JP3161560B2 - 多周波数光源 - Google Patents
多周波数光源Info
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- JP3161560B2 JP3161560B2 JP4946193A JP4946193A JP3161560B2 JP 3161560 B2 JP3161560 B2 JP 3161560B2 JP 4946193 A JP4946193 A JP 4946193A JP 4946193 A JP4946193 A JP 4946193A JP 3161560 B2 JP3161560 B2 JP 3161560B2
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- Japan
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- frequency
- light
- light source
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、所定の周波数間隔を有
する複数のレーザ光を各周波数ごとに空間的に分離して
出力する多周波数光源に関する。特に、周波数多重光通
信システムの光源、特願平５−４６９２３号の光受信装
置において局発光を多周波数の参照光に変換する局発光
処理手段、時間的な情報をもつ光信号を記録再生する光
メモリに照射する参照光の光源として用いる多周波数光
源に関する。
する複数のレーザ光を各周波数ごとに空間的に分離して
出力する多周波数光源に関する。特に、周波数多重光通
信システムの光源、特願平５−４６９２３号の光受信装
置において局発光を多周波数の参照光に変換する局発光
処理手段、時間的な情報をもつ光信号を記録再生する光
メモリに照射する参照光の光源として用いる多周波数光
源に関する。
【０００２】なお、レーザ光の周波数と波長は所定の対
応関係にあるが、一般に複数のレーザ光の波長が極めて
近接している場合はその周波数差（周波数間隔）で説明
される。したがって、本明細書において、所定の周波数
間隔を有する複数のレーザ光を出力する多周波数光源と
いう場合も同様の意味を有する。
応関係にあるが、一般に複数のレーザ光の波長が極めて
近接している場合はその周波数差（周波数間隔）で説明
される。したがって、本明細書において、所定の周波数
間隔を有する複数のレーザ光を出力する多周波数光源と
いう場合も同様の意味を有する。
【０００３】
【従来の技術】複数の周波数（波長）のレーザ光を得る
には、従来は複数のレーザ光源を用意し、各レーザ光源
に対してそれぞれ所定の周波数（波長）で発振するよう
に調整する方法が一般的であった。
には、従来は複数のレーザ光源を用意し、各レーザ光源
に対してそれぞれ所定の周波数（波長）で発振するよう
に調整する方法が一般的であった。
【０００４】波長多重光通信システムでは、各レーザ光
源の波長が他の波長に重ならないように制御することが
必要であるが、波長領域での制御であるので比較的容易
に行うことができる。しかし、周波数多重光通信のよう
に、数ＧHzから数十ＧHzの周波数間隔で多重を行うシス
テムの場合には、各レーザ光源は周波数領域での制御と
なり、非常に精密な制御が要求される。一般に、周波数
多重光通信システムの光源として複数の半導体レーザを
用いる場合には、個々に 0.1℃程度の温度制御を行う必
要があった。
源の波長が他の波長に重ならないように制御することが
必要であるが、波長領域での制御であるので比較的容易
に行うことができる。しかし、周波数多重光通信のよう
に、数ＧHzから数十ＧHzの周波数間隔で多重を行うシス
テムの場合には、各レーザ光源は周波数領域での制御と
なり、非常に精密な制御が要求される。一般に、周波数
多重光通信システムの光源として複数の半導体レーザを
用いる場合には、個々に 0.1℃程度の温度制御を行う必
要があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように、所定の周
波数間隔で複数のレーザ光を発生させる場合には、各レ
ーザ光源に対して高精度かつ高安定の周波数制御が必要
となり、制御系が複雑かつ大がかりなものになってい
た。
波数間隔で複数のレーザ光を発生させる場合には、各レ
ーザ光源に対して高精度かつ高安定の周波数制御が必要
となり、制御系が複雑かつ大がかりなものになってい
