JPH05268191A - Optical feeder - Google Patents

Optical feeder

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JPH05268191A
JPH05268191A JP4064055A JP6405592A JPH05268191A JP H05268191 A JPH05268191 A JP H05268191A JP 4064055 A JP4064055 A JP 4064055A JP 6405592 A JP6405592 A JP 6405592A JP H05268191 A JPH05268191 A JP H05268191A
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JP
Japan
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polarized
light
fiber
polarization
power
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JP4064055A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Yamazaki
洋 山崎
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Azbil Corp
Original Assignee
Azbil Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To prevent excess loss by polarizing a continuous light from a feeding side and sending the light through an optical fiber, separating two polarized light components at feeding receiving side and applying photoelectric conversion to them. CONSTITUTION:A laser diode(LD) 10 being a feeder side light source is driven by a drive circuit so as to generate a continuous light and the continuous light is polarized by a polarized light controller 11. The light polarized by the polarized light caller 11 is sent to a feeding reception side via a constant polarization fiber 12, in this case, the constant polarized wave fiber 12 is called the polarized wave preservation fiber, through which two polarized wave components vibrated mutually in a plane perpendicular to the travelling direction in the orthogonal direction are sent. Then the two polarized light components are separated by a polarized beam splitter 13 at a feeding reception side, the polarized light components are subjected to photoelectric conversion by photodiodes PD1, PD2 and converted into a DC voltage by a transformer T and a rectifier circuit 14.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバを介して給
電を行う光給電装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical power feeding device for feeding power via an optical fiber.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、光ファイバを介して給電を行う
光給電装置は、例えば化学プラントのような危険地域に
おいて電線を敷設することができない場合に用いられて
いる。この光給電装置は、基本的に、給電側において強
力な光源により電光変換して光エネルギを発生し、この
光パワーを光ファイバを介して伝送し、被給電側におい
てフォトダイオードや太陽電池により光電変換すること
により、電気エネルギに変換するように構成されてい
る。
2. Description of the Related Art In general, an optical power feeding device for feeding power through an optical fiber is used when electric wires cannot be laid in a dangerous area such as a chemical plant. This optical power supply device basically converts light to electric power by a powerful light source on the power supply side to generate optical energy, transmits this optical power through an optical fiber, and photoelectrically converts the optical power on the power supply side by a photodiode or a solar cell. By converting, it is comprised so that it may be converted into electric energy.

【0003】しかしながら、このような光パワー伝送シ
ステムでは、給電側における電気−光変換による損失
と、光ファイバによる伝送損失と、被給電側における光
−電気変換による損失が大きく、特に光−電気変換によ
る損失が大きいので、効率を向上するために種々の改良
が提案されている。
However, in such an optical power transmission system, a loss due to electric-optical conversion on the power feeding side, a transmission loss due to an optical fiber, and a loss due to optical-electrical conversion on the power-supplied side are large, and particularly optical-electrical conversion. Due to the large loss due to, various improvements have been proposed to improve efficiency.

【0004】図6は、従来例の光給電装置を示す。給電
側では、レーザダイオード(LD)1により連続光を発
生し、光ファイバ2を介して伝送する。被給電側では、
複数のフォトダイオードPD1 〜PDn が直列に接続さ
れており、給電側から光ファイバ2を介して伝送された
光は、光路分割器3により分割され、各分割光がそれぞ
れフォトダイオードPD1 〜PDn の受光面に集光され
る。
FIG. 6 shows a conventional optical power feeder. On the power feeding side, continuous light is generated by the laser diode (LD) 1 and transmitted through the optical fiber 2. On the powered side,
A plurality of photodiodes PD1 to PDn are connected in series, and the light transmitted from the power supply side through the optical fiber 2 is split by the optical path splitter 3, and each split light is received by the photodiodes PD1 to PDn. It is focused on the surface.

