JPH08116310A - 偏波スクランブラ - Google Patents
偏波スクランブラInfo
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- JPH08116310A JPH08116310A JP6250515A JP25051594A JPH08116310A JP H08116310 A JPH08116310 A JP H08116310A JP 6250515 A JP6250515 A JP 6250515A JP 25051594 A JP25051594 A JP 25051594A JP H08116310 A JPH08116310 A JP H08116310A
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- Japan
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- polarization
- signal
- light
- modulation
- polarizer
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は偏波スクランブル機能とともに強度変
調機能も有する偏波スクランブラに関し、簡易な構成の
一つの装置によって、偏波スクランブルと監視制御等の
信号重畳との両機能を実現することを目的とする。 【構成】偏波変調信号を発生する駆動部１０２と、駆動
部１０２の偏波変調信号Ｖに応じて入力信号光Ｉの偏
波状態を変化させる偏波変調部１０１と、主透過軸方向
に大きな透過率を持つとともにそれに直交する方向にも
小さな透過率を持つ部分偏光子１０３であって偏波変調
部１０１からの出力信号光Ｉが入力されるものとを備
える。
調機能も有する偏波スクランブラに関し、簡易な構成の
一つの装置によって、偏波スクランブルと監視制御等の
信号重畳との両機能を実現することを目的とする。 【構成】偏波変調信号を発生する駆動部１０２と、駆動
部１０２の偏波変調信号Ｖに応じて入力信号光Ｉの偏
波状態を変化させる偏波変調部１０１と、主透過軸方向
に大きな透過率を持つとともにそれに直交する方向にも
小さな透過率を持つ部分偏光子１０３であって偏波変調
部１０１からの出力信号光Ｉが入力されるものとを備
える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は偏波スクランブル機能と
ともに強度変調機能も有する偏波スクランブラに関す
る。
ともに強度変調機能も有する偏波スクランブラに関す
る。
【０００２】光通信技術の分野において、光増幅器に関
する技術的進展はめざましく、実用化を前に研究開発が
活発化している。本発明は光増幅多中継システム用送信
端局などに用いられる偏波スクランブラに関するもので
ある。通常、かかるシステムでは光送信信号に偏波スク
ランブルと監視制御信号重畳を行っているが、この両機
能をハードウェア規模の小さな回路で実現できることが
必要とされる。
する技術的進展はめざましく、実用化を前に研究開発が
活発化している。本発明は光増幅多中継システム用送信
端局などに用いられる偏波スクランブラに関するもので
ある。通常、かかるシステムでは光送信信号に偏波スク
ランブルと監視制御信号重畳を行っているが、この両機
能をハードウェア規模の小さな回路で実現できることが
必要とされる。
【０００３】
【従来の技術】図９には光増幅多中継システムの例が示
される。図示のように、送信端局６０と受信端局６２の
間に光増幅器６１が多段に配置されて信号光の伝送を行
っている。かかる光増幅多中継システムでは、各光増幅
器６１に利得偏光依存性があると、受信端局でのＳＮ比
が劣化することが知られている。
される。図示のように、送信端局６０と受信端局６２の
間に光増幅器６１が多段に配置されて信号光の伝送を行
っている。かかる光増幅多中継システムでは、各光増幅
器６１に利得偏光依存性があると、受信端局でのＳＮ比
が劣化することが知られている。
【０００４】この利得偏光依存性が起きる主な要因は、
ＥＤＦＡ（Er-Doped Fiber Amplifier) を用いた光増幅
器の場合、ＥＤＦＡのＰＨＢ(Polarization Hole Burni
ng)効果である。ＥＤＦＡの蛍光寿命は通常約１０ｍsec
であるため、光増幅器への入力光の偏波状態をこの蛍
光寿命に比べて高速に変化させれば、ＰＨＢ効果を緩和
でき、ＳＮ比の劣化を抑圧することができる。これを実
現する手段として信号光の偏波状態を高速で変化させる
偏波スクランブラが用いられる。この偏波スクランブラ
としては、電気光学効果を応用したもの、あるいは光フ
ァイバへの応力によるファイバの複屈折率変化を利用し
たものなどが研究されている。
ＥＤＦＡ（Er-Doped Fiber Amplifier) を用いた光増幅
器の場合、ＥＤＦＡのＰＨＢ(Polarization Hole Burni
ng)効果である。ＥＤＦＡの蛍光寿命は通常約１０ｍsec
であるため、光増幅器への入力光の偏波状態をこの蛍
光寿命に比べて高速に変化させれば、ＰＨＢ効果を緩和
でき、ＳＮ比の劣化を抑圧することができる。これを実
現する手段として信号光の偏波状態を高速で変化させる
偏波スクランブラが用いられる。この偏波スクランブラ
としては、電気光学効果を応用したもの、あるいは光フ