た。
【０００６】本発明は、単一のレーザ光源を用いて、所
定の周波数間隔を有する複数のレーザ光を各周波数ごと
に空間的に分離して出力させることができる多周波数光
源を提供することを目的とする。
定の周波数間隔を有する複数のレーザ光を各周波数ごと
に空間的に分離して出力させることができる多周波数光
源を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の多周波数光源
は、単一のレーザ光源と、音響光学偏向器と、光学系に
より構成される。
は、単一のレーザ光源と、音響光学偏向器と、光学系に
より構成される。
【０００８】レーザ光源は、所定の周波数のレーザ光を
出力する。音響光学偏向器は、入射されたレーザ光の周
波数をシフトさせ、所定の屈折角を与えて出射する。
出力する。音響光学偏向器は、入射されたレーザ光の周
波数をシフトさせ、所定の屈折角を与えて出射する。
【０００９】光学系は、レーザ光を音響光学偏向器を介
して周回させ、かつ周回ごとに音響光学偏向器への入射
角度を順次シフトさせる光路を形成し、レーザ光源から
出力されたレーザ光をその光路内に取り込み、音響光学
偏向器で周回ごとに周波数シフトを受けた各周波数のレ
ーザ光の一部を外部に出力する。
して周回させ、かつ周回ごとに音響光学偏向器への入射
角度を順次シフトさせる光路を形成し、レーザ光源から
出力されたレーザ光をその光路内に取り込み、音響光学
偏向器で周回ごとに周波数シフトを受けた各周波数のレ
ーザ光の一部を外部に出力する。
【００１０】
【作用】単一のレーザ光源から出力された所定の周波数
のレーザ光は、光学系を介して音響光学偏向器に所定の
入射角度で入射され、そこで最初の周波数シフトを受
け、屈折して出射される。そのレーザ光を周回させて音
響光学偏向器に再度入射させるときに入射角度をシフト
させることにより、周回ごとに周波数シフトしたレーザ
光を空間的に分離させることができる。
のレーザ光は、光学系を介して音響光学偏向器に所定の
入射角度で入射され、そこで最初の周波数シフトを受
け、屈折して出射される。そのレーザ光を周回させて音
響光学偏向器に再度入射させるときに入射角度をシフト
させることにより、周回ごとに周波数シフトしたレーザ
光を空間的に分離させることができる。
【００１１】このレーザ光の一部を周回ごとに外部に出
力することにより、所定の周波数間隔を有し、空間的に
分離された複数のレーザ光を得ることができ、単一のレ
ーザ光源を用いた多周波数光源を実現することができ
る。
力することにより、所定の周波数間隔を有し、空間的に
分離された複数のレーザ光を得ることができ、単一のレ
ーザ光源を用いた多周波数光源を実現することができ
る。
【００１２】
【実施例】図１は、本発明の多周波数光源の実施例構成
を示すブロック図である。図において、音響光学偏向器
１１は、正弦波発生器１２から出力される周波数Δｆの
正弦波信号によって駆動され、入射したレーザ光の周波
数をΔｆだけシフトさせ、かつ所定の屈折角を与えて出
射する。レーザ光源１３は、周波数ｆ0 のレーザ光を出
力する。この周波数ｆ0 のレーザ光は、レンズ１４1 を
介して音響光学偏向器１１に所定の入射角度で入射さ
れ、そこで周波数Δｆだけ周波数シフトを受け、かつ入
射角度と屈折角に対応した出射角度で出射される。音響
光学偏向器１１から出射された周波数(ｆ0＋Δｆ）のレ
ーザ光は、レンズ１４2 を介して光路に対して平行光と
なり、ミラー１５1 ，１５2 を介してハーフミラー１６
に導かれ、その一部が外部に出力されるとともに、残り
がレンズ１４1 を介して音響光学偏向器１１に再度入射
される。ハーフミラー１６は、音響光学偏向器１１に対
する周波数(ｆ0＋Δｆ）のレーザ光の入射角度が、周波
数ｆ0 のレーザ光の入射角度から少しシフトするように
位置決めされる。
を示すブロック図である。図において、音響光学偏向器
１１は、正弦波発生器１２から出力される周波数Δｆの
正弦波信号によって駆動され、入射したレーザ光の周波
数をΔｆだけシフトさせ、かつ所定の屈折角を与えて出
射する。レーザ光源１３は、周波数ｆ0 のレーザ光を出
力する。この周波数ｆ0 のレーザ光は、レンズ１４1 を
介して音響光学偏向器１１に所定の入射角度で入射さ
れ、そこで周波数Δｆだけ周波数シフトを受け、かつ入
射角度と屈折角に対応した出射角度で出射される。音響
光学偏向器１１から出射された周波数(ｆ0＋Δｆ）のレ
ーザ光は、レンズ１４2 を介して光路に対して平行光と
