JPH0396930A - Fsk変調光学的信号発生装置 - Google Patents

Fsk変調光学的信号発生装置

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JPH0396930A
JPH0396930A JP2224121A JP22412190A JPH0396930A JP H0396930 A JPH0396930 A JP H0396930A JP 2224121 A JP2224121 A JP 2224121A JP 22412190 A JP22412190 A JP 22412190A JP H0396930 A JPH0396930 A JP H0396930A
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JP
Japan
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signal
polarization
optical
beam splitter
reflector
Prior art date
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Pending
Application number
JP2224121A
Other languages
English (en)
Inventor
Alfred Ebberg
アルフレート、エベルク
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50Transmitters
    • H04B10/516Details of coding or modulation
    • H04B10/532Polarisation modulation

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〕 この発明はFSK変調された光学的送信信号から2つの
互いに直交した偏光状態を有するFSK変調された光学
的信号を発生するための装置に関するものである。
〔従来の技術] ヘテロダイン受信を有する光学的伝送システムでは、中
間周波数信号の最大の信号振幅を得るため、局部発振器
信号が受信される送信信号と同一の偏光状態を有してい
なければならない。従来のモノモードファイハの複屈折
は熱的または機械的擾乱により影響されるので、受信さ
れる送信信号の偏光状態は変動を有し、このことは中間
周波数信号の振幅変動に通ずる。局部発振器信号および
受信信号が互いに直交して偏光されている場合には、中
間周波数信号は完全に消滅する。
偏光に無関係な受信は、受信器に供給される光学的信号
が互いに直交する偏光状態を有するならば、可能である
。このような信号はたとえば伝送すべきデータ信号によ
り駆動される偏光切換スイッチにより発生され得る(こ
れについてはドイツ連邦共和国特許出願公開第3833
273号および第3833274号明細書を参照)。
このような方法はすべての公知のディジタル変調法、す
なわちASK,DPSKおよびFSK変調に適している
が、偏光切換スイッチを駆動するためにエレクトロニク
スに費用の追加を必要とする。従って、マルチチャネル
システムのなかに各光学的送信器に対して付属の駆動エ
レクトロニクスを有する切換スイッチが存在していなけ
ればならない。
FSK変調された光学的送信信号に対する光学的伝送シ
ステムでは偏光切換はこの信号自体によっても行われ得
る。このために送信信号はファイバによる本来の伝送の
前に先ず適切な複屈折媒体を通過しなければならない。
文献ではこのために適切な長さの偏光を受けるファイバ
の使用が提案されている(エレクトロ二ンク・レターズ
25 (t989)第4〜5頁参照)。FSK変調され
た信号が偏光を受けるファイバの主軸に対して45゜の
角度でこのファイバに入射結合されると、変調に対して
同期して切換えられる互いに直交した偏光状態を有する
信号がファイハ出力端に得られる。
たとえば基本周波数f。にくらべて△f = 1. G
 HZの周波数偏移およびB=5・10−’のファイハ
複屈折では約300mの長さのファイバが使用されなけ
ればならない。
直交偏光状態を有するFSK信号を発生する別の可能性
として、文献ではマソハーツェンダー干渉計の使用が提
案される(米国電機電子学会雑誌、光波テクノロジー、
LT6(t988)第1537〜1548頁参唄)。F
SK変調された送信信号の所与の周波数偏移△fにおい
