resonator between the two fiber grating sections 23 and 24, so that the oscillation intensity difference between the two optical signals cannot be controlled separately, and the generation of a millimeter-wave band radio signal occurs. There was a problem that efficiency was affected.
When the length of the optical fiber cable 300 as the transmission path is increased, the introduced optical fiber cable 30
It is necessary to consider the dispersion characteristic of 0, and it is necessary to oscillate two optical signals in a frequency range where the chromatic dispersion value is small.
Therefore, there is a problem that it is necessary to appropriately select the grating period of the fiber grating sections 23 and 24 in the polarization maintaining optical fiber cable 22 according to the introduced optical fiber cable 300.

【0011】本発明の目的は以上の問題点を解決し、2
つの光信号の光周波数(光波長)を光周波数差を保持し
たまま、従来例に比較して容易に同量だけ変化させるこ
とができる2光信号発生器を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above problems and solve the above problem.
An object of the present invention is to provide a two-optical signal generator that can easily change the optical frequency (optical wavelength) of two optical signals by the same amount as compared with the conventional example while maintaining the optical frequency difference.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項1記
載の2光信号発生器は、第1の偏光方位を有する第1の
光周波数の第1の光信号を発生する第1の光源と、第1
の偏光方位と実質的に直交する第2の偏光方位を有する
第2の光周波数の第2の光信号を発生する第2の光源
と、偏光保持しかつ可飽和吸収特性を有する光ファイバ
ケーブルと、上記第1の光源及び第2の光源と、上記光
ファイバケーブルの一端との間に挿設された偏光手段
と、上記光ファイバケーブルの他端に接続され、上記第
1の光信号を反射する光反射手段とを備え、上記偏光手
段は、上記第1の光源からの第1の光信号を上記光ファ
イバケーブルにその一端を介して入射するとともに、上
記第2の光源からの第2の光信号を上記光ファイバケー
ブルにその一端を介して入射し、上記光ファイバケーブ
ルの他端から出力される第1の光信号を上記光反射手段
により反射して上記光ファイバケーブルにその他端を介
して入射することにより、上記光ファイバケーブルにお
いて第1の光信号の定在波分布を発生させて光学的にグ
レーティング部を上記光ファイバケーブルに書き込んで
形成し、上記形成されたグレーティング部により、上記
光ファイバケーブルにおける第1と第2の光信号に対す
る屈折率差に対応する光周波数差を有するように光周波
数が選択された第2の光信号を発生する光周波数シフタ
を構成し、上記第1の光源からの第1の光信号の光周波
数を変化することにより、上記第1と第2の光信号の間
の光周波数差を保持しながら上記第2の光信号の光周波
数を変化させることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a two-optical signal generator for generating a first optical signal having a first polarization direction and a first optical frequency. And the first
A second light source for generating a second optical signal having a second optical frequency having a second polarization direction substantially orthogonal to the polarization direction of the second light source; an optical fiber cable having polarization maintaining and saturable absorption characteristics; A polarizing means inserted between the first light source and the second light source and one end of the optical fiber cable, and connected to the other end of the optical fiber cable to reflect the first optical signal And a light reflecting means for inputting a first optical signal from the first light source to the optical fiber cable through one end thereof, and a second light signal from the second light source. An optical signal is incident on the optical fiber cable via one end thereof, and a first optical signal output from the other end of the optical fiber cable is reflected by the light reflecting means via the other end to the optical fiber cable. By entering Generating a standing wave distribution of the first optical signal in the optical fiber cable to optically write a grating portion in the optical fiber cable to form the grating portion; and forming the grating portion in the optical fiber cable by the formed grating portion. An optical frequency shifter configured to generate a second optical signal whose optical frequency is selected so as to have an optical frequency difference corresponding to a refractive index difference between the first and second optical signals, and a second optical signal from the first light source; By changing the optical frequency of one optical signal, the optical frequency of the second optical signal is changed while maintaining the optical frequency difference between the first and second optical signals.

【0013】また、請求項2記載の2光信号発生器は、
請求項1記載の2光信号発生器において、上記第1及び
第2の光源は半導体レーザであることを特徴とする。
Further, the two-optical signal generator according to claim 2 is
2. The two-optical signal generator according to claim 1, wherein said first and second light sources are semiconductor lasers.

【0014】さらに、請求項3の2光信号発生器は、請
求項1記載の2光信号発生器において、上記第1の光源
は半導体レーザであり、上記第2の光源は帰還型光発振
器であることを特徴とする。
Further, the two-light signal generator according to the third aspect is the two-light signal generator according to the first aspect, wherein the first light source is a semiconductor laser, and the second light source is a feedback type optical oscillator. There is a feature.

【0015】また、請求項4記載の2光信号発生器は、
請求項1記載の2光信号発生器において、上記第1及び
第2の光源は半導体レーザであり、上記光反射手段は、
回折格子と、上記回折格子の傾斜角度を変化させること
により第1の光信号の反射角度を変化させる回転機構と
を備え、上記回転機構により上記回折格子の傾斜角度を
変化させることにより、上記第1の光信号の光周波数を
変化することを特徴とする。
Further, the two-optical signal generator according to claim 4 is
2. The two-optical signal generator according to claim 1, wherein said first and second light sources are semiconductor lasers, and said light reflecting means comprises:
A diffraction grating, and a rotation mechanism for changing a reflection angle of the first optical signal by changing an inclination angle of the diffraction grating, and changing the inclination angle of the diffraction grating by the rotation mechanism. The optical frequency of one optical signal is changed.

