JP3124869B2 - 光変調装置及び双方向光伝送システム - Google Patents
光変調装置及び双方向光伝送システムInfo
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- JP3124869B2 JP3124869B2 JP16114993A JP16114993A JP3124869B2 JP 3124869 B2 JP3124869 B2 JP 3124869B2 JP 16114993 A JP16114993 A JP 16114993A JP 16114993 A JP16114993 A JP 16114993A JP 3124869 B2 JP3124869 B2 JP 3124869B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＣＡＴＶ等の光信号伝
送に用いられる外部変調方式の光変調装置に関するもの
である。
送に用いられる外部変調方式の光変調装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】図１２（ａ）は、従来の光変調装置の第
１の例である。図１２（ａ）において、１１０１は光の
偏光方向を調整する偏光調整部、１１０２は光を変調す
る光変調部、１１０３〜１１０５は光伝送路である。こ
のような従来の光変調装置について、以下に説明する。
１の例である。図１２（ａ）において、１１０１は光の
偏光方向を調整する偏光調整部、１１０２は光を変調す
る光変調部、１１０３〜１１０５は光伝送路である。こ
のような従来の光変調装置について、以下に説明する。
【０００３】光変調部１１０２として、図１３（ａ）に
示すように、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 、以下Ｌ
Ｎと呼ぶ）基板にチタン（Ｔｉ）を熱拡散して形成した
光導波路により構成されたマハツェンダー干渉系構成の
光強度変調器を用いる。ニオブ酸リチウムは電気光学材
料の一種で、この光学軸Ｚ方向に垂直にスライスしたＺ
カット結晶板（以下、ＺカットＬＮ基板と呼ぶ）を用い
て構成された光変調器は変調効率が入力光の偏光方向に
依存する性質を有している。例えば図１３（ｂ）に示す
ように、光導波路に対してｚ方向に電界を印加する場
合、その屈折率はｘ方向とｚ方向で異なり、各々（数
１）のように表わされる。
示すように、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 、以下Ｌ
Ｎと呼ぶ）基板にチタン（Ｔｉ）を熱拡散して形成した
光導波路により構成されたマハツェンダー干渉系構成の
光強度変調器を用いる。ニオブ酸リチウムは電気光学材
料の一種で、この光学軸Ｚ方向に垂直にスライスしたＺ
カット結晶板（以下、ＺカットＬＮ基板と呼ぶ）を用い
て構成された光変調器は変調効率が入力光の偏光方向に
依存する性質を有している。例えば図１３（ｂ）に示す
ように、光導波路に対してｚ方向に電界を印加する場
合、その屈折率はｘ方向とｚ方向で異なり、各々（数
１）のように表わされる。
【０００４】
【数１】
【０００５】 但し、 ｎox '：電界印加時におけるｘ方向屈折率 ｎez '： 〃 ｚ方向屈折率 ｎox ：電界非印加時におけるｘ方向屈折率 ｎez ： 〃 ｚ方向屈折率 ｒ13 ：電気光学定数（ ８．６×１０-12ｍ／Ｖ） ｒ33 ： 〃 （３０．８×１０-12ｍ／Ｖ） Ｅz ：印加電界（ｚ方向） 従って、電界Ｅz による屈折率の変化率はｘ方向よりも
ｚ方向の方が約４倍大きく、入力光のＴＭ波成分（ｚ方
向偏光成分）が多い程、変調効率が高くなる。従って、
偏光調整部１１０１は、光変調部１１０２への入力光が
ＴＭ波となるように入力光の偏光状態を調整する。
ｚ方向の方が約４倍大きく、入力光のＴＭ波成分（ｚ方
向偏光成分）が多い程、変調効率が高くなる。従って、
偏光調整部１１０１は、光変調部１１０２への入力光が
ＴＭ波となるように入力光の偏光状態を調整する。
【０００６】図１４（ａ）は、従来の光変調装置の第２
の例である。図１４（ａ）において、１３０１は偏光調
整部、１３０２は光変調部、１３０３は光変調部１３０
２から出力された光を、再び光変調部１３０２側に反射
させるための光反射部、１３０４〜１３０６は光伝送路
である。このような従来の光伝送装置について、以下に
説明する。
の例である。図１４（ａ）において、１３０１は偏光調
整部、１３０２は光変調部、１３０３は光変調部１３０
２から出力された光を、再び光変調部１３０２側に反射
させるための光反射部、１３０４〜１３０６は光伝送路
である。このような従来の光伝送装置について、以下に
説明する。
【０００７】偏光調整部１３０１および、光変調部１３
０２は、図１２（ａ）の第１の従来例に説明したものと
同様である。光反射部１３０３は光変調部１３０２から
出力された光を反射し、再び光変調部１３０２に入力す
る。再入力された光は再び光変調部１３０２において変
調を受けた後、光伝送路１３０４へと出力される。光反
射部１３０３は入力光の偏光方向を維持したまま反射す
るため、偏光調整部１３０１により変調効率が最大とな
るように（ＴＭ波になるように）偏光調整された入射光
は、光変調部１３０２に再入力する際もＴＭ波として、
高い効率で変調を受ける。このような反射型の光変調装
置は、光を２度同一の光変調器に通すことにより、変調
効果を有する導波路長、即ち電極長を見かけ上２倍にす
ることができ、変調効率を上げることができる。また、
光変調部１３０２としては、図１５に示すように光導波
路を分岐した状態で光反射部１３０３に接続する構成と
しても動作は同様である。
０２は、図１２（ａ）の第１の従来例に説明したものと
同様である。光反射部１３０３は光変調部１３０２から
出力された光を反射し、再び光変調部１３０２に入力す
る。再入力された光は再び光変調部１３０２において変
調を受けた後、光伝送路１３０４へと出力される。光反
射部１３０３は入力光の偏光方向を維持したまま反射す
るため、偏光調整部１３０１により変調効率が最大とな
るように（ＴＭ波になるように）偏光調整された入射光
は、光変調部１３０２に再入力する際もＴＭ波として、
高い効率で変調を受ける。このような反射型の光変調装
置は、光を２度同一の光変調器に通すことにより、変調
効果を有する導波路長、即ち電極長を見かけ上２倍にす
ることができ、変調効率を上げることができる。また、
光変調部１３０２としては、図１５に示すように光導波
路を分岐した状態で光反射部１３０３に接続する構成と
しても動作は同様である。
【０００８】図１６（ａ）は、従来の光変調装置の第３
の例である。図１６（ａ）において、１５０１は偏光調
整部、１５０２は光変調部、１５０３は光反射部、１５
０４は受光部、１５０５〜１５０８は光伝送路である。
このような従来の光変調装置について、以下に説明す
る。
の例である。図１６（ａ）において、１５０１は偏光調
整部、１５０２は光変調部、１５０３は光反射部、１５
０４は受光部、１５０５〜１５０８は光伝送路である。
このような従来の光変調装置について、以下に説明す
る。
【０００９】偏光調整部１５０１および、光変調部１５
０２は、第１および、第２の従来例に説明したものと同
様である。光反射部１５０３は第２の従来例とは異な
り、入射光の一部のパワーのみ反射し、残りの光パワー
は透過する。受光部１５０４は、この透過光を電気信号
に変換する。この光変調装置は、例えば文献（古田
他；”ＬＮ外部光変調器を用いた光ＣＡＴＶ加入者系の
双方向伝送”，１９９２年信学会春季全国大会講演論文
集Ｂ−１０２９）に示される図１６のようなデマンドア
クセス型光ＣＡＴＶの加入者宅内の光送受信器として用
いることができる。即ち、ＣＡＴＶ局は、多チャンネル
映像信号のＦＤＭ多重信号で強度変調された光信号（下
り信号）を各加入者宅に分配する。各加入者は図１６
（ａ）に説明したような光変調装置の受光部１５０４に
より、下り信号光からＦＤＭ多重された映像信号を再生
する。その一方で、各加入者はＣＡＴＶの番組プログラ
ム送信要求情報（上り信号）を載せた光信号を光変調装
置の光変調部１５０２によりＣＡＴＶ局に返信する。こ
のような光変調装置を用いると、加入者はＣＡＴＶ局か
らの送信光パワーの一部を利用して送信要求を返信でき
るため、各加入者宅に設置される光送受信器には、光源
を設ける必要がなく単純な構成とすることができる。但
し、このような光送受信器として本光変調装置を用いる
場合には、図１８（ａ）に示すように、図１３（ａ）の
ような構成ではなく図１５のように光導波路を分岐した
状態で光反射部１５０３に接続する光変調部１５０２と
する必要がある（石川；”ＬＮ光導波路を用いた双方向
伝送用外部光変調器”，１９９２年信学会春季全国大会
講演論文集Ｃ−２１５）。また別の構成として、図１８
