JPH0391726A - 光搬送波発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、コヒーレント光周波数多重通信に用いる光搬
送波を一定の周波数＠隔で発生する光搬送波発生装置に
関するものである。

［従来の技術］ 次世代の光通信方式としてコヒーレント検波方式を用い
たコヒーレント光周波数多重通信方式が提案されている
。このようなシステムにおいて安定な一定周波数間隔で
光搬送波を発生することが必要である。

従来は第８図に示すように複数の光周波数（ｆ１〜ｆｎ
）を複数の半導体レーザｌａ，１ｂ，・・・１ｎで発生
させて光合波器２で合波し、鋸波発生器４からの鋸波で
全周波数領域を周波数掃引した制御用半導体レーザ３の
出力光と光合波器２がらの出力光の一部とを光カブラ５
により合波し、フォトダイオード６で制御用半導体レー
ザ３の光周波数と半導体レーザ１ａ〜１ｎの搬送波光周
波数の１つとが一致したとき、チャネル制御回路７によ
りビート信号を検出し、その時の制御用半導体レーザ３
の駆動電流と照らし合わせて光搬送波の光周波数を検出
し、その周波数情報をもとに定められた搬送波光周波数
となるようにチャネル制御回路７からの制御信号Ｔ１〜
Ｔｎで各半導体レーザ１　ａ，　１　ｂ，−１　ｎをＩ
ｌｌ　ｉｌｌすることにより、一定光周波数間隔の光多
重信号を得ていた。

第９図は上述した第８図のチャネル制御用半導体レーザ
３によるヘテロダイン検出のかわりに、ファブリへロー
干渉計８により光周波数を検出してｌＩＩＩｌ］する光
搬送波発生５Ａ置のブロック図である。

しかし、さらにチャネル数が増加するに従って狭い光周
波数間隔が要求される場合には、前述した従来の光搬送
波発生装置の光周波数制御および光検出を高速で行なう
ことが困難となってくる。

この問題を解決する手段として、第１０図に示す他の光
搬送波発生装置がすでに捉案されている。

すなわち、第１０図では半導体レーザ９と反射ミラー１
０により外部共振器を構或し、外部共振周波数ｆｏ　（
Ｃ／２Ｌ　；　Ｌは外部共振長）で半導体レーザ９を正
弦波信号発生器１１で変調し、モードロック発振により
連続したパルス系列を発牛させる。この連続したパルス
系列の信号は周波数領域が第１１図に示す外部共振周波
数ｆｏを周波数間隔とするＡＭサイドバンドを有する。

この信号をマスター信弓としてスレーブ半導体レーザ１
２ａ．１２ｂ．・・・１２ｎをマスター信号の異なるＡ
Ｍサイドバンド周波数でそれぞれ注入同期発振させ、外
部変調器１３ａ，１３ｂ，・・・１３ｎでそれぞれの光
搬送波を変調した後、それらを光合波器２−で合波する
ことにより、第１２図に示すような一定周波数間隔の光
搬送波を発生するものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、第８図、第９図に示す従来の光搬送波発生装置
では、光周波数信号が高密度化されるに従い光周波数間
隔の制御及び高速な光検出が困難になるほかに、光周波
数の間隔の安定度が基準となるｉｉｌｌｌ用半導体レー
ザ３およびファブリベロー干渉計８の周波数安定度に存
在するため、高精度な光周波数間隔が得られないという
欠点があった。

また、第１０図に示す従来の光搬送波発生装置では、光
搬送周波数間隔が外部共振器の共振周波数で決まるため
に、光周波数間隔が半固定となってしまい可変できず、
かつその長期安定性にも問題があった。

本発明は、前記した従来方式の欠点に鑑みなされたもの
で、光搬送周波数間隔のｉｉＩＩ′ＩｆＪが容易で、か
つ周波数間隔が可変の光搬送波発生装置を提供せんとす
るものである。