【0016】さらに、請求項5記載の2光信号発生器
は、請求項1記載の2光信号発生器において、上記光反
射手段の代わりに、上記光ファイバケーブルの他端側に
形成され、上記第1の光信号を反射するファイバグレー
ティング部を備え、上記ファイバグレーティング部の温
度又は張力を変化する変化手段をさらに備え、上記変化
手段により上記ファイバグレーティング部の温度又は張
力を変化することにより、上記第1の光信号の光周波数
を変化することを特徴とする。
Further, a two-optical signal generator according to a fifth aspect of the present invention is the two-optical signal generator according to the first aspect, wherein the two-optical signal generator is formed at the other end of the optical fiber cable instead of the light reflecting means. A fiber grating for reflecting the first optical signal; and a changing means for changing the temperature or the tension of the fiber grating. The changing means changes the temperature or the tension of the fiber grating, thereby changing the temperature or the tension. The optical frequency of the first optical signal is changed.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る実施形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0018】<第1の実施形態>図1は、本発明に係る
第1の実施形態である光ファイバリンクシステムの構成
を示すブロック図であり、図2は、図1の2光信号発生
器20aの構成を示すブロック図である。第1の実施形
態の光ファイバリンクシステムは、図6の第1の従来例
に比較して、2光信号発生器20を備えたことを特徴と
しており、その他の構成は第1の従来例と同様である。
<First Embodiment> FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an optical fiber link system according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing the two-optical signal generator shown in FIG. It is a block diagram which shows the structure of 20a. The optical fiber link system of the first embodiment is characterized by including two optical signal generators 20 as compared with the first conventional example of FIG. 6, and other configurations are the same as those of the first conventional example. The same is true.

【0019】図2において、光源21は、例えば半導体
レーザであり、入力されるデジタルデータ信号に従って
発生する、第1の偏光方位Df1(光アイソレータ31
の光軸に対して垂直であって、例えば、図2の面に対し
て垂直である。言い換えれば、希土類ドープ偏光保持光
ファイバケーブル33の長手方向に対して垂直な方向の
偏光方位である。)を有する直線偏光単一モードの光信
号を強度変調して変調後の第1の光信号(光周波数f
1)を光分配器30に出力する。光分配器30は入力さ
れた第1の光信号を2分配して、第1の光信号として外
部装置に出力するとともに、光アイソレータ31及び偏
光ビームスプリッタ32を介して希土類ドープ偏光保持
光ファイバケーブル(以下、偏光保持光ファイバケーブ
ルという。)33にその一端を介して入射する。ここ
で、偏光ビームスプリッタ32は、光アイソレータ31
からの第1の偏光方位Df1を有する第1の光信号をそ
のまま偏光保持光ファイバケーブル33に通過させる。
In FIG. 2, a light source 21 is, for example, a semiconductor laser and has a first polarization direction Df1 (optical isolator 31) generated according to an input digital data signal.
2 is perpendicular to the optical axis of, for example, the plane of FIG. In other words, the polarization direction is a direction perpendicular to the longitudinal direction of the rare-earth-doped polarization-maintaining optical fiber cable 33. ), And modulates the intensity of the linearly polarized single-mode optical signal (first optical signal (optical frequency f
1) is output to the optical distributor 30. The optical splitter 30 splits the input first optical signal into two, outputs the split first optical signal to an external device as a first optical signal, and outputs a rare earth-doped polarization maintaining optical fiber cable via an optical isolator 31 and a polarizing beam splitter 32. (Hereinafter, it is referred to as a polarization maintaining optical fiber cable). Here, the polarization beam splitter 32 is provided with the optical isolator 31.
The first optical signal having the first polarization direction Df1 is passed through the polarization maintaining optical fiber cable 33 as it is.

【0020】偏光保持光ファイバケーブル33は、Er
などの希土類材料が例えば500乃至1000ppmだ
け添加され、図10に示すように偏波保持された光ファ
イバケーブルである。偏光保持光ファイバケーブル33
の他端には、偏光ビームスプリッタ34を介して反射鏡
35及び光終端器36が接続される。ここで、偏光ビー
ムスプリッタ34の第1の偏光方位Df1側には反射鏡
35が接続される一方、第1の偏光方位Df1と直交す
る第2の偏光方位Df2(偏光保持光ファイバケーブル
33の長手方向に平行な偏光方位である。)側には光終
端器36が接続される。
The polarization maintaining optical fiber cable 33 is made of Er.
As shown in FIG. 10, a rare earth material such as 500 to 1000 ppm is added, and the optical fiber cable is polarization-maintained. Polarization maintaining optical fiber cable 33
Is connected to a reflecting mirror 35 and an optical terminator 36 via a polarizing beam splitter 34. Here, while the reflecting mirror 35 is connected to the first polarization direction Df1 side of the polarization beam splitter 34, the second polarization direction Df2 (the longitudinal direction of the polarization-maintaining optical fiber cable 33) is orthogonal to the first polarization direction Df1. The optical terminator 36 is connected to the polarization direction parallel to the direction.).

【0021】偏光ビームスプリッタ32の第2の偏光方
位Df2側には、半導体レーザデバイス40が接続され
る。半導体レーザデバイス40は、公知の構造を有する
ものであって、例えばInPGaAsである半導体レー
ザ媒質42の一端面に、所定の波長に対して比較的高い
反射率を有する誘電体多層膜にてなる高反射膜43が形
成される一方、半導体レーザ媒質42の他端面に、例え
ばARコート層(ここで、ARはAnti Reflectionの略
である。)である反射防止膜41が形成される。半導体
レーザデバイス40で発生された、第2の偏光方位Df
2を有する直線偏光単一モードの光信号は、偏光ビーム
スプリッタ32を介して偏光保持光ファイバケーブル3
3にその一端を介して入射するとともに、外部装置に第
2の光信号(光周波数f2)として出力する。
A semiconductor laser device 40 is connected to the polarization beam splitter 32 on the second polarization direction Df2 side. The semiconductor laser device 40 has a known structure. For example, a semiconductor laser medium 42 made of, for example, InP GaAs is provided on one end surface of a semiconductor multilayer film having a relatively high reflectance with respect to a predetermined wavelength. While the reflection film 43 is formed, an antireflection film 41 which is, for example, an AR coat layer (here, AR is an abbreviation of Anti Reflection) is formed on the other end surface of the semiconductor laser medium 42. Second polarization direction Df generated by semiconductor laser device 40
2 is transmitted to the polarization maintaining optical fiber cable 3 through the polarization beam splitter 32.
3 via one end thereof, and output to an external device as a second optical signal (optical frequency f2).

