JPH0876151A - 光周波数変調光回路 - Google Patents

光周波数変調光回路

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JPH0876151A
JPH0876151A JP6208340A JP20834094A JPH0876151A JP H0876151 A JPH0876151 A JP H0876151A JP 6208340 A JP6208340 A JP 6208340A JP 20834094 A JP20834094 A JP 20834094A JP H0876151 A JPH0876151 A JP H0876151A
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JP
Japan
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optical
circuit
light
frequency
optical fiber
Prior art date
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Application number
JP6208340A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiya Sato
俊哉 佐藤
Tsuneo Horiguchi
常雄 堀口
Yahei Oyamada
弥平 小山田
Kaoru Shimizu
薫 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光周波数を連続的に且つ広範囲に精度よく制
御することのできる光回路を提供する。 【構成】 入力ポート、出力ポート、制御系及び光方向
性結合器を有し、光方向性結合器の第2の出力ポートと
第2の入力ポートの間には光ファイバリング回路が構成
され、この光ファイバリング回路には光増幅器、光周波
数変調器、光スイッチ及び光ファイバが含まれている。
入力光は繰返しパルス光として光方向性結合器に入力さ
れ、光ファイバリング回路に入射した光は周回毎に変調
される。また、光が光ファイバリング回路に入射する前
に光周波数変調器を通るようにし、光ファイバリング回
路中の光周波数変調器に代えて光周波数シフタを具えて
もよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光周波数変調光回路に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】通信用等の光回路で光の周波数を制御す
るものとしては、光源であるDFB−LD(Distribute
d Feedback-Laser Diode)の注入電流を直接制御してそ
の出力光の周波数変調を行うもの、外部変調器としてE
O位相変調器を用いて光周波数変調を行うもの等が広く
用いられている。しかしながら、これらの方法では、広
い周波数範囲を精度よく周波数制御を行うことができな
いといった問題があった。また、これとは異なった方法
として、光ファイバリング回路内に光周波数シフタと光
増幅器を含んだ光周波数制御回路が知られている(特願
平4−36181号)。これは、光増幅器によって光フ
ァイバリング内を周回する光の強度を一定に保ちつつ、
光周波数シフタによって周回毎に光周波数を光周波数シ
フタのシフト量間隔の飛び飛びの値で階段状に周波数掃
引することができる光回路である。
【0003】この回路の出力光の様子を図8に示す。こ
の周波数制御回路の周波数シフタとしては音響光学素子
を用いたものが考えられているが、音響光学素子を用い
た場合、その周波数シフト量は100MHz程度のある
一定量であり、階段状に周波数変化を受け、周波数の滑
らかな連続掃引はもとより、より複雑な周波数変化をさ
せることはできない。従って、これをOFDR(Optica
l Frequency-Domain Reflectmeter )等の光計測に応用
することを考えた場合、周波数が飛び飛びにしか掃引で
きない結果、その距離分解能が光ファイバリング長によ
って制限されるようになるといった問題があった。例え
ば、光増幅器として希土類ドープ光ファイバを用いた場
合、このファイバ長で光ファイバリングの長さが制限さ
れ、リング長が数十mになることが避けられず、OFD
Rの距離分解能もこのリング長よりも悪いものになって
しまう。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、通信
用等の光周波数制御用光ファイバリング回路において、
その周波数を連続的に且つ広範囲に精度よく制御するこ
とのできる光回路を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】第1の本発明は、入力ポ