ァイバへの応力によるファイバの複屈折率変化を利用し
たものなどが研究されている。
【０００５】また、かかる光増幅多中継システムにおい
ては、システムの監視制御を行うため、送信端局から各
中継器に対して監視制御信号を送信する場合がある。こ
れを実現する方法として、しばしば変調度が数％の強度
変調により主信号に監視制御信号を重畳させる監視制御
信号重畳方式が取られる。また、重畳方式としては、例
えば外部強度変調器により信号光を変調する外部強度変
調方式が考えられている。
ては、システムの監視制御を行うため、送信端局から各
中継器に対して監視制御信号を送信する場合がある。こ
れを実現する方法として、しばしば変調度が数％の強度
変調により主信号に監視制御信号を重畳させる監視制御
信号重畳方式が取られる。また、重畳方式としては、例
えば外部強度変調器により信号光を変調する外部強度変
調方式が考えられている。
【０００６】従来、これらの偏波スクランブルの機能と
監視制御信号重畳の機能はそれぞれ個別の装置によって
実現されていた。すなわち、図１０の送信端局の構成例
に示すように、レーザダイオード５１からの出力光に対
し外部変調器５２によってデータ信号を変調信号として
変調を行うことで主信号光を作る。この主信号光に偏波
スクランブラ５３で偏波スクランブルをかけることでそ
の主信号光の偏波状態を常時変化させ、さらにこの偏波
スクランブルがかけられた主信号光に監視（ＳＶ）信号
変調器５４で監視信号を変調度数％の強度変調により重
畳させて、中継器側に送り出すものである。
監視制御信号重畳の機能はそれぞれ個別の装置によって
実現されていた。すなわち、図１０の送信端局の構成例
に示すように、レーザダイオード５１からの出力光に対
し外部変調器５２によってデータ信号を変調信号として
変調を行うことで主信号光を作る。この主信号光に偏波
スクランブラ５３で偏波スクランブルをかけることでそ
の主信号光の偏波状態を常時変化させ、さらにこの偏波
スクランブルがかけられた主信号光に監視（ＳＶ）信号
変調器５４で監視信号を変調度数％の強度変調により重
畳させて、中継器側に送り出すものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、偏波
スクランブルと監視制御信号重畳の両機能は、個別の二
つの装置よってそれぞれ実現されているため、送信端局
の構成が複雑になり部品点数も多くなるという問題点が
あった。
スクランブルと監視制御信号重畳の両機能は、個別の二
つの装置よってそれぞれ実現されているため、送信端局
の構成が複雑になり部品点数も多くなるという問題点が
あった。
【０００８】したがって本発明は、簡易な構成の一つの
装置によって、偏波スクランブルと監視制御等の信号重
畳との両機能を実現することを目的とする。
装置によって、偏波スクランブルと監視制御等の信号重
畳との両機能を実現することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】図１は本発明に係る原理
説明図である。上述の課題を解決するために、本発明に
おいては、基本的な形態として、偏波変調信号を発生す
る駆動部１０２と、駆動部１０２の偏波変調信号Ｖに応
じて入力信号光Ｉの偏波状態を変化させる偏波変調部
１０１と、主透過軸方向に大きな透過率を持つとともに
それに直交する方向にも小さな透過率を持つ部分偏光子
１０３であって偏波変調部１０１からの出力信号光Ｉ
が入力されるものとを備えた偏波スクランブラが提供さ
れる。。
説明図である。上述の課題を解決するために、本発明に
おいては、基本的な形態として、偏波変調信号を発生す
る駆動部１０２と、駆動部１０２の偏波変調信号Ｖに応
じて入力信号光Ｉの偏波状態を変化させる偏波変調部
１０１と、主透過軸方向に大きな透過率を持つとともに
それに直交する方向にも小さな透過率を持つ部分偏光子
１０３であって偏波変調部１０１からの出力信号光Ｉ
が入力されるものとを備えた偏波スクランブラが提供さ
れる。。
【００１０】この偏波スクランブラは、駆動部１０２の
発生する偏波変調信号として所要のデータ信号を用い、
偏波変調部１０１の偏波変調が該部分偏光子によって強
度変調に変換されることにより部分偏光子１０３の出力
信号光強度に該データ信号を重畳するように構成するこ
とができる。
発生する偏波変調信号として所要のデータ信号を用い、
偏波変調部１０１の偏波変調が該部分偏光子によって強
度変調に変換されることにより部分偏光子１０３の出力
信号光強度に該データ信号を重畳するように構成するこ
とができる。
【００１１】また偏波変調部１０１は、結晶の電気光学
効果を応用した光位相変調器であって、入力信号光が直
線偏波であり、入力信号光に対して常光屈折率を与える
偏光軸および異常光屈折率を与える偏光軸に対して該直
線偏波の方位角が４５度近傍で入力されるもので構成す
ることができる。
効果を応用した光位相変調器であって、入力信号光が直
線偏波であり、入力信号光に対して常光屈折率を与える
偏光軸および異常光屈折率を与える偏光軸に対して該直
線偏波の方位角が４５度近傍で入力されるもので構成す
ることができる。
【００１２】また部分偏光子１０３は、偏光依存性透過
率もしくは偏光依存性反射率を有する光学素子によって
構成することができる。
率もしくは偏光依存性反射率を有する光学素子によって
構成することができる。
【００１３】また部分偏光子への入力光の偏波方位と該