［課題を解決するための手段］ 前記課題の解決は、本発明の光搬送波発生装置の第１特
徴が、光信号を周波数多重するための光搬送波を複数作
成する光搬送波発生ｖ４置において、予め定められた光
周波数を発振する光源と、周波数がｆｏの正弦波を発生
する正弦波信号発生器と、該正弦波信号発生器により変
調されて入カ信号光の光周波数をｆｏだけ周波数偏移し
た偏移信号光と偏移しない無偏移信号光とを出刀する音
響光学素子と、帰還路を介して帰還された該偏移信号光
と前記光源の出力光とを合波するための光合波手段とを
有する以上の構成ｆ段を、かつ第２特徴が、前記光合波
手段と前記音響光学素子間に、帰還された前記偏移信号
光の損失を補償するための光増幅器を介入した構成手段
を、かつ第３特徴が、前記帰還路に、予め定めた周波数
帯域の前記偏移信号光を通過させる帯域通過フィルタを
配置した構成手段を、かつ第４特徴が、前記帰還路に、
前記偏移信号光に対し光周波数共振特性を有する光共振
器を配置した構戚手段を、かつ第５特徴が、周波数和が
ｆｏとなるようそれぞれの正弦波を発生する複数の前記
正弦波信号発生器に各対応して前記音響光学素子も入力
信号光の光周波数が最終段でｆｏだけ周波数偏移するよ
うそれぞれの偏移信号光と無偏移信号光とを出力する複
数段接続からなる構成手段を、それぞれ採用することに
より達或される。

［作　用コ 本発明は前記手段を講じたので、一定の光周波数で発振
する光源を用い、まず光増幅器に入力し増幅した後、一
定の安定度の高い正弦周波数で変調した１つまたは多段
の音響光学素子に入力し、該音響光学素子の最終段出力
のうち光周波数変移を受けた偏移信号光を再び光増幅器
入力に帰還し、帰遠路の光損失を補償し、また多段の場
合の前記各音響光学素子の変調周波数の和を光周波数間
隔とする光搬送波周波数を発生し、さらに音響光学素子
の変調周波数を変えることにより光周波数間隔を変化さ
せ得る。

とくに光増幅器が広帯域特性を有する場合、前記音響光
学素子出力の増幅器への帰還路に通過帯域光フィルタを
挿入し、発生光搬送周波数の領域を制限することも出来
る。

その上、該通過帯域光フィルタのかわりに光周波数共振
特性を有する光共振器を挿入し、前記偏移信号光周波数
のうち光共振器の共振周波数のみ選択し光増幅器に帰還
し、光共振器の共振周波数の間隔で光搬送周波数を発生
させることが可能である。

［実施例１］ 本発明の第１の実施例を第１図を用いて詳細に説明する
。

同図において、一定の光周波数に安定化された半導体レ
ーザ等の光８！２１からの出力光Ｌを光力プラ２２を介
して光増幅器２３へ入力して増幅を行ない、その出力し
１をそれぞれ安定度の高い正弦波信号発生器２６ａ．２
６ｂ．・・・２６ｎで変調された音響光学素子２４ａ，
２４ｂ．・・・２４ｎに入力し、変調周波数の和ｆｏ　
（ｆ１＋ｆ２＋・・・＋ｆｎ）の周波数偏移を受けた最
終段出力光Ｌ２を光カプラ２２により光増幅器２３へＳ
遠し帰還路２７の光損失を補償する。かくして得られた
出力光２５は第２図に示すような一定周波数間隔の光搬
送波となる。

すなわち、本発明は最終段の音響光学素子２４ｎの出力
のうち光周波数偏移を受けた最終段出力光〈以下、「変
調光」と称す）の変調周波数の和ｔｏ　（ｆ１＋ｆ２＋
−＋ｆｎ）を光周波数間隔トなるように光搬送波を発生
するように構成したものである。従って、光周波数間隔
は電気信号である正弦波信号発生器２６ａ〜２６ｎの発
振周波数（ｆ１〜ｆｎ）でυ１＠でぎるため、制御が容
易で、かつ高精度・高安定となる。また、光搬送波の光
周波数間隔の可変は、正弦波信号発生器２６ａ〜２６ｎ
の発振周波数ｆ１〜ｆｎまたは音響光学素子２４ａ〜２
４ｎの接続段数で自由に変えることができる。

