JPS6146636A - 光ヘテロダイン検波装置 - Google Patents
光ヘテロダイン検波装置Info
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- JPS6146636A JPS6146636A JP59169051A JP16905184A JPS6146636A JP S6146636 A JPS6146636 A JP S6146636A JP 59169051 A JP59169051 A JP 59169051A JP 16905184 A JP16905184 A JP 16905184A JP S6146636 A JPS6146636 A JP S6146636A
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光；ｍ借方式の光電気変換装置に用いられる
。特に、信号光に局部発振光を重ね合わせて二乗検波す
る光ヘテロダイン検波器において、局部発振器として動
作する半導体レーザダイオードの発振周波数を制御して
、中間周波数を所定の値に制御する半？！Ｊ体レーザダ
イオードの発振周波数自動制御回路を持つ光へテ■１ダ
イン検波装置に関する。
。特に、信号光に局部発振光を重ね合わせて二乗検波す
る光ヘテロダイン検波器において、局部発振器として動
作する半導体レーザダイオードの発振周波数を制御して
、中間周波数を所定の値に制御する半？！Ｊ体レーザダ
イオードの発振周波数自動制御回路を持つ光へテ■１ダ
イン検波装置に関する。
レーザへの注入電流や温度が定常状態から変化すると、
レーザＧ！質の屈折率が変化し、従って光速の変化を介
して発振周波数が変化する（ ＴＥＥＥＶｏｌ、ＱＥ−
１６，Ｎｏ、３． ｐｐ、３４７−３５５ １９８１
） 、発振周波数のゆらぎは、コヒーレント光通信や干
渉型光ファイハセンザでは、位相雑音として装置のＳＮ
比を低下させる（Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、１．ｅｔｔ、
Ｖｏｌ、３７． