JP3968166B2 - Ｆｍ変調装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＦＭ変調装置に関し、より特定的には、光通信システムにおいて用いられ、光ヘテロダイン検波を応用して高周波でかつ広帯域なＦＭ信号を発生するＦＭ変調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
入力信号の振幅変化を出力信号の周波数変化に変換するためのＦＭ変調装置の中でも、光ヘテロダイン検波を応用したＦＭ変調装置は、他のＦＭ変調装置では生成困難な高周波でかつ高帯域のＦＭ変調信号を容易に生成することができる新たなＦＭ変調装置として、近年積極的に開発が進められている。
【０００３】
図１２は、光ヘテロダイン検波を応用した従来のＦＭ変調装置の構成の一例を示すブロック図である。図１２において、光ヘテロダイン検波を応用した従来のＦＭ変調装置（以下、ＦＭ変調装置１２０と呼ぶ）は、信号源１２０１、ＦＭレーザ１２０２、局発光源１２０３および光検波部１２０４を備えている。ＦＭ変調装置１２０は、送信機（図示せず）、伝送路１２１および受信機（図示せず）を介してＦＭ復調装置（図示せず）と接続されている（例えばＫ．Ｋｉｋｕｓｈｉｍａ ｅｔ．ａｌ．，ＥＣＯＣ’９５，Ｔｈ．Ｌ．３．１，Ｂｒｕｓｓｅｌｓ，１９９５）。
【０００４】
このような構成を有する従来のＦＭ変調装置１２０において、信号源１２０１より出力される電気信号は、ＦＭレーザ１２０２に入力される。ＦＭレーザ１２０２は、例えば半導体レーザで構成され、入力信号の振幅（電流値）が一定の場合は、一定の周波数ｆ１の光を発振し、入力信号の振幅が変調されると発振周波数も変調を受ける性質を有しており、信号源１２０１からの電気信号を、周波数ｆ１を中心とした光ＦＭ信号に変換し出力する。局発光源１２０３は、ＦＭレーザ１２０２の発振周波数ｆ１と周波数Δｆ１だけ離れた周波数ｆｌ１の光を出力する。ＦＭレーザ１２０２および局発光源１２０３の出力光は、光検波部１２０４に入力される。光検波部１２０４は、自乗検波特性を有するフォトダイオード等で構成され、相異なる周波数の２つ以上の光が入力されると、その差の周波数においてビート成分を発生する性質を有する（この性質を利用した検波動作を光ヘテロダイン検波と呼ぶ）。つまり、光検波部１２０４は、光ヘテロダイン検波により、ＦＭレーザ１２０２の発振周波数ｆ１と局発光源１２０３の発振周波数ｆｌ１との差の周波数Δｆ１においてビート成分を発生し出力する。光検波部１２０４から出力されるビート成分は、信号源１２０１から出力された電気信号と一意に対応するＦＭ信号であり、このＦＭ信号が伝送路１２１を介してＦＭ復調装置へと伝送される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ＦＭ変調装置１２０は、信号源１２０１から出力される電気信号を上記のようにしてＦＭ信号に変換している。しかしながら、ＦＭ変調装置１２０では、光検波部１２０４から出力されたビート成分がＦＭ復調装置側へと伝送される際、伝送経路上において、伝送路１２１や送信機、受信機などが有する非線形性によってビート成分の高調波歪（以下、ＨＤと呼ぶ）が生じる。このＨＤがＦＭ復調時、本来ＦＭ復調すべき“ビート成分”に対する干渉波となり、ＦＭ復調後の雑音レベルを増大させるという問題があった（菅原編、「ＦＭ無線工学」日刊工業新聞社、第４７４頁から第５６６頁）。
なお、このような、ビート成分（ＦＭ信号）を復調側へと伝送する経路上で生じるＨＤがＦＭ復調後の雑音レベルを増加させる問題は、ＦＭ変調装置１２０のような、光ヘテロダイン検波を応用した従来のＦＭ変調装置に限らず、従来のＦＭ変調装置一般においても存在する。
【０００６】
それゆえに、本発明の目的は、ＦＭ復調装置側への伝送経路上で生じるＨＤ（変調して得られたＦＭ信号の高調波歪）が除去されるようにＦＭ変調を行え、それによってＦＭ復調後の雑音レベルを低減できるようなＦＭ変調装置を提供することである。
【０００７】
【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、電気信号を周波数変調信号（以下、ＦＭ信号）に変換して送信するＦＭ変調装置であって、
電気信号を出力する信号源と、
信号源から出力される電気信号を２分岐する分岐部と、
入力信号の振幅変化を出力信号の周波数変化に変換する機能を有し、分岐部が２分岐して得られる第１の電気信号および第２の電気信号をそれぞれＦＭ信号に変換するＦＭ変調部とを備え、
ＦＭ変調部は、
第１の電気信号および第２の電気信号を、一方のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪（ただし、ｎは２以上の任意の整数）と他方のＦＭ信号とが互いに相殺されるような２つのＦＭ変調信号に変換する。
【０００８】
上記のように、第１の発明では、電気信号を２分岐してそれぞれＦＭ信号に変換する。その際、各電気信号を、ＦＭ復調装置への伝送経路上で一方のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪（以下、ｎＨＤ）と他方のＦＭ信号とが互いに相殺されるような２つのＦＭ変調信号に変換するので、伝送経路上で生じるｎＨＤが除去され、その結果、ＦＭ復調後の雑音レベルが低減される。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、
ＦＭ変調部は、
入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ１の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、第１の電気信号を第１の光ＦＭ信号に変換して出力する第１のＦＭレーザと、
第１の光ＦＭ信号を導く第１の光導波部と、
入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ２の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、第２の電気信号を第２の光ＦＭ信号に変換して出力する第２のＦＭレーザと、
第２の光ＦＭ信号を導く第２の光導波部と、
所定周波数ｆｌ１の第１の局発光を出力する第１の局発光源と、
第１の局発光を導く第３の光導波部と、
相異なる周波数の２つ以上の光が入力された場合、各々の光の周波数の差の周波数においてビート成分を発生する性質を有し、第１の光ＦＭ信号と第１の局発光とによって、所定周波数ｆ１と所定周波数ｆｌ１との周波数差Δｆ１に相当する周波数においてビート成分を発生し、第２の光ＦＭ信号と第１の局発光とによって、所定周波数ｆ２と所定周波数ｆｌ１との周波数差Δｆ２に相当する周波数においてビート成分を発生し、これら２つのビート成分を第１および第２のＦＭ信号として出力する第１の光検波部とを含んでいる。
【００１０】
上記のように、第２の発明では、光ヘテロダイン検波によってＦＭ変調を行うので、高周波でかつ高帯域のＦＭ変調信号を容易に生成することができる。
【００１１】
第３の発明は、第２の発明において、
所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２および所定周波数ｆｌ１は、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の周波数と第２のＦＭ信号の周波数とが互いに一致するように選ばれ、
第１のＦＭレーザ、第２のＦＭレーザおよび第１の局発光源の各出力は、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の振幅と第２のＦＭ信号の振幅とが互いに一致するように設定され、
ＦＭ変調部は、
第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の周波数偏移と第２のＦＭ信号の周波数偏移とが互いに一致するように、第１の電気信号または第２の電気信号の振幅を調整するための振幅調整部と、
第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と第２のＦＭ信号とが互いに逆相関係となるように、第１のＦＭレーザ、第２のＦＭレーザおよび第１の局発光源のいずれかの発振位相を制御する位相制御部とをさらに含んでいる。
【００１２】
第３の発明によれば、第１の電気信号および第２の電気信号を、ＦＭ復調装置への伝送経路上で一方のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と他方のＦＭ信号とが互いに相殺されるような２つのＦＭ変調信号に変換することができる。
【００１３】
第４の発明は、第３の発明において、
ＦＭ変調部は、
第１の光検波部からのＦＭ信号の、周波数差Δｆ２に相当する周波数成分の電力を測定する電力測定部をさらに含み、
位相制御部は、電力測定部の測定結果が最小となるように発振位相を制御することを特長としている。
【００１４】
第５の発明は、第３の発明において、
ＦＭ変調部は、
入力信号の周波数変化を出力信号の振幅変化に変換する機能を有し、第１の光検波部からのＦＭ信号をＦＭ復調して出力するＦＭ復調部と、
ＦＭ復調部からの電気信号の雑音電力を測定する電力測定部とをさらに含み、
位相制御部は、電力測定部の測定結果が最小となるように発振位相を制御することを特長としている。
【００１５】
第４または第５の発明によれば、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と第２のＦＭ信号とが互いに逆相関係となるようにできる。
【００１６】
第６の発明は、第２の発明において、
所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２および所定周波数ｆｌ１は、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の周波数と第２のＦＭ信号の周波数とが互いに一致するように選ばれ、
第１のＦＭレーザ、第２のＦＭレーザおよび第１の局発光源の各出力は、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の振幅と第２のＦＭ信号の振幅とが互いに一致するように設定され、
ＦＭ変調部は、
第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の周波数偏移と第２のＦＭ信号の周波数偏移とが互いに一致するように、第１の電気信号または第２の電気信号の振幅を調整するための振幅調整部と、
第１〜第３の光導波部のいずれかに設けられ、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と第２のＦＭ信号とが互いに逆相関係となるように、当該光導波部を光信号が伝搬する際の伝搬遅延時間を調整する光遅延調整部とをさらに含んでいる。
【００１７】
第６の発明によれば、第１の電気信号および第２の電気信号を、ＦＭ復調装置への伝送経路上で一方のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と他方のＦＭ信号とが互いに相殺されるような２つのＦＭ変調信号に変換することができる。
【００１８】
第７の発明は、第６の発明において、
ＦＭ変調部は、
第１の光検波部からのＦＭ信号の、周波数差Δｆ２に相当する周波数成分の電力を測定する電力測定部をさらに含み、
光遅延調整部は、電力測定部の測定結果が最小となるように伝搬遅延時間を調整することを特長としている。
【００１９】
第８の発明は、第６の発明において、
ＦＭ変調部は、
入力信号の周波数変化を出力信号の振幅変化に変換する機能を有し、第１の光検波部からのＦＭ信号をＦＭ復調して出力するＦＭ復調部と、
ＦＭ復調部からの電気信号の雑音電力を測定する電力測定部とをさらに含み、
光遅延調整部は、電力測定部の測定結果が最小となるように伝搬遅延時間を調整することを特長としている。
【００２０】
第７または第８の発明によれば、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と第２のＦＭ信号とが互いに逆相関係となるようにできる。
【００２１】
第９の発明は、第１の発明において、
ＦＭ変調部は、
入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ１の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、第１の電気信号を第１の光ＦＭ信号に変換して出力する第１のＦＭレーザと、
第１の光ＦＭ信号を導く第１の光導波部と、
入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ２の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、第２の電気信号を第２の光ＦＭ信号に変換して出力する第２のＦＭレーザと、
第２の光ＦＭ信号を導く第２の光導波部と、
所定周波数ｆｌ１の第１の局発光を出力する第１の局発光源と、
第１の局発光を導く第３の光導波部と、
所定周波数ｆｌ２の第２の局発光を出力する第２の局発光源と、
第２の局発光を導く第４の光導波部と、
相異なる周波数の２つ以上の光が入力された場合、各々の光の周波数の差の周波数においてビート成分を発生する性質を有し、第１の光ＦＭ信号と第１の局発光とによって、所定周波数ｆ１と所定周波数ｆｌ１との周波数差Δｆ１に相当する周波数においてビート成分を発生し、第２の光ＦＭ信号と第１の局発光とによって、所定周波数ｆ２と所定周波数ｆｌ１との周波数差Δｆ２に相当する周波数においてビート成分を発生し、これら２つのビート成分を第１および第２のＦＭ信号として出力する第１の光検波部とを含んでいる。
【００２２】
上記のように、第９の発明では、光ヘテロダイン検波によってＦＭ変調を行うので、高周波でかつ高帯域のＦＭ変調信号を容易に生成することができる。
【００２３】
第１０の発明は、第９の発明において、
所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２、所定周波数ｆｌ１および所定周波数ｆｌ２は、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の周波数と第２のＦＭ信号の周波数とが互いに一致するように選ばれ、
第１のＦＭレーザ、第２のＦＭレーザ、第１の局発光源および第２の局発光源の各出力は、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の振幅と第２のＦＭ信号の振幅とが互いに一致するように設定され、
ＦＭ変調部は、
第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の周波数偏移と第２のＦＭ信号の周波数偏移とが互いに一致するように、第１の電気信号または第２の電気信号の振幅を調整するための振幅調整部と、
第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と第２のＦＭ信号とが互いに逆相関係となるように、第１のＦＭレーザ、第２のＦＭレーザ、第１の局発光源および第２の局発光源のいずれかの発振位相を制御する位相制御部とをさらに含んでいる。
【００２４】
第１０の発明によれば、第１の電気信号および第２の電気信号を、ＦＭ復調装置への伝送経路上で一方のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と他方のＦＭ信号とが互いに相殺されるような２つのＦＭ変調信号に変換することができる。
【００２５】
第１１の発明は、第１０の発明において、
ＦＭ変調部は、
第１の光検波部からのＦＭ信号の、周波数差Δｆ２に相当する周波数成分の電力を測定する電力測定部をさらに含み、
位相制御部は、電力測定部の測定結果が最小となるように発振位相を制御することを特長としている。
【００２６】
第１２の発明は、第１０の発明において、
ＦＭ変調部は、
入力信号の周波数変化を出力信号の振幅変化に変換する機能を有し、第１の光検波部からのＦＭ信号をＦＭ復調して出力するＦＭ復調部と、
ＦＭ復調部からの電気信号の雑音電力を測定する電力測定部とをさらに含み、
位相制御部は、電力測定部の測定結果が最小となるように発振位相を制御することを特長としている。
【００２７】
第１１または第１２の発明によれば、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と第２のＦＭ信号とが互いに逆相関係となるようにできる。
【００２８】
第１３の発明は、第９の発明において、
所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２、所定周波数ｆｌ１および所定周波数ｆｌ２は、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の周波数と第２のＦＭ信号の周波数とが互いに一致するように選ばれ、
第１のＦＭレーザ、第２のＦＭレーザ、第１の局発光源および第２の局発光源の各出力は、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の振幅と第２のＦＭ信号の振幅とが互いに一致するように設定され、
ＦＭ変調部は、
第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の周波数偏移と第２のＦＭ信号の周波数偏移とが互いに一致するように、第１の電気信号または第２の電気信号の振幅を調整するための振幅調整部と、
第１〜第４の光導波部のいずれかに設けられ、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と第２のＦＭ信号とが互いに逆相関係となるように、当該光導波部を光信号が伝搬する際の伝搬遅延時間を調整する光遅延調整部とをさらに含んでいる。
【００２９】
第１３の発明によれば、第１の電気信号および第２の電気信号を、ＦＭ復調装置への伝送経路上で一方のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と他方のＦＭ信号とが互いに相殺されるような２つのＦＭ変調信号に変換することができる。
【００３０】
第１４の発明は、第１３の発明において、
ＦＭ変調部は、
第１の光検波部からのＦＭ信号の、周波数差Δｆ２に相当する周波数成分の電力を測定する電力測定部をさらに含み、
光遅延調整部は、電力測定部の測定結果が最小となるように伝搬遅延時間を調整することを特長としている。
【００３１】
第１５の発明は、第１３の発明において、
ＦＭ変調部は、
入力信号の周波数変化を出力信号の振幅変化に変換する機能を有し、第１の光検波部からのＦＭ信号をＦＭ復調して出力するＦＭ復調部と、
ＦＭ復調部からの電気信号の雑音電力を測定する電力測定部とをさらに含み、
光遅延調整部は、電力測定部の測定結果が最小となるように伝搬遅延時間を調整することを特長としている。
【００３２】
第１４または第１５の発明によれば、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と第２のＦＭ信号とが互いに逆相関係となるようにできる。
【００３３】
第１６の発明は、第１の発明において、
ＦＭ変調部は、
入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ１の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、第１の電気信号を第１の光ＦＭ信号に変換して出力する第１のＦＭレーザと、
第１の光ＦＭ信号を導く第１の光導波部と、
入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ２の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、第２の電気信号を第２の光ＦＭ信号に変換して出力する第２のＦＭレーザと、
第２の光ＦＭ信号を導く第２の光導波部と、
所定周波数ｆｌ１の第１の局発光を出力する第１の局発光源と、
第１の局発光を導く第３の光導波部と、
所定周波数ｆｌ２の第２の局発光を出力する第２の局発光源と、
第２の局発光を導く第４の光導波部と、