なお、図では音響光学素子２４ａ〜２４ｎを複数段接続
した構成を示したが、少なくとも１つあれば良く、帰還
させた回数だけ搬送波を得ることがでぎる。

［実施例２］ 本発明の第２の実施例を第３図を用いて詳細に説明する
。

本実施例の特徴は、実施例１の光増幅器２３への帰還路
２７に通過帯域ｆＨの帯域通過光フィルタ２８を挿入す
ることにより、第４図に示すような所要の周波数帯［ｆ
Ｈ　、光周波数間隔がｆｏの等間隔の搬送光波を発生さ
せることができるように構戒したものである。従って、
本実施例では不要な周波数帯域における光搬送波を除去
することができる。

［実施例３１ 本発明の第３の実施例を第５図を用いて詳細に説明する
。

本実施例の特徴は、実施例１の光増幅器２３への帰遠路
２７にＦＳＲがｆＲのフ７ブリベ口エタＯン等の光共振
器２９を挿入することにより、第６図（ａ）に示す複数
の光搬送波のうちフ７ブリベ口エタロン２９の共振周波
数と一致する光搬送波のみを同図（ｂ）に示すように光
周波Ｗｌ間隔がｆＲで、かつ等間隔に出力光２５として
取り出すように構戊したものである。従って本実施例で
は光搬送波を極めて高精度な光周波数間隔ｆＲで取り出
すことができる。

［実施例４］ 第７図は本発明による第４の実施例であり、コヒーレン
ト光周波数多重信号方式のブロック図である。

本実施例は図のように、光搬送波発生部Ａと多重信号作
或部Ｂとに大別され相互は光合波器３０で結合される。

まず、光搬送波発生部Ａは前述した実施例１〜３のいず
れかの光搬送波発生器を用いれば良く、同図では実施例
１で音響光学素子２４が１つの場合を示しでいる。即ち
、光搬送波発生部Ａは、光源２１から出力された光を帰
還光と合波する光カブラ２２と、帰遠路２７の光損失を
補償する光増幅７Ｓ２３と、正弦波信号発生器２６によ
って定まる周波数ｆｏだけ周波数偏移した光信号Ｌ２と
周波数偏移しない光信号とを出力する音響光学素子２４
とを介して高信頼な光搬送波である出力光２５を発生す
る。

一方、多重信号作成部Ｂは光搬送波発生部八で作成され
光分波器３ｏで分波されたそれぞれの搬送光周波数に発
振周波数を同期される半導体レーザ３１ａ〜３１ｎと、
搬送波の光周波数に同期された半導体レーザ３１ａ〜３
１ｎの出力光を変調信弓ｍａ〜ｍｎで変調する外部変調
器３２ａ〜３２ｎと、外部変調器３２ａ〜３２ｎの出力
光を合波する光結合器３３とから構或され、多重信号が
出力される。

なお、上述の説明では、帰遠路２７の光損失を補償する
ために光増幅器２３を備えた構或について説明したが、
本発明では必ずしも必須の要件ではない。

［発明の効果］ 以上のように、本発明は正弦波信号発生器２６により変
調されて入力信号光の光周波数を最終的にｆｏだけ周波
数偏移する少なくとも１段以上の音響光学素子を用いて
、光搬送波の光周波数間隔を制Ｉ！Ｉするように構成す
ることにより、電気信号である正弦波信号発生器２６の
周波数で光周波数間隔を制御できるため高精度で、かつ
簡単に可変することができる。

