JPH098771A

JPH098771A - 高周波電気信号可変利得器

Info

Publication number: JPH098771A
Application number: JP7151253A
Authority: JP
Inventors: Osamu Kobayashi; 理小林
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1995-06-19
Filing date: 1995-06-19
Publication date: 1997-01-10

Abstract

(57)【要約】【目的】光信号に高周波信号を重畳して伝送する系に
関し、単一の光伝送路による高周波信号の光伝送を可能
にすると共に、出力高周波電気信号の位相変動を抑圧で
きる高周波電気信号可変利得器の実現を目的とする。【構成】コヒーレントな光源の出力光を２つに分岐
し、その一方を高周波電気信号を入力として高周波電気
信号を光波に重畳する手段に接続し、他方の出力光と、
前記高周波電気信号を光波に重畳する手段の出力とが直
交する偏光の状態で１つの経路を通るように偏光あるい
は偏波多重して再び合成する手段に入力し、該手段の出
力が、屈折率を可変とする複屈折性を有する光学部材に
入力して偏光の変化を与え、該光学部材の出力を、特定
の偏光成分のみを透過する手段を経て、光信号を電気信
号に変換する手段に接続して、高周波電気信号を取り出
すように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光信号に高周波電気信号
を重畳し光信号として伝送し、再び高周波電気信号とし
て取り出す系の構成に関し、特に、単一の光伝送路によ
る高周波信号の光信号伝送が可能で、出力高周波電気信
号の位相変動を抑圧できる高周波電気信号可変利得器に
係る。

【０００２】

【従来の技術】最近、マイクロ波等の高周波電気信号を
伝送する際に、光波を媒介にして信号を伝送する方式の
研究が活発である。これは、高周波電気信号を一旦光信
号に変換して光信号として伝送し、受信端で光信号から
再び高周波電気信号を取り出すものである。

【０００３】この種の回路では、信号は光信号として伝
送されるので、電磁干渉を受け難い上、光伝送線路とし
て光ファイバを用いれば低損失な信号伝送が可能である
等の長所がある。さらに信号処理を電気信号の周波数領
域ではなく光波領域で行なうことも考えられ、例えば、
光信号の伝送経路中に光信号の強度を制御する手段を付
加することにより出力高周波電気信号の強度を制御する
ことも可能である。

【０００４】図５は、上述の出力レベルを可変とする光
伝送による高周波電気信号の伝送回路を、従来技術によ
って実現した例である。回路は、高周波電気信号１０３
を入力とし、高周波電気信号１１０を出力するものであ
るが、出力レベルは光可変利得器制御信号１０６によっ
て変化させることができる。

【０００５】同図において、レーザ光源１０１の出力光
は、光分配器１０２により２分配されれ、２分配された
信号の一方は光周波数シフタ１０４の入力となる。光周
波数シフタ１０４は、光信号と高周波電気信号を入力と
し、高周波電気信号の周波数分だけ周波数がシフトした
光信号を出力とするＥＯ変換器である。

【０００６】レーザ光源１０１の出力の角周波数をω
_opt、高周波電気信号入力の角周波数をω_rfとすると
き、出力される光信号はｃｏｓ（ω_opt＋ω_rf）ｔと書
ける。光周波数シフタ１０４の出力は、光伝送路１０５
ａにより伝送される。光伝送路１０５ａの経路中には、
光可変利得器１０７が設けられている。

【０００７】光可変利得器１０７の減衰量または利得は
光可変利得器制御信号１０６により可変である。この量
をＡとするとき、光可変利得器１０７の出力は（Ａ／√
２）ｃｏｓ｛（ω_opt＋ω_rf）ｔ＋φ_a｝となる。ここ
で、φ_aは光伝送路１０５ａ通過における位相回転およ
び利得可変に伴う光波信号の位相の変化の和を表わして
いる。この信号は光合成器１０８に入力される。

【０００８】光分配器１０２のもう一方の出力は、光伝
送路１０５ｂを経て光合成器１０８に入力されている。
光伝送路１０５ｂを伝送することにより生じる位相回転
をφ _bとすると、光伝送路１０５ｂを経て光合成器１０
８のもう一方の入力端子に加えられる信号は（１／√
２）ｃｏｓ（ω_optｔ＋φ_b）と表わされる。

【０００９】なお、光伝送路１０５ａ、および１０５ｂ
における光信号の減衰は無視している。また、光分配器
１０２の特性も理想的であると考え、過剰損失を無視し
ている。２つの光信号は光合成器１０８により合成さ
れ、光受信機１０９の入力となる。

【００１０】光伝送器１０５ａにより伝送される信号を
信号光、光伝送路１０５ｂにより伝送される信号を局部
発振光と考え、光受信機１０９において、ヘテロダイン
検波を行なう。光受信機１０９では、この２つの光信
号のビートとして、大きさがＡｃｏｓ｛ω_rfｔ＋（φ_a
−φ_b）｝に比例する高周波電気信号１１０が得られ
る。

【００１１】振幅レベルは光可変利得器１０７における
可変量Ａに比例するものであり、光可変利得器１０７に
与える制御信号１０６に応じて変化する。以上のように
して、光波を媒介に高周波電気信号を伝送する回路にお
ける、出力高周波電気信号のレベルを可変とする回路が
実現されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】前項では、出力高周波
電気信号のレベルを可変とする光波を媒介とした高周波
電気信号を伝送する回路について説明したが、この説明
の構成では次の点で問題がある。

【００１３】（１）回路の機能は、１つの高周波電気信
号を伝送するものであるが、送信側から局発光も送信す
る。そのため、信号光を伝送するための光伝送路と局発
光を伝送するための光伝送路（図５における１０５ａと
１０５ｂ）の２本を必要とする。

【００１４】（２）２つの伝送路が外乱を受け位相回転
の量が変動するとき、それに追随して出力高周波電気信
号の位相も変動する。例えば、図５の光伝送路１０５ａ
と１０５ｂを通過する際の位相回転の量φ_aとφ_bは周
囲の温度環境等によって変動する。

【００１５】φ_aとφ_bの変動が互いに独立でランダム
であるとき、変動の量が、光の波長オーダの、マイクロ
メータ程度とわずかなものであっても、高周波電気信号
出力Ａｃｏｓ｛ω_rfｔ＋（φ_a−φ_b）｝の位相につい
ての項は大きく変動する。位相の変動は通信品質の劣化
をもたらすので、変動は小さいほうが好ましい。

【００１６】本発明は、以上の２つの問題点を解決する
ことを目的とするもので、高周波信号の光伝送において
光伝送路を単一のものとし、かつ、出力高周波電気信号
の位相変動を抑圧することのできる光伝送適用高周波電
気信号可変利得器の実現を目指すものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上述の
課題は、前記特許請求の範囲に記載した手段により解決
される。

【００１８】すなわち、請求項１の発明は、コヒーレン
トな光源の出力光を２つに分岐し、その一方を高周波電
気信号を入力として高周波電気信号を光波に重畳する手
段に接続し、他方の出力光と、前記高周波電気信号を光
波に重畳する手段の出力とが直交する偏光の状態で１つ
の経路を通るように偏波多重して再び合成する手段に入
力し、

【００１９】該手段の出力を、屈折率を可変とする複屈
折性を有する光学部材に入力して偏光の変化を与え、該
光学部材の出力を、特定の偏光成分のみを透過する手段
を経て、光信号を電気信号に変換する手段に接続して、
高周波電気信号を取り出すように構成した高周波電気信
号可変利得器である。

【００２０】請求項２の発明は、高周波電気信号を入力
とし、２つのコヒーレントな光源を有し、該２つの光波
のスペクトルの差が、入力高周波電気信号の周波数スペ
クトルと、常に一致するように制御して、２つの光信号
を出力し、該２つの光波出力が、直交する偏光の状態で
合成され、偏波多重して出力される手段に入力し、

【００２１】該手段の出力を、屈折率を可変とする複屈
折性を有する光学部材に入力して偏光の変化を与え、該
光学部材の出力を、特定の偏光成分のみを透過する手段
を経て、光信号を電気信号に変換する手段に接続して、
高周波電気信号を取り出すように構成した高周波電気信
号可変利得器である。

【００２２】請求項３の発明は、上記請求項１または請
求項２記載の発明において、複屈折性を有する光学部材
として液晶を用いて構成したものである。請求項４の発
明は、上記請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の
発明において、光波の経路の少なくとも一部を光ファイ
バを用いて構成したものである。

【００２３】請求項５の発明は、上記請求項１〜請求項
４のいずれか１項に記載の発明において、光波の経路の
少なくとも一部を自由空間として構成したものである。

【００２４】請求項６の発明は、上記請求項１〜請求項
５のいずれか１項に記載の発明において、光波の経路の
少なくとも一部を光導波路として構成したものである。

【００２５】

【作用】自由空間や定偏波ファイバを光伝送路として使
うとき、直交する偏光あるいは独立な伝送モードを利用
することにより、１つの伝送路を使って２つの独立な情
報を伝達することが可能である。つまり、偏波あるいは
伝送モードに関して多重化して信号伝送を行なうことが
可能である。

【００２６】送信側で高周波電気信号によって変調され
た光信号（信号光）と局発光を伝送し、受信側で信号光
と局発光とを合成した後ヘテロダイン検波し高周波電気
信号を取り出す方式においてこの手法を用いる。

【００２７】自由空間を伝送路とする場合には、例え
ば、垂直偏光に信号光（角周波数ω_op _t＋ω_rf）を、水
平偏光に局発光（角周波数ω_opt）を割り当て、受信部
で２つの偏波を合成しヘテロダイン検波することにより
周波数ω_rfの高周波電気信号を取り出す構成を考える。

【００２８】定偏波光ファイバ（ＰＡＮＤＡファイバ）
は、応力付与方向とそれに直交する偏波面の直線偏波の
光波について偏波を保持して伝搬する。それぞれの偏波
面に信号光と局発光を割り当てることにより、同様に高
周波電気信号を伝送することができる。

【００２９】本発明では、このような偏波多重の方法に
よって、送信側から信号光と局発光を与え高周波電気信
号を伝送する系においての伝送路の単一化を図る様にし
ている。後述するが、伝送路の単一化により信号の位相
変動の抑圧も期待できる。

【００３０】高周波電気信号のレベルは局発光と信号光
のレベルの積に比例する。高周波電気信号のレベルを可
変とするためには信号光のレベル、または、局発光のレ
ベルもしくはその両方のレベルが制御できればよい。

【００３１】これは、偏波に対して屈折率が異なる複屈
折性を有する光学部材を光伝搬路中に挿入し、複屈折を
制御するという手段によって実現できる。複屈折を電気
信号により変化させることができる材料として液晶が知
られている。本発明では、上述の２つの手段を組み合わ
せることにより、光伝送適用高周波可変利得器を実現し
ている。

【００３２】以下、複屈折材料として液晶を取り上げ、
まずその偏光特性について説明し、次いで偏波多重して
信号光と局発光を伝送する経路中に液晶素子を置いたと
き、その複屈折率を制御することにより出力高周波電気
信号のレベルを変化させることができることを説明す
る。

【００３３】液晶材料としてネマチック液晶は、ディス
プレー等の表示装置に広く利用されている。ネマチック
液晶分子は細長い回転楕円体の形状をしており、複屈折
性を有する。なすわち、液晶分子の長軸に平行な直線偏
光に対する屈折率はｎ_e、垂直な直線偏光に対する屈折
率はｎ₀であり、ｎ_eとｎ₀は異なる値をとる。

【００３４】液晶セルは透明電極を形成した平行な２枚
のガラス板の間に液晶材料を封入して作られる。ホモジ
ニアス配向処理された電界制御複屈折率型（ＥＣＢモー
ド）ネマチック液晶素子は、電圧を与えない状態で、ネ
マチック液晶の分子の長軸がガラス板と平行に配向して
おり、かつ、２枚のガラス板で配向を同一方向としたも
のである。

【００３５】ｘｙｚ右手座標系を定義し、光波の伝搬方
向をｚ軸の正の方向にとり、ガラス板をｘｙ平面に平行
な面内に置く。ガラス板に垂直に入射し、電圧を与えな
い状態のＥＣＢモードネマチック液晶の長軸方向と垂直
な偏光をｘ偏光、平行な直線偏光をｙ偏光と呼ぶ。

【００３６】液晶セルに電圧を加えると、液晶分子はガ
ラス板に対して傾きを持つ。液晶セル中で分子の傾き角
は一様であると考えられる。ガラス板からの傾き角をθ
_sとすると、ｘ偏光とｙ偏光について屈折率は“数１”
で表わされる。

【００３７】

【数１】

【００３８】光波は液晶素子を通過することにより位相
の変化を受けるが、液晶には光学異方性があるためその
度合いは偏波面によって異なる。この性質を偏光特性と
呼ぶことにすると、上述のＥＣＢモード液晶の偏光特性
は“数２”のような２行２列の複素行列Ｔ_LCで記述でき
る。

【００３９】

【数２】

【００４０】ただし、ｋは真空中の光波の波数、ｄは液
晶層の厚さを表わしている。偏光特性の計算においてｘ
軸方向とｙ軸方向の相対的な位相が重要であって、絶対
位相の変化（“数２”ではｅｘｐ（ｊｋｎ_xｄ））は意
味を持たないので、以後これを省略する。

【００４１】次に図２に示すように、光波を入射・観測
する座標系として右手直交座標系［ＸＹＺ］２０１を、
液晶素子を配置するローカル座標系として右手直交座標
系［ｘｙｚ］２０２を定義する。光波の伝搬方向をＺ軸
およびｚ軸の正の方向とし両者を一致させる。液晶素子
をＺ軸回りにθ回転させて配置させた状態を考える（２
０４）。このときのＥＣＢモード液晶の偏光特性は、
“数２”を座標変換することにより、

【００４２】

【数３】

【００４３】となる。“数３”から、液晶セルにＸ軸ま
たはＹ軸に平行な偏光の光波を入射するとき位相差のあ
る交差偏波成分が発生する、換言すれば、透過光は一般
に楕円偏光となることがわかる。

【００４４】Ｘ軸に平行な直線偏光に対する液晶透過光
の電界ベクトルをＥ^Xとし、“数３”からこれを算出す
ると、“数４”のようになる。

【００４５】

【数４】

【００４６】また、Ｙ軸に平行な直線偏光に対する液晶
素子透過光の電界ベクトルＥ^Yは、“数５”のようにな
る。

【００４７】

【数５】

【００４８】Ｅ^XとＥ^Yは液晶の直後に置かれた検光子
によって合成される。検光子はＸＹＺ座標系においてＸ
Ｙ平面内でＺ軸のまわりにθ_a回転した状態で置かれて
おり、そのそれと一致する直線偏光のみを透過する。こ
のときの偏光子の偏向特性を行列Ｔ_Aとすると、“数
６”のようになる。

【００４９】

【数６】

【００５０】Ｅ^Xのうち検光子を透過する分は、“数
７”のようになり、

【００５１】

【数７】

【００５２】また、Ｅ^Yのうち検光子を透過する分は、
“数８”のようになる。

【００５３】

【数８】

【００５４】添字のＡ／／は検光子を透過する成分であ
ることを意味している。ここで、Ｅ^X _A//が角周波数ω
_opt、Ｅ^Y _A//が角周波数ω_opt＋ω_rfと異なる角周波
数であるとする。このとき、２つの光波信号のビート成
分としてω_optとω_opt＋ω_rfの差周波成分を取り出す
ことが可能で、その複素振幅Ａ_outは“数７”と“数
８”の積に比例し、“数９”と書ける。

【００５５】

【数９】

【００５６】“数９”から、複素振幅Ａ_outは液晶素子
の向きθ、偏光子の角度θ、液晶に加える電圧変化によ
る複屈折率Δｎの変化の３つの変数の関数であり、それ
らの値によって複素振幅Ａ_outの値は様々に変わること
がわかる。

【００５７】一例として、θ＝π／４，θ_A＝π／２と
固定したとき、ｋΔｎｄを変数として複素振幅Ａ_outの
絶対値の２乗の値と偏角の計算を試みた。その結果を図
３に示す。ｋΔｎｄの値域は０から２πとしている。図
３から、ｋΔｎｄを変化、すなわち、液晶に加える電圧
を変化させることにより、複素振幅Ａ_outの絶対値の２
乗、すなわち、出力高周波電気信号の強度を変化させる
ことができることが読みとれる。

【００５８】次に光伝送における外乱に対する出力高周
波電気信号の位相の安定性について説明する。簡単のた
めに、局発光をａｃｏｓ（ω_optｔ＋θ_a）、信号光を
ｂｃｏｓ｛（ω_opt＋ω_rf）ｔ＋θ_b｝と表記する。こ
れらはそれぞれ“数７”と“数８”に対応するものであ
る。出力高周波電気信号はこれらの和をとり２乗検波し
たもので、ａｂｃｏｓ（ω_rfｔ＋θ_a−θ_b）に比例す
る。

【００５９】さて、ここで局発光と信号光の位相項が外
乱により変動を受けるとする。局発光と信号光は偏波多
重して同一光路を伝搬するので、位相についての外乱は
両者に等しく影響を与える。

【００６０】位相変動の量をΔθとすると、局発光と信
号光は、それぞれａｃｏｓ｛ω_optｔ＋（θ_a＋Δ
θ）｝、ｂｃｏｓ｛（ω_opt＋ω_rf）ｔ＋（θ_b＋Δ
θ）｝となる。しかしながら、出力高周波電気信号にお
いて局発光と信号光の位相変動は打ち消し合い、結局出
力はａｂｃｏｓ（ω_rfｔ＋θ_a−θ_b）に比例するもの
となる。

【００６１】２つの信号に共通に位相の変動をもたらす
外乱としては、空間を伝搬する光波については空気密度
の揺らぎがある。偏波多重により高周波電気信号の光伝
送を行なう本回路構成において、上述の外乱に対する高
周波電気信号移相の変動は原理的にはゼロで、位相変動
を極めて小さな値に抑圧することが可能である。

【００６２】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例を示す図であっ
て、バルク光学部品により構成した光伝送適用高周波電
気信号可変利得器の構成を示している。光波信号の伝送
には偏波多重方式を用いている。装置の動作は以下の通
りである。

【００６３】レーザ光源１０１は単一周波数・単一モー
ドで連続発振し、コリメートされた光を出射している。
出射する光線の偏光は紙面に垂直な直線偏光であると仮
定する。この光はハーフミラー１０２ａにより２つの経
路に分岐される。

【００６４】ハーフミラー１０２ａを透過する経路の光
は、光周波数シフタ１０４に入射している。光周波数シ
フタは高周波電気信号を入力する端子を有しており、出
力して入射光の光周波数を電気信号の周波数分だけシフ
トした光を出射する。

【００６５】入射光の光角周波数を、ω_opt、高周波電
気信号の角周波数を、ω_rfとするとき、角周波数ω_opt
＋ω_rfなる光波が出力される。光周波数シフタ１０４の
出力は、ミラー１１１ａにより反射され、偏光ビームス
プリッタ１０８ａに入射している。

【００６６】一方、ハーフミラー１０２ａにより反射さ
れた経路の光線は、ミラー１１１ｂにより反射され、半
波長板１１２を経て偏光ビームスプリッタ１０８ａに入
射している。半波長板１１２は、垂直直線偏光を水平直
線偏光に変換する目的で挿入されている。２つの経路
の光は、偏光ビームスプリッタ１０８ａにより再び１つ
の経路に合成される。