（ｂ）に示すように、２分岐した光導波路からの出力光
の一方のみを受光部に入射するものも考えられる。これ
らの構成を採る理由は、図１３（ａ）のように受光素子
に光が入力する前に２つの導波路光を干渉させると、下
り信号の変調成分と上り信号のための変調成分が共に受
光部に入射され、下り信号と上り信号の相互干渉により
歪の発生などが生じ信号品質が劣化するためである。
０２は、第１および、第２の従来例に説明したものと同
様である。光反射部１５０３は第２の従来例とは異な
り、入射光の一部のパワーのみ反射し、残りの光パワー
は透過する。受光部１５０４は、この透過光を電気信号
に変換する。この光変調装置は、例えば文献（古田
他；”ＬＮ外部光変調器を用いた光ＣＡＴＶ加入者系の
双方向伝送”，１９９２年信学会春季全国大会講演論文
集Ｂ−１０２９）に示される図１６のようなデマンドア
クセス型光ＣＡＴＶの加入者宅内の光送受信器として用
いることができる。即ち、ＣＡＴＶ局は、多チャンネル
映像信号のＦＤＭ多重信号で強度変調された光信号（下
り信号）を各加入者宅に分配する。各加入者は図１６
（ａ）に説明したような光変調装置の受光部１５０４に
より、下り信号光からＦＤＭ多重された映像信号を再生
する。その一方で、各加入者はＣＡＴＶの番組プログラ
ム送信要求情報（上り信号）を載せた光信号を光変調装
置の光変調部１５０２によりＣＡＴＶ局に返信する。こ
のような光変調装置を用いると、加入者はＣＡＴＶ局か
らの送信光パワーの一部を利用して送信要求を返信でき
るため、各加入者宅に設置される光送受信器には、光源
を設ける必要がなく単純な構成とすることができる。但
し、このような光送受信器として本光変調装置を用いる
場合には、図１８（ａ）に示すように、図１３（ａ）の
ような構成ではなく図１５のように光導波路を分岐した
状態で光反射部１５０３に接続する光変調部１５０２と
する必要がある（石川；”ＬＮ光導波路を用いた双方向
伝送用外部光変調器”，１９９２年信学会春季全国大会
講演論文集Ｃ−２１５）。また別の構成として、図１８
（ｂ）に示すように、２分岐した光導波路からの出力光
の一方のみを受光部に入射するものも考えられる。これ
らの構成を採る理由は、図１３（ａ）のように受光素子
に光が入力する前に２つの導波路光を干渉させると、下
り信号の変調成分と上り信号のための変調成分が共に受
光部に入射され、下り信号と上り信号の相互干渉により
歪の発生などが生じ信号品質が劣化するためである。
【００１０】ＬＮ基板を用いた光変調部としては、図１
９（ａ）に示すように、Ｘカット基板（以下、Ｘカット
ＬＮ基板）を用いることも可能で、光導波路に対してｙ
方向に電界を印加した場合の各屈折率（ｘ方向、ｙ方
向）は（数２）で表わされる。
９（ａ）に示すように、Ｘカット基板（以下、Ｘカット
ＬＮ基板）を用いることも可能で、光導波路に対してｙ
方向に電界を印加した場合の各屈折率（ｘ方向、ｙ方
向）は（数２）で表わされる。
【００１１】
【数２】
【００１２】 但し、 ｎox '：電界印加時におけるｘ方向屈折率 ｎoy '： 〃 ｙ方向屈折率 ｎox ：電界非印加時におけるｘ方向屈折率 ｎoy ： 〃 ｙ方向屈折率 ｒ22 ：電気光学定数（３．４×１０-12ｍ／Ｖ） Ｅy ：印加電界（ｙ方向） この場合、入射光の各偏光成分（ｘ方向または、ｙ方
向）の印加電界（図１９（ｂ）ではｙ方向に印加してい
る。）に対する屈折率変化率は同一である。従って、Ｘ
カットＬＮ基板による変調器を用いる場合、変調効率は
入射光の偏光方向に依存しないため、各従来例において
偏光調整部を必要としない構成とすることが可能であ
る。この場合の構成例を、それぞれ図１２（ｂ）、図１
４（ｂ）、図１６（ｂ）に示す。
向）の印加電界（図１９（ｂ）ではｙ方向に印加してい
る。）に対する屈折率変化率は同一である。従って、Ｘ
カットＬＮ基板による変調器を用いる場合、変調効率は
入射光の偏光方向に依存しないため、各従来例において
偏光調整部を必要としない構成とすることが可能であ
る。この場合の構成例を、それぞれ図１２（ｂ）、図１
４（ｂ）、図１６（ｂ）に示す。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなＬＮ基板
を用いた光変調装置は、一般に２つの入出力口のどちら
から光を入射しても変調動作を行なわせることができ
る。ＺカットＬＮ基板を用いた光変調装置の変調効率を
高めるためには、上述のように入射光の偏光状態を最適
に（ＬＮ基板に対してＴＭ波となるように）調整する。
しかし、他端からの入射光の偏光方向については従来考
慮されていないため、図１７に示したような双方向光伝
送路において、一方向（上り方向；←Ｂn ）の伝送光の
みを変調するだけでなく、他方向（下り方向；Ａ→）の
伝送光も変調される場合がある。ＸカットＬＮ基板を用
いた光変調装置の場合も、変調効率が入射光の偏光依存
性を有さないため、両方向からの入射光に対して常に変
調が加えられる。従って、下り方向光が既に情報として
有している下り信号（例えば、ＣＡＴＶ局から各加入者
宅に伝送・分配される映像信号のＦＤＭ多重信号）と、
光変調部に加える上り信号（例えば、各加入者からＣＡ
ＴＶ局へ送る送信要求信号）が相互干渉することによ
り、各伝送信号の品質が劣化する恐れがある。
を用いた光変調装置は、一般に２つの入出力口のどちら
から光を入射しても変調動作を行なわせることができ
る。ＺカットＬＮ基板を用いた光変調装置の変調効率を
高めるためには、上述のように入射光の偏光状態を最適
に（ＬＮ基板に対してＴＭ波となるように）調整する。
しかし、他端からの入射光の偏光方向については従来考
慮されていないため、図１７に示したような双方向光伝
送路において、一方向（上り方向；←Ｂn ）の伝送光の
みを変調するだけでなく、他方向（下り方向；Ａ→）の
伝送光も変調される場合がある。ＸカットＬＮ基板を用
いた光変調装置の場合も、変調効率が入射光の偏光依存
性を有さないため、両方向からの入射光に対して常に変
調が加えられる。従って、下り方向光が既に情報として
有している下り信号（例えば、ＣＡＴＶ局から各加入者
宅に伝送・分配される映像信号のＦＤＭ多重信号）と、
光変調部に加える上り信号（例えば、各加入者からＣＡ
ＴＶ局へ送る送信要求信号）が相互干渉することによ
り、各伝送信号の品質が劣化する恐れがある。
【００１４】上述したように図１８（ａ）では、これを
回避するためにＬＮ基板上において２分岐した光導波路
を光反射部および受光部の前で干渉させずに、分岐状態
のまま下り方向光を受光部に入射させている。受光部・
受光面の２つのビームスポット間の距離を充分とって干
渉を避けることにより、受光部で再変換される電気信号
に上り信号の成分は含まれず、下り信号との干渉も生じ
ない。但し、この場合は受光部・受光面を大きく設ける
必要があり、感度および周波数特性が最も良好な受光面
中央部を利用することが難しく、受光素子の性能を充分
利用することができない。また、図１８（ｂ）のように
２分岐した光導波路からの一方のみの光を受光部に入射
する構成も考えられるが、この場合受信光電力が小さく
なるため伝送距離が制約を受けることになる。
回避するためにＬＮ基板上において２分岐した光導波路
を光反射部および受光部の前で干渉させずに、分岐状態
のまま下り方向光を受光部に入射させている。受光部・
受光面の２つのビームスポット間の距離を充分とって干
渉を避けることにより、受光部で再変換される電気信号
に上り信号の成分は含まれず、下り信号との干渉も生じ
ない。但し、この場合は受光部・受光面を大きく設ける
必要があり、感度および周波数特性が最も良好な受光面
中央部を利用することが難しく、受光素子の性能を充分
利用することができない。また、図１８（ｂ）のように
２分岐した光導波路からの一方のみの光を受光部に入射
する構成も考えられるが、この場合受信光電力が小さく
なるため伝送距離が制約を受けることになる。
【００１５】又、図１４（ａ）に示したような光変調装
置では、反射型の構成を採用することにより変調効率を
上げているが、変調周波数が高くなると導波路内の光速
度と電極に印加される電気信号との位相不整合が生じ、
かえって変調効率の悪化を招く場合がある。
置では、反射型の構成を採用することにより変調効率を
上げているが、変調周波数が高くなると導波路内の光速
度と電極に印加される電気信号との位相不整合が生じ、
かえって変調効率の悪化を招く場合がある。
【００１６】以上のように従来の光変調装置は、光変調
部に対してどちらの方向から光を入射しても変調動作を
起こすため、反射型構成では変調効率の低下を招いた
り、双方向光伝送路に適用すると本来お互いに逆方向に
伝送されるべき信号間での相互干渉が生じて品質劣化を
起こす場合がある。また、受光部において信号間の干渉
を防ぐ構成とすると、受光部の感度・周波数特性などが
