JP3711031B2 - High frequency signal generator - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波からサブミリ波にいたる範囲の高周波信号を発生させる高周波信号発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の高周波信号発生装置として、コヒーレント白色光源から出力される超広帯域なコヒーレント白色光を利用したものが知られている。
【0003】
図6は、コヒーレント白色光源の構成例を示す。図において、コヒーレント白色光源は、中心周波数ν0 、繰り返し周波数f0[Hz] の励起用光パルスを出力する励起用パルス光源21と、所定の分散スロープと分散を有する非線形光学媒質22により構成される。なお、必要に応じて非線形光学媒質22の出力側に励起用光パルスを除去するバンド除去フィルタ23を備えてもよい。
【0004】
励起用パルス光源21から出力される繰り返し周波数f0[Hz] の励起用光パルスを非線形光学媒質22に入力すると、超広帯域で縦モード間隔f0(Hz)のコヒーレント白色光が発生する。なお、非線形光学媒質22として光ファイバを用いた場合には、波長帯域200 nm以上にわたるスペクトル幅を有するコヒーレント白色光を発生させることができる。これはスーパーコンティニウム(SC)光源と呼ばれている(参考文献:藤井、山林編著、超高速ネットワーク技術、未来ねっと技術シリーズ5、電気通信協会、pp.266-267、(2000))。
【0005】
図7は、従来の高周波信号発生装置の構成例を示す。図において、コヒーレント白色光源11は図6に示す構成のものである。このコヒーレント白色光源11から出力される中心周波数ν0 、縦モード間隔f0[Hz] 、繰り返し周波数f0[Hz] のコヒーレント白色光31は、光フィルタ群32のファブリペローフィルタ33に入力される。ファブリペローフィルタ33の周期(フリースペクトルレンジ(FSR))は、ちょうどnf0[Hz] (nは自然数)に設定されており、その出力の縦モード間隔はnf0[Hz] になる。
【0006】
ファブリペローフィルタ33の出力はアレイ導波路回折格子型フィルタ(AWG)34に入力され、光周波数ν12,…, νm を中心とする複数の光周波数成分が切り出され、それぞれ異なる出力ポートに分波される。このとき、AWG34の各出力ポートの短光パルス列35の繰り返し周波数は、いずれの出力ポート(光周波数)においてもnf0[Hz] となり、そのパルス幅はAWG34の透過帯域Δνによりガウシアン型の場合は0.44/Δν、sech2 型の場合は 0.315/Δνで表される。なお、短光パルス列35の繰り返し周波数は、ファブリペローフィルタ33のFSRによってf0 の整数倍で自由に選択することができ、そのパルス幅もAWG34の特性により任意に選択することができる。
【0007】
以上の構成により生成された出力光パルス列35を受光素子36で受光し、電気信号に変換すれば繰り返し周波数f0 の電気パルスを発生させることができる。また、受光素子36の出力にバンドパスフィルタを設け、繰り返し周波数f0 の高調波成分nf0[Hz] を取り出せば、nf0[Hz] の正弦波を発生させることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、受光素子には入力光パワーの定格があり、定格以上の入力パワーを入力すると出力が飽和して所望の高周波成分が低下してしまう特性がある。
【0009】
一方、従来の高周波信号発生装置の受光素子36に入力する光パルスのスペクトルには、f0 間隔で多数の輝線スペクトル成分が存在しており、所望の高周波成分はこのうちの1本にしかすぎない。そのため、光パルスを受光素子36に入力して出力電気信号から所望の高周波成分を取り出す構成では、光パルスのエネルギーのごく一部しか使わないだけでなく、他の不要な輝線スペクトル成分のエネルギーによって受光素子36が飽和し、所望の高周波成分の出力を十分に得ることが困難であった。
【0010】
本発明は、不要な光スペクトルによる受光素子の飽和などの問題を解決し、高周波信号を簡単な構成で効率よく発生させることができる高周波信号発生装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の高周波信号発生装置は、中心周波数ν0 、縦モード間隔f0[Hz] のコヒーレント白色光を出力するコヒーレント白色光源と、コヒーレント白色光を入力し、縦モード間隔f0 で並んだ複数の輝線スペクトルの中から、周波数(ν0+n1 0)[Hz]および(ν0+n20)[Hz](n1 ,n2 は整数かつn1>n2)の2本の輝線スペクトルを出力する光フィルタと、光フィルタから出力される2本の輝線スペクトルを合波する光合波器と、光合波器の出力光を入力し、前記2本の輝線スペクトルの差周波数(n1−n2)f0 [Hz]の高周波電気信号に変換して出力する受光素子とを備える。