て干渉計出力端に互いに直交した偏光状態を発生するた
め、干渉計アームの間の光路長差はc / 2△f(c
は光速度)に等しくなければならない。この干渉計は2
4 つの偏光ビームスプリッターを必要とし、またその調節
には費用がかかる。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の課題は、光学的送信信号の偏光に無関係な光ヘ
テロダイン受信を実現するため、1つのFSK変調され
た送信信号から2つの互いに直交した偏光状態を有する
FSK変調された光学的信号を発生するための装置であ
って、1つの偏光ビームスプリッターしか必要とせず、
コンパクトな構或で製造可能な装置を提供することであ
る。
〔課題を解決するための手段〕
この課題は請求項1に記載の特徴を有する装置により解
決される。
本発明による装置はマイケルソン干渉計に基づいている
本発明による装置の1つの大きな利点は、それがマルチ
チャネルシステムのなかで、すべてのチャネルが等しい
周波数偏移Δfを有するかぎり、複数のチャネルに対し
て同時に利用され得ることにある。
本発明による装置の好ましい有利な構或例は請求項2な
いし5にあげられている。
〔実施例〕
以下、図面により本発明の好ましい実施例を一層詳細に
説明する。
第1図ないし第6図による実施例では偏光ビームスプリ
ッタ−PBSは2つのガラスプリズムPr1およびPr
2の間に配置されているそれ自体は公知の誘電性多重層
VSから威っている。両ガラスプリズムPrlおよびP
r2たとえば一緒に1つの直方体または立方体を形威す
る。多重層VSはこの直方体の1つの対角面DEのなか
に配置されており、この対角面Dは第1図ないし第6図
中でたとえば紙面に垂直に立っている。
偏光された光送信信号S (t)は偏光ビームスプリッ
ターPBSにたとえば水平に左から供給され、偏向され
ずにプリズムPrlに貫き入り、またθ=45゜の入射
角で多重層■Sに当たる。この送信信号S (t)は直
線偏光されていなければならず、また光パワーが均等に
両枝路に分配されるようにビームスプリッタPBSの主
軸に対して45゜の角度で入射結合されなければならな
い。
たとえば直線偏光された送信信号S (t)の第1図な
いし第6図中で紙面内に位置する入射平面番こ対して垂
直な偏光戒分は参照符号Sを、またこの入射平面に対し
て平行な偏光或分は参照符号Pを付されている。
誘電性多重層■Sのところで、たとえば偏光戒分Sに相
応して偏光されている送信信号S (t)の1つの信号
成分Stは垂直に下方↓こ反射され、また偏光成分pに
相応して偏光されている他方の信号成分S2はこの層■
Sを通過し、その後に偏向されずに水平に右方に伝播す
る。
反射されたS偏光された信号成分S1はこの成分に対応
付けられている反射器SPIに当たり、またそこで復帰
反射される。この信号成分S1はその際に、誘電性多重
層への方向に垂直に上方に戻る信号戒分Slがp偏光さ
れているように、この信号戒分S1の元のS偏光をp偏
光tこ回転させる1つの四分の一波長板LPIを貫き、
この多重7 層VSを通過し、またその後にさらに垂直に上方に伝播
する。p偏光された他方の信号成分s2はそれに対応付
けられている反射器SP2に当たり、またそこで復帰反
射される。またこの信号戒分S2はその際に、それに対
応付けられており、多重層vSへの方向に水平に左方に
戻る他方の信号成分S2がS偏光されており、そこで垂
直に上方に反射されるように、この信号戒分S2の元の
p偏光をS偏光に回転させる四分の一波長板L.P2を
2回通過し、その際に、多重層■Sを通過するp偏光さ
れている信号或分S1およびそこで反射されたS偏光さ
れている他方の信号成分S3は、互いに直交する2つの
偏光状態Sおよびpを有する光学的信号Sとして重畳さ
れる。
互いに重畳された信号或分S1およびS2は、偏光ビー
ムスプリッタ−PBSと対応付けられている反射器SP
2との間の光路長L2と偏光ビームスフリッターPBS
と対応付けられている反射器SPIとの間の光路長L1
との間の差の2倍の大きさ21L2−Lllにより与え
られている相8 互の時間的ずれを有する。
大きさlL2−Lllはc / 4Δfに等しく選定さ
れる。ここでCは真空光速度、またΔfはFSK変調さ
れた送信信号S (t)に含まれている光学的周波数偏
移を意味する。
たとえば直線変調されたFSK変調された光学的送信信
号S (t)は 3 (t)−Ao  −cos C2ttfo+Δf−
d(t))+φ。) の形態の信号であってよい。ここで八〇は信号振幅、f
0は光波の基本周波数、Δfは前記の周波数偏移、d 
(t)はディジタル電気的データ信号、またφ。は位相
を意味する。
偏光ビームスプリッターPBSと対応付けられている反
射器SP2またはSPIとの間の光路長L2またはL1
は一般に L2− Σ 12k’nZk L1=  Σ l ゜ n11 乙こより定義されている。ここで第1の場合tこはそれ
ぞれ1つの対応付けられている幾何学的長さ12kおよ
び対応付けられている屈折率nZkを有する相続くmの
光学的媒体、また第2の場合にはそれぞれ■つの対応付
けられている幾何学的長さ114および対応付けられて
いる屈折率nl7を有する相続くqの光学的媒体が当咳
の信号戊分S2またはS1により1つの方向ムこ通過さ
れる。
従って、一般に c / 4Δ丁−1 ( Σ I21n2k)( Σ 
1、・n1,) ?威り立つ。
第1図の場合番こはたとえばm=q=4が成り立つ0従
って\nll−n21\11 +2= n +a= n
 22= n 24一nかツn +3= n 23なら
びに111=1z+、113=123かつ1 ,,= 
1■,とすれば、122  112I n=c/4Δf に選ばれなければならない。これは 12  −1+  l=c/n4Δf ?同し意味である。ここで1■一Σ12kかっ1=Σl
ljである。n=1、すなわち自由な放射?内では11
■−1+l=c/4Δfが或り立っ。
四分の一波長板LPIおよびLP2の厚みはそれぞれ光
学的基本周波数f。により予め定められている。
第2図による実施例では第1図による実施例との相違点
として、送信信号S (t)、信号或分S1およびS2
および光信号Sが偏光ビームスプリッターPBSの外側
でモノモード光導波ファイバPMF1、P M F2、
PMF3またはMF4のなかを導かれ、その際にファイ
バPMF 1、PMF2およびPMF3は偏光を受ける
ファイバでなければならない。ファイバMF4は通常の
ファイハであってよい。ファイバPMF 1ないしPM
F3およびMF4への、またそれらからの光波の入射お
よび出射結合はたとえば屈折率分布形レンズまたは球レ
ンズであってよいレンズLilないしLj8を介して行
われる。
第3図による実施例では第2図による実施例との相違点
として、たとえば偏光ビームスプリッタ−PBSと反射
器SPIとの間のファイバPMF2が省略されており、
その代わりに入力側で鏡面化された1つの四分の一波長
板LPIが直接にプリズムPrlO上に接合されている
。同様にファイバPMF3も省略されていてよい。
第4図による実施例では第3図による実施例との相違点
として、偏光ビームスプリッターPBSと反射器SP2
との間のファイバPMF3の代わりに適当な長さのガラ
ス棒GS、たとえば水晶ガラスタブが使用されている。
このガラス棒GSの上に直接に、入力側で鏡面化された
四分の一波長Fi.LP2が接合されていてよい。
屈折率の異なる2つの媒体の間の境界面における反射を
防止するため、これらの境界面は反射防止されていてよ
い。さらに偏光ビームスプリッターPBSの傾斜乙こよ
り、場合6こよってはまだ存在する残留反則が有害な作
用を生しないように配慮され得る。
このような傾斜される偏光ビームスブリッタ−PBSを
有する実施例が第5図および第6図に示されている。そ
の際に第5図による実施例は第3図による実施例に相応
し、また第6図による実施例は第4図による実施例6こ
相応する。偏光ビームスプリッターPBSと四分の一波
長板LPIとの間に配置されている楔Kが第5図および
第6図による実施例では必要であり、また信号戒分S1
が垂直に反射器SPIの上に当たり、また復帰反射され
得るように設計されていなければならない。
この楔Kは反射器SPIと四分の一波長板LPIとの間
に配置されていてもよく、その際に入力側で鏡面化され
た楔Kが使用されてよい。
第6図による実施例ではガラス棒GSと偏光ビームスプ
リッターPBSとの間の角度は、信号或分S2が垂直に
反射器SP2の上に当たり、また復帰反射され得るよう
に設計されていなければならない。
第5図および第6図による実施例では入射角度θは45
″よりも小さい。
第2図による実施例に相応する第7図による実施例では
偏光ビームスプリッタ−PBSは、たとえば集積された
光学的方向性結合器またはファイバ方向性結合器であっ
てよい偏光選択性の光学的方向性結合器RKから戒って
いる。このような方向性結合器は公知である。
本発明による装置を有するFSK変調された光学的送信
信号の偏光に敏感でないヘテロダイン受信のための第8
図に示されている光学的伝送システムは、電気的データ