劣化したり、伝送距離が制約を受ける等の課題がある。
部に対してどちらの方向から光を入射しても変調動作を
起こすため、反射型構成では変調効率の低下を招いた
り、双方向光伝送路に適用すると本来お互いに逆方向に
伝送されるべき信号間での相互干渉が生じて品質劣化を
起こす場合がある。また、受光部において信号間の干渉
を防ぐ構成とすると、受光部の感度・周波数特性などが
劣化したり、伝送距離が制約を受ける等の課題がある。
【００１７】本発明は、従来の光変調装置このような課
題を考慮し、変調効率の低下が少なく、双方向光伝送に
用いた場合に、一方向の伝送光に対して高い効率で変調
動作を行うことができ、反対方向に伝送される複数の光
信号間の相互干渉による品質劣化を抑えることができる
光変調装置及び双方向光伝送システムを提供することを
目的とするものである。
題を考慮し、変調効率の低下が少なく、双方向光伝送に
用いた場合に、一方向の伝送光に対して高い効率で変調
動作を行うことができ、反対方向に伝送される複数の光
信号間の相互干渉による品質劣化を抑えることができる
光変調装置及び双方向光伝送システムを提供することを
目的とするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】請求項１の本発明は、光
を入力又は出力する２つの光入出力口を有し、変調効率
が入力光の偏光方向に依存する光強度変調部と、前記光
強度変調部の一端に接続され、第１の情報を伝達する第
１の光信号を所定の第１の偏光状態に調整し、前記光強
度変調部に入力する第１の偏光調整部と、前記光強度変
調部の他端に接続され、前記第１の光信号と反対方向に
伝搬する第２の光信号を所定の第２の偏光状態に調整
し、前記光強度変調部に入力する第２の偏光調整部とを
備え、 前記第１の偏光調整部は、前記光強度変調部にお
ける第１の光信号に対する変調効率が最小となるよう
に、該偏光状態を前記第１の偏光状態に調整し、かつ前
記第２の偏光調整部は、前記光強度変調部における第２
の光信号に対する変調効率が最大となるように、該偏光
状態を前記第２の偏光状態に調整することにより、前記
第１の情報を伝達する第１の光信号を透過しながら、前
記光強度変調部に入力する第２の情報で前記第２の光信
号を変調し、第１の光信号の進行方向に対して反対方向
に伝達することを特徴とする光変調装置である。
を入力又は出力する２つの光入出力口を有し、変調効率
が入力光の偏光方向に依存する光強度変調部と、前記光
強度変調部の一端に接続され、第１の情報を伝達する第
１の光信号を所定の第１の偏光状態に調整し、前記光強
度変調部に入力する第１の偏光調整部と、前記光強度変
調部の他端に接続され、前記第１の光信号と反対方向に
伝搬する第２の光信号を所定の第２の偏光状態に調整
し、前記光強度変調部に入力する第２の偏光調整部とを
備え、 前記第１の偏光調整部は、前記光強度変調部にお
ける第１の光信号に対する変調効率が最小となるよう
に、該偏光状態を前記第１の偏光状態に調整し、かつ前
記第２の偏光調整部は、前記光強度変調部における第２
の光信号に対する変調効率が最大となるように、該偏光
状態を前記第２の偏光状態に調整することにより、前記
第１の情報を伝達する第１の光信号を透過しながら、前
記光強度変調部に入力する第２の情報で前記第２の光信
号を変調し、第１の光信号の進行方向に対して反対方向
に伝達することを特徴とする光変調装置である。
【００１９】請求項３の本発明は、光を入力又は出力す
る２つの光入出力口を有し、変調効率が入力光の偏光方
向に依存する光強度変調部と、前記光強度変調部の一端
に接続され、該第１の端子を介して入力した第１の情報
を伝達する第１の光信号を、所定の第１の偏光状態に調
整し、あるいは前記第１の光信号における所定の第１の
偏光成分のみを透過して、該第２の端子を介して前記光
強度変調部に入力すると共に、前記光強度変調部から出
力された第２の光信号を、該第２の端子を介して入力
し、該第３の端子から出力する偏光合成・分離部と、前
記光強度変調部の他端に接続され、前記第１の光信号と
反対方向に伝搬する第２の光信号を所定の第２の偏光状
態に調整し、前記光強度変調部に入力する第２の偏光調
整部とを備え、前記偏光分離・合成部は、前記光強度変
調部における第１の光信号に対する変調効率が最小とな
るように、該偏光状態を前記第１の偏光状態に調整し、
かつ前記第２の偏光調整部は、前記光強度変調部におけ
る第２の光信号に対する変調効率が最大となるように、
該偏光状態を前記第２の偏光状態に調整することによ
り、前記第１の情報を伝達する第１の光信号を透過しな
がら、前記光強度変調部に入力する第２の情報で前記第
２の光信号を変調し、第１の光信号の進行方向に対して
反対方向に伝達することを特徴とする光変調装置であ
る。
る２つの光入出力口を有し、変調効率が入力光の偏光方
向に依存する光強度変調部と、前記光強度変調部の一端
に接続され、該第１の端子を介して入力した第１の情報
を伝達する第１の光信号を、所定の第１の偏光状態に調
整し、あるいは前記第１の光信号における所定の第１の
偏光成分のみを透過して、該第２の端子を介して前記光
強度変調部に入力すると共に、前記光強度変調部から出
力された第２の光信号を、該第２の端子を介して入力
し、該第３の端子から出力する偏光合成・分離部と、前
記光強度変調部の他端に接続され、前記第１の光信号と
反対方向に伝搬する第２の光信号を所定の第２の偏光状
態に調整し、前記光強度変調部に入力する第２の偏光調
整部とを備え、前記偏光分離・合成部は、前記光強度変
調部における第１の光信号に対する変調効率が最小とな
るように、該偏光状態を前記第１の偏光状態に調整し、
かつ前記第２の偏光調整部は、前記光強度変調部におけ
る第２の光信号に対する変調効率が最大となるように、
該偏光状態を前記第２の偏光状態に調整することによ
り、前記第１の情報を伝達する第１の光信号を透過しな
がら、前記光強度変調部に入力する第２の情報で前記第
２の光信号を変調し、第１の光信号の進行方向に対して
反対方向に伝達することを特徴とする光変調装置であ
る。
【００２０】請求項５の本発明は、光を入力又は出力す
る２つの光入出力口を有し、変調効率が入力光の偏光方
向に依存する光強度変調部と、前記光強度変調部の一端
に接続され、該第１の端子を介して入力した第１の情報
を伝達する第１の光信号を、所定の第１の偏光状態に調
整し、あるいは前記第１の光信号における所定の第１の
偏光成分のみを透過して、該第２の端子を介して前記光
強度変調部に入力すると共に、前記光強度変調部から出
力された第２の光信号を、該第２の端子を介して入力
し、該第３の端子から出力する第１の偏光合成・分離部
と、前記光強度変調部の他端に接続され、該第１の端子
を介して入力した、前記第１の光信号と反対方向に伝搬
する第２の光信号を、所定の第２の偏光状態に調整し、
あるいは前記第２の光信号における所定の第２の偏光成
分のみを透過して、該第２の端子を介して前記光強度変
調部に入力すると共に、前記光強度変調部から出力され
た前記第１の光信号を、該第２の端子を介して入力し、
該第３の端子から出力する第２の偏光合成・分離部とを
備え、前記第１の偏光分離・合成部は、前記光強度変調
部における第１の光信号に対する変調効率が最小となる
ように、該偏光状態を前記第１の偏光状態に調整し、か
つ前記第２の偏光分離・合成部は、前記光強度変調部に
おける第２の光信号に対する変調効率が最大となるよう
に、該偏光状態を前記第２の偏光状態に調整することに
より、前記第１の情報を伝達する第１の光信号を透過し
ながら、前記光強度変調部に入力する第２の情報で前記
第２の光信号を変調し、第１の光信号の進行方向に対し
て反対方向に伝達することを特徴とする光変調装置であ
る。
る２つの光入出力口を有し、変調効率が入力光の偏光方
向に依存する光強度変調部と、前記光強度変調部の一端
に接続され、該第１の端子を介して入力した第１の情報
を伝達する第１の光信号を、所定の第１の偏光状態に調
整し、あるいは前記第１の光信号における所定の第１の
偏光成分のみを透過して、該第２の端子を介して前記光
強度変調部に入力すると共に、前記光強度変調部から出
力された第２の光信号を、該第２の端子を介して入力
し、該第３の端子から出力する第１の偏光合成・分離部
と、前記光強度変調部の他端に接続され、該第１の端子
を介して入力した、前記第１の光信号と反対方向に伝搬
する第２の光信号を、所定の第２の偏光状態に調整し、
あるいは前記第２の光信号における所定の第２の偏光成
分のみを透過して、該第２の端子を介して前記光強度変
調部に入力すると共に、前記光強度変調部から出力され
た前記第１の光信号を、該第２の端子を介して入力し、
該第３の端子から出力する第２の偏光合成・分離部とを
備え、前記第１の偏光分離・合成部は、前記光強度変調