【0022】例えばErなどの希土類材料が添加された
光ファイバケーブル33において、以下の方法で光学的
にグレーティングを形成する。すなわち、光増幅器など
に用いられている希土類ドープの光ファイバケーブル3
3は、赤外光の吸収係数が高く、入力光の光強度がしき
い値を超えると、レーザ媒質として振舞うが、しきい値
以下の強度の入力光に関しては可飽和吸収媒質として取
り扱うことができ、入力光の強度によって吸収係数を変
えられる。強い入力光については、トランスペアレント
な透明体となり、弱い入力光については吸収率が大きな
吸収体となる。すなわち、光周波数f1で変化する定在
波分布が生じる。そこで、希土類材料がドープされた偏
光保持光ファイバケーブル33の一端から、図2に示す
ように、直線偏光単一モードの第1の光信号を入射し、
入射した第1の光信号を反射鏡35で正反射して偏光保
持光ファイバケーブル33の他端から入力し、すなわ
ち、その両端から第1の光信号を入射し、希土類ドープ
偏波保持光ファイバケーブル33中で光の定在波をたて
ることにより、光ファイバケーブル33の長手方向への
吸収係数は光波長の半分の周期で変化し、屈折率もま
た、周期的に変化する。これにより、光学的にファイバ
グレーティング部を書き込んで形成することができる。
In the optical fiber cable 33 to which a rare earth material such as Er is added, a grating is formed optically by the following method. That is, a rare earth-doped optical fiber cable 3 used in an optical amplifier or the like.
No. 3 has a high absorption coefficient of infrared light and behaves as a laser medium when the light intensity of the input light exceeds a threshold. However, the input light having an intensity less than the threshold can be treated as a saturable absorption medium. The absorption coefficient can be changed depending on the intensity of the input light. For strong input light, it becomes a transparent transparent body, and for weak input light, it becomes an absorber with a large absorptance. That is, a standing wave distribution that changes at the optical frequency f1 occurs. Therefore, as shown in FIG. 2, a first optical signal of linearly polarized light single mode is incident from one end of the polarization maintaining optical fiber cable 33 doped with the rare earth material,
The incident first optical signal is specularly reflected by the reflecting mirror 35 and input from the other end of the polarization maintaining optical fiber cable 33, that is, the first optical signal is incident from both ends thereof, and the rare earth-doped polarization maintaining optical fiber By generating a standing wave of light in the cable 33, the absorption coefficient in the longitudinal direction of the optical fiber cable 33 changes at a half cycle of the light wavelength, and the refractive index also changes periodically. Thereby, the fiber grating portion can be optically written and formed.

【0023】このとき、第1の光信号とは直交した偏光
方位Df2を有する光信号を、半導体レーザデバイス4
0から偏光ビームスプリッタ32を介して偏光保持光フ
ァイバケーブル33に入射すと、光学的に書き込まれた
ファイバグレーティング部により、偏光保持光ファイバ
ケーブル33における光周波数f2に対する互いに直交
する実効屈折率n1,n2の差分|n1−n2|に対応した
光周波数差を有する光信号のみが当該ファイバグレーテ
ィング部により反射されて選択される。ここで、半導体
レーザデバイス40は、光周波数f1から実効屈折率の
差分|n1−n2|に対応した光周波数差だけシフトした
光周波数f2を発振するように、半導体レーザデバイス
40の各設計パラメータを設定する。
At this time, an optical signal having a polarization direction Df2 orthogonal to the first optical signal is transmitted to the semiconductor laser device 4.
When the light enters the polarization-maintaining optical fiber cable 33 from 0 through the polarization beam splitter 32, the optical grating fiber portion written optically causes the effective refractive index n 1 orthogonal to the optical frequency f2 in the polarization-maintaining optical fiber cable 33 to be orthogonal to each other. , N 2 , only the optical signal having the optical frequency difference corresponding to the difference | n 1 −n 2 | is reflected and selected by the fiber grating unit. Here, each design of the semiconductor laser device 40 is designed such that the semiconductor laser device 40 oscillates at an optical frequency f2 shifted from the optical frequency f1 by an optical frequency difference corresponding to the difference | n 1 −n 2 | of the effective refractive index. Set parameters.

【0024】上記数1を再掲すると次式の通りである。The above equation 1 is rewritten as follows.

【数2】2niΛ=mλi, ここで、i=1,2 但し、mは所定の自然数であり、Λはファイバグレーテ
ィング部の周期であり、また、λiは光波長である。
2n i Λ = mλ i , where i = 1,2, where m is a predetermined natural number, Λ is the period of the fiber grating section, and λ i is the optical wavelength.

【0025】上記数2において、n1,n2は光周波数f
2に対して互いに異なり、光周波数f1を変化すること
により、ファイバグレーティング部の周期Λを変化させ
ることができるから、数2から明らかなように、光周波
数f1を変化することにより、光波長λiを変化させる
ことができる。ここで、実効屈折率の差分|n1−n2
は一定であるから光周波数差|f1−f2|は一定であ
る。
In the above equation (2), n 1 and n 2 are optical frequencies f
2, the period 2 of the fiber grating portion can be changed by changing the optical frequency f1, and as is apparent from Equation 2, by changing the optical frequency f1, the optical wavelength λ is changed. i can be varied. Here, the difference | n 1 −n 2 |
Is constant, the optical frequency difference | f1-f2 | is constant.

【0026】従って、偏光保持光ファイバケーブル33
にファイバグレーティング部を書きこむときの光源21
の発振波長を例えば、半導体レーザのバイアス電流を変
化するなどして変化させると、ファイバグレーティング
部のピッチも発振波長に応じて変化し、発振波長差を一
定に保ったまま、2つの光信号の絶対光周波数f1,f
2を変化させることができる。すなわち、希土類材料が
添加された光ファイバケーブル33中に書かれたファイ
バグレーティング部は光周波数シフタとして機能する。
Therefore, the polarization maintaining optical fiber cable 33
Light source 21 when writing fiber grating section to
For example, if the oscillation wavelength of the laser is changed by changing the bias current of the semiconductor laser, the pitch of the fiber grating also changes according to the oscillation wavelength. Absolute optical frequency f1, f
2 can be varied. That is, the fiber grating portion written in the optical fiber cable 33 to which the rare earth material is added functions as an optical frequency shifter.