相異なる周波数の２つ以上の光が入力された場合、各々の光の周波数の差の周波数においてビート成分を発生する性質を有し、第１の光ＦＭ信号と第１の局発光とによって、所定周波数ｆ１と所定周波数ｆｌ１との周波数差Δｆ１に相当する周波数においてビート成分を発生し、このビート成分を第１のＦＭ信号として出力する第１の光検波部と、
第１のＦＭ信号を導く第１の電気導波部と、
相異なる周波数の２つ以上の光が入力された場合、各々の光の周波数の差の周波数においてビート成分を発生する性質を有し、第２の光ＦＭ信号と第２の局発光とによって、所定周波数ｆ２と所定周波数ｆｌ１との周波数差Δｆ２に相当する周波数においてビート成分を発生し、このビート成分を第２のＦＭ信号として出力する第２の光検波部と、
第２のＦＭ信号を導く第２の電気導波部と、
第１のＦＭ信号と第２のＦＭ信号とを合波する合波部とを含んでいる。
【００３４】
上記のように、第１６の発明では、光ヘテロダイン検波によってＦＭ変調を行うので、高周波でかつ高帯域のＦＭ変調信号を容易に生成することができる。
【００３５】
第１７の発明は、第１６の発明において、
所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２、所定周波数ｆｌ１および所定周波数ｆｌ２は、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の周波数と第２のＦＭ信号の周波数とが互いに一致するように選ばれ、
第１のＦＭレーザ、第２のＦＭレーザ、第１の局発光源および第２の局発光源の各出力は、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の振幅と第２のＦＭ信号の振幅とが互いに一致するように設定され、
ＦＭ変調部は、
第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の周波数偏移と第２のＦＭ信号の周波数偏移とが互いに一致するように、第１の電気信号または第２の電気信号の振幅を調整するための振幅調整部と、
第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と第２のＦＭ信号とが互いに逆相関係となるように、第１のＦＭレーザ、第２のＦＭレーザ、第１の局発光源および第２の局発光源のいずれかの発振位相を制御する位相制御部とをさらに含んでいる。
【００３６】
第１７の発明によれば、第１の電気信号および第２の電気信号を、ＦＭ復調装置への伝送経路上で一方のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と他方のＦＭ信号とが互いに相殺されるような２つのＦＭ変調信号に変換することができる。
【００３７】
第１８の発明は、第１７の発明において、
ＦＭ変調部は、
合波部からのＦＭ信号の、周波数差Δｆ２に相当する周波数成分の電力を測定する電力測定部をさらに含み、
位相制御部は、電力測定部の測定結果が最小となるように発振位相を制御することを特長としている。
【００３８】
第１９の発明は、第１７の発明において、
ＦＭ変調部は、
入力信号の周波数変化を出力信号の振幅変化に変換する機能を有し、合波部からのＦＭ信号をＦＭ復調して出力するＦＭ復調部と、
ＦＭ復調部からの電気信号の雑音電力を測定する電力測定部とをさらに含み、
位相制御部は、電力測定部の測定結果が最小となるように発振位相を制御することを特長としている。
【００３９】
第１８または第１９の発明によれば、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と第２のＦＭ信号とが互いに逆相関係となるようにできる。
【００４０】
第２０の発明は、第１６の発明において、
所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２、所定周波数ｆｌ１および所定周波数ｆｌ２は、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の周波数と第２のＦＭ信号の周波数とが互いに一致するように選ばれ、
第１のＦＭレーザ、第２のＦＭレーザ、第１の局発光源および第２の局発光源の各出力は、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の振幅と第２のＦＭ信号の振幅とが互いに一致するように設定され、
ＦＭ変調部は、
第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の周波数偏移と第２のＦＭ信号の周波数偏移とが互いに一致するように、第１の電気信号または第２の電気信号の振幅を調整するための振幅調整部と、
第１〜第４の光導波部のいずれかに設けられ、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と第２のＦＭ信号とが互いに逆相関係となるように、当該光導波部を光信号が伝搬する際の伝搬遅延時間を調整する光遅延調整部とをさらに含んでいる。
【００４１】
第２０の発明によれば、第１の電気信号および第２の電気信号を、ＦＭ復調装置への伝送経路上で一方のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と他方のＦＭ信号とが互いに相殺されるような２つのＦＭ変調信号に変換することができる。
【００４２】
第２１の発明は、第２０の発明において、
ＦＭ変調部は、
合波部からのＦＭ信号の、周波数差Δｆ２に相当する周波数成分の電力を測定する電力測定部をさらに含み、
光遅延調整部は、電力測定部の測定結果が最小となるように伝搬遅延時間を調整することを特長としている。
【００４３】
第２２の発明は、第２０の発明において、
ＦＭ変調部は、
入力信号の周波数変化を出力信号の振幅変化に変換する機能を有し、合波部からのＦＭ信号をＦＭ復調して出力するＦＭ復調部と、
ＦＭ復調部からの電気信号の雑音電力を測定する電力測定部とをさらに含み、
光遅延調整部は、電力測定部の測定結果が最小となるように伝搬遅延時間を調整することを特長としている。
【００４４】
第２１または第２２の発明によれば、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と第２のＦＭ信号とが互いに逆相関係となるようにできる。
【００４５】
第２３の発明は、第１６の発明において、
所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２、所定周波数ｆｌ１および所定周波数ｆｌ２は、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の周波数と第２のＦＭ信号の周波数とが互いに一致するように選ばれ、
第１のＦＭレーザ、第２のＦＭレーザ、第１の局発光源および第２の局発光源の各出力は、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の振幅と第２のＦＭ信号の振幅とが互いに一致するように設定され、
ＦＭ変調部は、
第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の周波数偏移と第２のＦＭ信号の周波数偏移とが互いに一致するように、第１の電気信号または第２の電気信号の振幅を調整するための振幅調整部と、
第１または第２の電気導波部に設けられ、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と第２のＦＭ信号とが互いに逆相関係となるように、当該電気導波部を電気信号が伝搬する際の伝搬遅延時間を調整する電気遅延調整部とをさらに含んでいる。
【００４６】
第２３の発明によれば、第１の電気信号および第２の電気信号を、ＦＭ復調装置への伝送経路上で一方のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と他方のＦＭ信号とが互いに相殺されるような２つのＦＭ変調信号に変換することができる。
【００４７】
第２４の発明は、第２３の発明において、
ＦＭ変調部は、
合波部からのＦＭ信号の、周波数差Δｆ２に相当する周波数成分の電力を測定する電力測定部をさらに含み、
電気遅延調整部は、電力測定部の測定結果が最小となるように伝搬遅延時間を調整することを特長としている。
【００４８】
第２５の発明は、第２３の発明において、
ＦＭ変調部は、
入力信号の周波数変化を出力信号の振幅変化に変換する機能を有し、合波部からのＦＭ信号をＦＭ復調して出力するＦＭ復調部と、
ＦＭ復調部からの電気信号の雑音電力を測定する電力測定部とをさらに含み、
電気遅延調整部は、電力測定部の測定結果が最小となるように伝搬遅延時間を調整することを特長としている。
【００４９】
第２４または第２５の発明によれば、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と第２のＦＭ信号とが互いに逆相関係となるようにできる。
【００５０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（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変調装置の構成を示すブロック図である。図１において、第１の実施形態に係るＦＭ変調装置（以下、ＦＭ変調装置１０）は、信号源１０１、分岐部１０２、ＦＭ変調部１０３を備えている。なお、ＦＭ変調装置１０は、送信機（図示せず）、伝送路１１および受信機（図示せず）を介してＦＭ復調装置（図示せず）と接続されている。
【００５１】
信号源１０１は、電気信号を出力する。分岐部１０２は、信号源１０１から出力される電気信号を２分岐する。ＦＭ変調部１０３は、入力信号の振幅変化を出力信号の周波数変化に変換する機能を有し、分岐部１０２が２分岐して得られる第１および第２の電気信号をそれぞれＦＭ信号に変換する。その際、ＦＭ変調部１０３は、第１および第２の電気信号を、ＦＭ復調装置への伝送経路上で一方のＦＭ信号によって生じる２次高調波歪（以下、２ＨＤ）と他方のＦＭ信号とが互いに相殺されるような２つのＦＭ変調信号に変換する。
【００５２】
以下には、ＦＭ変調装置１０の動作を説明する。
信号源１０１から出力される電気信号は、分岐部１０２において第１の電気信号と第２の電気信号とに２分岐され、ＦＭ変調部１０３に入力される。ＦＭ変調部１０３では、第１および第２の電気信号が、ＦＭ復調装置への伝送経路上で一方のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと他方のＦＭ信号とが互いに相殺されるような２つのＦＭ変調信号に変換される。
【００５３】
図２は、図１のＦＭ変調部１０３が変調して得られる２つのＦＭ信号（第１および第２のＦＭ信号）のスペクトルを示す図である。図２において、第１のＦＭ信号がＦＭ復調装置へと伝送される際には、伝送経路上で、第１のＦＭ信号の周波数の２倍の周波数において第１のＦＭ信号による２ＨＤが生じる。第２のＦＭ信号は、この第１のＦＭ信号による２ＨＤと同じ周波数、振幅および周波数偏移を有する。
【００５４】
図３は、図２に示す第１のＦＭ信号の２ＤＨと第２のＦＭ信号との位相関係を示す図である。図３において、第１のＦＭ信号の２ＤＨと第２のＦＭ信号とは、互いに逆相関係にある。
【００５５】
つまり、ＦＭ変調部１０３は、第１および第２の電気信号を、一方のＦＭ信号が他方のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと同じ周波数、振幅および周波数偏移を有しかつ互いに逆相関係にあるような２つのＦＭ信号に変換する。
【００５６】
こうして得られた第１および第２のＦＭ信号は、ＦＭ復調装置へと伝送されるが、その際、伝送経路上で第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと第２のＦＭ信号とが互いに相殺されるので、ＦＭ復調後の雑音レベルが低減される。
【００５７】
さて、以下で説明する第２〜第７の実施形態では、光ヘテロダイン検波によってＦＭ変調を行う場合、第１の実施形態のＦＭ変調部１０３をどのようにして実現するかが明らかになる。
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係るＦＭ変調装置の構成を示すブロック図である。図４において、第２の実施形態に係るＦＭ変調装置（以下、ＦＭ変調装置２０）は、信号源２０１、分岐部２０２、第１のＦＭレーザ２０３、第１の光導波部２０４、第２のＦＭレーザ２０５、第２の光導波部２０６、第１の局発光源２０７、第３の光導波部２０８、第１の光検波部２０９、振幅調整部２１０、電力測定部２１１および位相制御部２１２を備えている。なお、ＦＭ変調装置２０は、送信機（図示せず）、伝送路２１および受信機（図示せず）を介してＦＭ復調装置（図示せず）と接続されている。
【００５８】
信号源２０１および分岐部２０２は、図１の信号源１０１および分岐部１０２と同様の動作を行う。すなわち、信号源２０１は、電気信号を出力し、分岐部２０２は、信号源２０１から出力される電気信号を２分岐する。また、第１のＦＭレーザ２０３、第１の光導波部２０４、第２のＦＭレーザ２０５、第２の光導波部２０６、第１の局発光源２０７、第３の光導波部２０８、第１の光検波部２０９、振幅調整部２１０、電力測定部２１１および位相制御部２１２によって、図１のＦＭ変調部１０３の機能が実現される。
【００５９】
すなわち、第１のＦＭレーザ２０３は 入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ１の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、分岐部２０２が分岐して得られる第１の電気信号を第１の光ＦＭ信号に変換して出力する。第１の光導波部２０４は、第１の光ＦＭ信号を導く。第２のＦＭレーザ２０５は、入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ２の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、分岐部２０２が分岐して得られる第２の電気信号を第２の光ＦＭ信号に変換して出力する。第２の光導波部２０６は、第２の光ＦＭ信号を導く。第１の局発光源２０７は、所定周波数ｆｌ１の第１の局発光（無変調光）を出力する。第３の光導波部２０８は、第１の局発光を導く。
【００６０】
第１の光検波部２０９は、相異なる周波数の２つ以上の光が入力された場合、各々の光の周波数の差の周波数においてビート成分を発生する性質を有し（この性質を利用した検波動作を光ヘテロダイン検波と呼ぶ）、第１の光ＦＭ信号と第１の局発光とによって、所定周波数ｆ１と所定周波数ｆｌ１との周波数差Δｆ１に相当する周波数においてビート成分を発生し、第２の光ＦＭ信号と第１の局発光とによって、所定周波数ｆ２と所定周波数ｆｌ１との周波数差Δｆ２に相当する周波数においてビート成分を発生し、これら２つのビート成分を第１および第２のＦＭ信号として出力する。
【００６１】
なお、第１のＦＭレーザ２０３、第２のＦＭレーザ２０５および第１の局発光源２０７は、半導体レーザなどの発光素子によって実現される。また、第１の光検波部２０９は、フォトダイオードなどの受光素子によって実現される。
【００６２】
ここで、上記の所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２および所定周波数ｆｌ１は、第１のＦＭ信号によって生じる２次高調波歪（以下、２ＨＤ）の周波数と第２のＦＭ信号の周波数とが互いに一致するように選ばれる。具体的には、図５に示すように、周波数差Δｆ２が周波数差Δｆ１の２倍となるように所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２および所定周波数ｆｌ１を配置することによって、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの周波数と第２のＦＭ信号の周波数とを互いに一致させることができる。
また、第１のＦＭレーザ２０３、第２のＦＭレーザ２０５および第１の局発光源２０７の出力は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの振幅と第２のＦＭ信号の振幅とが互いに一致するような値に設定されている。
【００６３】
振幅調整部２１０は、第２のＦＭ信号の周波数偏移が第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの周波数偏移と一致するように（従って、第２のＦＭ信号の周波数偏移が第１のＦＭ信号の周波数偏移の２倍となるように）第２の電気信号の振幅を調整する。これにより、第２のＦＭ信号は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと同じ周波数、振幅および周波数偏移を有するような信号となる（図２参照）。
【００６４】
電力測定部２１１は、第１の光検波部２０９からの出力信号の、周波数差Δｆ２に相当する周波数成分の電力を測定する。位相制御部２１２は、電力測定部２１１の測定結果が最小となるように第２のＦＭレーザ２０５の発振位相を制御する。これにより、第２のＦＭ信号は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと互いに逆相関係にあるような信号となる（図３参照）。
【００６５】
こうして得られた第１および第２のＦＭ信号は、ＦＭ復調装置へと伝送されるが、その際、伝送経路上で第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと第２のＦＭ信号とが互いに相殺されるので、ＦＭ復調後の雑音レベルが低減される。
【００６６】
なお、本実施形態では、位相制御部２１２は、第２のＦＭレーザ２０５の発振位相を制御したが、第１のＦＭレーザ２０３の発振位相を制御してもよく、第１の局発光源２０７の発振位相を制御してもよい。また、第１のＦＭレーザ２０３、第２のＦＭレーザ２０５および第１の局発光源２０７の全ての発振位相を制御しても、いずれか２つの発振位相を制御してもよい。
【００６７】
また、第２のＦＭレーザ２０５の発振位相を制御する代わりに、例えば第２の光導波部２０６を伝搬する光信号の遅延時間を調整するようにしてもよい（後述する第５の実施形態を参照）。さらに、電力測定部２１１は、第１の光検波部２０９からの出力信号（ＦＭ信号）の電力を測定したが、代わりに、その出力信号をＦＭ復調し、得られた電気信号の電力を測定してもよい（後述する第７の実施形態を参照）。
【００６８】
（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態に係るＦＭ変調装置の構成を示すブロック図である。図６において、第３の実施形態に係るＦＭ変調装置（以下、ＦＭ変調装置３０）は、信号源３０１、分岐部３０２、第１のＦＭレーザ３０３、第１の光導波部３０４、第２のＦＭレーザ３０５、第２の光導波部３０６、第１の局発光源３０７、第３の光導波部３０８、第２の局発光源３１３、第４の光導波部３１４、第１の光検波部３０９、振幅調整部３１０、電力測定部３１１および位相制御部３１２を備えている。なお、ＦＭ変調装置３０は、送信機（図示せず）、伝送路３１および受信機（図示せず）を介してＦＭ復調装置（図示せず）と接続されている。
【００６９】
信号源３０１および分岐部３０２は、図１の信号源１０１および分岐部１０２と同様の動作を行う。すなわち、信号源３０１は、電気信号を出力し、分岐部３０２は、信号源３０１から出力される電気信号を２分岐する。また、第１のＦＭレーザ３０３、第１の光導波部３０４、第２のＦＭレーザ３０５、第２の光導波部３０６、第１の局発光源３０７、第３の光導波部３０８、第２の局発光源３１３、第４の光導波部３１４、第１の光検波部３０９、振幅調整部３１０、電力測定部３１１および位相制御部３１２によって、図１のＦＭ変調部１０３の機能が実現される。
【００７０】
すなわち、第１のＦＭレーザ３０３は 入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ１の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、分岐部３０２が分岐して得られる第１の電気信号を第１の光ＦＭ信号に変換して出力する。第１の光導波部３０４は、第１の光ＦＭ信号を導く。第２のＦＭレーザ３０５は、入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ２の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、分岐部３０２が分岐して得られる第２の電気信号を第２の光ＦＭ信号に変換して出力する。第２の光導波部３０６は、第２の光ＦＭ信号を導く。第１の局発光源３０７は、所定周波数ｆｌ１の第１の局発光（無変調光）を出力する。第３の光導波部３０８は、第１の局発光を導く。第２の局発光源３１３は、所定周波数ｆｌ２の第２の局発光（無変調光）を出力する。第４の光導波部３１４は、第２の局発光を導く。
【００７１】
第１の光検波部３０９は、相異なる周波数の２つ以上の光が入力された場合、各々の光の周波数の差の周波数においてビート成分を発生する性質を有し（この性質を利用した検波動作を光ヘテロダイン検波と呼ぶ）、第１の光ＦＭ信号と第１の局発光とによって、所定周波数ｆ１と所定周波数ｆｌ１との周波数差Δｆ１に相当する周波数においてビート成分を発生し、第２の光ＦＭ信号と第２の局発光とによって、所定周波数ｆ２と所定周波数ｆｌ２との周波数差Δｆ２に相当する周波数においてビート成分を発生し、これら２つのビート成分を第１および第２のＦＭ信号として出力する。
【００７２】
なお、第１のＦＭレーザ３０３、第２のＦＭレーザ３０５、第１の局発光源３０７および第２の局発光源３１３は、半導体レーザなどの発光素子によって実現される。また、第１の光検波部３０９は、フォトダイオードなどの受光素子によって実現される。
【００７３】
ここで、上記の所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２、所定周波数ｆｌ１および所定周波数ｆｌ２は、第１のＦＭ信号によって生じる２次高調波歪（以下、２ＨＤ）の周波数と第２のＦＭ信号の周波数とが互いに一致するように選ばれる。具体的には、図７に示すように、周波数差Δｆ２が周波数差Δｆ１の２倍となるように所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２、所定周波数ｆｌ１および所定周波数ｆｌ２を配置することによって、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの周波数と第２のＦＭ信号の周波数とを互いに一致させることができる（なお、図５と図７とを比較すれば明らかなように、第２の実施形態のように１つの局発光源を備えるのに比べ、第３〜第７の実施形態のように２つの局発光源を備える方が、周波数配置の自由度が高い）。
また、第１のＦＭレーザ３０３、第２のＦＭレーザ３０５、第１の局発光源３０７および第２の局発光源３１３の出力は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの振幅と第２のＦＭ信号の振幅とが互いに一致するような値に設定されている。
【００７４】
振幅調整部３１０は、第２のＦＭ信号の周波数偏移が第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの周波数偏移と一致するように（従って、第２のＦＭ信号の周波数偏移が第１のＦＭ信号の周波数偏移の２倍となるように）第２の電気信号の振幅を調整する。これにより、第２のＦＭ信号は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと同じ周波数、振幅および周波数偏移を有するような信号となる（図２参照）。
【００７５】
電力測定部３１１は、第１の光検波部３０９からの出力信号の、周波数差Δｆ２に相当する周波数成分の電力を測定する。位相制御部３１２は、電力測定部３１１の測定結果が最小となるように第２のＦＭレーザ３０５の発振位相を制御する。これにより、第２のＦＭ信号は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと互いに逆相関係にあるような信号となる（図３参照）。
【００７６】
こうして得られた第１および第２のＦＭ信号は、ＦＭ復調装置へと伝送されるが、その際、伝送経路上で第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと第２のＦＭ信号とが互いに相殺されるので、ＦＭ復調後の雑音レベルが低減される。
【００７７】
なお、本実施形態では、位相制御部３１２は、第２のＦＭレーザ３０５の発振位相を制御したが、第１のＦＭレーザ３０３の発振位相を制御してもよく、第１の局発光源３０７の発振位相を制御してもよく、第２の局発光源３１３の発振位相を制御してもよい。また、第１のＦＭレーザ３０３、第２のＦＭレーザ３０５、第１の局発光源３０７および第２の局発光源３１３の全ての発振位相を制御しても、いずれか３つの発振位相を制御しても、いずれか２つの発振位相を制御してもよい。
【００７８】
また、第２のＦＭレーザ３０５の発振位相を制御する代わりに、例えば第２の光導波部３０６を伝搬する光信号の遅延時間を調整するようにしてもよい（後述する第５の実施形態を参照）。さらに、電力測定部３１１は、第１の光検波部３０９からの出力信号（ＦＭ信号）の電力を測定したが、代わりに、その出力信号をＦＭ復調し、得られた電気信号の電力を測定してもよい（後述する第７の実施形態を参照）。
【００７９】
（第４の実施形態）
図８は、本発明の第４の実施形態に係るＦＭ変調装置の構成を示すブロック図である。図８において、第４の実施形態に係るＦＭ変調装置（以下、ＦＭ変調装置４０）は、信号源４０１、分岐部４０２、第１のＦＭレーザ４０３、第１の光導波部４０４、第２のＦＭレーザ４０５、第２の光導波部４０６、第１の局発光源４０７、第３の光導波部４０８、第２の局発光源４１３、第４の光導波部４１４、第１の光検波部４０９、第１の電気導波部４１５、第２の光検波部４１６、第２の電気導波部４１７、合波部４１８、振幅調整部４１０、電力測定部４１１および位相制御部４１２を備えている。なお、ＦＭ変調装置４０は、送信機（図示せず）、伝送路４１および受信機（図示せず）を介してＦＭ復調装置（図示せず）と接続されている。
【００８０】
信号源４０１および分岐部４０２は、図１の信号源１０１および分岐部１０２と同様の動作を行う。すなわち、信号源４０１は、電気信号を出力し、分岐部４０２は、信号源４０１から出力される電気信号を２分岐する。また、第１のＦＭレーザ４０３、第１の光導波部４０４、第２のＦＭレーザ４０５、第２の光導波部４０６、第１の局発光源４０７、第３の光導波部４０８、第２の局発光源４１３、第４の光導波部４１４、第１の光検波部４０９、第１の電気導波部４１５、第２の光検波部４１６、第２の電気導波部４１７、合波部４１８、振幅調整部４１０、電力測定部４１１および位相制御部４１２によって、図１のＦＭ変調部１０３の機能が実現される。
【００８１】
すなわち、第１のＦＭレーザ４０３は 入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ１の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、分岐部４０２が分岐して得られる第１の電気信号を第１の光ＦＭ信号に変換して出力する。第１の光導波部４０４は、第１の光ＦＭ信号を導く。第２のＦＭレーザ４０５は、入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ２の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、分岐部４０２が分岐して得られる第２の電気信号を第２の光ＦＭ信号に変換して出力する。第２の光導波部４０６は、第２の光ＦＭ信号を導く。第１の局発光源４０７は、所定周波数ｆｌ１の第１の局発光（無変調光）を出力する。第３の光導波部４０８は、第１の局発光を導く。第２の局発光源４１３は、所定周波数ｆｌ２の第２の局発光（無変調光）を出力する。第４の光導波部４１４は、第２の局発光を導く。
【００８２】
第１の光検波部４０９は、相異なる周波数の２つ以上の光が入力された場合、各々の光の周波数の差の周波数においてビート成分を発生する性質を有し（この性質を利用した検波動作を光ヘテロダイン検波と呼ぶ）、第１の光ＦＭ信号と第１の局発光とによって、所定周波数ｆ１と所定周波数ｆｌ１との周波数差Δｆ１に相当する周波数においてビート成分を発生し、このビート成分を第１のＦＭ信号として出力する。第１の電気導波部４１５は、第１のＦＭ信号を導く。第２の光検波部４１６は、相異なる周波数の２つ以上の光が入力された場合、各々の光の周波数の差の周波数においてビート成分を発生する性質を有し、第２の光ＦＭ信号と第２の局発光とによって、所定周波数ｆ２と所定周波数ｆｌ２との周波数差Δｆ２に相当する周波数においてビート成分を発生し、このビート成分を第２のＦＭ信号として出力する。第２の電気導波部４１７は、第２のＦＭ信号を導く。合波部４１８は、第１のＦＭ信号と第２のＦＭ信号とを合波する。
【００８３】
なお、第１のＦＭレーザ４０３、第２のＦＭレーザ４０５、第１の局発光源４０７および第２の局発光源４１３は、半導体レーザなどの発光素子によって実現される。また、第１の光検波部４０９および第２の光検波部４１６は、フォトダイオードなどの受光素子によって実現される。
【００８４】
ここで、上記の所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２、所定周波数ｆｌ１および所定周波数ｆｌ２は、第１のＦＭ信号によって生じる２次高調波歪（以下、２ＨＤ）の周波数と第２のＦＭ信号の周波数とが互いに一致するように選ばれる。具体的には、図７に示すように、周波数差Δｆ２が周波数差Δｆ１の２倍となるように所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２、所定周波数ｆｌ１および所定周波数ｆｌ２を配置することによって、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの周波数と第２のＦＭ信号の周波数とを互いに一致させることができる。
また、第１のＦＭレーザ４０３、第２のＦＭレーザ４０５、第１の局発光源４０７、第２の局発光源４１３の出力は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの振幅と第２のＦＭ信号の振幅とが互いに一致するような値に設定されている。
【００８５】
振幅調整部４１０は、第２のＦＭ信号の周波数偏移が第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの周波数偏移と一致するように（従って、第２のＦＭ信号の周波数偏移が第１のＦＭ信号の周波数偏移の２倍となるように）第２の電気信号の振幅を調整する。これにより、第２のＦＭ信号は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと同じ周波数、振幅および周波数偏移を有するような信号となる（図２参照）。
【００８６】
電力測定部４１１は、合波部４１８からの出力信号の、周波数差Δｆ２に相当する周波数成分の電力を測定する。位相制御部４１２は、電力測定部４１１の測定結果が最小となるように第２のＦＭレーザ４０５の発振位相を制御する。これにより、第２のＦＭ信号は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと互いに逆相関係にあるような信号となる（図３参照）。
【００８７】
こうして得られた第１および第２のＦＭ信号は、ＦＭ復調装置へと伝送されるが、その際、伝送経路上で第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと第２のＦＭ信号とが互いに相殺されるので、ＦＭ復調後の雑音レベルが低減される。
【００８８】
なお、本実施形態では、位相制御部４１２は、第２のＦＭレーザ４０５の発振位相を制御したが、第１のＦＭレーザ４０３の発振位相を制御してもよく、第１の局発光源４０７の発振位相を制御してもよく、第２の局発光源４１３の発振位相を制御してもよい。また、第１のＦＭレーザ４０３、第２のＦＭレーザ４０５、第１の局発光源４０７および第２の局発光源４１３の全ての発振位相を制御しても、いずれか３つの発振位相を制御しても、いずれか２つの発振位相を制御してもよい。
【００８９】
また、電力測定部４１１は、合波部４１８からの出力信号（ＦＭ信号）の電力を測定したが、代わりに、その出力信号をＦＭ復調し、得られた電気信号の電力を測定してもよい（後述する第７の実施形態を参照）。
【００９０】
（第５の実施形態）
図９は、本発明の第５の実施形態に係るＦＭ変調装置の構成を示すブロック図である。図９において、第５の実施形態に係るＦＭ変調装置（以下、ＦＭ変調装置５０）は、信号源５０１、分岐部５０２、第１のＦＭレーザ５０３、第１の光導波部５０４、第２のＦＭレーザ５０５、第２の光導波部５０６、第１の局発光源５０７、第３の光導波部５０８、第２の局発光源５１３、第４の光導波部５１４、第１の光検波部５０９、第１の電気導波部５１５、第２の光検波部５１６、第２の電気導波部５１７、合波部５１８、振幅調整部５１０、電力測定部５１１および光遅延調整部５１２を備えている。なお、ＦＭ変調装置５０は、送信機（図示せず）、伝送路５１および受信機（図示せず）を介してＦＭ復調装置（図示せず）と接続されている。
【００９１】
信号源５０１および分岐部５０２は、図１の信号源１０１および分岐部１０２と同様の動作を行う。すなわち、信号源５０１は、電気信号を出力し、分岐部５０２は、信号源５０１から出力される電気信号を２分岐する。また、第１のＦＭレーザ５０３、第１の光導波部５０４、第２のＦＭレーザ５０５、第２の光導波部５０６、第１の局発光源５０７、第３の光導波部５０８、第２の局発光源５１３、第４の光導波部５１４、第１の光検波部５０９、第１の電気導波部５１５、第２の光検波部５１６、第２の電気導波部５１７、合波部５１８、振幅調整部５１０、電力測定部５１１および光遅延調整部５１２によって、図１のＦＭ変調部１０３の機能が実現される。
【００９２】
すなわち、第１のＦＭレーザ５０３は 入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ１の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、分岐部５０２が分岐して得られる第１の電気信号を第１の光ＦＭ信号に変換して出力する。第１の光導波部５０４は、第１の光ＦＭ信号を導く。第２のＦＭレーザ５０５は、入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ２の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、分岐部５０２が分岐して得られる第２の電気信号を第２の光ＦＭ信号に変換して出力する。第２の光導波部５０６は、第２の光ＦＭ信号を導く。第１の局発光源５０７は、所定周波数ｆｌ１の第１の局発光（無変調光）を出力する。第３の光導波部５０８は、第１の局発光を導く。第２の局発光源５１３は、所定周波数ｆｌ２の第２の局発光（無変調光）を出力する。第４の光導波部５１４は、第２の局発光を導く。
【００９３】
第１の光検波部５０９は、相異なる周波数の２つ以上の光が入力された場合、各々の光の周波数の差の周波数においてビート成分を発生する性質を有し（この性質を利用した検波動作を光ヘテロダイン検波と呼ぶ）、第１の光ＦＭ信号と第１の局発光とによって、所定周波数ｆ１と所定周波数ｆｌ１との周波数差Δｆ１に相当する周波数においてビート成分を発生し、このビート成分を第１のＦＭ信号として出力する。第１の電気導波部５１５は、第１のＦＭ信号を導く。第２の光検波部５１６は、相異なる周波数の２つ以上の光が入力された場合、各々の光の周波数の差の周波数においてビート成分を発生する性質を有し、第２の光ＦＭ信号と第２の局発光とによって、所定周波数ｆ２と所定周波数ｆｌ２との周波数差Δｆ２に相当する周波数においてビート成分を発生し、このビート成分を第２のＦＭ信号として出力する。第２の電気導波部５１７は、第２のＦＭ信号を導く。合波部５１８は、第１のＦＭ信号と第２のＦＭ信号とを合波する。
【００９４】
なお、第１のＦＭレーザ５０３、第２のＦＭレーザ５０５、第１の局発光源５０７および第２の局発光源５１３は、半導体レーザなどの発光素子によって実現される。また、第１の光検波部５０９および第２の光検波部５１６は、フォトダイオードなどの受光素子によって実現される。
【００９５】
ここで、上記の所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２、所定周波数ｆｌ１および所定周波数ｆｌ２は、第１のＦＭ信号によって生じる２次高調波歪（以下、２ＨＤ）の周波数と第２のＦＭ信号の周波数とが互いに一致するように選ばれる。具体的には、図７に示すように、周波数差Δｆ２が周波数差Δｆ１の２倍となるように所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２、所定周波数ｆｌ１および所定周波数ｆｌ２を配置することによって、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの周波数と第２のＦＭ信号の周波数とを互いに一致させることができる。
また、第１のＦＭレーザ５０３、第２のＦＭレーザ５０５、第１の局発光源５０７、第２の局発光源５１３の出力は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの振幅と第２のＦＭ信号の振幅とが互いに一致するような値に設定されている。
【００９６】
振幅調整部５１０は、第２のＦＭ信号の周波数偏移が第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの周波数偏移と一致するように（従って、第２のＦＭ信号の周波数偏移が第１のＦＭ信号の周波数偏移の２倍となるように）第２の電気信号の振幅を調整する。これにより、第２のＦＭ信号は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと同じ周波数、振幅および周波数偏移を有するような信号となる（図２参照）。
【００９７】
電力測定部５１１は、合波部５１８からの出力信号の、周波数差Δｆ２に相当する周波数成分の電力を測定する。光遅延調整部５１２は、電力測定部５１１の測定結果が最小となるように第２の光導波部５０６を伝搬する光信号の遅延時間を調整する。これにより、第２のＦＭ信号は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと互いに逆相関係にあるような信号となる（図３参照）。
【００９８】
こうして得られた第１および第２のＦＭ信号は、ＦＭ復調装置へと伝送されるが、その際、伝送経路上で第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと第２のＦＭ信号とが互いに相殺されるので、ＦＭ復調後の雑音レベルが低減される。
【００９９】
なお、本実施形態では、光遅延調整部５１２は、第２の光導波部５０６を伝搬する光信号の遅延時間を調整したが、第１の光導波部５０４を伝搬する光信号の遅延時間を調整してもよく、第３の光導波部５０８を伝搬する光信号の遅延時間を調整してもよく、第４の光導波部５１４を伝搬する光信号の遅延時間を調整してもよい。また、第１の光導波部５０４、第２の光導波部５０６、第３の光導波部５０８および第４の光導波部５１４の全てを伝搬する光信号の遅延時間を調整してもよく、いずれか３つを伝搬する光信号の遅延時間を調整しても、いずれか２つを伝搬する光信号の遅延時間を調整してもよい。
【０１００】
また、電力測定部５１１は、合波部５１８からの出力信号（ＦＭ信号）の電力を測定したが、代わりに、その出力信号をＦＭ復調し、得られた電気信号の電力を測定してもよい（後述する第７の実施形態を参照）。
【０１０１】
（第６の実施形態）