部分偏光子の主透過軸との相対角度を任意に回転できる
回転機構を備えるよう構成することができ、それにより
出力光の強度変調度を任意に可変することができる。
部分偏光子の主透過軸との相対角度を任意に回転できる
回転機構を備えるよう構成することができ、それにより
出力光の強度変調度を任意に可変することができる。
【００１４】また上述の偏波スクランブラにおいて、主
透過軸を任意に回転できる回転型部分偏光子と、回転部
分偏光子の出力信号光の強度変調度をモニタする変調度
モニタ部と、変調度モニタ部で検出した変調度モニタ信
号を参照して回転型部分偏光子の透過軸を回転させる偏
光子回転制御部とを備え、変調度モニタ信号を偏光信号
回転制御部にフィードバックすることにより強度変調の
変調度を安定化させるように構成することができる。
透過軸を任意に回転できる回転型部分偏光子と、回転部
分偏光子の出力信号光の強度変調度をモニタする変調度
モニタ部と、変調度モニタ部で検出した変調度モニタ信
号を参照して回転型部分偏光子の透過軸を回転させる偏
光子回転制御部とを備え、変調度モニタ信号を偏光信号
回転制御部にフィードバックすることにより強度変調の
変調度を安定化させるように構成することができる。
【００１５】また上記の部分偏光子１０３は、主透過軸
を通過する光の振幅透過率とこの主透過軸に直交する透
過軸を通過する光の振幅透過率との比を変化させる機構
を備えるよう構成することができ、それにより出力光の
強度変調度を任意に可変することができる。
を通過する光の振幅透過率とこの主透過軸に直交する透
過軸を通過する光の振幅透過率との比を変化させる機構
を備えるよう構成することができ、それにより出力光の
強度変調度を任意に可変することができる。
【００１６】
【作用】図１に従って本発明の偏波スクランブラの作用
を説明する。直交する偏光軸を通過する二つの光に対し
て偏波変調部１０１の与える位相変化量が異なると、偏
波変調部１０１に入力された入力信号光Ｉは偏波変調
部１０１の出力側では、光のＸ方向成分とＹ方向成分の
間にδの位相差が生じる。ここで、Ｘ、Ｙ方向の電界成
分は、 Ｅx ＝Ｅ sin (ωｔ） ・・・（１） Ｅy ＝Ｅ sin（ωｔ−δ） ・・・（２） でそれぞれ表され、その合成波は、 Ｅx 2 ＋Ｅy 2 −２Ｅx Ｅy cosδ＝ sinδ2 ・・・（３） で表される楕円振動となる。
を説明する。直交する偏光軸を通過する二つの光に対し
て偏波変調部１０１の与える位相変化量が異なると、偏
波変調部１０１に入力された入力信号光Ｉは偏波変調
部１０１の出力側では、光のＸ方向成分とＹ方向成分の
間にδの位相差が生じる。ここで、Ｘ、Ｙ方向の電界成
分は、 Ｅx ＝Ｅ sin (ωｔ） ・・・（１） Ｅy ＝Ｅ sin（ωｔ−δ） ・・・（２） でそれぞれ表され、その合成波は、 Ｅx 2 ＋Ｅy 2 −２Ｅx Ｅy cosδ＝ sinδ2 ・・・（３） で表される楕円振動となる。
【００１７】この合成波は位相差δ＝０のときには直線
偏波となり、位相差δ＝９０°のときには円偏波とな
る。このように、偏波変調部１０１の出力信号光Ｉに
おける光の偏光状態（偏光楕円率）は、位相差δの値に
応じて図２のように変化する。
偏波となり、位相差δ＝９０°のときには円偏波とな
る。このように、偏波変調部１０１の出力信号光Ｉに
おける光の偏光状態（偏光楕円率）は、位相差δの値に
応じて図２のように変化する。
【００１８】したがって、偏波変調部１０１が偏波変調
信号Ｖに応じて位相差δの値を任意に変化させることが
できれば、偏波変調部１０１の出力信号光Ｉにおいて
偏光状態をスクランブルすることが可能である。このよ
うな機能を実現するものとしては、例えば結晶の電気光
学効果を用いた光位相変調器があり、かかる光位相変調
器としては、入力光（入射光）として直線偏波が用いら
れて、入力光に対して常光屈折率を与える偏光軸および
異常光屈折率を与える偏光軸に対し方位角４５度の直線
偏波が入力されるように構成されたもの等が考えられ
る。
信号Ｖに応じて位相差δの値を任意に変化させることが
できれば、偏波変調部１０１の出力信号光Ｉにおいて
偏光状態をスクランブルすることが可能である。このよ
うな機能を実現するものとしては、例えば結晶の電気光
学効果を用いた光位相変調器があり、かかる光位相変調
器としては、入力光（入射光）として直線偏波が用いら
れて、入力光に対して常光屈折率を与える偏光軸および
異常光屈折率を与える偏光軸に対し方位角４５度の直線
偏波が入力されるように構成されたもの等が考えられ
る。
【００１９】次に、このような偏波変調部１０１の出力
側にさらに主透過軸の方位角θの部分偏光子１０３を配
置した場合の光強度を考える。この部分偏光子１０３
は、主透過軸方向に大きな透過率を持つとともにそれに
直交する方向にも小さな透過率を持ち、主透過軸方向に
主として入力光を透過させるだけでなくそれと直交する
透過軸方向にも透過成分を持つものであり、完全偏光子
のように一つの透過軸方向のみ入力光を透過させるもの
ではない。
側にさらに主透過軸の方位角θの部分偏光子１０３を配
置した場合の光強度を考える。この部分偏光子１０３
は、主透過軸方向に大きな透過率を持つとともにそれに
直交する方向にも小さな透過率を持ち、主透過軸方向に
主として入力光を透過させるだけでなくそれと直交する
透過軸方向にも透過成分を持つものであり、完全偏光子