【0012】
このように、コヒーレント白色光中の複数の輝線スペクトルの中から、光フィルタで2本の輝線スペクトルを取り出し、それを合波して受光素子に入力することにより、2本の輝線スペクトルの差周波数の高周波電気信号を発生させることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
図1は、本発明の高周波信号発生装置の第1の実施形態を示す。図において、本実施形態の高周波信号発生装置は、中心周波数ν0 、縦モード間隔f0[Hz] のコヒーレント白色光を出力するコヒーレント白色光源11と、コヒーレント白色光を入力し、縦モード間隔f0 で並んだ複数の輝線スペクトルの中から2本の輝線スペクトルを出力する光フィルタ12と、光フィルタ12から出力される2本の輝線スペクトルを合波する光合波器13と、光合波器13の出力光を入力して電気信号に変換する受光素子14と、電気信号の出力ポート15を備える。
【0014】
なお、コヒーレント白色光源11は、図6に示す構成のものである。また、必要に応じて、コヒーレント白色光源11の出力段、光フィルタ12の出力段に、光増幅器16,17,18を備えてもよい。
【0015】
ここで、光フィルタ12で選択する2本の輝線スペクトルを周波数(ν0+n10)[Hz]および(ν0+n20)[Hz](n1 ,n2 は整数かつn1>n2)とすると、出力ポート15には2本の輝線スペクトルの差周波数(n1−n2)f0 [Hz]の高周波電気信号が出力される。
【0016】
本実施形態の構成では、図6に示すコヒーレント白色光源11の励起用パルス光源21で周波数f0[Hz] という既存の電気発振器を用いることが可能な周波数領域で励起パルス光を発生させる。そして、非線形光学媒質22に励起パルス光を入力して光スペクトルを広げたコヒーレント白色光を出力させる。この拡大した光スペクトル(コヒーレント白色光)から、通常の電気回路では発生させることが困難な高周波に相当する差周波数を有する2本の輝線スペクトルを切り出して合波し、受光回路14に受光することにより、その差周波数の高周波信号を発生させることができる。このように、拡大した光スペクトルのうち、高周波信号の発生に必要な輝線スペクトルのみを用いる構成であるので、受光回路14の飽和を抑えることができる。
【0017】
(第2の実施形態)
図2は、本発明の高周波信号発生装置の第2の実施形態を示す。図において、本実施形態の特徴は、第1の実施形態における光フィルタ12として、アレイ導波路回折格子型フィルタ(AWG)を用い、コヒーレント白色光の輝線スペクトルを1本ずつ異なる出力ポートから取り出すようにする。
【0018】
図2(a) は、コヒーレント白色光の光スペクトルを示す。コヒーレント白色光は、中心周波数ν0 を中心として縦モード間隔f0[Hz] で輝線スペクトルが並んでいる。
【0019】
図2(b) は、光フィルタ(AWG)12の出力ポートn1 の透過スペクトル特性を示す。透過中心周波数は(ν0+n10)[Hz]である。図2(c) は、光フィルタ(AWG)12の出力ポートn2 の透過スペクトル特性を示す。透過中心周波数は(ν0+n20)[Hz]である。光フィルタ(AWG)12の出力ポートn1 ,n2 には、輝線スペクトルのうち1本を取り出す透過帯域Bを有する。ここでは、互いに3f0 だけ離れた輝線スペクトルが取り出される。これにより、出力ポート15には周波数3f0 [Hz]の高周波電気信号が出力される。
【0020】
AWGは、その動作原理上、光の干渉を用いているために周期性を有している。すなわち、図2(b),(c) に示した透過スペクトル特性は、フリースペクトルレンジ(FSR)と呼ばれる周期ごとに透過帯域Bの透過特性を有する。本実施形態における光フィルタ(AWG)12の望ましい特性としては、
(1) 透過帯域Bが十分に小さく、隣接する輝線スペクトルを十分に抑圧できること、
(2) FSRが出力させる高周波電気信号の周波数(n1−n2)f0 [Hz]に対して十分に大きいこと、
(3) 低損失であること、
である。現在、これらの条件を満たすAWGとして文献(K.Okamoto et al.,"Fabrication of 128-channel arrayed-waveguide grating multiplexer with 25 GHz channel spacing", Electron.Lett.,vol.32,pp.1474-1476,1996) に記載のものは、フィルタ帯域B=25GHz、FSR=3.2 THz、損失3.5 〜6dBとなっており、マイクロ波からサブミリ波(10GHz〜1000GHz)に対して十分に設計可能な値となっている。
【0021】
なお、本実施形態の構成において、光フィルタ(AWG)12の各出力ポートからの出力光パワーは、(コヒーレント白色光パワー/FSR内の輝線スペクトル数)となる。FSR内の輝線スペクトル数は、上記文献の例では128 本であり、各出力ポートからの出力光パワーは、コヒーレント白色光パワーが10mWとすると0.1 mW以下となる。
【0022】
ここで、出力光パワーを上げるには、コヒーレント白色光源11の出力に光増幅器(エルビウム添加光ファイバ増幅器)16を接続する。また、光フィルタ12の各出力ポートに光増幅器17,18を接続してもよい。ただし、光増幅器17,18を用いる場合に、光増幅器から出力される自然放出光雑音が受光素子14に入射すると飽和の原因になるので、受光素子14の前段に光バンドパスフィルタを用いて輝線成分以外の光スペクトルに発生する自然放出光雑音を除去することが望ましい。
【0023】
ところで、図2に示す示す構成は、光フィルタ(AWG)12の2つの出力ポートの輝線スペクトルの差周波数と、出力される高周波電気信号の周波数が対応しているが、出力ポートの組み合わせを変えることにより、高周波電気信号の周波数を任意に切り替えることができる。したがって、図3に示すように、2本の輝線スペクトルの組を光フィルタ12の異なる出力ポートから並列に取り出すことにより、異なる周波数の高周波電気信号を同時に複数本出力させることができる。なお、図3に示す例は、2組の輝線スペクトルを取り出す構成であり、光増幅器17,18、光合波器13、受光素子14をそれぞれ2組備えた構成であるが、同様に3組以上の輝線スペクトルを取り出すことも可能である。また、その場合には、1つの輝線スペクトルを共有するような構成としてもよい。
【0024】
また、図4に示すように、光フィルタ12と光合波器13との間に光空間スイッチ19を挿入し、光合波器13に接続する光フィルタ12の出力ポートを切り替える構成により、高周波電気信号の周波数を任意に切り替えることができる。
【0025】
さらに、図5に示すように、光空間スイッチ19の出力ポートから2組以上の輝線スペクトルを選択的に取り出す構成により、異なる周波数の高周波電気信号を同時に複数本出力させ、かつ光空間スイッチ19の設定によって任意に切り替えることができる。
【0026】
また、図1〜5に示した各光部品(11〜19)をすべて偏波保持構成とすることにより、動作の安定性を向上させることができる。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の高周波信号発生装置は、コヒーレント白色光源から出力されるコヒーレント白色光を構成する輝線スペクトルのうち、2本の輝線スペクトルを合波して受光することにより、その光周波数の相対差に相当するマイクロ波〜サブミリ波に渡る領域の高周波電気信号を発生させることができる。これにより、不要な光スペクトルによる受光素子の飽和などの問題を解決することができるとともに、簡単な構成で効率よく高周波電気信号を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高周波信号発生装置の第1の実施形態を示すブロック図。
【図2】本発明の高周波信号発生装置の第2の実施形態を示すブロック図。
【図3】本発明の高周波信号発生装置の第3の実施形態を示すブロック図。
【図4】本発明の高周波信号発生装置の第4の実施形態を示すブロック図。
【図5】本発明の高周波信号発生装置の第5の実施形態を示すブロック図。
【図6】コヒーレント白色光源の構成例を示すブロック図。
【図7】従来の高周波信号発生装置の構成例を示すブロック図。
【符号の説明】
11 コヒーレント白色光源
12 光フィルタ
13 光合波器
14 受光素子
15 出力ポート
16,17,18 光増幅器
19 光空間スイッチ
21 励起用パルス光源
22 非線形光学媒質
23 バンド除去フィルタ
31 コヒーレント白色光
32 光フィルタ群
33 ファブリペローフィルタ
34 アレイ導波路回折格子型フィルタ(AWG)
35 短光パルス列
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-frequency signal generator that generates a high-frequency signal in a range from a microwave to a submillimeter wave.
