JP4759665B2 - 往復逓倍変調システム - Google Patents

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Description

本発明は，往復逓倍変調システムなどに関する。より詳しく説明すると，本発明は，光フィルタとしてファイバグレーティングを用いることにより広い帯域幅を得ることができる往復逓倍変調システムや，そのような往復逓倍変調システムを利用した無線信号発生装置に関する。
従来から逓倍光変調装置は，知られている（下記特許文献１〜４を参照）。図11は，従来の逓倍光変調装置の基本構成を示すブロック図である。図11に示されるとおり，従来の光逓倍変調器(101)の基本構成は，光変調器(102)と，光変調器に入出力される光を制御するための第１のフィルタ(103)と，光変調器に入出力される光を制御するための第２のフィルタ(104)と，変調信号を光変調器に入力するための変調信号源(105)とを具備するものである。そして，第1のフィルタ(103)は，ある周波数ｆ0からわずかにずれた光を反射し，それ以外の周波数を有する光を透過するという特性をもった狭帯域フィルタである。また，光変調器(102)は，左向きあるいは右向きのどちら向きの入力光についても変調周波数ｆmの特性で変調できる光強度変調器（又は光位相変調器）である。第２のフィルタ(104)は，特定の周波数を有する光（例えば，第３次の測帯波）を透過するが，それ以外の光を反射する特性をもつもの（帯域制限フィルタ）である。
従来の光往復逓倍変調器でも高次の側帯波群を計画的に得ることができるが，フィルタとして帯域制限フィルタを用いていたため，帯域幅に限界があった。
特許第3404528号公報 特許第3343241号公報 特開2002-148572号公報 特許第3496053号公報
本発明は，変調効率が減少しない光往復逓倍変調システムや，広い帯域幅を得ることができる光往復逓倍変調システムを提供することを目的とする。
本発明は，変調効率が減少しない光往復逓倍変調システムや，広い帯域幅を得ることができる光往復逓倍変調システムを利用した無線信号発生装置を提供することを上記とは別の目的とする。
上記の課題を解決するため，本発明の第一の側面に係る往復逓倍変調システム(1)は，基本的には，入力光の強度，位相又は周波数を制御することにより出力される光を変調する光変調器(2)と，前記光変調器に入力される光，及び前記光変調器から出力された光のうち所定の周波数領域の光を透過し，それ以外の周波数の光を反射する第１のファイバグレーティング(3)と，前記光変調器に入力される光，及び前記光変調器から出力された光のうち所定の周波数領域の光を透過し，それ以外の周波数の光を反射する第２のファイバグレーティング(4)と，前記光変調器(2)に入力される変調信号を生成する信号源(5)とを具備し，前記第１のファイバグレーティング(3)又は前記第２のファイバグレーティング(4)のいずれかまたは両方として，ユニフォームファイバグレーティング，チャープグレーティング，又はマルチセクショングレーティングを用いる。
ユニフォームＦＢＧは，メインの反射帯域（メインフローブ）の他に，メインローブの周辺に不要な反射帯域（サイドローブ）が複数生ずる場合がある。このため，ユニフォームＦＢＧは，デジタル光通信などの光通信においては，効果的に利用することが難しいとされていた。本発明では，ユニフォームＦＢＧメインローブとサイドローブの間，及びサイドローブとサイドローブとの間に，きわめて急峻なフィルタ特性があることに着目した。すなわち，ユニフォームＦＢＧのこの狭い透過帯域を，往復逓倍光変調システムの入力光と出力光の透過帯域となるようにすることで，他の方式では困難な急峻なフィルタ特性を得るというものである。なお，ユニフォームＦＢＧは，製造が容易であり，ユニフォームＦＢＧを用いるとシステムのコストが安価に納まる。
グレーティング部位を長くしたチャープドグレーティングを用いれば，反射帯域が広くなるので，帯域幅の広いシステムを提供できる。また，チェープドグレーティングの特性を制御することで，光信号がシステム内を往復する際の変調タイミングのずれなどを防止し，変調効率が悪くなる事態を防止できる。