のように一つの透過軸方向のみ入力光を透過させるもの
ではない。
【００２０】部分偏光子１０３を通過する（θ＋９０）
°方向（光がより大きな減衰を受ける方向）の光成分の
大きさは入力光の偏光状態によって異なるため、部分偏
光子１０３の出力側での全光電力もその入力光の偏光状
態によって変化する。すなわち、式（１）、（２）で表
される偏光状態の光が部分偏光子を通過した場合の光の
強度は、 Ｉ＝Ｅ2 〔（Ｐ1 2 ＋Ｐ2 2 ）＋（Ｐ1 2 −Ｐ2 2 ） sin（２θ） cosδ〕 ・・・（４） となる。ここで、Ｐ1 は部分偏光子１０３の主透過軸を
通過する光の振幅透過率であり、Ｐ2 は主透過軸に対し
て直交する透過軸の振幅透過率であり、またθは主透過
軸の方位角である。
°方向（光がより大きな減衰を受ける方向）の光成分の
大きさは入力光の偏光状態によって異なるため、部分偏
光子１０３の出力側での全光電力もその入力光の偏光状
態によって変化する。すなわち、式（１）、（２）で表
される偏光状態の光が部分偏光子を通過した場合の光の
強度は、 Ｉ＝Ｅ2 〔（Ｐ1 2 ＋Ｐ2 2 ）＋（Ｐ1 2 −Ｐ2 2 ） sin（２θ） cosδ〕 ・・・（４） となる。ここで、Ｐ1 は部分偏光子１０３の主透過軸を
通過する光の振幅透過率であり、Ｐ2 は主透過軸に対し
て直交する透過軸の振幅透過率であり、またθは主透過
軸の方位角である。
【００２１】図３は位相差δに対する上述の光強度の関
係を示す図である。図中の（Ａ）は部分偏光子を用いた
場合のもので、主信号光〔ここではＥ2 〔（Ｐ1 2 ＋Ｐ
2 2）〕を基準にして各位相差δに対し〔（Ｐ1 2 −Ｐ
2 2 ） sin（２θ）〕の範囲の大きさの変化がある。一
方、図中の（Ｂ）は完全偏光子を用いた場合のもので、
この場合、光強度はδ＝０のときに最大値、δ＝１８０
°のときに０となる。
係を示す図である。図中の（Ａ）は部分偏光子を用いた
場合のもので、主信号光〔ここではＥ2 〔（Ｐ1 2 ＋Ｐ
2 2）〕を基準にして各位相差δに対し〔（Ｐ1 2 −Ｐ
2 2 ） sin（２θ）〕の範囲の大きさの変化がある。一
方、図中の（Ｂ）は完全偏光子を用いた場合のもので、
この場合、光強度はδ＝０のときに最大値、δ＝１８０
°のときに０となる。
【００２２】ここで、偏波変調部１０１の位相差δが変
調信号Ｖに比例して変化するとすれば、式（４）は、 Ｉ＝Ｅ2 〔（Ｐ1 2 ＋Ｐ2 2 ） ＋（Ｐ1 2 −Ｐ2 2 ） sin（２θ） cos（ＫＶ）〕 ・・・（５） となり、光強度が変調信号Ｖに応じて変化することが分
かる。ここで、Ｋは比例係数である。すなわち 偏波変
調部１０１の出力信号光（図中ａ点）での偏光状態は駆
動部１０３からの変調信号Ｖに応じて図３で示されるよ
うに変化し、またある偏光状態の光が部分偏光子１０３
へ入射した時の出力光強度は式（５）で表されるため、
部分偏光子１０３出力側の光強度はａ点での偏光状態に
応じて変化する。すなわち、入力信号光の偏光状態をス
クランブルすると同時に、強度変調をかけ出力すること
が可能となる。
調信号Ｖに比例して変化するとすれば、式（４）は、 Ｉ＝Ｅ2 〔（Ｐ1 2 ＋Ｐ2 2 ） ＋（Ｐ1 2 −Ｐ2 2 ） sin（２θ） cos（ＫＶ）〕 ・・・（５） となり、光強度が変調信号Ｖに応じて変化することが分
かる。ここで、Ｋは比例係数である。すなわち 偏波変
調部１０１の出力信号光（図中ａ点）での偏光状態は駆
動部１０３からの変調信号Ｖに応じて図３で示されるよ
うに変化し、またある偏光状態の光が部分偏光子１０３
へ入射した時の出力光強度は式（５）で表されるため、
部分偏光子１０３出力側の光強度はａ点での偏光状態に
応じて変化する。すなわち、入力信号光の偏光状態をス
クランブルすると同時に、強度変調をかけ出力すること
が可能となる。
【００２３】この式（５）からも明らかなように、変調
信号Ｖが何らかの情報を有するデータ信号（例えば監視
制御信号）であれば、データ信号を伝送することが可能
である。例えば変調信号Ｖの周波数をデータ信号に応じ
て変化させれば、部分偏光子１０３の出力においてデー
タ信号に応じて周波数が変わる強度変調光を得ることが
できる。
信号Ｖが何らかの情報を有するデータ信号（例えば監視
制御信号）であれば、データ信号を伝送することが可能
である。例えば変調信号Ｖの周波数をデータ信号に応じ
て変化させれば、部分偏光子１０３の出力においてデー
タ信号に応じて周波数が変わる強度変調光を得ることが
できる。
【００２４】また、この時の強度変調度Ｍは、 Ｍ＝（Ｐ1 2 −Ｐ2 2 ） sin（２θ）／（Ｐ1 2 ＋Ｐ2 2 ） ・・・（６） で表される。すなわち、部分偏光子１０３の振幅透過率
Ｐ1 、Ｐ2 および偏光子主透過軸の方位角θによって変
調度を変化できることが分かる。
Ｐ1 、Ｐ2 および偏光子主透過軸の方位角θによって変
調度を変化できることが分かる。
【００２５】したがって、部分偏光子１０３の主透過軸
を任意の方向に回転できるように構成しておけば、デー
タ信号を重畳させないときに主信号光に強度変調をかけ
ることはＳＮ比を悪くする要因になるから、かかる場合
には強度変調度Ｍを０とするように部分偏光子の主透過
軸の方位角を選ぶことができる。また振幅透過率Ｐ1、
Ｐ2 を可変することによっても同様な効果を得ることが
できる。
を任意の方向に回転できるように構成しておけば、デー
