JPH11242195A - Optical modulation device - Google Patents

Optical modulation device

Info

Publication number
JPH11242195A
JPH11242195A JP6231298A JP6231298A JPH11242195A JP H11242195 A JPH11242195 A JP H11242195A JP 6231298 A JP6231298 A JP 6231298A JP 6231298 A JP6231298 A JP 6231298A JP H11242195 A JPH11242195 A JP H11242195A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
light
impressed
modulators
modulation electrodes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6231298A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshikazu Toba
良和 鳥羽
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.)
Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokin Corp filed Critical Tokin Corp
Priority to JP6231298A priority Critical patent/JPH11242195A/en
Publication of JPH11242195A publication Critical patent/JPH11242195A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a sensitivity from being lowered by connecting modulation electrodes of at least two optical modulators among optical modulators in series each other so that the same electric signals are impressed on them with the same phases to use single mode optical fibers without depending on the polarized plane of the outgoing light of a light siurce. SOLUTION: The AC voltage induced in a receiving antenna 33 passes through an impedance mudulating circuit 35 to be impressed on two optical modulators 41, 42 connected in series. The modulation electrodes of the two modulators 41, 42 are connected in series so that the same electric signals are impressed on them with the same phases. In this case, since coaxial cables of 50 Ωs are used in this device, the impedance of a closed circuit consisting of the modulation electrodes and the impedance modulating circuit becomes double and the voltage drip to be impressed on the modulation electrodes becomes half and the sensitivity is enhanced. Then, the light made incident on respective optical modulators 41, 42 is modulated by impression voltages impressed on the modulation electrodes and is emitted to be made incident on a photodetector 32.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、入力電気信号を光
強度信号に変換する光変調装置に関し、とくに受信アン
テナを介して信号電波を受信する受信装置や、EMC分
野で電波の強度や周波数、電磁ノイズなどを計測する電
界センサ等に用いられる、入力電気信号を光強度信号に
変換する光変調装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical modulator for converting an input electric signal into a light intensity signal, and more particularly to a receiver for receiving a signal radio wave via a receiving antenna, and a radio wave intensity and frequency in the EMC field. The present invention relates to an optical modulation device for converting an input electric signal into a light intensity signal, which is used for an electric field sensor for measuring electromagnetic noise and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は、従来から知られている、光導波
路素子からなる光変調器の構成を示す図である。ニオブ
酸リチウム等、電気光学効果を示す材料を基板とする光
導波路素子をもとにして構成される光変調器43は、以
前のバルク素子に比べ、高変調効率、小型などの特徴を
有する。導波路型光変調器は、また、空間電界強度の測
定や、放送波の電波受信等に用いられてきた。光変調器
43は、ニオブ酸リチウム結晶を基板11とし、その上
に形成された反射型の分岐干渉型光導波路と分割構造の
変調電極15から構成されている。反射型の分岐干渉型
光導波路は、ニオブ酸リチウム結晶の基板11上に、チ
タン拡散による入出射光導波路12、位相シフト光導波
路13を、さらに端部に反射部20を形成してなってい
る。
2. Description of the Related Art FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a conventionally known optical modulator comprising an optical waveguide element. An optical modulator 43 configured based on an optical waveguide element using a material exhibiting an electro-optical effect as a substrate, such as lithium niobate, has features such as higher modulation efficiency and smaller size as compared with the previous bulk element. Waveguide-type optical modulators have also been used for measurement of spatial electric field strength, reception of radio waves of broadcast waves, and the like. The optical modulator 43 has a substrate 11 made of lithium niobate crystal, and is composed of a reflective branch interference optical waveguide formed thereon and a modulation electrode 15 having a divided structure. The reflection-type branch interference type optical waveguide has an input / output optical waveguide 12 and a phase shift optical waveguide 13 formed by diffusion of titanium on a substrate 11 made of lithium niobate crystal, and a reflection section 20 formed at an end. .

【0003】図4は、従来の電界センサや受信装置の構
成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a conventional electric field sensor and a receiving device.

