JPH08125637A - 周波数多重偏波面変調光の受信方法とそれに用いられる受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検光子を固定しておいても必ず変調出力を得
ることができる偏波面変調光の受信方法と、この受信方
法を実現するための受信装置を提供すること。 【構成】 光ファイバ１を伝播する光を光外部変調器２
により偏波面変調した周波数多重偏波面変調光を受信側
において３分岐して３つの分岐経路３ａ、３ｂ、３ｃに
送り出し、１つの分岐経路３ａに送り出された偏波面変
調光はπ／２位相子４を通してから第１の検光子５ａを
通し、他の２つの分岐経路３ｂ、３ｃに送り出された偏
波面変調光はπ／２位相子４を通さずに第２、第３の検
光子５ｂ、５ｃを通し、各検光子５ａ、５ｂ、５ｃを通
過した強度変調光をＯ／Ｅ変換器６ａ、６ｂ、６ｃを通
して電気信号に変換し、夫々の電気信号を前記光外部変
調器２の周波数と対応した周波数成分に分別し、各周波
数成分毎に変調出力の最も高い分岐経路３ａ、３ｂ、３
ｃの電気信号を選択して受信する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ファイバを伝搬する周
波数多重の偏波面変調光（以下単に偏波面変調光と記
す）の受信方法とそれに用いられる受信装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】光通信等に使用される光変調方式とし
て、従来は、光源である半導体レーザ素子または発光ダ
イオード等への印加電流を変化させて、その出力光を直
接変調する直接変調方式が一般的であったが、近年は光
ファイバを伝搬する光（直流光源からの光）に光外部変
調器により外部から信号を印加して光を間接的に変調す
る光外部変調方式が開発されている。

【０００３】前記のような光外部変調器の一例として音
響光学効果を利用したものが提案されている。この光外
部変調器は図１２に示す様に、これは石英ガラスからな
る基体４１の一方の面に薄膜状の下部電極４５，圧電膜
４６，上部電極４７がこの順序で積層されて圧電素子部
４９が形成され，下部電極４５と上部電極４７に圧電膜
４６を駆動するための変調信号を導入するリード線４２
が接続され，更に，基体４１の他方の面のうち前記圧電
膜４６の真下の位置に光ファイバ１が配置され，この光
ファイバ１の所望長の部分が同光ファイバ１のクラッド
の固有音響インピーダンス（音波の伝搬媒質の密度と音
速の積をいう）と近接した固有音響インピーダンスを有
する被覆材４３で被覆されて基体４１に固定されてなる
ものである。このセンサ４０では、同センサ４０に外部
情報が印加されるとその情報に応じて高周波発生器４４
からリード線４２間に変調信号が印加され、このとき圧
電膜４６から周期的に弾性波が生じ，その応力が基体４
１を介して光ファイバ１に印加されて，光ファイバ１の
内部屈折率分布が生じて通過光の偏波状態を変化させる
ものである。

【０００４】このような光は図１３に示したような伝送
受光系で検光子５３を介して受光することにより強度変
調光に変換することができ、この強度変調光はＯ／Ｅ変
換器５４を介して受信することによりスペクトラムアナ
ライザ５５で観測することができる。この際、偏波面変
調された光を強度変調光に変換する効率は検光子５３に
入射する偏波の状態に大きく依存するため、偏光子５１
や検光子５３の角度を最適な状態に調整する必要があ
る。

【０００５】なお、前記５０はレーザーダイオード（Ｌ
Ｄ）、５１は偏光子、４０は前記光外部変調器、５３は
検光子、５４はＯ／Ｅ変換器、５５はスペクトラムアナ
ライザ、５６は駆動電源である。

【０００６】また、従来は、検光子５３の角度を固定し
た状態でも偏波面変調光を効率良く強度変調光に変換で
きる方法が開発されており、その例として特開平３−２
０６４１３に開示されているものがある。これは図１４
（ａ）（ｂ）に示すように、溶融型の光カプラ５７によ
り２分岐された夫々のポートに検光子５３を配置するよ
うにしたもの、図１４（ｃ）に示す様に一方の検光子５
３の手前に位相差バイアスを与えるための１／４波長板
５８を挿入したものであり、このような構成にすること
により、分岐されたいずれかのポートに信号が乗ってい
る確率が高くなるようにしてある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記の偏波変
調光受信方法には次のような問題があった。 ．前記の偏波変調光受信方法のうち前者（図１３）
の、検光子５３の角度を最適な状態に調整する方法は、
実際にシステム中で使用するには、変調出力レベルをフ
ィードバックして検光子５３を動かさなければならず、
そのようにするとシステムが大型化して実用的でない。 ．前記の偏波変調光処理方法のうち後者（図１４）の
方法は、検光子５３や１／４波長板５８の適正な角度関
係が記載されておらず、また、この構成だけでは不十分
であることが明らかとなった。以下にその点を詳しく説
明する。

