JPS5885578A - 光信号変換器 - Google Patents
光信号変換器Info
- Publication number
- JPS5885578A JPS5885578A JP56183129A JP18312981A JPS5885578A JP S5885578 A JPS5885578 A JP S5885578A JP 56183129 A JP56183129 A JP 56183129A JP 18312981 A JP18312981 A JP 18312981A JP S5885578 A JPS5885578 A JP S5885578A
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- light
- wavelength
- light emitting
- optical fiber
- emitted
- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光信号を情報伝送するだめの光フアイバ用光
信号変換器に関するものである。
信号変換器に関するものである。
通常、固体、液体、気体等の物体から放出する発光スイ
クトル（吸収、反射も含む）は、その物体の組成、濃度
、温度、形状等を知るだめの重要な情報を含んでお沙、
物体から放出するこれらの（１） 発光ス被りトルを光ファイバで精度よく、忠実に伝送す
る技術は、きわめて重要な技術である。
クトル（吸収、反射も含む）は、その物体の組成、濃度
、温度、形状等を知るだめの重要な情報を含んでお沙、
物体から放出するこれらの（１） 発光ス被りトルを光ファイバで精度よく、忠実に伝送す
る技術は、きわめて重要な技術である。
この光ファイバによυ発光ス被りトル情報を伝送する方
式としては、（１）物質から放射或は反射される光を直
接光ファイバに挿入し、光ファイバの出射端で、その発
光ス硬りトルを分光する方式と、（２）物質から放射或
は反射される光とは別の光を用いて光ファイバに伝送す
る方式の２つが考えられている。
式としては、（１）物質から放射或は反射される光を直
接光ファイバに挿入し、光ファイバの出射端で、その発
光ス硬りトルを分光する方式と、（２）物質から放射或
は反射される光とは別の光を用いて光ファイバに伝送す
る方式の２つが考えられている。
しかしく１）の方式は光フアイバ自身の吸収係数が波長
により変化すること及び高温度等の悪環境条件では光フ
ァイバの吸収損失が増大すること等の理由により必ずし
も忠実に発光ス被りトルの情報を伝達しえないという欠
点があった。
により変化すること及び高温度等の悪環境条件では光フ
ァイバの吸収損失が増大すること等の理由により必ずし
も忠実に発光ス被りトルの情報を伝達しえないという欠
点があった。
本発明は、このような従来の欠点を除去したもので、（
２）による方式によシ光ファイバの吸収係数の波長依存
性の問題を本質的に解決し、物体から放射（吸収・反射
を含む）される微弱な光ヌ波りトルを忠実に、精度良く
情報伝送するようにしたものである。以下本発明の一実
施例を図面によりＣ２） 詳細に説明する。
２）による方式によシ光ファイバの吸収係数の波長依存
性の問題を本質的に解決し、物体から放射（吸収・反射
を含む）される微弱な光ヌ波りトルを忠実に、精度良く
情報伝送するようにしたものである。以下本発明の一実
施例を図面によりＣ２） 詳細に説明する。
第１図は本発明の基本デバイスに彦るＰＮＰＮ負１牛抵
抗発光素子の構造を示すもので、第１図（Ａ）に示すよ
うにＰＮＰＮ接合形発光素子のＰｌ側にプラス極、Ｎ２
側にマイナス極を接続した場合、その電流電圧特性は第
１図（Ｂ）に示すように負性抵抗特性を示す。
抗発光素子の構造を示すもので、第１図（Ａ）に示すよ
うにＰＮＰＮ接合形発光素子のＰｌ側にプラス極、Ｎ２
側にマイナス極を接続した場合、その電流電圧特性は第
１図（Ｂ）に示すように負性抵抗特性を示す。
とのＰＮＰＮ負性抵抗発光素子は、発光機能だけで々く
受光機能と光増幅機能とを兼ね備えている。
受光機能と光増幅機能とを兼ね備えている。
そして、この素子に第２図（Ａ）で示す（イ）のＣＲ回