[0002]
[Prior art]
As a conventional high-frequency signal generator, a device using ultra-wideband coherent white light output from a coherent white light source is known.
[0003]
FIG. 6 shows a configuration example of a coherent white light source. In the figure, the coherent white light source is composed of an excitation pulse light source 21 that outputs an excitation light pulse having a center frequency ν 0 and a repetition frequency f 0 [Hz], and a nonlinear optical medium 22 having a predetermined dispersion slope and dispersion. The If necessary, a band removal filter 23 for removing the excitation light pulse may be provided on the output side of the nonlinear optical medium 22.
[0004]
When an excitation light pulse having a repetition frequency f 0 [Hz] output from the excitation pulse light source 21 is input to the nonlinear optical medium 22, coherent white light with a longitudinal mode interval f 0 (Hz) is generated in an ultra wide band. In the case where an optical fiber is used as the nonlinear optical medium 22, coherent white light having a spectral width over a wavelength band of 200 nm or more can be generated. This is called a super continuum (SC) light source (reference: Fujii, edited by Yamabayashi, ultra high-speed network technology, future network technology series 5, Telecommunications Association, pp.266-267, (2000)).
[0005]
FIG. 7 shows a configuration example of a conventional high-frequency signal generator. In the figure, the coherent white light source 11 has the configuration shown in FIG. The coherent white light 31 having the center frequency ν 0 , the longitudinal mode interval f 0 [Hz], and the repetition frequency f 0 [Hz] output from the coherent white light source 11 is input to the Fabry-Perot filter 33 of the optical filter group 32. . The period (free spectrum range (FSR)) of the Fabry-Perot filter 33 is set to just nf 0 [Hz] (n is a natural number), and the longitudinal mode interval of the output is nf 0 [Hz].
[0006]
The output of the Fabry-Perot filter 33 is input to the arrayed waveguide grating filter (AWG) 34, an optical frequency ν 1, ν 2, ..., ν m plurality of optical frequency components are cut out around the each different output Demultiplexed to the port. At this time, the repetition frequency of the short optical pulse train 35 of each output port of the AWG 34 is nf 0 [Hz] at any output port (optical frequency), and the pulse width is Gaussian type due to the transmission band Δν of the AWG 34. In the case of 0.44 / Δν and sech 2 type, it is expressed as 0.315 / Δν. Note that the repetition frequency of the short optical pulse train 35 can be freely selected by an integer multiple of f 0 by the FSR of the Fabry-Perot filter 33, and the pulse width can also be arbitrarily selected according to the characteristics of the AWG 34.
[0007]
If the output light pulse train 35 generated by the above configuration is received by the light receiving element 36 and converted into an electric signal, an electric pulse having a repetition frequency f 0 can be generated. Further, if a band pass filter is provided at the output of the light receiving element 36 and the harmonic component nf 0 [Hz] of the repetition frequency f 0 is extracted, a sine wave of nf 0 [Hz] can be generated.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the light receiving element has a rating of input light power, and when input power exceeding the rating is input, the output is saturated and a desired high frequency component is lowered.
[0009]
On the other hand, the spectrum of the optical pulse input to the light receiving element 36 of the conventional high-frequency signal generator has a large number of bright line spectral components at intervals of f 0 , and the desired high-frequency component is only one of them. Absent. Therefore, in the configuration in which the light pulse is input to the light receiving element 36 and a desired high frequency component is extracted from the output electric signal, not only a small part of the energy of the light pulse is used but also the energy of other unnecessary bright line spectral components. The light receiving element 36 is saturated, and it is difficult to sufficiently obtain an output of a desired high frequency component.