【0004】図3および図4において、受信アンテナ3
3に誘起された交流電圧は、変調電極15に導かれ、位
相シフト光導波路13に印加される。光源31の出力光
は、順次、偏波面保持光ファイバ26、光サーキュレー
タ37、偏波面保持光ファイバ28を通って光変調器4
3の入出射光導波路12に入射され、二つの位相シフト
光導波路13にエネルギーが分割され、反射部20で反
射され、再び入出射光導波路12を通って出射される。
二つの位相シフト光導波路13には、互いに逆向きの電
圧が印加される。偏波面保持光ファイバ28に出射され
る出射光の強度は、印加電圧に応じて変化する。したが
って、出射光の強度の変化を光検出器32で検出するこ
とにより、受信アンテナ33に誘起される電波の強度や
周波数、電波に含まれる信号などを検出することができ
る。
[0004] In FIG. 3 and FIG.
The AC voltage induced in 3 is guided to the modulation electrode 15 and applied to the phase shift optical waveguide 13. The output light of the light source 31 passes through the polarization-maintaining optical fiber 26, the optical circulator 37, and the polarization-maintaining optical fiber 28, and passes through the optical modulator 4 sequentially.
The light enters the third input / output optical waveguide 12 and is divided into two phase-shifted optical waveguides 13, reflected by the reflection unit 20, and emitted again through the input / output optical waveguide 12.
Opposite voltages are applied to the two phase-shifted optical waveguides 13. The intensity of the light emitted to the polarization maintaining optical fiber 28 changes according to the applied voltage. Therefore, by detecting the change in the intensity of the outgoing light with the photodetector 32, the intensity and frequency of the radio wave induced by the receiving antenna 33, signals contained in the radio wave, and the like can be detected.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】図4の受信装置におい
ては、光変調器43は一定の偏光成分に対してのみ作動
するので、光変調器43の入射光がとおる光ファイバに
偏波面保持光ファイバ26、28を使用することが避け
られない。通常のシングルモード光ファイバを使用する
と、歪や温度変化などにより、偏光状態に変化が生じ、
光変調器によって変調される光のパワーが変動するた
め、実用に耐えない。
In the receiving apparatus shown in FIG. 4, since the optical modulator 43 operates only for a fixed polarization component, the polarization maintaining light is applied to the optical fiber through which the light incident on the optical modulator 43 passes. The use of fibers 26, 28 is inevitable. When a normal single mode optical fiber is used, the polarization state changes due to distortion, temperature change, etc.
Since the power of light modulated by the optical modulator fluctuates, it is not practical.

【0006】しかし、偏波面保持光ファイバは通常のシ
ングルモード光ファイバに比べて高価である。さらに、
偏波面保持光ファイバを用いた場合には、光源31の出
力光のうち、一定の偏光成分しか利用されないことにも
なる。
However, polarization maintaining optical fibers are more expensive than ordinary single mode optical fibers. further,
When the polarization maintaining optical fiber is used, only a certain polarization component of the output light of the light source 31 is used.

【0007】本発明は、これらの問題を解消し、すなわ
ち、光源の出射光の偏波面に依存することなく、実質的
に全体にわたって、シングルモード光ファイバを用い、
感度が低下することがない光変調装置を提供することを
目的とする。
The present invention solves these problems, that is, using a single-mode optical fiber substantially entirely without depending on the polarization plane of the light emitted from the light source,
It is an object of the present invention to provide an optical modulation device in which sensitivity does not decrease.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、入射された光
が、印加される電気信号の電圧に依存して、強度を変化
して出射するように、複数の光変調器を含んで構成され
る光変調装置において、同一の電気信号が同一の位相で
印加されるように、光変調器のうち少なくとも二つの光
変調器の変調電極は、互いに直列に接続されている光変
調装置である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention comprises a plurality of optical modulators so that incident light exits with varying intensity depending on the voltage of an applied electric signal. In such a light modulator, the modulation electrodes of at least two of the light modulators are light modulators connected in series with each other so that the same electric signal is applied in the same phase. .

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0010】図1は、本発明による光変調装置の等価回
路を示す図である。図2は、本発明の光変調装置を用い
た受信装置の構成図である。図2において、波線で仕切
られた枠内が光変調装置1である。
FIG. 1 is a diagram showing an equivalent circuit of an optical modulation device according to the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram of a receiving device using the optical modulation device of the present invention. In FIG. 2, the light modulation device 1 is inside a frame separated by a wavy line.

【0011】図1および図2において、二つの光変調器
41、42が使われている。これらの光変調器は、図3
に示した構成と同じである。以下において光変調器の説
明は、図3に準ずる。
1 and 2, two optical modulators 41 and 42 are used. These optical modulators are shown in FIG.
Is the same as that shown in FIG. Hereinafter, the description of the optical modulator is based on FIG.

