JPS5826219B2 - Hikari Tsushin Souchi - Google Patents

Hikari Tsushin Souchi

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JPS5826219B2
JPS5826219B2 JP50060717A JP6071775A JPS5826219B2 JP S5826219 B2 JPS5826219 B2 JP S5826219B2 JP 50060717 A JP50060717 A JP 50060717A JP 6071775 A JP6071775 A JP 6071775A JP S5826219 B2 JPS5826219 B2 JP S5826219B2
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light
signal
optical
ultrasonic
acousto
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JP50060717A
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宏曄 小寺
平二郎 速水
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、音響光学フィルターを用いた光通信装置に関
するもので光の波長毎に色分離された複数の光束線を利
用して、音声、映像、計算機情報などを多重伝送するこ
とを目的とする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an optical communication device using an acousto-optic filter, which multiplexes audio, video, computer information, etc. by using a plurality of light flux lines color-separated for each wavelength of light. The purpose is to transmit.

光線を電波と同様の信号伝送媒体として利用しようとす
る考え方は古くからあり、赤外線通信などで早くから注
目されてきた。
The idea of using light rays as a signal transmission medium similar to radio waves has been around for a long time, and has been attracting attention since early on for applications such as infrared communications.

近年では、レーザの出現により、大量の情報を遠距離ま
で伝送する可能性が高まり、音声をはじめ、TV映像の
多重伝送も、実験室から実用段階へと進みつ\ある。
In recent years, with the advent of lasers, the possibility of transmitting large amounts of information over long distances has increased, and multiplex transmission of audio and TV images is progressing from the laboratory to the practical stage.

レーザによる伝送ではレーザのもつ指向性とコヒーレン
トな性質の活用が注目されてきたが、残念ながら後者の
性質は十分生かしつる技術レベルに達していないのが現
状である。
In laser transmission, the use of the directivity and coherent properties of lasers has attracted attention, but unfortunately the latter property has not yet reached a technological level that can be fully exploited.

すなわち、電波と同様に光自身を搬送波として使用でき
るならば、マイクロ波の周波数が二109Hzのオーダ
ーであるのに対し光は::1014Hzのオーダーであ
るから、その帯域幅の利用ははかり知れないであろう。
In other words, if light itself could be used as a carrier wave, similar to radio waves, the frequency of microwaves is on the order of 2109 Hz, whereas the frequency of light is on the order of 1014 Hz, so the utilization of that bandwidth would be immeasurable. Will.

しかしながら、現状はこれが困難であるためにレーザ光
の光ビーム自体の幾何光学的な特性しか利用されていな
い。
However, since this is currently difficult, only the geometrical optical characteristics of the laser beam itself are used.

このため、レーザ光は元来単色光であるため、電気的に
これを変調する手段の性能によって、1本のレーザ光に
担わせつる情報量が決定されている。
Therefore, since laser light is originally monochromatic light, the amount of information carried by one laser beam is determined by the performance of the means for electrically modulating it.

したがってより多くの情報を伝送したい場合には、たと
えば複数本のレーザ光を用いるか、白色光源のようなも
のを波長の異なる複数のビームに分割してそれぞれに異
なる信号を乗せるとかの方法が考えられるが、この場合
、光ビームを分離する電気的な手段が問題となる。
Therefore, if you want to transmit more information, consider using multiple laser beams, or splitting something like a white light source into multiple beams with different wavelengths and carrying different signals on each beam. However, in this case, the problem is the electrical means to separate the light beams.

レーザ光以外の光では、たとえば発光ダイオードを利用
した通信装置がある。
For light other than laser light, there are communication devices that use light emitting diodes, for example.

GaAsあるいはGaPなどの素子を用いて、素子自体
の電流を直接変調するもので、光学系としてはパラボラ
形の反射鏡が用いられる。
It uses an element such as GaAs or GaP to directly modulate the current of the element itself, and a parabolic reflecting mirror is used as the optical system.

これは、素子自体の発光エネルギーが弱いために近距離
通信に向くが、装置が簡易であるため、特殊な条件での
通信手段として注目に値する。
This is suitable for short-distance communication because the emitted energy of the element itself is weak, but since the device is simple, it is noteworthy as a means of communication under special conditions.

以上の具体例の一例を第1図に示す。An example of the above concrete example is shown in FIG.

第1図aはレーザ光線を用いた通信装置の例で、100
はレーザ光源(たとえばHe−Neレーザ)、101は
レンズ系、102は光変調器(たとえばL i Nb
03Y板とガラスを用いた音響光学光変調器)、103
は送信光学系、104は送信信号源、105は電気的な
変調装置、106は大気中の光伝送路、107は受信光
学系、108は受光素子(たとえば光電管)、109は
復調装置、110は再生された受信信号である。
Figure 1a shows an example of a communication device using a laser beam, with 100
101 is a lens system, and 102 is an optical modulator (for example, L i Nb
03Y plate and glass acousto-optic modulator), 103
104 is a transmission optical system, 104 is a transmission signal source, 105 is an electrical modulation device, 106 is an optical transmission path in the atmosphere, 107 is a reception optical system, 108 is a light receiving element (for example, a phototube), 109 is a demodulation device, and 110 is a This is the regenerated received signal.

レーザ光源100の出力ビームは光変調器102を通過
するときに、変調装置105の電気出力によって光変調
を受ける。
The output beam of laser light source 100 is optically modulated by the electrical output of modulator 105 as it passes through optical modulator 102 .

変調装置105の出力として、信号源104にAMある
いはFM変調を施こした変調信号を供給すれば、送信光
学系103を経て光伝送路106中に放出される光ビー
ムは信号源104の情報を搬送することとなる。
If a modulated signal subjected to AM or FM modulation is supplied to the signal source 104 as the output of the modulator 105, the light beam emitted into the optical transmission path 106 via the transmission optical system 103 will contain the information of the signal source 104. It will be transported.

受信点においては受信光学系107(たとえばパラボラ
形凹面鏡)で受光したのち受光素子108で光電変換を
殊い復調装置109で検波して元の信号を再生する。
At the reception point, the light is received by a reception optical system 107 (for example, a parabolic concave mirror), subjected to photoelectric conversion by a light receiving element 108, and detected by a demodulator 109 to reproduce the original signal.

第1図すは、発光ダイオードによる通信装置の例で11
1は送信信号源、112は変調装置、113は発光ダイ
オード(たとえばGaAs)、114は送信光学系、1
15は光伝送路、116は受信光学系、11Tは受光ダ
イオード、118は復調装置、119は再生された受信
4号である。
Figure 1 shows an example of a communication device using light emitting diodes.
1 is a transmission signal source, 112 is a modulator, 113 is a light emitting diode (for example, GaAs), 114 is a transmission optical system, 1
15 is an optical transmission line, 116 is a receiving optical system, 11T is a light receiving diode, 118 is a demodulator, and 119 is a regenerated receiving signal No. 4.

この例では、光源113が変調装置112の出力で電気
的に直接光変調されて伝送され、受信点では送信系と全
く同一の構造をもつ光学系116と受光ダイオード11
7が用いられる点がaの場合と異なっている。
In this example, a light source 113 is directly electrically modulated and transmitted by the output of a modulator 112, and at a receiving point, an optical system 116 and a light receiving diode 11 having the same structure as the transmitting system are used.
This differs from case a in that 7 is used.

上記例は、いずれも光としては単一波長の単一ビームを
用いた通信形態である。
All of the above examples are communication forms that use a single beam of a single wavelength as light.

これに対し、たとえば通常の白色光源のようなインコヒ
ーレント光を利用する場合は、光をマルチスペクトルに
分割して多重利用することが考えられる。
On the other hand, when using incoherent light such as a normal white light source, it is conceivable to divide the light into multiple spectra and use them multiplexed.

しかし光が弱くなるため伝送路が問題となる。However, as the light becomes weaker, the transmission path becomes a problem.

光伝送路については、近年、損失の少い良質の光学ファ
イバーや収束性光学ファイバーの開発が進んでおり、伝
送ケーブルとしてかなり微弱な光でも遠距離伝送が可能
となりつつある。
Regarding optical transmission lines, in recent years, the development of high-quality optical fibers with low loss and convergent optical fibers has progressed, and it is becoming possible to transmit long distances even with fairly weak light as transmission cables.

したがって、このような光ケーブルを利用すれば、上の
インコヒーレント光による信号伝送が可能である。
Therefore, by using such an optical cable, signal transmission using the above incoherent light is possible.

本発明は以上の観点に立ち、光の波長分解を音響光学フ
ィルタを利用して電気的に高速で行うことにより、多重
通信を行う新しい通信システムを提供するものである。
In view of the above, the present invention provides a new communication system that performs multiplex communication by electrically performing wavelength decomposition of light at high speed using an acousto-optic filter.

以下具体例をもとに本発明の詳細な説明する。The present invention will be described in detail below based on specific examples.

第2図は、音響光学フィルターを用いた通信装置の一実
施例である。
FIG. 2 is an example of a communication device using an acousto-optic filter.

第2図において、200はブロードなスペクトルを含む
光源、201はコリメート用のレンズ系、202はコリ
メートされた入力光線、203は音響光学フィルター、
204は回折光、205は非回折透過光、206は集光
レンズ系、207は光学ファイバー光伝送線路、208
は伝送すべき送信々号源群、209はマルチプレクサ、
210は増幅器、211は超音波変調装置、212は掃
引信号発生器、213は同期信号発生器であり、以上が
送信側の構成である。
In FIG. 2, 200 is a light source containing a broad spectrum, 201 is a collimating lens system, 202 is a collimated input light beam, 203 is an acousto-optic filter,
204 is a diffracted light, 205 is a non-diffracted transmitted light, 206 is a condensing lens system, 207 is an optical fiber optical transmission line, 208
is a transmission signal source group to be transmitted, 209 is a multiplexer,
210 is an amplifier, 211 is an ultrasonic modulator, 212 is a sweep signal generator, 213 is a synchronization signal generator, and the above is the configuration of the transmitting side.

一方、214〜225は受信側を示し、214はコリメ
ート用レンズ系、216はコリメートされた受信光線、
211は回折光、218は集光レンズ系、219は光電
変換器、220は増幅器、221は超音波信号発生装置
、222は掃引信号発生器、223は同期信号発生器、
224はデマルチプレクサ、225はろ波回路群、22
6は再生された受信々号群である。
On the other hand, 214 to 225 indicate the receiving side, 214 is a collimating lens system, 216 is a collimated received light beam,
211 is a diffracted light, 218 is a condensing lens system, 219 is a photoelectric converter, 220 is an amplifier, 221 is an ultrasonic signal generator, 222 is a sweep signal generator, 223 is a synchronization signal generator,
224 is a demultiplexer, 225 is a filter circuit group, 22
6 is a group of received signals that have been reproduced.

光源200は、たとえば第3図eに示されるような波長
λに対し強度上がある波長領域にわたって幅広い分光分
布特性をもつものとする。
It is assumed that the light source 200 has a wide spectral distribution characteristic over a certain wavelength region in intensity with respect to the wavelength λ as shown in FIG. 3e, for example.

このような光線202を音響光学フィルタ203内に入
射せしめ、超音波トランスデユーサを介してフィルタ媒
体中にたとえば、第3図すに示されるような時間tと共
に周波数fが変化する超音波を伝播させると、超音波の
周波数に応じて第3図Cのような関係である特定の方向
に波長λが選択された回折光を生じる。
Such a light beam 202 is made to enter an acousto-optic filter 203, and an ultrasonic wave whose frequency f changes with time t as shown in FIG. 3 is propagated into the filter medium via an ultrasonic transducer. When this is done, diffracted light whose wavelength λ is selected in a specific direction is generated according to the frequency of the ultrasonic wave as shown in FIG. 3C.

音響光学フィルタ203としてはたとえばTeO2結晶
が使用され、入射光をこの結晶内で110軸から10以
上たとえば20だけ110方向に傾くように進行させ、
一方110方向の変位を有し110方向に横波超音波を
伝搬させる如くトランスデユーサを構成すれば、fを5
0MHzから80MHz まで変化させると、これに
応じて光の波長の650OAから4500人の光が選択
される。
For example, a TeO2 crystal is used as the acousto-optic filter 203, and incident light is allowed to travel within the crystal so as to be tilted in the 110 direction by 10 or more, for example 20, from the 110 axis.
On the other hand, if the transducer is configured to have a displacement in 110 directions and propagate transverse ultrasonic waves in 110 directions, then f will be 5.
When changing from 0 MHz to 80 MHz, 4500 lights from 650 OA of light wavelength are selected accordingly.

選択される光の波長の半値幅は1.0λ以下にすること
がでキ、シたがって可視域の光を200以上に分割して
利用することができる。
The half-value width of the wavelength of the selected light can be set to 1.0λ or less, so that the light in the visible range can be divided into 200 or more parts for use.

このような特性を利用して、たとえば、第3図において
、各タイムスロットtltt2+・・・・・・、tNに
対し、独立に変化するNチャネルの信号源s1゜S2t
・・・・・・、SNを対応させ、flからfNまで変化
する超音波掃引信号の強度を51〜SNの各振幅信号に
応じて振幅変調すると、これに対応して選択される回折
光は、その強度が、各λ1.λ2.・・・・・・λNに
対してそれぞれが上記s1.s2.・・・・・・、 S
Nで変調を受けた信号となる。
Utilizing such characteristics, for example, in FIG. 3, for each time slot tltt2+..., tN, an N-channel signal source s1°S2t that changes independently
......, when the intensity of the ultrasonic sweep signal that changes from fl to fN is amplitude-modulated according to each amplitude signal from 51 to SN with SN corresponding, the diffracted light that is selected correspondingly is as follows. , whose intensity is for each λ1. λ2.・・・・・・For λN, each of the above s1. s2.・・・・・・、S
The signal is modulated by N.

λ1.λ2.・・・・・・、λNに対応する光信号は光
源と音響光学素子の特性によって、たとえば第3図dに
示すように、元の信号の振幅にある係数が掛った形で出
力されるが、これは重要なことではない。
λ1. λ2. ......, depending on the characteristics of the light source and the acousto-optic element, the optical signal corresponding to λN is output as the amplitude of the original signal multiplied by a certain coefficient, as shown in Figure 3d, for example. , this is not important.

各タイムスロット11,12.・・・・・・、tNに対
して光の波長λ1.λ2.・・・・・・、λNが対応し
、したがって、選択される光のスペクトラムは長波長側
から短波長側へ刻々変化する。
Each time slot 11, 12. ......, the wavelength of light λ1 for tN. λ2. .

このときλ1.λ2 ・・・・・・。λN以外の波長の
光は、非回折光として205の方向に透過する。
At this time, λ1. λ2... Light with wavelengths other than λN is transmitted in the direction 205 as undiffracted light.

第4図は、この原理を用いて、第2図の構成で多重通信
を行った場合の信号波形を示す。
FIG. 4 shows signal waveforms when multiplex communication is performed using the configuration shown in FIG. 2 using this principle.

第2図の主な箇所の信号出力がa−1の記号で示されて
いる。
Signal outputs at major locations in FIG. 2 are indicated by symbols a-1.

1〜N個の信号源208の送信4号は、同期信号発生器
213のサンプリングクロックeによって、時刻t1.
t2.・・・・・・、tNに対応して信号S□。
Transmission number 4 of the 1 to N signal sources 208 is transmitted at time t1... by the sampling clock e of the synchronization signal generator 213.
t2. ..., signal S□ corresponding to tN.

s2.・・・・・・、SNが次々とサンプリングされる
s2. ..., SNs are sampled one after another.

sl。S2.・・・・・・、SNはマルチプレクサ20
9で1本の信号線に合成され(波形a)、変調装置21
1の振幅変調AM入力端子に接続される。
sl. S2. ......, SN is multiplexer 20
9 is combined into one signal line (waveform a), and the modulator 21
1 amplitude modulation AM input terminal.

上記サンプリングは周期Tで繰り返えされ、各信号源は
、それ故、T時間毎に標本化されるので、標本化定理に
よって各チャンネル共伝送しうる信号の帯域はKTで制
限される。
Since the above sampling is repeated with a period T, and each signal source is therefore sampled every T time, the sampling theorem limits the band of signals that can be co-transmitted on each channel by KT.

他方、このTに同期して、掃引信号発生器212より掃
引用の鋸歯状波(波形b)を発生させ、これを211の
周波数変調FM端子に導く。
On the other hand, in synchronization with this T, the sweep signal generator 212 generates a sawtooth wave (waveform b) for sweeping, and leads this to the frequency modulation FM terminal 211.

211の超音波信号出力は、したがって時刻11,12
.・・・・・・、tNに対して周波数がfl、 f2.
・・・・・・、fNをとり振幅がsl、s2.・・・・
・・SNに比例したFM−AM波となる。
The ultrasonic signal output of 211 is therefore at times 11 and 12.
.. ......, the frequencies are fl, f2 for tN.
..., fN is taken and the amplitudes are sl, s2.・・・・・・
...It becomes an FM-AM wave proportional to SN.

この出力は、トランスジューサを介して音響光学フィル
タ媒体内に伝播され、この超音波と相互干渉を受けた光
線202は、回折光204となって伝送路207へ導か
れる。
This output is propagated through the transducer into an acousto-optic filter medium, and the light ray 202 that has received mutual interference with the ultrasound wave becomes a diffracted light 204 and is guided to a transmission path 207.

204はtl、t2.・・・・・・、 tNに対して波
長がλ1.λ2.・・・・・・、λN1強度がSl、S
2t・・・・・・、SNに応じて変化する時分割マルチ
スペクトル光信号となる。
204 is tl, t2. ......, the wavelength is λ1 for tN. λ2. ......, λN1 intensity is Sl, S
2t..., a time-division multispectral optical signal that changes depending on the SN.

この光信号は光伝送結路207を経由して受信点へ導か
れ、再び音響光学フィルター215へ入射する。
This optical signal is guided to the receiving point via the optical transmission line 207 and enters the acousto-optic filter 215 again.

ここで、同期信号発生器213と同じタイミングで同期
信号発生器223より同期パルスを発生せしめ掃引信号
発生器212と同一の周期Tをもつ掃引波形fを掃引信
号発生器222より超音波信号発生装置2210周波数
掃引端子へ入力せしめる。
Here, a synchronization pulse is generated from the synchronization signal generator 223 at the same timing as the synchronization signal generator 213, and a sweep waveform f having the same period T as that of the sweep signal generator 212 is generated from the sweep signal generator 222 to the ultrasonic signal generator. 2210 frequency sweep terminal.

すると受信光216は、上と同じ作用でtl、t2.・
・・・・・、tNに対応してλ□、λ22.・・、・1
.λ、の光が特定方向へ回折されるので、送受のタイミ
ングパルスが同期すれば、216の光は全て回折光21
7となる。
Then, the received light 216 receives tl, t2 .・
..., λ□, λ22.corresponding to tN.・・・1
.. Since the light of λ is diffracted in a specific direction, if the timing pulses of transmission and reception are synchronized, all of the 216 lights become the diffracted light 21
It becomes 7.

11.12.・・・・・・、 tNに対して、超音波の
周波数f1.f2.・−・・・・、fNのうち対応しな
いものがあれば、その時刻での回折光は217の方向で
は得られない。
11.12. ......, for tN, the ultrasonic frequency f1. f2. ..., fN that do not correspond, the diffracted light at that time cannot be obtained in the direction 217.

したがって、回折光217を光電変換器219で光電変
換したのちその電気信号出力をデマルチプレクサ224
を用いて、fl、f2.・・・・・・、fNに対応する
時刻パルスg + h t l t・・・・・・で分配
すると、tlの時刻には波長λ1に対する信号すなわち
、送信端におけるslに対応した信号波が現われる。
Therefore, after the diffracted light 217 is photoelectrically converted by the photoelectric converter 219, the electrical signal output is sent to the demultiplexer 224.
using fl, f2. When distributed by the time pulse g + h t l t, which corresponds to fN, at time tl, the signal for wavelength λ1, that is, the signal wave corresponding to sl at the transmitting end, is distributed. appear.

同様に12,13.・・・・・・、 tNでもそれぞれ
に対応した送信端信号52tS3+・・・・・・、SN
が現われることになる。
Similarly 12, 13. ......, tN, the corresponding transmitting end signal 52tS3+..., SN
will appear.

これらは第4図j、に、lに示す如く周期Tでサンプリ
ングされたPAM波(パルス振幅変調波)であるから、
低域ろ波器225を通せば、希望する受信々母液R1,
R2,・・・・・・、RNを得ることができる。
These are PAM waves (pulse amplitude modulated waves) sampled at a period T as shown in Fig. 4 j and l, so
By passing through the low-pass filter 225, the desired receiving mother liquor R1,
R2, . . . , RN can be obtained.

以上の実施例に示すように、この場合、光伝送路は一本
であり音響光学フィルタの超音波駆動源を周波数と振幅
について変調することにより、複数のチャネルを同時に
多重化して伝送することができる。
As shown in the above embodiment, in this case, there is only one optical transmission path, and by modulating the frequency and amplitude of the ultrasonic driving source of the acousto-optic filter, multiple channels can be multiplexed and transmitted simultaneously. can.

この場合、受信側で超音波の周波数を必要な本数だけ選
ぶことにより、特定のチャネルのみを選択受信すること
も可能である。
In this case, by selecting the required number of ultrasonic frequencies on the receiving side, it is also possible to selectively receive only a specific channel.

上記例では、光の波長毎に同期検波を行う点で外光によ
る雑音などの影響が軽減できる。
In the above example, since synchronous detection is performed for each wavelength of light, the influence of noise caused by external light can be reduced.

第5図は他の実施例である。FIG. 5 shows another embodiment.

送信側は第2図の例と全く同一であり、構成要素の50
0〜513はそれぞれ第2図の200〜213に対応し
ている。
The transmitting side is exactly the same as the example in Figure 2, with 50 components.
0 to 513 correspond to 200 to 213 in FIG. 2, respectively.

受信側において514,515,516は第2図の21
4,215,216に対応するが、ここでは、超音波信
号源521は単に一定周波数一定振幅の超音波を音響フ
ィルター515内に連続的に供給するのみでよい。
On the receiving side, 514, 515, 516 are 21 in FIG.
4,215,216, but here the ultrasonic signal source 521 merely needs to continuously supply ultrasonic waves of constant frequency and constant amplitude into the acoustic filter 515.

受信光516には、前と同様、時刻t1.t2゜・・・
・・・、tNに対応して光の波長λ1.λ2.・・・・
・・、λNが送信々号s1.s2.・・・・・・、SN
によって変調を受けた形で混在しているが、音響光学フ
ィルタ515を通過するとき単一周波数の超音波格子に
よって、丁度回折格子、あるとはプリズムを通したかの
如く、λ1.λ2.・・・・・・、λNに対応して別々
の方向へ離散的に分散する。
As before, the received light 516 has time t1. t2゜...
..., the wavelength of light λ1.corresponding to tN. λ2.・・・・・・
..., λN is the transmission number s1. s2. ......,SN
λ1. λ2. . . . are dispersed discretely in different directions corresponding to λN.

この分散の方向は、超音波が媒体内に生じる粗密の格子
に対して各波長でBragg回折の条件を満たす角度と
なる。
The direction of this dispersion is an angle that satisfies the conditions for Bragg diffraction at each wavelength with respect to the coarse and dense gratings in which the ultrasonic waves are generated in the medium.

このようにして分離された光線517はそれぞれ対応す
る受光素子群518に導かれる。
The light rays 517 separated in this manner are guided to corresponding light receiving element groups 518, respectively.

518の出力は、明らかに各々がsl、S2.・・・・
・・、SNの情報を担っており、第4図における波形j
、に、l・・・・・・に相当する分離された受信波とな
る。
The outputs of 518 are clearly sl, S2 .・・・・・・
..., carries the information of SN, and the waveform j in Fig. 4
, , l . . . are the separated received waves corresponding to .

これを低域ろ波器群519でろ波すると、前と同様の受
信々号R1゜R2,・・・・・・、RNを得ることがで
きる。
When this is filtered by the low-pass filter group 519, the same received signals R1°R2, . . . , RN as before can be obtained.

この実施例は、受信側の構成が前記第2図の例に比べて
明らかに簡単である。
In this embodiment, the configuration on the receiving side is clearly simpler than the example shown in FIG. 2.

すなわち、超音波信号源521により単に連続的に単一
周波の超音波を加えるだけで、チャンネルの信号分離が
行える。
That is, simply by continuously applying single-frequency ultrasound from the ultrasound signal source 521, channel signals can be separated.

この場合、受光素子群518はダイオードアレイ状のも
のを用いると密度を高くすることが可能である。
In this case, if the light receiving element group 518 is in the form of a diode array, it is possible to increase the density.

第6図は、さらに他の実施例である。FIG. 6 shows yet another embodiment.

この例では、受信側は第5図の例と全く同一であり、構
成要素614〜621は514〜521に対応している
In this example, the receiving side is exactly the same as the example of FIG. 5, and components 614-621 correspond to 514-521.

送信側では、600.601.602.603および6
07,608は第5図の500,501゜502.50
3および507.508と同一の構成であるが、ここで
は、同時に多周波の超音波を媒体中に供給し、多数の光
スペクトルを一挙に伝送する点が異っている。
On the sending side, 600.601.602.603 and 6
07,608 is 500,501°502.50 in Figure 5
3, 507, and 508, but differ here in that multifrequency ultrasound is simultaneously supplied into the medium and multiple optical spectra are transmitted at once.

すなわち、前の二側は、時分割方式であったのに対しこ
の例は同時方式である。
That is, whereas the previous two sides used a time division method, this example uses a simultaneous method.

第6図において、609は送信々号源S1.S2゜・・
・・・・、SNに対応してそれぞれ異なる搬送周波数f
□、f2.・・・・・・、fNをもつ変調器群である。
In FIG. 6, 609 is a transmission signal source S1. S2゜...
..., different carrier frequencies f corresponding to SN
□, f2. . . . is a modulator group with fN.

この異る搬送波群を、対応する信号群51tS2t・・
・・・・。
These different carrier wave groups correspond to signal groups 51tS2t...
....

SNでたとえばAM変調しておき、これらの変調された
信号群を混合器610に集合してその総和として得られ
る超音波信号波を音響光学フィルタ603内に伝播させ
る。
For example, AM modulation is performed using SN, and these modulated signals are collected in a mixer 610, and an ultrasonic signal wave obtained as the sum thereof is propagated into an acousto-optic filter 603.

603内には同時に異る周波数、異る振幅の超音波が存
在するから、これと相互干渉した光は、fllf21・
・・・・・、fNに対応する方向に波長がλ1.λ2.
・・・・・・、λNの分散光として回折する。
Since ultrasonic waves of different frequencies and amplitudes exist simultaneously within 603, the light that mutually interferes with them is fllf21.
..., the wavelength is λ1 in the direction corresponding to fN. λ2.
. . . diffracts as dispersed light of λN.

そして各々の分散光は、それぞれ信号群s1.s2.・
・・・・・、SNで振幅変調を受けている。
Then, each of the dispersed lights is a signal group s1. s2.・
..., the signal is subjected to amplitude modulation at SN.

いま、この分散光604をレンズ系605で一点に集め
、607に導くものとする。
Now, assume that this dispersed light 604 is focused at one point by a lens system 605 and guided to a point 607.

607を伝播する光は、同時にsl、s2.・・・・・
・tsIIJの情報群を担って、恰も元の白色光の如く
一本の光として伝送される。
The light propagating through sl, s2.・・・・・・
- Carrying the information group of tsIIJ, it is transmitted as a single light just like the original white light.

そこで、受信点で第5図と同様に、単一周波数、一定振
幅の超音波を音響光学フィルタ615に供給して、再び
分散光617を生ぜしめ、これらを各々の受光素子を介
して再生すると同時に元のNチャネルに対応した受信々
号群R1,R2,・・・・・・。
Therefore, at the reception point, as in FIG. 5, an ultrasonic wave with a single frequency and a constant amplitude is supplied to the acousto-optic filter 615 to generate dispersed light 617 again, and these are reproduced through each light receiving element. At the same time, received signal groups R1, R2, . . . corresponding to the original N channels are received.

〜を得ることができる。~ can be obtained.

この場合、619のろ波器群は特になくともよい。In this case, the filter group 619 may not be necessary.

この実施例は、同時多重伝送が可能であり、送受で何ら
同期を必要とせずチャネルの分離ができる点で前記二側
より効果的であるが、同時に複数の超音波周波数が存在
することによる混変調が生ずるので、周波数の選択に注
意すべきである。
This embodiment is more effective than the above two in that simultaneous multiplex transmission is possible and channels can be separated without requiring any synchronization between transmission and reception, but there is interference due to the simultaneous presence of multiple ultrasonic frequencies. Care should be taken in frequency selection, as modulation will occur.

音響光学フィルタは電気的な制御によって、機械的な可
動部を全く含まない静止の状態で、しかも極めて高速度
で光の波長分離ができる点に特長がある。
Acousto-optic filters are characterized by the fact that they can separate the wavelengths of light at an extremely high speed through electrical control in a stationary state without any mechanically moving parts.

また超音波の周波数を連続的もしくは離散的に任意に変
化させることによって、希望する波長領域のみを、とき
には粗く、ときには密に自由に選択することができる。
Further, by arbitrarily changing the frequency of the ultrasonic waves continuously or discretely, it is possible to freely select only a desired wavelength range, sometimes coarsely, sometimes finely.

本発明では、特に電気的な入力で機械系では絶対に得ら
れない高速度で、所望する光の波長を選択し、複数のチ
ャネルを各波長に対応させて伝送することにより、情報
の多重伝送が行えるほか、送受間でのチャネルの選択を
超音波周波数の組の選択によって自由に行えること、た
とえば、特定の送信局から特定の受信局へのみ必要とす
る情報を流したり、あるいは秘密通信としても利用でき
るなどのメリットがある。
In the present invention, multiplex transmission of information is achieved by selecting the desired wavelength of light and transmitting multiple channels corresponding to each wavelength at a high speed that cannot be achieved with mechanical systems using electrical input. In addition to being able to freely select channels between transmitters and receivers by selecting a set of ultrasonic frequencies, for example, it is possible to transmit necessary information only from a specific transmitting station to a specific receiving station, or as a secret communication. It has the advantage that it can also be used.

その他、音響光学フィルター内で、同時に光の変調が可
能なために、強度の変化しない白色光源でも伺等差し支
えない。
In addition, since light can be modulated simultaneously within the acousto-optic filter, a white light source whose intensity does not change can also be used.

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

第1図a、bは従来の光通信装置の概略図、第2図は本
発明の一実施例における光通信装置の構成図、第3図お
よび第4図は第2図の動作説明用波形図、第5図および
第6図は本発明の他の実施例を示す構成図である。 200.500,600・・・・・・光源、203゜2
15.503,515,603,615・・・・・・音
響光学フィルタ、207,507,607・・・・・・
光伝送線路、219,518,618・・・・・・受光
素子、225.519,619・・・・・・低域ろ波回
路、208゜508.608・・・・・・送信信号源、
209.509・・・・・・マルチプレクサ、210,
220,510・・・・・・増巾器、211,511・
・・・・・超音波変調装置、212.222,512・
・・・・・掃引信号発生器、213.223,513・
・・・・・同期信号発生器、221・・・・・・超音波
発生装置、521.621・・・・・・超音波信号源源
、609・・・・・・変調器、610・・・・・・混合
器。
1A and 1B are schematic diagrams of a conventional optical communication device, FIG. 2 is a configuration diagram of an optical communication device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are waveforms for explaining the operation of FIG. 2. 5 and 6 are configuration diagrams showing other embodiments of the present invention. 200.500,600... Light source, 203°2
15.503,515,603,615... Acousto-optic filter, 207,507,607...
Optical transmission line, 219,518,618... Light receiving element, 225.519,619... Low pass filter circuit, 208°508.608... Transmission signal source,
209.509...Multiplexer, 210,
220,510...Amplifier, 211,511.
...Ultrasonic modulator, 212.222,512.
...Sweep signal generator, 213.223,513.
... Synchronization signal generator, 221 ... Ultrasonic generator, 521.621 ... Ultrasonic signal source, 609 ... Modulator, 610 ... ...Mixer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 複数の入力信号チャネルと、複数の周波数成分を有
する超音波信号の発生装置と、音響光学フィルタと、光
を伝送するための一本の光伝送線路とを備え、前記音響
光学フィルタに白色光または連続したスペクトルを有す
る光ビームを進行させるとともに上記入力信号で変調し
た超音波信号を供給して前記音響光学フィルタ中の光ビ
ームを波長分割させたのち前記光伝送路中に伝搬させる
ことを特徴とする光通信装置。
1 comprising a plurality of input signal channels, a generator for generating an ultrasonic signal having a plurality of frequency components, an acousto-optic filter, and one optical transmission line for transmitting light; Alternatively, the light beam having a continuous spectrum is made to travel, and an ultrasonic signal modulated by the input signal is supplied to wavelength-divide the light beam in the acousto-optic filter, and then the light beam is propagated into the optical transmission path. optical communication equipment.
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JPS4895702A (en) * 1972-03-17 1973-12-07

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