JP5660989B2 - 光基準信号伝送装置および複合型光基準信号伝送装置 - Google Patents
光基準信号伝送装置および複合型光基準信号伝送装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5660989B2 JP5660989B2 JP2011164206A JP2011164206A JP5660989B2 JP 5660989 B2 JP5660989 B2 JP 5660989B2 JP 2011164206 A JP2011164206 A JP 2011164206A JP 2011164206 A JP2011164206 A JP 2011164206A JP 5660989 B2 JP5660989 B2 JP 5660989B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- microwave signal
- frequency
- microwave
- phase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 224
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 title claims description 40
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 6
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 74
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 51
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 41
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910003327 LiNbO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009365 direct transmission Effects 0.000 description 1
- 238000002789 length control Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
このため、光基準信号などの光波を位相変動を抑えて伝送するためには、伝送路である光ファイバの光路長の変動を補償する必要がある。
従って、上記第2の光カプラで分岐された一方のレーザ光も高い位相安定性が得られている。
このように、従来の構成では大きな光路長変動(遅延時間の変動に相当)に対応することは困難であるとともに、高速制御に対応できないという課題があった。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る光基準信号伝送装置の構成を示すブロック図である。図中、光ファイバを実線、電線を破線でそれぞれ描いている(以下同様)。
光基準信号伝送装置は、図1に示すように、レーザ1、光分配器(光分配手段)2、光周波数シフタ3、光サーキュレータ(光路切替手段)4、伝送光ファイバ5、光部分反射鏡(光部分反射手段)6、光合波器(光合波手段)7、光電変換手段8、基準信号源9および位相同期回路(PLL、位相同期手段)10から構成されている。
光分配器2は、レーザ1からのレーザ光を2つに分岐するものである。この光分配器2により分岐された一方のレーザ光は光周波数シフタ3に出力され、他方のレーザ光は光合波器7に出力されるものである。
なお、光周波数シフタ3は、例えば音響光学素子に超音波を加えることで入力光の角周波数をシフトさせるAO変調器(AOM:Acoust Optic Modulator)や、LiNbO3によるMach−Zehnder型光変調器などにより実現することができる。これらは、数MHzからGHz以上の応答速度が実現できるので、高速な位相変動の補償が可能である。
伝送光ファイバ5は、光サーキュレータ4からのレーザ光を光部分反射鏡6に伝送し、また、光部分反射鏡6からのレーザ光を光サーキュレータ4に伝送するものである。
光部分反射鏡6は、伝送光ファイバ5からのレーザ光のうち、一部を伝送光ファイバ5に反射し、残りの部分を透過して基準光(光基準信号)として出力するものである。
光電変換手段8は、光合波器7からのレーザ光を電気信号(マイクロ波信号)に光電変換するものである。この光電変換手段8により変換されたマイクロ波信号は位相同期回路10の第2の周波数変換手段103に出力される。
基準信号源9は、マイクロ波の基準信号(基準マイクロ波信号)を発生するものである。この基準信号源9により発生された基準マイクロ波信号は位相同期回路10の第1のマイクロ波分配器101に出力される。
第1の周波数変換手段102は、第1のマイクロ波分配器101からの基準マイクロ波信号の角周波数を3倍に変換するものである。この第1の周波数変換手段102により角周波数が変換された基準マイクロ波信号は第2の周波数変換手段103に出力される。