【0012】光源31の出力光は、偏光分離合成器23
によって、偏波面が互いに垂直をなす二つの直線偏光に
分けられ、二つの光変調器41、42にそれぞれ入射さ
れる。ここで、光源31から偏光分離合成器23まで
は、シングルモード光ファイバ44、46が用いられて
いる。そして、偏光分離合成器23と二つの光変調器4
1、42の間は、偏波面保持光ファイバ26、27で接
続されている。実用上、偏光分離合成器23と二つの光
変調器41、42の間の距離は、光源31と偏光分離合
成器23との間の距離に比べて、極めて短い。つまり、
実質的には全体にわたって、シングルモード光ファイバ
が使われている。なお、光サーキュレータ37と光検出
器32の間は、シングルモード光ファイバ45で結ばれ
ている。
The output light of the light source 31 is
As a result, the polarization plane is divided into two linearly polarized light beams that are perpendicular to each other, and are incident on the two optical modulators 41 and 42, respectively. Here, single mode optical fibers 44 and 46 are used from the light source 31 to the polarization splitter / combiner 23. Then, the polarization separation / combination unit 23 and the two optical modulators 4
The polarization maintaining optical fibers 26 and 27 are connected between 1 and 42. In practice, the distance between the polarization separation / combination unit 23 and the two optical modulators 41 and 42 is extremely shorter than the distance between the light source 31 and the polarization separation / combination unit 23. That is,
Substantially throughout, single mode optical fibers are used. The optical circulator 37 and the photodetector 32 are connected by a single mode optical fiber 45.

【0013】受信アンテナ33に誘起された交流電圧
は、インピーダンス変換回路35を経て、直列に接続さ
れた二つの光変調器41、42の変調電極に印加され
る。変調電極に印加された印加電圧によって、それぞれ
の光変調器41、42に入射された光は、変調されて出
射され、偏光分離合成器23によって再び合成され、光
サーキュレータ37を通じて光検出器32に入射され
る。
The AC voltage induced in the receiving antenna 33 is applied to modulation electrodes of two optical modulators 41 and 42 connected in series via an impedance conversion circuit 35. The light incident on each of the light modulators 41 and 42 is modulated and emitted by the applied voltage applied to the modulation electrode, and is combined again by the polarization separation / combination unit 23, and is transmitted to the photodetector 32 through the optical circulator 37. Incident.

【0014】この構成の光変調装置1は、二つの光変調
器41、42の入射光の光パワー比の如何にかかわら
ず、その和が一定であること、いわゆる偏波補償機能を
有することに特徴がある。
The optical modulator 1 of this configuration has a so-called polarization compensation function that the sum is constant regardless of the optical power ratio of the incident light of the two optical modulators 41 and 42. There are features.

【0015】次に、図1において、破線で仕切られた枠
内には、特性を同じくする二つの光光変調器の等価回路
51、52が示され、これらが直列に接続されている。
Lm、Cm、およびRmは、二つの光変調器の変調電極
によるそれぞれインダクタンス、キャパシタンス、およ
び抵抗成分である。R54は同軸ケーブルの抵抗成分、
V53は受信アンテナの誘起電圧成分であり、L55お
よびC56がインピーダンス変換回路を構成する。イン
ピーダンス変換回路と変調電極とは直列共振回路を構成
している。
Next, in FIG. 1, equivalent circuits 51 and 52 of two optical modulators having the same characteristics are shown in a frame separated by a broken line, and these are connected in series.
Lm, Cm, and Rm are the inductance, capacitance, and resistance components of the modulation electrodes of the two optical modulators, respectively. R54 is the resistance component of the coaxial cable,
V53 is an induced voltage component of the receiving antenna, and L55 and C56 constitute an impedance conversion circuit. The impedance conversion circuit and the modulation electrode constitute a series resonance circuit.

【0016】単一の光変調器が接続された場合には、5
0Ωの同軸ケーブルを用いると、光変調器の変調電極と
インピーダンス変換回路によって構成される閉回路のイ
ンピーダンスは、通常、約5Ωとなるように調整されて
いる。特性を同じくする二つの光変調器41、42の変
調電極15(図3)は、同一の信号が位相を同じくして
印加されるように、直列に接続されている。50Ωの同
軸ケーブルを用いているため、光変調器の変調電極とイ
ンピーダンス変換回路によって構成される閉回路のイン
ピーダンスは、2倍になり、光変調器の変調電極とイン
ピーダンス変換回路によって構成される閉回路のインピ
ーダンスは約10Ωとなる。このため変調電極に印加さ
れる電圧の降下は半分となり、3dBの感度向上が図ら
れる。
When a single optical modulator is connected, 5
When a 0Ω coaxial cable is used, the impedance of a closed circuit formed by the modulation electrode of the optical modulator and the impedance conversion circuit is usually adjusted to be about 5Ω. The modulation electrodes 15 (FIG. 3) of the two optical modulators 41 and 42 having the same characteristics are connected in series so that the same signal is applied in the same phase. Since a 50Ω coaxial cable is used, the impedance of the closed circuit formed by the modulation electrode of the optical modulator and the impedance conversion circuit is doubled, and the closed circuit formed by the modulation electrode of the optical modulator and the impedance conversion circuit is doubled. The impedance of the circuit will be about 10Ω. Therefore, the drop of the voltage applied to the modulation electrode is halved, and the sensitivity is improved by 3 dB.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、二つの光変調器の入射光の光パワー比の如何にかか
わらず、その和を一定とする、いわゆる偏波補償を保ち
つつ、光変調器の変調電極とインピーダンス変換回路に
よって構成される閉回路のインピーダンスが低下するこ
とがない光変調装置が得られる。
As described above, according to the present invention, regardless of the optical power ratio of the incident light to the two optical modulators, the sum is constant, that is, while maintaining the so-called polarization compensation. In addition, an optical modulator in which the impedance of a closed circuit formed by the modulation electrode of the optical modulator and the impedance conversion circuit does not decrease can be obtained.