【0027】以上説明したように、第1の実施形態によ
れば、第1の光源21の光周波数を変化させても、第2
の光源である半導体レーザデバイス40の光周波数f2
を、第1の光信号の光周波数f1との発振周波数差を保
つように変化させることができる。また、2つの光源の
強度をそろえるような構成も可能となる。さらに、偏波
保持光ファイバケーブル33の光増幅領域外に周波数基
準となる光周波数シフタが形成されるので、第2の従来
例で問題となるような光増幅部での利得の競合が無い。
またさらに、第1の従来例に比較して構成が極めて簡単
であって信頼性が高い2光信号発生器20aを実現でき
る。
As described above, according to the first embodiment, even if the optical frequency of the first light source 21 is changed, the second
Frequency f2 of the semiconductor laser device 40 as the light source
Can be changed so as to maintain the oscillation frequency difference from the optical frequency f1 of the first optical signal. In addition, a configuration in which the intensities of the two light sources are equalized is also possible. Further, since an optical frequency shifter serving as a frequency reference is formed outside the optical amplification region of the polarization maintaining optical fiber cable 33, there is no competition for gain in the optical amplification section which is a problem in the second conventional example.
Further, the two-optical signal generator 20a having a very simple configuration and high reliability as compared with the first conventional example can be realized.

【0028】<第2の実施形態>図3は、本発明に係る
第2の実施形態である2光信号発生器20bの構成を示
すブロック図である。第2の実施形態の2光信号発生器
20bは、図2の第1の実施形態の2光信号発生器20
aに比較して、半導体レーザデバイス40の代わりに、
ループ光回路50にてなる第2の光源を備えたことを特
徴としている。以下、その相違点について詳述する。
<Second Embodiment> FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a two-optical signal generator 20b according to a second embodiment of the present invention. The two-optical signal generator 20b of the second embodiment is different from the two-optical signal generator 20 of the first embodiment in FIG.
a, in place of the semiconductor laser device 40,
A second light source comprising the loop optical circuit 50 is provided. Hereinafter, the difference will be described in detail.

【0029】図3において、ループ光回路50は、光サ
ーキュレータ51と、光増幅器52と、光分岐器53
と、発振波長の帯域をカバーする比較的広い通過帯域を
光帯域通過フィルタ54と、光アイソレータ55とがル
ープ形状で接続されて、帰還型光発振器を構成してい
る。偏光ビームスプリッタ32の第2の偏光方位Df2
側端子は、光サーキュレータ51の第1の端子に接続さ
れ、当該第1の端子に入力された光信号はその第2の端
子を介して光増幅器52、光分岐器53、光帯域通過フ
ィルタ54及び光アイソレータ55を介して、光サーキ
ュレータ51の第3の端子に入力される。当該光サーキ
ュレータ51の第3の端子に入力された光信号はその第
1の端子から偏向ビームスプリッタ32に向けて出力さ
れる。ここで、ループ光回路50で構成された帰還型光
発振器の発振光周波数は、ループ内の距離によって決定
され、第1の実施形態と同様に、光周波数f2となるよ
うに設定される。そして、光分岐器53は、当該帰還型
光発振器で発振した第2の光信号を外部装置に分岐して
出力する。
In FIG. 3, the loop optical circuit 50 includes an optical circulator 51, an optical amplifier 52, and an optical splitter 53.
The optical band-pass filter 54 and the optical isolator 55 are connected in a loop shape to a relatively wide pass band covering the band of the oscillation wavelength, thereby forming a feedback optical oscillator. Second polarization direction Df2 of polarization beam splitter 32
The side terminal is connected to a first terminal of an optical circulator 51, and an optical signal input to the first terminal is passed through the second terminal to an optical amplifier 52, an optical splitter 53, an optical bandpass filter 54, The signal is input to the third terminal of the optical circulator 51 via the optical isolator 55. The optical signal input to the third terminal of the optical circulator 51 is output from the first terminal to the deflection beam splitter 32. Here, the oscillation light frequency of the feedback optical oscillator constituted by the loop optical circuit 50 is determined by the distance in the loop, and is set to be the light frequency f2 as in the first embodiment. Then, the optical splitter 53 splits and outputs the second optical signal oscillated by the feedback type optical oscillator to an external device.

【0030】以上のように構成された第2の実施形態の
2光信号発生器20bは、ループ光回路50を除いて第
1の実施形態と同様に動作して同様の効果を有する。
The two-optical signal generator 20b of the second embodiment configured as described above operates and has the same effect as the first embodiment except for the loop optical circuit 50.

【0031】<第3の実施形態>図4は、本発明に係る
第3の実施形態である2光信号発生器20cの構成を示
すブロック図である。第3の実施形態の2光信号発生器
20cは、図2の第1の実施形態の2光信号発生器20
aに比較して、 (1)光源21の代わりに、半導体レーザデバイス60
を備える。 (2)半導体レーザデバイス40の代わりに、半導体レ
ーザデバイス70を備える。 (3)反射鏡35の代わりに、光学レンズ37、回折格
子38及びその回転機構38aを備える。ここで、第3
の実施形態の2光信号発生器20cは、半導体レーザデ
バイス60と回折格子38による外部共振器型レーザ装
置の共振器内に偏光保持光ファイバケーブル33を有
し、回折格子38で波長選択された光波の光周波数によ
る定在波分布がErがドープされた偏光保持光ファイバ
ケーブル33中に書き込まれることを特徴としている。
以下、上記相違点について詳述する。
<Third Embodiment> FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a two-optical signal generator 20c according to a third embodiment of the present invention. The two-optical signal generator 20c of the first embodiment shown in FIG.
(1) Instead of the light source 21, a semiconductor laser device 60
Is provided. (2) A semiconductor laser device 70 is provided instead of the semiconductor laser device 40. (3) Instead of the reflecting mirror 35, an optical lens 37, a diffraction grating 38 and a rotation mechanism 38a thereof are provided. Here, the third
The two-optical signal generator 20c of the embodiment has the polarization maintaining optical fiber cable 33 in the resonator of the external resonator type laser device including the semiconductor laser device 60 and the diffraction grating 38, and the wavelength is selected by the diffraction grating 38. It is characterized in that the standing wave distribution according to the optical frequency of the light wave is written in the polarization-maintaining optical fiber cable 33 doped with Er.
Hereinafter, the difference will be described in detail.

【0032】図4において、半導体レーザデバイス60
は、例えばInPGaAsなどの半導体レーザ媒質61
の一端面に反射防止のためのARコート層62が形成さ
れてなり、第1の偏光方位Df1を有する直線偏光単一
モードの光信号が、偏光ビームスプリッタ32、偏光保
持光ファイバケーブル33、偏光ビームスプリッタ3
4、光学レンズ37及び回折格子38により、外部共振
器型レーザ装置の共振器内に閉じ込められて励振され
る。このとき、偏光保持光ファイバケーブル33には、
定在波分布が書き込まれ、グレーティングを形成すると
ともに、当該第1の偏光方位Df1を有する直線偏光単
一モードの光信号は、入力されるデジタルデータ信号に
従って入力される光信号を強度変調する、例えばマッハ
・ツェンダ型光変調器などの公知の外部光変調器65を
介して第1の光信号として外部装置に出力される。ここ
で、当該第1の光信号の発振光周波数は、回折格子38
の傾斜角度、すなわち反射角度を回転機構38aにより
変化することにより変化させることができる。
In FIG. 4, a semiconductor laser device 60
Is a semiconductor laser medium 61 such as InPGaAs, for example.
An AR coat layer 62 for preventing reflection is formed on one end surface of the optical fiber, and a linearly polarized single-mode optical signal having a first polarization direction Df1 is converted into a polarization beam splitter 32, a polarization maintaining optical fiber cable 33, and a polarization maintaining optical fiber cable 33. Beam splitter 3
4. The laser is confined and excited in the resonator of the external resonator type laser device by the optical lens 37 and the diffraction grating 38. At this time, the polarization maintaining optical fiber cable 33 includes:
The standing wave distribution is written, forms a grating, and the linearly polarized single-mode optical signal having the first polarization direction Df1 modulates the intensity of the input optical signal according to the input digital data signal. For example, the light is output to an external device as a first optical signal via a known external optical modulator 65 such as a Mach-Zehnder optical modulator. Here, the oscillation light frequency of the first optical signal is the diffraction grating 38.
, Ie, the reflection angle, can be changed by changing the rotation mechanism 38a.

【0033】また、半導体レーザデバイス70は、例え
ばInPGaAsなどの半導体レーザ媒質71の一端面
に反射防止のためのARコート層72が形成されてな
り、第2の光信号は第1の光信号によって書き込まれた
偏光保持光ファイバケーブル33中のグレーティングを
反射体として反射することにより、半導体レーザデバイ
ス70と当該グレーティングとの間で共振する。ここ
で、第1の偏光方位Df1と直交する第2の偏光方位D
f2を有する直線偏光単一モードの光信号を第2の光信
号(光周波数f2)として発生して偏光ビームスプリッ
タ32を介して偏光保持光ファイバケーブル33の一端
に入射するとともに、外部装置に出力する。
In the semiconductor laser device 70, an AR coat layer 72 for preventing reflection is formed on one end surface of a semiconductor laser medium 71 such as InGaAs, for example, and the second optical signal is formed by the first optical signal. By reflecting the written grating in the polarization maintaining optical fiber cable 33 as a reflector, resonance occurs between the semiconductor laser device 70 and the grating. Here, a second polarization direction D orthogonal to the first polarization direction Df1
A linearly-polarized single-mode optical signal having a frequency f2 is generated as a second optical signal (optical frequency f2) and is incident on one end of a polarization-maintaining optical fiber cable 33 via a polarization beam splitter 32 and output to an external device. I do.

【0034】以上のように構成された第3の実施形態の
2光信号発生器20cは、第1の実施形態と同様に動作
して同様の効果を有する。また、第1の光信号の光周波
数を回折格子38の傾斜角度を変更することにより変化
させており、このとき、第1の光信号の光周波数の可変
範囲を第1の実施形態に比較して広くすることができ
る。これにより、第1及び第2の光信号の光周波数f
1,f2の可変範囲を第1の実施形態に比較して広くす
ることができる。
The two-optical signal generator 20c of the third embodiment configured as described above operates in the same manner as in the first embodiment and has the same effects. Further, the optical frequency of the first optical signal is changed by changing the inclination angle of the diffraction grating 38. At this time, the variable range of the optical frequency of the first optical signal is compared with that of the first embodiment. Can be widened. Thereby, the optical frequency f of the first and second optical signals
The variable range of 1, f2 can be made wider than in the first embodiment.

【0035】<第4の実施形態>図5は、本発明に係る
第4の実施形態である2光信号発生器20dの構成を示
すブロック図である。第4の実施形態の2光信号発生器
20dは、図4の第3の実施形態の2光信号発生器20
cに比較して、 (1)偏光保持光ファイバケーブル33の他端側の装置
23,36,37,38,38aを設けず、偏光保持光
ファイバケーブル33の他端側に、紫外線放射により所
定の周期を有するファイバグレーティング部33aを形
成し、当該ファイバグレーティング部33aの温度を制
御する温度制御器39をさらに備える。以下、その相違
点について詳述する。
<Fourth Embodiment> FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a two-optical signal generator 20d according to a fourth embodiment of the present invention. The two-optical signal generator 20d according to the fourth embodiment is different from the two-optical signal generator 20d according to the third embodiment in FIG.
(1) The device 23, 36, 37, 38, 38a at the other end of the polarization-maintaining optical fiber cable 33 is not provided, and the other end of the polarization-maintaining optical fiber cable 33 is irradiated with ultraviolet light. And a temperature controller 39 for controlling the temperature of the fiber grating portion 33a. Hereinafter, the difference will be described in detail.