グレーティング部位を長くしたマルチセクショングレーティングを用いれば，反射帯域が広くなるので，帯域幅の広いシステムを提供できる。また，マルチセクショングレーティングの特性を制御することで，光信号がシステム内を往復する際の変調タイミングのずれなどを防止し，変調効率が悪くなる事態を防止できる。
上記の課題を解決するため，本発明の第二の側面に係る無線信号発生装置(21)は，光源と接続可能な変調光信号発生装置（往復逓倍変調システム(1)）(22)と，前記変調光信号発生装置からの出力光を検出する光検出器(23)と，前記光検出器が検出した光信号を無線信号へと変換するアンテナ(24)とを具備し，変調光信号発生装置の変調周波数を制御することで，前記逓倍光変調装置から出力される光信号の周波数を制御し，アンテナから放出される前記無線信号の周波数を制御することにより所定の周波数を有する無線信号を発生する無線信号発生装置である。なお，変調光信号発生装置の光信号を変調するための光増強器などの変調器(25)が変調光信号発生装置と光検出器との間に設けられてもよいし，変調光信号発生装置に入力される光を得るための光源(26)を具備してもよいし，各要素はＳＭＦ（シンク゛ルモート゛ファイハ゛）などの伝送路（27）によって接続されてもよい。
本発明によれば，変調効率が減少しない光往復逓倍変調システムや，広い帯域幅を得ることができる光往復逓倍変調システムを提供できる。
本発明によれば，変調効率が減少しない光往復逓倍変調システムや，広い帯域幅を得ることができる光往復逓倍変調システムを利用した無線信号発生装置を提供することができる。
1. 往復逓倍変調システム
図1は，本発明の往復逓倍変調システムの基本構成を示すブロック図である。図1に示されるように，本発明の往復逓倍変調システム(1)は，基本的には，入力光の強度，位相又は周波数を制御することにより出力される光を変調する光変調器(2)と，前記光変調器に入力される光，及び前記光変調器から出力された光のうち所定の周波数領域の光を透過し，それ以外の周波数の光を反射する第１のファイバグレーティング(3)と，前記光変調器に入力される光，及び前記光変調器から出力された光のうち所定の周波数領域の光を透過し，それ以外の周波数の光を反射する第２のファイバグレーティング(4)と，前記光変調器(2)に入力される変調信号を生成する信号源(5)とを具備し，前記第１のファイバグレーティング(3)又は前記第２のファイバグレーティング(4)のいずれかまたは両方として，ユニフォームファイバグレーティング，チャープグレーティング，又はマルチセクショングレーティングを用いる。光変調器(2)と信号源(5)とは，信号の授受ができるよう銅線などで電気的に接続されており，図示しない光源や各ファイバグレーティング，光変調器などは，光ファイバなどの導波路で光学的に接続されている。
本発明の往復逓倍変調システムにおいて，第１のファイバグレーティング（以下「FBG」ともいう）(3) 及び第２のFBG以外は，公知の往復逓倍変調（たとえば，先に説明した特許文献１〜３）における要素を適宜利用できる。たとえば，光変調器(2)として，強度変調器又は位相変調器を用いることができる。
1.1.光変調器
光変調器は，光の周波数，光の強度，及び光の位相のうち少なくともひとつに変調を加えるための装置である。このような光変調器として，周波数変調器，強度変調器，及び位相変調器があげられる。光変調器(2)は，ラジオ周波数（ＲＦ）信号源などの変調信号を発生する信号源(5)と連結されている。この光変調器を通る光は，従来の光逓倍変調器における光変調器と同様，その周波数が所定量シフトする。光変調器として，LN基板などの基板に設けられた導波路と，導波路に電界を与えるための電極とを含むものがあげられる。
