JPS6011335B2 - 光受信装置 - Google Patents
光受信装置Info
- Publication number
- JPS6011335B2 JPS6011335B2 JP55179961A JP17996180A JPS6011335B2 JP S6011335 B2 JPS6011335 B2 JP S6011335B2 JP 55179961 A JP55179961 A JP 55179961A JP 17996180 A JP17996180 A JP 17996180A JP S6011335 B2 JPS6011335 B2 JP S6011335B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical
- received
- receiving device
- local oscillation
- 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.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2/00—Demodulating light; Transferring the modulation of modulated light; Frequency-changing of light
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は大気中の光の伝播を利用するたとえば光通信や
レーザレーダ等における光受信装置に関するものである
。
レーザレーダ等における光受信装置に関するものである
。
光通信やレーザレーダにおいてはその送信光源としてレ
ーザが用いられる。
ーザが用いられる。
鼓しーザからは位相の揃った光すなわちコヒーレント光
が放射されるが、こうした光のうち大気中の暖かい空気
の塊の中を通った光成分は伝播速度を増して該塊から出
て釆るので、上記の暖かい空気の魂の中を通らなかった
光よりも位相が進むため、受信された光は部分的にコヒ
ーレント性を失ってしまっている。このような受信光を
第５図に示す。第５図ａに示したイがローカル光波面で
、本来のコヒーレント性を失わない形での光波面を示し
、口がコヒーレント性を失った信号光波面を示す。第５
図ｂに、第５図ａの受信光を検波した場合のアンテナの
３分割した部分■、■、■のそれぞれの検波器出力を示
す。
が放射されるが、こうした光のうち大気中の暖かい空気
の塊の中を通った光成分は伝播速度を増して該塊から出
て釆るので、上記の暖かい空気の魂の中を通らなかった
光よりも位相が進むため、受信された光は部分的にコヒ
ーレント性を失ってしまっている。このような受信光を
第５図に示す。第５図ａに示したイがローカル光波面で
、本来のコヒーレント性を失わない形での光波面を示し
、口がコヒーレント性を失った信号光波面を示す。第５
図ｂに、第５図ａの受信光を検波した場合のアンテナの
３分割した部分■、■、■のそれぞれの検波器出力を示
す。
本図において横軸に時間ｔ、縦軸に電流１をとる。第５
図ａに示した■、■の位相が、第５図ｂの■、■の位置
に相当する。このように、信号波面にゆがみがある場合
は、受信アンテナの分割された部分に入力する受信光同
志でコヒーレント性を失なっている。
図ａに示した■、■の位相が、第５図ｂの■、■の位置
に相当する。このように、信号波面にゆがみがある場合
は、受信アンテナの分割された部分に入力する受信光同
志でコヒーレント性を失なっている。
このため、上記の放射光をたとえば第１図のような大口
径の受信望遠鏡１で集光して局部発振光源２からの光と
混合した上で光検知器３によってへテロダィン検波を行
わせる場合には、該光検知器３の受光面上に、集光され
た光の波面のゆがみが生じる。このように光検知器の受
光面上で波面のゆがみが生じて位相のちがつた光成分が
検知されると、位相の進んだ光成分と進んでいない光成
分との打ち消し合いが起こり、ヘテロダィン検波効率が
著しく減殺されてしまうという現象がおきる。ただし第
１図中の４は中間周波増幅器、５は復調器、６はビーム
スプリツタ、７はしンズである。第６図ａ，ｂに、中間
周波増幅器４の出力波形及び復調器５の出力波形を示す
。第６図ｂの波形からわかるように、波面のひずみに起
因する位相の相殺からへテロダィン検波出力が減殺され
てしまう現象が生じる。
径の受信望遠鏡１で集光して局部発振光源２からの光と
混合した上で光検知器３によってへテロダィン検波を行
