JPH05218550A - 光櫛状波発生器 - Google Patents

光櫛状波発生器

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JPH05218550A
JPH05218550A JP4279428A JP27942892A JPH05218550A JP H05218550 A JPH05218550 A JP H05218550A JP 4279428 A JP4279428 A JP 4279428A JP 27942892 A JP27942892 A JP 27942892A JP H05218550 A JPH05218550 A JP H05218550A
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JP
Japan
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optical
optical waveguide
light
comb
frequency
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JP4279428A
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Bernd Noll
ノル ベルント
Franz Auracher
アウラツヒアー フランツ
Alfred Ebberg
エベルク アルフレート
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • 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
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    • H04B10/50Transmitters
    • H04B10/501Structural aspects
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 環状に閉じた導波路を備えた櫛状波発生器の
スペクトル線のパワー変動を軽減する。 【構成】 導波路2内を循環する光を選り分けて変調可
能とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、所定のコヒーレント時
間を有するコヒーレント基準光源から発生されて所定の
光基準周波数のところに位置するスペクトル線から、等
間隔の光周波数のところに位置するスペクトル線から成
る櫛状波スペクトルを作るために、環状に閉じた光導波
路と、この光導波路内に配設された単側波帯変調器とを
備え、光導波路内には基準光源から放射された光基準周
波数の光が入射可能であり、光導波路からは光導波路内
へ入射して光導波路内を所定の循環時間で循環する光の
一部分が出射可能であり、単側波帯変調器は光導波路内
を循環する光を各循環時に所定の光周波数シフトだけず
らす光櫛状波発生器に関する。
【0002】
【従来の技術】コヒーレント光マルチチャネル伝送シス
テムの送信レーザを安定化させるために、光櫛状波発生
器が必要である。この光櫛状波発生器は基準レーザの光
から等間隔の一連の基準周波数を発生し、それにより各
1つの送信レーザを各1つの基準周波数に結び付けるこ
とができる。
【0003】このような櫛状波発生器の可能な構成が刊
行物「エレクトロニクス、レターズ(Electron
ics Letters)」第26巻(1990年)、
第28頁〜第30頁に記載されている。この櫛状波発生
器においては、基準レーザの光は環状に閉じたファイバ
ー式光導波路内へファイバーカプラーを介して供給され
る。単側波帯変調器が光の周波数を所定の周波数シフト
だけずらす。光の一部分はファイバーカプラーを通って
導波路から出射し、残りは環状体内を繰り返し通り、再
度周波数をずらされる。循環損失が光増幅器によって補
償される場合、櫛状波スペクトルの達成可能な幅は単側
波帯変調器、光増幅器、およびファイバーカプラーの周
波数応答のみに依存する。光アイソレータは導波路内の
光の不所望な循環方向への伝播だけを阻止する。
【0004】例えば30dB以上の高い歪減衰量を有す
る単側波帯変調器は従来では例えばブラッグセルの形態
の音響光学変調器としてのみ存在しているが、しかしな
がらその最大運転周波数は数GHzに過ぎない。さら
に、変換効率は所定の周波数シフトだけ周波数シフトさ
れた信号の振幅と単側波帯変調器の前の光の振幅との間
の比によって定義されるが、この変換効率は高周波数で
は低下し、1GHz以上の周波数に対しては数パーセン
トに過ぎない。
【0005】電子光学的単側波帯変調器は10GHz以