なお，光変調器には，共振型の変調器と，進行波型の変調器とがある。共振型光変調器は，変調信号の共振を用いて変調を行う変調器である。共振型変調器として，公知のものを採用でき，例えば特開2002-268025号公報，「川西哲也，及川哲，井筒雅之，"平面構造共振型光変調器"，信学技報，TECHNICAL REPORT OF IEICE, IQE2001-3(2001-05)」に記載のものを採用できる。進行波型光変調器は，光波と電気信号を同方向に導波させ導波している間に光を変調する変調器である（例えば，西原浩，春名正光，栖原敏明著，「光集積回路」（改訂増補版）オーム社，119頁〜120頁）。進行波型変調器は，公知のものを採用でき，例えば，特開平11−295674号公報，特開平11−295674号公報，特開2002−169133号公報，特開2002-40381号公報，特開2000-267056号公報，特開2000-471159号公報，特開平10-133159号公報などに開示されたものを用いることができる。進行波型の変調器は，両端の電極から変調信号を入力することで，どちらの向きから入力する光に対しても同じ特性で変調できるので好ましい。
２つの光フィルタ間を光が伝搬するのにかかる時間（すなわち，反射が起こる時間）をＴ[ｓ]とする。効率よく往復逓倍変調がかかる変調周波数ｆm[Hz]は，１／Ｔの偶数倍か奇数倍である。したがって，ｆmとして，１／Ｔの偶数倍か奇数倍が好ましい。２つの光フィルタに挟まれた光変調器での変調が，順方向及び逆方向に光が進行するいずれの場合についても同相にかかる場合は，ｆmとして，１／Ｔの偶数倍が好ましい。また，２つの光フィルタに挟まれた光変調器での変調が，順方向及び逆方向に光が進行する場合について逆相にかかる場合は，ｆmとして，１／Ｔの奇数倍が好ましい。また，変調信号の変調可能な帯域として，前記好ましい周波数を中心として一定の範囲があげられ，この範囲で変調周波数をシフトさせることがあげられる。このような周波数のシフト範囲として，０以上１／Ｔ以下があげられ、また０以上１／４Ｔ以下，０以上１／１０Ｔ以下，０以上１／１００Ｔ以下，１／１００Ｔ以上１／Ｔ以下，１／１００Ｔ以上１／４Ｔ以下，１／１００Ｔ以上１／１０Ｔ以下，１／１０Ｔ以上１／４Ｔ以下，１／１０Ｔ以上１／Ｔ以下，及び１／４Ｔ以上１／Ｔ以下があげられる。
1.2. ファイバグレーティング
第１のFBG(3)又は第２のFBG (4)として，ユニフォームファイバグレーティング，チャープグレーティング，又はマルチセクショングレーティングを用いるものがあげられ，第１のFBG(3)及び第２のFBG (4)として，ユニフォームファイバグレーティングを用いるものでもよく，第１のFBG(3)及び第２のFBG (4)として，チャープグレーティングを用いるものでもよく，第１のFBG(3)及び第２のFBG(4)として，マルチセクショングレーティングを用いるものでもよい。また，変調可能なファイバグレーティングであってもよい。以下，FBGについて説明する。ＦＢＧは，たとえば，位相マスクを介して紫外線を照射し，そのコアの屈折率を所定のピッチで変化させることにより得ることができる。
ユニフォームＦＢＧは，グレーティングの周期・屈折率などが均一なＦＢＧである。図2は，ユニフォームＦＢＧの光周波数と反射率を示す概念図である。図2に示されるように，ユニフォームＦＢＧは，メインの反射帯域（メインフローブ）の他に，メインローブの周辺に不要な反射帯域（サイドローブ）が複数生ずる場合がある。このため，ユニフォームＦＢＧは，デジタル光通信などの光通信においては，効果的に利用することが難しいとされていた。本発明では，ユニフォームＦＢＧメインローブとサイドローブの間，及びサイドローブとサイドローブとの間に，きわめて急峻なフィルタ特性があることに着目した。すなわち，本発明において，ユニフォームＦＢＧをフィルタとして用いる際には，ユニフォームＦＢＧの，各ローブの間の狭い透過帯域を，往復逓倍光変調システムの入力光と出力光の透過帯域となるようにする。このようにユニフォームＦＢＧの通常用いられない領域をあえて用いることで，他の方式では困難な急峻なフィルタ特性を得ることができる。なお，ユニフォームＦＢＧは，製造が容易であり，ユニフォームＦＢＧを用いるとシステムのコストが安価に納まる。