図１０は、本発明の第６の実施形態に係るＦＭ変調装置の構成を示すブロック図である。図１０において、第６の実施形態に係るＦＭ変調装置（以下、ＦＭ変調装置６０）は、信号源６０１、分岐部６０２、第１のＦＭレーザ６０３、第１の光導波部６０４、第２のＦＭレーザ６０５、第２の光導波部６０６、第１の局発光源６０７、第３の光導波部６０８、第２の局発光源６１３、第４の光導波部６１４、第１の光検波部６０９、第１の電気導波部６１５、第２の光検波部６１６、第２の電気導波部６１７、合波部６１８、振幅調整部６１０、電力測定部６１１および電気遅延調整部６１２を備えている。電気遅延調整部６１２は、第２の電気導波部６１７に設けられている。なお、ＦＭ変調装置６０は、送信機（図示せず）、伝送路６１および受信機（図示せず）を介してＦＭ復調装置（図示せず）と接続されている。
【０１０２】
信号源６０１および分岐部６０２は、図１の信号源１０１および分岐部１０２と同様の動作を行う。すなわち、信号源６０１は、電気信号を出力し、分岐部６０２は、信号源６０１から出力される電気信号を２分岐する。また、第１のＦＭレーザ６０３、第１の光導波部６０４、第２のＦＭレーザ６０５、第２の光導波部６０６、第１の局発光源６０７、第３の光導波部６０８、第２の局発光源６１３、第４の光導波部６１４、第１の光検波部６０９、第１の電気導波部６１５、第２の光検波部６１６、第２の電気導波部６１７、合波部６１８、振幅調整部６１０、電力測定部６１１および電気遅延調整部６１２によって、図１のＦＭ変調部１０３の機能が実現される。
【０１０３】
すなわち、第１のＦＭレーザ６０３は 入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ１の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、分岐部６０２が分岐して得られる第１の電気信号を第１の光ＦＭ信号に変換して出力する。第１の光導波部６０４は、第１の光ＦＭ信号を導く。第２のＦＭレーザ６０５は、入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ２の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、分岐部６０２が分岐して得られる第２の電気信号を第２の光ＦＭ信号に変換して出力する。第２の光導波部６０６は、第２の光ＦＭ信号を導く。第１の局発光源６０７は、所定周波数ｆｌ１の第１の局発光（無変調光）を出力する。第３の光導波部６０８は、第１の局発光を導く。第２の局発光源６１３は、所定周波数ｆｌ２の第２の局発光（無変調光）を出力する。第４の光導波部６１４は、第２の局発光を導く。
【０１０４】
第１の光検波部６０９は、相異なる周波数の２つ以上の光が入力された場合、各々の光の周波数の差の周波数においてビート成分を発生する性質を有し（この性質を利用した検波動作を光ヘテロダイン検波と呼ぶ）、第１の光ＦＭ信号と第１の局発光とによって、所定周波数ｆ１と所定周波数ｆｌ１との周波数差Δｆ１に相当する周波数においてビート成分を発生し、このビート成分を第１のＦＭ信号として出力する。第１の電気導波部６１５は、第１のＦＭ信号を導く。第２の光検波部６１６は、相異なる周波数の２つ以上の光が入力された場合、各々の光の周波数の差の周波数においてビート成分を発生する性質を有し、第２の光ＦＭ信号と第２の局発光とによって、所定周波数ｆ２と所定周波数ｆｌ２との周波数差Δｆ２に相当する周波数においてビート成分を発生し、このビート成分を第２のＦＭ信号として出力する。第２の電気導波部６１７は、第２のＦＭ信号を導く。合波部６１８は、第１のＦＭ信号と第２のＦＭ信号とを合波する。
【０１０５】
なお、第１のＦＭレーザ６０３、第２のＦＭレーザ６０５、第１の局発光源６０７および第２の局発光源６１３は、半導体レーザなどの発光素子によって実現される。また、第１の光検波部６０９および第２の光検波部６１６は、フォトダイオードなどの受光素子によって実現される。
【０１０６】
ここで、上記の所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２、所定周波数ｆｌ１および所定周波数ｆｌ２は、第１のＦＭ信号によって生じる２次高調波歪（以下、２ＨＤ）の周波数と第２のＦＭ信号の周波数とが互いに一致するように選ばれる。具体的には、図７に示すように、周波数差Δｆ２が周波数差Δｆ１の２倍となるように所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２、所定周波数ｆｌ１および所定周波数ｆｌ２を配置することによって、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの周波数と第２のＦＭ信号の周波数とを互いに一致させることができる。
また、第１のＦＭレーザ６０３、第２のＦＭレーザ６０５、第１の局発光源６０７、第２の局発光源６１３の出力は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの振幅と第２のＦＭ信号の振幅とが互いに一致するような値に設定されている。
【０１０７】
振幅調整部６１０は、第２のＦＭ信号の周波数偏移が第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの周波数偏移と一致するように（従って、第２のＦＭ信号の周波数偏移が第１のＦＭ信号の周波数偏移の２倍となるように）第２の電気信号の振幅を調整する。これにより、第２のＦＭ信号は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと同じ周波数、振幅および周波数偏移を有するような信号となる（図２参照）。
【０１０８】
電力測定部６１１は、合波部６１８からの出力信号の、周波数差Δｆ２に相当する周波数成分の電力を測定する。電気遅延調整部６１２は、電力測定部６１１の測定結果が最小となるように第２の電気導波部６１７を伝搬する電気信号の遅延時間を調整する。これにより、第２のＦＭ信号は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと互いに逆相関係にあるような信号となる（図３参照）。
【０１０９】
こうして得られた第１および第２のＦＭ信号は、ＦＭ復調装置へと伝送されるが、その際、伝送経路上で第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと第２のＦＭ信号とが互いに相殺されるので、ＦＭ復調後の雑音レベルが低減される。
【０１１０】
なお、本実施形態では、電気遅延調整部６１２は、第２の電気導波部６１７を伝搬する電気信号の遅延時間を調整したが、第１の電気導波部６１５を伝搬する電気信号の遅延時間を調整してもよい。また、第１の電気導波部６１５および第２の電気導波部６１７の両方を伝搬する電気信号の遅延時間を調整してもよい。
【０１１１】
また、電力測定部６１１は、合波部６１８からの出力信号（ＦＭ信号）の電力を測定したが、代わりに、その出力信号をＦＭ復調し、得られた電気信号の電力を測定してもよい（後述する第７の実施形態を参照）。
【０１１２】
（第７の実施形態）
図１１は、本発明の第７の実施形態に係るＦＭ変調装置の構成を示すブロック図である。図１１において、第７の実施形態に係るＦＭ変調装置（以下、ＦＭ変調装置７０）は、信号源７０１、分岐部７０２、第１のＦＭレーザ７０３、第１の光導波部７０４、第２のＦＭレーザ７０５、第２の光導波部７０６、第１の局発光源７０７、第３の光導波部７０８、第２の局発光源７１３、第４の光導波部７１４、第１の光検波部７０９、第１の電気導波部７１５、第２の光検波部７１６、第２の電気導波部７１７、合波部７１８、振幅調整部７１０、ＦＭ復調部７１９、電力測定部７１１および電気遅延調整部７１２を備えている。電気遅延調整部７１２は、第２の電気導波部７１７に設けられている。なお、ＦＭ変調装置７０は、送信機（図示せず）、伝送路７１および受信機（図示せず）を介してＦＭ復調装置（図示せず）と接続されている。
【０１１３】
信号源７０１および分岐部７０２は、図１の信号源１０１および分岐部１０２と同様の動作を行う。すなわち、信号源７０１は、電気信号を出力し、分岐部７０２は、信号源７０１から出力される電気信号を２分岐する。また、第１のＦＭレーザ７０３、第１の光導波部７０４、第２のＦＭレーザ７０５、第２の光導波部７０６、第１の局発光源７０７、第３の光導波部７０８、第２の局発光源７１３、第４の光導波部７１４、第１の光検波部７０９、第１の電気導波部７１５、第２の光検波部７１６、第２の電気導波部７１７、合波部７１８、振幅調整部７１０、ＦＭ復調部７１９、電力測定部７１１および電気遅延調整部７１２によって、図１のＦＭ変調部１０３の機能が実現される。
【０１１４】
すなわち、第１のＦＭレーザ７０３は 入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ１の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、分岐部７０２が分岐して得られる第１の電気信号を第１の光ＦＭ信号に変換して出力する。第１の光導波部７０４は、第１の光ＦＭ信号を導く。第２のＦＭレーザ７０５は、入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ２の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、分岐部７０２が分岐して得られる第２の電気信号を第２の光ＦＭ信号に変換して出力する。第２の光導波部７０６は、第２の光ＦＭ信号を導く。第１の局発光源７０７は、所定周波数ｆｌ１の第１の局発光（無変調光）を出力する。第３の光導波部７０８は、第１の局発光を導く。第２の局発光源７１３は、所定周波数ｆｌ２の第２の局発光（無変調光）を出力する。第４の光導波部７１４は、第２の局発光を導く。
【０１１５】
第１の光検波部７０９は、相異なる周波数の２つ以上の光が入力された場合、各々の光の周波数の差の周波数においてビート成分を発生する性質を有し（この性質を利用した検波動作を光ヘテロダイン検波と呼ぶ）、第１の光ＦＭ信号と第１の局発光とによって、所定周波数ｆ１と所定周波数ｆｌ１との周波数差Δｆ１に相当する周波数においてビート成分を発生し、このビート成分を第１のＦＭ信号として出力する。第１の電気導波部７１５は、第１のＦＭ信号を導く。第２の光検波部７１６は、相異なる周波数の２つ以上の光が入力された場合、各々の光の周波数の差の周波数においてビート成分を発生する性質を有し、第２の光ＦＭ信号と第２の局発光とによって、所定周波数ｆ２と所定周波数ｆｌ２との周波数差Δｆ２に相当する周波数においてビート成分を発生し、このビート成分を第２のＦＭ信号として出力する。第２の電気導波部７１７は、第２のＦＭ信号を導く。合波部７１８は、第１のＦＭ信号と第２のＦＭ信号とを合波する。
【０１１６】
なお、第１のＦＭレーザ７０３、第２のＦＭレーザ７０５、第１の局発光源７０７および第２の局発光源７１３は、半導体レーザなどの発光素子によって実現される。また、第１の光検波部７０９および第２の光検波部７１６は、フォトダイオードなどの受光素子によって実現される。
【０１１７】
ここで、上記の所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２、所定周波数ｆｌ１および所定周波数ｆｌ２は、第１のＦＭ信号によって生じる２次高調波歪（以下、２ＨＤ）の周波数と第２のＦＭ信号の周波数とが互いに一致するように選ばれる。具体的には、図７に示すように、周波数差Δｆ２が周波数差Δｆ１の２倍となるように所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２、所定周波数ｆｌ１および所定周波数ｆｌ２を配置することによって、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの周波数と第２のＦＭ信号の周波数とを互いに一致させることができる。
また、第１のＦＭレーザ７０３、第２のＦＭレーザ７０５、第１の局発光源７０７、第２の局発光源７１３の出力は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの振幅と第２のＦＭ信号の振幅とが互いに一致するような値に設定されている。
【０１１８】
振幅調整部７１０は、第２のＦＭ信号の周波数偏移が第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの周波数偏移と一致するように（従って、第２のＦＭ信号の周波数偏移が第１のＦＭ信号の周波数偏移の２倍となるように）第２の電気信号の振幅を調整する。これにより、第２のＦＭ信号は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと同じ周波数、振幅および周波数偏移を有するような信号となる（図２参照）。
【０１１９】
ＦＭ復調部７１９は、入力信号の周波数変化を出力信号の振幅変化に変換する機能を有し、合波部７１８からのＦＭ信号をＦＭ復調して出力する。電力測定部７１１は、ＦＭ復調部７１９からの出力信号の雑音電力を測定する。電気遅延調整部７１２は、電力測定部７１１の測定結果が最小となるように第２の電気導波部７１７を伝搬する電気信号の遅延時間を調整する。これにより、第２のＦＭ信号は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと互いに逆相関係にあるような信号となる（図３参照）。
【０１２０】
こうして得られた第１および第２のＦＭ信号は、ＦＭ復調装置へと伝送されるが、その際、伝送経路上で第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと第２のＦＭ信号とが互いに相殺されるので、ＦＭ復調後の雑音レベルが低減される。
【０１２１】
なお、本実施形態では、電気遅延調整部７１２は、第２の電気導波部７１７を伝搬する電気信号の遅延時間を調整したが、第１の電気導波部７１５を伝搬する電気信号の遅延時間を調整してもよい。また、第１の電気導波部７１５および第２の電気導波部７１７の両方を伝搬する電気信号の遅延時間を調整してもよい。
【０１２２】
なお、第１〜第７の実施形態では、分岐して得られる第１および第２の電気信号を、一方のＦＭ信号が他方のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと同じ周波数、振幅および周波数偏移を有しかつ互いに逆相関係にあるような２つのＦＭ信号に変換したが、代わりに、一方のＦＭ信号が他方のＦＭ信号のｎＨＤ（ｎ次高調波歪；ｎは２以上の任意の整数）と同じ周波数、振幅および周波数偏移を有しかつ互いに逆相関係にあるような２つのＦＭ信号に変換してもよい。その場合には、伝送経路上で第１のＦＭ信号によって生じるｎＨＤと第２のＦＭ信号とが互いに相殺され、ＦＭ復調後の雑音レベルが低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＦＭ変調装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のＦＭ変調部１０３が変調して得られる２つのＦＭ信号（第１および第２のＦＭ信号）のスペクトルを示す図である。
【図３】図２に示す第１のＦＭ信号の２ＤＨと第２のＦＭ信号との位相関係を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るＦＭ変調装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図４の第１のＦＭレーザ２０３が出力する第１の光ＦＭ信号の周波数ｆ１、第２のＦＭレーザ２０５が出力する第２の光ＦＭ信号の周波数ｆ２および第１の局発光源２０７が出力する第１の局発光の周波数ｆｌ１の間の関係を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係るＦＭ変調装置の構成を示すブロック図である。
【図７】図５の第１のＦＭレーザ３０３が出力する第１の光ＦＭ信号の周波数ｆ１、第２のＦＭレーザ３０５が出力する第２の光ＦＭ信号の周波数ｆ２、第１の局発光源３０７が出力する第１の局発光の周波数ｆｌ１および第２の局発光源３１３が出力する第２の局発光の周波数ｆｌ２の間の関係を示す図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係るＦＭ変調装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第５の実施形態に係るＦＭ変調装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第６の実施形態に係るＦＭ変調装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第７の実施形態に係るＦＭ変調装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】光ヘテロダイン検波を応用した従来のＦＭ変調装置の構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０…ＦＭ変調装置
１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１…信号源
１０２、２０２、３０２、４０２、５０２、６０２、７０２…分岐部
１０３…ＦＭ変調部
２０３、３０３、４０３、５０３、６０３、７０３…第１のＦＭレーザ
２０４、３０４、４０４、５０４、６０４、７０４…第１の光導波部
２０５、３０５、４０５、５０５、６０５、７０５…第２のＦＭレーザ
２０６、３０６、４０６、５０６、６０６、７０６…第２の光導波部
２０７、３０７、４０７、５０７、６０７、７０７…第１の局発光源
２０８、３０８、４０８、５０８、６０８、７０８…第３の光導波部
２０９、３０９、４０９、５０９、６０９、７０９…第１の光検波部
２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０…振幅調整部
２１１、３１１、４１１、５１１、６１１、７１１…電力測定部
２１２、３１２、４１２…位相制御部
３１３、４１３、５１３、６１３、７１３…第２の局発光源
３１４、４１４、５１４、６１４、７１４…第４の光導波部
４１５、５１５、６１５、７１５…第１の電気導波部
４１６、５１６、６１６、７１６…第２の光検波部
４１７、５１７、６１７、７１７…第２の電気導波部
４１８、５１８、６１８、７１８…合波部
５１２…光遅延調整部
６１２、７１２…電気遅延調整部
７１９…ＦＭ復調部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＦＭ変調装置に関し、より特定的には、光通信システムにおいて用いられ、光ヘテロダイン検波を応用して高周波でかつ広帯域なＦＭ信号を発生するＦＭ変調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
入力信号の振幅変化を出力信号の周波数変化に変換するためのＦＭ変調装置の中でも、光ヘテロダイン検波を応用したＦＭ変調装置は、他のＦＭ変調装置では生成困難な高周波でかつ高帯域のＦＭ変調信号を容易に生成することができる新たなＦＭ変調装置として、近年積極的に開発が進められている。
【０００３】
図１２は、光ヘテロダイン検波を応用した従来のＦＭ変調装置の構成の一例を示すブロック図である。図１２において、光ヘテロダイン検波を応用した従来のＦＭ変調装置（以下、ＦＭ変調装置１２０と呼ぶ）は、信号源１２０１、ＦＭレーザ１２０２、局発光源１２０３および光検波部１２０４を備えている。ＦＭ変調装置１２０は、送信機（図示せず）、伝送路１２１および受信機（図示せず）を介してＦＭ復調装置（図示せず）と接続されている（例えばＫ．Ｋｉｋｕｓｈｉｍａ ｅｔ．ａｌ．，ＥＣＯＣ’９５，Ｔｈ．Ｌ．３．１，Ｂｒｕｓｓｅｌｓ，１９９５）。
【０００４】