上の運転周波数を容易に達成するが、しかしながら30
dBより大きい歪減衰量は、同時に0.9より大きい変
換効率の場合極めて小さい製造ばらつきに対してのみ得
られる。
【0006】単側波帯変調器が複数の変調側波帯を発生
する場合、環状に閉じた導波路内では異なった循環サイ
クルにおける同一周波数の部分波が重畳される。不所望
な変調側波帯の励起と、個々の部分波間の位相シフト
と、単側波帯変調器の周波数シフトを決定する変調周波
数と、導波路内を一巡するために必要な循環時間とに依
存して、個々のスペクトル線のパワーは非常に異なり、
個々のスペクトル線が消失することがあったりまたは環
状に閉じた導波路が振動することさえある。
【0007】このような問題は、基準レーザをパルス化
し(刊行物“EFOC/LAN Konferenzb
and”(1990年発行、第314頁〜第319頁参
照)、パルス長さが循環時間よりも大きくなくしかもパ
ルス間隔は環状体内で隣接するパルスから成る光の干渉
が生じないような大きさに選定されることによって解決
される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各スペ
クトル線における平均パワーはディーティ比に応じて減
少し、それゆえ確実な周波数調節を行うために必要なS
/N比は場合によってはもはや達成され得ない。
【0009】本発明の目的は、スペクトル線のパワー変
動が軽減され得るような光櫛状波発生器を提供すること
にある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明によれば、冒頭に述べた光櫛状波発生器にお
いて、光導波路内を循環する光が選り分けられて変調可
能である。
【0011】本発明によれば、櫛状波スペクトルのスペ
クトル線のパワー変動が所定量を上回ることなく、理想
的ではない単側波帯変調器を用いて光櫛状波発生器を連
続的に有利に運転することができる。
【0012】櫛状波スペクトルは光導波路内を循環する
際の光の位相変化に敏感に感応する。この位相は従って
出来る限り一定に保持されるべきである。導波路内を循
環する際の光の位相変化に対する櫛状波スペクトルの感
応度は、周波数シフトと導波路内での光の循環時間との
積によって決定される。この積がkπ(kは任意に選定
可能な整数)に等しくなるように選定されると、導波路
内を循環する際の光の位相変化はスペクトル線の強い振
幅変動を惹き起こし、この振幅変動はこのスペクトル線
の周波数が基準周波数から離れて位置すればする程強く
なる。本発明による選り分け変調によって、環状に閉じ
た導波路の光学的長さは振幅変動が調節回路によっても
はや識別されないように迅速に変調される。
【0013】光導波路内に、循環する光の位相を選り分
けて位相変調可能である、特に正弦波状に駆動される位
相変調器が配設される場合には、選り分け変調を行うこ
とができる。この位相変調の周波数は周波数調節の帯域
幅より大きく、しかしながらコヒーレント基準光源によ
って作られたスペクトル線の線幅よりは明らかに小さく
なければならない。付加の周波数変調の位相偏移はπ/
2のオーダになければならない。
【0014】コヒーレント基準光源が弱く周波数変調可
能であり、この選り分け周波数変調の周波数および強度
に対して選り分け位相変調と類似の条件が適用される場
合には、同等の効果が得られる。
【0015】環状に閉じた光導波路の長さは、光導波路
内を循環する光の循環時間がコヒーレント基準光源の所
定のコヒーレント時間よりも大きくなるように設定する
と有利である。
【0016】単側波帯変調器が周波数シフトの同じ符号
を持つ側波帯のみを発生し、周波数シフトの大きさはこ
の大きさと光導波路内の光の循環時間との積がπ/2+
kπ(kは任意に選定可能な整数)に等しくなるように
選定されるか、または、単側波帯変調器が正の周波数シ
フトと負の周波数シフトとを持つ側波帯を発生し、周波
数シフトの大きさはこの大きさと光導波路内の光の循環
時間との積がπ/4+kπ(kは任意に選定可能な整
数)に等しくなるように選定される場合、スペクトル線
の振幅変動は最小になる。
【0017】
【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。
【0018】図1に示された櫛状波発生器100におい
て、コヒーレント時間τK を有する基準レーザの形態の
コヒーレント光基準光源1はコヒーレント光を発生す
る。このコヒーレント光の周波数fについて描かれる周
波数スペクトルは光基準周波数f0 のところに単一のス
ペクトル線10を有する。このスペクトル線10の平均
パワーはS0 (f)にて示されている。
【0019】このスペクトル線10の光は3dBファイ
バー式光方向性結合器4内へこの結合器4の入力ゲート