路を附加すると、負性抵抗特性によシ発振器を構成し、
（ロ）の入射光量の強度に対応した繰り返し周波数で光
・ぐルスを発生することが可能である。このような特性
を有する素子としてはＰＮＰＮ構造発光ダイオードやＰ
ＮＰＮ構造半導体レーザにおいて容易に実現可能である
。次に、第２図（Ｂ）はＧａＡｓ （Ｓｉドーゾ）によ
るＰＮＰＮ接合構造による入射光量と上記負性抵抗発光
素子から発光する光・ぐルスの繰勺返し周波数の一例を
示すもので、図に示すように入射光量の強度の増大と共
に発生する光・ぐルスの繰シ返し周波数は速くなる。（
特公昭５０−９５３８号及び特公昭５０−２３２６８号
参照） 第３図は、この負性抵抗特性をもつＰＮＰＮＮＰ型発光
素子を用いた本発明光信号変換器の一実施例を示す斜視
図で特に光フアイバ通信における発光ス被りトル計測セ
ンサとして適用したものである。
路を附加すると、負性抵抗特性によシ発振器を構成し、
（ロ）の入射光量の強度に対応した繰り返し周波数で光
・ぐルスを発生することが可能である。このような特性
を有する素子としてはＰＮＰＮ構造発光ダイオードやＰ
ＮＰＮ構造半導体レーザにおいて容易に実現可能である
。次に、第２図（Ｂ）はＧａＡｓ （Ｓｉドーゾ）によ
るＰＮＰＮ接合構造による入射光量と上記負性抵抗発光
素子から発光する光・ぐルスの繰勺返し周波数の一例を
示すもので、図に示すように入射光量の強度の増大と共
に発生する光・ぐルスの繰シ返し周波数は速くなる。（
特公昭５０−９５３８号及び特公昭５０−２３２６８号
参照） 第３図は、この負性抵抗特性をもつＰＮＰＮＮＰ型発光
素子を用いた本発明光信号変換器の一実施例を示す斜視
図で特に光フアイバ通信における発光ス被りトル計測セ
ンサとして適用したものである。
図において、１は発光波長が、それぞれ異なる負性抵抗
特性発光素子１１ ＋１２・・・Ｉｎをアレイ化したも
の、２は上記発光素子ハ、１２・・・１ｎから放出する
光を効率よく１本の光ファイバに挿入するだめの光合流
回路である。そして物体から放射された被測定光３はフ
０リズム、フィルタ回折格子等の光分波器４により波長
分割されて負性抵抗素子アレイ１に照射する。そとで、
前述したように各発光素子ね、１２・・・１ｎには各々
ＣＲ回路が付加されているので、各発光素子１１，１□
・・・Ｉｎからは照射強度に対応した光パルスが発生す
る。
特性発光素子１１ ＋１２・・・Ｉｎをアレイ化したも
の、２は上記発光素子ハ、１２・・・１ｎから放出する
光を効率よく１本の光ファイバに挿入するだめの光合流
回路である。そして物体から放射された被測定光３はフ
０リズム、フィルタ回折格子等の光分波器４により波長
分割されて負性抵抗素子アレイ１に照射する。そとで、
前述したように各発光素子ね、１２・・・１ｎには各々
ＣＲ回路が付加されているので、各発光素子１１，１□
・・・Ｉｎからは照射強度に対応した光パルスが発生す
る。
今、プレイ化された負性抵抗発光素子１１ｒ１２゜・・
・Ｉｎに照射される光の波長をλ１．λ２．・・・λｎ
、光の照射強度をＬｌ 、 Ｌ２ ・・・Ｌ ｎ 、
’ｆ、だ、各素子ＩＩ ＋１２ □・・・１ｎから発生
する光の波腿をλ’ｌ ｒ ”２ ｒ・・・λ′ｎとし
、光ｉＲＲ２Ｏ繰り返し周波数をシ１．シ２・・・νｎ
とする。ここで光の波長λ１とλ′１ 、λ２とλ′２
・・・とけ必ずしも同じ波長である必要はなく、これら
の波長はカラーセンサとしての受光波長及び光ファイバ
の伝送帯域の要請により最適な波長に選定される。
・Ｉｎに照射される光の波長をλ１．λ２．・・・λｎ
、光の照射強度をＬｌ 、 Ｌ２ ・・・Ｌ ｎ 、
’ｆ、だ、各素子ＩＩ ＋１２ □・・・１ｎから発生
する光の波腿をλ’ｌ ｒ ”２ ｒ・・・λ′ｎとし
、光ｉＲＲ２Ｏ繰り返し周波数をシ１．シ２・・・νｎ
とする。ここで光の波長λ１とλ′１ 、λ２とλ′２
・・・とけ必ずしも同じ波長である必要はなく、これら
の波長はカラーセンサとしての受光波長及び光ファイバ
の伝送帯域の要請により最適な波長に選定される。
そして、発光素子アレイ１から放出された光・ぐルスは
集束レンズ５により集束され、光合流回路２を通り、集
中レンズ６を介して１本の光ファイバ７に接続される。
集束レンズ５により集束され、光合流回路２を通り、集
中レンズ６を介して１本の光ファイバ７に接続される。
このようにして光合流回路２から光ファイ・ぐ７に伝達
される信号は、波長多重化されたノ４ルス列であり、情
報量としては（λ／、 、ν１）、（λ’２ ｓν２
）、・・・（λ’ｎｏνｎ）である。なお、光ファイノ
ぐ７を伝播した光信号の復調方法は分波器により各波長
（λ／、、λ′２・・・λＩｎ ）に分波し、各波長に
対する繰り返し周波数νｌ 、ν２・・・νｎをホトダ
イオードで検出すればよい。
される信号は、波長多重化されたノ４ルス列であり、情
報量としては（λ／、 、ν１）、（λ’２ ｓν２
）、・・・（λ’ｎｏνｎ）である。なお、光ファイノ
ぐ７を伝播した光信号の復調方法は分波器により各波長
（λ／、、λ′２・・・λＩｎ ）に分波し、各波長に
対する繰り返し周波数νｌ 、ν２・・・νｎをホトダ
イオードで検出すればよい。
このようにすると（１）、物体から放射される発光スペ
クトル強度を光パルス繰シ返し周波数に変換（５） するため、光ファイバの吸収係数の波長依存性の影響を
まったく受けない。（２）、ＰＮＰＮ負性抵抗素子が光
増幅機能を備えており、受光強度より強い光を光ファイ
バに挿入するととができる。（３）、センサが波長変換
機能を有しており、従って可視光のス波りトル情報も光
ファイ・々の伝送損失の少ない長波長領域の光で情報伝
送することが可能になる。
クトル強度を光パルス繰シ返し周波数に変換（５） するため、光ファイバの吸収係数の波長依存性の影響を
まったく受けない。（２）、ＰＮＰＮ負性抵抗素子が光
増幅機能を備えており、受光強度より強い光を光ファイ
バに挿入するととができる。（３）、センサが波長変換
機能を有しており、従って可視光のス波りトル情報も光
ファイ・々の伝送損失の少ない長波長領域の光で情報伝
送することが可能になる。
第４図は、本発明の他の実施例を示す斜視図で、第３図
と同一の部品には同一の参照符号を附した。
と同一の部品には同一の参照符号を附した。
図に示すように、多数の計測点８（座標Ｘ＋ ＋ Ｎ２
ｒ・・・Ｘｎ）からの光情報を光ファイバ９により各
々のＰＮＰＮ負性抵抗素子１１ｒｌ’ｌ・・・１ｎに入
力するようにしだものである。
ｒ・・・Ｘｎ）からの光情報を光ファイバ９により各
々のＰＮＰＮ負性抵抗素子１１ｒｌ’ｌ・・・１ｎに入
力するようにしだものである。
このようにすると、各々のＰＮＰＮ負性抵抗素子１０，
１□、・・・１ｎは各計測点８からの光の強度Ｌ１゜Ｌ
２．・・・Ｌｎに対応した光パルスを発生し、この光・
やルスは先の実施例で述べたように光合流回路２を通っ
て１本の光ファイバ７で波長多重伝送される。
１□、・・・１ｎは各計測点８からの光の強度Ｌ１゜Ｌ
２．・・・Ｌｎに対応した光パルスを発生し、この光・
やルスは先の実施例で述べたように光合流回路２を通っ
て１本の光ファイバ７で波長多重伝送される。
このようにすると、先の実施例で示した光変調機能、波
長変換機能、光増幅機能に加えて光計測（６） 点８の大幅が任意性が得られる。即ち、光ファイバ７は
細線性、可撓性に優れているだめ、測定点８の座標Ｘ１
ｊＸ２・・・Ｘｎの設定には大幅な自由度があり、例え
ば−直線」二に規則正しく配列することも可能であるし
、まだ立体的な構造をもった物体の表面、側面、底面、
内面等も任意に設定することができる。さらに光ファイ
バ７は耐高温、耐低温、耐湿度の耐薬品の点でも非常に
優れた特性をもっているため鉄鋼プラント工場、化学プ
ラント工場等における耐環境性が要求される悪環境条件
下でも高精度に光計測を可能とする。
長変換機能、光増幅機能に加えて光計測（６） 点８の大幅が任意性が得られる。即ち、光ファイバ７は
細線性、可撓性に優れているだめ、測定点８の座標Ｘ１
ｊＸ２・・・Ｘｎの設定には大幅な自由度があり、例え
ば−直線」二に規則正しく配列することも可能であるし
、まだ立体的な構造をもった物体の表面、側面、底面、
内面等も任意に設定することができる。さらに光ファイ
バ７は耐高温、耐低温、耐湿度の耐薬品の点でも非常に
優れた特性をもっているため鉄鋼プラント工場、化学プ
ラント工場等における耐環境性が要求される悪環境条件
下でも高精度に光計測を可能とする。
以上詳細に説明したように、本発明によれば時時刻々に
変化する複数の光信号を高速度、高効率で情報伝送がで
きる効果がある。
変化する複数の光信号を高速度、高効率で情報伝送がで
きる効果がある。
第１図（Ａ）は本発明に用いるＰＮＰＮ発光素子の基本
構造を示す図、第１図（Ｂ）は同じくその電圧−電流特
性曲線図、第２図（５）は負性抵抗素子を用いた光・ぐ
ルス発生回路と光パルス波形を示す図、第２図（Ｂ）は
ＧａＡｓ （Ｓｉドーゾ） ＰＮＰＮ接合負性抵抗の入
射光量と光・ぐルス繰り返し周波数の関係を示す図、第
３図は本発明光信号変換器の一実施例を示す斜視図、第
４図は同じく本発明の他の実施例を示す斜視図である。 １・・・負性抵抗特性発光素子アレイ、ｌ□、１２・・
・１ｎ・・・負性抵抗特性発光素子、２・・・光合流向
路、３・・・被測定光、４・・・光分波器、５・・・集
束レンズ、６・・・集中レンズ、７・・・光ファイバ、
８・・・計測点、９・・・光ファイバ。
構造を示す図、第１図（Ｂ）は同じくその電圧−電流特
性曲線図、第２図（５）は負性抵抗素子を用いた光・ぐ
ルス発生回路と光パルス波形を示す図、第２図（Ｂ）は
ＧａＡｓ （Ｓｉドーゾ） ＰＮＰＮ接合負性抵抗の入
射光量と光・ぐルス繰り返し周波数の関係を示す図、第
３図は本発明光信号変換器の一実施例を示す斜視図、第
４図は同じく本発明の他の実施例を示す斜視図である。 １・・・負性抵抗特性発光素子アレイ、ｌ□、１２・・
・１ｎ・・・負性抵抗特性発光素子、２・・・光合流向
路、３・・・被測定光、４・・・光分波器、５・・・集
束レンズ、６・・・集中レンズ、７・・・光ファイバ、
８・・・計測点、９・・・光ファイバ。
Claims (1)
- 被測定光の光量の強度変化に対応して発生する光パルス
の周波数が変化する機能を有するＰＮＰＮＮＰ型負性抵
抗発光素子を複数個配列し、これらの発光素子から放射
する光を１本又は複数本の光ファイバに集光する機能を
有する光合流口路により互に独立に変動する光量を光ノ
’９ルスに変換し、１本又は複数本の光ファイバに波長
多重により光伝送せしめるようにしたことを特徴とする
光信号変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56183129A JPS5885578A (ja) | 1981-11-17 | 1981-11-17 | 光信号変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56183129A JPS5885578A (ja) | 1981-11-17 | 1981-11-17 | 光信号変換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5885578A true JPS5885578A (ja) | 1983-05-21 |
Family
ID=16130298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56183129A Pending JPS5885578A (ja) | 1981-11-17 | 1981-11-17 | 光信号変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5885578A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5199991A (en) * | 1975-02-28 | 1976-09-03 | Fujitsu Ltd | Johodensoyo hatsukodaioodo |
-
1981
- 1981-11-17 JP JP56183129A patent/JPS5885578A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5199991A (en) * | 1975-02-28 | 1976-09-03 | Fujitsu Ltd | Johodensoyo hatsukodaioodo |
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