帰還された偏移信号光の損失を補償するための光増幅器
２３を備えることにより、高出力光を得ることがでぎる
。

偏移信号光を帰遠するｆＲ遠路２７に予め定めた周波数
帯域の信号光を通過させる帯域通過フィルタ２８を配置
することにより、所望の周波数帯域の光搬送波を得るこ
とができる。

偏移信号光を帰還する帰還路２７に光周波数共振特性を
有する光共振器２つを配置することにより、光周波数間
隔を高精度にすることができる。

したがって、本発明は、高密度多重コヒーレント光通信
方式にも適用可能であり、その効果が大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による第１の実施例であり、光搬送波発
生装置の構成図、第２図は実施例１を用いた場合におけ
る光搬送波の出力図、第３図は本発明による第２の実施
例であり、帰還路に帯域通過フィルタを挿入した光搬送
波発生装置の構成図、第４図は実ＭＶＡ２を用いた場合
における光搬送波の出力図、第５図は本発明による第３
の実施例であり、帰還路に光共振器を挿入した光搬送波
発生装置の構成図、第６図（ａ）（ｂ）は他の実施例と
実施例３を用いた場合における光搬送波の出力図、第７
図は本発明による第４の実施例であり、コヒーレント光
周波数多重方式に応用した場合の構或図、第８図乃至第
９図は従来の光搬送波発生装置の構或図、第１０図乃至
第１２図は他の従来の光搬送波発生装置の構成図とその
段階的光搬送波の出力図である。 １８〜１ｎ，９．３１ａ〜３１ｎ・・・半導体レーザ ２．２＝　　５．２２．３３・・・光合波器《光カブフ ３・・・ｉ，１１１１０用半導体レーザ４・・・鋸波発
生器　　　　６・・・フォトダイオード７・・・チャネ
ル制御回路　８・・・ファブリベ口ー干渉計 １０・・・反射ミラー １１．２６．２６ａ〜２６ｎ・・・正弦波信号発生器１
２ａ〜１２ｎ・・・スレーブ半導体レーザ１３ａ　〜１
３ｎ．３２ａ　〜３２ｎ・・・外部変Ｗ４器２１・・・
光ｍ　　　　　　　２３・・・光増幅器２４．２４ａ〜
２４ｎ・・・音響光学素子２５・・・出力光　　　　　
２７・・・帰還路２８・・・帯域通過光フィルタ ２９・・・光共振器　　　　３０・・・光分波器第１図 ２７ 第２図 第３図 オｆｏ門 第５図 第６図（０）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光信号を周波数多重するための光搬送波を複数作成
   する光搬送波発生装置において、予め定められた光周波
   数を発振する光源と、周波数がｆｏの正弦波を発生する
   正弦波信号発生器と、該正弦波信号発生器により発生さ
   れた正弦波で変調されて入力信号光の光周波数をｆｏだ
   け周波数偏移した偏移信号光と偏移しない無偏移信号光
   とを出力する音響光学素子と、帰還路を介して帰還され
   た該偏移信号光と前記光源の出力光とを合波するための
   光合波手段と、を有することを特徴とする光搬送波発生
   装置 ２、前記光合波手段と前記音響光学素子間に、帰還され
   た偏移信号光の損失を補償するための光増幅器を介入し
   たことを特徴とする請求項１記載の光搬送波発生装置 ３、前記帰還路に、予め定めた周波数帯域の前記偏移信
   号光を通過させる帯域通過フィルタを配置したことを特
   徴とする請求項１又は２記載の光搬送波発生装置 ４、前記帰還路に、偏移信号光に対し光周波数共振特性
   を有する光共振器を配置したことを特徴とする請求項１
   又は２記載の光搬送波発生装置 ５、周波数和がｆｏとなるようそれぞれの正弦波を発生
   する複数の前記正弦波信号発生器に各対応して前記音響
   光学素子も入力信号光の光周波数が最終段でｆｏだけ周
   波数偏移するようそれぞれの偏移信号光と無偏移信号光
   とを出力する複数段接続からなることを特徴とする請求
   項１、２、３又は４記載の光搬送波発生装置