JP3460451B2 - 周波数変調器 - Google Patents
周波数変調器Info
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- JP3460451B2 JP3460451B2 JP16588396A JP16588396A JP3460451B2 JP 3460451 B2 JP3460451 B2 JP 3460451B2 JP 16588396 A JP16588396 A JP 16588396A JP 16588396 A JP16588396 A JP 16588396A JP 3460451 B2 JP3460451 B2 JP 3460451B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、周波数変調器に関
し、より特定的には、光ヘテロダイン方式を用いた広帯
域周波数変調器に関する。
し、より特定的には、光ヘテロダイン方式を用いた広帯
域周波数変調器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、光ヘテロダイン方式を用いた
ＦＭ変調器が知られている。このようなＦＭ変調器は、
例えば、Ｋ．Ｋｉｋｕｓｈｉｍａ，ｅｔ ａｌ，“Ｏｐ
ｔｉｃａｌ Ｓｕｐｅｒ Ｗｉｄｅ−Ｂａｎｄ ＦＭ
Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｓｃｈｅｍｅ ａｎｄ Ｉｔｓ
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｏ Ｍｕｌｔｉ−Ｃｈａ
ｎｎｅｌ ＡＭ Ｖｉｄｅｏ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏ
ｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ”，ＩＯＯＣ’９５ Ｔｅｃｈｎｉ
ｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ， Ｖｏｌ．５，ＰＤ２−７，ｐ
ｐ．３３−３４に示されている。
ＦＭ変調器が知られている。このようなＦＭ変調器は、
例えば、Ｋ．Ｋｉｋｕｓｈｉｍａ，ｅｔ ａｌ，“Ｏｐ
ｔｉｃａｌ Ｓｕｐｅｒ Ｗｉｄｅ−Ｂａｎｄ ＦＭ
Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｓｃｈｅｍｅ ａｎｄ Ｉｔｓ
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｏ Ｍｕｌｔｉ−Ｃｈａ
ｎｎｅｌ ＡＭ Ｖｉｄｅｏ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏ
ｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ”，ＩＯＯＣ’９５ Ｔｅｃｈｎｉ
ｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ， Ｖｏｌ．５，ＰＤ２−７，ｐ
ｐ．３３−３４に示されている。
【０００３】図７は、上記文献に示された従来のＦＭ変
調器の構成を示すブロック図である。図７において、こ
のＦＭ変調器は、ＦＭ変調用レーザ部２と、局部発振レ
ーザ部３と、光電気変換部４１とを備えている。
調器の構成を示すブロック図である。図７において、こ
のＦＭ変調器は、ＦＭ変調用レーザ部２と、局部発振レ
ーザ部３と、光電気変換部４１とを備えている。
【０００４】次に、上記従来のＦＭ変調器の動作を説明
する。ＦＭ変調用レーザ部２は、レーザ光源を含み、入
力信号（電気信号）１０を当該レーザ光源に駆動電流と
して与える。従って、ＦＭ変調用レーザ部２からは、入
力信号１０によって強度変調されたレーザ光が出力され
る。このレーザ光は、強度変調されるときに、いわゆる
周波数チャープを生じる。そのため、ＦＭ変調用レーザ
部２から出力されるレーザ光は、同時に周波数も変調さ
れている。この光の周波数変調を受けたレーザ光が、Ｆ
Ｍ変調光３１である。局部発振レーザ部３は、線幅の狭
い局部発振光３０を出力する。光電気変換部４１は、Ｆ
Ｍ変調光３１と局部発振光３０とを光ヘテロダイン検波
する。
する。ＦＭ変調用レーザ部２は、レーザ光源を含み、入
力信号（電気信号）１０を当該レーザ光源に駆動電流と
して与える。従って、ＦＭ変調用レーザ部２からは、入
力信号１０によって強度変調されたレーザ光が出力され
る。このレーザ光は、強度変調されるときに、いわゆる
周波数チャープを生じる。そのため、ＦＭ変調用レーザ
部２から出力されるレーザ光は、同時に周波数も変調さ
れている。この光の周波数変調を受けたレーザ光が、Ｆ
Ｍ変調光３１である。局部発振レーザ部３は、線幅の狭
い局部発振光３０を出力する。光電気変換部４１は、Ｆ
Ｍ変調光３１と局部発振光３０とを光ヘテロダイン検波
する。
【０００５】線幅の狭い局部発振光３０と、ＦＭ変調光
３１とを合波して光ヘテロダイン検波をすれば、２つの
光信号の差の周波数を有するビート信号５０が、光電気
変換部４１の出力として得られる。ここで、ＦＭ変調光
３１は、光の周波数変調を受けているので、ビート信号
５０も光の周波数変調分だけ周波数が変調されている。
ビート信号５０のＦＭ変調指数は、ＦＭ変調用レーザ部
２の周波数チャープ量で決まるので、電気回路によるＦ
Ｍ変調では実現できないような非常に広帯域のＦＭ変調
信号が、ビート信号５０として得られる。
３１とを合波して光ヘテロダイン検波をすれば、２つの
光信号の差の周波数を有するビート信号５０が、光電気
変換部４１の出力として得られる。ここで、ＦＭ変調光
３１は、光の周波数変調を受けているので、ビート信号
５０も光の周波数変調分だけ周波数が変調されている。
ビート信号５０のＦＭ変調指数は、ＦＭ変調用レーザ部
２の周波数チャープ量で決まるので、電気回路によるＦ
Ｍ変調では実現できないような非常に広帯域のＦＭ変調
信号が、ビート信号５０として得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のような構成を有
する従来のＦＭ変調器では、ＦＭ変調信号の性能である
搬送波対雑音比（以下、ＣＮＲと称する）は、ＦＭ変調
用レーザ部２での周波数偏移量が大きくなるほど大きく
なり、また、ＦＭ変調用レーザ部２および局部発振レー
ザ部３の２つの光源の線幅が細くなるほど大きくなる。
これら２つの光源の線幅は、レーザに依存したパラメー
タであり、使用条件による制限に起因して大きく変える
ことはできないが、ＦＭ変調レーザ部２への入力信号１
０の振幅を大きくすれば、周波数偏移を大きくすること
はできる。但し、レーザ光源は、閾値特性を有している
ため、ある程度以上に入力信号の振幅を大きくすると、
歪が発生する。そのため、入力信号の振幅増大化にも限
度があり、それ以上ＣＮＲ性能を改善することが困難で
あるという課題を有していた。
する従来のＦＭ変調器では、ＦＭ変調信号の性能である
搬送波対雑音比（以下、ＣＮＲと称する）は、ＦＭ変調
用レーザ部２での周波数偏移量が大きくなるほど大きく
なり、また、ＦＭ変調用レーザ部２および局部発振レー
ザ部３の２つの光源の線幅が細くなるほど大きくなる。
これら２つの光源の線幅は、レーザに依存したパラメー
タであり、使用条件による制限に起因して大きく変える
ことはできないが、ＦＭ変調レーザ部２への入力信号１
０の振幅を大きくすれば、周波数偏移を大きくすること
はできる。但し、レーザ光源は、閾値特性を有している
ため、ある程度以上に入力信号の振幅を大きくすると、
歪が発生する。そのため、入力信号の振幅増大化にも限
度があり、それ以上ＣＮＲ性能を改善することが困難で
あるという課題を有していた。