VCO107は、ループフィルタ106からの位相差信号に基づいて、第2の差分マイクロ波信号と基準マイクロ波信号間の位相差を打ち消す方向に発振周波数を制御した変調用マイクロ波信号を生成するものである。このVCO107により生成された変調用マイクロ波信号は第2のマイクロ波分配器108に出力される。
光基準信号伝送装置の動作では、図2に示すように、まず、レーザ1はレーザ光(角周波数ωc)を出力し、光分配器2はこのレーザ光を2つに分岐する(ステップST1)。
ω=dΦ/dt (1)
よって、位相変動ΔΦは式(2)と表される。
ΔΦ=∫ωdt (2)
これにより、光周波数シフタ3への変調用マイクロ波信号の角周波数ωを制御することで、光部分反射鏡6を透過したレーザ光の位相変動ΔΦを制御できることが分かる。そこで、光電変換手段8から出力されたマイクロ波信号を用いて、位相同期回路10にて角周波数ωの制御を行う(ステップST6)。
まず、基準信号源9からの基準マイクロ波信号の角周波数をωmとし、VCO107からの変調用マイクロ波信号の角周波数をωm+ΔΦ0/Δtとすると、光周波数シフタ3により角周波数がシフトされて出力されたレーザ光の角周波数は、ωc+ωm+ΔΦ0/Δtとなる。
そして、光合波器7を介して光電変換手段8で光電変換されたマイクロ波信号は、レーザ1からのレーザ光(角周波数ωc)と位相変動を受けたレーザ光との差成分となり、その角周波数は、ωm+ΔΦ0/Δt+2・ΔΦ1/Δtとなる。
そして、第2の周波数変換手段103として例えばミキサなどを用い、光電変換手段8からのマイクロ波信号と第1の周波数変換手段102からの基準マイクロ波信号との差成分を出力すると、式(3)に示すような角周波数の第1の差分マイクロ波信号が出力される。
3ωm−(ωm+ΔΦ0/Δt+2・ΔΦ1/Δt)=2ωm−ΔΦ0/Δt−2・ΔΦ1/Δt (3)
(2ωm−ΔΦ0/Δt−2・ΔΦ1/Δt)−(ωm+ΔΦ0/Δt)=ωm−2ΔΦ0/Δt−2・ΔΦ1/Δt (4)
よって、位相比較手段105への両入力信号が等しくなった場合には式(5)が成り立つため、式(6)のような関係が成り立つ。
ωm=ωm−2ΔΦ0/Δt−2・ΔΦ1/Δt (5)
ΔΦ0/Δt=−ΔΦ1/Δt (6)
図3はこの発明の実施の形態2に係る光基準信号伝送装置の構成を示すブロック図である。図3に示す実施の形態2に係る光基準信号伝送装置は、図1に示す実施の形態1に係る光基準信号伝送装置に第2の光周波数シフタ11を追加したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。また、図3では、位相同期回路10の内部構成の記載は省略している(以下同様)。
その後、このレーザ光は光分配器2により2分岐されて、一方は光周波数シフタ3に出力され、他方は光合波器7に出力される。ここで、光周波数シフタ3は第2の光周波数シフタ11とは反対方向に角周波数をシフトすることになるため、光周波数シフタ3によるシフト角周波数がωmであった場合には、光周波数シフタ3から出力されるレーザ光の角周波数はωcとなる。すなわち、レーザ1から出力されたレーザ光を、そのままの角周波数ωcで伝送することができる。その後、このレーザ光は、伝送光ファイバ5にて位相変動を受ける。
一方、光部分反射鏡6により反射されることで伝送光ファイバ5を往復したレーザ光は、伝送光ファイバ5などによる位相変動を2回受けることになる。よって、伝送光ファイバ5を往復したレーザ光の角周波数は、ωc+ΔΦ0/Δt+2・ΔΦ1/Δとなる。
図4はこの発明の実施の形態3に係る光基準信号伝送装置の構成を示すブロック図である。図4に示す実施の形態3に係る光基準信号伝送装置は、図1に示す実施の形態1に係る光基準信号伝送装置の光サーキュレータ4を偏光ビームスプリッタ(PBS、光路切替手段)12に変更し、光部分反射鏡6を光合分波器(光合分波手段)13およびファラディ回転鏡(偏波回転手段)14に変更したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
ファラディ回転鏡14は、光合分波器13からのレーザ光の偏波方向を90度回転させて光合分波器13に反射するものである。
図5はこの発明の実施の形態4に係る複合型光基準信号伝送装置の構成を示すブロック図である。図5に示す実施の形態4に係る複合型光基準信号伝送装置は、図1に示す実施の形態1に係る光基準信号伝送装置を複数組備えたものである(図5では2組の場合を示し、2組目の光基準信号伝送装置内の各機能部の符号に「a」を付している)。なお、レーザ1および基準信号源9は各光基準信号伝送装置で共有する構成となっている。
これにより、レーザ1から出力されたレーザ光を、位相を同期させた状態で複数の地点に伝送することが可能となる
Claims (7)
- 入力されたレーザ光を2分岐する光分配手段と、
入力された変調用マイクロ波信号に基づいて、前記光分配手段により分岐された一方のレーザ光の角周波数をシフトさせる光周波数シフタと、
前記光周波数シフタの後段に配置され、レーザ光の光路を選択的に切り替える光路切替手段と、
前記光周波数シフタから前記光路切替手段および伝送光ファイバを介して出力されたレーザ光の一部を当該伝送光ファイバに反射し、残りを透過して光基準信号として出力する光部分反射手段と、