【００６７】偏光ビームスプリッタ１０８ａの出射光は
２つの異なる周波数の光波が直交した直線偏波で合成さ
れたもので、水平な偏光のものが角周波数ω_opt、垂直
な偏光のものが高周波電気信号により変調されたもので
角周波数ω_opt＋ω_rfとなっている。偏光多重されてい
るこの光は液晶セル１１３において、先に“作用”の項
で説明したような偏光変換を受ける。

【００６８】液晶セル１１３を透過した周波数の異なる
２つの光波は検光子１１４により合成され、光受信機１
０９に入力される。光受信機１０９において２つの光波
のビート成分として、角周波数ω_rfなる高周波電気信号
１１０が取り出される。この信号強度は液晶セルに与え
られる制御信号１０６ａにより変化させることができ
る。

【００６９】図４は本発明の第２の実施例を示す図であ
って、ファイバカプラを使用し、かつ、２つのレーザ光
源を用いて系を構成した例である。レーザ光源１０１お
よび１０１ａは単一周波数単一モードで発振し、出力光
の偏波は直線偏波である。

【００７０】レーザ光源の出力は、定偏波ファイバカプ
ラ１１５のそれぞれの入力となっている。ここで定偏波
ファイバとして直線偏波保存ファイバを考えると、この
ファイバでは２つの直交する直線偏波が基本伝送モード
となる。レーザと定偏波ファイバとの結合において、２
つのレーザの偏波面とファイバの基本伝送モードをそれ
ぞれ対応させる。

【００７１】つまり、ここで基本伝送モードをそれぞれ
仮にｘ偏波、ｙ偏波と呼ぶことにすると、例えば、レー
ザ光源１０１ａの出力をｘ偏波、レーザ光源１０１の出
力をｙ偏波の状態になるように、定偏波ファイバカプラ
１１５の２つの入力ポートに加える。定偏波ファイバカ
プラ１１５は偏波を保存して入力を２つに分岐するの
で、２つの出力ポートにはレーザ光源１０１と１０１ａ
の出力が直交した偏波の状態で現われる。

【００７２】定偏波ファイバカプラ１１５の２つの出力
の１つはレーザ光源１０１ａをフィードバック制御する
目的に使われる。光受信機１０９ａにおいて、２つの偏
波の信号は合成されビート成分が取り出される。ビート
成分は電気信号で、レーザコントローラ１１７に入力さ
れる。

【００７３】レーザコントローラ１１７には、もう１つ
の入力として伝送すべき高周波電気信号１０３が加えら
れている。レーザコントローラ１１７は両方の差分を取
り、それがゼロになるようにレーザ光源１０１ａに制御
信号を与える。

【００７４】以上のようなフィードバック回路によっ
て、レーザ光源１０１ａの出力には入力高周波電気信号
１０３が重畳されている。レーザ光源１０１の出射光の
角周波数ω_opt、入力高周波電気信号の角周波数をω_rf
とするとき、レーザ光源１０１ａ出射光は角周波数ω
_opt＋ω_rfの信号となる。

【００７５】定偏波ファイバカプラ１１５の他方の出力
は、コリメータ１１６によりコリメート光として空間に
出射される。出射光は、液晶セル１１３と検光子１１４
を順次通過して、偏光の変化と２つの光信号の合成が行
なわれた後、コリメータ１１６により受光される。

【００７６】受光された光波はシングルモード光ファイ
バ１１８を経て光受信機１０９に入力している。光受信
機１０９において２つの光波のビート成分として高周波
電気信号１１０が取り出される。高周波電気信号１１０
のレベルは液晶制御信号１０６により変化させることが
できる。