【０００７】それ故に、本発明の目的は、ＣＮＲ性能を
さらに改善することのできる周波数変調器を提供するこ
とである。
さらに改善することのできる周波数変調器を提供するこ
とである。
【０００８】
【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明は、光ヘテロダイン方式により、入力信号を広帯域
周波数変調信号に変換するための周波数変調器であっ
て、入力信号の非反転信号と反転信号を出力する入力部
と、入力信号の非反転信号によって駆動され、周波数変
調された中心波長λ１の出力光を発生する第１の周波数
変調用レーザ部と、入力信号の反転信号によって駆動さ
れ、周波数変調された中心波長λ２の出力光を発生する
第２の周波数変調用レーザ部と、中心波長λ０の無変調
光を発生する局部発振レーザ部と、第１の周波数変調用
レーザ部からの出力光と、局部発振レーザ部の出力光と
を合波し、光ヘテロダイン検波して電気信号であるビー
ト信号に変換する第１の光電気変換部と、第２の周波数
変調用レーザ部からの出力光と、局部発振レーザ部の出
力光とを合波し、光ヘテロダイン検波して電気信号であ
るビート信号に変換する第２の光電気変換部と、第１お
よび第２の光電気変換部からの出力信号を混合し、両出
力信号の周波数差を有するビート信号を出力する混合部
とを備え、中心波長λ１および中心波長λ２の両方が、
中心波長λ０よりも長波長側か、または短波長側に配置
されていることを特徴とする。
発明は、光ヘテロダイン方式により、入力信号を広帯域
周波数変調信号に変換するための周波数変調器であっ
て、入力信号の非反転信号と反転信号を出力する入力部
と、入力信号の非反転信号によって駆動され、周波数変
調された中心波長λ１の出力光を発生する第１の周波数
変調用レーザ部と、入力信号の反転信号によって駆動さ
れ、周波数変調された中心波長λ２の出力光を発生する
第２の周波数変調用レーザ部と、中心波長λ０の無変調
光を発生する局部発振レーザ部と、第１の周波数変調用
レーザ部からの出力光と、局部発振レーザ部の出力光と
を合波し、光ヘテロダイン検波して電気信号であるビー
ト信号に変換する第１の光電気変換部と、第２の周波数
変調用レーザ部からの出力光と、局部発振レーザ部の出
力光とを合波し、光ヘテロダイン検波して電気信号であ
るビート信号に変換する第２の光電気変換部と、第１お
よび第２の光電気変換部からの出力信号を混合し、両出
力信号の周波数差を有するビート信号を出力する混合部
とを備え、中心波長λ１および中心波長λ２の両方が、
中心波長λ０よりも長波長側か、または短波長側に配置
されていることを特徴とする。
【０００９】上記第１の発明では、第１および第２の周
波数変調用レーザ部は、それぞれ、互いに反転関係にあ
る入力信号の非反転信号および反転信号によって変調動
作を行うので、第１および第２の周波数変調用レーザ部
の出力光の周波数偏移の極性は、互いに逆の関係にあ
る。この関係は、第１および第２の光電気変換部から出
力されるビート信号においても同じである。したがっ
て、混合部の出力信号の周波数偏移は、第１の光電気変
換部から出力されるビート信号の周波数偏移と、第２の
光電気変換部から出力されるビート信号の周波数偏移と
の和となる。ここで、第１の光電気変換部から出力され
るビート信号の周波数偏移量と、第２の光電気変換部か
ら出力されるビート信号の周波数偏移量とが同じであれ
ば、混合部の出力信号の周波数偏移量は、周波数変調用
レーザ部および光電気変換部をそれぞれ１組だけ含む従
来のＦＭ変調器に比べて２倍となる。
波数変調用レーザ部は、それぞれ、互いに反転関係にあ
る入力信号の非反転信号および反転信号によって変調動
作を行うので、第１および第２の周波数変調用レーザ部
の出力光の周波数偏移の極性は、互いに逆の関係にあ
る。この関係は、第１および第２の光電気変換部から出
力されるビート信号においても同じである。したがっ
て、混合部の出力信号の周波数偏移は、第１の光電気変
換部から出力されるビート信号の周波数偏移と、第２の
光電気変換部から出力されるビート信号の周波数偏移と
の和となる。ここで、第１の光電気変換部から出力され
るビート信号の周波数偏移量と、第２の光電気変換部か
ら出力されるビート信号の周波数偏移量とが同じであれ
ば、混合部の出力信号の周波数偏移量は、周波数変調用
レーザ部および光電気変換部をそれぞれ１組だけ含む従
来のＦＭ変調器に比べて２倍となる。
【００１０】以上説明したように、第１の発明によれ
ば、周波数変調用レーザ部を２組用いることにより、出
力信号の周波数偏移を従来の２倍にでき、ＣＮＲ性能を
大幅に改善することができる。
ば、周波数変調用レーザ部を２組用いることにより、出
力信号の周波数偏移を従来の２倍にでき、ＣＮＲ性能を
大幅に改善することができる。
【００１１】第２の発明は、光ヘテロダイン方式によ
り、入力信号を広帯域周波数変調信号に変換するための
周波数変調器であって、入力信号を分岐して２つの分岐
信号を出力する分岐部と、２つの分岐信号のいずれか一
方によって駆動され、周波数変調された中心波長λ１の
出力光を発生する第１の周波数変調用レーザ部と、２つ
の分岐信号のいずれか他方によって駆動され、周波数変
調された中心波長λ２の出力光を発生する第２の周波数
変調用レーザ部と、中心波長λ０の無変調光を発生する
局部発振レーザ部と、第１の周波数変調用レーザ部から
の出力光と、局部発振レーザ部の出力光とを合波し、光
ヘテロダイン検波して電気信号であるビート信号に変換
する第１の光電気変換部と、第２の周波数変調用レーザ
部からの出力光と、局部発振レーザ部の出力光とを合波
し、光ヘテロダイン検波して電気信号であるビート信号
に変換する第２の光電気変換部と、第１および第２の光
電気変換部からの出力信号を混合し、両出力信号の周波
数差を有するビート信号を出力する混合部とを備え、中
心波長λ１および中心波長λ２が、中心波長λ０を挟ん
で、それぞれ、短波長側および長波長側に、または長波
長側および短波長側に分散して配置されていることを特
徴とする。
り、入力信号を広帯域周波数変調信号に変換するための
周波数変調器であって、入力信号を分岐して２つの分岐
信号を出力する分岐部と、２つの分岐信号のいずれか一
方によって駆動され、周波数変調された中心波長λ１の
出力光を発生する第１の周波数変調用レーザ部と、２つ
の分岐信号のいずれか他方によって駆動され、周波数変
調された中心波長λ２の出力光を発生する第２の周波数
変調用レーザ部と、中心波長λ０の無変調光を発生する
局部発振レーザ部と、第１の周波数変調用レーザ部から
の出力光と、局部発振レーザ部の出力光とを合波し、光
ヘテロダイン検波して電気信号であるビート信号に変換
する第１の光電気変換部と、第２の周波数変調用レーザ
部からの出力光と、局部発振レーザ部の出力光とを合波
し、光ヘテロダイン検波して電気信号であるビート信号
に変換する第２の光電気変換部と、第１および第２の光
電気変換部からの出力信号を混合し、両出力信号の周波
数差を有するビート信号を出力する混合部とを備え、中
心波長λ１および中心波長λ２が、中心波長λ０を挟ん
で、それぞれ、短波長側および長波長側に、または長波
長側および短波長側に分散して配置されていることを特
徴とする。
【００１２】上記第２の発明では、第１および第２の周
波数変調用レーザ部は、それぞれ同じ波形の分岐信号に
基づいて変調動作を行うので、それぞれの出力光の周波
数偏移の極性は、互いに同じ関係にある。しかしなが
ら、それぞれの出力光の中心波長λ１およびλ２が、局
部発振レーザ部の出力光の中心波長λ０を挟んで、 λ１＜λ０＜λ２またはλ２＜λ０＜λ１ の関係にあるので、第１および第２の光電気変換部から
出力されるビート信号の周波数偏移の極性は、互いに逆