なり、ミラー１５1 ，１５2 を介してハーフミラー１６
に導かれ、その一部が外部に出力されるとともに、残り
がレンズ１４1 を介して音響光学偏向器１１に再度入射
される。ハーフミラー１６は、音響光学偏向器１１に対
する周波数(ｆ0＋Δｆ）のレーザ光の入射角度が、周波
数ｆ0 のレーザ光の入射角度から少しシフトするように
位置決めされる。
【００１３】このように、レンズ１４1 ，１４2 、ミラ
ー１５1 ，１５2 およびハーフミラー１６を用いてレー
ザ光を周回させ、かつ周回ごとに音響光学偏向器１１へ
の入射角度が順次シフトする光路を形成する。これによ
り、音響光学偏向器１１を通過した周波数(ｆ0＋ｉΔ
ｆ）のレーザ光は、周波数(ｆ0＋(ｉ−１)Δｆ）のレー
ザ光とは異なる光路を進み、ハーフミラー１６から空間
的に分離されて出力されることになる。ここで、ｉは、
レーザ光の周回数に相当する１〜ｎの整数であり、各レ
ーザ光の周波数間隔はΔｆとなる。
ー１５1 ，１５2 およびハーフミラー１６を用いてレー
ザ光を周回させ、かつ周回ごとに音響光学偏向器１１へ
の入射角度が順次シフトする光路を形成する。これによ
り、音響光学偏向器１１を通過した周波数(ｆ0＋ｉΔ
ｆ）のレーザ光は、周波数(ｆ0＋(ｉ−１)Δｆ）のレー
ザ光とは異なる光路を進み、ハーフミラー１６から空間
的に分離されて出力されることになる。ここで、ｉは、
レーザ光の周回数に相当する１〜ｎの整数であり、各レ
ーザ光の周波数間隔はΔｆとなる。
【００１４】なお、本実施例では、レーザ光源１３から
出力されるレーザ光は、ハーフミラー１６からレンズ１
４1 までの光路に平行に入射させる構成となっている
が、レンズ１４2 からミラー１５1 ，１５2 を介してハ
ーフミラー１６までの光路に平行に入射させる構成とす
ることも可能である。そのとき外部に出力される最初の
レーザ光の周波数はｆ0 となる。また、ミラー１５1 ，
１５2 およびハーフミラー１６の配置の入れ替えは可能
である。
出力されるレーザ光は、ハーフミラー１６からレンズ１
４1 までの光路に平行に入射させる構成となっている
が、レンズ１４2 からミラー１５1 ，１５2 を介してハ
ーフミラー１６までの光路に平行に入射させる構成とす
ることも可能である。そのとき外部に出力される最初の
レーザ光の周波数はｆ0 となる。また、ミラー１５1 ，
１５2 およびハーフミラー１６の配置の入れ替えは可能
である。
【００１５】ところで、本発明の多周波数光源の第一の
特徴は、音響光学偏向器１１を介して周波数シフトさせ
たレーザ光を音響光学偏向器１１にフィードバックさ
せ、それを繰り返し行うことにより、大きな周波数シフ
ト量を得るところにある。しかし、外部への出力となる
レーザ光と、音響光学偏向器１１にフィードバックさせ
るレーザ光は、ハーフミラー１６を介してその強度が分
割されるので、出力光の強度は周波数シフトに伴って減
衰し、周波数シフト量が制限される。
特徴は、音響光学偏向器１１を介して周波数シフトさせ
たレーザ光を音響光学偏向器１１にフィードバックさ
せ、それを繰り返し行うことにより、大きな周波数シフ
ト量を得るところにある。しかし、外部への出力となる
レーザ光と、音響光学偏向器１１にフィードバックさせ
るレーザ光は、ハーフミラー１６を介してその強度が分
割されるので、出力光の強度は周波数シフトに伴って減
衰し、周波数シフト量が制限される。
【００１６】周波数(ｆ0＋ｎΔｆ）のレーザ光の強度Ｐ
n は、レーザ光源１３の出力パワーをＰ0 、音響光学偏
向器１１の回折効率をη、ハーフミラー１６の反射率お
よび透過率をＲおよびＴとすると、 Ｐn ＝Ｐ0 ηn Ｒn-1 Ｔ …(1) で表すことができる。したがって、周波数間隔Δｆで順
次出力されるレーザ光について、所要強度Ｐn を保証す
る最大数ｎ（最大周波数シフト量ｎΔｆ）が決まる。あ
るいは、周波数間隔Δｆで順次出力されるレーザ光の最
大数ｎとその最終強度Ｐn を保証するＰ0 ，η，Ｒ，Ｔ
が決まる。
n は、レーザ光源１３の出力パワーをＰ0 、音響光学偏
向器１１の回折効率をη、ハーフミラー１６の反射率お
よび透過率をＲおよびＴとすると、 Ｐn ＝Ｐ0 ηn Ｒn-1 Ｔ …(1) で表すことができる。したがって、周波数間隔Δｆで順
次出力されるレーザ光について、所要強度Ｐn を保証す
る最大数ｎ（最大周波数シフト量ｎΔｆ）が決まる。あ
るいは、周波数間隔Δｆで順次出力されるレーザ光の最
大数ｎとその最終強度Ｐn を保証するＰ0 ，η，Ｒ，Ｔ