部における第１の光信号に対する変調効率が最小となる
ように、該偏光状態を前記第１の偏光状態に調整し、か
つ前記第２の偏光分離・合成部は、前記光強度変調部に
おける第２の光信号に対する変調効率が最大となるよう
に、該偏光状態を前記第２の偏光状態に調整することに
より、前記第１の情報を伝達する第１の光信号を透過し
ながら、前記光強度変調部に入力する第２の情報で前記
第２の光信号を変調し、第１の光信号の進行方向に対し
て反対方向に伝達することを特徴とする光変調装置であ
る。
【００２１】請求項８の本発明は、上記光反射部は、前
記第１の光信号を前記第２の光信号として反射すると共
に、該一部電力の光信号を透過する構成を有し、前記光
反射部を透過した第１の光信号を受信し、電気信号に変
換することにより、前記第１の情報を再生、出力する受
光部をさらに備えることを特徴とする本発明の光変調装
置である。
記第１の光信号を前記第２の光信号として反射すると共
に、該一部電力の光信号を透過する構成を有し、前記光
反射部を透過した第１の光信号を受信し、電気信号に変
換することにより、前記第１の情報を再生、出力する受
光部をさらに備えることを特徴とする本発明の光変調装
置である。
【００２２】請求項１２の本発明は、同一の光ファイバ
伝送路を用いて、第１の端末から第２の端末に対して第
１の情報を伝達する第１の光信号を伝送すると共に、第
２の端末から第１の端末に対して第２の情報を伝達する
第２の光信号を伝送する光伝送システムであって、前記
光ファイバ伝送路上に、請求項１〜６のいずれかに記載
の前記光変調装置を設けることにより、前記第１の光信
号を透過または受信すると共に、前記第２の情報による
第２の光信号の生成（変調）、送出を行うことを特徴と
する双方向光伝送システムである。
伝送路を用いて、第１の端末から第２の端末に対して第
１の情報を伝達する第１の光信号を伝送すると共に、第
２の端末から第１の端末に対して第２の情報を伝達する
第２の光信号を伝送する光伝送システムであって、前記
光ファイバ伝送路上に、請求項１〜６のいずれかに記載
の前記光変調装置を設けることにより、前記第１の光信
号を透過または受信すると共に、前記第２の情報による
第２の光信号の生成（変調）、送出を行うことを特徴と
する双方向光伝送システムである。
【００２３】
【作用】本発明は、偏光調整部が入力又は出力される光
の偏光方向を調整し、光の偏光方向により異なる変調効
率を持つ光変調部が、偏光方向が調整されて入力された
光を変調する。
の偏光方向を調整し、光の偏光方向により異なる変調効
率を持つ光変調部が、偏光方向が調整されて入力された
光を変調する。
【００２４】
【実施例】以下に、本発明をその実施例を示す図面に基
づいて説明する。
づいて説明する。
【００２５】図１は、本発明にかかる第１の実施例の光
変調装置の構成図である。１０１は第１の偏光調整部、
１０２は光変調部、１０３は第２の偏光調整部、１０４
〜１０７は光伝送路である。第１の偏光調整部１０１及
び第２の偏光調整部１０３は、透過光の偏光方向を調整
するものであり、光変調部１０２は、従来例と同様、光
の偏光方向により変調効率が異なるＺカットＬＮ基板を
用いたものである。
変調装置の構成図である。１０１は第１の偏光調整部、
１０２は光変調部、１０３は第２の偏光調整部、１０４
〜１０７は光伝送路である。第１の偏光調整部１０１及
び第２の偏光調整部１０３は、透過光の偏光方向を調整
するものであり、光変調部１０２は、従来例と同様、光
の偏光方向により変調効率が異なるＺカットＬＮ基板を
用いたものである。
【００２６】以上のように構成された第１の実施例の光
変調装置における動作について説明する。
変調装置における動作について説明する。
【００２７】光伝送路１０４，１０５によって光変調部
１０２へと導かれる光ＬA は、第１の偏光調整部１０１
により偏光状態を調整され、光変調部１０２に用いるＺ
カットＬＮ基板に対してｘ方向に偏光する光（ＴＥ波）
として入力される。光変調部１０２は、マハツェンダー
干渉系構成の光強度変調器で、ｚ方向に偏光する光（Ｔ
Ｍ波）の入射時に最大の変調効率を有するが、ＴＥ波と
して入射された光には殆ど変調効果なく透過する。一
方、光伝送路１０７，１０６によって光変調部１０２へ
と導かれる光ＬB は、第２の偏光調整部１０３により偏
光状態を調整され、ＴＭ波として入力される。そのため
光ＬB は、最大の変調効率で変調を受け光伝送路１０
５、第１の偏光調整部１０１を経て光伝送路１０４へ出
力される。
１０２へと導かれる光ＬA は、第１の偏光調整部１０１
により偏光状態を調整され、光変調部１０２に用いるＺ
カットＬＮ基板に対してｘ方向に偏光する光（ＴＥ波）
として入力される。光変調部１０２は、マハツェンダー
干渉系構成の光強度変調器で、ｚ方向に偏光する光（Ｔ
Ｍ波）の入射時に最大の変調効率を有するが、ＴＥ波と
して入射された光には殆ど変調効果なく透過する。一
方、光伝送路１０７，１０６によって光変調部１０２へ
と導かれる光ＬB は、第２の偏光調整部１０３により偏
光状態を調整され、ＴＭ波として入力される。そのため
光ＬB は、最大の変調効率で変調を受け光伝送路１０
５、第１の偏光調整部１０１を経て光伝送路１０４へ出
力される。
【００２８】図２は、本発明にかかる第２の実施例の光
変調装置の構成図である。２０１は第１の偏光調整部
（以下、単に偏光調整部と呼ぶ）、２０２は光変調部、
２０３は第２の偏光調整部（以下、偏光回転部と呼
ぶ）、２０４は光反射部、２０５〜２０８は光伝送路で
ある。本実施例では、入射光を反射して反対方向に伝送
するための光反射部２０４が設けられている。
変調装置の構成図である。２０１は第１の偏光調整部
（以下、単に偏光調整部と呼ぶ）、２０２は光変調部、
２０３は第２の偏光調整部（以下、偏光回転部と呼
ぶ）、２０４は光反射部、２０５〜２０８は光伝送路で
ある。本実施例では、入射光を反射して反対方向に伝送
するための光反射部２０４が設けられている。
【００２９】以上のように構成された第２の実施例の光
変調装置における動作について説明する。
変調装置における動作について説明する。
【００３０】まず、光変調部２０２への入射光ＬA は、
第１の実施例と同様に偏光調整部２０１により偏光状態
が調整され、ＴＥ波として入射されるため殆ど変調され
ず光変調部２０２を透過する（ＬA’）。図３（ａ）に
示すように、この透過光ＬA’は偏光回転部２０３によ
り光ＬA’の入射方向から見て所定の方向（ 図では時計
回りの方向）に４５°偏光方向が回転される（ＬA''
）。この光は光反射部２０４により反射され、このと
きの、入射光と反対方向に進む反射光ＬB の偏光方向は
光ＬA''と同様である。反射光ＬBは再び偏光回転部２０
３に入射し、入射方向から見て所定の方向に４５°偏光
方向が回転される（ ＬB’）。このように２回偏光回転
部２０３を通過し、光変調部２０２に再入射した光
ＬB’の偏光方向は、もとの入射光ＬA に対して９０°
偏光方向が回転されたものとなり、即ちＴＭ波として光
変調部２０２に再入射する。従って、再入射光 ＬB’は
光変調部２０２により最大の変調効率で変調を受けた
後、光伝送路２０６へ伝送され（ＬB''）、更に偏光調
整部２０１を経て光伝送路２０５へ出力される。
第１の実施例と同様に偏光調整部２０１により偏光状態
が調整され、ＴＥ波として入射されるため殆ど変調され
ず光変調部２０２を透過する（ＬA’）。図３（ａ）に
示すように、この透過光ＬA’は偏光回転部２０３によ
り光ＬA’の入射方向から見て所定の方向（ 図では時計
回りの方向）に４５°偏光方向が回転される（ＬA''
）。この光は光反射部２０４により反射され、このと
きの、入射光と反対方向に進む反射光ＬB の偏光方向は
光ＬA''と同様である。反射光ＬBは再び偏光回転部２０
３に入射し、入射方向から見て所定の方向に４５°偏光
方向が回転される（ ＬB’）。このように２回偏光回転
部２０３を通過し、光変調部２０２に再入射した光
ＬB’の偏光方向は、もとの入射光ＬA に対して９０°
偏光方向が回転されたものとなり、即ちＴＭ波として光
変調部２０２に再入射する。従って、再入射光 ＬB’は
光変調部２０２により最大の変調効率で変調を受けた
後、光伝送路２０６へ伝送され（ＬB''）、更に偏光調
整部２０１を経て光伝送路２０５へ出力される。
【００３１】図４は、本発明にかかる第３の実施例の光
変調装置の構成図である。４０１は第１の偏光調整部
（以下、単に偏光調整部と呼ぶ）、４０２は光変調部、
４０３は第２の偏光調整部（以下、偏光回転部と呼
ぶ）、４０４は光反射部、４０５は受光部、４０６〜４
１０は光伝送路である。本実施例では、光反射部４０４
は、入射光の一部を反射し、残りの光を透過させる機能
を有するものであり、その光反射部４０４の透過光を受
光する受光部４０５が設けられている。
変調装置の構成図である。４０１は第１の偏光調整部