【００７７】上記第１の実施例は、ＥＯ変換に１つのレ
ーザと光周波数シフタよりなる系を採用し、自由空間を
伝送路として用いた例であり、また、第２の実施例は、
ＥＯ変換に２つのレーザとフィートバック回路よりなる
系を採用し、伝送路を光ファイバとした例を示している
が、これに限るものではなく第１の実施例のＥＯ変換の
方式と光ファイバを伝送路とする組み合わせや、第２の
実施例のＥＯ変換の方式と自由空間を伝送路とする組み
合わせを採っても本発明が成立することは言うまでもな
い。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、光伝送
による高周波電気信号可変利得器において、信号光と局
発光に２つの直交する偏波を割り当てる偏波多重の方法
によって信号を伝送し、途中で複屈折性を有する部材に
よって偏光を制御することにより出力高周波電気信号の
レベルを可変とする回路である。

【００７９】本発明によれば、回路内の光伝送路の単一
化を図ることができると共に、外乱に対する出力高周波
電気信号の位相変動を抑圧することができる利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す図である。

【図２】光波を入射・観測する座標系と液晶素子と検光
子の配置を示す図である。

【図３】液晶素子による出力高周波電気信号の信号強度
ならびに位相の変化の計算結果を示す図である。

【図４】本発明の第２の実施例を示す図である。

【図５】従来の高周波電気信号可変利得器の例を示す図
である。

【符号の説明】

１０１，１０１ａレーザ光源１０２光分配器１０２ａハーフミラー１０３入力高周波電気信号１０４光周波数シフタ１０５，１０５ａ，１０５ｂ光伝送路１０６光可変利得器制御信号１０６ａ液晶制御信号１０７光可変利得器１０８光合成器１０８ａ偏光ビームスプリッタ１０９，１０９ａ光受信機１１０出力高周波電気信号１１１ａ，１１１ｂミラー１１２半波長板１１３液晶セル１１４検光子１１５定偏波ファイバカプラ１１６コリメータ１１７レーザコントローラ１１８シングルモード光ファイバ１１９ネマチック液晶分子２０１光波を入射・観測する座標系２０２液晶素子を置く座標系２０３ネマチック液晶分子の傾き角θ_s ２０４液晶素子を配置する角度（Ｚ軸回り）θ ２０５検光子を配置する角度（Ｚ軸回り）θ_a

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コヒーレントな光源の出力光を２つに分
岐し、その一方を高周波電気信号を入力として高周波電気信号
を光波に重畳する手段に接続し、他方の出力光と、前記高周波電気信号を、光波に重畳す
る手段の出力とが直交する偏光の状態で１つの経路を通
るように偏波多重して再び合成する手段に入力し、該手段の出力を、屈折率を可変とする複屈折性を有する
光学部材に入力して偏光の変化を与え、該光学部材の出力を、特定の偏光成分のみを透過する手
段を経て、光信号を電気信号に変換する手段に接続して、高周波電
気信号を取り出すように構成したことを特徴とする高周
波電気信号可変利得器。
【請求項２】高周波電気信号を入力とし、２つのコヒ
ーレントな光源を有し、該２つの光波のスペクトルの差
が入力高周波電気信号の周波数スペクルトと常に一致す
るように制御して、２つの光信号を出力し、該２つの光波出力を、直交する偏光の状態で合成し偏波
多重して出力する手段に入力し、該手段の出力を、屈折率を可変とする複屈折性を有する
光学部材に入力して偏光の変化を与え、該光学部材の出力を、特定の偏光成分のみを透過する手
段を経て、光信号を電気信号に変換する手段に接続して、高周波電
気信号を取り出すように構成したことを特徴とする高周
波電気信号可変利得器。
【請求項３】前記複屈折性を有する光学部材として、
液晶を用いたことを特徴とする請求項１または請求項２
記載の高周波電気信号可変利得器。
【請求項４】光波の経路の少なくとも一部が光ファイ
バである請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の高
周波電気信号可変利得器。
【請求項５】光波の経路の少なくとも一部が自由空間
である請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の高周
波電気信号可変利得器。
【請求項６】光波の経路の少なくとも一部が光導波路
である請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の高周
波電気信号可変利得器。