41を介して入射し、結合器4内において環状に閉じた
ファイバー式光導波路2内へ入り、このファイバー式光
導波路2内において入射光は時計方向へ循環時間τで循
環する。循環光の一部分は結合器4を通って環状に閉じ
た導波路2からこの結合器4の出力ゲート42へ出射
し、残りはさらに導波路2内を循環する。
【0020】導波路2内には単側波帯変調器3が配置さ
れており、この単側波帯変調器3は導波路2内を循環す
る光を光周波数シフトf1 だけ周波数シフトさせる。こ
の周波数シフトf1 は循環時間τによって決定される各
循環サイクルにおいて行われる。導波路2内へ入射した
基準周波数f0 の光は単側波帯変調器3内で周波数シフ
トf1 だけ周波数シフトされ、それゆえ単側波帯変調器
3から出て導波路内をさらに走行する光はf0 +f1
周波数を有する。導波路2内を循環する周波数f0 +f
1 のこの循環光が再び単側波帯変調器3内へ入ると、こ
の光は単側波帯変調器3内で再び周波数シフトf1 だけ
周波数シフトされ、それゆえ単側波帯変調器3から出た
光は周波数f0 +2f1 を有する。n回の循環後には循
環光は周波数f0 +nf1 を持つ。なお、nは任意の自
然数である。その結果、出力ゲート42には櫛状波スペ
クトル110を有する光が出射し、そのスペクトル線1
0、11、12、13、・・・は順番に周波数f0 、f
0 +f1 、f0 +2f1 、f0 +3f1 、・・・を有す
る。各スペクトル線10、11、12、13、・・・の
平均パワーはS(f)で示されている。
【0021】導波路2内には単側波帯変調器3の他に光
アイソレータ5と光増幅器6とが配設されている。これ
らの設置目的については既に説明されている。
【0022】環状に閉じた導波路2の長さは、導波路2
内を循環する光の循環時間τがコヒーレント基準光の所
定のコヒーレント時間τK よりも大きくなるように選定
されている。
【0023】また単側波帯変調器3は、周波数シフトf
1 と同じ符号を持つ側波帯だけを発生し、周波数シフト
1 の大きさ|f1 |は|f1 |・τ=π/2+kπ
(但し、kは任意に選定可能な整数である。)が当ては
まるように選定して形成することができる。
【0024】単側波帯変調器3は、さらに、正の周波数
シフト+f1 と負の周波数シフト−f1 とを有する側波
帯を発生し周波数シフト+f1 、−f1 の大きさ|f1
|は|f1 |・τ=π/4+kπ(但し、kは任意に選
定可能な整数である。)が当てはまるように選定しても
形成することもできる。
【0025】環状に閉じた導波路2内には位相変調器7
が配設され、この位相変調器7によって導波路内を循環
する光の周波数が選り分けられて位相変調可能である。
特に、位相変調器7は正弦波状に駆動される。この選り
分け変調の周波数fm は周波数調節の帯域幅よりも大き
く、しかしながら基準光源1のスペクトル線10の線幅
よりも明らかに小さくあるべきである。位相偏移は±π
/2の大きさ内にあるべきである。
【0026】図1の櫛状波発生器100の変形例が図2
に示されている。この図2に示された変形例によれば、
図1に示された変形例と同じ効果が得られる。図2に示
された櫛状波発生器100は、図1の櫛状波発生器10
0および図2の櫛状波発生器100とは、コヒーレント
基準光源1が選り分け変調の周波数fm でもって周波数
変調可能であり、それによって図1の変調の位相変調器
7を省略し得る点で異なっている。光源1は弱く周波数
変調されるべきであり、その際この周波数変調の周波数
および強度には図1の実施例の位相変調器7を用いた位
相変調と類似の条件が適用される。
【0027】本発明による櫛状波発生器100をコヒー
レント光マルチチャネル伝送システムに適用した例が図
3に示されている。この図3に示された適用例において
は、本発明による櫛状波発生器100によって作られた
櫛状波スペクトル110の各1つのスペクトル線は伝送
システム9の各1つのヘテロダイン受信器94に所属し
ている。このスペクトル線の光はこの1つのヘテロダイ
ン受信器に所属する送信レーザ91を励起する。この送
信レーザ91の光とこのスペクトル線の光とは光方向性
結合器93内で重畳され、この形でヘテロダイン受信器
94へ処理のために導かれる。その際、ヘテロダイン受
信器94からは周波数調節器92を介して送信レーザ9
1の周波数調節が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による櫛状波発生器の一実施例を示す概
略図。
【図2】基準光源が周波数変調可能であるようにした図
1の櫛状波発生器の変形例を示す概略図。
【図3】本発明による櫛状波発生器をコヒーレント光マ
ルチチャネル伝送システムへ適用した例を示す概略図。
【符号の説明】