【０００８】光ファイバ中を伝搬する光の進行軸に垂直
な平面内で、直交する独立な２つの偏光成分を考える。
超音波の伝搬方向をｙ軸方向に取り、ｘ、ｙ偏光の波の
振幅を夫々Ｅ_x 、Ｅ_y とすると、２つの偏光は次式のよ
うに表すことができる。 Ｅ_x ＝Ｅ_i ｃｏｓθ・ｅｘｐｊ（ωｔ−β_x ｚ） Ｅ_y ＝Ｅ_i ｓｉｎθ・ｅｘｐｊ（ωｔ−β_y ｚ＋ψ） 前記のＥ_i は入射偏波の電界を表し、θはＥ_x とＥ_y の
位相差ψが０のときの偏光（直線偏光）とｘ軸がなす角
度である。

【０００９】前記、式より時間依存項を消去すると
次式が得られる。 ［Ｅ_x ／（Ｅ_i ｃｏｓθ）］² ＋［Ｅ_y ／（Ｅ_i ｓｉｎθ）］² −２［Ｅ_x ／（Ｅ_i ｃｏｓθ）］［Ｅ_y ／（Ｅ_i ｓｉｎθ）］ ×ｃｏｓ（ψ＋Δψｓｉｎω_m ｔ） ＝ｓｉｎ² （ψ＋Δψｓｉｎω_m ｔ）

【００１０】ここでψ＋（β_x −β_y ）ｚをψ＋Δψｓ
ｉｎω_m ｔとした。Δψｓｉｎω_mｔが偏光変化分であ
る。更に、これを検光子で受光したときの電界Ｅは次式
で表される。ここでφは、検光子の方向とｘ軸がなす角
度である。 Ｅ＝Ｅ_i ｛ｓｉｎ² θ・ｓｉｎ² φ＋ｓｉｎ２θ・ｓｉｎφ・ｃｏｓφ・ ｃｏｓ（ψ＋Δψｓｉｎω_m ｔ）＋ｃｏｓ² θ・ｃｏｓ² φ｝^0.5

【００１１】変調出力は前記式のψ＋Δψｓｉｎω_m
ｔをψ＋Δψとした電界Ｅ₂ とψ−Δψとした電界Ｅ_i
の差として考える。Ｏ／Ｅ変換部では２乗検波であるこ
とを考えると変調出力Ｖは、 Ｖ＝ｓｉｎ２θ・ｓｉｎ２φ・ｓｉｎψ・ｓｉｎΔψ となる。

【００１２】前記式より検光子の方向がφ＝０，９
０，１８０°・・・、即ち、超音波が伝搬する方向また
はこれに垂直な方向では偏波面変調光を検波することが
できない。また、偏光が直線偏光を中心として変調がか
かる場合、（ψ＝０°）も偏波面変調光を検波すること
ができない。前記式においてθ＝０，９０，１８０°
・・・の場合も変調出力が０になるが、これらはいずれ
も超音波の伝搬軸に平行・垂直の直線偏光を表してい
る。

【００１３】図１４（ａ）、（ｂ）では伝搬する光を単
に分岐して複数の検光子５３で受けているが、検光子５
３の方向が適正な角度に設定されていないと全ての検光
子５３の方向がφ＝０，９０，１８０°・・・に相当す
る場合があり、その状態では検波できない。この点につ
いては図１４（ｃ）ではこの問題について機能する検光
子５３は１つであり構成上不十分である。また、偏光の
主軸方向が一定で、直線偏光を中心として変化する偏波
面変調光が入射した場合は図１４（ａ）、（ｂ）では全
ての出力が０となってしまう。

【００１４】以上の説明より、これらの偏光状態を検波
できない状態（以後ヌル点と呼ぶ）を解消するために
は、前記した図１４のような構成では不十分であること
が明らかである。