ート及び出力ポートと同期を制御する制御系とを有し、
且つ、第1及び第2の入力ポートと第1及び第2の出力
ポートとを持つ光方向性結合器を有する光回路であっ
て、該入力ポートは該入力ポートから入力された光を繰
り返しパルス光にする光スイッチを介して該光方向性結
合器の第1の入力ポートと接続され、該光方向性結合器
の第1の出力ポートは該出力ポートに接続され、該光方
向性結合器の第2の出力ポートと第2の入力ポートの間
には光ファイバリング回路が構成され、該光ファイバリ
ング回路は、該光ファイバリング回路中を周回する光を
増幅する光増幅器、該光ファイバリング回路中を周回す
る光を変調する光周波数変調器、該光ファイバリング回
路中を周回する光をオンオフする光スイッチ、及び、該
光ファイバリング回路の所定の光路長に応じた長さでこ
れらを結ぶ光ファイバを含むことを特徴とする光周波数
変調光回路である。
【0006】更に、第2の本発明は、入力ポート及び出
力ポートと同期を制御する制御系とを有し、且つ、第1
及び第2の入力ポートと第1及び第2の出力ポートとを
持つ光方向性結合器を有する光回路であって、該入力ポ
ートは光を繰り返しパルス光にする光スイッチと光の周
波数を変調する光周波数変調器とを介して該光方向性結
合器の第1の入力ポートと接続され、該光方向性結合器
の第1の出力ポートは該出力ポートに接続され、該光方
向性結合器の第2の出力ポートと第2の入力ポートの間
には光ファイバリング回路が構成され、該光ファイバリ
ング回路は、該光ファイバリング回路中を周回する光を
増幅する光増幅器、該光ファイバリング回路中を周回す
る光の周波数に所定の周波数シフトを与える光周波数シ
フタ、該光ファイバリング回路中を周回する光をオンオ
フする光スイッチ、及び、該光ファイバリング回路の所
定の光路長に応じた長さでこれらを結ぶ光ファイバを含
むことを特徴とする光周波数変調光回路である。
【0007】本発明においては、光周波数変調器とし
て、相互位相変調効果を用いた光周波数変調器を用いて
もよい。更に、第2の本発明においては、光周波数変調
器として、第1の本発明の光回路を用いてもよい。
【0008】
【作用】本発明によれば、光ファイバリング回路内に光
周波数変調器を挿入し、挿入された光周波数変調器が精
度よく周波数変調できる範囲でリング内を周回する光パ
ルスの周波数を変調し、これを光パルスの周回の間繰り
返して、最終的に広い周波数範囲で高精度に光の周波数
変調を行ことができる。第2の本発明によれば、連続的
に光周波数掃引を行う場合、光ファイバリング回路に光
パルスが入射する前に、光周波数変調器或いは第1の本
発明の光周波数変調光回路を用いて、光パルスの先端と
終端の周波数差がちょうど光ファイバリング回路内に挿
入されている光周波数シフタの周波数シフト量と一致す
るように調整することにより、光周波数変調を行うこと
ができる。
【0009】
【実施例】次に図面を用いて実施例を説明する。図1は
本発明の第1の実施例を示す図である。狭線幅光源1か
らの基準周波数連続光は入力ポート2から入力され、光
スイッチ3によってパルス化された後、光方向性結合器
4によって光ファイバリング内に入射される。入射され
た光パルスは、光増幅器7によって光ファイバリング内
の諸々の損失を補償し、光周波数変調器6により周波数
変調を受け、オン状態の光スイッチ5を通り、光ファイ
バリング内を周回し続け、前記光方向性結合器4を介し
て出力ポート9から外部に出力される。
【0010】この光回路の動作を或る繰り返しで行おう
とする場合は、制御システム8を用いて光スイッチ3が
光パルスを出力する直前に光ファイバリング内の光スイ
ッチ5を一時的にオフ状態にし、光スイッチ3からの出
力光が光スイッチ5に到達する前に再び光スイッチ5を
オンにするといった同期をしてこれを行う。また、光ス
イッチ3からの出力パルス光を矩形波にすると共に光パ
ルス長と上記光ファイバリングのリング長を等しくする
と、任意の光周波数変調を受けた連続光を得ることがで
きる。
【0011】図2は本発明の第2の実施例を示す。狭線
幅光源10からの基準周波数連続光は入力ポート11を介し
て入力され、光周波数変調器12によって任意の周波数変
調を受け、光スイッチ13によってパルス化された後、光
方向性結合器14によって光ファイバリング内に入射され
る。入射された光パルスは、光増幅器17によって光ファ
イバリング内の諸々の損失を補償し、光周波数シフタ16
より周波数シフトを受け、オン状態の光スイッチ15を通
り、光ファイバリング内を周回し続け、前記光方向性結
合器14を介して出力ポート19から外部に出力される。
【0012】この光回路の動作を或る繰り返しで行おう
とする場合は、制御システム18を用いて光スイッチ13が
光パルスを出力する直前に光ファイバリング内の光スイ
ッチ15を一時的にオフ状態にし、光スイッチ13からの出
力光が光スイッチ15に到達する前に再び光スイッチ15を
オンにするといった同期をしてこれを行う。また、光ス
イッチ13からの出力パルス光を矩形波にすると共に光パ
ルス長と上記光ファイバリングのリング長を等しくする
と、任意の光周波数変調を受けた連続光を得ることがで
きる。
【0013】図3は、前記第1及び第2の実施例の光周
波数変調回路の出力光強度の様子を示す図である。光フ
ァイバリング内に挿入された光増幅器により光ファイバ
リング内の諸々の損失を補償することによって外部出力
光強度が一定に保たれる。
【0014】図4は、本発明の第1の実施例の光周波数
変調回路において、光ファイバリング内に挿入された光
周波数変調器によって直線的に周波数掃引をした場合の
光回路出力光の周波数の変化及び光周波数変調器による
周波数変化量を示す図である。図においてWは光ファイ
バリングに入射される光パルスの幅である。光ファイバ
リング内に光周波数変調器を挿入する構成にしたことに
より光周波数変調器単体では実現不可能な広い周波数範
囲で周波数変調を行うことができ、且つ、任意の時点で
光周波数変調器を停止させることにより、任意の周波数
変調を受けた光パルスの複製を繰り返し出力することが
できる。
【0015】図5は、本発明の第1の実施例の光周波数
変調回路において、光ファイバリング内に挿入された光
周波数変調器に任意の周波数変調を加えた場合の光回路
出力光の周波数の変化及び光周波数変調器による周波数
変化量を示す図である。
【0016】図6は、本発明の第2の実施例の光周波数
変調回路において、狭線幅光源の出力光の光周波数変調
器を用いて直線的に周波数掃引を加えた後、これをパル
ス化して、光ファイバリング内に入射し、光ファイバリ
ング内の光周波数シフタによって一定の周波数シフトを
与えながら光ファイバリング内を周回させた場合の、光
回路出力光の周波数の変化及び光周波数変調器による周
波数変化量を示す図である。
【0017】図において、Mは周波数変調器による変
調、Sは周波数シフタによる変調を示す。この場合、光
ファイバリング内での周回毎の周波数シフト量と、初段
の周波数変調器による周波数変調による光パルスの先端
と終端の周波数差とが等しいため、全体として光回路の
外部出力は高精度に直線的に周波数掃引を受ける。
【0018】本発明の光周波数変調回路においては、光
周波数変調器としてLiNbO3等の結晶を用いた位相変調器
が使用できる。また、図7に示すような、光ファイバ中
の相互位相変調(XPM)を応用した光周波数変調器を
使用してもよい。図7において、20及び21はそれぞれ光
周波数変調器の入力ポート及び出力ポート、22はXPM
誘起光光源、23はXPM誘起光パルスと被変調光との同
期のための制御系、24は外部から同期のためのトリガを
取り入れる場合の入力ポート、25は外部被変調信号のた
めに同期信号を制御系から取り出す場合の出力ポート、
26はXPM誘起光と被変調信号光とを合波するためのW
DMカプラ、27はXPMを起こさせるための媒質として
用いる光ファイバである。
【0019】この位相変調器においては、被変調信号光
はXPM用光ファイバ中でXPMにより周波数シフトを
受け、更にXPM誘起光カットフィルタ28によってXP
M誘起光成分を除去された後、光出力ポート21から出力
される。
【0020】なお、図1に示した第1の実施例における
光周波数変調回路中の光ファイバリング内に配された光
増幅器、光周波数変調器、光スイッチの配置は、リング
内のどの位置にどのような順序で配置されても、本発明
の光周波数変調回路によって実現される特性を得ること
ができる。
【0021】更に、図2に示した第2の実施例における
光周波数変調回路中の光ファイバリング内に配された光
増幅器、光周波数シフタ、光スイッチの配置は、リング
内のどの位置にどのような順序で配置されても、本発明
の光周波数変調回路によって実現される特性を得ること
ができ、入力ポートと光方向性結合器との間に配された
光周波数変調器と光スイッチの順序を入替えても本発明
の光周波数変調回路によって実現される特性を得ること
ができる。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、広範囲、高精度に光の
周波数を制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の第1の実施例における光周波
数変調回路の構成を説明する図である。
【図2】図2は、本発明の第2の実施例における光周波
数変調回路の構成を説明する図である。
【図3】図3は、光周波数変調回路の出力強度と時間と
の関係を説明する図である。
【図4】図4は、本発明の第1の実施例における、光周
波数変調回路の出力光の周波数変化及び光周波数変調器
による各周回毎の周波数変化量を示す図である。
【図5】図5は、本発明の第1の実施例における、光周
波数変調回路の出力光の周波数変化及び光周波数変調器