わせる場合には、該光検知器３の受光面上に、集光され
た光の波面のゆがみが生じる。このように光検知器の受
光面上で波面のゆがみが生じて位相のちがつた光成分が
検知されると、位相の進んだ光成分と進んでいない光成
分との打ち消し合いが起こり、ヘテロダィン検波効率が
著しく減殺されてしまうという現象がおきる。ただし第
１図中の４は中間周波増幅器、５は復調器、６はビーム
スプリツタ、７はしンズである。第６図ａ，ｂに、中間
周波増幅器４の出力波形及び復調器５の出力波形を示す
。第６図ｂの波形からわかるように、波面のひずみに起
因する位相の相殺からへテロダィン検波出力が減殺され
てしまう現象が生じる。
このような現象を避けるためには、第２図のようにコヒ
ーレント長よりも充分小さな開口径を有する受信望遠鏡
１１，２１，３０・・・・・・をたとえば立体的に多数
配談して、それら受信望遠鏡１１，２１，３１……のそ
れぞれから出力される光ピームスプリツタ１６，２６，
３６……を含むそれぞれ独立した光学系でもつて光検知
器１３，２３，３３・・・・・・に導き、各電気回路系
中の中間周波増幅器１４，２４，３４・・・・・・で各
々増幅した後、復調器１５，２５，３５……で各自に復
調したあとで、加算器８によってそれら各復調出力を合
算するという方法を探らねばならない。
ーレント長よりも充分小さな開口径を有する受信望遠鏡
１１，２１，３０・・・・・・をたとえば立体的に多数
配談して、それら受信望遠鏡１１，２１，３１……のそ
れぞれから出力される光ピームスプリツタ１６，２６，
３６……を含むそれぞれ独立した光学系でもつて光検知
器１３，２３，３３・・・・・・に導き、各電気回路系
中の中間周波増幅器１４，２４，３４・・・・・・で各
々増幅した後、復調器１５，２５，３５……で各自に復
調したあとで、加算器８によってそれら各復調出力を合
算するという方法を探らねばならない。
しかるに第２図のように独立の光学系を多数有すること
は受光装置全体の大型化を招くばかりでなく、装置が複
雑となる。
は受光装置全体の大型化を招くばかりでなく、装置が複
雑となる。
その上第２図の光学系は一次元的に配設されるのではな
く、光の入射方向から眺めた場合、複数の受信望遠鏡の
関口部はたとえば正六面体あるいは正八面体のように配
置されるので、それぞれの光学系の光融合わせには非常
な手間と困難がつきまとうことになる。そしてまた一般
に光検知器１３，２３，３３・・・・・・は高価であっ
てこのような検知器を多数備えるということはコストの
面からも非常に不利である。本発明はこうした欠点に鑑
みてなされたもので、前記の局部発振光と混合された受
信光を、複数の光入射面を有する光路分割手段に通して
複数の光スポットに分割した上で、各光スポット対応の
位置に配設された単位の光検知素子にそれぞれ独立して
集光せしめ、それぞれのへテロダィン検波出力を個別に
復調した後に合成するようにした光受信装置を提供せん
とするもので、第３図以下の図面を用いて詳記する。第
３図は本発明に係る光受信装置の電気光学的系統図であ
って、前記第１図と同等部位には同一符号を付す。
く、光の入射方向から眺めた場合、複数の受信望遠鏡の
関口部はたとえば正六面体あるいは正八面体のように配
置されるので、それぞれの光学系の光融合わせには非常
な手間と困難がつきまとうことになる。そしてまた一般
に光検知器１３，２３，３３・・・・・・は高価であっ
てこのような検知器を多数備えるということはコストの
面からも非常に不利である。本発明はこうした欠点に鑑
みてなされたもので、前記の局部発振光と混合された受
信光を、複数の光入射面を有する光路分割手段に通して
複数の光スポットに分割した上で、各光スポット対応の
位置に配設された単位の光検知素子にそれぞれ独立して
集光せしめ、それぞれのへテロダィン検波出力を個別に
復調した後に合成するようにした光受信装置を提供せん
とするもので、第３図以下の図面を用いて詳記する。第
３図は本発明に係る光受信装置の電気光学的系統図であ
って、前記第１図と同等部位には同一符号を付す。
まず光路イ，口，ハに沿って受信望遠鏡１に、コヒーレ
ント性を部分的に失って入射して来た各個の光はビーム
スプリッタ６の所で局部発信用レーザ２からの光と混合
されるのであるが、この混合された結果、先のイ，口，
ハなる各光略をたどって釆た互いに無相関な光は光勝二
，木，へをたどって、第４図ａに拡大して示したように
、複数の入射面を有する光路分割手段９の異なる入射面
９ａ，９ｂ，９ｃに入射して、その各光路をト，チ，リ
のそれぞれに変えられた後、レンズ７に導入される。