【００１５】本発明の目的は上記のような課題を解決で
きる光外部変調器後の偏波面変調光の受信方法、即ち、
検光子を固定しておいても必ず変調出力を得ることがで
きる偏波面変調光の受信方法を提供することと、この受
信方法を実現するための受信装置を提供することにあ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項１の
偏波面変調光の受信方法は図１〜７に示すように、光フ
ァイバ１の２以上の箇所において、同光ファイバ１を伝
播する光の偏波面を光外部変調器２により偏波面変調し
た周波数多重の偏波面変調光を、受信側において３分岐
して３つの分岐経路３ａ、３ｂ、３ｃに送り出し、夫々
の分岐経路３ａ、３ｂ、３ｃのうちいずれか１つの分岐
経路３ａに送り出された偏波面変調光はπ／２位相子４
を通してから第１の検光子５ａを通し、他の２つの分岐
経路３ｂ、３ｃに送り出された偏波面変調光はπ／２位
相子４を通さずに第２、第３の検光子５ｂ、５ｃを通
し、各検光子５ａ、５ｂ、５ｃを通過した強度変調光を
Ｏ／Ｅ変換器６ａ、６ｂ、６ｃを通して電気信号に変換
し、夫々の電気信号を前記光外部変調器２の周波数と対
応した周波数成分に分別し、各周波数成分毎に変調出力
の最も高い分岐経路３ａ、３ｂ、３ｃの電気信号を選択
して受信するようにしたことを特徴とするものである。

【００１７】本発明のうち請求項２の偏波面変調光の受
信装置は、光ファイバ１に伝送される周波数多重の偏波
面変調光を３分岐する分岐器７と、３分岐された偏波面
変調光を別々に送り出す３つの分岐系路３ａ、３ｂ、３
ｃと、そのうちの１つの分岐系路３ａに設けたπ／２位
相子４と、そのπ／２位相子４の後に設けた検光子５ａ
と、他の２つの分岐系路３ｂ、３ｃに設けた検光子５
ｂ、５ｃと、検光子５ａ、５ｂ、５ｃを通過した強度変
調光を電気信号に変換するＯ／Ｅ変換器６ａ、６ｂ、６
ｃと、各Ｏ／Ｅ変換器６ａ、６ｂ、６ｃの電気信号を前
記光外部変調器２の周波数と対応した周波数成分に夫々
分別し、且つ各周波数成分毎に変調出力の最も高い分岐
経路３ａ、３ｂ、３ｃの電気信号を選択する選択部８と
を備え、前記π／２位相子４が１／４波長板でありこの
１／４波長板４と第１の検光子５ａが互いに主軸が４５
°の角度差をもって配置され、第２の検光子５ｂと第３
の検光子５ｃが互いに主軸が４５°の角度差をもって配
置されてなることを特徴とするものである。

【００１８】

【作用１】本発明のうち請求項１の偏波面変調光の受信
方法では、周波数多重の偏波面変調を受けた偏波面変調
光を受信側で３分岐し、３分岐された偏波面変調光のう
ち１つの偏波面変調光をπ／２位相子４を通してから第
１の検光子５ａを通し、他の２つの偏波面変調光をπ／
２位相子４を通さずに第２、第３の検光子５ｂ、５ｃを
通すため、これら検光子５ａ、５ｂ、５ｃが固定されて
いても、少なくともどれか１つの検光子には必ず変調信
号が入力されるようになる。しかもこの検光子５ａ、５
ｂ、５ｃの通過光はＯ／Ｅ変換器６ａ、６ｂ、６ｃに通
して電気信号に変換し、各Ｏ／Ｅ変換器６ａ、６ｂ、６
ｃの電気信号を前記光外部変調器２と対応した複数の周
波数成分に夫々分別し、各周波数成分毎に変調出力の最
も高い分岐経路３ａ、３ｂ、３ｃの信号を選択して受信
するようにしたため、最も状態の良い変調信号が自動的
に選択されて受信されるようになる。この受信方法にお
ける受信原理を図８〜１１にもとづいて詳しく説明す
る。

【００１９】図８はポアンカレ球で、光ファイバに伝搬
する光の偏光状態をポアンカレ球表面上に表現したもの
である。図１の光外部変調器２において図８アのように
偏波面変調がかかった場合を考える。光外部変調器２か
ら受光部１０に到達する過程で光ファイバ１内での微妙
な屈折率変動や外力、温度変化などにより偏光状態が変
化する結果、図８アの偏波面変調光はポアンカレ球の表
面のいろいろな場所に移動する。

【００２０】例えば、図８イに移動した偏波面変調光を
考える。これは偏光の主軸が０°の方向の楕円偏光であ
り、図９（ａ）のように表すことができる。この場合、
図９（ａ）のｘ軸に対し４５°、１３５°方向に配置し
た検光子（例えば図２の５ｂ）では強度が常に一定とな
り強度変調光を得ることができない。この場合、検光子
はｘ軸に対して０°、９０°の方向で最大の感度を示し
（例えば図２の５ｃ）、この検光子５ｃを通過した光は
光外部変調器２で印加した信号に応じた強度変調光とな
る。

【００２１】次に、例えば、図８ウに移動した偏波面変
調光を考える。これは偏光の主軸が４５°の方向の楕円
偏光であり図９（ｂ）のように表すことができる。この
場合は上述の場合とは逆に図２の検光子５ｂを通過した
光は強度変調光となるが、検光子５ｃを通過した光には
印加信号成分は表われない。多くの場合は検光子５ｃと
検光子５ｂの通過光の両方ともに印加信号成分がのった
強度変調光となる。

【００２２】しかしながら、主軸方向は一定で直線偏光
を中心として偏波面変調が生じる図８エの場合｛図１０
（ａ）の偏光状態の場合｝には、検光子５ｃや５ｂを通
過した光に含まれるのは光外部変調器２で印加した信号
の２次成分のみで１次成分は現れない。この場合には、
例えば主軸角度４５°になるように配置したπ／２位相
子（例えば１／４波長板３）を通して図８エの偏波面変
調光を図８オ｛図１０（ｂ）の偏光状態｝に変換してか
ら検光子５ａを通過させると良い。

【００２３】図８オは楕円率がほぼ一定で主軸角度が変
動する偏波面変調光であるが、この場合には図９（ａ）
の場合と同様に検光子の方向は４５°、１３５°では強
度変調光とならない。この場合０°、９０°の方向の検
光子５ａが望ましい。このように１／４波長板４と検光
子５ａは４５°の角度差をもって配置する必要がある。

【００２４】以上述べたように、検光子５ａ、５ｂ、５
ｃに入射する光の偏光状態により生じる偏波面変調光の
検波ができない点（ヌル点）は、上述の受光部１０を用
いることにより解消できることが明らかである。即ち、
検光子５ａ、５ｂ、５ｃの方向が光外部変調器２の超音
波が伝搬する方向または垂直な方向（正確にはこの方向
に相当する伝搬光の偏光方向）では偏波面変調光を検波
できないという問題に対しては、検光子５ｃと５ｂの少
なくとも一方で必ず検波することができる。

【００２５】また、主軸方向は一定で、直線偏光を中心
として偏波面変調がかかった場合は偏波面変調光が検波
できないという問題に対しては、１／４波長板４と検光
子５ａで検波することができる。

【００２６】ここで前記検光子５ａ、５ｂ、５ｃを通過
した強度変調光の変調出力成分が最大となる経路（３
ａ、３ｂ、３ｃのどれか）は、伝送路途中の複数の箇所
で印加された信号（図１ｆ₁ 、ｆ₂ 、・・・）により異
なるため、変調出力が最大の経路を選択する際には、周
波数成分に分別し、夫々について経路を選択して処理す
る必要がある。

【００２７】例えば、伝送路上の最初の光外部変調器２
でｆ₁ の信号が印加されたとする。この結果偏波面変調
された光は図１１のように表せるものとする。次にこ
の光が第２の光外部変調器２に達してここでｆ₂ の信号
が印加される（図１１）。このようにして周波数多重
化された光が受光部に到達して、例えば図１１の偏波
状態で、検光子を通過して強度変調される。この場合、
図２の検光子５ｃでｆ₁ の信号は強度変調光に変換でき
るが、ｆ₂ は検光子５ｃでは変換できず、検光子５ａで
検波される。

【００２８】このため、受光部１０を通過した偏波面変
調光は選択回路８内で図５に示すようにポート選択して
処理する必要がある。図６のように伝送路上の１箇所
で、電気的に周波数多重した信号を光外部変調器２に印
加した場合は、印加直前の偏光状態が同じであるため選
択されるポートは同じになる。

【００２９】

【作用２】本発明のうち請求項２の偏波面変調光の受信
装置では、周波数多重の偏波面変調光を３分岐する分岐
器７と、分岐された３つの分岐系路３ａ、３ｂ、３ｃの
うちの１つの分岐系路３ａに設けたπ／２位相子４と、
そのπ／２位相子４の後に設けた検光子５ａと、他の２
つの分岐系路３ｂ、３ｃに設けた検光子５ｂ、５ｃと、
検光子５ａ、５ｂ、５ｃの通過光を電気信号に変換する
Ｏ／Ｅ変換器６ａ、６ｂ、６ｃと、各Ｏ／Ｅ変換器６
ａ、６ｂ、６ｃの電気信号を前記光外部変調器２と対応
した複数の周波数成分に夫々分別し、且つ各周波数成分
毎に変調出力の最も高い分岐経路３ａ、３ｂ、３ｃの信
号を選択する選択部８とを備え、しかも前記π／２位相
子４が１／４波長板でありこの１／４波長板４と第１の
検光子５ａが互いに４５°の角度差をもって配置され、
第２の検光子５ｂと第３の検光子５ｃが互いに４５°の
角度差をもって配置されてなるため、検光子５ａ、５
ｂ、５ｃを固定した状態でも常に最良の変調信号を得る
ことができる。

【００３０】

【偏波面変調光の受信装置の実施例１】本発明の偏波面
変調光の受信装置の一実施例を図１、図２、図５に基づ
いて詳細に説明する。図１の１１はレーザダイオード
（ＬＤ）等の光源、１は光伝搬用の光ファイバ、２は光
ファイバ１内を伝搬する光の偏波面を夫々の印加信号
（変調信号）ｆ₁ 、ｆ₂ 、・・・、ｆ_n に応じて変化さ
せる（偏波面変調する）第１、第２、・・・、第ｎの光
外部変調器、１０は第１、第２、・・・、第ｎの光外部
変調器２で周波数多重の偏波面変調された偏波面変調光
を受光する受光部である。

【００３１】前記受光部１０は図２に示す様に、受光し
た偏波面変調光を３分岐する二つの分岐器（例えばミラ
ー）７と、３つの分岐系路３ａ、３ｂ、３ｃのうち一つ
の分岐系路３ａに設けた１／４波長板（π／２位相子）
４と、この１／４波長板４の後に設けた検光子５ａと、
他の２つの分岐系路３ｂ、３ｃに設けた検光子５ｂ、５
ｃとを備えている。しかも、第１の検光子５ａの方向は
前記１／４波長板４の主軸角度に対して４５°の角度差
をもって配置され、第２の検光子５ｂと第３の検光子５
ｃが互いに４５°の角度差をもって配置されてなる。

【００３２】前記分岐器７の反射レベルは検光子５ａの
手前に配置した１／４波長板４の挿入損失を考慮して、
夫々の検光子５ａ、５ｂ、５ｃの手前において光パワー
が同程度になるように決定するのが好ましい。

【００３３】図２の１４は各分岐系路３ａ、３ｂ、３ｃ
の出力側と受光部１０の入力側に設けられたコリメータ
レンズ、６ａ、６ｂ、６ｃは夫々のコリメータレンズ１
４を通して出力される光を電気信号に変換するＯ／Ｅ変
換器である。

【００３４】また図１、図２の８は選択部であり、図５
に示すように特定の信号のみを通過可能とするバンドパ
スフィルタ（ＢＰＦ₁ 、ＢＰＦ₂ 、・・・、ＢＰＦ_n ）
２０と、変動する信号のレベルを安定化させるＡＧＣ
（Automatic Gain Control）２１と、入力される３つの
信号の中から最もレベルの高い信号を１つ選択して通過
させる選択回路２２とを備えてなる。

【００３５】前記バンドパスフィルタ２０のうちＢＰＦ
₁ と記載されているものは前記Ｏ／Ｅ変換器６ａ、６
ｂ、６ｃの電気信号から光外部変調器２の周波数成分ｆ
₁ のみを取り出す（通過させる）もの、ＢＰＦ₂ と記載
されているものはＯ／Ｅ変換器６ａ、６ｂ、６ｃの電気
信号から光外部変調器２の周波数成分ｆ₂ のみを取り出
すもの、ＢＰＦ_n と記載されているものはＯ／Ｅ変換器
６ａ、６ｂ、６ｃの電気信号から光外部変調器２の周波
数成分ｆ_n のみを取り出すものである。

【００３６】前記ＡＧＣ２１は、バンドパスフィルタ２
０通過後の信号にＡＧＣをかけるとその後の処理が容易
になるため設けられたものである。なお、このＡＧＣ２
１の替わりにアンプをおき、単に信号を増幅するのみで
も良い。またこのアンプは選択回路２２の後に配置して
も良い。

【００３７】この選択部８では前記構成を有することに
より、３つの分岐経路３ａ、３ｂ、３ｃの夫々に伝わる
信号から光外部変調器２の変調信号ｆ₁ 、ｆ₂ 、・・
・、ｆ_n を分別し、各周波数成分ｆ₁ 、ｆ₂ 、・・・、
ｆ_n 毎に変調出力の最も高い分岐経路３ａ、３ｂ、３ｃ
の信号を選択して周波数成分ｆ₁ 、ｆ₂ 、・・・、ｆ_n
毎に１つの信号を出力するようにできている。