[0010]
An object of the present invention is to provide a high-frequency signal generator capable of solving a problem such as saturation of a light receiving element due to an unnecessary optical spectrum and efficiently generating a high-frequency signal with a simple configuration.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The high-frequency signal generation device of the present invention receives a coherent white light source that outputs a coherent white light having a center frequency ν 0 and a longitudinal mode interval f 0 [Hz], and a plurality of coherent white lights that are arranged at a longitudinal mode interval f 0 . From the emission line spectrum of the two, the frequency (ν 0 + n 1 f 0 ) [Hz] and (ν 0 + n 2 f 0 ) [Hz] (n 1 and n 2 are integers and n 1 > n 2 ) An optical filter that outputs an emission line spectrum, an optical multiplexer that combines the two emission line spectra output from the optical filter, and an output light of the optical multiplexer are input, and a difference frequency (n 1 −n 2 ) a light receiving element that converts the output into a high-frequency electrical signal of f 0 [Hz] and outputs it.
[0012]
In this way, by extracting two emission line spectra from the plurality of emission line spectra in the coherent white light with an optical filter, combining them and inputting them to the light receiving element, the difference frequency between the two emission line spectra is obtained. The high-frequency electrical signal can be generated.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
FIG. 1 shows a first embodiment of the high-frequency signal generator of the present invention. In the figure, the high-frequency signal generator of the present embodiment receives a coherent white light source 11 that outputs coherent white light having a center frequency ν 0 and a longitudinal mode interval f 0 [Hz], and a coherent white light, and a longitudinal mode interval f. An optical filter 12 that outputs two emission line spectra from among a plurality of emission line spectra arranged at 0 , an optical multiplexer 13 that combines the two emission line spectra output from the optical filter 12, and an optical multiplexer 13 Is provided with a light receiving element 14 that converts the output light into an electric signal and an electric signal output port 15.
[0014]
The coherent white light source 11 has the configuration shown in FIG. Moreover, you may provide the optical amplifiers 16, 17, and 18 in the output stage of the coherent white light source 11, and the output stage of the optical filter 12 as needed.
[0015]
Here, the two bright line spectra selected by the optical filter 12 are represented by frequencies (ν 0 + n 1 f 0 ) [Hz] and (ν 0 + n 2 f 0 ) [Hz] (n 1 and n 2 are integers and n 1 > N 2 ), a high-frequency electrical signal having a difference frequency (n 1 −n 2 ) f 0 [Hz] between the two emission line spectra is output to the output port 15.
[0016]
In the configuration of the present embodiment, excitation pulse light is generated in a frequency region in which an existing electric oscillator with a frequency f 0 [Hz] can be used with the excitation pulse light source 21 of the coherent white light source 11 shown in FIG. Then, the excitation pulse light is input to the nonlinear optical medium 22 to output coherent white light having a broadened optical spectrum. From this expanded light spectrum (coherent white light), two bright line spectra having a difference frequency corresponding to a high frequency that is difficult to be generated by a normal electric circuit are cut out, combined, and received by the light receiving circuit 14 Thus, a high-frequency signal having the difference frequency can be generated. As described above, since only the bright line spectrum necessary for generating the high-frequency signal is used in the expanded light spectrum, saturation of the light receiving circuit 14 can be suppressed.
[0017]
(Second Embodiment)
FIG. 2 shows a second embodiment of the high-frequency signal generator of the present invention. In the figure, the feature of this embodiment is that an arrayed waveguide grating filter (AWG) is used as the optical filter 12 in the first embodiment, and the emission line spectrum of coherent white light is extracted from each different output port. To.
[0018]
FIG. 2 (a) shows the optical spectrum of coherent white light. The coherent white light has bright line spectra arranged at a longitudinal mode interval f 0 [Hz] with the center frequency ν 0 as the center.
[0019]
FIG. 2B shows the transmission spectrum characteristics of the output port n 1 of the optical filter (AWG) 12. The transmission center frequency is (ν 0 + n 1 f 0 ) [Hz]. FIG. 2C shows the transmission spectrum characteristic of the output port n 2 of the optical filter (AWG) 12. The transmission center frequency is (ν 0 + n 2 f 0 ) [Hz]. The output ports n 1 and n 2 of the optical filter (AWG) 12 have a transmission band B for extracting one of the emission line spectra. Here, emission line spectra separated by 3f 0 are extracted. As a result, a high-frequency electric signal having a frequency of 3 f 0 [Hz] is output to the output port 15.