の関係になる。したがって、混合部の出力信号の周波数
偏移は、第１の光電気変換部から出力されるビート信号
の周波数偏移と、第２の光電気変換部から出力されるビ
ート信号の周波数偏移との和となる。ここで、第１の光
電気変換部から出力されるビート信号の周波数偏移量
と、第２の光電気変換部から出力されるビート信号の周
波数偏移量とが同じであれば、混合部の出力信号の周波
数偏移量は、周波数変調用レーザ部および光電気変換部
をそれぞれ１組だけ含む従来のＦＭ変調器に比べて２倍
となる。
波数変調用レーザ部は、それぞれ同じ波形の分岐信号に
基づいて変調動作を行うので、それぞれの出力光の周波
数偏移の極性は、互いに同じ関係にある。しかしなが
ら、それぞれの出力光の中心波長λ１およびλ２が、局
部発振レーザ部の出力光の中心波長λ０を挟んで、 λ１＜λ０＜λ２またはλ２＜λ０＜λ１ の関係にあるので、第１および第２の光電気変換部から
出力されるビート信号の周波数偏移の極性は、互いに逆
の関係になる。したがって、混合部の出力信号の周波数
偏移は、第１の光電気変換部から出力されるビート信号
の周波数偏移と、第２の光電気変換部から出力されるビ
ート信号の周波数偏移との和となる。ここで、第１の光
電気変換部から出力されるビート信号の周波数偏移量
と、第２の光電気変換部から出力されるビート信号の周
波数偏移量とが同じであれば、混合部の出力信号の周波
数偏移量は、周波数変調用レーザ部および光電気変換部
をそれぞれ１組だけ含む従来のＦＭ変調器に比べて２倍
となる。
【００１３】以上説明したように、第２の発明も第１の
発明と同様に、周波数変調用レーザ部を２組用いること
により、出力信号の周波数偏移を従来の２倍にでき、Ｃ
ＮＲ性能を大幅に改善することができる。
発明と同様に、周波数変調用レーザ部を２組用いること
により、出力信号の周波数偏移を従来の２倍にでき、Ｃ
ＮＲ性能を大幅に改善することができる。
【００１４】第３の発明は、光ヘテロダイン方式によ
り、入力信号を広帯域周波数変調信号に変換するための
周波数変調器であって、入力信号を分岐して２つの分岐
信号を出力する分岐部と、２つの分岐信号のいずれか一
方によって駆動され、周波数変調された中心波長λ１の
出力光を発生する第１の周波数変調用レーザ部と、２つ
の分岐信号のいずれか他方によって駆動され、周波数変
調された中心波長λ２の出力光を発生する第２の周波数
変調用レーザ部と、中心波長λ０の無変調光を発生する
局部発振レーザ部と、第１の周波数変調用レーザ部から
の出力光と、局部発振レーザ部の出力光とを合波し、光
ヘテロダイン検波して電気信号であるビート信号に変換
する第１の光電気変換部と、第２の周波数変調用レーザ
部からの出力光と、局部発振レーザ部の出力光とを合波
し、光ヘテロダイン検波して電気信号であるビート信号
に変換する第２の光電気変換部と、第１および第２の光
電気変換部からの出力信号を結合して出力する結合部と
を備え、中心波長λ１および中心波長λ２の両方が、中
心波長λ０よりも長波側か、または短波側に配置されて
おり、かつ、いずれの場合も第１および第２の光電気変
換部の出力信号の中心周波数が、互いに同じ値に選ばれ
ていることを特徴とする。
り、入力信号を広帯域周波数変調信号に変換するための
周波数変調器であって、入力信号を分岐して２つの分岐
信号を出力する分岐部と、２つの分岐信号のいずれか一
方によって駆動され、周波数変調された中心波長λ１の
出力光を発生する第１の周波数変調用レーザ部と、２つ
の分岐信号のいずれか他方によって駆動され、周波数変
調された中心波長λ２の出力光を発生する第２の周波数
変調用レーザ部と、中心波長λ０の無変調光を発生する
局部発振レーザ部と、第１の周波数変調用レーザ部から
の出力光と、局部発振レーザ部の出力光とを合波し、光
ヘテロダイン検波して電気信号であるビート信号に変換
する第１の光電気変換部と、第２の周波数変調用レーザ
部からの出力光と、局部発振レーザ部の出力光とを合波
し、光ヘテロダイン検波して電気信号であるビート信号
に変換する第２の光電気変換部と、第１および第２の光
電気変換部からの出力信号を結合して出力する結合部と
を備え、中心波長λ１および中心波長λ２の両方が、中
心波長λ０よりも長波側か、または短波側に配置されて
おり、かつ、いずれの場合も第１および第２の光電気変
換部の出力信号の中心周波数が、互いに同じ値に選ばれ
ていることを特徴とする。
【００１５】上記第３の発明では、第１および第２の周
波数変調用レーザ部は、それぞれ同じ波形の分岐信号に
基づいて変調動作を行うので、それぞれの出力光の周波
数偏移の極性は、互いに同じ関係にある。しかも、 λ１＝λ２＞λ０またはλ１＝λ２＜λ０ の関係にあるので、第１および第２の光電気変換部から
出力されるビート信号の周波数偏移の極性も互いに同じ
関係になる。このように、中心周波数が同じで周波数偏
移が同じであれば、結合部の出力信号の振幅は、第１お
よび第２の光電気変換部から出力されるビート信号の振
幅の和となる。ここで、第１の光電気変換部から出力さ
れるビート信号の振幅と、第２の光電気変換部から出力
されるビート信号の振幅とが同じであれば、結合部の出
力信号の振幅は、周波数変調用レーザ部および光電気変
換部をそれぞれ１組だけ含む従来のＦＭ変調器に比べて
２倍となる。ただし、第１および第２の光電気変換部か
ら出力されるビート信号が有しているノイズ成分も加算
されることになるが、これらノイズ成分は互いにランダ
ムに変化するため、加算後のノイズの振幅は２倍以下と
なる。
波数変調用レーザ部は、それぞれ同じ波形の分岐信号に
基づいて変調動作を行うので、それぞれの出力光の周波
数偏移の極性は、互いに同じ関係にある。しかも、 λ１＝λ２＞λ０またはλ１＝λ２＜λ０ の関係にあるので、第１および第２の光電気変換部から
出力されるビート信号の周波数偏移の極性も互いに同じ
関係になる。このように、中心周波数が同じで周波数偏
移が同じであれば、結合部の出力信号の振幅は、第１お
よび第２の光電気変換部から出力されるビート信号の振
幅の和となる。ここで、第１の光電気変換部から出力さ
れるビート信号の振幅と、第２の光電気変換部から出力
されるビート信号の振幅とが同じであれば、結合部の出
力信号の振幅は、周波数変調用レーザ部および光電気変
換部をそれぞれ１組だけ含む従来のＦＭ変調器に比べて
２倍となる。ただし、第１および第２の光電気変換部か
ら出力されるビート信号が有しているノイズ成分も加算
されることになるが、これらノイズ成分は互いにランダ
ムに変化するため、加算後のノイズの振幅は２倍以下と
なる。
【００１６】以上説明したように、第３の発明によれ
ば、周波数変調用レーザ部を２組用いることにより、ノ
イズの振幅を抑えながら出力信号の振幅を従来の２倍に
でき、ＣＮＲ性能を大幅に改善することができる。
ば、周波数変調用レーザ部を２組用いることにより、ノ
イズの振幅を抑えながら出力信号の振幅を従来の２倍に
でき、ＣＮＲ性能を大幅に改善することができる。
【００１７】
（１）第１の実施形態
図１は、本発明の第１の実施形態に係るＦＭ変調器の構
成を示すブロック図である。図１において、本実施形態
のＦＭ変調器は、入力部１と、１対のＦＭ変調用レーザ
部２１および２２と、局部発振レーザ部３と、１対の光
電気変換部４１および４２と、混合部５とを備えてい
る。なお、局部発振レーザ部３０は、同じ局部発振光３
０を２つ出力できる構成となっている。
成を示すブロック図である。図１において、本実施形態
のＦＭ変調器は、入力部１と、１対のＦＭ変調用レーザ
部２１および２２と、局部発振レーザ部３と、１対の光
電気変換部４１および４２と、混合部５とを備えてい
る。なお、局部発振レーザ部３０は、同じ局部発振光３
０を２つ出力できる構成となっている。
【００１８】以上のように構成された第１の実施形態の