タ信号を重畳させないときに主信号光に強度変調をかけ
ることはＳＮ比を悪くする要因になるから、かかる場合
には強度変調度Ｍを０とするように部分偏光子の主透過
軸の方位角を選ぶことができる。また振幅透過率Ｐ1、
Ｐ2 を可変することによっても同様な効果を得ることが
できる。
【００２６】以上のような原理によって、偏波スクラン
ブルと監視制御信号重畳の両機能を実現する装置を実現
することが可能である。
ブルと監視制御信号重畳の両機能を実現する装置を実現
することが可能である。
【００２７】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図４には本発明の一実施例としての偏波スクラン
ブラが示される。この実施例は偏波変調部として位相変
調器を用いた場合のものである。すなわち、図５におい
て、１０は偏波変調部となる位相変調器、２は位相変調
器１０に偏波変調信号Ｖを供給する駆動部、３は部分偏
光子である。
する。図４には本発明の一実施例としての偏波スクラン
ブラが示される。この実施例は偏波変調部として位相変
調器を用いた場合のものである。すなわち、図５におい
て、１０は偏波変調部となる位相変調器、２は位相変調
器１０に偏波変調信号Ｖを供給する駆動部、３は部分偏
光子である。
【００２８】ここで用いる位相変調器１０は結晶の電気
光学効果を用いた光位相変調器であり、この光位相変調
器は、入力光に対して常光屈折率を与える偏光軸および
異常光屈折率を与える偏光軸に対して方位角４５度の直
線偏波が入力されるように構成されている。この場合、
偏波変調部である位相変調器１０を駆動する変調信号は
電界であるので、駆動部２は通常の電子回路で容易に構
成することが可能である。位相変調器１０としては、電
気光学結晶にＬi Ｎb Ｏ3 、Ｌi Ｔa ０3 、あるいはＫ
ＤＰ（ＫＤ2 ＰＯ4 ）を用いたもの等を使うことができ
る。もちろん、これらの位相変調器には導波路型光位相
変調器も含まれることは言うまでもない。
光学効果を用いた光位相変調器であり、この光位相変調
器は、入力光に対して常光屈折率を与える偏光軸および
異常光屈折率を与える偏光軸に対して方位角４５度の直
線偏波が入力されるように構成されている。この場合、
偏波変調部である位相変調器１０を駆動する変調信号は
電界であるので、駆動部２は通常の電子回路で容易に構
成することが可能である。位相変調器１０としては、電
気光学結晶にＬi Ｎb Ｏ3 、Ｌi Ｔa ０3 、あるいはＫ
ＤＰ（ＫＤ2 ＰＯ4 ）を用いたもの等を使うことができ
る。もちろん、これらの位相変調器には導波路型光位相
変調器も含まれることは言うまでもない。
【００２９】また部分偏光子３は、偏光依存性透過率も
しくは偏光依存性反射率を有する光学素子によって実現
できる。例えば方解石や水晶などの複屈折を示す結晶を
利用したグラントムソンプリズム、グランテーラープリ
ズム，ローションプリズム、ウォラストンプリズム、あ
るいは誘電体多層膜や金属膜を利用した例えばラミボー
ルなどの偏光子を利用することができる。このような偏
光子は通常高い偏波消光比が得られるものであるが、本
発明に用いる偏光子は部分偏光子であり、高い偏波消光
比は必要としないため、そのような高い偏波消光比を必
要とするもの（例えば完全偏光子）に比べて実現するの
は容易である。
しくは偏光依存性反射率を有する光学素子によって実現
できる。例えば方解石や水晶などの複屈折を示す結晶を
利用したグラントムソンプリズム、グランテーラープリ
ズム，ローションプリズム、ウォラストンプリズム、あ
るいは誘電体多層膜や金属膜を利用した例えばラミボー
ルなどの偏光子を利用することができる。このような偏
光子は通常高い偏波消光比が得られるものであるが、本
発明に用いる偏光子は部分偏光子であり、高い偏波消光
比は必要としないため、そのような高い偏波消光比を必
要とするもの（例えば完全偏光子）に比べて実現するの
は容易である。
【００３０】図５の（Ａ）には、本発明の他の実施例と
して、監視制御信号等のデータ信号を重畳させるように
した偏波スクランブラが示される。この場合、偏波変調
信号Ｖは、何らかの情報を有するデータ信号Ｖs(ｔ）で
ある。例えば、 Ｖs(ｔ）＝Ａ sin（ωm ｔ） なる正弦波信号であるとすると、部分偏光子４を通過し
た光の強度は、前述の式（５）に従って、 Ｉ(t) ＝Ｅ2 〔（Ｐ1 2 ＋Ｐ2 2 ） ＋（Ｐ1 2 −Ｐ2 2 ） sin（２θ） cos｛ＫＡ sin（ωm ｔ）｝〕 ・・・（７） となる。
して、監視制御信号等のデータ信号を重畳させるように
した偏波スクランブラが示される。この場合、偏波変調
信号Ｖは、何らかの情報を有するデータ信号Ｖs(ｔ）で
ある。例えば、 Ｖs(ｔ）＝Ａ sin（ωm ｔ） なる正弦波信号であるとすると、部分偏光子４を通過し
た光の強度は、前述の式（５）に従って、 Ｉ(t) ＝Ｅ2 〔（Ｐ1 2 ＋Ｐ2 2 ） ＋（Ｐ1 2 −Ｐ2 2 ） sin（２θ） cos｛ＫＡ sin（ωm ｔ）｝〕 ・・・（７） となる。
【００３１】すなわち、図５の（Ｂ）に示すように、主
信号光の光強度がデータ信号により強度変調された信号
光が出力される。したがって、例えばデータ信号Ｖs
(t) の周波数（つまり角速度ωm ）をデータ内容の０／
１に対応させて変化させれば、部分偏光信号３の出力側
の強度変調光の周波数もそれに応じて変化するので、偏
波スクランブルがかけられた信号光にデータを強度変調