このような構成を有する従来のＦＭ変調装置１２０において、信号源１２０１より出力される電気信号は、ＦＭレーザ１２０２に入力される。ＦＭレーザ１２０２は、例えば半導体レーザで構成され、入力信号の振幅（電流値）が一定の場合は、一定の周波数ｆ１の光を発振し、入力信号の振幅が変調されると発振周波数も変調を受ける性質を有しており、信号源１２０１からの電気信号を、周波数ｆ１を中心とした光ＦＭ信号に変換し出力する。局発光源１２０３は、ＦＭレーザ１２０２の発振周波数ｆ１と周波数Δｆ１だけ離れた周波数ｆｌ１の光を出力する。ＦＭレーザ１２０２および局発光源１２０３の出力光は、光検波部１２０４に入力される。光検波部１２０４は、自乗検波特性を有するフォトダイオード等で構成され、相異なる周波数の２つ以上の光が入力されると、その差の周波数においてビート成分を発生する性質を有する（この性質を利用した検波動作を光ヘテロダイン検波と呼ぶ）。つまり、光検波部１２０４は、光ヘテロダイン検波により、ＦＭレーザ１２０２の発振周波数ｆ１と局発光源１２０３の発振周波数ｆｌ１との差の周波数Δｆ１においてビート成分を発生し出力する。光検波部１２０４から出力されるビート成分は、信号源１２０１から出力された電気信号と一意に対応するＦＭ信号であり、このＦＭ信号が伝送路１２１を介してＦＭ復調装置へと伝送される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ＦＭ変調装置１２０は、信号源１２０１から出力される電気信号を上記のようにしてＦＭ信号に変換している。しかしながら、ＦＭ変調装置１２０では、光検波部１２０４から出力されたビート成分がＦＭ復調装置側へと伝送される際、伝送経路上において、伝送路１２１や送信機、受信機などが有する非線形性によってビート成分の高調波歪（以下、ＨＤと呼ぶ）が生じる。このＨＤがＦＭ復調時、本来ＦＭ復調すべき“ビート成分”に対する干渉波となり、ＦＭ復調後の雑音レベルを増大させるという問題があった（菅原編、「ＦＭ無線工学」日刊工業新聞社、第４７４頁から第５６６頁）。
なお、このような、ビート成分（ＦＭ信号）を復調側へと伝送する経路上で生じるＨＤがＦＭ復調後の雑音レベルを増加させる問題は、ＦＭ変調装置１２０のような、光ヘテロダイン検波を応用した従来のＦＭ変調装置に限らず、従来のＦＭ変調装置一般においても存在する。
【０００６】
それゆえに、本発明の目的は、ＦＭ復調装置側への伝送経路上で生じるＨＤ（変調して得られたＦＭ信号の高調波歪）が除去されるようにＦＭ変調を行え、それによってＦＭ復調後の雑音レベルを低減できるようなＦＭ変調装置を提供することである。
【０００７】
【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、電気信号を周波数変調信号（以下、ＦＭ信号）に変換して送信するＦＭ変調装置であって、
電気信号を出力する信号源と、
信号源から出力される電気信号を２分岐する分岐部と、
入力信号の振幅変化を出力信号の周波数変化に変換する機能を有し、分岐部が２分岐して得られる第１の電気信号および第２の電気信号をそれぞれＦＭ信号に変換するＦＭ変調部とを備え、
ＦＭ変調部は、
第１の電気信号および第２の電気信号を、一方のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪（ただし、ｎは２以上の任意の整数）と他方のＦＭ信号とが互いに相殺されるような２つのＦＭ変調信号に変換する。
【０００８】
上記のように、第１の発明では、電気信号を２分岐してそれぞれＦＭ信号に変換する。その際、各電気信号を、ＦＭ復調装置への伝送経路上で一方のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪（以下、ｎＨＤ）と他方のＦＭ信号とが互いに相殺されるような２つのＦＭ変調信号に変換するので、伝送経路上で生じるｎＨＤが除去され、その結果、ＦＭ復調後の雑音レベルが低減される。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、
ＦＭ変調部は、
入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ１の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、第１の電気信号を第１の光ＦＭ信号に変換して出力する第１のＦＭレーザと、
第１の光ＦＭ信号を導く第１の光導波部と、
入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ２の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、第２の電気信号を第２の光ＦＭ信号に変換して出力する第２のＦＭレーザと、
第２の光ＦＭ信号を導く第２の光導波部と、
所定周波数ｆｌ１の第１の局発光を出力する第１の局発光源と、
第１の局発光を導く第３の光導波部と、
相異なる周波数の２つ以上の光が入力された場合、各々の光の周波数の差の周波数においてビート成分を発生する性質を有し、第１の光ＦＭ信号と第１の局発光とによって、所定周波数ｆ１と所定周波数ｆｌ１との周波数差Δｆ１に相当する周波数においてビート成分を発生し、第２の光ＦＭ信号と第１の局発光とによって、所定周波数ｆ２と所定周波数ｆｌ１との周波数差Δｆ２に相当する周波数においてビート成分を発生し、これら２つのビート成分を第１および第２のＦＭ信号として出力する第１の光検波部とを含んでいる。
【００１０】
上記のように、第２の発明では、光ヘテロダイン検波によってＦＭ変調を行うので、高周波でかつ高帯域のＦＭ変調信号を容易に生成することができる。
【００１１】
第３の発明は、第２の発明において、
所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２および所定周波数ｆｌ１は、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の周波数と第２のＦＭ信号の周波数とが互いに一致するように選ばれ、
第１のＦＭレーザ、第２のＦＭレーザおよび第１の局発光源の各出力は、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の振幅と第２のＦＭ信号の振幅とが互いに一致するように設定され、
ＦＭ変調部は、
第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の周波数偏移と第２のＦＭ信号の周波数偏移とが互いに一致するように、第１の電気信号または第２の電気信号の振幅を調整するための振幅調整部と、
第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と第２のＦＭ信号とが互いに逆相関係となるように、第１のＦＭレーザ、第２のＦＭレーザおよび第１の局発光源のいずれかの発振位相を制御する位相制御部とをさらに含んでいる。
【００１２】
第３の発明によれば、第１の電気信号および第２の電気信号を、ＦＭ復調装置への伝送経路上で一方のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と他方のＦＭ信号とが互いに相殺されるような２つのＦＭ変調信号に変換することができる。
【００１３】
第４の発明は、第３の発明において、
ＦＭ変調部は、
第１の光検波部からのＦＭ信号の、周波数差Δｆ２に相当する周波数成分の電力を測定する電力測定部をさらに含み、
位相制御部は、電力測定部の測定結果が最小となるように発振位相を制御することを特長としている。
【００１４】
第５の発明は、第３の発明において、
ＦＭ変調部は、
入力信号の周波数変化を出力信号の振幅変化に変換する機能を有し、第１の光検波部からのＦＭ信号をＦＭ復調して出力するＦＭ復調部と、
ＦＭ復調部からの電気信号の雑音電力を測定する電力測定部とをさらに含み、
位相制御部は、電力測定部の測定結果が最小となるように発振位相を制御することを特長としている。
【００１５】
第４または第５の発明によれば、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と第２のＦＭ信号とが互いに逆相関係となるようにできる。
【００１６】
第６の発明は、第２の発明において、
所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２および所定周波数ｆｌ１は、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の周波数と第２のＦＭ信号の周波数とが互いに一致するように選ばれ、
第１のＦＭレーザ、第２のＦＭレーザおよび第１の局発光源の各出力は、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の振幅と第２のＦＭ信号の振幅とが互いに一致するように設定され、
ＦＭ変調部は、
第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の周波数偏移と第２のＦＭ信号の周波数偏移とが互いに一致するように、第１の電気信号または第２の電気信号の振幅を調整するための振幅調整部と、
第１〜第３の光導波部のいずれかに設けられ、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と第２のＦＭ信号とが互いに逆相関係となるように、当該光導波部を光信号が伝搬する際の伝搬遅延時間を調整する光遅延調整部とをさらに含んでいる。
【００１７】
第６の発明によれば、第１の電気信号および第２の電気信号を、ＦＭ復調装置への伝送経路上で一方のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と他方のＦＭ信号とが互いに相殺されるような２つのＦＭ変調信号に変換することができる。
【００１８】
第７の発明は、第６の発明において、
ＦＭ変調部は、
第１の光検波部からのＦＭ信号の、周波数差Δｆ２に相当する周波数成分の電力を測定する電力測定部をさらに含み、
光遅延調整部は、電力測定部の測定結果が最小となるように伝搬遅延時間を調整することを特長としている。
【００１９】
第８の発明は、第６の発明において、
ＦＭ変調部は、
入力信号の周波数変化を出力信号の振幅変化に変換する機能を有し、第１の光検波部からのＦＭ信号をＦＭ復調して出力するＦＭ復調部と、
ＦＭ復調部からの電気信号の雑音電力を測定する電力測定部とをさらに含み、
光遅延調整部は、電力測定部の測定結果が最小となるように伝搬遅延時間を調整することを特長としている。
【００２０】
第７または第８の発明によれば、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と第２のＦＭ信号とが互いに逆相関係となるようにできる。
【００２１】
第９の発明は、第１の発明において、
ＦＭ変調部は、
入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ１の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、第１の電気信号を第１の光ＦＭ信号に変換して出力する第１のＦＭレーザと、
第１の光ＦＭ信号を導く第１の光導波部と、
入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ２の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、第２の電気信号を第２の光ＦＭ信号に変換して出力する第２のＦＭレーザと、
第２の光ＦＭ信号を導く第２の光導波部と、
所定周波数ｆｌ１の第１の局発光を出力する第１の局発光源と、
第１の局発光を導く第３の光導波部と、
所定周波数ｆｌ２の第２の局発光を出力する第２の局発光源と、
第２の局発光を導く第４の光導波部と、
相異なる周波数の２つ以上の光が入力された場合、各々の光の周波数の差の周波数においてビート成分を発生する性質を有し、第１の光ＦＭ信号と第１の局発光とによって、所定周波数ｆ１と所定周波数ｆｌ１との周波数差Δｆ１に相当する周波数においてビート成分を発生し、第２の光ＦＭ信号と第１の局発光とによって、所定周波数ｆ２と所定周波数ｆｌ１との周波数差Δｆ２に相当する周波数においてビート成分を発生し、これら２つのビート成分を第１および第２のＦＭ信号として出力する第１の光検波部とを含んでいる。
【００２２】
上記のように、第９の発明では、光ヘテロダイン検波によってＦＭ変調を行うので、高周波でかつ高帯域のＦＭ変調信号を容易に生成することができる。
【００２３】
第１０の発明は、第９の発明において、
所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２、所定周波数ｆｌ１および所定周波数ｆｌ２は、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の周波数と第２のＦＭ信号の周波数とが互いに一致するように選ばれ、
第１のＦＭレーザ、第２のＦＭレーザ、第１の局発光源および第２の局発光源の各出力は、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の振幅と第２のＦＭ信号の振幅とが互いに一致するように設定され、
ＦＭ変調部は、
第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の周波数偏移と第２のＦＭ信号の周波数偏移とが互いに一致するように、第１の電気信号または第２の電気信号の振幅を調整するための振幅調整部と、
第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と第２のＦＭ信号とが互いに逆相関係となるように、第１のＦＭレーザ、第２のＦＭレーザ、第１の局発光源および第２の局発光源のいずれかの発振位相を制御する位相制御部とをさらに含んでいる。
【００２４】
第１０の発明によれば、第１の電気信号および第２の電気信号を、ＦＭ復調装置への伝送経路上で一方のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と他方のＦＭ信号とが互いに相殺されるような２つのＦＭ変調信号に変換することができる。
【００２５】
第１１の発明は、第１０の発明において、
ＦＭ変調部は、
第１の光検波部からのＦＭ信号の、周波数差Δｆ２に相当する周波数成分の電力を測定する電力測定部をさらに含み、
位相制御部は、電力測定部の測定結果が最小となるように発振位相を制御することを特長としている。
【００２６】
第１２の発明は、第１０の発明において、
ＦＭ変調部は、
入力信号の周波数変化を出力信号の振幅変化に変換する機能を有し、第１の光検波部からのＦＭ信号をＦＭ復調して出力するＦＭ復調部と、
ＦＭ復調部からの電気信号の雑音電力を測定する電力測定部とをさらに含み、
位相制御部は、電力測定部の測定結果が最小となるように発振位相を制御することを特長としている。
【００２７】
第１１または第１２の発明によれば、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と第２のＦＭ信号とが互いに逆相関係となるようにできる。
【００２８】
第１３の発明は、第９の発明において、
所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２、所定周波数ｆｌ１および所定周波数ｆｌ２は、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の周波数と第２のＦＭ信号の周波数とが互いに一致するように選ばれ、
第１のＦＭレーザ、第２のＦＭレーザ、第１の局発光源および第２の局発光源の各出力は、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の振幅と第２のＦＭ信号の振幅とが互いに一致するように設定され、
ＦＭ変調部は、
第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の周波数偏移と第２のＦＭ信号の周波数偏移とが互いに一致するように、第１の電気信号または第２の電気信号の振幅を調整するための振幅調整部と、
第１〜第４の光導波部のいずれかに設けられ、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と第２のＦＭ信号とが互いに逆相関係となるように、当該光導波部を光信号が伝搬する際の伝搬遅延時間を調整する光遅延調整部とをさらに含んでいる。
【００２９】
第１３の発明によれば、第１の電気信号および第２の電気信号を、ＦＭ復調装置への伝送経路上で一方のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と他方のＦＭ信号とが互いに相殺されるような２つのＦＭ変調信号に変換することができる。
【００３０】
第１４の発明は、第１３の発明において、
ＦＭ変調部は、
第１の光検波部からのＦＭ信号の、周波数差Δｆ２に相当する周波数成分の電力を測定する電力測定部をさらに含み、
光遅延調整部は、電力測定部の測定結果が最小となるように伝搬遅延時間を調整することを特長としている。
【００３１】
第１５の発明は、第１３の発明において、
ＦＭ変調部は、
入力信号の周波数変化を出力信号の振幅変化に変換する機能を有し、第１の光検波部からのＦＭ信号をＦＭ復調して出力するＦＭ復調部と、
ＦＭ復調部からの電気信号の雑音電力を測定する電力測定部とをさらに含み、
光遅延調整部は、電力測定部の測定結果が最小となるように伝搬遅延時間を調整することを特長としている。
【００３２】
第１４または第１５の発明によれば、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と第２のＦＭ信号とが互いに逆相関係となるようにできる。
【００３３】
第１６の発明は、第１の発明において、
ＦＭ変調部は、
入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ１の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、第１の電気信号を第１の光ＦＭ信号に変換して出力する第１のＦＭレーザと、
第１の光ＦＭ信号を導く第１の光導波部と、
入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ２の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、第２の電気信号を第２の光ＦＭ信号に変換して出力する第２のＦＭレーザと、
第２の光ＦＭ信号を導く第２の光導波部と、
所定周波数ｆｌ１の第１の局発光を出力する第１の局発光源と、
第１の局発光を導く第３の光導波部と、
所定周波数ｆｌ２の第２の局発光を出力する第２の局発光源と、
第２の局発光を導く第４の光導波部と、
相異なる周波数の２つ以上の光が入力された場合、各々の光の周波数の差の周波数においてビート成分を発生する性質を有し、第１の光ＦＭ信号と第１の局発光とによって、所定周波数ｆ１と所定周波数ｆｌ１との周波数差Δｆ１に相当する周波数においてビート成分を発生し、このビート成分を第１のＦＭ信号として出力する第１の光検波部と、
第１のＦＭ信号を導く第１の電気導波部と、
相異なる周波数の２つ以上の光が入力された場合、各々の光の周波数の差の周波数においてビート成分を発生する性質を有し、第２の光ＦＭ信号と第２の局発光とによって、所定周波数ｆ２と所定周波数ｆｌ１との周波数差Δｆ２に相当する周波数においてビート成分を発生し、このビート成分を第２のＦＭ信号として出力する第２の光検波部と、
第２のＦＭ信号を導く第２の電気導波部と、
第１のＦＭ信号と第２のＦＭ信号とを合波する合波部とを含んでいる。
【００３４】
上記のように、第１６の発明では、光ヘテロダイン検波によってＦＭ変調を行うので、高周波でかつ高帯域のＦＭ変調信号を容易に生成することができる。
【００３５】
第１７の発明は、第１６の発明において、
所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２、所定周波数ｆｌ１および所定周波数ｆｌ２は、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の周波数と第２のＦＭ信号の周波数とが互いに一致するように選ばれ、
第１のＦＭレーザ、第２のＦＭレーザ、第１の局発光源および第２の局発光源の各出力は、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の振幅と第２のＦＭ信号の振幅とが互いに一致するように設定され、
ＦＭ変調部は、