による各周回毎の周波数変化量を示す図である。
【図6】図6は、本発明の第2の実施例における、光周
波数変調回路の出力光の周波数変化及び光周波数変調器
による各周回毎の周波数変化量を示す図である。
【図7】図7は、XPMを応用した光周波数変調器の構
成を説明する図である。
【図8】図8は、従来の光周波数シフタを用いた光周波
数制御回路の出力光の周波数変化及び光周波数変調器に
よる各周回毎の周波数変化量を示す図である。
【符号の説明】
1、10 狭線幅光源 2、11 入力ポート 3、5、13、15 光スイッチ 4、14 光方向性結合器 6、12 光周波数変調器 7、17 光増幅器 8、18 制御システム 9、19 出力ポート 16 光周波数シフタ 20 光周波数変調器の入力ポート 21 光周波数変調器の出力ポート 22 XPM誘起光光源 23 XPM誘起光パルスと被変調光との同期のための
制御系 24 外部から同期のためのトリガを取り入れる場合の
入力ポート 25 外部被変調信号のために同期信号を制御系から取
り出す場合の出力ポート 26 XPM誘起光と被変調信号光とを合波するための
WDMカプラ 27 XPMを起こさせるための媒質として用いる光フ
ァイバ 28 XPM誘起光カットフィルタ
フロントページの続き (72)発明者 清水 薫 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力ポート及び出力ポートと同期を制御
    する制御系とを有し、且つ、第1及び第2の入力ポート
    と第1及び第2の出力ポートとを持つ光方向性結合器を
    有する光回路であって、 該入力ポートは該入力ポートから入力された光を繰り返
    しパルス光にする光スイッチを介して該光方向性結合器
    の第1の入力ポートと接続され、 該光方向性結合器の第1の出力ポートは該出力ポートに
    接続され、 該光方向性結合器の第2の出力ポートと第2の入力ポー
    トの間には光ファイバリング回路が構成され、 該光ファイバリング回路は、該光ファイバリング回路中
    を周回する光を増幅する光増幅器、該光ファイバリング
    回路中を周回する光を変調する光周波数変調器、該光フ
    ァイバリング回路中を周回する光をオンオフする光スイ
    ッチ、及び、該光ファイバリング回路の所定の光路長に
    応じた長さでこれらを結ぶ光ファイバを含むことを特徴
    とする光周波数変調光回路。
  2. 【請求項2】 入力ポート及び出力ポートと同期を制御
    する制御系とを有し、且つ、第1及び第2の入力ポート
    と第1及び第2の出力ポートとを持つ光方向性結合器を
    有する光回路であって、 該入力ポートは光を繰り返しパルス光にする光スイッチ
    と光の周波数を変調する光周波数変調器とを介して該光
    方向性結合器の第1の入力ポートと接続され、 該光方向性結合器の第1の出力ポートは該出力ポートに
    接続され、 該光方向性結合器の第2の出力ポートと第2の入力ポー
    トの間には光ファイバリング回路が構成され、 該光ファイバリング回路は、該光ファイバリング回路中
    を周回する光を増幅する光増幅器、該光ファイバリング
    回路中を周回する光の周波数に所定の周波数シフトを与
    える光周波数シフタ、該光ファイバリング回路中を周回
    する光をオンオフする光スイッチ、及び、該光ファイバ
    リング回路の所定の光路長に応じた長さでこれらを結ぶ
    光ファイバを含むことを特徴とする光周波数変調光回
    路。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の光周波数変調光
    回路において、光周波数変調器が相互位相変調効果を用
    いた光周波数変調器であることを特徴とする光周波数変
    調光回路。
  4. 【請求項4】 請求項2に記載の光周波数変調光回路に
    おいて、光周波数変調器が請求項1に記載の光周波数変
    調光回路であることを特徴とする光周波数変調光回路。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0365932A (ja) * 1989-08-04 1991-03-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 全光型光周波数シフタ
JPH05232540A (ja) * 1992-02-24 1993-09-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光回路
JPH06232488A (ja) * 1993-02-02 1994-08-19 Mitsubishi Electric Corp 高速波長掃引装置

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