信号d (t)と同しく変調装置2に供給されるクロッ
ク周期T,を有する電気的クロックルス■,を発生する
ためのクロック発生器1から戒っている。変調装置2の
出力端に生ずる電気的信号はこの電気的信号を光学的な
、たとえば直線偏光されたFSK変調された送信信号S
 (t)に変換する電気光学的変換器3、たとえばレー
ザーダイオードに供給される。この送信信号S (t)
は、たとえば先に説明した第1図ないし第7図による実
施例のlつに相応して構威されでいてよい本発明による
装W4に供給される。
この装W4の1つの出力端から、互いに直交する偏光状
態を有する1つのFSK変調された光学的信号Sが発せ
られ、この光学的信号Sが光学的伝送路5を介してFS
Kヘテロダイン受信器6に供給され、その出力端から電
気的データ信号d (t)が取り出され得る。このデー
タ信号d (t)は装置4に基づいて偏光に無関係であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は偏光ビームスプリッターが1つの誘電性多重層
から戒っている本発明による装置の基本的構威を示す図
、第2図ないし第6図は第1図による装置の種々の実施
例を示す図、第7図は偏光ビームスプリッターとして1
つの偏光選択性の光学的方向性結合器を有する本発明に
よる装置の基本的構戚を示す図、第8図は本発明による
装置を有するFSK変調された光学的送信信号の偏光に
無関係なヘテロダイン受信のための1つの光学的伝送シ
ステムを示す図である。 LP1、LP2・・・四分の一波長板 15 MF4・・・ファイバ PBS・・・偏光ビームスプリッタ PMF 1〜PMF4・・・ファイバ Prl,Pr2・・・ガラスプリズム RK・・・偏光選択性の光学的方向性結合器S1〜S3
・・・信号戒分 S (t)・・・送信信号 SPI、SP2・・・反射器 VS・・・誘電性多重層 16

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)光学的送信信号(S(t))の偏光に無関係な光ヘ
    テロダイン受信を実現するため、1つのFSK変調され
    た光学的送信信号(S(t))から2つの互いに直交し
    た偏光状態(s、p)を有するFSK変調された光学的
    信号(S)を発生するための装置において、送信信号(
    S(t))を2つの互いに直交して偏光された信号成分
    (S1、S2)に分割する偏光ビームスプリッター(P
    BS)を有し、両信号成分の各々が対応付けられている
    反射器(SP1、SP2)により偏光ビームスプリッタ
    ー(PBS)に復帰反射され、その際に各信号成分(S
    1、S2)に、元の偏光状態(sまたはp)をそれに対
    して直交する偏光状態(pまたはs)に移行させる偏光
    変更装置が対応付けられており、その際に偏光ビームス
    プリッター(PBS)と一方の信号成分(S1)に対応
    付けられている反射器(SP1)との間の光路長と偏光
    ビームスプリッター(PBS)と他方の信号成分(S2
    )に対応付けられている反射器(SP2)との間の光路
    長とが、これらの経路長さの間の差の値がc/4Δf(
    cは光速度、ΔfはFSK変調された送信信号(S(t
    ))に含まれている光学的周波数偏移)に等しいように
    互いにずらされて選定されていることを特徴とするFS
    K変調光学的信号発生装置。 2)偏光ビームスプリッター(PBS)が誘電性多重層
    (VS)を有することを特徴とする請求項1記載の装置
    。 3)偏光ビームスプリッター(PBS)が偏光選択性の
    光学的方向性結合器(RK)から成っていることを特徴
    とする請求項1記載の装置。 4)偏光変更装置(LP1、LP2)が、対応付けられ
    ている信号成分(S1、S2)により透過される四分の
    一波長板から成っていることを特徴とする請求項1ない
    し3の1つに記載の装置。
JP2224121A 1989-08-28 1990-08-24 Fsk変調光学的信号発生装置 Pending JPH0396930A (ja)

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DE3928403 1989-08-28
DE3928403.4 1989-08-28

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