【0036】図5において、偏光保持光ファイバケーブ
ル33の他端側において、紫外線を放射することによ
り、光周波数f1の第1の光信号が反射する周期ピッチ
を有するファイバグレーティング部33aを形成する。
この第1の光信号が反射する周期ピッチは、公知のよう
に、ファイバグレーティング部33aの温度を上昇させ
ることにより光周波数f1を低くする一方、その温度を
下降させることにより光周波数f1を高くすることがで
きる。すなわち、温度制御器39によりファイバグレー
ティング部33aの温度を変化させることにより、第1
の光源21の光周波数を変化させ、そして、第2の光源
である半導体レーザデバイス40の光周波数f2を、第
1の光信号の光周波数f1との発振周波数差を保つよう
に変化させることができる。
In FIG. 5, the other end of the polarization-maintaining optical fiber cable 33 emits ultraviolet rays to form a fiber grating portion 33a having a periodic pitch at which the first optical signal of the optical frequency f1 is reflected.
As is well known, the periodic pitch at which the first optical signal is reflected decreases the optical frequency f1 by increasing the temperature of the fiber grating portion 33a, and increases the optical frequency f1 by decreasing the temperature. be able to. That is, by changing the temperature of the fiber grating section 33a by the temperature controller 39, the first
And the optical frequency f2 of the semiconductor laser device 40 as the second light source is changed so as to maintain the oscillation frequency difference from the optical frequency f1 of the first optical signal. it can.

【0037】以上のように構成された第4の実施形態の
2光信号発生器20dは、第1の実施形態と同様に動作
して同様の効果を有する。また、第4の実施形態の2光
信号発生器20dは、第1の実施形態に比較して、構成
が簡単になり、製造コストを安価にすることができる。
The two-optical signal generator 20d of the fourth embodiment configured as described above operates in the same manner as the first embodiment and has the same effects. Further, the two-optical signal generator 20d of the fourth embodiment has a simpler configuration and can reduce the manufacturing cost as compared with the first embodiment.

【0038】以上の第4の実施形態においては、ファイ
バグレーティング部33aの温度を制御しているが、本
発明はこれに限らず、ファイバグレーティング部33a
を円柱形状のドラム(図示せず。)に巻回してファイバ
グレーティング部33aの光ファイバケーブルを引っ張
るように張力を印加する張力制御器を備えてもよい。こ
の場合、ファイバグレーティング部33aにおける第1
の光信号が反射する周期ピッチは、公知のように、ファ
イバグレーティング部33aの張力を強くすることによ
り光周波数f1を低くする一方、その張力を弱くするこ
とにより光周波数f1を高くすることができる。すなわ
ち、上記張力制御器によりファイバグレーティング部3
3aの張力を変化させることにより、第1の光源21の
光周波数を変化させ、そして、第2の光源である半導体
レーザデバイス40の光周波数f2を、第1の光信号の
光周波数f1との発振周波数差を保つように変化させる
ことができる。
In the above-described fourth embodiment, the temperature of the fiber grating section 33a is controlled. However, the present invention is not limited to this.
May be wound around a cylindrical drum (not shown) to apply tension so as to pull the optical fiber cable of the fiber grating portion 33a. In this case, the first in the fiber grating portion 33a
As is known, the optical frequency f1 can be lowered by increasing the tension of the fiber grating portion 33a, while increasing the optical frequency f1 by decreasing the tension. . That is, the fiber grating unit 3 is controlled by the tension controller.
By changing the tension of 3a, the optical frequency of the first light source 21 is changed, and the optical frequency f2 of the semiconductor laser device 40, which is the second light source, is compared with the optical frequency f1 of the first optical signal. It can be changed so as to keep the oscillation frequency difference.

【0039】<変形例>以上の実施形態において、第1
の光信号と第2の光信号とは直交しているが、本発明は
これに限らず、偏光ビームスプリッタ32で偏光可能に
実質的に直交していればよい。
<Modification> In the above embodiment, the first
Is orthogonal to the second optical signal, but the present invention is not limited to this, and it is sufficient that the optical signal is substantially orthogonal so that it can be polarized by the polarization beam splitter 32.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る2光信
号発生器によれば、第1の偏光方位を有する第1の光周
波数の第1の光信号を発生する第1の光源と、第1の偏
光方位と実質的に直交する第2の偏光方位を有する第2
の光周波数の第2の光信号を発生する第2の光源と、偏
光保持しかつ可飽和吸収特性を有する光ファイバケーブ
ルと、上記第1の光源及び第2の光源と、上記光ファイ
バケーブルの一端との間に挿設された偏光手段と、上記
光ファイバケーブルの他端に接続され、上記第1の光信
号を反射する光反射手段とを備え、上記偏光手段は、上
記第1の光源からの第1の光信号を上記光ファイバケー
ブルにその一端を介して入射するとともに、上記第2の
光源からの第2の光信号を上記光ファイバケーブルにそ
の一端を介して入射し、上記光ファイバケーブルの他端
から出力される第1の光信号を上記光反射手段により反
射して上記光ファイバケーブルにその他端を介して入射
することにより、上記光ファイバケーブルにおいて第1
の光信号の定在波分布を発生させて光学的にグレーティ
ング部を上記光ファイバケーブルに書き込んで形成し、
上記形成されたグレーティング部により、上記光ファイ
バケーブルにおける第1と第2の光信号に対する屈折率
差に対応する光周波数差を有するように光周波数が選択
された第2の光信号を発生する光周波数シフタを構成
し、上記第1の光源からの第1の光信号の光周波数を変
化することにより、上記第1と第2の光信号の間の光周
波数差を保持しながら上記第2の光信号の光周波数を変
化させる。
As described above in detail, according to the two-optical signal generator of the present invention, a first light source for generating a first optical signal having a first polarization direction and a first optical frequency is provided. A second polarization direction substantially orthogonal to the first polarization direction.
A second light source for generating a second optical signal having an optical frequency of, a polarization maintaining optical fiber cable having a saturable absorption characteristic, the first light source and the second light source, and A polarizing means inserted between the first light source and the other end of the optical fiber cable, and a light reflecting means for reflecting the first optical signal; A first optical signal from the optical fiber cable is incident on the optical fiber cable via one end thereof, and a second optical signal from the second light source is incident on the optical fiber cable via one end thereof, and The first optical signal output from the other end of the fiber cable is reflected by the light reflecting means and is incident on the optical fiber cable via the other end, so that the first optical signal is output from the first end of the optical fiber cable.
Generating a standing wave distribution of the optical signal of the optical signal and optically writing and forming the grating portion on the optical fiber cable;
A light for generating a second optical signal whose optical frequency is selected by the formed grating section so as to have an optical frequency difference corresponding to a refractive index difference between the first and second optical signals in the optical fiber cable. A frequency shifter is configured to change the optical frequency of the first optical signal from the first light source, thereby maintaining the optical frequency difference between the first and second optical signals while maintaining the second optical signal. Change the optical frequency of the optical signal.