なお，グレーティングのピッチは，対象とする光の波長などに応じて適切な間隔のものを用いればよく，たとえば，100nm〜1000nmがあげられ，300nm〜800nmでもよい。また，グレーティングのコアに対する屈折率差として，1×10-6〜１×10-2があげられ，1×10-5〜5×10-3でもよく，1×10-4〜1×10-3でもよい。
各ローブ間は，隣接するローブ（メインローブ又はサイドローブ）について，それぞれ最大強度の1/5以下となるような帯域があげられ，1/10以下でもよく，1/20以下でもよく，1/100以下でもよい。
チャープグレーティングは，ＦＢＧの長手方向に屈折率周期やグレーティングの周期を変化させたチャープドFBGである。チャープグレーティングにより，入力信号の波長に応じて，反射する位置を異ならせることができる。そして，グレーティング部位を長くした長いチャープドグレーティングを用いれば，反射帯域が広くなるという利点がある。ただし，光信号の波長に応じて反射位置がずれるので，光信号の波長によりシステム内で反射する光のタイミングがずれるという問題がある。
そこで，チャープグレーティングは，好ましくは，光変調器から見た第1及び第2のＦＢＧ（３，４）のグレーティングが対称となるように設計するものである。すなわち，第1及び第2のＦＢＧ（３，４）は，光変調器に向かう方向（又は光変調器から遠ざかる方向）に進むに従って，同じ間隔でグレーティングが設けられ，同じ間隔で屈折率が変化するようにすればよい。これは，同じチャープドFBGを2つ用意して，光変調器を介して周期の狭い方（又は周期の広い方）を向くようにセットすればよい。
図3は，光変調器を介して2つのチャープドFBGを対称となるように設置した場合の光信号が反射する様子を示す概念図である。図3では，反射位置が徐々に遠くなる例を示したが，反射位置が徐々に狭くなるものであってもよい。図3に示されるように，光変調器を介して対称となるように2つのチャープドＦＢＧをセットすることで，理論上は，常に2つのＦＢＧ（３，４）の行き来するため要する時間の半分の時間において光変調器(2)による光変調が施されることとなり，光信号に施される変調の位相がほぼ同相で係ることとなるので，光信号が2つのＦＢＧ（3,4）を往復して繰返し光変調が施されても，変調効率の低下が小さくて済む。理想的には光変調器の変調周波数をfとすると，往復に要する時間Tは，nを整数として，Ｔ＝ｎ／(2f)の関係がある。しかし，図3に示されるように，光信号がシステム内で反射を繰返すと，往復に要する時間がずれることが問題点のひとつである。このため，往復の回数を多くすると若干の時間ずれが生ずるが，それでも変調効率を維持し続けられる有用性は大きいものがある。
第1及び第2のＦＢＧ（３，４）として，チャープドＦＢＧを用いる場合の別の例は，チャープグレーティングは，好ましくは，光変調器から見た第1及び第2のＦＢＧ（３，４）のグレーティングが反対となるように設計するものである。すなわち，第1及び第2のＦＢＧ（３，４）は，同じ性質のチャープドＦＢＧを用いて，光変調器から見て対称とはせずに，グレーティングの変化が，光変調器から見て逆となるようにするものである。
図4は，光変調器から見た第1及び第2のＦＢＧのグレーティングが反対となるように設計した場合の光信号が反射する様子を示す概念図である。このように設置すると，変調周波数と，システムを往復するために要する時間との関係が一定に維持できるので，光信号を往復させる回数を増やしても，変調効率がそれほど低下しない。ただし，光変調器による変調が係るタイミングは少しづつずれるので，変調効率も少しずつ低下する。
なお，チャープドFBGのグレーティングのピッチは，通常は，徐々に変化するが，対象とする光の波長などに応じて適切な間隔のものを用いればよく，たとえば，100nm〜1000nmがあげられ，300nm〜800nmでもよい。また，グレーティングのコアに対する屈折率差として，1×10-6〜１×10-2があげられ，1×10-5〜5×10-3でもよく，1×10-4〜1×10-3でもよい。
マルチセクションFBGは，波長変化と反射点変化が離散的なＦＢＧである。すなわち，ある範囲の波長成分の光信号は，ほぼ同じ反射点で反射するが，それと異なる範囲の波長成分は反射点が離散的に変化することとなる。