ＦＭ変調器について、以下にその動作を説明する。入力
部１は、入力信号１０の非反転信号１１および反転信号
１２を生成し、それぞれ、ＦＭ変調用レーザ部２１およ
び２２に出力する。ＦＭ変調用レーザ部２１は、非反転
信号１１に従って周波数変調されたレーザ光、すなわち
ＦＭ変調光３１を出力する。同様に、ＦＭ変調用レーザ
部２２は、反転信号１２に従って周波数変調されたレー
ザ光、すなわちＦＭ変調光３２を出力する。光電気変換
部４１は、ＦＭ変調用レーザ部２１からのＦＭ変調光３
１と局部発振レーザ部３からの局部発振光３０とを合波
して光電気変換することにより、光ヘテロダイン検波
し、ビート信号５１を出力する。光電気変換部４２は、
ＦＭ変調用レーザ部２２からのＦＭ変調光３２と局部発
振レーザ部３からの局部発振光３０とを合波して光電気
変換することにより、光ヘテロダイン検波し、ビート信
号５２を出力する。混合部５は、２つの光電気変換部４
１および４２からのビート信号５１および５２を混合し
て、そのビート信号を出力信号６０として出力する。
ＦＭ変調器について、以下にその動作を説明する。入力
部１は、入力信号１０の非反転信号１１および反転信号
１２を生成し、それぞれ、ＦＭ変調用レーザ部２１およ
び２２に出力する。ＦＭ変調用レーザ部２１は、非反転
信号１１に従って周波数変調されたレーザ光、すなわち
ＦＭ変調光３１を出力する。同様に、ＦＭ変調用レーザ
部２２は、反転信号１２に従って周波数変調されたレー
ザ光、すなわちＦＭ変調光３２を出力する。光電気変換
部４１は、ＦＭ変調用レーザ部２１からのＦＭ変調光３
１と局部発振レーザ部３からの局部発振光３０とを合波
して光電気変換することにより、光ヘテロダイン検波
し、ビート信号５１を出力する。光電気変換部４２は、
ＦＭ変調用レーザ部２２からのＦＭ変調光３２と局部発
振レーザ部３からの局部発振光３０とを合波して光電気
変換することにより、光ヘテロダイン検波し、ビート信
号５２を出力する。混合部５は、２つの光電気変換部４
１および４２からのビート信号５１および５２を混合し
て、そのビート信号を出力信号６０として出力する。
【００１９】図２は、第１の実施形態のＦＭ変調器の各
部における周波数スペクトラムを示す模式図である。図
２において、それぞれ、（ａ）は局部発振光３０、
（ｂ）はＦＭ変調光３１、（ｃ）はＦＭ変調光３２、
（ｄ）はビート信号５１、（ｅ）はビート信号５２、
（ｇ）は出力信号６０の周波数スペクトラムを示してい
る。
部における周波数スペクトラムを示す模式図である。図
２において、それぞれ、（ａ）は局部発振光３０、
（ｂ）はＦＭ変調光３１、（ｃ）はＦＭ変調光３２、
（ｄ）はビート信号５１、（ｅ）はビート信号５２、
（ｇ）は出力信号６０の周波数スペクトラムを示してい
る。
【００２０】上記のように、図２（ａ）は、無変調であ
る局部発振光３０の周波数スペクトラムを示しており、
その中心光周波数をν０とする（以下では、波長の代わ
りに光周波数で表記する）。また、図２（ｂ）および
（ｃ）は、ＦＭ変調光３１および３２の周波数スペクト
ラムを示しており、その中心光周波数をそれぞれν１お
よびν２とする。
る局部発振光３０の周波数スペクトラムを示しており、
その中心光周波数をν０とする（以下では、波長の代わ
りに光周波数で表記する）。また、図２（ｂ）および
（ｃ）は、ＦＭ変調光３１および３２の周波数スペクト
ラムを示しており、その中心光周波数をそれぞれν１お
よびν２とする。
【００２１】光電気変換部４１は、ＦＭ変調光３１と局
部発振光３０とを合波して光電気変換することにより、
光ヘテロダイン検波し、２つの信号の差の周波数成分の
ビート信号５１を出力する。一般に、ビート信号以外の
成分、例えばＦＭ変調光３１の強度変調成分等は、フィ
ルタによって除去される。したがって、ビート信号５１
の周波数スペクトラムは、図２（ｄ）のようになり、そ
の中心周波数は、 ｆ１＝ν１−ν０ となる。実際上は、中心周波数がｆ１となるように、Ａ
ＦＣ（自動周波数制御）により、ＦＭ変調用レーザ部２
１または局部発振レーザ部３内のレーザ光源の温度等が
制御される。本実施形態の構成であれば、局部発振レー
ザ部３は、ＦＭ変調用レーザ部２２にも関係するので、
ＦＭ変調用レーザ２１の光周波数つまり波長を制御する
ほうが容易である。
部発振光３０とを合波して光電気変換することにより、
光ヘテロダイン検波し、２つの信号の差の周波数成分の
ビート信号５１を出力する。一般に、ビート信号以外の
成分、例えばＦＭ変調光３１の強度変調成分等は、フィ
ルタによって除去される。したがって、ビート信号５１
の周波数スペクトラムは、図２（ｄ）のようになり、そ
の中心周波数は、 ｆ１＝ν１−ν０ となる。実際上は、中心周波数がｆ１となるように、Ａ
ＦＣ（自動周波数制御）により、ＦＭ変調用レーザ部２
１または局部発振レーザ部３内のレーザ光源の温度等が
制御される。本実施形態の構成であれば、局部発振レー
ザ部３は、ＦＭ変調用レーザ部２２にも関係するので、
ＦＭ変調用レーザ２１の光周波数つまり波長を制御する
ほうが容易である。
【００２２】光電気変換部４２も上記の光電気変換部４
１と同様の動作を行う。すなわち、ＦＭ変調光３２と局
部発振光３０を合波して光電気変換することにより、光
ヘテロダイン検波し、２つの信号の差の周波数成分のビ
ート信号５２を出力する。したがって、ビート信号５２
の周波数スペクトラムは図２（ｅ）のようになり、その
中心周波数は、 ｆ２＝ν２−ν０ となる。
１と同様の動作を行う。すなわち、ＦＭ変調光３２と局
部発振光３０を合波して光電気変換することにより、光
ヘテロダイン検波し、２つの信号の差の周波数成分のビ
ート信号５２を出力する。したがって、ビート信号５２
の周波数スペクトラムは図２（ｅ）のようになり、その
中心周波数は、 ｆ２＝ν２−ν０ となる。
【００２３】混合部５は、ビート信号５１とビート信号
５２を混合して、２つの信号の差の周波数成分のビート
である出力信号６０を出力する。したがって、出力信号
６０の周波数スペクトラムは図２（ｇ）のようになり、
その中心周波数は、 ｆ３＝ｆ２−ｆ１ となる。中心周波数ｆ３が維持されるように、周波数ｆ
１およびｆ２がＡＦＣで安定化される。前述したよう
に、周波数ｆ１およびｆ２は、好ましくはＦＭ変調用レ
ーザ部２１および２２のＡＦＣにより安定化される。し
たがって、ＦＭ変調光３１および３２の中心光周波数ν
１およびν２を制御することにより、出力信号６０の周
波数ｆ３が安定化される。
５２を混合して、２つの信号の差の周波数成分のビート
である出力信号６０を出力する。したがって、出力信号
６０の周波数スペクトラムは図２（ｇ）のようになり、
その中心周波数は、 ｆ３＝ｆ２−ｆ１ となる。中心周波数ｆ３が維持されるように、周波数ｆ
１およびｆ２がＡＦＣで安定化される。前述したよう
に、周波数ｆ１およびｆ２は、好ましくはＦＭ変調用レ
ーザ部２１および２２のＡＦＣにより安定化される。し
たがって、ＦＭ変調光３１および３２の中心光周波数ν
１およびν２を制御することにより、出力信号６０の周
波数ｆ３が安定化される。
【００２４】ＦＭ変調用レーザ部２１および２２は、そ
れぞれ、互いに反転関係にある非反転信号１１および反
転信号１２によって変調動作を行うので、ＦＭ変調光３
１および３２の周波数偏移の極性は、互いに逆の関係に
ある。この関係は、ビート信号５１および５２において
も同じである。したがって、出力信号６０の周波数偏移
は、ビート信号５１とビート信号５２の周波数偏移の和
となる。ビート信号５１とビート信号５２の周波数偏移
量が同じであれば、出力信号６０の周波数偏移は、ビー
ト信号５１もしくは５２の周波数偏移の２倍となる。な
お、ビート信号５１および５２が有しているノイズの原
因となる周波数揺らぎも加算されることになるが、互い