が決まる。
【００１７】また、本発明の多周波数光源の第二の特徴
は、音響光学偏向器１１に再度入射するレーザ光の入射
角度を順次シフトさせることにより、各周波数のレーザ
光を空間的に分離するところにある。しかし、音響光学
偏向器１１において効率的な回折光を得るにはレーザ光
の入射角度を所定の範囲内に抑える必要があることと、
レーザ光の広がり角を考慮すると、空間的に分離可能な
レーザ光の最大数が制限される。
は、音響光学偏向器１１に再度入射するレーザ光の入射
角度を順次シフトさせることにより、各周波数のレーザ
光を空間的に分離するところにある。しかし、音響光学
偏向器１１において効率的な回折光を得るにはレーザ光
の入射角度を所定の範囲内に抑える必要があることと、
レーザ光の広がり角を考慮すると、空間的に分離可能な
レーザ光の最大数が制限される。
【００１８】音響光学偏向器１１の入射角度の許容度δ
θは、音響光学偏向器１１内の音速をｖとし、音波と光
の相互作用長をＬとすると、 δθ≒（ｖ／Δｆ）／Ｌ …(2) で与えられる。なお、ｖ／Δｆは音響光学偏向器１１内
の音波の波長である。
θは、音響光学偏向器１１内の音速をｖとし、音波と光
の相互作用長をＬとすると、 δθ≒（ｖ／Δｆ）／Ｌ …(2) で与えられる。なお、ｖ／Δｆは音響光学偏向器１１内
の音波の波長である。
【００１９】一方、音響光学偏向器１１内の光ビーム径
ω0 によって定まるレーザ光の広がり角Δθは、光の波
長をλ、音響光学偏向器１１の屈折率をｍとすると、 Δθ＝２λ／πｍω0 …(3) で与えられる。
ω0 によって定まるレーザ光の広がり角Δθは、光の波
長をλ、音響光学偏向器１１の屈折率をｍとすると、 Δθ＝２λ／πｍω0 …(3) で与えられる。
【００２０】本発明において、空間的に分離可能なレー
ザ光の最大数Ｎは、 (2)式で与えられる音響光学偏向器
１１の入射角度の許容度δθと、 (3)式で与えられるレ
ーザ光の広がり角Δθとにより、 Ｎ＝δθ／Δθ＝πｍｖω0／２λＬΔｆ …(4) で与えられる。ここで、一例としてＧaＡs音響光学偏向
器を用いた場合についてＮの試算を行う。ＧaＡs音響光
学偏向器においては、ｍ＝3.4 、ｖ＝ 5.2×103(m/s)
である。また、ω0 ＝５(mm)、λ＝5.5(μm)、Ｌ＝１(m
m)、Δｆ＝1(GHz)とすると、Ｎは約90となる。この値
は、周波数多重光通信システムにおける一般的な周波数
多重数に比べて十分に大きい。
ザ光の最大数Ｎは、 (2)式で与えられる音響光学偏向器
１１の入射角度の許容度δθと、 (3)式で与えられるレ
ーザ光の広がり角Δθとにより、 Ｎ＝δθ／Δθ＝πｍｖω0／２λＬΔｆ …(4) で与えられる。ここで、一例としてＧaＡs音響光学偏向
器を用いた場合についてＮの試算を行う。ＧaＡs音響光
学偏向器においては、ｍ＝3.4 、ｖ＝ 5.2×103(m/s)
である。また、ω0 ＝５(mm)、λ＝5.5(μm)、Ｌ＝１(m
m)、Δｆ＝1(GHz)とすると、Ｎは約90となる。この値
は、周波数多重光通信システムにおける一般的な周波数
多重数に比べて十分に大きい。
【００２１】なお、多周波数光源として機能させる場合
には、 (1)式から得られる最大数ｎと、 (4)式から得ら
れる最大数Ｎの小さい方の値が採用される。また、この
最大数を実現するためには、ハーフミラー１６その他の
光学系を最適位置に設定する必要がある。
には、 (1)式から得られる最大数ｎと、 (4)式から得ら
れる最大数Ｎの小さい方の値が採用される。また、この
最大数を実現するためには、ハーフミラー１６その他の
光学系を最適位置に設定する必要がある。
【００２２】また、上記のパラメータにおいて、η＝ 1
00％を得るために必要な音響光学偏向器１１の駆動パワ
ーＱは、音波による光の回折の理論によれば、回折角を
θBとすると、 Ｑ＝（λ2 cos2θB／２Ｍ)・(ｈ／Ｌ） …(5) で表される。なお、回折角θB は、 θB ＝λΔｆ／２ｍｖ …(6) で表される。ｈはトランスデューサの高さであり、（ｈ
／Ｌ）はトランスデューサのアスペクト比（縦横比）で
あるので、これを小さくすれば駆動パワーを小さくする
ことができる。通常の加工技術では、(ｈ／Ｌ)＝１／10
程度のものは容易に実現できる。また、Ｍは音響光学偏
向器１１の材料によって決まる性能指数であり、ＧaＡs
（ガリウムひ素）を用いた場合にはＭ＝1.04×10-13 で
ある。ここで、(ｈ／Ｌ)＝１／10とするとＱは約1.2