[0020]
The AWG has periodicity because it uses optical interference in its operation principle. That is, the transmission spectrum characteristics shown in FIGS. 2B and 2C have the transmission characteristics of the transmission band B for each period called a free spectrum range (FSR). As desirable characteristics of the optical filter (AWG) 12 in the present embodiment,
(1) The transmission band B is sufficiently small and the adjacent emission line spectrum can be sufficiently suppressed.
(2) It is sufficiently large with respect to the frequency (n 1 −n 2 ) f 0 [Hz] of the high-frequency electrical signal output by the FSR,
(3) Low loss,
It is. Currently, an AWG that satisfies these conditions has been published in the literature (K. Okamoto et al., “Fabrication of 128-channel arrayed-waveguide grating multiplexer with 25 GHz channel spacing”, Electron. Lett., Vol. 32, pp. 1474-1476. , 1996) has a filter band B = 25 GHz, FSR = 3.2 THz, loss 3.5 to 6 dB, and can be sufficiently designed from microwave to submillimeter wave (10 GHz to 1000 GHz). ing.
[0021]
In the configuration of the present embodiment, the output light power from each output port of the optical filter (AWG) 12 is (coherent white light power / number of bright line spectra in FSR). The number of bright line spectra in the FSR is 128 in the above-mentioned document, and the output light power from each output port is 0.1 mW or less when the coherent white light power is 10 mW.
[0022]
Here, in order to increase the output light power, an optical amplifier (erbium-doped optical fiber amplifier) 16 is connected to the output of the coherent white light source 11. Further, the optical amplifiers 17 and 18 may be connected to each output port of the optical filter 12. However, when the optical amplifiers 17 and 18 are used, spontaneous emission light noise output from the optical amplifier causes saturation when incident on the light receiving element 14, so that an emission band line filter is used in front of the light receiving element 14. It is desirable to remove spontaneous emission light noise generated in the light spectrum other than the components.
[0023]
The configuration shown in FIG. 2 corresponds to the difference frequency between the bright line spectra of the two output ports of the optical filter (AWG) 12 and the frequency of the high-frequency electric signal to be output. The combination of the output ports is changed. Thus, the frequency of the high-frequency electrical signal can be arbitrarily switched. Therefore, as shown in FIG. 3, by extracting two sets of bright line spectra in parallel from different output ports of the optical filter 12, it is possible to simultaneously output a plurality of high-frequency electric signals having different frequencies. Note that the example shown in FIG. 3 is a configuration in which two sets of emission line spectra are extracted, and includes two sets of optical amplifiers 17 and 18, an optical multiplexer 13, and a light receiving element 14. It is also possible to extract the emission line spectrum. In that case, a configuration may be adopted in which one emission line spectrum is shared.
[0024]
In addition, as shown in FIG. 4, a high-frequency electrical signal can be obtained by inserting an optical space switch 19 between the optical filter 12 and the optical multiplexer 13 and switching the output port of the optical filter 12 connected to the optical multiplexer 13. Can be switched arbitrarily.
[0025]
Further, as shown in FIG. 5, two or more sets of bright line spectra are selectively extracted from the output port of the optical space switch 19 to simultaneously output a plurality of high-frequency electric signals having different frequencies, It can be switched arbitrarily according to the setting.