（以下、単に偏光調整部と呼ぶ）、４０２は光変調部、
４０３は第２の偏光調整部（以下、偏光回転部と呼
ぶ）、４０４は光反射部、４０５は受光部、４０６〜４
１０は光伝送路である。本実施例では、光反射部４０４
は、入射光の一部を反射し、残りの光を透過させる機能
を有するものであり、その光反射部４０４の透過光を受
光する受光部４０５が設けられている。
【００３２】以上のように構成された第３の実施例の光
変調装置における動作について説明する。
変調装置における動作について説明する。
【００３３】本実施例による光変調装置は、第２の実施
例とほぼ同じ動作をする。但し、光反射部４０４は入射
光の全パワーを反射せず、一部のパワーの光を反射し残
りの光パワーを透過する。透過光は光伝送路４１０を介
して受光部４０５により受光されて電気信号に再変換さ
れ、光ＬA（ＬA''）が有する情報を取り出すことができ
る。一方、反射された一部の光ＬB は、偏光回転部４０
３により偏光方向が回転された後、光変調部４０２によ
って強度変調を受け光ＬB'' として光伝送路４０７、偏
光調整部４０１を経て光伝送路４０６へ伝送される。
例とほぼ同じ動作をする。但し、光反射部４０４は入射
光の全パワーを反射せず、一部のパワーの光を反射し残
りの光パワーを透過する。透過光は光伝送路４１０を介
して受光部４０５により受光されて電気信号に再変換さ
れ、光ＬA（ＬA''）が有する情報を取り出すことができ
る。一方、反射された一部の光ＬB は、偏光回転部４０
３により偏光方向が回転された後、光変調部４０２によ
って強度変調を受け光ＬB'' として光伝送路４０７、偏
光調整部４０１を経て光伝送路４０６へ伝送される。
【００３４】図５は、本発明にかかる第４の実施例の光
変調装置の構成図である。５０１は偏光分離・合成部、
５０２は光変調部、５０３は偏光調整部、５０４〜５０
８は光伝送路である。本実施例では、第１の実施例にお
ける第１の偏光調整部１０１に代えて、偏光分離・合成
部５０１が設けられている。この偏光分離・合成部５０
１は、３つの光入出力口を有し、本来は、光の分波器ま
たは合波器としての機能を有するものであり、合波器と
しては、入出力口Ａに入力した光はＴＥ波成分のみ透過
し、入出力口Ｂに入力した光はＴＭ波成分のみ透過し
て、これら光を合成した後入出力口Ｃより出力する。
又、分波器としては、入出力口Ｃに入力した光のＴＥ波
成分は入出力口Ａより出力し、ＴＭ波成分は入出力口Ｂ
より出力する。ここでは、合波器としては、入出力口Ａ
のみに光を入力し、ＴＥ波成分のみを透過させて入出力
口Ｃから出力させ、分波器としては、入出力口ＣからＴ
Ｍ波成分の光を入力し、その光を入出力口Ｂから出力す
る。
変調装置の構成図である。５０１は偏光分離・合成部、
５０２は光変調部、５０３は偏光調整部、５０４〜５０
８は光伝送路である。本実施例では、第１の実施例にお
ける第１の偏光調整部１０１に代えて、偏光分離・合成
部５０１が設けられている。この偏光分離・合成部５０
１は、３つの光入出力口を有し、本来は、光の分波器ま
たは合波器としての機能を有するものであり、合波器と
しては、入出力口Ａに入力した光はＴＥ波成分のみ透過
し、入出力口Ｂに入力した光はＴＭ波成分のみ透過し
て、これら光を合成した後入出力口Ｃより出力する。
又、分波器としては、入出力口Ｃに入力した光のＴＥ波
成分は入出力口Ａより出力し、ＴＭ波成分は入出力口Ｂ
より出力する。ここでは、合波器としては、入出力口Ａ
のみに光を入力し、ＴＥ波成分のみを透過させて入出力
口Ｃから出力させ、分波器としては、入出力口ＣからＴ
Ｍ波成分の光を入力し、その光を入出力口Ｂから出力す
る。
【００３５】以上のように構成された第４の実施例の光
変調装置における動作について説明する。
変調装置における動作について説明する。
【００３６】まず、光伝送路５０４より入力された光Ｌ
1 は、ＴＥ波のみが光変調部５０２に入力されるため殆
ど変調を受けずに光伝送路５０７，５０８へと透過する
（Ｌ1’）。一方、光伝送路５０８より入力された光Ｌ2
は、偏光調整部５０３によりＴＭ波になるように調整さ
れ、光変調部５０２において高い変調効率で変調された
後、偏光分離・合成部５０１に入力され、ＴＭ波である
ため入出力口Ｂから出力される（Ｌ2’）。
1 は、ＴＥ波のみが光変調部５０２に入力されるため殆
ど変調を受けずに光伝送路５０７，５０８へと透過する
（Ｌ1’）。一方、光伝送路５０８より入力された光Ｌ2
は、偏光調整部５０３によりＴＭ波になるように調整さ
れ、光変調部５０２において高い変調効率で変調された
後、偏光分離・合成部５０１に入力され、ＴＭ波である
ため入出力口Ｂから出力される（Ｌ2’）。
【００３７】図６は、本発明にかかる第５の実施例の光
変調装置の構成図である。６０１は第１の偏光分離・合
成部、６０２は光変調部、６０３は第２の偏光分離・合
成部、６０４〜６０９は光伝送路である。本実施例の光
変調装置において、第１の偏光分離・合成部６０１及び
第２の偏光分離・合成部６０３は、第４の実施例の偏光
分離・合成部５０１と同様の機能を有し、同じ動作をす
る。又、光変調部６０２も、第４の実施例と同様であ
る。本実施例では、第４の実施例の偏光調整部５０３に
代えて、第２の偏光分離・合成部６０３を接続してい
る。
変調装置の構成図である。６０１は第１の偏光分離・合
成部、６０２は光変調部、６０３は第２の偏光分離・合
成部、６０４〜６０９は光伝送路である。本実施例の光
変調装置において、第１の偏光分離・合成部６０１及び
第２の偏光分離・合成部６０３は、第４の実施例の偏光
分離・合成部５０１と同様の機能を有し、同じ動作をす
る。又、光変調部６０２も、第４の実施例と同様であ
る。本実施例では、第４の実施例の偏光調整部５０３に
代えて、第２の偏光分離・合成部６０３を接続してい
る。
【００３８】以上のように構成された第５の実施例の光
変調装置における動作について説明する。
変調装置における動作について説明する。
【００３９】図７にも示すように、第１の偏光分離・合
成部６０１の入出力口Ａより入力された光Ｌ1 は、ＴＥ
波のみが光変調部６０２を、ほとんど変調を受けずに透
過し、第２の偏光分離・合成部６０３の入出力口Ａ’よ
り出力される（ Ｌ1’）。一方、第２の偏光分離・合成
部６０３の入出力口Ｂ’より入力された光Ｌ2 はＴＭ波
のみが光変調部６０２に入力され、高い変調効率で変調
を受け、第１の偏光分離・合成部６０１の入出力口Ｂか
ら出力される（Ｌ2’）。
成部６０１の入出力口Ａより入力された光Ｌ1 は、ＴＥ
波のみが光変調部６０２を、ほとんど変調を受けずに透
過し、第２の偏光分離・合成部６０３の入出力口Ａ’よ
り出力される（ Ｌ1’）。一方、第２の偏光分離・合成
部６０３の入出力口Ｂ’より入力された光Ｌ2 はＴＭ波
のみが光変調部６０２に入力され、高い変調効率で変調
を受け、第１の偏光分離・合成部６０１の入出力口Ｂか
ら出力される（Ｌ2’）。
【００４０】図８は、本発明にかかる第６の実施例の光
変調装置の構成図である。８０１は偏光分離・合成部、
８０２は光変調部、８０３は偏光調整部（以下、偏光回
転部と呼ぶ）、８０４は光反射部、８０５は受光部、８
０６〜８１１は光伝送路である。本実施例の光変調装置
において、偏光分離・合成部８０１、光変調部８０２は
第４または第５の実施例と同様の動作をし、偏光回転部
８０３、光反射部８０４、受光部８０５は第３の実施例
と同様の動作をする。
変調装置の構成図である。８０１は偏光分離・合成部、
８０２は光変調部、８０３は偏光調整部（以下、偏光回
転部と呼ぶ）、８０４は光反射部、８０５は受光部、８
０６〜８１１は光伝送路である。本実施例の光変調装置
において、偏光分離・合成部８０１、光変調部８０２は
第４または第５の実施例と同様の動作をし、偏光回転部
８０３、光反射部８０４、受光部８０５は第３の実施例
と同様の動作をする。
【００４１】以上のように構成された第６の実施例の光
変調装置における動作について説明する。
変調装置における動作について説明する。
【００４２】まず、偏光分離・合成部８０１の入出力口
Ａより入力された光Ｌ1 は、ＴＥ波のみが透過し、光変
調部８０２では殆ど変調を受けずに透過する（
Ｌ1’）。この透過光 Ｌ1’は、第２または第３の実施
例と同様に、偏光回転部８０３により光Ｌ1’の入射方
向から見て所定の方向に４５°偏光方向が回転される
（Ｌ1''）。その後、光Ｌ1''は光反射部８０４により一
部が反射され、反射光Ｌ2となる。このとき、入射光
Ｌ1''と反対方向に進む反射光Ｌ2 の偏光方向は光Ｌ1''
の偏光方向と同様である。光Ｌ2 は再び偏光回転部８０
３に入射し、入射方向から見て所定の方向に４５°偏光
方向が回転される（ Ｌ2’）。このようにして光変調部
８０２に再入射された光Ｌ2’の偏光方向は、入射光Ｌ1
に対して９０°偏光方向が回転したものであり、ＴＭ波