【００３８】図１の１２は処理回路であり、これは選択
部８で選択された各周波数成分ｆ₁、ｆ₂ 、・・・、ｆ_n
の信号を処理するためのものである。

【００３９】

【偏波面変調光の受信装置の実施例２】本発明では前記
受信装置における受光部１０を図３に示すように構成し
ても良い。これは受光部１０内の入射光を分岐する分岐
器７として図２のハーフミラーの代わりに石英ブロック
１５を用いたものである。この分岐器７は石英ブロック
１５の表裏両面に反射用の金属膜（例えばアルミニウム
など）１６ａ、１６ｂを蒸着により形成してなる。

【００４０】この受光部１０では、受光部１０への入射
光が入力側のコリメータレンズ１４を通して空間光とな
り、分岐器７の金属膜１６ａで１／３の強度の偏波面変
調光が反射されて検光子５ｂに到達する。残りの偏波面
変調光は石英ブロック１５による分岐器７内に入射し、
金属膜１６ｂで一部が反射し、一部が同金属膜１６ｂを
透過して１／４波長板４を通過し、夫々検光子５ｃ、５
ａに到達する。各検光子５ａ、５ｂ、５ｃを通過した光
は、図２の場合と同様にＯ／Ｅ変換器６ａ、６ｂ、６ｃ
を通して電気信号に変換される。この電気信号は図５の
選択回路８で光外部変調器２の周波数成分ｆ₁ 、ｆ₂ 、
・・・、ｆ_n 別に分別され、各周波数成分ｆ₁ 、ｆ₂ 、
・・・、ｆ_n のうち分岐された３つの信号の中から最も
変調出力の高い信号が選択されて出力される。

【００４１】但し、前記１／４波長板４と第１の検光子
５ａが互いに４５°の角度差をもって配置され、第２の
検光子５ｂと第３の検光子５ｃが互いに４５°の角度差
をもって配置される。

【００４２】

【偏波面変調光の受信装置の実施例３】また本発明では
実施例１の受信装置における受光部１０を図４に示すよ
うに構成しても良い。これは第１、第２の分岐器７とし
て溶融型の光カプラを使用し、それにより、光ファイバ
１により伝搬されてきた偏波面変調光を分岐するように
してある。この光カプラによる第１の分岐器７は分岐比
１：２、第２の分岐器７は分岐比１：１として、各検光
子５ａ、５ｂ、５ｃの手前における光強度が３つの分岐
系路３ａ、３ｂ、３ｃで同程度になる様にしてある。こ
の場合も、第１の分岐経路３ａに設けられる１／４波長
板４と第１の検光子５ａが互いに４５°の角度差をもっ
て配置され、第２の検光子５ｂと第３の検光子５ｃが互
いに４５°の角度差をもって配置される。

【００４３】

【偏波面変調光の受信装置の実施例４】本発明では実施
例１の受信装置における選択部８を図７に示すように構
成しても良い。これは図６に示すように光ファイバ１の
途中に２つの偏波面変調器２が配置され、且つ１つ目の
偏波面変調器２からは電気的に多重化された３つの周波
数成分ｆ₁ 、ｆ₂ 、ｆ₃ が印加され、２つ目の偏波面変
調器２からは電気的に多重化された２つの周波数成分ｆ
₄ 、ｆ₅ が印加される場合の選択部８の構成例を示した
ものである。なお、図７に示す受光部１０は図２、図
３、図４に示したものをそのまま使用することができ
る。

【００４４】この選択部８は、特定の信号のみを通過可
能とするバンドパスフィルタ（ＢＰＦ₁ 、ＢＰＦ₂ 、・
・・、ＢＰＦ₇ ）２０と、信号のレベルを安定化させる
ＡＧＣ２１と、入力される３つの信号の中から最もレベ
ルの高い信号を１つ選択して通過させる選択回路２２と
を備えてなる。

【００４５】前記バンドパスフィルタ２０のうちＢＰＦ
₁ と記載されているものは光外部変調器２の周波数成分
ｆ₁ を取り出す（通過させる）もの、ＢＰＦ₂ と記載さ
れているものは光外部変調器２の周波数成分ｆ₂ を取り
出すもの、ＢＰＦ₃ と記載されているものは光外部変調
器２の周波数成分ｆ₃ を取り出すもの、ＢＰＦ₄ と記載
されているものは光外部変調器２の周波数成分ｆ₄ を取
り出すもの、ＢＰＦ₅と記載されているものは光外部変
調器２の周波数成分ｆ₅ を取り出すもの、ＢＰＦ₆ と記
載されているものは光外部変調器２の周波数成分ｆ₁ 、
ｆ₂ 、ｆ₃ を取り出すもの、ＢＰＦ₇ と記載されている
ものは光外部変調器２の周波数成分ｆ₄、ｆ₅ を取り出
すものである。