ント性を部分的に失って入射して来た各個の光はビーム
スプリッタ６の所で局部発信用レーザ２からの光と混合
されるのであるが、この混合された結果、先のイ，口，
ハなる各光略をたどって釆た互いに無相関な光は光勝二
，木，へをたどって、第４図ａに拡大して示したように
、複数の入射面を有する光路分割手段９の異なる入射面
９ａ，９ｂ，９ｃに入射して、その各光路をト，チ，リ
のそれぞれに変えられた後、レンズ７に導入される。
そしてレンズ７を出てそのまま光路ヌ，ル，オに沿って
出力された各光は第４図ａに示された赤外線検知器３ａ
のデュワ−１５内に配設された多素子光検知ユニット１
２における単位の受光素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃの部
分で各個にへテロダイン検波される。ところで光路ヌ，
ル，オをたどって赤外線検知器３ａ内に入射して複数の
スポットと成った光はその中に局部発振光が混合されて
はいるが本来は第３図の光路イ，口，ハに沿って入射し
て来た光であるゆえに、上記各個の光は前述したように
部分的にコヒーレント性を失っている。
出力された各光は第４図ａに示された赤外線検知器３ａ
のデュワ−１５内に配設された多素子光検知ユニット１
２における単位の受光素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃの部
分で各個にへテロダイン検波される。ところで光路ヌ，
ル，オをたどって赤外線検知器３ａ内に入射して複数の
スポットと成った光はその中に局部発振光が混合されて
はいるが本来は第３図の光路イ，口，ハに沿って入射し
て来た光であるゆえに、上記各個の光は前述したように
部分的にコヒーレント性を失っている。
したがって上記のように各個にへテロダイン検波がなさ
れたあとの谷中間周波信号の間には移相のずれが存在す
るので、これら信号を赤外線検知器３ａの出力で直ちに
加算するわけにはゆかず、強いてこれを行わんとすれば
前記したようにへテロダィン検波効率の低下を招いてし
まう。このため、単位の受光素子１３ａ，１３ｂ，１３
ｃでへテロダィン検波されたあとの中間周波信号は、上
記単位の受光素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃに専用の引出
し電極１４ａ，１４ｂ，１４ｃによって別々に取り出さ
れ、第３図のように独立した中間周波増幅器４ａ，４ｂ
，４ｃで増幅されて、やはり独立した復調器５ａ，５ｂ
，５ｃで復調された後、加算器８によって合算されて出
力端子１川こ取り出される。
れたあとの谷中間周波信号の間には移相のずれが存在す
るので、これら信号を赤外線検知器３ａの出力で直ちに
加算するわけにはゆかず、強いてこれを行わんとすれば
前記したようにへテロダィン検波効率の低下を招いてし
まう。このため、単位の受光素子１３ａ，１３ｂ，１３
ｃでへテロダィン検波されたあとの中間周波信号は、上
記単位の受光素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃに専用の引出
し電極１４ａ，１４ｂ，１４ｃによって別々に取り出さ
れ、第３図のように独立した中間周波増幅器４ａ，４ｂ
，４ｃで増幅されて、やはり独立した復調器５ａ，５ｂ
，５ｃで復調された後、加算器８によって合算されて出
力端子１川こ取り出される。
このときの波形を第７図ａ，ｂ，ｃに示す。
第７図ａに示した■，■，■は中間周波増幅器４ａ，４
ｂ，４ｃの出力波形、第７図ｂは同じく復調５ａ，５ｂ
，５ｃの出力波形、第７図ｃは同じく加算器８の出力波
形である。すなわち、各々の独立した復調器で復調され
たのちに加算されればコヒーレント性が失われたことに
よる相殺が生じないことから、ヘテロダィン検波の際の
効率低下の問題は生じない。このようにすれば、光路イ
，口，ハに沿って入射して来た各光が部分的にコヒーレ
ント性を失っており、その結果波面にゆがみが生じてい
ても、へテロダィン検波の際の効率が低下することはな
い。
ｂ，４ｃの出力波形、第７図ｂは同じく復調５ａ，５ｂ
，５ｃの出力波形、第７図ｃは同じく加算器８の出力波
形である。すなわち、各々の独立した復調器で復調され
たのちに加算されればコヒーレント性が失われたことに
よる相殺が生じないことから、ヘテロダィン検波の際の
効率低下の問題は生じない。このようにすれば、光路イ
，口，ハに沿って入射して来た各光が部分的にコヒーレ
ント性を失っており、その結果波面にゆがみが生じてい
ても、へテロダィン検波の際の効率が低下することはな
い。
ここで第３図、第４図ａに示した実施例では入射光の光
路３本とし、しかも図解の便宜上平面的に図示した。
路３本とし、しかも図解の便宜上平面的に図示した。
したがって赤外線検知器３ａ中の多素子検知ユニット１
２もまた平面的な断面図で示され、単位の受光素子は３
個となっている。しかし、実際には入射光は２次元的な
広がりをもって入射して来るものであって、前記したよ
うに第２図の光学系が正六面体または正八面体状に束ね
られるのはこのためである。したがって第４図に平面的
に示した光路分割手段９は実際には前記したように正六
面体または正八面体あるいはそれ以上の複数の入射面を
持つものでなくてはならない。第４図ｂは前記光学系が
第３図のように平面的なものでない場合についての、前
記光路分割手段９がたとえば正六面体である場合の例を
示したもので、これからすれば第４図ａの９として示し
た光路分割手段の図は、第４図ｂに示した正六面体の光
路分割手段９におけるｘ〜ｘ′断面として眺めればよい
ことが理解される。
２もまた平面的な断面図で示され、単位の受光素子は３
個となっている。しかし、実際には入射光は２次元的な
広がりをもって入射して来るものであって、前記したよ
うに第２図の光学系が正六面体または正八面体状に束ね
られるのはこのためである。したがって第４図に平面的
に示した光路分割手段９は実際には前記したように正六
面体または正八面体あるいはそれ以上の複数の入射面を
持つものでなくてはならない。第４図ｂは前記光学系が
第３図のように平面的なものでない場合についての、前
記光路分割手段９がたとえば正六面体である場合の例を
示したもので、これからすれば第４図ａの９として示し
た光路分割手段の図は、第４図ｂに示した正六面体の光
路分割手段９におけるｘ〜ｘ′断面として眺めればよい
ことが理解される。
ただし第４図ｂの９ｄ，９ｅ，９ｆ，９ｇは上記光路分
割手段９への光の他の入射面である。このような第４図
ｂに見られる正面図の光路分割手段９を第３図中の系統
図中の光学系の一部として用いるならば、当然赤外線検
知器３ａ内に設けられる多素子光検知ユニット１２は、
その正面図が第４図ｃに見られるようなものである必要
がある。
割手段９への光の他の入射面である。このような第４図
ｂに見られる正面図の光路分割手段９を第３図中の系統
図中の光学系の一部として用いるならば、当然赤外線検
知器３ａ内に設けられる多素子光検知ユニット１２は、
その正面図が第４図ｃに見られるようなものである必要
がある。
このうちｙ〜ｙ′は該光検知ユニット１２の断面を示す
１点鎖線であって第４図ａに図示した光検知ユニット１
２はこのｙ〜ｙ′断面を描いたものとして眺めることが
できる。ただし、第４図ｃ中の１３ｄ，１３ｅ，１３ｆ
，１３ｇならびに１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ．１４ｇは第
４図ａにおける上記光検知ユニットのｙ〜ｙ′断面図で
は書き表せなかった単位の受光素子ならびにそれらの引
出し電極をそれぞれ示すものである。また、光検知ユニ
ット１２の一辺の長さ】，，１２はそれぞれ１側程度で
あり、単位の受光素子１３ａ〜１３ｇの直経はたとえば
１５０Ａｗに選ばれる。以上に述べた本発明に係る光受
信装置を用いれば、光学系の調整箇所が著しく減少し、
その上光融合わせが極めて単純化されるので実用上多大
の効果が期待できる。
１点鎖線であって第４図ａに図示した光検知ユニット１
２はこのｙ〜ｙ′断面を描いたものとして眺めることが
できる。ただし、第４図ｃ中の１３ｄ，１３ｅ，１３ｆ
，１３ｇならびに１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ．１４ｇは第
４図ａにおける上記光検知ユニットのｙ〜ｙ′断面図で
は書き表せなかった単位の受光素子ならびにそれらの引
出し電極をそれぞれ示すものである。また、光検知ユニ
ット１２の一辺の長さ】，，１２はそれぞれ１側程度で
あり、単位の受光素子１３ａ〜１３ｇの直経はたとえば
１５０Ａｗに選ばれる。以上に述べた本発明に係る光受
信装置を用いれば、光学系の調整箇所が著しく減少し、
その上光融合わせが極めて単純化されるので実用上多大
の効果が期待できる。
第１図ならびに第２図は従来の光受信装置ならびに光学
系を複数個配設する方式の光受信装置の系統図を示す図
、第３図は本発明に係る光受信装置の系統図を示す図、
第４図ａは本発明に係る光受信装置の光路分割手段の部
分と光検知ユニットの部分を拡大して示した図、第４図
ｂならびにｃはそれぞれ、第４図ａに示された光分割手
段ならびに光検知ユニットの正面図、第５図は信号波面
にゆがみがある場合の受信光を示す図、第６図は第１図
に示した従来例の各部出力波形、第７図は第３図に示し
た本発明実施例の各部出力波形である。 １：受信望遠鏡、２：局部発振レーザ、３ａ：多素子赤
外線検知器、４ａ，４ｂ，４ｃ：中間周波増幅器、５ａ
，５ｂ，５ｃ：復調器、６：ビームスプリツタ、７：レ
ンズ、８：加算器、９：光路分割手段、１０：出力端子
、イ，口，ハ，二，ホ，へ，ト，チ，リ，ヌ．ル，オ：
光路。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図
系を複数個配設する方式の光受信装置の系統図を示す図
、第３図は本発明に係る光受信装置の系統図を示す図、
第４図ａは本発明に係る光受信装置の光路分割手段の部
分と光検知ユニットの部分を拡大して示した図、第４図
ｂならびにｃはそれぞれ、第４図ａに示された光分割手
段ならびに光検知ユニットの正面図、第５図は信号波面
にゆがみがある場合の受信光を示す図、第６図は第１図
に示した従来例の各部出力波形、第７図は第３図に示し
た本発明実施例の各部出力波形である。 １：受信望遠鏡、２：局部発振レーザ、３ａ：多素子赤
外線検知器、４ａ，４ｂ，４ｃ：中間周波増幅器、５ａ
，５ｂ，５ｃ：復調器、６：ビームスプリツタ、７：レ
ンズ、８：加算器、９：光路分割手段、１０：出力端子
、イ，口，ハ，二，ホ，へ，ト，チ，リ，ヌ．ル，オ：
光路。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図
Claims (1)
- １ 所定口径の受信望遠鏡で受光した受信光を局部発振
光と混合した後、光検知器に入射せしめて信号出力を得
る光受信装置において、上記の局部発振光と混合した受
信光を複数の光入射面を有する光路分割手段に通して複
数の光スポツトに分割した上で、各光スポツト対応の位
置に配設された光検知素子にそれぞれ独立して集光せし
め、それぞれのヘテロダイン検波出力を個別に復調した
後に合成するようにしたことを特徴とする光受信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55179961A JPS6011335B2 (ja) | 1980-12-18 | 1980-12-18 | 光受信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55179961A JPS6011335B2 (ja) | 1980-12-18 | 1980-12-18 | 光受信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57102615A JPS57102615A (en) | 1982-06-25 |
| JPS6011335B2 true JPS6011335B2 (ja) | 1985-03-25 |
Family
ID=16074990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55179961A Expired JPS6011335B2 (ja) | 1980-12-18 | 1980-12-18 | 光受信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6011335B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6256564U (ja) * | 1985-09-28 | 1987-04-08 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2172766B (en) * | 1985-03-21 | 1988-12-21 | Stc Plc | Optical receiver |
-
1980
- 1980-12-18 JP JP55179961A patent/JPS6011335B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6256564U (ja) * | 1985-09-28 | 1987-04-08 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57102615A (en) | 1982-06-25 |
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