として光変調部８０２に再入射するため、光変調部８０
２により最大の変調効率で変調を受け、その後、偏光分
離・合成部８０１の入出力口Ｂから光伝送路８０７へ伝
送される（ Ｌ2''）。また、光反射部８０４を透過した
一部の光は、受光部８０５により受光され、電気信号に
変換される（図９参照）。
Ａより入力された光Ｌ1 は、ＴＥ波のみが透過し、光変
調部８０２では殆ど変調を受けずに透過する（
Ｌ1’）。この透過光 Ｌ1’は、第２または第３の実施
例と同様に、偏光回転部８０３により光Ｌ1’の入射方
向から見て所定の方向に４５°偏光方向が回転される
（Ｌ1''）。その後、光Ｌ1''は光反射部８０４により一
部が反射され、反射光Ｌ2となる。このとき、入射光
Ｌ1''と反対方向に進む反射光Ｌ2 の偏光方向は光Ｌ1''
の偏光方向と同様である。光Ｌ2 は再び偏光回転部８０
３に入射し、入射方向から見て所定の方向に４５°偏光
方向が回転される（ Ｌ2’）。このようにして光変調部
８０２に再入射された光Ｌ2’の偏光方向は、入射光Ｌ1
に対して９０°偏光方向が回転したものであり、ＴＭ波
として光変調部８０２に再入射するため、光変調部８０
２により最大の変調効率で変調を受け、その後、偏光分
離・合成部８０１の入出力口Ｂから光伝送路８０７へ伝
送される（ Ｌ2''）。また、光反射部８０４を透過した
一部の光は、受光部８０５により受光され、電気信号に
変換される（図９参照）。
【００４３】以上のように、第４から第６までの実施例
においては、偏光分離・合成部を用いるので、送信方向
毎に別の光源を利用した双方向通信が可能になる。
においては、偏光分離・合成部を用いるので、送信方向
毎に別の光源を利用した双方向通信が可能になる。
【００４４】以上の第２、第３および第６の実施例につ
いては、光変調部として光反射部の前で２分岐光導波路
を１つに合流して干渉させず、例えば図１０に示すよう
に、分岐状態のまま光反射部へ出力する構成も勿論可能
であり、２つの光導波路からの各出力光の偏光方向を各
々同方向に回転させることにより、上記実施例と同様の
効果を実現することができる。
いては、光変調部として光反射部の前で２分岐光導波路
を１つに合流して干渉させず、例えば図１０に示すよう
に、分岐状態のまま光反射部へ出力する構成も勿論可能
であり、２つの光導波路からの各出力光の偏光方向を各
々同方向に回転させることにより、上記実施例と同様の
効果を実現することができる。
【００４５】以上のように、反射型構成、あるいは双方
向光伝送系において一方向の伝送光に対して高い効率で
変調動作を行い、反対方向の伝送光に対する変調効率を
低めることにより、各方向の伝送光が有する情報の相互
干渉による品質劣化を抑える光変調装置を提供すること
ができる。
向光伝送系において一方向の伝送光に対して高い効率で
変調動作を行い、反対方向の伝送光に対する変調効率を
低めることにより、各方向の伝送光が有する情報の相互
干渉による品質劣化を抑える光変調装置を提供すること
ができる。
【００４６】なお、上記実施例では、いずれも光変調部
を変調効率が偏光依存性を有する構成として所定方向の
伝送光に対する変調効率を高め、反対方向の伝送光との
干渉を防ぐ構成としたが、これに限らず、電気光学材料
基板上に形成する変調用電極を進行波型構造とすること
でも所定方向の伝送光に対する変調効率を高めることが
可能である。この場合、前述したようなＸカットＬＮ基
板を用いた光変調部のように変調効率が入射光の偏光依
存性を有さないものを用いても、一方向の伝送光に対す
る変調効率を高めることが可能である。従って、上述の
実施例における偏光調整部は不用となり、また偏光分離
・合成部の代わりに一般的な光カプラを用いることが可
能である。あるいは又、変調効率が偏光依存性を有する
光変調部と、進行波型構造の変調用電極を併用すること
で、所定方向の伝送光に対する変調効率を更に高めるこ
とも可能である。
を変調効率が偏光依存性を有する構成として所定方向の
伝送光に対する変調効率を高め、反対方向の伝送光との
干渉を防ぐ構成としたが、これに限らず、電気光学材料
基板上に形成する変調用電極を進行波型構造とすること
でも所定方向の伝送光に対する変調効率を高めることが
可能である。この場合、前述したようなＸカットＬＮ基
板を用いた光変調部のように変調効率が入射光の偏光依
存性を有さないものを用いても、一方向の伝送光に対す
る変調効率を高めることが可能である。従って、上述の
実施例における偏光調整部は不用となり、また偏光分離
・合成部の代わりに一般的な光カプラを用いることが可
能である。あるいは又、変調効率が偏光依存性を有する
光変調部と、進行波型構造の変調用電極を併用すること
で、所定方向の伝送光に対する変調効率を更に高めるこ
とも可能である。
【００４７】また、上記実施例では、いずれも光変調部
を構成する電気光学材料にニオブ酸リチウム基板を用い
たが、これに限らず、同様の機能を有するものであれ
ば、他の電気光学材料を用いてもよい。
を構成する電気光学材料にニオブ酸リチウム基板を用い
たが、これに限らず、同様の機能を有するものであれ
ば、他の電気光学材料を用いてもよい。
【００４８】図１１は、本発明にかかる一実施例の双方
向光伝送システムの構成図である。すなわち、双方向光
伝送システムには、光信号を伝送する光伝送路１９０５
が設置され、その光伝送路１９０５の一端には、前述し
た第３の実施例又は第６の実施例等の光変調装置を有す
る光送受信器１９００が接続されている。又、光伝送路
１９０５の他の一端には、３つの光入出力口を有する光
分岐器１９０４が接続され、その光分岐器１９０４に
は、光源１９０１から出力される光を変調して出力する
光送信器１９０２及び、光信号を受信して電気信号に変
換する光受信器１９０３がそれぞれ接続されている。こ
こで、光分岐器１９０４は光送信器１９０２から出力さ
れる光信号を入力して光伝送路１９０５へ送出し、光伝
送路１９０５から伝送されてくる光信号を入力して光受
信器１９０３へ出力する。
向光伝送システムの構成図である。すなわち、双方向光
伝送システムには、光信号を伝送する光伝送路１９０５
が設置され、その光伝送路１９０５の一端には、前述し
た第３の実施例又は第６の実施例等の光変調装置を有す
る光送受信器１９００が接続されている。又、光伝送路
１９０５の他の一端には、３つの光入出力口を有する光
分岐器１９０４が接続され、その光分岐器１９０４に
は、光源１９０１から出力される光を変調して出力する
光送信器１９０２及び、光信号を受信して電気信号に変
換する光受信器１９０３がそれぞれ接続されている。こ
こで、光分岐器１９０４は光送信器１９０２から出力さ
れる光信号を入力して光伝送路１９０５へ送出し、光伝
送路１９０５から伝送されてくる光信号を入力して光受
信器１９０３へ出力する。
【００４９】次に上記実施例の双方向光伝送システムの
動作について説明する。
動作について説明する。
【００５０】まず、光源１９０１から発射された光は光
送信器１９０２内で、送信すべき文字、画像等の情報信
号に基づいて変調され光信号として光分岐器１９０４へ
出力され、光分岐器１９０４は光送信器１９０２から送
られてきた光信号を光伝送路１９０５へ送出する。送出
された光信号は光伝送路１９０５を伝送して光送受信器
１９００へ入力される。
送信器１９０２内で、送信すべき文字、画像等の情報信
号に基づいて変調され光信号として光分岐器１９０４へ
出力され、光分岐器１９０４は光送信器１９０２から送
られてきた光信号を光伝送路１９０５へ送出する。送出
された光信号は光伝送路１９０５を伝送して光送受信器
１９００へ入力される。
【００５１】光送受信器１９００では、例えば上述の第
３の実施例の光変調装置（図４参照）で説明したような
動作を行う。すなわち、文字、画像等の情報により変調
された光信号は、偏光調整部４０１により光変調部での
変調がかかりにくい偏光方向に調整され、光変調部４０
２、偏光回転部４０３、光反射部４０４を経て受光部４
０５により受光されて電気信号に変換され、文字、画像
等の情報が取り出される。前述したように、偏光回転部
４０３は通過する光信号の偏光方向を４５度所定の方向
に回転させる。又、光反射部４０４では、その光信号の
一部を反射させ、偏光回転部４０３側へ再入力させる。
再入力された光信号は偏光回転部４０３により、更に４
５度同方向に回転され、偏光方向がもとの入射光に対し
て９０度回転した光信号として光変調部４０２へ入力さ
れる。この光信号の偏光方向は、光変調部４０２におけ
る変調効率が高い偏光方向であるため、光変調部４０２
により変調を行うことが可能である。
３の実施例の光変調装置（図４参照）で説明したような
動作を行う。すなわち、文字、画像等の情報により変調
された光信号は、偏光調整部４０１により光変調部での
変調がかかりにくい偏光方向に調整され、光変調部４０