(Ｗ）となり、比較的小さな出力をもつ正弦波発生器１
２によっても駆動できることがわかる。
00％を得るために必要な音響光学偏向器１１の駆動パワ
ーＱは、音波による光の回折の理論によれば、回折角を
θBとすると、 Ｑ＝（λ2 cos2θB／２Ｍ)・(ｈ／Ｌ） …(5) で表される。なお、回折角θB は、 θB ＝λΔｆ／２ｍｖ …(6) で表される。ｈはトランスデューサの高さであり、（ｈ
／Ｌ）はトランスデューサのアスペクト比（縦横比）で
あるので、これを小さくすれば駆動パワーを小さくする
ことができる。通常の加工技術では、(ｈ／Ｌ)＝１／10
程度のものは容易に実現できる。また、Ｍは音響光学偏
向器１１の材料によって決まる性能指数であり、ＧaＡs
（ガリウムひ素）を用いた場合にはＭ＝1.04×10-13 で
ある。ここで、(ｈ／Ｌ)＝１／10とするとＱは約1.2
(Ｗ）となり、比較的小さな出力をもつ正弦波発生器１
２によっても駆動できることがわかる。
【００２３】図２は、本発明の多周波数光源を先願（特
願平５−４６９２３号）の光受信装置に利用したときの
構成例を示すブロック図である。ここでは、本発明の多
周波数光源は、先願の光受信装置において、局発光を空
間的に分離した多周波数の参照光に変換する局発光処理
手段として用いられる。
願平５−４６９２３号）の光受信装置に利用したときの
構成例を示すブロック図である。ここでは、本発明の多
周波数光源は、先願の光受信装置において、局発光を空
間的に分離した多周波数の参照光に変換する局発光処理
手段として用いられる。
【００２４】図において、受信された信号光は、ハーフ
ミラー２１に入射して２方向に分岐され、その一方が受
光素子アレイ２２に入射され、その他方が局発光発生器
２３に入射される。局発光発生器２３は、信号光の搬送
波に同期した局発光を発生する。その局発光は、ミラー
２４で反射して局発光処理手段２５に入射され、空間的
に分離した多周波数の参照光に変換される。各周波数の
参照光はレンズ２６を介して集光され、それぞれ異なる
角度で受光素子アレイ２２に入射される。
ミラー２１に入射して２方向に分岐され、その一方が受
光素子アレイ２２に入射され、その他方が局発光発生器
２３に入射される。局発光発生器２３は、信号光の搬送
波に同期した局発光を発生する。その局発光は、ミラー
２４で反射して局発光処理手段２５に入射され、空間的
に分離した多周波数の参照光に変換される。各周波数の
参照光はレンズ２６を介して集光され、それぞれ異なる
角度で受光素子アレイ２２に入射される。
【００２５】局発光処理手段２５は、図１に示す多周波
数光源のレーザ光源１３を局発光発生器２３に対応付け
れば、その他の構成はそのまま利用することができる。
したがって、局発光処理手段２５からは、局発光発生器
２３で得られた局発光に対して、順次Δｆずつ周波数シ
フトした複数の参照光を各周波数ごとに空間的に分離し
て出力させることができ、先願における位相変調器，基
準周波数信号発生器および光周波数フィルタの機能を実
現することができる。
数光源のレーザ光源１３を局発光発生器２３に対応付け
れば、その他の構成はそのまま利用することができる。
したがって、局発光処理手段２５からは、局発光発生器
２３で得られた局発光に対して、順次Δｆずつ周波数シ
フトした複数の参照光を各周波数ごとに空間的に分離し
て出力させることができ、先願における位相変調器，基
準周波数信号発生器および光周波数フィルタの機能を実
現することができる。
【００２６】受光素子アレイ２２では、空間的に分離し
た多周波数の参照光と信号光が同時に入射されることに
より干渉パターンが発生する。光受信装置としては、こ
の干渉パターンを解析して信号光の波形を検出する。
た多周波数の参照光と信号光が同時に入射されることに
より干渉パターンが発生する。光受信装置としては、こ
の干渉パターンを解析して信号光の波形を検出する。
【００２７】このように、先願の光受信装置に本発明の
多周波数光源を利用することにより、高い周波数分解能
が要求される光周波数フィルタが不要となり、かつ簡単
な制御系により周波数間隔をΔｆに精度よく固定するこ
とができる。したがって、安価で信頼性の高い光受信装
置を実現することができる。
多周波数光源を利用することにより、高い周波数分解能
が要求される光周波数フィルタが不要となり、かつ簡単
な制御系により周波数間隔をΔｆに精度よく固定するこ
とができる。したがって、安価で信頼性の高い光受信装