第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の周波数偏移と第２のＦＭ信号の周波数偏移とが互いに一致するように、第１の電気信号または第２の電気信号の振幅を調整するための振幅調整部と、
第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と第２のＦＭ信号とが互いに逆相関係となるように、第１のＦＭレーザ、第２のＦＭレーザ、第１の局発光源および第２の局発光源のいずれかの発振位相を制御する位相制御部とをさらに含んでいる。
【００３６】
第１７の発明によれば、第１の電気信号および第２の電気信号を、ＦＭ復調装置への伝送経路上で一方のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と他方のＦＭ信号とが互いに相殺されるような２つのＦＭ変調信号に変換することができる。
【００３７】
第１８の発明は、第１７の発明において、
ＦＭ変調部は、
合波部からのＦＭ信号の、周波数差Δｆ２に相当する周波数成分の電力を測定する電力測定部をさらに含み、
位相制御部は、電力測定部の測定結果が最小となるように発振位相を制御することを特長としている。
【００３８】
第１９の発明は、第１７の発明において、
ＦＭ変調部は、
入力信号の周波数変化を出力信号の振幅変化に変換する機能を有し、合波部からのＦＭ信号をＦＭ復調して出力するＦＭ復調部と、
ＦＭ復調部からの電気信号の雑音電力を測定する電力測定部とをさらに含み、
位相制御部は、電力測定部の測定結果が最小となるように発振位相を制御することを特長としている。
【００３９】
第１８または第１９の発明によれば、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と第２のＦＭ信号とが互いに逆相関係となるようにできる。
【００４０】
第２０の発明は、第１６の発明において、
所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２、所定周波数ｆｌ１および所定周波数ｆｌ２は、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の周波数と第２のＦＭ信号の周波数とが互いに一致するように選ばれ、
第１のＦＭレーザ、第２のＦＭレーザ、第１の局発光源および第２の局発光源の各出力は、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の振幅と第２のＦＭ信号の振幅とが互いに一致するように設定され、
ＦＭ変調部は、
第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の周波数偏移と第２のＦＭ信号の周波数偏移とが互いに一致するように、第１の電気信号または第２の電気信号の振幅を調整するための振幅調整部と、
第１〜第４の光導波部のいずれかに設けられ、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と第２のＦＭ信号とが互いに逆相関係となるように、当該光導波部を光信号が伝搬する際の伝搬遅延時間を調整する光遅延調整部とをさらに含んでいる。
【００４１】
第２０の発明によれば、第１の電気信号および第２の電気信号を、ＦＭ復調装置への伝送経路上で一方のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と他方のＦＭ信号とが互いに相殺されるような２つのＦＭ変調信号に変換することができる。
【００４２】
第２１の発明は、第２０の発明において、
ＦＭ変調部は、
合波部からのＦＭ信号の、周波数差Δｆ２に相当する周波数成分の電力を測定する電力測定部をさらに含み、
光遅延調整部は、電力測定部の測定結果が最小となるように伝搬遅延時間を調整することを特長としている。
【００４３】
第２２の発明は、第２０の発明において、
ＦＭ変調部は、
入力信号の周波数変化を出力信号の振幅変化に変換する機能を有し、合波部からのＦＭ信号をＦＭ復調して出力するＦＭ復調部と、
ＦＭ復調部からの電気信号の雑音電力を測定する電力測定部とをさらに含み、
光遅延調整部は、電力測定部の測定結果が最小となるように伝搬遅延時間を調整することを特長としている。
【００４４】
第２１または第２２の発明によれば、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と第２のＦＭ信号とが互いに逆相関係となるようにできる。
【００４５】
第２３の発明は、第１６の発明において、
所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２、所定周波数ｆｌ１および所定周波数ｆｌ２は、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の周波数と第２のＦＭ信号の周波数とが互いに一致するように選ばれ、
第１のＦＭレーザ、第２のＦＭレーザ、第１の局発光源および第２の局発光源の各出力は、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の振幅と第２のＦＭ信号の振幅とが互いに一致するように設定され、
ＦＭ変調部は、
第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の周波数偏移と第２のＦＭ信号の周波数偏移とが互いに一致するように、第１の電気信号または第２の電気信号の振幅を調整するための振幅調整部と、
第１または第２の電気導波部に設けられ、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と第２のＦＭ信号とが互いに逆相関係となるように、当該電気導波部を電気信号が伝搬する際の伝搬遅延時間を調整する電気遅延調整部とをさらに含んでいる。
【００４６】
第２３の発明によれば、第１の電気信号および第２の電気信号を、ＦＭ復調装置への伝送経路上で一方のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と他方のＦＭ信号とが互いに相殺されるような２つのＦＭ変調信号に変換することができる。
【００４７】
第２４の発明は、第２３の発明において、
ＦＭ変調部は、
合波部からのＦＭ信号の、周波数差Δｆ２に相当する周波数成分の電力を測定する電力測定部をさらに含み、
電気遅延調整部は、電力測定部の測定結果が最小となるように伝搬遅延時間を調整することを特長としている。
【００４８】
第２５の発明は、第２３の発明において、
ＦＭ変調部は、
入力信号の周波数変化を出力信号の振幅変化に変換する機能を有し、合波部からのＦＭ信号をＦＭ復調して出力するＦＭ復調部と、
ＦＭ復調部からの電気信号の雑音電力を測定する電力測定部とをさらに含み、
電気遅延調整部は、電力測定部の測定結果が最小となるように伝搬遅延時間を調整することを特長としている。
【００４９】
第２４または第２５の発明によれば、第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪と第２のＦＭ信号とが互いに逆相関係となるようにできる。
【００５０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（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変調装置の構成を示すブロック図である。図１において、第１の実施形態に係るＦＭ変調装置（以下、ＦＭ変調装置１０）は、信号源１０１、分岐部１０２、ＦＭ変調部１０３を備えている。なお、ＦＭ変調装置１０は、送信機（図示せず）、伝送路１１および受信機（図示せず）を介してＦＭ復調装置（図示せず）と接続されている。
【００５１】
信号源１０１は、電気信号を出力する。分岐部１０２は、信号源１０１から出力される電気信号を２分岐する。ＦＭ変調部１０３は、入力信号の振幅変化を出力信号の周波数変化に変換する機能を有し、分岐部１０２が２分岐して得られる第１および第２の電気信号をそれぞれＦＭ信号に変換する。その際、ＦＭ変調部１０３は、第１および第２の電気信号を、ＦＭ復調装置への伝送経路上で一方のＦＭ信号によって生じる２次高調波歪（以下、２ＨＤ）と他方のＦＭ信号とが互いに相殺されるような２つのＦＭ変調信号に変換する。
【００５２】
以下には、ＦＭ変調装置１０の動作を説明する。
信号源１０１から出力される電気信号は、分岐部１０２において第１の電気信号と第２の電気信号とに２分岐され、ＦＭ変調部１０３に入力される。ＦＭ変調部１０３では、第１および第２の電気信号が、ＦＭ復調装置への伝送経路上で一方のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと他方のＦＭ信号とが互いに相殺されるような２つのＦＭ変調信号に変換される。
【００５３】
図２は、図１のＦＭ変調部１０３が変調して得られる２つのＦＭ信号（第１および第２のＦＭ信号）のスペクトルを示す図である。図２において、第１のＦＭ信号がＦＭ復調装置へと伝送される際には、伝送経路上で、第１のＦＭ信号の周波数の２倍の周波数において第１のＦＭ信号による２ＨＤが生じる。第２のＦＭ信号は、この第１のＦＭ信号による２ＨＤと同じ周波数、振幅および周波数偏移を有する。
【００５４】
図３は、図２に示す第１のＦＭ信号の２ＤＨと第２のＦＭ信号との位相関係を示す図である。図３において、第１のＦＭ信号の２ＤＨと第２のＦＭ信号とは、互いに逆相関係にある。
【００５５】
つまり、ＦＭ変調部１０３は、第１および第２の電気信号を、一方のＦＭ信号が他方のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと同じ周波数、振幅および周波数偏移を有しかつ互いに逆相関係にあるような２つのＦＭ信号に変換する。
【００５６】
こうして得られた第１および第２のＦＭ信号は、ＦＭ復調装置へと伝送されるが、その際、伝送経路上で第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと第２のＦＭ信号とが互いに相殺されるので、ＦＭ復調後の雑音レベルが低減される。
【００５７】
さて、以下で説明する第２〜第７の実施形態では、光ヘテロダイン検波によってＦＭ変調を行う場合、第１の実施形態のＦＭ変調部１０３をどのようにして実現するかが明らかになる。
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係るＦＭ変調装置の構成を示すブロック図である。図４において、第２の実施形態に係るＦＭ変調装置（以下、ＦＭ変調装置２０）は、信号源２０１、分岐部２０２、第１のＦＭレーザ２０３、第１の光導波部２０４、第２のＦＭレーザ２０５、第２の光導波部２０６、第１の局発光源２０７、第３の光導波部２０８、第１の光検波部２０９、振幅調整部２１０、電力測定部２１１および位相制御部２１２を備えている。なお、ＦＭ変調装置２０は、送信機（図示せず）、伝送路２１および受信機（図示せず）を介してＦＭ復調装置（図示せず）と接続されている。
【００５８】
信号源２０１および分岐部２０２は、図１の信号源１０１および分岐部１０２と同様の動作を行う。すなわち、信号源２０１は、電気信号を出力し、分岐部２０２は、信号源２０１から出力される電気信号を２分岐する。また、第１のＦＭレーザ２０３、第１の光導波部２０４、第２のＦＭレーザ２０５、第２の光導波部２０６、第１の局発光源２０７、第３の光導波部２０８、第１の光検波部２０９、振幅調整部２１０、電力測定部２１１および位相制御部２１２によって、図１のＦＭ変調部１０３の機能が実現される。
【００５９】
すなわち、第１のＦＭレーザ２０３は 入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ１の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、分岐部２０２が分岐して得られる第１の電気信号を第１の光ＦＭ信号に変換して出力する。第１の光導波部２０４は、第１の光ＦＭ信号を導く。第２のＦＭレーザ２０５は、入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ２の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、分岐部２０２が分岐して得られる第２の電気信号を第２の光ＦＭ信号に変換して出力する。第２の光導波部２０６は、第２の光ＦＭ信号を導く。第１の局発光源２０７は、所定周波数ｆｌ１の第１の局発光（無変調光）を出力する。第３の光導波部２０８は、第１の局発光を導く。
【００６０】
第１の光検波部２０９は、相異なる周波数の２つ以上の光が入力された場合、各々の光の周波数の差の周波数においてビート成分を発生する性質を有し（この性質を利用した検波動作を光ヘテロダイン検波と呼ぶ）、第１の光ＦＭ信号と第１の局発光とによって、所定周波数ｆ１と所定周波数ｆｌ１との周波数差Δｆ１に相当する周波数においてビート成分を発生し、第２の光ＦＭ信号と第１の局発光とによって、所定周波数ｆ２と所定周波数ｆｌ１との周波数差Δｆ２に相当する周波数においてビート成分を発生し、これら２つのビート成分を第１および第２のＦＭ信号として出力する。
【００６１】
なお、第１のＦＭレーザ２０３、第２のＦＭレーザ２０５および第１の局発光源２０７は、半導体レーザなどの発光素子によって実現される。また、第１の光検波部２０９は、フォトダイオードなどの受光素子によって実現される。
【００６２】
ここで、上記の所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２および所定周波数ｆｌ１は、第１のＦＭ信号によって生じる２次高調波歪（以下、２ＨＤ）の周波数と第２のＦＭ信号の周波数とが互いに一致するように選ばれる。具体的には、図５に示すように、周波数差Δｆ２が周波数差Δｆ１の２倍となるように所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２および所定周波数ｆｌ１を配置することによって、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの周波数と第２のＦＭ信号の周波数とを互いに一致させることができる。
また、第１のＦＭレーザ２０３、第２のＦＭレーザ２０５および第１の局発光源２０７の出力は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの振幅と第２のＦＭ信号の振幅とが互いに一致するような値に設定されている。
【００６３】
振幅調整部２１０は、第２のＦＭ信号の周波数偏移が第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの周波数偏移と一致するように（従って、第２のＦＭ信号の周波数偏移が第１のＦＭ信号の周波数偏移の２倍となるように）第２の電気信号の振幅を調整する。これにより、第２のＦＭ信号は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと同じ周波数、振幅および周波数偏移を有するような信号となる（図２参照）。
【００６４】
電力測定部２１１は、第１の光検波部２０９からの出力信号の、周波数差Δｆ２に相当する周波数成分の電力を測定する。位相制御部２１２は、電力測定部２１１の測定結果が最小となるように第２のＦＭレーザ２０５の発振位相を制御する。これにより、第２のＦＭ信号は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと互いに逆相関係にあるような信号となる（図３参照）。
【００６５】
こうして得られた第１および第２のＦＭ信号は、ＦＭ復調装置へと伝送されるが、その際、伝送経路上で第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと第２のＦＭ信号とが互いに相殺されるので、ＦＭ復調後の雑音レベルが低減される。
【００６６】
なお、本実施形態では、位相制御部２１２は、第２のＦＭレーザ２０５の発振位相を制御したが、第１のＦＭレーザ２０３の発振位相を制御してもよく、第１の局発光源２０７の発振位相を制御してもよい。また、第１のＦＭレーザ２０３、第２のＦＭレーザ２０５および第１の局発光源２０７の全ての発振位相を制御しても、いずれか２つの発振位相を制御してもよい。
【００６７】
また、第２のＦＭレーザ２０５の発振位相を制御する代わりに、例えば第２の光導波部２０６を伝搬する光信号の遅延時間を調整するようにしてもよい（後述する第５の実施形態を参照）。さらに、電力測定部２１１は、第１の光検波部２０９からの出力信号（ＦＭ信号）の電力を測定したが、代わりに、その出力信号をＦＭ復調し、得られた電気信号の電力を測定してもよい（後述する第７の実施形態を参照）。
【００６８】
（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態に係るＦＭ変調装置の構成を示すブロック図である。図６において、第３の実施形態に係るＦＭ変調装置（以下、ＦＭ変調装置３０）は、信号源３０１、分岐部３０２、第１のＦＭレーザ３０３、第１の光導波部３０４、第２のＦＭレーザ３０５、第２の光導波部３０６、第１の局発光源３０７、第３の光導波部３０８、第２の局発光源３１３、第４の光導波部３１４、第１の光検波部３０９、振幅調整部３１０、電力測定部３１１および位相制御部３１２を備えている。なお、ＦＭ変調装置３０は、送信機（図示せず）、伝送路３１および受信機（図示せず）を介してＦＭ復調装置（図示せず）と接続されている。
【００６９】
信号源３０１および分岐部３０２は、図１の信号源１０１および分岐部１０２と同様の動作を行う。すなわち、信号源３０１は、電気信号を出力し、分岐部３０２は、信号源３０１から出力される電気信号を２分岐する。また、第１のＦＭレーザ３０３、第１の光導波部３０４、第２のＦＭレーザ３０５、第２の光導波部３０６、第１の局発光源３０７、第３の光導波部３０８、第２の局発光源３１３、第４の光導波部３１４、第１の光検波部３０９、振幅調整部３１０、電力測定部３１１および位相制御部３１２によって、図１のＦＭ変調部１０３の機能が実現される。
【００７０】
すなわち、第１のＦＭレーザ３０３は 入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ１の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、分岐部３０２が分岐して得られる第１の電気信号を第１の光ＦＭ信号に変換して出力する。第１の光導波部３０４は、第１の光ＦＭ信号を導く。第２のＦＭレーザ３０５は、入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ２の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、分岐部３０２が分岐して得られる第２の電気信号を第２の光ＦＭ信号に変換して出力する。第２の光導波部３０６は、第２の光ＦＭ信号を導く。第１の局発光源３０７は、所定周波数ｆｌ１の第１の局発光（無変調光）を出力する。第３の光導波部３０８は、第１の局発光を導く。第２の局発光源３１３は、所定周波数ｆｌ２の第２の局発光（無変調光）を出力する。第４の光導波部３１４は、第２の局発光を導く。
【００７１】
第１の光検波部３０９は、相異なる周波数の２つ以上の光が入力された場合、各々の光の周波数の差の周波数においてビート成分を発生する性質を有し（この性質を利用した検波動作を光ヘテロダイン検波と呼ぶ）、第１の光ＦＭ信号と第１の局発光とによって、所定周波数ｆ１と所定周波数ｆｌ１との周波数差Δｆ１に相当する周波数においてビート成分を発生し、第２の光ＦＭ信号と第２の局発光とによって、所定周波数ｆ２と所定周波数ｆｌ２との周波数差Δｆ２に相当する周波数においてビート成分を発生し、これら２つのビート成分を第１および第２のＦＭ信号として出力する。
【００７２】
なお、第１のＦＭレーザ３０３、第２のＦＭレーザ３０５、第１の局発光源３０７および第２の局発光源３１３は、半導体レーザなどの発光素子によって実現される。また、第１の光検波部３０９は、フォトダイオードなどの受光素子によって実現される。
【００７３】