1 基準光源 2 ファイバー式光導波路 3 単側波帯変調器 4 ファイバー式光方向性結合器 5 光アイソレータ 6 光増幅器 7 位相変調器 9 コヒーレント光マルチチャネル伝送システム 10 スペクトル線 41 入力ゲート 42 出力ゲート 91 送信レーザ 92 周波数調節器 93 光方向性結合器 94 ヘテロダイン受信器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランツ アウラツヒアー ドイツ連邦共和国 8021 バイエルブルン アイヒエンシユトラーセ 26 (72)発明者 アルフレート エベルク ドイツ連邦共和国 8000 ミユンヘン 83 ニーメラーアレー 18

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定のコヒーレント時間(τK )を有す
    るコヒーレント基準光源(1)から発生され所定の光基
    準周波数(f0 )のところに位置するスペクトル線(1
    0)から、等間隔の光周波数のところに位置するスペク
    トル線(10、11、12、13、・・・)から成る櫛
    状波スペクトルを作るために、環状に閉じた光導波路
    (2)と、この光導波路(2)内に配設された単側波帯
    変調器(3)とを備え、光導波路(2)内には基準光源
    (1)から放射された光基準周波数(f0 )の光が入射
    可能であり、光導波路(2)からは光導波路(2)内へ
    入射して光導波路(2)内を所定の循環時間(τ)で循
    環する光の一部分が出射可能であり、単側波帯変調器
    (3)は光導波路(2)内を循環する光を各循環時に所
    定の光周波数シフト(f1 )だけずらす光櫛状波発生器
    において、光導波路(2)内を循環する光は選り分けて
    変調可能であることを特徴とする光櫛状波発生器。
  2. 【請求項2】 光導波路(2)内には、循環する光の位
    相を選り分けて位相変調可能である位相変調器(7)が
    配設されることを特徴とする請求項1記載の光櫛状波発
    生器。
  3. 【請求項3】 コヒーレント基準光源(1)は周波数変
    調可能であることを特徴とする請求項1または2記載の
    光櫛状波発生器。
  4. 【請求項4】 環状に閉じた光導波路(2)の長さは、
    光導波路(2)内を循環する光の循環時間(τ)がコヒ
    ーレント基準光源(1)の所定のコヒーレント時間(τ
    K )よりも大きくなるように設定されることを特徴とす
    る請求項1ないし3の1つに記載の光櫛状波発生器。
  5. 【請求項5】 前記単側波帯変調器(3)は周波数シフ
    ト(f1 )の同じ符号を持つ側波帯のみを発生し、周波
    数シフト(f1 )の大きさ(|f1 |)はこの大きさ
    (|f1 |)と光導波路(2)内の光の循環時間(τ)
    との積(|f1|・τ)がπ/2+kπ(kは任意に選
    定可能な整数)に等しくなるように選定されることを特
    徴とする請求項1記載の光櫛状波発生器。
  6. 【請求項6】 単側波帯変調器(3)は正の周波数シフ
    ト(f1 )と負の周波数シフト(−f1 )とを持つ側波
    帯を発生し、周波数シフト(f1 、−f1 )の大きさ
    (|f1 |)はこの大きさ(|f1 |)と光導波路
    (2)内の光の循環時間(τ)との積(|f1 |・τ)
    がπ/4+kπ(kは任意に選定可能な整数)に等しく
    なるように選定されることを特徴とする請求項1記載の
    光櫛状波発生器。
JP4279428A 1991-09-27 1992-09-24 光櫛状波発生器 Withdrawn JPH05218550A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4132302 1991-09-27
DE4132302.5 1991-09-27

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JPH05218550A true JPH05218550A (ja) 1993-08-27

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JP (1) JPH05218550A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08262515A (ja) * 1995-03-28 1996-10-11 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光周波数基準発生装置

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