【0041】従って、本発明によれば、第1の光源の光
周波数を変化させても、第2の光源の光周波数f2を、
第1の光信号の光周波数f1との発振周波数差を保つよ
うに変化させることができる。また、2つの光源の強度
をそろえるような構成も可能となる。さらに、上記光フ
ァイバケーブルの光増幅領域外に周波数基準となる光周
波数シフタが形成されるので、第2の従来例で問題とな
るような光増幅部での利得の競合が無い。またさらに、
第1の従来例に比較して構成が極めて簡単であって信頼
性が高い2光信号発生器を実現できる。
Therefore, according to the present invention, even if the optical frequency of the first light source is changed, the optical frequency f2 of the second light source is
It can be changed so as to keep the oscillation frequency difference from the optical frequency f1 of the first optical signal. In addition, a configuration in which the intensities of the two light sources are equalized is also possible. Further, since the optical frequency shifter serving as a frequency reference is formed outside the optical amplification region of the optical fiber cable, there is no competition for gain in the optical amplification section which is a problem in the second conventional example. In addition,
As compared with the first conventional example, a two-optical signal generator having a very simple configuration and high reliability can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係る第1の実施形態である光ファイ
バリンクシステムの構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an optical fiber link system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1の2光信号発生器20aの構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a two-optical signal generator 20a of FIG.

【図3】 本発明に係る第2の実施形態である2光信号
発生器20bの構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a two-optical signal generator 20b according to a second embodiment of the present invention.

【図4】 本発明に係る第3の実施形態である2光信号
発生器20cの構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a two-optical signal generator 20c according to a third embodiment of the present invention.

【図5】 本発明に係る第4の実施形態である2光信号
発生器20dの構成を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a two-optical signal generator 20d according to a fourth embodiment of the present invention.

【図6】 第1の従来例の光ファイバリンクシステムの
構成を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a first conventional example of an optical fiber link system.

【図7】 図6の光送信機101で発生される2つの光
信号の光周波数スペクトルを示すスペクトル図である。
7 is a spectrum diagram showing optical frequency spectra of two optical signals generated by the optical transmitter 101 in FIG.

【図8】 図6の光送信機200で光電変換後の電気信
号の電気周波数スペクトルを示すスペクトル図である。
8 is a spectrum diagram showing an electric frequency spectrum of an electric signal after photoelectric conversion by the optical transmitter 200 of FIG.

【図9】 第2の従来例の2光信号発生器20eの構成
を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a second optical signal generator 20e according to a second conventional example.

【図10】 図9の希土類ドープ偏光保持光ファイバケ
ーブル22の断面を示す断面図である。
10 is a cross-sectional view showing a cross section of the rare earth-doped polarization maintaining optical fiber cable 22 of FIG.

【図11】 図10の偏光保持光ファイバケーブル22
において偏光方位によって実効屈折率が異なることを示
す図である。
11 is a polarization maintaining optical fiber cable 22 shown in FIG.
FIG. 4 is a diagram showing that the effective refractive index differs depending on the polarization direction in FIG.