にランダムであるため、加算してもその合計は２倍以下
となる。
れぞれ、互いに反転関係にある非反転信号１１および反
転信号１２によって変調動作を行うので、ＦＭ変調光３
１および３２の周波数偏移の極性は、互いに逆の関係に
ある。この関係は、ビート信号５１および５２において
も同じである。したがって、出力信号６０の周波数偏移
は、ビート信号５１とビート信号５２の周波数偏移の和
となる。ビート信号５１とビート信号５２の周波数偏移
量が同じであれば、出力信号６０の周波数偏移は、ビー
ト信号５１もしくは５２の周波数偏移の２倍となる。な
お、ビート信号５１および５２が有しているノイズの原
因となる周波数揺らぎも加算されることになるが、互い
にランダムであるため、加算してもその合計は２倍以下
となる。
【００２５】なお、上記第１の実施形態では、光周波数
の関係は、 ν１＞ν０かつν２＞ν０ としたが、反対に ν１＜ν０かつν２＜ν０ でも同様の結果は得られる。
の関係は、 ν１＞ν０かつν２＞ν０ としたが、反対に ν１＜ν０かつν２＜ν０ でも同様の結果は得られる。
【００２６】以上のように、第１の実施形態によれば、
ＦＭ変調用レーザ部を２つ用いることにより、出力信号
の周波数偏移を２倍にでき、結果としてＣＮＲ性能を改
善することができる。また、中心周波数ｆ３は、ＦＭ変
調光３１および３２の中心光周波数ν１およびν２によ
ってのみ決定されるので、局部発振光３０の中心光周波
数ν０の変動揺らぎがある程度存在しても中心周波数ｆ
３への影響はない構成となっている。また、ＦＭ変調光
３１および３２の強度変調分が打ち消され、強度変調分
による影響を除去できるという利点が本構成により達成
される。
ＦＭ変調用レーザ部を２つ用いることにより、出力信号
の周波数偏移を２倍にでき、結果としてＣＮＲ性能を改
善することができる。また、中心周波数ｆ３は、ＦＭ変
調光３１および３２の中心光周波数ν１およびν２によ
ってのみ決定されるので、局部発振光３０の中心光周波
数ν０の変動揺らぎがある程度存在しても中心周波数ｆ
３への影響はない構成となっている。また、ＦＭ変調光
３１および３２の強度変調分が打ち消され、強度変調分
による影響を除去できるという利点が本構成により達成
される。
【００２７】（２）第２の実施形態
図３は、本発明の第２の実施形態に係るＦＭ変調器の構
成を示すブロック図である。図３において、本実施形態
は、前述した第１の実施形態（図１参照）における入力
部１に代えて分岐部７が設けられている。その他の構成
は、第１の実施形態と同様であり、相当する部分には同
一の参照番号を付し、その説明を省略する。かかる構成
の第２の実施形態は、第１の実施形態とは中心光周波数
の関係が異なっている。
成を示すブロック図である。図３において、本実施形態
は、前述した第１の実施形態（図１参照）における入力
部１に代えて分岐部７が設けられている。その他の構成
は、第１の実施形態と同様であり、相当する部分には同
一の参照番号を付し、その説明を省略する。かかる構成
の第２の実施形態は、第１の実施形態とは中心光周波数
の関係が異なっている。
【００２８】以上のように構成された第２の実施形態の
ＦＭ変調器について、以下にその動作を説明する。分岐
部７は、入力信号１０を２つに分岐し、分岐信号７１お
よび７２を出力する。ＦＭ変調用レーザ部２１は、分岐
信号７１によって駆動され、ＦＭ変調光３３を出力す
る。同様に、ＦＭ変調用レーザ部２２は、分岐信号７２
によって駆動され、ＦＭ変調光３４を出力する。光電気
変換部４１は、ＦＭ変調用レーザ部２１からのＦＭ変調
光３３と局部発振レーザ部３からの局部発振光３０とを
合波し、光ヘテロダイン検波してビート信号５３を出力
する。光電気変換部４２は、ＦＭ変調用レーザ部２２か
らのＦＭ変調光３４と局部発振レーザ部３からの局部発
振光３０とを合波し、光ヘテロダイン検波してビート信
号５４を出力する。混合部５は、２つの光電気変換部４
１および４２からのビート信号５３および５４を混合し
て、ビート信号を出力信号６０として出力する。
ＦＭ変調器について、以下にその動作を説明する。分岐
部７は、入力信号１０を２つに分岐し、分岐信号７１お
よび７２を出力する。ＦＭ変調用レーザ部２１は、分岐
信号７１によって駆動され、ＦＭ変調光３３を出力す
る。同様に、ＦＭ変調用レーザ部２２は、分岐信号７２
によって駆動され、ＦＭ変調光３４を出力する。光電気
変換部４１は、ＦＭ変調用レーザ部２１からのＦＭ変調
光３３と局部発振レーザ部３からの局部発振光３０とを
合波し、光ヘテロダイン検波してビート信号５３を出力
する。光電気変換部４２は、ＦＭ変調用レーザ部２２か
らのＦＭ変調光３４と局部発振レーザ部３からの局部発
振光３０とを合波し、光ヘテロダイン検波してビート信
号５４を出力する。混合部５は、２つの光電気変換部４
１および４２からのビート信号５３および５４を混合し
て、ビート信号を出力信号６０として出力する。
【００２９】図４は、上記第２の実施形態のＦＭ変調器
の各部における周波数スペクトラムを示す模式図であ
る。図４において、それぞれ、（ａ）は局部発振光３
０、（ｈ）はＦＭ変調光３３、（ｉ）はＦＭ変調光３
４、（ｊ）はビート信号５３、（ｋ）はビート信号５
４、（ｍ）は出力信号６０の周波数スペクトラムを示し
ている。
の各部における周波数スペクトラムを示す模式図であ
る。図４において、それぞれ、（ａ）は局部発振光３
０、（ｈ）はＦＭ変調光３３、（ｉ）はＦＭ変調光３
４、（ｊ）はビート信号５３、（ｋ）はビート信号５
４、（ｍ）は出力信号６０の周波数スペクトラムを示し
ている。
【００３０】上記のように、図４（ａ）は、無変調であ
る局部発振光３０の周波数スペクトラムを示しており、
その中心光周波数をν０とする。また、図４（ｈ）およ
び（ｉ）は、ＦＭ変調光３３および３４の周波数スペク
トラムを示しており、その中心光周波数をそれぞれν３
およびν４とする。
る局部発振光３０の周波数スペクトラムを示しており、
その中心光周波数をν０とする。また、図４（ｈ）およ
び（ｉ）は、ＦＭ変調光３３および３４の周波数スペク
トラムを示しており、その中心光周波数をそれぞれν３
およびν４とする。
【００３１】光電気変換部４１は、ＦＭ変調光３３と局
部発振光３０とを合波して光電気変換することにより、
光ヘテロダイン検波し、２つの信号の差の周波数成分の
ビート信号５３を出力する。一般に、ビート信号以外の
成分、例えばＦＭ変調光３３の強度変調成分等は、フィ
ルタによって除去される。したがって、ビート信号５３
の周波数スペクトラムは、図４（ｊ）のようになり、そ
の中心周波数は、 ｆ４＝ν０−ν３ となる。実際上は、中心周波数がｆ４となるように、Ａ
ＦＣ（自動周波数制御）により、ＦＭ変調用レーザ部２
１または局部発振レーザ部３内のレーザ光源の温度等が
制御される。本実施形態の構成であれば、局部発振レー
ザ部３は、ＦＭ変調用レーザ部２２とも関係するので、
局部発振レーザ部３の光周波数つまり波長は十分な精度
で一定値に安定化されており、ＦＭ変調用レーザ２１の
光周波数つまり波長を制御するほうが容易である。
部発振光３０とを合波して光電気変換することにより、
光ヘテロダイン検波し、２つの信号の差の周波数成分の
ビート信号５３を出力する。一般に、ビート信号以外の
成分、例えばＦＭ変調光３３の強度変調成分等は、フィ
ルタによって除去される。したがって、ビート信号５３
の周波数スペクトラムは、図４（ｊ）のようになり、そ
の中心周波数は、 ｆ４＝ν０−ν３ となる。実際上は、中心周波数がｆ４となるように、Ａ
ＦＣ（自動周波数制御）により、ＦＭ変調用レーザ部２
１または局部発振レーザ部３内のレーザ光源の温度等が
制御される。本実施形態の構成であれば、局部発振レー
ザ部３は、ＦＭ変調用レーザ部２２とも関係するので、