マルチセクションFBGを先に説明したチャープドFBGのようにして，更にチャープドFBGの問題点を解消するように用いることで，理想的なフィルタリングを達成できる。たとえば，２つのマルチセクションFBGをそのグレーティングのピッチなどが光変調器を介して対称となるように設置した場合，上記のチャープドFBGの場合と同様に変調周波数と，システムを往復するために要する時間との関係が一定に維持できるので，光信号を往復させる回数を増やしても，変調効率がそれほど低下しない。そして，システム内を光信号が往復すると，光信号の波長が変化するが，ある同じ反射点で反射する場合は，Ｔ＝ｎ／(2f)を満たし，反射点が変わる場合は，Ｔ＝ｎ’／(2f)を満たすように，グレーティングを調整すればよい。このようにすれば，往復に要する時間がずれることによる変調効率の劣化を防止できる。
また，光変調器から見た第1及び第2のＦＢＧ（３，４）のグレーティングが反対となるように設計してもよい。このようにマルチセクションFBGを設計した場合，先に説明したチャープドＦＢＧの場合と同様，変調周波数と，システムを往復するために要する時間との関係が一定に維持できるので，光信号を往復させる回数を増やしても，変調効率がそれほど低下しない。また，光変調器による変調がかかるタイミングのずれが，変調信号の周期の整数倍（好ましくは1倍）となるようにグレーティングの位置などを調整することで，変調効率の減少を抑えることができる。
なお，２つのマルチセクションFBGのグレーティングのピッチは，通常は，目的にあわせて調整するが，対象とする光の波長などに応じて適切な間隔のものを用いればよく，たとえば，100nm〜1000nmがあげられ，300nm〜800nmでもよい。また，グレーティングのコアに対する屈折率差として，1×10-6〜１×10-2があげられ，1×10-5〜5×10-3でもよく，1×10-4〜1×10-3でもよい。
1.3.光源
光源として，公知の光源を採用できる。好ましい光源は，ダイオード，レーザーダイオードなどである。
2. 往復逓倍変調システムの基本動作
以下，本発明の往復逓倍変調システムの基本動作（変調の様子）について説明する。 光逓倍変調器の基本動作は，以下のとおりである。図5は，光逓倍変調システムの基本動作を示す概念図である。図5に示されるように，入力光は単一の周波数ｆ0［Hz］を持った光である。第1のFBG(3)を通して入力された周波数ｆ0の光は，光変調器(2)により変調され，図5（B）に示されるような側帯波を生じる（なお，簡単のため搬送波ｆ0と，第１次側帯波群（ｆ0−ｆm及びｆ0＋ｆm）のみが発生するものとする）。この搬送波と第１次側帯波群は，第2のFBG(4)によって反射され，再び光変調器を通過する。これらの光が光変調器を通過する際に，それぞれ変調を受け図5（C）に示すスペクトルを有する光として出力される。これらの光のうち，搬送波ｆ0は，第1のFBG(3)を通過する。すなわち，第1のFBG(3)によって反射される光のスペクトルは，図5（D）に示すとおりである。第1のFBG(3)によって反射された光は，再び光変調器(2)を通過する。すると，これらの光は光変調器により変調を受け図5（E）で示されるスペクトルを有する光となる。すなわち，図5（E）で示される光群は，第１次の側帯波群（ｆ0±ｆm）と第３次の側帯波群（ｆ0±３ｆm）とを有する。このうち，図5（F）で示される第１次側帯波群は，第2のFBG(4)により反射される。なお，これらの光群は図5（B）で示される光群と同様の周波数を持つ光である。一方，図5（G）で示される第３次側帯波は，第2のFBG(104)を通過する。このようにして，第3次側帯波が，出力光として光逓倍変調器から出力される。第2のFBG(4)の透過領域を制御すれば，出力光として得られる光の周波数を制御できる。すなわち，このように，光逓倍変調器を用いれば，高次の側帯波群を計画的に得ることができる。
本発明では，2つのファイバグレーティングを光フィルタとして用いたので，広い帯域幅を有する往復逓倍変調システムを提供でき，しかもそのスペクトルの精度は従来のものに比べてきわめて高い。