【図12】 図9の2光信号発生器20eで発生される
2つの光信号の光周波数スペクトルを示すスペクトル図
である。
FIG. 12 is a spectrum diagram showing an optical frequency spectrum of two optical signals generated by the two optical signal generator 20e of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3…光合波器、 5…光増幅器、 11…光増幅器、 12…光電変換器、 13…帯域通過フィルタ、 14…無線送信機、 15…アンテナ、 20…2光信号発生器、 21…光源、 30…光分配器、 31…光アイソレータ、 32…偏光ビームスプリッタ、 33…希土類ドープ偏光保持光ファイバケーブル、 33a…ファイバグレーティング部、 34…偏光ビームスプリッタ、 35…反射鏡、 36…光終端器、 37…光学レンズ、 38…回折格子、 38a…回転機構、 39…温度制御器、 40…半導体レーザデバイス、 41…反射防止膜、 42…半導体レーザ媒質、 43…高反射膜、 50…ループ光回路、 51…光サーキュレータ、 52…光増幅器、 53…光分岐器、 54…光帯域通過フィルタ、 55…光アイソレータ、 60…半導体レーザデバイス、 61…半導体レーザ媒質、 62…ARコート層、 65…外部光変調器、 70…半導体レーザデバイス、 71…半導体レーザ媒質、 72…ARコート層、 100…光送信機、 200…光受信機、 300…光ファイバケーブル。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Optical multiplexer, 5 ... Optical amplifier, 11 ... Optical amplifier, 12 ... Photoelectric converter, 13 ... Bandpass filter, 14 ... Wireless transmitter, 15 ... Antenna, 20 ... 2 optical signal generator, 21 ... Light source, DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 ... Optical distributor, 31 ... Optical isolator, 32 ... Polarization beam splitter, 33 ... Rare earth doped polarization maintaining optical fiber cable, 33a ... Fiber grating part, 34 ... Polarization beam splitter, 35 ... Reflection mirror, 36 ... Optical terminator 37: Optical lens, 38: Diffraction grating, 38a: Rotating mechanism, 39: Temperature controller, 40: Semiconductor laser device, 41: Antireflection film, 42: Semiconductor laser medium, 43: High reflection film, 50: Loop optical circuit 51, an optical circulator, 52, an optical amplifier, 53, an optical splitter, 54, an optical band-pass filter, 55, an optical isolator, 60, half Conductive laser device, 61: semiconductor laser medium, 62: AR coat layer, 65: external light modulator, 70: semiconductor laser device, 71: semiconductor laser medium, 72: AR coat layer, 100: optical transmitter, 200: light Receiver, 300: Optical fiber cable.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 Electronics Lette rs Vol.33,No.7 p.p. 594−595 Optics Letters Vo l.22,No.23,p.p.1757−1759 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 2/02 G02B 6/10 H01S 3/10 H04B 10/04 H04B 10/06 H04B 10/14 JICSTファイル(JOIS) WPI(DIALOG)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (56) References Electronics Letters Vol. 33, No. 7 p. pp. 594-595 Optics Letters Vol. 22, No. 23, p. p. 1757-1759 (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G02F 2/02 G02B 6/10 H01S 3/10 H04B 10/04 H04B 10/06 H04B 10/14 JICST file (JOIS) WPI ( DIALOG)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1の偏光方位を有する第1の光周波数
の第1の光信号を発生する第1の光源と、 第1の偏光方位と実質的に直交する第2の偏光方位を有
する第2の光周波数の第2の光信号を発生する第2の光
源と、 偏光保持しかつ可飽和吸収特性を有する光ファイバケー
ブルと、 上記第1の光源及び第2の光源と、上記光ファイバケー
ブルの一端との間に挿設された偏光手段と、 上記光ファイバケーブルの他端に接続され、上記第1の
光信号を反射する光反射手段とを備え、 上記偏光手段は、上記第1の光源からの第1の光信号を
上記光ファイバケーブルにその一端を介して入射すると
ともに、上記第2の光源からの第2の光信号を上記光フ
ァイバケーブルにその一端を介して入射し、 上記光ファイバケーブルの他端から出力される第1の光
信号を上記光反射手段により反射して上記光ファイバケ
ーブルにその他端を介して入射することにより、上記光
ファイバケーブルにおいて第1の光信号の定在波分布を
発生させて光学的にグレーティング部を上記光ファイバ
ケーブルに書き込んで形成し、 上記形成されたグレーティング部により、上記光ファイ
バケーブルにおける第1と第2の光信号に対する屈折率
差に対応する光周波数差を有するように光周波数が選択
された第2の光信号を発生する光周波数シフタを構成
し、 上記第1の光源からの第1の光信号の光周波数を変化す
ることにより、上記第1と第2の光信号の間の光周波数
差を保持しながら上記第2の光信号の光周波数を変化さ
せることを特徴とする2光信号発生器。
A first light source for generating a first optical signal at a first optical frequency having a first polarization orientation; and a second light source having a second polarization orientation substantially orthogonal to the first polarization orientation. A second light source for generating a second optical signal of a second optical frequency, an optical fiber cable having polarization maintaining and saturable absorption characteristics, the first light source and the second light source, and the optical fiber A polarizing means inserted between one end of the cable, and a light reflecting means connected to the other end of the optical fiber cable and reflecting the first optical signal; A first optical signal from the light source is incident on the optical fiber cable via one end thereof, and a second optical signal from the second light source is incident on the optical fiber cable via one end thereof, The first output from the other end of the optical fiber cable Is reflected by the light reflecting means and is incident on the optical fiber cable through the other end, thereby generating a standing wave distribution of the first optical signal in the optical fiber cable and optically grating the optical signal. The optical frequency is written so as to have an optical frequency difference corresponding to a refractive index difference for the first and second optical signals in the optical fiber cable by the formed grating portion. Forming an optical frequency shifter for generating a selected second optical signal; and changing an optical frequency of the first optical signal from the first light source to thereby provide an optical frequency shifter between the first and second optical signals. 2. The two-optical signal generator, wherein the optical frequency of the second optical signal is changed while maintaining the optical frequency difference.
【請求項2】 上記第1及び第2の光源は半導体レーザ
であることを特徴とする請求項1記載の2光信号発生
器。
2. The two-optical signal generator according to claim 1, wherein said first and second light sources are semiconductor lasers.
【請求項3】 上記第1の光源は半導体レーザであり、
上記第2の光源は帰還型光発振器であることを特徴とす
る請求項1記載の2光信号発生器。
3. The first light source is a semiconductor laser.
2. The two-optical signal generator according to claim 1, wherein said second light source is a feedback type optical oscillator.
【請求項4】 上記第1及び第2の光源は半導体レーザ
であり、 上記光反射手段は、回折格子と、上記回折格子の傾斜角
度を変化させることにより第1の光信号の反射角度を変
化させる回転機構とを備え、 上記回転機構により上記回折格子の傾斜角度を変化させ
ることにより、上記第1の光信号の光周波数を変化する
ことを特徴とする請求項1記載の2光信号発生器。
4. The first and second light sources are semiconductor lasers, and the light reflecting means changes a reflection angle of a first optical signal by changing a diffraction grating and an inclination angle of the diffraction grating. 2. The two-optical signal generator according to claim 1, further comprising: a rotation mechanism configured to change an inclination angle of the diffraction grating by the rotation mechanism, thereby changing an optical frequency of the first optical signal. 3. .
【請求項5】 上記光反射手段の代わりに、上記光ファ
イバケーブルの他端側に形成され、上記第1の光信号を
反射するファイバグレーティング部を備え、 上記ファイバグレーティング部の温度又は張力を変化す
る変化手段をさらに備え、 上記変化手段により上記ファイバグレーティング部の温
度又は張力を変化することにより、上記第1の光信号の
光周波数を変化することを特徴とする請求項1記載の2
光信号発生器。
5. A fiber grating portion, which is formed at the other end of the optical fiber cable and reflects the first optical signal, instead of the light reflecting means, and changes the temperature or tension of the fiber grating portion. 2. The optical frequency of the first optical signal is changed by changing a temperature or a tension of the fiber grating section by the changing means.
Optical signal generator.
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