置を実現することができる。
【００２８】図３は、本発明の多周波数光源を光メモリ
の参照光光源として利用したときの構成例を示すブロッ
ク図である。図において、信号光は、ハーフミラー３１
に入射して２方向に分岐され、その一方がミラー３２で
反射し、フォトリフラクティブ結晶または写真乾板その
他のホログラム媒体３３に入射され、その他方が位相同
期ループ３４に入射される。位相同期ループ３４は、信
号光の搬送波に同期した参照光を発生する。その参照光
は参照光処理手段３５に入射され、空間的に分離した多
周波数の参照光に変換される。各周波数の参照光はレン
ズ３６を介して集光され、それぞれ異なる角度でホログ
ラム媒体３３に入射される。
の参照光光源として利用したときの構成例を示すブロッ
ク図である。図において、信号光は、ハーフミラー３１
に入射して２方向に分岐され、その一方がミラー３２で
反射し、フォトリフラクティブ結晶または写真乾板その
他のホログラム媒体３３に入射され、その他方が位相同
期ループ３４に入射される。位相同期ループ３４は、信
号光の搬送波に同期した参照光を発生する。その参照光
は参照光処理手段３５に入射され、空間的に分離した多
周波数の参照光に変換される。各周波数の参照光はレン
ズ３６を介して集光され、それぞれ異なる角度でホログ
ラム媒体３３に入射される。
【００２９】参照光処理手段３５は、図１に示す多周波
数光源のレーザ光源１３を位相同期ループ３４に対応付
け、周波数ｆ0 の参照光から出力するようにすれば、そ
の他の構成はそのまま利用することができる。したがっ
て、参照光処理手段３５からは、位相同期ループ３４で
得られた参照光に対して、順次Δｆずつ周波数シフトし
た複数の参照光を各周波数ごとに空間的に分離して出力
させることができる。
数光源のレーザ光源１３を位相同期ループ３４に対応付
け、周波数ｆ0 の参照光から出力するようにすれば、そ
の他の構成はそのまま利用することができる。したがっ
て、参照光処理手段３５からは、位相同期ループ３４で
得られた参照光に対して、順次Δｆずつ周波数シフトし
た複数の参照光を各周波数ごとに空間的に分離して出力
させることができる。
【００３０】ホログラム媒体３３では、空間的に分離し
た多周波数の参照光と信号光が同時に入射されることに
より干渉パターンが発生する。光メモリとしては、この
干渉パターンをホログラム媒体３３に記録することによ
り、時間的な情報をもつ信号光を記録することができ
る。
た多周波数の参照光と信号光が同時に入射されることに
より干渉パターンが発生する。光メモリとしては、この
干渉パターンをホログラム媒体３３に記録することによ
り、時間的な情報をもつ信号光を記録することができ
る。
【００３１】また、再生時には、記録された信号光の搬
送波周波数ｆ0 とほぼ等しい周波数をもつ読み出し光を
用い、記録時の参照光と同じ方向からホログラム媒体３
３に照射する。このとき、元の信号光に比例した回折光
がホログラム媒体３３から出力され、元の信号光を再生
することができる。
送波周波数ｆ0 とほぼ等しい周波数をもつ読み出し光を
用い、記録時の参照光と同じ方向からホログラム媒体３
３に照射する。このとき、元の信号光に比例した回折光
がホログラム媒体３３から出力され、元の信号光を再生
することができる。
【００３２】なお、図３に示すように周波数ｆ0 から周
波数(ｆ0＋ｎΔｆ）の参照光を用いて記録再生を行うに
は、信号光が振幅変調または位相変調のいずれか一方の
変調波である必要がある。両変調方式の信号光に対応す
るには、図４に示す構成となる。
波数(ｆ0＋ｎΔｆ）の参照光を用いて記録再生を行うに
は、信号光が振幅変調または位相変調のいずれか一方の
変調波である必要がある。両変調方式の信号光に対応す
るには、図４に示す構成となる。
【００３３】すなわち、周波数ｆ0 から周波数(ｆ0＋ｎ
Δｆ）の参照光を出力する参照光処理手段３５1 と、周
波数(ｆ0−Δｆ）から周波数(ｆ0−ｎΔｆ）の参照光を
出力する参照光処理手段３５2 を備え、各参照光をホロ
グラム媒体３３に照射する必要がある。ハーフミラー３
１2 およびミラー３２3 は、位相同期ループ３４で得ら
れた参照光を各参照光処理手段３５1 ，３５2 に並列に
与えるための構成である。また、参照光処理手段３５2
は、図１に示す多周波数光源の構成において、音響光学
偏向器１１における光の屈折方向に対して音響光学偏向
器１１の音波の進行方向を反対にすることにより実現す
ることができる。