局部発振レーザ部３の光周波数つまり波長は十分な精度
で一定値に安定化されており、ＦＭ変調用レーザ２１の
光周波数つまり波長を制御するほうが容易である。
【００３２】光電気変換部４２も上記の光電気変換部４
１と同様の動作を行う。すなわち、ＦＭ変調光３４と局
部発振光３０を合波して光電気変換することにより。光
ヘテロダイン検波し、２つの信号の差の周波数成分のビ
ート信号５４を出力する。したがって、ビート信号５４
の周波数スペクトラムは図４（ｋ）のようになり、その
中心周波数は、 ｆ５＝ν４−ν０ となる。
１と同様の動作を行う。すなわち、ＦＭ変調光３４と局
部発振光３０を合波して光電気変換することにより。光
ヘテロダイン検波し、２つの信号の差の周波数成分のビ
ート信号５４を出力する。したがって、ビート信号５４
の周波数スペクトラムは図４（ｋ）のようになり、その
中心周波数は、 ｆ５＝ν４−ν０ となる。
【００３３】混合部５は、ビート信号５３とビート信号
４２を混合して、２つの信号の差の周波数成分のビート
である出力信号６０を出力する。したがって、出力信号
６０の周波数スペクトラムは図４（ｍ）のようになり、
その中心周波数は、 ｆ６＝ｆ５−ｆ４ となる。中心周波数ｆ６が維持されるように、周波数ｆ
４およびｆ５がＡＦＣで安定化される。前述したよう
に、周波数ｆ４およびｆ５は、好ましくはＦＭ変調用レ
ーザ部２１および２２のＡＦＣにより安定化される。し
たがって、ＦＭ変調光３３および３４の中心光周波数ν
３およびν４を制御することにより、出力信号６０の中
心周波数ｆ６が安定化される。
４２を混合して、２つの信号の差の周波数成分のビート
である出力信号６０を出力する。したがって、出力信号
６０の周波数スペクトラムは図４（ｍ）のようになり、
その中心周波数は、 ｆ６＝ｆ５−ｆ４ となる。中心周波数ｆ６が維持されるように、周波数ｆ
４およびｆ５がＡＦＣで安定化される。前述したよう
に、周波数ｆ４およびｆ５は、好ましくはＦＭ変調用レ
ーザ部２１および２２のＡＦＣにより安定化される。し
たがって、ＦＭ変調光３３および３４の中心光周波数ν
３およびν４を制御することにより、出力信号６０の中
心周波数ｆ６が安定化される。
【００３４】ＦＭ変調用レーザ部２１および２２は、そ
れぞれ同じ波形の分岐信号７１および７２に基づいて変
調動作を行うので、ＦＭ変調光３１および３２の周波数
偏移の極性は、互いに同じ関係にある。しかしながら、
ＦＭ変調光３３および３４の中心光周波数ν３およびν
４は、ν０を挟んで、 ν３＜ν０＜ν４ の関係（波長では、ＦＭ変調光３３が最も長波長、ＦＭ
変調光３３が最も短波長）にあるので、ビート信号５３
および５４の周波数偏移の極性は、互いに逆の関係にな
る。したがって、出力信号６０の周波数偏移は、ビート
信号５３および５４の周波数偏移の和となる。ビート信
号５３および５４の周波数偏移量が、互いに同じであれ
ば、出力信号６０の周波数偏移は、ビート信号５３もし
くは５４の周波数偏移の２倍となる。なお、ビート信号
５３および５４が有しているノイズの原因となる周波数
揺らぎも加算されることになるが、互いにランダムであ
るため、加算してもその合計は２倍以下となる。
れぞれ同じ波形の分岐信号７１および７２に基づいて変
調動作を行うので、ＦＭ変調光３１および３２の周波数
偏移の極性は、互いに同じ関係にある。しかしながら、
ＦＭ変調光３３および３４の中心光周波数ν３およびν
４は、ν０を挟んで、 ν３＜ν０＜ν４ の関係（波長では、ＦＭ変調光３３が最も長波長、ＦＭ
変調光３３が最も短波長）にあるので、ビート信号５３
および５４の周波数偏移の極性は、互いに逆の関係にな
る。したがって、出力信号６０の周波数偏移は、ビート
信号５３および５４の周波数偏移の和となる。ビート信
号５３および５４の周波数偏移量が、互いに同じであれ
ば、出力信号６０の周波数偏移は、ビート信号５３もし
くは５４の周波数偏移の２倍となる。なお、ビート信号
５３および５４が有しているノイズの原因となる周波数
揺らぎも加算されることになるが、互いにランダムであ
るため、加算してもその合計は２倍以下となる。
【００３５】なお、上記第２の実施形態では、中心光周
波数の関係は、 ν３＜ν０＜ν４ としたが、反対に ν３＞ν０＞ν４ でも同様の結果は得られる。
波数の関係は、 ν３＜ν０＜ν４ としたが、反対に ν３＞ν０＞ν４ でも同様の結果は得られる。
【００３６】以上のように、第２の実施形態によれば、
ＦＭ変調用レーザ部を２つ用いることにより、出力信号
の周波数偏移を２倍にでき、ＣＮＲ性能を改善すること
ができる。また、光周波数の関係を上記のように設定す
ることによって、第１の実施形態の入力部１を入力信号
１０を分岐するだけの機能を有する分岐部７に置き換え
ることができ、構成がより簡易になる。
ＦＭ変調用レーザ部を２つ用いることにより、出力信号
の周波数偏移を２倍にでき、ＣＮＲ性能を改善すること
ができる。また、光周波数の関係を上記のように設定す
ることによって、第１の実施形態の入力部１を入力信号
１０を分岐するだけの機能を有する分岐部７に置き換え
ることができ、構成がより簡易になる。
【００３７】（３）第３の実施形態
図５は、本発明の第３の実施形態に係るＦＭ変調器の構
成を示すブロック図である。図５において、本実施形態
は、前述した第２の実施形態（図３参照）における混合
部５に代えて結合部６が設けられている。その他の構成
は、第２の実施形態と同様であり、相当する部分には同
一の参照番号を付し、その説明を省略する。
成を示すブロック図である。図５において、本実施形態
は、前述した第２の実施形態（図３参照）における混合
部５に代えて結合部６が設けられている。その他の構成
は、第２の実施形態と同様であり、相当する部分には同
一の参照番号を付し、その説明を省略する。
【００３８】以上のように構成された第３の実施形態の
ＦＭ変調器について、以下にその動作を説明する。分岐
部７は、入力信号１０を２つに分岐し、分岐信号７１お
よび７２を出力する。ＦＭ変調用レーザ部２１は、分岐
信号７１によって駆動され、ＦＭ変調光８１を出力す
る。同様に、ＦＭ変調用レーザ部２２は、分岐信号７２
によって駆動され、ＦＭ変調光８２を出力する。光電気
変換部４１は、ＦＭ変調用レーザ部２１からのＦＭ変調
光８１と局部発振レーザ部３からの局部発振光３０とを
合波し、光ヘテロダイン検波してビート信号９１を出力
する。光電気変換部４２は、ＦＭ変調用レーザ部２２か
らのＦＭ変調光８２と局部発振レーザ部３からの局部発
振光３０とを合波し、光ヘテロダイン検波してビート信
号９２を出力する。結合部６は、２つの光電気変換部４
１および４２からのビート信号９１および９２を結合
し、出力信号１００として出力する。
ＦＭ変調器について、以下にその動作を説明する。分岐
部７は、入力信号１０を２つに分岐し、分岐信号７１お
よび７２を出力する。ＦＭ変調用レーザ部２１は、分岐
信号７１によって駆動され、ＦＭ変調光８１を出力す
る。同様に、ＦＭ変調用レーザ部２２は、分岐信号７２
によって駆動され、ＦＭ変調光８２を出力する。光電気
変換部４１は、ＦＭ変調用レーザ部２１からのＦＭ変調
光８１と局部発振レーザ部３からの局部発振光３０とを
合波し、光ヘテロダイン検波してビート信号９１を出力
する。光電気変換部４２は、ＦＭ変調用レーザ部２２か
らのＦＭ変調光８２と局部発振レーザ部３からの局部発
振光３０とを合波し、光ヘテロダイン検波してビート信
号９２を出力する。結合部６は、２つの光電気変換部４
１および４２からのビート信号９１および９２を結合
し、出力信号１００として出力する。
【００３９】図６は、上記第３の実施形態のＦＭ変調器
の各部における周波数スペクトラムを示す模式図であ
る。図６において、それぞれ、（ａ）は局部発振光３
０、（ｎ）はＦＭ変調光８１、（ｐ）はＦＭ変調光８