【００４６】この選択部８では前記構成を有することに
より、３つの分岐経路３ａ、３ｂ、３ｃの夫々に伝わる
信号から光外部変調器２の変調信号ｆ₁ 、ｆ₂ 、・・
・、ｆ₅ を分別し、各周波数成分ｆ₁ 、ｆ₂ 、・・・、
ｆ₅ 毎に変調出力の最も高い分岐経路３ａ、３ｂ、３ｃ
の信号を選択して周波数成分ｆ₁ 、ｆ₂ 、・・・、ｆ₅
毎に１つの信号を出力するようにできている。そしてこ
の出力が処理回路１２で処理される。

【００４７】

【偏波面変調光の受信方法の実施例】本発明の偏波面変
調光の受信方法の一実施例を、図１、図２、図５の偏波
面変調光の受信装置を用いて受光する場合について詳細
に説明する。

【００４８】図１のＬＤ１１より発せられた光は光ファ
イバ１を伝搬する。このとき光ファイバ１の任意の箇所
に設けられた第１、第２、・・・、第ｎの光外部変調器
２の夫々を変調信号ｆ₁ 、ｆ₂ 、・・・、ｆ_n で駆動す
ると、光ファイバ１内を伝搬する光の偏波面が変調され
て周波数多重の偏波面変調光となる。

【００４９】この偏波面変調光は図２の受光部１０の入
力側のコリメートレンズ１４で空間光となり、第１の分
岐器７で透過光と反射光とに２分岐され、その反射光が
第２の分岐器７で透過光と反射光とに２分岐されて、全
部で３分岐される。このとき、第１の分岐器７では１／
３の強度の光が透過して１／４波長板４に向かうと共に
２／３の光が反射して第２の分岐器７に向かう。

【００５０】３分岐された偏波面変調光のうち図２の分
岐系路３ａを伝搬する偏波面変調光は１／４波長板４を
通り、検光子５ａを通って強度変調光になった後、コリ
メータレンズ１４で空間光からファイバ１に入射され、
Ｏ／Ｅ変換器６ａで電気信号に変換されて選択部８に送
られる。

【００５１】３分岐された偏波面変調光のうち、図２の
他の分岐系路３ｂ、３ｃを伝搬する夫々の偏波面変調光
は検光子５ｂ、５ｃを通って強度変調光になった後、コ
リメータレンズ１４で空間光からファイバ１に入射さ
れ、Ｏ／Ｅ変換器６ｂ、６ｃで電気信号に変換されて選
択部８に送られる。

【００５２】この選択部８に送られる３波の強度変調光
のうち少なくても１波には、前記作用で説明したよう
に、光ファイバ１中を伝送中に光外部変調器２により印
加された信号が必ず含まれる。

【００５３】図２の選択部８では入力された３波の信号
を夫々バンドパスフィルタ２０で前記変調信号の周波数
成分ｆ₁ 、ｆ₂ 、・・・、ｆ_n に分別し、ＡＧＣ２１に
通した後、選択回路２２で各周波数成分の中から最も信
号レベルの高い１波が選択されて出力される。

【００５４】選択部８からの出力は処理回路１２で処理
される。

【００５５】以上述べたように、本発明では全ての偏光
状態における偏波面変調光を確実に検波することがで
き、しかも検波された信号のうち最も信号レベルの高い
ものを自動的に選択して受信することができる。なお検
光子５ａ、５ｂ、５ｃの配置は本発明の意図を満足でき
ればよいので、前記実施例の配置に限定されるものでは
ない。

【００５６】

【発明の効果】本発明のうち請求項１の偏波面変調光の
受信方法によれば、検光子５ａ、５ｂ、５ｃを固定した
状態でも必ず変調出力を検波することができ、しかも分
岐経路３ａ、３ｂ、３ｃのどれに変調出力が入ろうとも
それが自動的に選択されて受信されるようになる。

【００５７】本発明のうち請求項２の偏波面変調光の受
信装置によれば、検光子５ａ、５ｂ、５ｃを固定した状
態で常に変調信号を得ることができ、しかも装置の構成
が簡潔になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の偏波面変調光の受信装置の一実施例を
示す説明図。