前記光分配手段により分岐された他方のレーザ光と、前記光部分反射手段から前記伝送光ファイバおよび前記光路切替手段を介して出力されたレーザ光とを合波する光合波手段と、
前記光合波手段により合波されたレーザ光をマイクロ波信号に変換する光電変換手段と、
前記光電変換手段により変換されたマイクロ波信号の位相と基準マイクロ波信号の位相とに基づいて、前記変調用マイクロ波信号を生成する位相同期手段と
を備えた光基準信号伝送装置。 - 前記位相同期手段は、
前記基準マイクロ波信号を2分岐するマイクロ波分配手段と、
前記マイクロ波分配手段により分岐された一方の基準マイクロ波信号の角周波数を変換する第1の周波数変換手段と、
前記光電変換手段により変換されたマイクロ波信号と、前記第1の周波数変換手段により変換された基準マイクロ波信号との差成分である第1の差分マイクロ波信号を生成する第2の周波数変換手段と、
前記第2の周波数変換手段により生成された第1の差分マイクロ波信号と前記変調用マイクロ波信号との差成分である第2の差分マイクロ波信号を生成する第3の周波数変換手段と、
前記マイクロ波分配手段により分岐された他方の基準マイクロ波信号の位相と、前記第3の周波数変換手段により生成された第2の差分マイクロ波信号の位相とに基づいて、位相差信号を生成する位相比較手段と、
前記位相比較手段により生成された位相差信号に基づいて角周波数を制御した前記変調用マイクロ波信号を生成する変調用マイクロ波生成手段とを備えた
ことを特徴とする請求項1記載の光基準信号伝送装置。 - 前記光路切替手段は光サーキュレータである
ことを特徴とする請求項1または請求項2記載の光基準信号伝送装置。 - 前記光部分反射手段は、
入力されたレーザ光の偏波方向を90度回転させて反射する偏波回転手段と、
前記伝送光ファイバにより伝送されたレーザ光を分岐して前記偏波回転手段に出力し、当該偏波回転手段により反射されたレーザ光を当該伝送光ファイバに出力する光合分波手段とからなり、
前記光路切替手段は偏光ビームスプリッタである
ことを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載の光基準信号伝送装置。 - 前記光分配手段の前段に配置され、前記基準マイクロ波信号に基づいて、入力されたレーザ光の角周波数を、前記光周波数シフタによるシフト方向とは反対方向にシフトさせる第2の光周波数シフタを備えた
ことを特徴とする請求項1から請求項4のうちのいずれか1項記載の光基準信号伝送装置。 - 前記第1の周波数変換手段は、前記マイクロ波分配手段により分岐された一方の基準マイクロ波信号の角周波数を3倍に変換する
ことを特徴とする請求項2から請求項5のうちのいずれか1項記載の光基準信号伝送装置。 - 請求項1から請求項6のうちのいずれか1項記載の光基準信号伝送装置を複数備え、前記各光基準信号伝送装置間で前記レーザ光および基準マイクロ波信号を共用とした
ことを特徴とする複合型光基準信号伝送装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011164206A JP5660989B2 (ja) | 2011-07-27 | 2011-07-27 | 光基準信号伝送装置および複合型光基準信号伝送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011164206A JP5660989B2 (ja) | 2011-07-27 | 2011-07-27 | 光基準信号伝送装置および複合型光基準信号伝送装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013030886A JP2013030886A (ja) | 2013-02-07 |
JP5660989B2 true JP5660989B2 (ja) | 2015-01-28 |
Family
ID=47787532
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011164206A Active JP5660989B2 (ja) | 2011-07-27 | 2011-07-27 | 光基準信号伝送装置および複合型光基準信号伝送装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5660989B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6320136B2 (ja) * | 2014-04-09 | 2018-05-09 | 三菱電機株式会社 | 光周波数制御装置 |
CN109193314A (zh) * | 2018-09-21 | 2019-01-11 | 华南理工大学 | 一种基于偏振控制的可调窄线宽光生微波源 |
CN109547113B (zh) * | 2019-01-21 | 2020-08-25 | 中国科学技术大学 | 直流基准信号的传输方法及传输系统 |
WO2021255911A1 (ja) * | 2020-06-19 | 2021-12-23 | 日本電信電話株式会社 | 送信機、受信機、空間光周波数伝送システム及び空間光周波数伝送方法 |