２、（ｒ）はビート信号９１、（ｓ）はビート信号９
２、（ｔ）は出力信号１００の周波数スペクトラムを示
している。
の各部における周波数スペクトラムを示す模式図であ
る。図６において、それぞれ、（ａ）は局部発振光３
０、（ｎ）はＦＭ変調光８１、（ｐ）はＦＭ変調光８
２、（ｒ）はビート信号９１、（ｓ）はビート信号９
２、（ｔ）は出力信号１００の周波数スペクトラムを示
している。
【００４０】上記のように、図６（ａ）は、無変調であ
る局部発振光３０の周波数スペクトラムを示しており、
その中心光周波数をν０とする。また、図６（ｎ）およ
び（ｐ）は、ＦＭ変調光８１および８２の周波数スペク
トラムを示しており、その中心光周波数をそれぞれν５
およびν６とする。
る局部発振光３０の周波数スペクトラムを示しており、
その中心光周波数をν０とする。また、図６（ｎ）およ
び（ｐ）は、ＦＭ変調光８１および８２の周波数スペク
トラムを示しており、その中心光周波数をそれぞれν５
およびν６とする。
【００４１】光電気変換部４１は、ＦＭ変調光８１と局
部発振光３０とを合波して光電気変換することにより、
光ヘテロダイン検波し、２つの信号の差の周波数成分の
ビート信号９１を出力する。一般に、ビート信号以外の
成分、例えばＦＭ変調光８１の強度変調成分等は、フィ
ルタによって除去される。したがって、ビート信号９１
の周波数スペクトラムは、図６（ｒ）のようになり、そ
の中心周波数は、 ｆ７＝ν５−ν０ となる。実際上は、中心周波数がｆ７となるように、Ａ
ＦＣ（自動周波数制御）により、ＦＭ変調用レーザ部２
１または局部発振レーザ部３内のレーザ光源の温度等が
制御される。本実施形態の構成であれば、局部発振レー
ザ部３は、ＦＭ変調用レーザ部２２とも関係するので、
ＦＭ変調用レーザ２１の光周波数つまり波長を制御する
ほうが容易である。
部発振光３０とを合波して光電気変換することにより、
光ヘテロダイン検波し、２つの信号の差の周波数成分の
ビート信号９１を出力する。一般に、ビート信号以外の
成分、例えばＦＭ変調光８１の強度変調成分等は、フィ
ルタによって除去される。したがって、ビート信号９１
の周波数スペクトラムは、図６（ｒ）のようになり、そ
の中心周波数は、 ｆ７＝ν５−ν０ となる。実際上は、中心周波数がｆ７となるように、Ａ
ＦＣ（自動周波数制御）により、ＦＭ変調用レーザ部２
１または局部発振レーザ部３内のレーザ光源の温度等が
制御される。本実施形態の構成であれば、局部発振レー
ザ部３は、ＦＭ変調用レーザ部２２とも関係するので、
ＦＭ変調用レーザ２１の光周波数つまり波長を制御する
ほうが容易である。
【００４２】光電気変換部４２も上記の光電気変換部４
１と同様の動作を行う。すなわち、ＦＭ変調光８２と局
部発振光３０を合波して光電気変換することにより、光
ヘテロダイン検波し、２つの信号の差の周波数成分のビ
ート信号９２を出力する。したがって、ビート信号９２
の周波数スペクトラムは図６（ｓ）のようになり、その
中心周波数は、 ｆ７＝ν６−ν０ となり、ビート信号９１の中心周波数と同じである。
１と同様の動作を行う。すなわち、ＦＭ変調光８２と局
部発振光３０を合波して光電気変換することにより、光
ヘテロダイン検波し、２つの信号の差の周波数成分のビ
ート信号９２を出力する。したがって、ビート信号９２
の周波数スペクトラムは図６（ｓ）のようになり、その
中心周波数は、 ｆ７＝ν６−ν０ となり、ビート信号９１の中心周波数と同じである。
【００４３】結合部６は、ビート信号９１および９２を
加算、合成して、出力信号１００を出力する。したがっ
て、出力信号１００の周波数スペクトラムは、図６
（ｔ）のようになり、その中心周波数は、ビート信号９
１および９２と同じｆ７となる。したがって、ＦＭ変調
光８１および８２の光周波数ν５およびν６を制御する
ことにより、出力信号１００の周波数ｆ７が安定化され
る。
加算、合成して、出力信号１００を出力する。したがっ
て、出力信号１００の周波数スペクトラムは、図６
（ｔ）のようになり、その中心周波数は、ビート信号９
１および９２と同じｆ７となる。したがって、ＦＭ変調
光８１および８２の光周波数ν５およびν６を制御する
ことにより、出力信号１００の周波数ｆ７が安定化され
る。
【００４４】ＦＭ変調用レーザ部２１および２２は、そ
れぞれ同じ波形の分岐信号７１および７２に基づいて変
調動作を行うので、ＦＭ変調光８１および８２の周波数
偏移の極性は、互いに同じ関係にある。しかも、 ν５＞ν０かつν６＞ν０ の関係にあるので、ビート信号９１および９２の周波数
偏移の極性も同じ関係になる。したがって、中心周波数
が同じで周波数偏移が同じであれば、出力信号１００の
振幅は、ビート信号９１および９２の振幅の和となる。
ビート信号９１および９２の振幅が同じであれば、出力
信号１００の振幅は、ビート信号９１もしくは９２の振
幅の２倍となる。なお、ビート信号９１および９２が有
しているノイズ成分も加算されることになるが、互いに
ランダムであるため、加算後のノイズの振幅は、２倍以
下となる。
れぞれ同じ波形の分岐信号７１および７２に基づいて変
調動作を行うので、ＦＭ変調光８１および８２の周波数
偏移の極性は、互いに同じ関係にある。しかも、 ν５＞ν０かつν６＞ν０ の関係にあるので、ビート信号９１および９２の周波数
偏移の極性も同じ関係になる。したがって、中心周波数
が同じで周波数偏移が同じであれば、出力信号１００の
振幅は、ビート信号９１および９２の振幅の和となる。
ビート信号９１および９２の振幅が同じであれば、出力
信号１００の振幅は、ビート信号９１もしくは９２の振
幅の２倍となる。なお、ビート信号９１および９２が有
しているノイズ成分も加算されることになるが、互いに
ランダムであるため、加算後のノイズの振幅は、２倍以
下となる。
【００４５】上記第３の実施形態では、光周波数の関係
は、 ν５＞ν０かつν６＞ν０ としたが、反対に ν５＜ν０かつν６＜ν０ でも同様の結果は得られる。
は、 ν５＞ν０かつν６＞ν０ としたが、反対に ν５＜ν０かつν６＜ν０ でも同様の結果は得られる。
【００４６】以上のように、第３の実施形態によれば、
ＦＭ変調用レーザ部を２つ用いることにより、出力信号
の振幅を２倍にでき、ＣＮＲ性能を改善することができ
る。
ＦＭ変調用レーザ部を２つ用いることにより、出力信号
の振幅を２倍にでき、ＣＮＲ性能を改善することができ
る。
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＦＭ変調器の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態のＦＭ変調器の各部における周
波数スペクトラムを示す模式図である。
波数スペクトラムを示す模式図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るＦＭ変調器の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図４】第２の実施形態のＦＭ変調器の各部における周
波数スペクトラムを示す模式図である。
波数スペクトラムを示す模式図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係るＦＭ変調器の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図６】第３の実施形態のＦＭ変調器の各部における周
波数スペクトラムを示す模式図である。
波数スペクトラムを示す模式図である。
【図７】従来のＦＭ変調器の構成を示すブロック図であ
る。
る。
１…入力部
２，２１，２２…ＦＭ変調用レーザ部
３…局部発振レーザ部
５…混合部
６…合成部
７…分岐部
１０…入力信号
１１…非反転信号