で重畳することが可能になり、受信側でその強度変調光
の周波数変化を検出すればデータを復元することができ
る。
信号光の光強度がデータ信号により強度変調された信号
光が出力される。したがって、例えばデータ信号Ｖs
(t) の周波数（つまり角速度ωm ）をデータ内容の０／
１に対応させて変化させれば、部分偏光信号３の出力側
の強度変調光の周波数もそれに応じて変化するので、偏
波スクランブルがかけられた信号光にデータを強度変調
で重畳することが可能になり、受信側でその強度変調光
の周波数変化を検出すればデータを復元することができ
る。
【００３２】また、この時の変調度Ｍは、式（６）に従
う。すなわち、部分偏光子３の主透過軸の振幅透過率Ｐ
1 、それと直交する透過軸の振幅透過率Ｐ2 、および偏
光子主透過軸の方位角θを適当に選ぶことにより、所要
の変調度を得ることが可能である。
う。すなわち、部分偏光子３の主透過軸の振幅透過率Ｐ
1 、それと直交する透過軸の振幅透過率Ｐ2 、および偏
光子主透過軸の方位角θを適当に選ぶことにより、所要
の変調度を得ることが可能である。
【００３３】図６には本発明のまた他の実施例としての
偏波スクランブラが示される。この実施例は光強度変調
度を可変にできるように構成したものである。上述のデ
ータ信号Ｖs (t) を主信号光に重畳することは変調度が
小さくともそれ自体は主信号光のＳＮ比を劣化させる要
因になるので、必要がないときには行わないほうがよ
い。本実施例のように光強度変調度が可変であれば、デ
ータ信号Ｖs (t) の送信を行わない場合には光強度変調
度を０にすることで、データ信号重畳機能を停止するこ
とができる。
偏波スクランブラが示される。この実施例は光強度変調
度を可変にできるように構成したものである。上述のデ
ータ信号Ｖs (t) を主信号光に重畳することは変調度が
小さくともそれ自体は主信号光のＳＮ比を劣化させる要
因になるので、必要がないときには行わないほうがよ
い。本実施例のように光強度変調度が可変であれば、デ
ータ信号Ｖs (t) の送信を行わない場合には光強度変調
度を０にすることで、データ信号重畳機能を停止するこ
とができる。
【００３４】図６において、偏波変調部１と駆動部２は
前述のものと同じであるが、部分偏光子としてはその主
透過軸の方位角θを任意に回転できる回転型部分偏光子
が用いられている。
前述のものと同じであるが、部分偏光子としてはその主
透過軸の方位角θを任意に回転できる回転型部分偏光子
が用いられている。
【００３５】この実施例の動作原理を説明すると、光強
度変調度は、式（６）に従って部分偏光子の振幅透過率
Ｐ1 、Ｐ2 および偏光子主透過軸の方位角θを適当に選
ぶことにより変化させることができる。ここで振幅透過
率Ｐ1 、Ｐ2 が一定であるとすると、変調度は、方位角
θ＝０または９０°のときに０、θ＝４５°のときに最
大値 Ｍmax ＝（Ｐ1 2 −Ｐ2 2 ）／（Ｐ1 2 ＋Ｐ2 2 ） ＝１−２／〔１＋（Ｐ1 ／Ｐ2 ）2 〕 ・・・（８） の値を取る。仮にパワー透過率の比 ２０ log（Ｐ1 ／
Ｐ2 ）が０．４５dBとすると、この変調度Ｍmax は約５
％となる。このように方位角θを回転させることにより
変調度を０からＭmax まで可変することが可能である。
度変調度は、式（６）に従って部分偏光子の振幅透過率
Ｐ1 、Ｐ2 および偏光子主透過軸の方位角θを適当に選
ぶことにより変化させることができる。ここで振幅透過
率Ｐ1 、Ｐ2 が一定であるとすると、変調度は、方位角
θ＝０または９０°のときに０、θ＝４５°のときに最
大値 Ｍmax ＝（Ｐ1 2 −Ｐ2 2 ）／（Ｐ1 2 ＋Ｐ2 2 ） ＝１−２／〔１＋（Ｐ1 ／Ｐ2 ）2 〕 ・・・（８） の値を取る。仮にパワー透過率の比 ２０ log（Ｐ1 ／
Ｐ2 ）が０．４５dBとすると、この変調度Ｍmax は約５
％となる。このように方位角θを回転させることにより
変調度を０からＭmax まで可変することが可能である。
【００３６】偏光子主透過軸の方位角を回転する手段と
しては、例えば偏光素子の方位角をパルスモータ等によ
って機械的に回転できるように構成したものなどによっ
て実現できる。また、偏光子の方位角を固定とし、入力
する偏波の方位角を変化することにより、実効的に偏光
方位と偏光子方位とのなす角度θを変化させることによ
っても同様の効果が得られる。
しては、例えば偏光素子の方位角をパルスモータ等によ
って機械的に回転できるように構成したものなどによっ
て実現できる。また、偏光子の方位角を固定とし、入力
する偏波の方位角を変化することにより、実効的に偏光
方位と偏光子方位とのなす角度θを変化させることによ
っても同様の効果が得られる。
【００３７】なお、部分偏光子のパラメータにより光強
度変調度を可変にする方法は、式（６）からも明らかな
ように上述の方位角θを回転させるものに限られるもの
ではなく、例えばθをθ＝４５°一定とし、振幅透過率
Ｐ1 ／Ｐ2 を変化させても変調度を可変することが可能
である。このように振幅透過率Ｐ1 ／Ｐ2 を可変できる
部分偏光子としては、前記のような二つの部分偏光子を
用いてこれらを信号光の経路に直列に配置し、二つの偏
光子の方位角を相対的に変化させることによって実現で
きる。
度変調度を可変にする方法は、式（６）からも明らかな
ように上述の方位角θを回転させるものに限られるもの