なお，信号源(5)から出力される変調信号の周波数fmを変化させれば，光変調器および往復逓倍変調システムから出力される出力光の周波数を変化させることができる。また，光変調器に印加される変調信号を変化させると，第3次下側帯波の光（f0−３fm）が，往復逓倍変調システムから出力される。この変調信号を高速に変化させることで，本システムから出力される出力光の周波数を高速に変化させることができる。なお，この動作例では第3次の側帯波領域の光を用いた変調光信号発生装置の例を説明したが，第2のFBG（4）の透過領域を変化させることで，出力光の周波数をも変化させることができる。
3. 無線信号発生装置
図6は，本発明の第二の側面に係る無線信号発生装置(21)の基本構成を示すブロック図である。図6に示されるとおり，無線信号発生装置(21)は，光源と接続可能な変調光信号発生装置（往復逓倍変調システム(1)）(22)と，前記変調光信号発生装置からの出力光を検出する光検出器(23)と，前記光検出器が検出した光信号を無線信号へと変換するアンテナ(24)とを具備し，変調光信号発生装置の変調周波数を制御することで，前記逓倍光変調装置から出力される光信号の周波数を制御し，アンテナから放出される前記無線信号の周波数を制御することにより所定の周波数を有する無線信号を発生する無線信号発生装置である。なお，変調光信号発生装置の光信号を変調するための光増強器などの変調器(25)が変調光信号発生装置と光検出器との間に設けられてもよいし，変調光信号発生装置に入力される光を得るための光源(26)を具備してもよいし，各要素はＳＭＦ（シンク゛ルモート゛ファイハ゛）などの伝送路（27）によって接続されてもよい。
4.1. 変調光信号発生装置
光源と接続可能な変調光信号発生装置(22)として，先に説明した往復逓倍変調システム(1)を適宜利用できる。
4.2.光検出器
光検出器は，変調光信号発生装置の出力光を検出し，電気信号に変換するための手段である。光検出器として，公知のものを採用できる。光検出器として，例えばフォトダイオードを含むデバイスを採用できる。光検出器は，例えば，光信号を検出し，電気信号に変換するものがあげられる。光検出器によって，光信号の強度，周波数などを検出できる。光検出器として，たとえば「米津宏雄著”光通信素子工学”−発光・受光素子−，工学図書株式会社，第６版，平成１２年発行」に記載されているものを適宜採用できる。
4.3.アンテナ
アンテナは，光検出器が変換した電気信号を，無線信号として放出するための手段である。アンテナとして，公知のアンテナを用いることができる。
5. 無線信号発生装置の動作
変調光信号発生装置(22)としての往復逓倍変調システム(1)が，高次側帯波を発生し，それを光検出器により検出し，アンテナにより無線信号に変換して，無線信号として放出する。
図7は，ファイバグレーティングによる往復逓倍変調システムが機能することを実証するための無線信号発生装置の構成を示す図である。図8は，実際の２つのＦＢＧ及びＰＭ（位相変調器）を含む往復逓倍変調システムの構成例を示す図である。図8中，ＦＢＧは，ファイバグレーティングを示し，ＰＭは位相変調器を示し，進行波型のものを用いた。ＲＦ信号は，ＲＦ信号入力ポート及びＲＦ信号出力ポートの両方のポートに入力した。図7において，ＬＳ(26)は光源を示す。光源からの光（波長1550nm：その周波数をこの実施例においてf0とする）を，図示しないアイソレータを通過させた。アイソレータは，ニューポート社製のアイソレータを用いた。この光をＦＢＧ間で反射させ，ＦＳＫ変調器を複数回通過させた。このＦＢＧは，その半値全幅が47GHzであり，３Ｍ社製のものを用いた。また，２つのＦＢＧにおける光遅延は，454.5psであった。光変調器は，住友大阪セメント社製のものを用いた。変調信号（fm）として，4.4GHz，出力214dBmのものを印加した。この際の帯域幅は，およそ20MHz〜100MHzであった。
図9は，変調信号発生装置からの出力光のスペクトルである。図9では，第12次側帯波など，搬送波に比べ変調信号の定数倍シフトした複数の光が出力されおり，ＦＢＧの反射領域の光はＦＢＧにより反射されるため出力が抑えられている。また，変調信号の周波数をシフトさせても，安定した出力を得ることができたが，効率よく変調がかかる周波数は，2.2GHz，4.4GHz，及び6.6GHzであった。なお，この実施例において，位相変調器の変わりに，強度変調器などの光変調器を用いても，同様に上側波帯，及び下側波帯を得ることができる。