【0005】図7は、別の従来例を示す。この装置は、
特開平3−61818号公報に開示されている。この場
合、被給電側ではトランスTが用いられ、トランスTの
一次側、二次側にそれぞれフォトダイオードPD、整流
回路が用いられている。そして、トランスTを駆動する
ために、給電側のレーザダイオード1をパルス発光さ
せ、発生した矩形波光を光ファイバ2を介して伝送し、
被給電側のフォトダイオードPDを点滅させてトランス
Tの一次側に交流を発生させる。この交流がトランスT
で昇圧された後、整流回路4により直流に変換される。
FIG. 7 shows another conventional example. This device
It is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-61818. In this case, the transformer T is used on the power-supplied side, and the photodiode PD and the rectifier circuit are used on the primary side and the secondary side of the transformer T, respectively. Then, in order to drive the transformer T, the laser diode 1 on the power feeding side is pulse-emitted, and the generated rectangular wave light is transmitted through the optical fiber 2,
The photodiode PD on the power-supplied side is blinked to generate an alternating current on the primary side of the transformer T. This AC is a transformer T
After being boosted by, it is converted into direct current by the rectifier circuit 4.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図6に
示すように、被給電側において複数のフォトダイオード
PD1 〜PDn を直列に接続した光給電装置では、光路
分割器3により分割する際の過剰損失やフォトダイオー
ドPD1 〜PDn の直列抵抗成分があるため、効率が悪
いという問題点がある。
However, as shown in FIG. 6, in an optical power feeding device in which a plurality of photodiodes PD1 to PDn are connected in series on the power-supplied side, excess loss when splitting by the optical path splitter 3 is caused. Since there is a series resistance component of the photodiodes PD1 to PDn, there is a problem of poor efficiency.

【0007】また、図7に示すように、被給電側におい
てトランスTを用いた光給電装置では、トランスTを駆
動するためにパルス光、すなわち連続光よりもパワーの
小さい光を伝送するので、連続光に比べてそれほど効率
を向上することができないという問題点がある。
Further, as shown in FIG. 7, in the optical power supply device using the transformer T on the power-supplied side, pulsed light for driving the transformer T, that is, light having a power smaller than continuous light is transmitted. There is a problem that the efficiency cannot be improved so much as compared with continuous light.

【0008】故に、本発明の目的は、光パワーの伝送効
率を向上することができる光給電装置を提供することに
ある。
[0008] Therefore, an object of the present invention is to provide an optical power feeding device capable of improving the transmission efficiency of optical power.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の光給電装置は、
連続光を発生する光源と、該光源の連続光を偏光する偏
光手段と、該偏光手段により偏光された2つの偏光成分
を伝送する光ファイバと、該光ファイバを介して伝送さ
れた2つの偏光成分を分離する偏光分離手段と、該偏光
分離手段で分離された各偏光成分を光電変換する光電変
換手段とを備えて構成される。
The optical power feeding device of the present invention comprises:
A light source for generating continuous light, a polarization means for polarizing the continuous light of the light source, an optical fiber for transmitting two polarization components polarized by the polarization means, and two polarizations transmitted through the optical fiber It is configured to include a polarized light separating unit that separates the components and a photoelectric conversion unit that photoelectrically converts each polarized light component separated by the polarized light separating unit.

【0010】[0010]

【作用】給電側の光源で発生した連続光は、偏光手段で
偏光され、光ファイバを介して伝送される。被給電側で
は、偏光分離手段により2つの偏光成分が分離され、各
偏光成分が光電変換される。従って、従来例の光路分割
器により分割する際に生じる過剰損失が抑制され、パル
ス光を伝送する場合より光パワーの伝送効率を向上す
る。
The continuous light generated by the light source on the power feeding side is polarized by the polarization means and transmitted through the optical fiber. On the power-supplied side, two polarization components are separated by the polarization separation means, and each polarization component is photoelectrically converted. Therefore, excess loss that occurs when splitting is performed by the optical path splitter of the conventional example is suppressed, and the transmission efficiency of optical power is improved as compared with the case of transmitting pulsed light.

【0011】[0011]

【実施例】図1は、本発明に係る光給電装置の一実施例
を示すブロック図である。図において、給電側の光源で
あるレーザダイオード(LD)10は、図示しない駆動
回路により、連続光を発生するように駆動される。この
連続光は、偏光制御器11により偏光される。偏光制御
器11は、偏光制御素子11aと、この偏光制御素子1
1aを変調することによりレーザダイオード10の連続
光を偏光するための変調駆動器11bとを含む。
1 is a block diagram showing an embodiment of an optical power feeding device according to the present invention. In the figure, a laser diode (LD) 10 which is a light source on the power feeding side is driven by a drive circuit (not shown) so as to generate continuous light. This continuous light is polarized by the polarization controller 11. The polarization controller 11 includes a polarization control element 11a and the polarization control element 1
Modulation driver 11b for polarizing the continuous light of the laser diode 10 by modulating 1a.

【0012】上記の偏光制御器11で偏光された光は、
定偏波ファイバ12を介して被給電側に伝送される。定
偏波ファイバ12は、偏波保持ファイバとも呼ばれ、進
行方向に垂直な面内で互いに直交方向に振動する2つの
偏光成分を伝送することができる。
The light polarized by the polarization controller 11 is
It is transmitted to the power-supplied side via the polarization maintaining fiber 12. The constant polarization fiber 12 is also called a polarization maintaining fiber, and can transmit two polarization components vibrating in directions orthogonal to each other in a plane perpendicular to the traveling direction.