ではなく、例えばθをθ＝４５°一定とし、振幅透過率
Ｐ1 ／Ｐ2 を変化させても変調度を可変することが可能
である。このように振幅透過率Ｐ1 ／Ｐ2 を可変できる
部分偏光子としては、前記のような二つの部分偏光子を
用いてこれらを信号光の経路に直列に配置し、二つの偏
光子の方位角を相対的に変化させることによって実現で
きる。
【００３８】図７には本発明のまた他の実施例としての
偏波スクランブラが示される。この実施例は上述の回転
型部分偏光子を用いることにより光強度変調度の安定化
を図ったものである。図８において、部分偏光子機構
は、回転型部分偏光子３０と、出力光の光強度変調度を
モニタする変調度モニタ部１３と、変調度モニタ部１３
が発生する変調度モニタ信号１４を参照して部分偏光子
３０の主透過軸を回転させる偏光子回転制御部１５とを
有する。変調度モニタ信号を偏光子回転制御部１６にフ
ィードバックすることにより、強度変調度を設定変調度
に安定化させることが可能である。
偏波スクランブラが示される。この実施例は上述の回転
型部分偏光子を用いることにより光強度変調度の安定化
を図ったものである。図８において、部分偏光子機構
は、回転型部分偏光子３０と、出力光の光強度変調度を
モニタする変調度モニタ部１３と、変調度モニタ部１３
が発生する変調度モニタ信号１４を参照して部分偏光子
３０の主透過軸を回転させる偏光子回転制御部１５とを
有する。変調度モニタ信号を偏光子回転制御部１６にフ
ィードバックすることにより、強度変調度を設定変調度
に安定化させることが可能である。
【００３９】例えば、この実施例のように偏光子方位角
θを回転することによって変調可能な部分偏光子の場
合、θが０度から４５度に変化するに従って、変調度は
０から式（８）で示される変調度Ｍmax まで単調に増加
する。したがって、変調度が所要の値よりも小さければ
θを４５度方向に、大きければθを０度方向に制御すれ
ば、本機能を実現することが可能である。
θを回転することによって変調可能な部分偏光子の場
合、θが０度から４５度に変化するに従って、変調度は
０から式（８）で示される変調度Ｍmax まで単調に増加
する。したがって、変調度が所要の値よりも小さければ
θを４５度方向に、大きければθを０度方向に制御すれ
ば、本機能を実現することが可能である。
【００４０】図８はこのような偏波スクランブラを光増
幅多中継系用送信端局に応用した例である。光増幅多中
継システムにおいては、システムの監視制御を行うた
め、送信端局から各中継器に対して監視制御信号を送信
したい場合がある。本発明の偏波スクランブラを送信端
局に設置し、データ信号９を監視制御信号とすれば、光
主信号に監視制御信号を重畳することができる。中継器
では、重畳信号を復調することによって、送信端局から
の情報を受信することが可能である。また、偏波スクラ
ンブラは、同時に信号光偏光状態のスクランブルを可能
としているため、ＰＨＢなどによる中継器の利得偏光依
存性の効果を緩和でき、ＳＮ比の劣化を抑圧することが
できる。この応用例においては、監視制御信号が必要で
ない場合には、前述の実施例で述べた方法により変調度
を０とすることができる。
幅多中継系用送信端局に応用した例である。光増幅多中
継システムにおいては、システムの監視制御を行うた
め、送信端局から各中継器に対して監視制御信号を送信
したい場合がある。本発明の偏波スクランブラを送信端
局に設置し、データ信号９を監視制御信号とすれば、光
主信号に監視制御信号を重畳することができる。中継器
では、重畳信号を復調することによって、送信端局から
の情報を受信することが可能である。また、偏波スクラ
ンブラは、同時に信号光偏光状態のスクランブルを可能
としているため、ＰＨＢなどによる中継器の利得偏光依
存性の効果を緩和でき、ＳＮ比の劣化を抑圧することが
できる。この応用例においては、監視制御信号が必要で
ない場合には、前述の実施例で述べた方法により変調度
を０とすることができる。
【００４１】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、簡易な構成の一つの装置によって偏波スクランブル
と監視制御信号重畳の両機能を実現でき、それにより従
来の光送信端局と比べて構成を簡単化することが可能と
なり、ひいては部品点数を大幅に減らすと同時に光送信
端局の低価格化を実現することが可能となる。
ば、簡易な構成の一つの装置によって偏波スクランブル
と監視制御信号重畳の両機能を実現でき、それにより従
来の光送信端局と比べて構成を簡単化することが可能と
なり、ひいては部品点数を大幅に減らすと同時に光送信
端局の低価格化を実現することが可能となる。
【図１】本発明に係る原理説明図である。
【図２】位相差δに対する偏光状態の変化を説明する図
である。
である。
【図３】部分偏光子と完全偏光子の場合の位相差と出力
光の光強度の関係を説明する図である。
光の光強度の関係を説明する図である。
【図４】本発明の一実施例としての偏波スクランブラを
示す図である。
示す図である。
【図５】本発明の他の実施例としてのデータ信号重畳機
能を持つ偏波スクランブラを示す図である。
能を持つ偏波スクランブラを示す図である。
【図６】本発明のまた他の実施例としての偏光子方位回
転機能を持つ偏波スクランブラを示す図である。
転機能を持つ偏波スクランブラを示す図である。
【図７】本発明のまた他の実施例としての強度変調度の