図10は，無線信号発生装置からの出力電波信号の状態を表す測定結果である。図10（Ａ）は，出力スペクトルを表すスペクトル図である。図10（Ｂ）は，出力電波信号の時間変化を表すグラフである。図10（Ａ）から，本実施例の無線信号発生装置では，信号純度の高いミリ波信号（電波信号）を得ることができたことがわかる。また，図10（Ｂ）からそのミリ波信号の出力として，一定の出力を維持できることがわかる。
本発明は，光情報通信などの分野において好適に用いることができる。
図1は，本発明の往復逓倍変調システムの基本構成を示すブロック図である。 図2は，ユニフォームＦＢＧの光周波数と反射率を示す概念図である。 図3は，光変調器を介して2つのチャープドFBGを対称となるように設置した場合の光信号が反射する様子を示す概念図である。 図4は，光変調器から見た第1及び第2のＦＢＧのグレーティングが反対となるように設計した場合の光信号が反射する様子を示す概念図である。 図5は，光逓倍変調システムの基本動作を示す概念図である。 図6は，本発明の第2の側面に係る無線信号発生装置の基本構成を示すブロック図である。 図7は，ファイバグレーティングによる往復逓倍変調システムが機能することを実証するための無線信号発生装置の構成を示す図である。 図8は，実際の２つのＴ−ＦＢＧ及びＰＭ（位相変調器）を含む往復逓倍変調システムの構成例を示す図である。 図9は，変調信号発生装置からの出力光のスペクトルである。 図10は，無線信号発生装置からの出力電波信号の状態を表す測定結果である。図10（Ａ）は，出力スペクトルを表すスペクトル図である。図10（Ｂ）は，出力電波信号の時間変化を表すグラフである。 図11は，従来の逓倍光変調装置の基本構成を示すブロック図である。
符号の説明
1 往復逓倍変調システム
2 光変調器
3 第１のファイバグレーティング
4 第２のファイバグレーティング
5 信号源

Claims (2)

  1. 入力光の強度，位相又は周波数を制御することにより出力される光を変調する光変調器(2)と，
    前記光変調器に入力される光，及び前記光変調器から出力された光のうち所定の周波数領域の光を透過し，それ以外の周波数の光を反射する第１のファイバグレーティング(3)と，
    前記光変調器に入力される光，及び前記光変調器から出力された光のうち所定の周波数領域の光を透過し，それ以外の周波数の光を反射する第２のファイバグレーティング(4)と，
    前記光変調器に入力される変調信号を生成する信号源(5)とを具備し，
    前記第１のファイバグレーティング(3)及び前記第２のファイバグレーティング(4)として，チャープグレーティング又はマルチセクショングレーティングを，それらのグレーティングが前記光変調器を介して対称となるようにされたものを用いる往復逓倍変調システム(1)。
  2. 入力光の強度，位相又は周波数を制御することにより出力される光を変調する光変調器(2)と，
    前記光変調器に入力される光，及び前記光変調器から出力された光のうち所定の周波数領域の光を透過し，それ以外の周波数の光を反射する第１のファイバグレーティング(3)と，
    前記光変調器に入力される光，及び前記光変調器から出力された光のうち所定の周波数領域の光を透過し，それ以外の周波数の光を反射する第２のファイバグレーティング(4)と，
    前記光変調器に入力される変調信号を生成する信号源(5)とを具備し，
    前記第１のファイバグレーティング(3)及び前記第２のファイバグレーティング(4)として，チャープグレーティング又はマルチセクショングレーティングを，それらのグレーティングが前記光変調器(2)を介して逆となるようにされたものを用いる往復逓倍変調システム(1)。
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