Δｆ）の参照光を出力する参照光処理手段３５1 と、周
波数(ｆ0−Δｆ）から周波数(ｆ0−ｎΔｆ）の参照光を
出力する参照光処理手段３５2 を備え、各参照光をホロ
グラム媒体３３に照射する必要がある。ハーフミラー３
１2 およびミラー３２3 は、位相同期ループ３４で得ら
れた参照光を各参照光処理手段３５1 ，３５2 に並列に
与えるための構成である。また、参照光処理手段３５2
は、図１に示す多周波数光源の構成において、音響光学
偏向器１１における光の屈折方向に対して音響光学偏向
器１１の音波の進行方向を反対にすることにより実現す
ることができる。
【００３４】このように、ホログラム媒体を用いた光メ
モリの参照光光源として本発明の多周波数光源を利用す
ることにより、簡単な制御系により参照光の周波数間隔
をΔｆに精度よく固定することができる。したがって、
安価で信頼性の高い光メモリを実現することができる。
モリの参照光光源として本発明の多周波数光源を利用す
ることにより、簡単な制御系により参照光の周波数間隔
をΔｆに精度よく固定することができる。したがって、
安価で信頼性の高い光メモリを実現することができる。
【００３５】なお、従来技術において、光メモリの参照
光光源に音響光学偏向器を用いたものもあるが、それは
参照光に必要な周波数シフト量（Δｆ，2Δｆ，3Δｆ，
…，ｎΔｆ）に等しい周波数で音響光学偏向器を駆動
し、多周波数の参照光を発生させる構成である。この構
成では、信号の帯域（ｎΔｆ）に等しい帯域が音響光学
偏向器に要求される。しかし、本発明の多周波数光源を
利用することにより、音響光学偏向器はΔｆの周波数で
駆動されるだけで、レーザ光の周回によって複数の参照
光を周波数間隔Δｆで発生させることができる。すなわ
ち、音響光学偏向器の帯域よりも遙かに大きな帯域をも
つ信号光の記録再生を行うことができる。
光光源に音響光学偏向器を用いたものもあるが、それは
参照光に必要な周波数シフト量（Δｆ，2Δｆ，3Δｆ，
…，ｎΔｆ）に等しい周波数で音響光学偏向器を駆動
し、多周波数の参照光を発生させる構成である。この構
成では、信号の帯域（ｎΔｆ）に等しい帯域が音響光学
偏向器に要求される。しかし、本発明の多周波数光源を
利用することにより、音響光学偏向器はΔｆの周波数で
駆動されるだけで、レーザ光の周回によって複数の参照
光を周波数間隔Δｆで発生させることができる。すなわ
ち、音響光学偏向器の帯域よりも遙かに大きな帯域をも
つ信号光の記録再生を行うことができる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の多周波数
光源は、単一のレーザ光源から出力されるレーザ光の周
波数を基準に、音響光学偏向器で得られるシフト周波数
Δｆの周波数間隔を有する複数のレーザ光を各周波数ご
とに空間的に分離して出力させることができる。すなわ
ち、各レーザ光の周波数間隔はその大小に関わらず常に
Δｆを保持することができる。また、各レーザ光の周波
数を安定化させるには、単一のレーザ光源から出力され
るレーザ光の周波数を安定化させればよいので、複数の
レーザ光源を安定化させる場合に比べて制御系を極めて
簡単にすることができる。
光源は、単一のレーザ光源から出力されるレーザ光の周
波数を基準に、音響光学偏向器で得られるシフト周波数
Δｆの周波数間隔を有する複数のレーザ光を各周波数ご
とに空間的に分離して出力させることができる。すなわ
ち、各レーザ光の周波数間隔はその大小に関わらず常に
Δｆを保持することができる。また、各レーザ光の周波
数を安定化させるには、単一のレーザ光源から出力され
るレーザ光の周波数を安定化させればよいので、複数の
レーザ光源を安定化させる場合に比べて制御系を極めて
簡単にすることができる。
【００３７】また、本発明の多周波数光源を光受信装置
や光メモリの参照光光源として利用した場合には、安価
で信頼性が高く、かつ広帯域のものが実現できる。
や光メモリの参照光光源として利用した場合には、安価
で信頼性が高く、かつ広帯域のものが実現できる。
【図１】本発明の多周波数光源の実施例構成を示すブロ
ック図。
ック図。
【図２】本発明の多周波数光源を先願（特願平５−４６
９２３号）の光受信装置に利用したときの構成例を示す
ブロック図。
９２３号）の光受信装置に利用したときの構成例を示す
ブロック図。
【図３】本発明の多周波数光源を光メモリの参照光光源
として利用したときの構成例を示すブロック図。
として利用したときの構成例を示すブロック図。