ここで、上記の所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２、所定周波数ｆｌ１および所定周波数ｆｌ２は、第１のＦＭ信号によって生じる２次高調波歪（以下、２ＨＤ）の周波数と第２のＦＭ信号の周波数とが互いに一致するように選ばれる。具体的には、図７に示すように、周波数差Δｆ２が周波数差Δｆ１の２倍となるように所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２、所定周波数ｆｌ１および所定周波数ｆｌ２を配置することによって、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの周波数と第２のＦＭ信号の周波数とを互いに一致させることができる（なお、図５と図７とを比較すれば明らかなように、第２の実施形態のように１つの局発光源を備えるのに比べ、第３〜第７の実施形態のように２つの局発光源を備える方が、周波数配置の自由度が高い）。
また、第１のＦＭレーザ３０３、第２のＦＭレーザ３０５、第１の局発光源３０７および第２の局発光源３１３の出力は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの振幅と第２のＦＭ信号の振幅とが互いに一致するような値に設定されている。
【００７４】
振幅調整部３１０は、第２のＦＭ信号の周波数偏移が第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの周波数偏移と一致するように（従って、第２のＦＭ信号の周波数偏移が第１のＦＭ信号の周波数偏移の２倍となるように）第２の電気信号の振幅を調整する。これにより、第２のＦＭ信号は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと同じ周波数、振幅および周波数偏移を有するような信号となる（図２参照）。
【００７５】
電力測定部３１１は、第１の光検波部３０９からの出力信号の、周波数差Δｆ２に相当する周波数成分の電力を測定する。位相制御部３１２は、電力測定部３１１の測定結果が最小となるように第２のＦＭレーザ３０５の発振位相を制御する。これにより、第２のＦＭ信号は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと互いに逆相関係にあるような信号となる（図３参照）。
【００７６】
こうして得られた第１および第２のＦＭ信号は、ＦＭ復調装置へと伝送されるが、その際、伝送経路上で第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと第２のＦＭ信号とが互いに相殺されるので、ＦＭ復調後の雑音レベルが低減される。
【００７７】
なお、本実施形態では、位相制御部３１２は、第２のＦＭレーザ３０５の発振位相を制御したが、第１のＦＭレーザ３０３の発振位相を制御してもよく、第１の局発光源３０７の発振位相を制御してもよく、第２の局発光源３１３の発振位相を制御してもよい。また、第１のＦＭレーザ３０３、第２のＦＭレーザ３０５、第１の局発光源３０７および第２の局発光源３１３の全ての発振位相を制御しても、いずれか３つの発振位相を制御しても、いずれか２つの発振位相を制御してもよい。
【００７８】
また、第２のＦＭレーザ３０５の発振位相を制御する代わりに、例えば第２の光導波部３０６を伝搬する光信号の遅延時間を調整するようにしてもよい（後述する第５の実施形態を参照）。さらに、電力測定部３１１は、第１の光検波部３０９からの出力信号（ＦＭ信号）の電力を測定したが、代わりに、その出力信号をＦＭ復調し、得られた電気信号の電力を測定してもよい（後述する第７の実施形態を参照）。
【００７９】
（第４の実施形態）
図８は、本発明の第４の実施形態に係るＦＭ変調装置の構成を示すブロック図である。図８において、第４の実施形態に係るＦＭ変調装置（以下、ＦＭ変調装置４０）は、信号源４０１、分岐部４０２、第１のＦＭレーザ４０３、第１の光導波部４０４、第２のＦＭレーザ４０５、第２の光導波部４０６、第１の局発光源４０７、第３の光導波部４０８、第２の局発光源４１３、第４の光導波部４１４、第１の光検波部４０９、第１の電気導波部４１５、第２の光検波部４１６、第２の電気導波部４１７、合波部４１８、振幅調整部４１０、電力測定部４１１および位相制御部４１２を備えている。なお、ＦＭ変調装置４０は、送信機（図示せず）、伝送路４１および受信機（図示せず）を介してＦＭ復調装置（図示せず）と接続されている。
【００８０】
信号源４０１および分岐部４０２は、図１の信号源１０１および分岐部１０２と同様の動作を行う。すなわち、信号源４０１は、電気信号を出力し、分岐部４０２は、信号源４０１から出力される電気信号を２分岐する。また、第１のＦＭレーザ４０３、第１の光導波部４０４、第２のＦＭレーザ４０５、第２の光導波部４０６、第１の局発光源４０７、第３の光導波部４０８、第２の局発光源４１３、第４の光導波部４１４、第１の光検波部４０９、第１の電気導波部４１５、第２の光検波部４１６、第２の電気導波部４１７、合波部４１８、振幅調整部４１０、電力測定部４１１および位相制御部４１２によって、図１のＦＭ変調部１０３の機能が実現される。
【００８１】
すなわち、第１のＦＭレーザ４０３は 入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ１の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、分岐部４０２が分岐して得られる第１の電気信号を第１の光ＦＭ信号に変換して出力する。第１の光導波部４０４は、第１の光ＦＭ信号を導く。第２のＦＭレーザ４０５は、入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ２の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、分岐部４０２が分岐して得られる第２の電気信号を第２の光ＦＭ信号に変換して出力する。第２の光導波部４０６は、第２の光ＦＭ信号を導く。第１の局発光源４０７は、所定周波数ｆｌ１の第１の局発光（無変調光）を出力する。第３の光導波部４０８は、第１の局発光を導く。第２の局発光源４１３は、所定周波数ｆｌ２の第２の局発光（無変調光）を出力する。第４の光導波部４１４は、第２の局発光を導く。
【００８２】
第１の光検波部４０９は、相異なる周波数の２つ以上の光が入力された場合、各々の光の周波数の差の周波数においてビート成分を発生する性質を有し（この性質を利用した検波動作を光ヘテロダイン検波と呼ぶ）、第１の光ＦＭ信号と第１の局発光とによって、所定周波数ｆ１と所定周波数ｆｌ１との周波数差Δｆ１に相当する周波数においてビート成分を発生し、このビート成分を第１のＦＭ信号として出力する。第１の電気導波部４１５は、第１のＦＭ信号を導く。第２の光検波部４１６は、相異なる周波数の２つ以上の光が入力された場合、各々の光の周波数の差の周波数においてビート成分を発生する性質を有し、第２の光ＦＭ信号と第２の局発光とによって、所定周波数ｆ２と所定周波数ｆｌ２との周波数差Δｆ２に相当する周波数においてビート成分を発生し、このビート成分を第２のＦＭ信号として出力する。第２の電気導波部４１７は、第２のＦＭ信号を導く。合波部４１８は、第１のＦＭ信号と第２のＦＭ信号とを合波する。
【００８３】
なお、第１のＦＭレーザ４０３、第２のＦＭレーザ４０５、第１の局発光源４０７および第２の局発光源４１３は、半導体レーザなどの発光素子によって実現される。また、第１の光検波部４０９および第２の光検波部４１６は、フォトダイオードなどの受光素子によって実現される。
【００８４】
ここで、上記の所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２、所定周波数ｆｌ１および所定周波数ｆｌ２は、第１のＦＭ信号によって生じる２次高調波歪（以下、２ＨＤ）の周波数と第２のＦＭ信号の周波数とが互いに一致するように選ばれる。具体的には、図７に示すように、周波数差Δｆ２が周波数差Δｆ１の２倍となるように所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２、所定周波数ｆｌ１および所定周波数ｆｌ２を配置することによって、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの周波数と第２のＦＭ信号の周波数とを互いに一致させることができる。
また、第１のＦＭレーザ４０３、第２のＦＭレーザ４０５、第１の局発光源４０７、第２の局発光源４１３の出力は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの振幅と第２のＦＭ信号の振幅とが互いに一致するような値に設定されている。
【００８５】
振幅調整部４１０は、第２のＦＭ信号の周波数偏移が第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの周波数偏移と一致するように（従って、第２のＦＭ信号の周波数偏移が第１のＦＭ信号の周波数偏移の２倍となるように）第２の電気信号の振幅を調整する。これにより、第２のＦＭ信号は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと同じ周波数、振幅および周波数偏移を有するような信号となる（図２参照）。
【００８６】
電力測定部４１１は、合波部４１８からの出力信号の、周波数差Δｆ２に相当する周波数成分の電力を測定する。位相制御部４１２は、電力測定部４１１の測定結果が最小となるように第２のＦＭレーザ４０５の発振位相を制御する。これにより、第２のＦＭ信号は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと互いに逆相関係にあるような信号となる（図３参照）。
【００８７】
こうして得られた第１および第２のＦＭ信号は、ＦＭ復調装置へと伝送されるが、その際、伝送経路上で第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと第２のＦＭ信号とが互いに相殺されるので、ＦＭ復調後の雑音レベルが低減される。
【００８８】
なお、本実施形態では、位相制御部４１２は、第２のＦＭレーザ４０５の発振位相を制御したが、第１のＦＭレーザ４０３の発振位相を制御してもよく、第１の局発光源４０７の発振位相を制御してもよく、第２の局発光源４１３の発振位相を制御してもよい。また、第１のＦＭレーザ４０３、第２のＦＭレーザ４０５、第１の局発光源４０７および第２の局発光源４１３の全ての発振位相を制御しても、いずれか３つの発振位相を制御しても、いずれか２つの発振位相を制御してもよい。
【００８９】
また、電力測定部４１１は、合波部４１８からの出力信号（ＦＭ信号）の電力を測定したが、代わりに、その出力信号をＦＭ復調し、得られた電気信号の電力を測定してもよい（後述する第７の実施形態を参照）。
【００９０】
（第５の実施形態）
図９は、本発明の第５の実施形態に係るＦＭ変調装置の構成を示すブロック図である。図９において、第５の実施形態に係るＦＭ変調装置（以下、ＦＭ変調装置５０）は、信号源５０１、分岐部５０２、第１のＦＭレーザ５０３、第１の光導波部５０４、第２のＦＭレーザ５０５、第２の光導波部５０６、第１の局発光源５０７、第３の光導波部５０８、第２の局発光源５１３、第４の光導波部５１４、第１の光検波部５０９、第１の電気導波部５１５、第２の光検波部５１６、第２の電気導波部５１７、合波部５１８、振幅調整部５１０、電力測定部５１１および光遅延調整部５１２を備えている。なお、ＦＭ変調装置５０は、送信機（図示せず）、伝送路５１および受信機（図示せず）を介してＦＭ復調装置（図示せず）と接続されている。
【００９１】
信号源５０１および分岐部５０２は、図１の信号源１０１および分岐部１０２と同様の動作を行う。すなわち、信号源５０１は、電気信号を出力し、分岐部５０２は、信号源５０１から出力される電気信号を２分岐する。また、第１のＦＭレーザ５０３、第１の光導波部５０４、第２のＦＭレーザ５０５、第２の光導波部５０６、第１の局発光源５０７、第３の光導波部５０８、第２の局発光源５１３、第４の光導波部５１４、第１の光検波部５０９、第１の電気導波部５１５、第２の光検波部５１６、第２の電気導波部５１７、合波部５１８、振幅調整部５１０、電力測定部５１１および光遅延調整部５１２によって、図１のＦＭ変調部１０３の機能が実現される。
【００９２】
すなわち、第１のＦＭレーザ５０３は 入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ１の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、分岐部５０２が分岐して得られる第１の電気信号を第１の光ＦＭ信号に変換して出力する。第１の光導波部５０４は、第１の光ＦＭ信号を導く。第２のＦＭレーザ５０５は、入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ２の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、分岐部５０２が分岐して得られる第２の電気信号を第２の光ＦＭ信号に変換して出力する。第２の光導波部５０６は、第２の光ＦＭ信号を導く。第１の局発光源５０７は、所定周波数ｆｌ１の第１の局発光（無変調光）を出力する。第３の光導波部５０８は、第１の局発光を導く。第２の局発光源５１３は、所定周波数ｆｌ２の第２の局発光（無変調光）を出力する。第４の光導波部５１４は、第２の局発光を導く。
【００９３】
第１の光検波部５０９は、相異なる周波数の２つ以上の光が入力された場合、各々の光の周波数の差の周波数においてビート成分を発生する性質を有し（この性質を利用した検波動作を光ヘテロダイン検波と呼ぶ）、第１の光ＦＭ信号と第１の局発光とによって、所定周波数ｆ１と所定周波数ｆｌ１との周波数差Δｆ１に相当する周波数においてビート成分を発生し、このビート成分を第１のＦＭ信号として出力する。第１の電気導波部５１５は、第１のＦＭ信号を導く。第２の光検波部５１６は、相異なる周波数の２つ以上の光が入力された場合、各々の光の周波数の差の周波数においてビート成分を発生する性質を有し、第２の光ＦＭ信号と第２の局発光とによって、所定周波数ｆ２と所定周波数ｆｌ２との周波数差Δｆ２に相当する周波数においてビート成分を発生し、このビート成分を第２のＦＭ信号として出力する。第２の電気導波部５１７は、第２のＦＭ信号を導く。合波部５１８は、第１のＦＭ信号と第２のＦＭ信号とを合波する。
【００９４】
なお、第１のＦＭレーザ５０３、第２のＦＭレーザ５０５、第１の局発光源５０７および第２の局発光源５１３は、半導体レーザなどの発光素子によって実現される。また、第１の光検波部５０９および第２の光検波部５１６は、フォトダイオードなどの受光素子によって実現される。
【００９５】
ここで、上記の所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２、所定周波数ｆｌ１および所定周波数ｆｌ２は、第１のＦＭ信号によって生じる２次高調波歪（以下、２ＨＤ）の周波数と第２のＦＭ信号の周波数とが互いに一致するように選ばれる。具体的には、図７に示すように、周波数差Δｆ２が周波数差Δｆ１の２倍となるように所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２、所定周波数ｆｌ１および所定周波数ｆｌ２を配置することによって、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの周波数と第２のＦＭ信号の周波数とを互いに一致させることができる。
また、第１のＦＭレーザ５０３、第２のＦＭレーザ５０５、第１の局発光源５０７、第２の局発光源５１３の出力は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの振幅と第２のＦＭ信号の振幅とが互いに一致するような値に設定されている。
【００９６】
振幅調整部５１０は、第２のＦＭ信号の周波数偏移が第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの周波数偏移と一致するように（従って、第２のＦＭ信号の周波数偏移が第１のＦＭ信号の周波数偏移の２倍となるように）第２の電気信号の振幅を調整する。これにより、第２のＦＭ信号は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと同じ周波数、振幅および周波数偏移を有するような信号となる（図２参照）。
【００９７】
電力測定部５１１は、合波部５１８からの出力信号の、周波数差Δｆ２に相当する周波数成分の電力を測定する。光遅延調整部５１２は、電力測定部５１１の測定結果が最小となるように第２の光導波部５０６を伝搬する光信号の遅延時間を調整する。これにより、第２のＦＭ信号は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと互いに逆相関係にあるような信号となる（図３参照）。
【００９８】
こうして得られた第１および第２のＦＭ信号は、ＦＭ復調装置へと伝送されるが、その際、伝送経路上で第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと第２のＦＭ信号とが互いに相殺されるので、ＦＭ復調後の雑音レベルが低減される。
【００９９】
なお、本実施形態では、光遅延調整部５１２は、第２の光導波部５０６を伝搬する光信号の遅延時間を調整したが、第１の光導波部５０４を伝搬する光信号の遅延時間を調整してもよく、第３の光導波部５０８を伝搬する光信号の遅延時間を調整してもよく、第４の光導波部５１４を伝搬する光信号の遅延時間を調整してもよい。また、第１の光導波部５０４、第２の光導波部５０６、第３の光導波部５０８および第４の光導波部５１４の全てを伝搬する光信号の遅延時間を調整してもよく、いずれか３つを伝搬する光信号の遅延時間を調整しても、いずれか２つを伝搬する光信号の遅延時間を調整してもよい。
【０１００】
また、電力測定部５１１は、合波部５１８からの出力信号（ＦＭ信号）の電力を測定したが、代わりに、その出力信号をＦＭ復調し、得られた電気信号の電力を測定してもよい（後述する第７の実施形態を参照）。
【０１０１】
（第６の実施形態）
図１０は、本発明の第６の実施形態に係るＦＭ変調装置の構成を示すブロック図である。図１０において、第６の実施形態に係るＦＭ変調装置（以下、ＦＭ変調装置６０）は、信号源６０１、分岐部６０２、第１のＦＭレーザ６０３、第１の光導波部６０４、第２のＦＭレーザ６０５、第２の光導波部６０６、第１の局発光源６０７、第３の光導波部６０８、第２の局発光源６１３、第４の光導波部６１４、第１の光検波部６０９、第１の電気導波部６１５、第２の光検波部６１６、第２の電気導波部６１７、合波部６１８、振幅調整部６１０、電力測定部６１１および電気遅延調整部６１２を備えている。電気遅延調整部６１２は、第２の電気導波部６１７に設けられている。なお、ＦＭ変調装置６０は、送信機（図示せず）、伝送路６１および受信機（図示せず）を介してＦＭ復調装置（図示せず）と接続されている。
【０１０２】
信号源６０１および分岐部６０２は、図１の信号源１０１および分岐部１０２と同様の動作を行う。すなわち、信号源６０１は、電気信号を出力し、分岐部６０２は、信号源６０１から出力される電気信号を２分岐する。また、第１のＦＭレーザ６０３、第１の光導波部６０４、第２のＦＭレーザ６０５、第２の光導波部６０６、第１の局発光源６０７、第３の光導波部６０８、第２の局発光源６１３、第４の光導波部６１４、第１の光検波部６０９、第１の電気導波部６１５、第２の光検波部６１６、第２の電気導波部６１７、合波部６１８、振幅調整部６１０、電力測定部６１１および電気遅延調整部６１２によって、図１のＦＭ変調部１０３の機能が実現される。
【０１０３】