安定化機能を持つ偏波スクランブラを示す図である。
安定化機能を持つ偏波スクランブラを示す図である。
【図８】本発明の偏波スクランブラを適用した光増幅多
中継システムを示す図である。
中継システムを示す図である。
【図９】従来の光増幅多中継システムを示す図である。
【図１０】従来の送信端局の構成を示す図である。
１、偏波変調部 ２、２０ 駆動部 ３ 部分偏光子 １０ 位相変調器 ３０ 回転型部分偏光子 ３１ 変調度モニタ部 ３２ 偏光子回転制御部 ５１ レーザダイオード ５２ データ信号の外部変調器 ５３ 偏波スクランブラ ５４ 監視信号変調器 ６０ 光送信端局 ６１ 光増幅器 ６２ 受信端局
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｆ 1/03 ５０２
Claims (7)
- 【請求項１】偏波変調信号を発生する駆動部と、 該駆動部の偏波変調信号に応じて入力信号光の偏波状態
を変化させる偏波変調部と、 主透過軸方向に大きな透過率を持つとともにそれに直交
する方向にも小さな透過率を持つ部分偏光子であって該
偏波変調部からの出力信号光が入力されるものとを備え
た偏波スクランブラ。 - 【請求項２】該駆動部の発生する偏波変調信号として所
要のデータ信号を用い、該偏波変調部の偏波変調が該部
分偏光子によって強度変調に変換されることにより該部
分偏光子の出力信号光強度に該データ信号を重畳するよ
うに構成された請求項１記載の偏波スクランブラ。 - 【請求項３】該偏波変調部は、結晶の電気光学効果を応
用した光位相変調器であって、入力信号光が直線偏波で
あり、入力信号光に対して常光屈折率を与える偏光軸お
よび異常光屈折率を与える偏光軸に対して該直線偏波の
方位角が４５度近傍で入力されるもので構成された請求
項１または２記載の偏波スクランブラ。 - 【請求項４】該部分偏光子は偏光依存性透過率もしくは
偏光依存性反射率を有する光学素子によって構成された
請求項１〜３のいずれかに記載の偏波スクランブラ。 - 【請求項５】該部分偏光子への入力光の偏波方位と該部
分偏光子の主透過軸との相対角度を任意に回転できる回
転機構を備えた請求項１〜４のいずれかに記載の偏波ス
クランブラ。 - 【請求項６】主透過軸を任意に回転できる回転型部分偏
光子と、 該回転部分偏光子の出力信号光の強度変調度をモニタす
る変調度モニタ部と、 該変調度モニタ部で検出した変調度モニタ信号を参照し
て該回転型部分偏光子の透過軸を回転させる偏光子回転
制御部とを備え、 該変調度モニタ信号を該偏光信号回転制御部にフィード
バックすることにより強度変調の変調度を安定化させる
ように構成された請求項１〜４のいずれかに記載の偏波
スクランブラ。 - 【請求項７】該部分偏光子は主透過軸を通過する光の振
幅透過率と該主透過軸に直交する透過軸を通過する光の
振幅透過率との比を変化させる機構を備えた請求項１〜
３の何れかに記載の偏波スクランブラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6250515A JPH08116310A (ja) | 1994-10-17 | 1994-10-17 | 偏波スクランブラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6250515A JPH08116310A (ja) | 1994-10-17 | 1994-10-17 | 偏波スクランブラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08116310A true JPH08116310A (ja) | 1996-05-07 |
Family
ID=17209044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6250515A Withdrawn JPH08116310A (ja) | 1994-10-17 | 1994-10-17 | 偏波スクランブラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08116310A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6538786B1 (en) | 1998-02-20 | 2003-03-25 | Fujitsu Limited | Optical communication system and optical reception apparatus using synchronous polarization scrambler |
-
1994
- 1994-10-17 JP JP6250515A patent/JPH08116310A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6538786B1 (en) | 1998-02-20 | 2003-03-25 | Fujitsu Limited | Optical communication system and optical reception apparatus using synchronous polarization scrambler |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020115 |