【図４】本発明の多周波数光源を光メモリの参照光光源
として利用したときの他の構成例を示すブロック図。
として利用したときの他の構成例を示すブロック図。
１１ 音響光学偏向器 １２ 正弦波発生器 １３ レーザ光源 １４，２６，３６ レンズ １５，２４，３２ ミラー １６，２１，３１ ハーフミラー ２２ 受光素子アレイ ２３ 局発光発生器 ２５ 局発光処理手段 ３３ ホログラム媒体 ３４ 位相同期ループ ３５ 参照光処理手段
Claims (1)
- 【請求項１】 所定の周波数のレーザ光を出力するレー
ザ光源と、 入射されたレーザ光の周波数をシフトさせ、所定の屈折
角を与えて出射する音響光学偏向器と、 レーザ光を前記音響光学偏向器を介して周回させ、かつ
周回ごとに前記音響光学偏向器への入射角度を順次シフ
トさせる光路を形成し、前記レーザ光源から出力された
レーザ光をその光路内に取り込み、前記音響光学偏向器
で周回ごとに周波数シフトを受けた各周波数のレーザ光
の一部を外部に出力する光学系とを備えたことを特徴と
する多周波数光源。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4946193A JP3161560B2 (ja) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | 多周波数光源 |
| US08/205,897 US5390042A (en) | 1993-03-08 | 1994-03-03 | High sensitivity optical receiver suitable for single optical signal with high speed modulation |
| DE69433483T DE69433483T2 (de) | 1993-03-08 | 1994-03-08 | Optischer Empfänger mit hoher Empfindlichkeit zum Empfang eines einzelnen hohen frequenzmodulierten optischen Signals |
| EP94103507A EP0615357B1 (en) | 1993-03-08 | 1994-03-08 | High sensitivity optical receiver suitable for single optical signal with high speed modulation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4946193A JP3161560B2 (ja) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | 多周波数光源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06268309A JPH06268309A (ja) | 1994-09-22 |
| JP3161560B2 true JP3161560B2 (ja) | 2001-04-25 |
Family
ID=12831789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4946193A Expired - Fee Related JP3161560B2 (ja) | 1993-03-08 | 1993-03-10 | 多周波数光源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3161560B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3583906B2 (ja) * | 1996-07-15 | 2004-11-04 | 伊藤 弘昌 | 光学式距離計 |
| JP4932551B2 (ja) * | 2007-03-16 | 2012-05-16 | 株式会社フジクラ | 光パルス発生装置及び光ファイバレーザ装置 |
-
1993
- 1993-03-10 JP JP4946193A patent/JP3161560B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06268309A (ja) | 1994-09-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |