JPS584081Y2

JPS584081Y2 - 光チョッパ

Info

Publication number: JPS584081Y2
Application number: JP1981104767U
Authority: JP
Inventors: 下石晶志; 三木哲也; 小林郁太郎; 箕輪純一郎
Original assignee: 日本電信電話株式会社
Priority date: 1981-07-16
Filing date: 1981-07-16
Publication date: 1983-01-24
Also published as: JPS5739002U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は機械振動を用いた光チョッパに関するものであ
る。

従来用いられている光チョッパには多くの種類があるが
、代表的なものとして、穴若しくは切り込みのある円板
を回転して光を断続する等の機械的構成によるものと１
．光変調器あるいは液晶等の光透過度の変化を用いて光
を断続するもの等がある。

チョッパには種々の応用があるが、その基本は光を断続
することにより発生した信号の交流分を処理することで
あり、Ｓ／Ｎ比の向上ドリフト等による不安定の除去等
を自差している。

用途によっては、背景光との分離を主な目的とする場合
もある。

この場合も、信号成分の持つ交流分の周波数を背景光の
持つ強い周波数成分から離すことにより分離を実現して
いる。

したがって光チョッパが備えるべき基本的性能は、例え
ば正弦波状に安定な周波数で光を断続し処理の容易な信
号成分を得ることにある。

しかし、円板等を回転する方法では、機械的な回転によ
る為周波数安定度を充分にとることができない。

一方、光変調器等を用いると、周波数安定度は充分にと
るごとができるが、現在の変調器では断続が完全でなく
透過度の振幅が変動する為、光のパワーを測定する場合
には基本的な誤差要因となる。

本考案は、従来の光チョッパの欠点である周波数の不安
定、断続の不完全等の欠点を除去する為、音叉振動子の
安定な振動と光ファイバからの細径の出射光を利用した
高性能の光チョッパを提供するものである。

以下図面により本考案を詳細に説明する。

第１図は本考案の実施例であって、機械振動片５と電気
−機械変換素子６からなる音叉振動子の可動部に遮蔽板
４を固定し、これをファイノくの出射端子１と光電変換
素子３の中間に配置して第１図の様に構成する。

電気−機械変換素子６に入出力が接続された増幅器γの
作用により、音叉振動子はぼｇ固有振動数で振動する。

これにより遮蔽板４がファイバからの出射光を断続し、
充電変換素子３への光がチョップされることになる。

音叉振動子の固有振動数は、本来極めて安定でＱ（中心
周波数と半値幅で決まる）もかなり大きい。

したがって、構成要素５，６，７で発生する電気信号及
び機械振動の周波数安定度は極めて高い。

これは、本実施例では、増幅器の出力信号が音叉振動子
の一方の変換素子６から他方の変換素子６へ伝わる際に
一度機械振動片の振動に変り、この機械振動片の固有振
動数及びＱにより伝達関数が決定される為である。

このような安定な振動の得られる音叉振動子は従来から
多方面で使われていたが、光をチョップするには振動振
幅が不足であった。

そこで光ファイバの出射光を用い第１図に例示した構成
を用いることでこの問題を解決した。

すなわち光ファイバの出射光は通常数＋μｍから百数＋
μｍ程度の直径を持つコア面から開口数（ＮＡ）０．１
〜０．３程度で出射される為、ファイバ端面の近傍に遮
蔽板４を設置して音叉振動子の振動により充分なチョッ
プを行うことを可能にしている。

第１図の構成例では光電変換素子３を用いているが、こ
れをレンズと光ファイバに置き替えたり、また音叉振動
子も種々の形式のものが考えられる。

本構成例では、充分安定なチョップ周波数が得られ、光
の断続も確実に行われる。

しかし、音叉振動子と光ファイバの相対位置の変動は、
得られる。

通常交流成分のうち基本波（第４図１５）を用いること
が多いが、パルス占有率の変化は断続信号（第４図１４
）の振幅（同図１６）と基本波成分（同図１５）の振幅
（同図１７）との比（同６図で／１７）に変化を及ぼし、信号処理をして得た基
本波の出力レベルともとの光信号振幅との一対一の対応
がくずれて具合がわるい。

しかし、本構成例で得られた交流成分（第２図ａ）の振
幅スペクトルは第２図すのような振幅レベルを持ち、基
本波成分（同図９）、二次高調波成分（同図１０）及び
他の高調波成分（同図１１）がある。

パルス占有率が正確に５０％となり、得られた交流成分
の１周期が奇対称となると、偶数次高調波は零となる。

例えば、基本波成分及び二次高調波成分は、パルス占有
率の変化に従いそれぞれ第３図１３，１２のごとく変化
する。

したがって、第５図に示すように、この二次高調波成分
を二次高調波抽出回路４５により信号から抽出し、この
レベルを最小とするように調節機構４６により、自動若
しくは手動でチョッパ回路４２の振動子とファイバの相
対位置を較正することにより前述の問題を解決しパルス
占有率を正確に５０％にすることができる。

二次高調波の代りに他の偶数次高調波を用いることもで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す斜視図、第２図は本考案
の光チョッパの出力信号波形とその振幅スペクトルの例
を示す図、第３図はパルス占有率の変化による基本波、
二次高調波の出力レベル変化の例を示す図、第４図は本
考案の光チョッパの出力信号における交流成分と基本波
の関係を示す波形図、第５図は本考案に用いられる機械
振動片と光ファイバの相対位置を調節する回路の構成例
を示すブロック図である。１・・・光ファイバ、２・・・出力端子、３・・・光電
変換素子、４・・・遮蔽板、５・・・機械振動片、６・
・・電気機械変換素子、Ｔ・・・増幅器、８・・・出力
波形、９・・・基本波の振幅スペクトル、１０・・・二
次高調波の振幅スペクトル、１１・・・三次以上の高調
波の振幅スペクトル、１２・・・二次高調波の出力レベ
ル変化、１３・・基本波の出力レベル変化、１４・・・
交流成分の波形、１５・・基本波の波形、１６・・・交
流成分の出力振幅、１７・・・基本波の振幅、２１・・
・断の平均時間、３１・・・続の平均時間、４１・・・
光入力、４２・・・チョッパ回路、４３・・・出力信号
、４４・・・信号処理回路、４５・・・二次高調波の抽
出回路、４６・・・振動子とファイバの相対位置調節機
構。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

光ファイバから出射して光電変換素子に入射する光を安
定な周期で振動する機械振動片のエツジにより断続する
よう構成した光チョッパと該チョッパにより得られた断
続出力信号のうちの偶数次高調波成分を抽出する高調波
抽出回路及び該高調波抽出回路により抽出される偶数次
高調波成分が最小になるように前記光ファイバと前記機
械振動片との相対位置を調節する調節機構を備えたこと
を特徴とする光チョッパ。