【0013】上記2つの偏光成分は、被給電側の偏光ビ
ームスプリッタ13により分離され、各偏光成分がそれ
ぞれフォトダイオードPD1 、PD2 により光−電気変
換され、トランスTと整流回路14により直流電圧に変
換される。
The above two polarization components are separated by the polarization beam splitter 13 on the power-supplied side, and the respective polarization components are photo-electrically converted by the photodiodes PD1 and PD2, respectively, and converted into a DC voltage by the transformer T and the rectifier circuit 14. To be done.

【0014】この実施例によれば、給電側から連続光を
偏光して伝送し、被給電側において2つの偏光成分を分
離して光−電気変換するので、図6に示すような光路分
割器3により分割する際の過剰損失を防止すると共に、
図7に示すようなパルス光を伝送する場合よりも大きい
(理論的には2倍の)パワーを伝送することができる。
According to this embodiment, continuous light is polarized and transmitted from the power feeding side, and two polarization components are separated and photoelectrically converted on the power fed side. Therefore, an optical path splitter as shown in FIG. 6 is used. While preventing excessive loss when dividing by 3,
It is possible to transmit a larger power (theoretically double) than that in the case of transmitting the pulsed light as shown in FIG.

【0015】上記実施例では、偏光制御器11により偏
光された2つの偏光成分を定偏波ファイバ12を介して
伝送するように構成しているが、図2に示すように、2
つの偏光成分をそれぞれ通常の光ファイバ12a、12
bを介して伝送するように構成してもよい。
In the above embodiment, the two polarization components polarized by the polarization controller 11 are configured to be transmitted via the polarization maintaining fiber 12, but as shown in FIG.
The two polarization components are respectively converted into ordinary optical fibers 12a and 12
It may be configured to transmit via b.

【0016】また、上記実施例では、フォトダイオード
PD1 、PD2 により光−電気変換された電流を、トラ
ンスTと整流回路14により直流電圧に変換するように
構成しているが、図3に示すような倍電圧整流回路を用
いてもよい。この倍電圧整流回路では、フォトダイオー
ドPD1 、PD2 により光−電気変換された電流が、コ
ンデンサC1 にチャージされ、平滑化コンデンサC2 に
より平滑化される。
In the above embodiment, the current photo-electrically converted by the photodiodes PD1 and PD2 is converted into a DC voltage by the transformer T and the rectifying circuit 14, but as shown in FIG. A double voltage rectifier circuit may be used. In this voltage doubler rectifier circuit, the current photoelectrically converted by the photodiodes PD1 and PD2 is charged in the capacitor C1 and smoothed by the smoothing capacitor C2.

【0017】次に、図4は第2の実施例を示す。この実
施例では、光源として波長λ1 〜λn が異なるレーザ光
を発生する複数(n)個のレーザダイオード101 〜1
0nが用いられる。これら波長λ1 〜λn のレーザ光
は、合流器15で合流されて偏光制御器11により偏光
され、定偏波ファイバ12を介して伝送される。
Next, FIG. 4 shows a second embodiment. In this embodiment, as a light source, a plurality (n) of laser diodes 101 to 1 for generating laser beams having different wavelengths .lambda.1 to .lambda.n are used.
0n is used. The laser lights having the wavelengths λ1 to λn are combined by the combiner 15, polarized by the polarization controller 11, and transmitted through the constant polarization fiber 12.

【0018】被給電側に伝送されたレーザ光は、分波器
16により、それぞれ2つの偏光成分を有する波長λ1
〜λn のレーザ光に分波される。そして、各レーザ光の
2つの偏光成分がそれぞれビームスプリッタ131 〜1
3n により分離され、各対のレーザダイオード(PD1
1,PD12)〜(PDn1,PDn2)により光電変換され
る。
The laser light transmitted to the power-supplied side is demultiplexed by the demultiplexer 16 into wavelengths λ1 each having two polarization components.
~ Demultiplexed to λn laser light. Then, the two polarization components of each laser beam are divided into beam splitters 131 to 1 respectively.
Separated by 3n, each pair of laser diodes (PD1
1, PD12) to (PDn1, PDn2) are photoelectrically converted.

【0019】この第2の実施例によれば、n個のレーザ
ダイオード101 〜10n を用いるので、第1の実施例
のn倍のパワーを伝送することができる。また、前述し
た図7のパルス光を伝送する場合に比べて、理論的には
2n倍のパワーを伝送することができる。
According to this second embodiment, since n laser diodes 101 to 10n are used, it is possible to transmit n times the power of the first embodiment. Further, as compared with the case of transmitting the pulsed light in FIG. 7 described above, theoretically, 2n times the power can be transmitted.