２、偏光回転部４０３、光反射部４０４を経て受光部４
０５により受光されて電気信号に変換され、文字、画像
等の情報が取り出される。前述したように、偏光回転部
４０３は通過する光信号の偏光方向を４５度所定の方向
に回転させる。又、光反射部４０４では、その光信号の
一部を反射させ、偏光回転部４０３側へ再入力させる。
再入力された光信号は偏光回転部４０３により、更に４
５度同方向に回転され、偏光方向がもとの入射光に対し
て９０度回転した光信号として光変調部４０２へ入力さ
れる。この光信号の偏光方向は、光変調部４０２におけ
る変調効率が高い偏光方向であるため、光変調部４０２
により変調を行うことが可能である。
【００５２】そこで、例えば、ＣＡＴＶ等において加入
者側から番組プログラム送信要求等を行う場合、この反
射光を、光変調部４０２によって変調して番組プログラ
ム送信要求等の情報を載せた光信号とし、光伝送路１９
０５へ送出する。この光信号は光伝送路１９０５を伝送
され、光分岐器１９０４を介して光受信器１９０３へ入
力される。光受信器１９０３では受信した光信号を電気
信号に変換して、その番組プログラム送信要求等の情報
を読み取る。
者側から番組プログラム送信要求等を行う場合、この反
射光を、光変調部４０２によって変調して番組プログラ
ム送信要求等の情報を載せた光信号とし、光伝送路１９
０５へ送出する。この光信号は光伝送路１９０５を伝送
され、光分岐器１９０４を介して光受信器１９０３へ入
力される。光受信器１９０３では受信した光信号を電気
信号に変換して、その番組プログラム送信要求等の情報
を読み取る。
【００５３】なお、上記実施例では、光送受信器１９０
０に用いる光変調装置として第３の実施例のものを例と
して説明したが、これに限らず、例えば第６の実施例の
光変調装置等を用いても勿論よい。
０に用いる光変調装置として第３の実施例のものを例と
して説明したが、これに限らず、例えば第６の実施例の
光変調装置等を用いても勿論よい。
【００５４】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように本
発明は、変調効率の低下が少なく、双方向光伝送に用い
た場合に、一方向の伝送光に対して高い効率で変調動作
を行うことができ、反対方向に伝送される光信号との相
互干渉による品質劣化を抑えることができるという長所
を有する。
発明は、変調効率の低下が少なく、双方向光伝送に用い
た場合に、一方向の伝送光に対して高い効率で変調動作
を行うことができ、反対方向に伝送される光信号との相
互干渉による品質劣化を抑えることができるという長所
を有する。
【図１】本発明にかかる第１の実施例の光変調装置の構
成図である。
成図である。
【図２】本発明にかかる第２の実施例の光変調装置の構
成図である。
成図である。
【図３】同図（ａ）、（ｂ）は、同第２の実施例の光変
調装置における偏光状態を説明する図である。
調装置における偏光状態を説明する図である。
【図４】本発明にかかる第３の実施例の光変調装置の構
成図である。
成図である。
【図５】本発明にかかる第４の実施例の光変調装置の構
成図である。
成図である。
【図６】本発明にかかる第５の実施例の光変調装置の構
成図である。
成図である。
【図７】同第５の実施例の光変調装置の動作を説明する
図である。
図である。
【図８】本発明にかかる第６の実施例の光変調装置の構
成図である。
成図である。
【図９】同第６の実施例の光変調装置の動作を説明する
図である。
図である。
【図１０】本発明にかかる実施例の光変調装置における
光変調部の別の構成例を説明する図である。
光変調部の別の構成例を説明する図である。
【図１１】本発明にかかる一実施例の双方向光伝送シス
テムの構成図である。
テムの構成図である。
【図１２】同図（ａ）、（ｂ）は、従来の光変調装置の
第１の例の構成図である。
第１の例の構成図である。
【図１３】同図（ａ）は、ＺカットＬＮ基板を用いた光
変調器を説明する図、同図（ｂ）は、その動作原理を示
す断面図である。
変調器を説明する図、同図（ｂ）は、その動作原理を示
す断面図である。
【図１４】同図（ａ）、（ｂ）は、従来の光変調装置の
第２の例の構成図である。
第２の例の構成図である。
【図１５】従来の光変調装置における反射型光変調器の
構成例を説明する図である。
構成例を説明する図である。
【図１６】同図（ａ）、（ｂ）は、従来の光変調装置の
第３の例の構成図である。
第３の例の構成図である。
【図１７】デマンドアクセス型光ＣＡＴＶの構成例を説
明する図である。
明する図である。
【図１８】同図（ａ）、（ｂ）は、従来の光変調装置の
構成例を説明する図である。
構成例を説明する図である。
【図１９】同図（ａ）は、ＸカットＬＮ基板を用いた光
変調器を説明する図、同図（ｂ）は、その動作原理を示
す断面図である。
変調器を説明する図、同図（ｂ）は、その動作原理を示
す断面図である。
１０１ 第１の偏光調整部 １０２、２０２、４０２ 光変調部 １０３ 第２の偏光調整部 ２０１、４０１ 偏光調整部（第１の偏光調整部） ２０３、４０３ 偏光回転部（第２の偏光調整部） ２０４、４０４、８０４ 光反射部 ４０５、８０５ 受光部 ５０１、８０１ 偏光分離・合成部 ５０２、６０２、８０２ 光変調部 ５０３ 偏光調整部 ６０１ 第１の偏光分離・合成部 ６０３ 第２の偏光分離・合成部 ８０３ 偏光回転部（偏光調整部） １１０１、１３０１、１５０１ 偏光調整部 １１０２、１３０２、１５０２ 光変調部 １９００ 光送受信器 １９０２ 光送信器 １９０３ 光受信器 １９０４ 光分岐器
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−296710（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−254819（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−155323（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−28925（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−263525（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−46432（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−104821（ＪＰ，Ｕ) 特表 昭63−502946（ＪＰ，Ａ) Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅ ｒｓ，Ｖｏｌ．22，Ｎｏ．９，ｐｐ. 479−481（1986）Ｊ．Ｋ．Ｗｈｅｅｌｅ ｒ ｅｔ ａｌ. (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/01 - 1/035 H04B 10/00 - 10/28 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ) ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)
Claims (7)
- 【請求項１】 光を入力又は出力する２つの光入出力口
を有し、変調効率が入力光の偏光方向に依存する光強度
変調部と、前記光強度変調部の一端に接続され、第１の情報を伝達
する第１の光信号を所定の第１の偏光状態に調整し、前
記光強度変調部に入力する第１の偏光調整部と、 前記光強度変調部の他端に接続され、前記第１の光信号
と反対方向に伝搬する第２の光信号を所定の第２の偏光
状態に調整し、前記光強度変調部に入力する第２の偏光
調整部とを備え、 前記第１の偏光調整部は、前記光強度変調部における第
１の光信号に対する変調効率が最小となるように、該偏
光状態を前記第１の偏光状態に調整し、かつ前記第２の
偏光調整部は、前記光強度変調部における第２の光信号
に対する変調効率が最大となるように、該偏光状態を前
記第２の偏光状態に調整することにより、前記第１の情
報を伝達する第１の光信号を透過しながら、前記光強度
変調部に入力する第２の情報で前記第２の光信号を変調
し、第１の光信号の進行方向に対して反対方向に伝達す
る ことを特徴とする光変調装置。 - 【請求項２】 光を入力又は出力する２つの光入出力口
を有し、変調効率が入力光の偏光方向に依存する光強度
変調部と、 前記光強度変調部の一端に接続され、第１の情報を伝達
する第１の光信号を所定の第１の偏光状態に調整し、前
記光強度変調部に入力する第１の偏光調整部と、 前記光強度変調部の他端に接続され、前記第１の光信号
と反対方向に伝搬する第２の光信号を所定の第２の偏光
状態に調整し、前記光強度変調部に入力する第２の偏光