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

【図1】本発明による光変調装置の等価回路を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an equivalent circuit of a light modulation device according to the present invention.

【図2】本発明の光変調装置を用いた受信装置の構成
図。
FIG. 2 is a configuration diagram of a receiving device using the optical modulation device of the present invention.

【図3】従来の光導波路素子からなる光変調器の構成
図。
FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional optical modulator including an optical waveguide element.

【図4】従来の電界センサや受信装置の構成を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a conventional electric field sensor and a receiving device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光変調装置 11 基板 12 入出射光導波路 13 位相シフト光導波路 15 変調電極 17 端子 20 反射部 23 偏光分離合成器 26、27、28 偏波面保持光ファイバ 31 光源 32 光検出器 33 受信アンテナ 35 インピーダンス変換回路 37 光サーキュレータ 41、42、43 光変調器 44、45、46 シングルモード光ファイバ 51、52 光変調器の等価回路 53 V 54 R 55 L 56 C DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical modulator 11 Substrate 12 Incoming / outgoing optical waveguide 13 Phase shift optical waveguide 15 Modulation electrode 17 Terminal 20 Reflector 23 Polarization separation / synthesizer 26, 27, 28 Polarization maintaining optical fiber 31 Light source 32 Photodetector 33 Receiving antenna 35 Impedance Conversion circuit 37 Optical circulator 41, 42, 43 Optical modulator 44, 45, 46 Single mode optical fiber 51, 52 Equivalent circuit of optical modulator 53 V 54 R 55 L 56 C

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入射された光が、印加される電気信号の
電圧に依存して、強度を変化して出射するように、複数
の光変調器を含んで構成される光変調装置であって、前
記光変調器のうち少なくとも二つの光変調器の変調電極
は、同一の電気信号が同一位相で印加されるように、互
いに直列に接続されていることを特徴とする光変調装
置。
1. An optical modulation device including a plurality of optical modulators so that incident light changes its intensity depending on the voltage of an applied electric signal and emits the light. An optical modulator, wherein the modulation electrodes of at least two of the optical modulators are connected in series so that the same electric signal is applied in the same phase.
JP6231298A 1998-02-25 1998-02-25 Optical modulation device Pending JPH11242195A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6231298A JPH11242195A (en) 1998-02-25 1998-02-25 Optical modulation device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6231298A JPH11242195A (en) 1998-02-25 1998-02-25 Optical modulation device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11242195A true JPH11242195A (en) 1999-09-07

Family

ID=13196502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6231298A Pending JPH11242195A (en) 1998-02-25 1998-02-25 Optical modulation device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11242195A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6262834B1 (en) Wideband single sideband modulation of optical carriers
US5574805A (en) Electric field sensor
JP3411947B2 (en) Radio-to-optical conversion modulator and communication system using the same
US11415613B2 (en) Electric field detection device and electric field detector
CN113991266A (en) Broadband microwave photon phase shifter with constant output power
CN113541780A (en) Instantaneous frequency measuring device based on optical power monitoring
JPH11242195A (en) Optical modulation device
JPH11167090A (en) Optical modulating device and receiving device
JP2000097980A (en) Travelling wave type photoelectric field sensor
JPH0989961A (en) Electric field detecting device
JP3404606B2 (en) Electric field sensor
JPH11281940A (en) Optical modulator and reception equipment
JPH11352165A (en) Phase matching photoelectric field sensor
JP3318706B2 (en) Sensing device
JP3632714B2 (en) Electromagnetic wave receiving system
JPH0968553A (en) Electric field sensor
JP3673611B2 (en) Electric field sensor
JP2000214199A (en) Sensing apparatus
JP2000249734A (en) Sensing device
JPH11352164A (en) Phase matching photoelectric field sensor
JPH08122721A (en) Light modulator
JPH116849A (en) Electric field sensor head and electric field sensor apparatus using the same
JPH11160663A (en) Receiver
JP2014228832A (en) Optical transmission device
JPH0720178A (en) Optical field sensor