１２…反転信号
３０…局部発振光
３１〜３４，８１，８２…ＦＭ変調光
４１，４２…光電気変換部
５０，６０，１００…出力信号、
５１〜５４，９１，９２…ビート信号
７１，７２…分岐信号
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 布施 優
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電
器産業株式会社内
(72)発明者 菊島 浩二
東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日
本電信電話株式会社内
(56)参考文献 池田智 他，光ＡＭ／ＦＭ一括変換に
おけるＡＭ成分抑圧，電子情報通信学会
総合大会講演論文集，日本，社団法人電
子情報通信学会 通信２，1996年 ３月
11日，Ｂ−1205，637頁
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04B 10/00 - 10/28
H04J 14/00 - 14/08
G02F 2/00
Claims (3)
- 【請求項１】 光ヘテロダイン方式により、入力信号を
広帯域周波数変調信号に変換するための周波数変調器で
あって、 前記入力信号の非反転信号と反転信号を出力する入力部
と、 前記入力信号の非反転信号によって駆動され、周波数変
調された中心波長λ１の出力光を発生する第１の周波数
変調用レーザ部と、 前記入力信号の反転信号によって駆動され、周波数変調
された中心波長λ２の出力光を発生する第２の周波数変
調用レーザ部と、 中心波長λ０の無変調光を発生する局部発振レーザ部
と、 前記第１の周波数変調用レーザ部からの出力光と、前記
局部発振レーザ部の出力光とを合波し、光ヘテロダイン
検波して電気信号であるビート信号に変換する第１の光
電気変換部と、 前記第２の周波数変調用レーザ部からの出力光と、前記
局部発振レーザ部の出力光とを合波し、光ヘテロダイン
検波して電気信号であるビート信号に変換する第２の光
電気変換部と、 前記第１および第２の光電気変換部からの出力信号を混
合し、両出力信号の周波数差を有するビート信号を出力
する混合部とを備え、 前記中心波長λ１および前記中心波長λ２の両方が、前
記中心波長λ０よりも長波長側か、または短波長側に配
置されていることを特徴とする、周波数変調器。 - 【請求項２】 光ヘテロダイン方式により、入力信号を
広帯域周波数変調信号に変換するための周波数変調器で
あって、 前記入力信号を分岐して２つの分岐信号を出力する分岐
部と、 前記２つの分岐信号のいずれか一方によって駆動され、
周波数変調された中心波長λ１の出力光を発生する第１
の周波数変調用レーザ部と、 前記２つの分岐信号のいずれか他方によって駆動され、
周波数変調された中心波長λ２の出力光を発生する第２
の周波数変調用レーザ部と、 中心波長λ０の無変調光を発生する局部発振レーザ部
と、 前記第１の周波数変調用レーザ部からの出力光と、前記
局部発振レーザ部の出力光とを合波し、光ヘテロダイン
検波して電気信号であるビート信号に変換する第１の光
電気変換部と、 前記第２の周波数変調用レーザ部からの出力光と、前記
局部発振レーザ部の出力光とを合波し、光ヘテロダイン
検波して電気信号であるビート信号に変換する第２の光
電気変換部と、 前記第１および第２の光電気変換部からの出力信号を混
合し、両出力信号の周波数差を有するビート信号を出力
する混合部とを備え、 前記中心波長λ１および前記中心波長λ２が、前記中心
波長λ０を挟んで、それぞれ、短波長側および長波長側
に、または長波長側および短波長側に分散して配置され
ていることを特徴とする、周波数変調器。 - 【請求項３】 光ヘテロダイン方式により、入力信号を
広帯域周波数変調信号に変換するための周波数変調器で
あって、 前記入力信号を分岐して２つの分岐信号を出力する分岐
部と、 前記２つの分岐信号のいずれか一方によって駆動され、
周波数変調された中心波長λ１の出力光を発生する第１
の周波数変調用レーザ部と、 前記２つの分岐信号のいずれか他方によって駆動され、
周波数変調された中心波長λ２の出力光を発生する第２
の周波数変調用レーザ部と、 中心波長λ０の無変調光を発生する局部発振レーザ部
と、 前記第１の周波数変調用レーザ部からの出力光と、前記
局部発振レーザ部の出力光とを合波し、光ヘテロダイン
検波して電気信号であるビート信号に変換する第１の光
電気変換部と、 前記第２の周波数変調用レーザ部からの出力光と、前記
局部発振レーザ部の出力光とを合波し、光ヘテロダイン
検波して電気信号であるビート信号に変換する第２の光
電気変換部と、 前記第１および第２の光電気変換部からの出力信号を結
合して出力する結合部とを備え、 前記中心波長λ１および前記中心波長λ２の両方が、前
記中心波長λ０よりも長波側か、または短波側に配置さ
れており、かつ、いずれの場合も前記第１および第２の
光電気変換部の出力信号の中心周波数が、互いに同じ値
に選ばれていることを特徴とする、周波数変調器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16588396A JP3460451B2 (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | 周波数変調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16588396A JP3460451B2 (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | 周波数変調器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1013353A JPH1013353A (ja) | 1998-01-16 |
| JP3460451B2 true JP3460451B2 (ja) | 2003-10-27 |
Family
ID=15820796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16588396A Expired - Lifetime JP3460451B2 (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | 周波数変調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3460451B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1646164B1 (en) * | 2003-07-11 | 2015-10-07 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical signal transmitter and optical signal transmission system |
-
1996
- 1996-06-26 JP JP16588396A patent/JP3460451B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 池田智 他，光ＡＭ／ＦＭ一括変換におけるＡＭ成分抑圧，電子情報通信学会総合大会講演論文集，日本，社団法人電子情報通信学会 通信２，１９９６年 ３月１１日，Ｂ−１２０５，６３７頁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1013353A (ja) | 1998-01-16 |
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