【0020】次に、図5は第3の実施例を示す。この実
施例では、上記第1の実施例に対してデータ伝送システ
ムが追加されている。すなわち、第1の実施例の装置に
より、光パワーが給電側のカプラ21から定偏波ファイ
バ12を介して被給電側のカプラ22に伝送されると、
被給電側に電源が供給される。
Next, FIG. 5 shows a third embodiment. In this embodiment, a data transmission system is added to the first embodiment. That is, when the optical power is transmitted from the power supply side coupler 21 to the power supply side coupler 22 via the polarization maintaining fiber 12 by the device of the first embodiment,
Power is supplied to the power-supplied side.

【0021】この電源により検出、生成等された被給電
側のデータは、送信器23から送信されて変調駆動装置
24で光変調され、更に偏光制御装置25で偏光され、
カプラ22及び定偏波ファイバ12を介して、給電側の
カプラ21に伝送される。給電側では、このデータ用の
偏光が偏光弁別装置26により弁別され、フォトダイオ
ード27で光電変換されて受信器28に受信される。
The data on the power-supplied side detected and generated by this power source is transmitted from the transmitter 23, optically modulated by the modulation driving device 24, and further polarized by the polarization control device 25.
It is transmitted to the coupler 21 on the power feeding side via the coupler 22 and the constant polarization fiber 12. On the power supply side, the polarization for the data is discriminated by the polarization discriminating device 26, photoelectrically converted by the photodiode 27, and received by the receiver 28.

【0022】この第3の実施例によれば、光パワーの伝
送効率を向上することができると共に、光パワーを伝送
するための定偏波ファイバ12をデータ伝送用にも兼用
することができる。
According to the third embodiment, the transmission efficiency of the optical power can be improved, and the constant polarization fiber 12 for transmitting the optical power can also be used for the data transmission.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、給電側
から連続光を偏光して光ファイバを介して伝送し、被給
電側において2つの偏光成分を分離して各偏光成分を光
電変換するようにしたので、従来例のように光路分割器
で分割する際に生じる過剰損失を防止し、パルス光を伝
送する場合よりも光パワーの伝送効率を向上することが
できる。
As described above, according to the present invention, continuous light is polarized from the feeding side and transmitted through the optical fiber, and two polarized components are separated on the fed side and each polarized component is photoelectrically converted. Since the conversion is performed, it is possible to prevent excess loss that occurs when the light is split by the optical path splitter as in the conventional example, and it is possible to improve the optical power transmission efficiency as compared with the case of transmitting pulsed light.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る光給電装置の一実施例を示すブロ
ック図。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an optical power feeding device according to the present invention.

【図2】図1の定偏波ファイバの変形例を示す構成図。FIG. 2 is a configuration diagram showing a modified example of the constant polarization fiber of FIG.

【図3】図1の整流手段の変形例を示す構成図。FIG. 3 is a configuration diagram showing a modified example of the rectifying means in FIG.

【図4】第2の実施例を示すブロック図。FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment.

【図5】第3の実施例を示すブロック図。FIG. 5 is a block diagram showing a third embodiment.

【図6】従来例の光給電装置を示す概略構成図。FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a conventional optical power supply device.

【図7】別の従来例を示す概略構成図。FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing another conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,101 〜10n …レーザダイオード、11…偏光
制御器、12…定偏波ファイバ、12a,12b…光フ
ァイバ、13,131 〜13n …偏光ビームスプリッ
タ、PD1 ,PD2 ,(PD11,PD12)〜(PDn1,
PDn2)…フォトダイオード。
10, 101 to 10n ... Laser diode, 11 ... Polarization controller, 12 ... Constant polarization fiber, 12a, 12b ... Optical fiber, 13, 131 to 13n ... Polarization beam splitter, PD1, PD2, (PD11, PD12) to ( PDn1,
PDn2) ... Photodiode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】連続光を発生する光源と、 該光源で発生した連続光を偏光する偏光手段と、 該偏光手段により偏光された2つの偏光成分を伝送する
光ファイバと、 該光ファイバを介して伝送された2つの偏光成分を分離
する偏光分離手段と、 該偏光分離手段で分離された各偏光成分を光電変換する
光電変換手段とを備えたことを特徴とする光給電装置。
1. A light source for generating continuous light, a polarizing means for polarizing the continuous light generated by the light source, an optical fiber for transmitting two polarization components polarized by the polarizing means, and an optical fiber via the optical fiber. An optical power feeding device comprising: a polarized light separating unit that separates two transmitted polarized light components; and a photoelectric conversion unit that photoelectrically converts each polarized light component separated by the polarized light separating unit.
JP4064055A 1992-03-19 1992-03-19 Optical feeder Pending JPH05268191A (en)

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