すなわち、第１のＦＭレーザ６０３は 入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ１の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、分岐部６０２が分岐して得られる第１の電気信号を第１の光ＦＭ信号に変換して出力する。第１の光導波部６０４は、第１の光ＦＭ信号を導く。第２のＦＭレーザ６０５は、入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ２の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、分岐部６０２が分岐して得られる第２の電気信号を第２の光ＦＭ信号に変換して出力する。第２の光導波部６０６は、第２の光ＦＭ信号を導く。第１の局発光源６０７は、所定周波数ｆｌ１の第１の局発光（無変調光）を出力する。第３の光導波部６０８は、第１の局発光を導く。第２の局発光源６１３は、所定周波数ｆｌ２の第２の局発光（無変調光）を出力する。第４の光導波部６１４は、第２の局発光を導く。
【０１０４】
第１の光検波部６０９は、相異なる周波数の２つ以上の光が入力された場合、各々の光の周波数の差の周波数においてビート成分を発生する性質を有し（この性質を利用した検波動作を光ヘテロダイン検波と呼ぶ）、第１の光ＦＭ信号と第１の局発光とによって、所定周波数ｆ１と所定周波数ｆｌ１との周波数差Δｆ１に相当する周波数においてビート成分を発生し、このビート成分を第１のＦＭ信号として出力する。第１の電気導波部６１５は、第１のＦＭ信号を導く。第２の光検波部６１６は、相異なる周波数の２つ以上の光が入力された場合、各々の光の周波数の差の周波数においてビート成分を発生する性質を有し、第２の光ＦＭ信号と第２の局発光とによって、所定周波数ｆ２と所定周波数ｆｌ２との周波数差Δｆ２に相当する周波数においてビート成分を発生し、このビート成分を第２のＦＭ信号として出力する。第２の電気導波部６１７は、第２のＦＭ信号を導く。合波部６１８は、第１のＦＭ信号と第２のＦＭ信号とを合波する。
【０１０５】
なお、第１のＦＭレーザ６０３、第２のＦＭレーザ６０５、第１の局発光源６０７および第２の局発光源６１３は、半導体レーザなどの発光素子によって実現される。また、第１の光検波部６０９および第２の光検波部６１６は、フォトダイオードなどの受光素子によって実現される。
【０１０６】
ここで、上記の所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２、所定周波数ｆｌ１および所定周波数ｆｌ２は、第１のＦＭ信号によって生じる２次高調波歪（以下、２ＨＤ）の周波数と第２のＦＭ信号の周波数とが互いに一致するように選ばれる。具体的には、図７に示すように、周波数差Δｆ２が周波数差Δｆ１の２倍となるように所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２、所定周波数ｆｌ１および所定周波数ｆｌ２を配置することによって、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの周波数と第２のＦＭ信号の周波数とを互いに一致させることができる。
また、第１のＦＭレーザ６０３、第２のＦＭレーザ６０５、第１の局発光源６０７、第２の局発光源６１３の出力は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの振幅と第２のＦＭ信号の振幅とが互いに一致するような値に設定されている。
【０１０７】
振幅調整部６１０は、第２のＦＭ信号の周波数偏移が第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの周波数偏移と一致するように（従って、第２のＦＭ信号の周波数偏移が第１のＦＭ信号の周波数偏移の２倍となるように）第２の電気信号の振幅を調整する。これにより、第２のＦＭ信号は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと同じ周波数、振幅および周波数偏移を有するような信号となる（図２参照）。
【０１０８】
電力測定部６１１は、合波部６１８からの出力信号の、周波数差Δｆ２に相当する周波数成分の電力を測定する。電気遅延調整部６１２は、電力測定部６１１の測定結果が最小となるように第２の電気導波部６１７を伝搬する電気信号の遅延時間を調整する。これにより、第２のＦＭ信号は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと互いに逆相関係にあるような信号となる（図３参照）。
【０１０９】
こうして得られた第１および第２のＦＭ信号は、ＦＭ復調装置へと伝送されるが、その際、伝送経路上で第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと第２のＦＭ信号とが互いに相殺されるので、ＦＭ復調後の雑音レベルが低減される。
【０１１０】
なお、本実施形態では、電気遅延調整部６１２は、第２の電気導波部６１７を伝搬する電気信号の遅延時間を調整したが、第１の電気導波部６１５を伝搬する電気信号の遅延時間を調整してもよい。また、第１の電気導波部６１５および第２の電気導波部６１７の両方を伝搬する電気信号の遅延時間を調整してもよい。
【０１１１】
また、電力測定部６１１は、合波部６１８からの出力信号（ＦＭ信号）の電力を測定したが、代わりに、その出力信号をＦＭ復調し、得られた電気信号の電力を測定してもよい（後述する第７の実施形態を参照）。
【０１１２】
（第７の実施形態）
図１１は、本発明の第７の実施形態に係るＦＭ変調装置の構成を示すブロック図である。図１１において、第７の実施形態に係るＦＭ変調装置（以下、ＦＭ変調装置７０）は、信号源７０１、分岐部７０２、第１のＦＭレーザ７０３、第１の光導波部７０４、第２のＦＭレーザ７０５、第２の光導波部７０６、第１の局発光源７０７、第３の光導波部７０８、第２の局発光源７１３、第４の光導波部７１４、第１の光検波部７０９、第１の電気導波部７１５、第２の光検波部７１６、第２の電気導波部７１７、合波部７１８、振幅調整部７１０、ＦＭ復調部７１９、電力測定部７１１および電気遅延調整部７１２を備えている。電気遅延調整部７１２は、第２の電気導波部７１７に設けられている。なお、ＦＭ変調装置７０は、送信機（図示せず）、伝送路７１および受信機（図示せず）を介してＦＭ復調装置（図示せず）と接続されている。
【０１１３】
信号源７０１および分岐部７０２は、図１の信号源１０１および分岐部１０２と同様の動作を行う。すなわち、信号源７０１は、電気信号を出力し、分岐部７０２は、信号源７０１から出力される電気信号を２分岐する。また、第１のＦＭレーザ７０３、第１の光導波部７０４、第２のＦＭレーザ７０５、第２の光導波部７０６、第１の局発光源７０７、第３の光導波部７０８、第２の局発光源７１３、第４の光導波部７１４、第１の光検波部７０９、第１の電気導波部７１５、第２の光検波部７１６、第２の電気導波部７１７、合波部７１８、振幅調整部７１０、ＦＭ復調部７１９、電力測定部７１１および電気遅延調整部７１２によって、図１のＦＭ変調部１０３の機能が実現される。
【０１１４】
すなわち、第１のＦＭレーザ７０３は 入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ１の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、分岐部７０２が分岐して得られる第１の電気信号を第１の光ＦＭ信号に変換して出力する。第１の光導波部７０４は、第１の光ＦＭ信号を導く。第２のＦＭレーザ７０５は、入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ２の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、分岐部７０２が分岐して得られる第２の電気信号を第２の光ＦＭ信号に変換して出力する。第２の光導波部７０６は、第２の光ＦＭ信号を導く。第１の局発光源７０７は、所定周波数ｆｌ１の第１の局発光（無変調光）を出力する。第３の光導波部７０８は、第１の局発光を導く。第２の局発光源７１３は、所定周波数ｆｌ２の第２の局発光（無変調光）を出力する。第４の光導波部７１４は、第２の局発光を導く。
【０１１５】
第１の光検波部７０９は、相異なる周波数の２つ以上の光が入力された場合、各々の光の周波数の差の周波数においてビート成分を発生する性質を有し（この性質を利用した検波動作を光ヘテロダイン検波と呼ぶ）、第１の光ＦＭ信号と第１の局発光とによって、所定周波数ｆ１と所定周波数ｆｌ１との周波数差Δｆ１に相当する周波数においてビート成分を発生し、このビート成分を第１のＦＭ信号として出力する。第１の電気導波部７１５は、第１のＦＭ信号を導く。第２の光検波部７１６は、相異なる周波数の２つ以上の光が入力された場合、各々の光の周波数の差の周波数においてビート成分を発生する性質を有し、第２の光ＦＭ信号と第２の局発光とによって、所定周波数ｆ２と所定周波数ｆｌ２との周波数差Δｆ２に相当する周波数においてビート成分を発生し、このビート成分を第２のＦＭ信号として出力する。第２の電気導波部７１７は、第２のＦＭ信号を導く。合波部７１８は、第１のＦＭ信号と第２のＦＭ信号とを合波する。
【０１１６】
なお、第１のＦＭレーザ７０３、第２のＦＭレーザ７０５、第１の局発光源７０７および第２の局発光源７１３は、半導体レーザなどの発光素子によって実現される。また、第１の光検波部７０９および第２の光検波部７１６は、フォトダイオードなどの受光素子によって実現される。
【０１１７】
ここで、上記の所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２、所定周波数ｆｌ１および所定周波数ｆｌ２は、第１のＦＭ信号によって生じる２次高調波歪（以下、２ＨＤ）の周波数と第２のＦＭ信号の周波数とが互いに一致するように選ばれる。具体的には、図７に示すように、周波数差Δｆ２が周波数差Δｆ１の２倍となるように所定周波数ｆ１、所定周波数ｆ２、所定周波数ｆｌ１および所定周波数ｆｌ２を配置することによって、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの周波数と第２のＦＭ信号の周波数とを互いに一致させることができる。
また、第１のＦＭレーザ７０３、第２のＦＭレーザ７０５、第１の局発光源７０７、第２の局発光源７１３の出力は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの振幅と第２のＦＭ信号の振幅とが互いに一致するような値に設定されている。
【０１１８】
振幅調整部７１０は、第２のＦＭ信号の周波数偏移が第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤの周波数偏移と一致するように（従って、第２のＦＭ信号の周波数偏移が第１のＦＭ信号の周波数偏移の２倍となるように）第２の電気信号の振幅を調整する。これにより、第２のＦＭ信号は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと同じ周波数、振幅および周波数偏移を有するような信号となる（図２参照）。
【０１１９】
ＦＭ復調部７１９は、入力信号の周波数変化を出力信号の振幅変化に変換する機能を有し、合波部７１８からのＦＭ信号をＦＭ復調して出力する。電力測定部７１１は、ＦＭ復調部７１９からの出力信号の雑音電力を測定する。電気遅延調整部７１２は、電力測定部７１１の測定結果が最小となるように第２の電気導波部７１７を伝搬する電気信号の遅延時間を調整する。これにより、第２のＦＭ信号は、第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと互いに逆相関係にあるような信号となる（図３参照）。
【０１２０】
こうして得られた第１および第２のＦＭ信号は、ＦＭ復調装置へと伝送されるが、その際、伝送経路上で第１のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと第２のＦＭ信号とが互いに相殺されるので、ＦＭ復調後の雑音レベルが低減される。
【０１２１】
なお、本実施形態では、電気遅延調整部７１２は、第２の電気導波部７１７を伝搬する電気信号の遅延時間を調整したが、第１の電気導波部７１５を伝搬する電気信号の遅延時間を調整してもよい。また、第１の電気導波部７１５および第２の電気導波部７１７の両方を伝搬する電気信号の遅延時間を調整してもよい。
【０１２２】
なお、第１〜第７の実施形態では、分岐して得られる第１および第２の電気信号を、一方のＦＭ信号が他方のＦＭ信号によって生じる２ＨＤと同じ周波数、振幅および周波数偏移を有しかつ互いに逆相関係にあるような２つのＦＭ信号に変換したが、代わりに、一方のＦＭ信号が他方のＦＭ信号のｎＨＤ（ｎ次高調波歪；ｎは２以上の任意の整数）と同じ周波数、振幅および周波数偏移を有しかつ互いに逆相関係にあるような２つのＦＭ信号に変換してもよい。その場合には、伝送経路上で第１のＦＭ信号によって生じるｎＨＤと第２のＦＭ信号とが互いに相殺され、ＦＭ復調後の雑音レベルが低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＦＭ変調装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のＦＭ変調部１０３が変調して得られる２つのＦＭ信号（第１および第２のＦＭ信号）のスペクトルを示す図である。
【図３】図２に示す第１のＦＭ信号の２ＤＨと第２のＦＭ信号との位相関係を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るＦＭ変調装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図４の第１のＦＭレーザ２０３が出力する第１の光ＦＭ信号の周波数ｆ１、第２のＦＭレーザ２０５が出力する第２の光ＦＭ信号の周波数ｆ２および第１の局発光源２０７が出力する第１の局発光の周波数ｆｌ１の間の関係を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係るＦＭ変調装置の構成を示すブロック図である。
【図７】図５の第１のＦＭレーザ３０３が出力する第１の光ＦＭ信号の周波数ｆ１、第２のＦＭレーザ３０５が出力する第２の光ＦＭ信号の周波数ｆ２、第１の局発光源３０７が出力する第１の局発光の周波数ｆｌ１および第２の局発光源３１３が出力する第２の局発光の周波数ｆｌ２の間の関係を示す図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係るＦＭ変調装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第５の実施形態に係るＦＭ変調装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第６の実施形態に係るＦＭ変調装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第７の実施形態に係るＦＭ変調装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】光ヘテロダイン検波を応用した従来のＦＭ変調装置の構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０…ＦＭ変調装置
１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１…信号源
１０２、２０２、３０２、４０２、５０２、６０２、７０２…分岐部
１０３…ＦＭ変調部
２０３、３０３、４０３、５０３、６０３、７０３…第１のＦＭレーザ
２０４、３０４、４０４、５０４、６０４、７０４…第１の光導波部
２０５、３０５、４０５、５０５、６０５、７０５…第２のＦＭレーザ
２０６、３０６、４０６、５０６、６０６、７０６…第２の光導波部
２０７、３０７、４０７、５０７、６０７、７０７…第１の局発光源
２０８、３０８、４０８、５０８、６０８、７０８…第３の光導波部
２０９、３０９、４０９、５０９、６０９、７０９…第１の光検波部
２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０…振幅調整部
２１１、３１１、４１１、５１１、６１１、７１１…電力測定部
２１２、３１２、４１２…位相制御部
３１３、４１３、５１３、６１３、７１３…第２の局発光源
３１４、４１４、５１４、６１４、７１４…第４の光導波部
４１５、５１５、６１５、７１５…第１の電気導波部
４１６、５１６、６１６、７１６…第２の光検波部
４１７、５１７、６１７、７１７…第２の電気導波部
４１８、５１８、６１８、７１８…合波部
５１２…光遅延調整部
６１２、７１２…電気遅延調整部
７１９…ＦＭ復調部
Claims (4)
- 電気信号をＦＭ信号に変調して送信するＦＭ変調装置であって、
電気信号を２分岐して、第１の電気信号及び第２の電気信号を出力する分岐部と、
入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ１の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、前記第１の電気信号を第１の光ＦＭ信号に変換して出力する第１のＦＭレーザと、
前記第１の光ＦＭ信号を導く第１の光導波部と、
所定周波数ｆｌ１の第１の局発光を出力する第１の局発光源と、
前記第１の局発光を導く第２の光導波部と、
相異なる周波数の２つ以上の光が入力されると各々の光の周波数の差の周波数においてビート成分を発生する性質を有し、前記第１の光ＦＭ信号と前記第１の局発光とを入力して前記所定周波数ｆ１と前記所定周波数ｆｌ１との周波数差Δｆ１に相当する周波数におけるビート成分を第１のＦＭ信号として出力する第１の検波部と、
前記第１のＦＭ信号を導く第１の電気導波部と、
入力電気信号が変化しない状態では所定周波数ｆ２の光を発振し、かつ入力電気信号の振幅変化に応じて発振周波数が変化する性質を有し、前記第２の電気信号を第２の光ＦＭ信号に変換して出力する第２のＦＭレーザと、
前記第２の光ＦＭ信号を導く第３の光導波部と、
所定周波数ｆｌ２の第２の局発光を出力する第２の局発光源と、
前記第２の局発光を導く第４の光導波部と、
相異なる周波数の２つ以上の光が入力されると各々の光の周波数の差の周波数においてビート成分を発生する性質を有し、前記第２の光ＦＭ信号と前記第２の局発光とを入力して前記所定周波数ｆ２と前記所定周波数ｆｌ２との周波数差Δｆ２に相当する周波数におけるビート成分を第２のＦＭ信号として発生する第２の光検波部と、
前記第２のＦＭ信号を導く第２の電気導波部と、
前記第１のＦＭ信号と前記第２のＦＭ信号とを合波する合波部と、
前記第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の周波数偏移と前記第２のＦＭ信号の周波数偏移とが互いに一致するように、前記第１の電気信号または前記第２の電気信号の振幅を調整する振幅調整部と、
前記合波部からの出力信号の周波数差Δｆ２と等しい周波数における電力を測定する電力測定部と、
前記電力測定部の測定結果が最小となるよう、前記第１のＦＭ信号または前記第２のＦＭ信号の位相を制御する位相制御部とを備え、
前記第１のＦＭレーザ、前記第２のＦＭレーザ、前記第１の局発光源および前記第２の局発光源の出力は、前記第１のＦＭ信号によって生じるｎ次高調波歪の振幅と前記第２のＦＭ信号の振幅とが互いに一致するよう設定され、
前記所定周波数ｆ１、前記所定周波数ｆ２、前記所定周波数ｆｌ１および前記所定周波数ｆｌ２は、前記所定周波数ｆ１と前記所定周波数ｆｌ１との周波数差Δｆ１及び前記所定周波数ｆ２と前記所定周波数ｆｌ２との周波数差Δｆ２がｎ×Δｆ１＝Δｆ２の関係となるよう設定される、ＦＭ変調装置。 - 前記位相制御部は、前記電力測定部の測定結果が最小となるよう少なくとも前記第１のＦＭレーザ、前記第２のＦＭレーザ、前記第１の局発光源および前記第２の局発光源いずれか一つの発振位相を制御する、請求項１に記載のＦＭ変調装置。
- 前記位相制御部は、前記第１〜第４の光導波部のいずれかに設けられ、前記電力測定部の測定結果が最小となるよう当該光導波部を光信号が伝搬する際の伝搬遅延時間を調整する、請求項１に記載のＦＭ変調装置。
- 前記位相制御部は、前記第１または第２の電気導波部のいずれかに設けられ、前記電力測定部の測定結果が最小となるよう当該電気導波部を電気信号が伝搬する際の伝搬遅延時間を調整する、請求項１に記載のＦＭ変調装置。
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