[0026]
Moreover, the operational stability can be improved by making all the optical components (11 to 19) shown in FIGS.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, the high-frequency signal generation device of the present invention combines two light line spectra out of the line spectrums constituting the coherent white light output from the coherent white light source, and receives the light. It is possible to generate a high-frequency electric signal in a region extending from a microwave to a submillimeter wave corresponding to a relative difference in frequency. As a result, problems such as saturation of the light receiving element due to an unnecessary light spectrum can be solved, and a high-frequency electric signal can be efficiently generated with a simple configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a high-frequency signal generator of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the high-frequency signal generator of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a third embodiment of the high-frequency signal generator of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a fourth embodiment of the high-frequency signal generator of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a fifth embodiment of the high-frequency signal generator of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of a coherent white light source.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of a conventional high-frequency signal generator.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Coherent white light source 12 Optical filter 13 Optical multiplexer 14 Light receiving element 15 Output port 16, 17, 18 Optical amplifier 19 Optical space switch 21 Excitation pulse light source 22 Nonlinear optical medium 23 Band removal filter 31 Coherent white light 32 Optical filter group 33 Fabry-Perot filter 34 arrayed waveguide grating filter (AWG)
35 Short optical pulse train

Claims (3)

中心周波数ν0 、縦モード間隔f0[Hz] のコヒーレント白色光を出力するコヒーレント白色光源と、
前記コヒーレント白色光を入力し、縦モード間隔f0 で並んだ複数の輝線スペクトルの中から、周波数(ν0+n10)[Hz]および(ν0+n20)[Hz](n1 ,n2 は整数かつn1>n2)の2本の輝線スペクトルを出力する光フィルタと、
前記光フィルタから出力される2本の輝線スペクトルを合波する光合波器と、 前記光合波器の出力光を入力し、前記2本の輝線スペクトルの差周波数(n1−n2)f0 [Hz]の高周波電気信号に変換して出力する受光素子とを備え、
前記光フィルタとして、複数の出力ポートの各出力ポートごとに隣接する輝線スペクトルを十分に抑圧する透過帯域特性を有し、フリースペクトルレンジ(FSR)が(n 1 −n 2 ) 0 [Hz] に対して十分に大きいアレイ導波路回折格子型フィルタ(以下「AWG」という)を用い、その2つの出力ポートから前記2本の輝線スペクトルを取り出す構成である
ことを特徴とする高周波信号発生装置。
A coherent white light source that outputs coherent white light having a center frequency ν 0 and a longitudinal mode interval of f 0 [Hz];
The coherent white light is input, and a frequency (ν 0 + n 1 f 0 ) [Hz] and (ν 0 + n 2 f 0 ) [Hz] (n) are selected from a plurality of emission line spectra arranged at the longitudinal mode interval f 0. 1 and n 2 are integers and an optical filter that outputs two emission line spectra of n 1 > n 2 ),
An optical multiplexer that multiplexes two emission line spectra output from the optical filter, and an output light of the optical multiplexer, and a difference frequency (n 1 −n 2 ) f 0 between the two emission line spectra. A light-receiving element that converts and outputs a high-frequency electrical signal of [Hz],
The optical filter has a transmission band characteristic that sufficiently suppresses the adjacent bright line spectrum for each of the plurality of output ports, and has a free spectrum range (FSR) of (n 1 −n 2 ) f 0 [Hz]. A high-frequency signal generator characterized by using a sufficiently large arrayed waveguide grating filter (hereinafter referred to as “AWG”) to extract the two emission line spectra from its two output ports .
請求項1に記載の高周波信号発生装置において、
前記AWGから前記2本の輝線スペクトルを複数組取り出し、各2本の輝線スペクトルを複数の光合波器で合波してそれぞれ対応する受光素子に受光させ、複数の受光素子からそれぞれ異なる差周波数の高周波電気信号を出力する構成である
ことを特徴とする高周波信号発生装置。
In the high frequency signal generator of Claim 1 ,
A plurality of sets of the two emission line spectra are extracted from the AWG, and each of the two emission line spectra is combined by a plurality of optical multiplexers and received by the corresponding light receiving elements, and each of the plurality of light receiving elements has a different frequency difference. A high-frequency signal generator characterized by having a configuration for outputting a high-frequency electrical signal.
請求項1または請求項2に記載の高周波信号発生装置において、
前記AWGと前記光合波器との間に、前記光合波器に接続する前記AWGの所定の2つの出力ポートを選択する光空間スイッチを備え、前記光空間スイッチの選択に応じて前記高周波電気信号の周波数を切り替える構成である
ことを特徴とする高周波信号発生装置。
In the high frequency signal generator according to claim 1 or 2,
An optical space switch for selecting two predetermined output ports of the AWG connected to the optical multiplexer is provided between the AWG and the optical multiplexer, and the high-frequency electrical signal is selected according to the selection of the optical space switch. The high frequency signal generator characterized by having the structure which switches the frequency of.
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