【図２】図１の偏波面変調光の受信装置における受光部
の第１の例を示す説明図。

【図３】図１の偏波面変調光の受信装置における受光部
の第２の例を示す説明図。

【図４】図１の偏波面変調光の受信装置における受光部
の第３の例を示す説明図。

【図５】図１の偏波面変調光の受信装置における選択部
の第１の例を示す説明図。

【図６】図１の偏波面変調光の受信装置における変調部
の他の例を示す説明図。

【図７】図１の偏波面変調光の受信装置における選択部
の第２の例を示す説明図。

【図８】本発明の偏波面変調光の受信方法における伝搬
光の偏光状態をポアンカレ球表面上で表現した説明図。

【図９】（ａ）（ｂ）は偏波面変調光の偏光方向の異な
る例を示す説明図。

【図１０】（ａ）（ｂ）は偏波面変調光の偏光方向の説
明図であり、図９の場合と異なる場合の例を示す説明
図。

【図１１】本発明の偏波面変調光の受信方法における選
択部の原理をポアンカレ球表面上で説明するための説明
図。

【図１２】（ａ）（ｂ）は従来の光外部変調器の説明
図。

【図１３】従来の偏波面変調光伝送システムの説明図。

【図１４】（ａ）（ｂ）（ｃ）は従来の偏波変調光受信
方法の説明図。

【符号の説明】

１ 光ファイバ ２ 光外部変調器 ３ａ、３ｂ、３ｃ 分岐経路 ４ π／２位相子 ５ａ、５ｂ、５ｃ 検光子 ６ａ、６ｂ、６ｃ Ｏ／Ｅ変換器 ７ 分岐器 ８ 選択部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神谷 勇 東京都中央区入船１−４−10 東京電力株 式会社内 (72)発明者 渡辺 剛基 東京都中央区入船１−４−10 東京電力株 式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ファイバ（１）の２以上の箇所におい
   て、同光ファイバ（１）を伝播する光の偏波面を光外部
   変調器（２）により偏波面変調した周波数多重の偏波面
   変調光を、受信側において３分岐して３つの分岐経路
   （３ａ、３ｂ、３ｃ）に送り出し、夫々の分岐経路（３
   ａ、３ｂ、３ｃ）のうちいずれか１つの分岐経路（３
   ａ）に送り出された偏波面変調光はπ／２位相子（４）
   を通してから第１の検光子（５ａ）を通し、他の２つの
   分岐経路（３ｂ、３ｃ）に送り出された偏波面変調光は
   π／２位相子（４）を通さずに第２、第３の検光子（５
   ｂ、５ｃ）を通し、各検光子（５ａ、５ｂ、５ｃ）を通
   過した強度変調光をＯ／Ｅ変換器（６ａ、６ｂ、６ｃ）
   を通して電気信号に変換し、夫々の電気信号を前記光外
   部変調器（２）の周波数と対応した周波数成分に分別
   し、各周波数成分毎に変調出力の最も高い分岐経路（３
   ａ、３ｂ、３ｃ）の電気信号を選択して受信するように
   したことを特徴とする周波数多重偏波面変調光の受信方
   法。
2. 【請求項２】光ファイバ（１）に伝送される周波数多重
   の偏波面変調光を３分岐する分岐器（７）と、３分岐さ
   れた偏波面変調光を別々に送り出す３つの分岐系路（３
   ａ、３ｂ、３ｃ）と、そのうちの１つの分岐系路（３
   ａ）に設けたπ／２位相子（４）と、そのπ／２位相子
   （４）の後に設けた検光子（５ａ）と、他の２つの分岐
   系路（３ｂ、３ｃ）に設けた検光子（５ｂ、５ｃ）と、
   検光子（５ａ、５ｂ、５ｃ）を通過した強度変調光を電
   気信号に変換するＯ／Ｅ変換器（６ａ、６ｂ、６ｃ）
   と、各Ｏ／Ｅ変換器（６ａ、６ｂ、６ｃ）の電気信号を
   前記光外部変調器（２）の周波数と対応した周波数成分
   に夫々分別し、且つ各周波数成分毎に変調出力の最も高
   い分岐経路（３ａ、３ｂ、３ｃ）の電気信号を選択する
   選択部（８）とを備え、前記π／２位相子（４）が１／
   ４波長板でありこの１／４波長板（４）と第１の検光子
   （５ａ）が互いに主軸が４５°の角度差をもって配置さ
   れ、第２の検光子（５ｂ）と第３の検光子（５ｃ）が互
   いに主軸が４５°の角度差をもって配置されてなること
   を特徴とする周波数多重偏波面変調光の受信装置。