調整部と、 前記光強度変調部および前記第２の偏光調整部を透過し
た第１の光信号を、該進行方向と反対方向に反射し、前
記第２の光信号として、前記第２の偏光調整部に入力す
る反射部を備え、 前記第１の偏光調整部は、前記光強度変調部における第
１の光信号に対する変調効率が最小となるように、該偏
光状態を前記第１の偏光状態に調整し、かつ前 記第２の
偏光調整部は、前記光強度変調部における第２の光信号
に対する変調効率が最大となるように、該偏光状態を前
記第２の偏光状態に調整することにより、前記第１の情
報を伝達する第１の光信号を透過しながら、前記光強度
変調部に入力する第２の情報で前記第２の光信号を変調
し、第１の光信号の進行方向に対して反対方向に伝達す
ることを特徴とする 光変調装置。 - 【請求項３】 光を入力又は出力する２つの光入出力口
を有し、変調効率が入力光の偏光方向に依存する光強度
変調部と、 前記光強度変調部の一端に接続され、該第１の端子を介
して入力した第１の情報を伝達する第１の光信号を、所
定の第１の偏光状態に調整し、あるいは前記第１の光信
号における所定の第１の偏光成分のみを透過して、該第
２の端子を介して前記光強度変調部に入力すると共に、
前記光強度変調部から出力された第２の光信号を、該第
２の端子を介して入力し、該第３の端子から出力する偏
光合成・分離部と、 前記光強度変調部の他端に接続され、前記第１の光信号
と反対方向に伝搬する第２の光信号を所定の第２の偏光
状態に調整し、前記光強度変調部に入力する第２の偏光
調整部とを備え、 前記偏光分離・合成部は、前記光強度変調部における第
１の光信号に対する変調効率が最小となるように、該偏
光状態を前記第１の偏光状態に調整し、かつ前記第２の
偏光調整部は、前記光強度変調部における第２の光信号
に対する変調効率が最大となるように、該偏光状態を前
記第２の偏光状態に調整することにより、前記第１の情
報を伝達する第１の光信号を透過しながら、前記光強度
変調部に入力する第２の情報で前記第２の光信号を変調
し、第１の光信号の進行方向に対して反対方向に伝達す
る ことを特徴とする光変調装置。 - 【請求項４】 光を入力又は出力する２つの光入出力口
を有し、変調効率が入力光の偏光方向に依存する光強度
変調部と、 前記光強度変調部の一端に接続され、該第１の端子を介
して入力した第１の情報を伝達する第１の光信号を、所
定の第１の偏光状態に調整し、あるいは前記第１の光信
号における所定の第１の偏光成分のみを透過して、該第
２の端子を介して前記光強度変調部に入力すると共に、
前記光強度変調部から出力された第２の 光信号を、該第
２の端子を介して入力し、該第３の端子から出力する偏
光合成・分離部と、 前記光強度変調部の他端に接続され、前記第１の光信号
と反対方向に伝搬する第２の光信号を所定の第２の偏光
状態に調整し、前記光強度変調部に入力する第２の偏光
調整部と、 前記光強度変調部および前記第２の偏光調整部を透過し
た第１の光信号を、該進行方向と反対方向に反射し、前
記第２の光信号として、前記第２の偏光調整部に入力す
る反射部を備え、 前記偏光分離・合成部は、前記光強度変調部における第
１の光信号に対する変調効率が最小となるように、該偏
光状態を前記第１の偏光状態に調整し、かつ前記第２の
偏光調整部は、前記光強度変調部における第２の光信号
に対する変調効率が最大となるように、該偏光状態を前
記第２の偏光状態に調整することにより、前記第１の情
報を伝達する第１の光信号を透過しながら、前記光強度
変調部に入力する第２の情報で前記第２の光信号を変調
し、第１の光信号の進行方向に対して反対方向に伝達す
る ことを特徴とする光変調装置。 - 【請求項５】 光を入力又は出力する２つの光入出力口
を有し、変調効率が入力光の偏光方向に依存する光強度
変調部と、 前記光強度変調部の一端に接続され、該第１の端子を介
して入力した第１の情報を伝達する第１の光信号を、所
定の第１の偏光状態に調整し、あるいは前記第１の光信
号における所定の第１の偏光成分のみを透過して、該第
２の端子を介して前記光強度変調部に入力すると共に、
前記光強度変調部から出力された第２の光信号を、該第
２の端子を介して入力し、該第３の端子から出力する第
１の偏光合成・分離部と、 前記光強度変調部の他端に接続され、該第１の端子を介
して入力した、前記第１の光信号と反対方向に伝搬する
第２の光信号を、所定の第２の偏光状態に調整し、ある
いは前記第２の光信号における所定の第２の偏光成分の
みを透過して、該第２の端子を介して前記光強度変調部
に入力すると共に、前記光強度変調部から出力された前
記第１の光信号を、該第２の端子を介して入力し、該第
３の端子から出力する第２の偏光合成・分離部とを備
え、 前記第１の偏光分離・合成部は、前記光強度変調部にお
ける第１の光信号に対する変調効率が最小となるよう
に、該偏光状態を前記第１の偏光状態に調整し、かつ前
記第２の偏光分離・合成部は、前記光強度変調部におけ
る第２の光信号に対する変調効率が最大となるように、
該偏光状態を前記第２の偏光状態に調整することによ
り、前記第１の情報を伝達する第１の光信号を透過しな
がら、前記光強度変調部に入力する第２の情報で前記第
２の光信号を変調し、第１の光信号の進行方向に対して
反対方向に伝達する ことを特徴とする光変調装置。 - 【請求項６】 前記光反射部は、前記第１の光信号を前
記第２の光信号として反射すると共に、該一部電力の光
信号を透過する構成を有し、 前記光反射部を透過した第１の光信号を受信し、電気信
号に変換することにより、前記第１の情報を再生、出力
する受光部をさらに備えることを特徴とする請求項２ま
たは４に記載の 光変調装置。 - 【請求項７】 同一の光ファイバ伝送路を用いて、第１
の端末から第２の端末に対して第１の情報を伝達する第
１の光信号を伝送すると共に、第２の端末から第１の端
末に対して第２の情報を伝達する第２の光信号を伝送す
る光伝送システムであって、 前記光ファイバ伝送路上に、請求項１〜６のいずれかに
記載の前記光変調装置を設けることにより、前記第１の
光信号を透過または受信すると共に、前記第２の情報に
よる第２の光信号の生成（変調）、送出を行うことを特
徴とする 双方向光伝送システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16114993A JP3124869B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 光変調装置及び双方向光伝送システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16114993A JP3124869B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 光変調装置及び双方向光伝送システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0777675A JPH0777675A (ja) | 1995-03-20 |
| JP3124869B2 true JP3124869B2 (ja) | 2001-01-15 |
Family
ID=15729529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16114993A Expired - Fee Related JP3124869B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 光変調装置及び双方向光伝送システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3124869B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1003198C2 (nl) * | 1995-07-07 | 1997-11-25 | Nederland Ptt | Polarisatie-onafhankelijke optische inrichting. |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP16114993A patent/JP3124869B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．９，ｐｐ．４７９−４８１（１９８６）Ｊ．Ｋ．Ｗｈｅｅｌｅｒ ｅｔ ａｌ． |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0777675A (ja) | 1995-03-20 |
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