CN114629554B (zh) * | 2022-03-15 | 2023-06-20 | 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院 | 一种频率参考信号传递系统及方法 |
CN115021828B (zh) * | 2022-05-27 | 2024-02-09 | 清华大学 | 微波光子接收装置和信号调制方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4849683B2 (ja) * | 2007-08-30 | 2012-01-11 | 大学共同利用機関法人自然科学研究機構 | 高周波信号光伝送システム及び高周波信号光伝送方法 |
JP5334619B2 (ja) * | 2009-02-19 | 2013-11-06 | 三菱電機株式会社 | 光路長制御装置 |
JP4801194B2 (ja) * | 2009-09-25 | 2011-10-26 | 大学共同利用機関法人自然科学研究機構 | 低周波信号光伝送システム及び低周波信号光伝送方法 |
-
2011
- 2011-07-27 JP JP2011164206A patent/JP5660989B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013030886A (ja) | 2013-02-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5660989B2 (ja) | 光基準信号伝送装置および複合型光基準信号伝送装置 | |
WO2020026347A1 (ja) | 光伝送装置及び光伝送システム | |
JP5941593B2 (ja) | モード分割多重方式を使用する光データ伝送の方法 | |
JP4893202B2 (ja) | 光時分割多重差動位相変調信号生成装置 | |
JP2012142841A (ja) | 光ファイバマイクロ波伝送装置、複合型光ファイバマイクロ波伝送装置 | |
JP6127688B2 (ja) | 光ファイバマイクロ波伝送装置 | |
JP2009060461A (ja) | 偏光多重送信装置 | |
JP6045192B2 (ja) | 光ファイバマイクロ波伝送装置および複合型光ファイバマイクロ波伝送装置 | |
JP2012034182A (ja) | 光ファイバマイクロ波伝送装置 | |
JPH07240716A (ja) | 可変波長光源 | |
US20120002978A1 (en) | Optical single-sideband transmitter | |
Pan et al. | Passive phase correction for stable radio frequency transfer via optical fiber | |
JP2013101256A (ja) | 光路長安定化装置 | |
JP5959340B2 (ja) | 同期信号配信装置 | |
JP5334619B2 (ja) | 光路長制御装置 | |
JP6784373B2 (ja) | 光伝送システム | |
JP7234805B2 (ja) | 波長変換装置及び波長変換方法 | |
JP2013126021A (ja) | 光ファイバマイクロ波伝送装置および複合型光ファイバマイクロ波伝送装置 | |
US10429721B2 (en) | Wavelength conversion device, control-light generation device, wavelength conversion method, and control-light generation method | |
JP5404434B2 (ja) | 位相制御装置 | |
JP2012226256A (ja) | 高周波発振器 | |
KR20200032634A (ko) | 광섬유 지연 라인을 이용한 광주파수 안정화 장치, 그리고 안정화된 광주파수 신호 생성 방법 | |
JP5354000B2 (ja) | 偏光多重送信装置 | |
WO2012086220A1 (ja) | 光時分割多重化回路 | |
JP2002076507A (ja) | 周波数安定化半導体レーザ装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131209 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20141024 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20141104 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141202 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5660989 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |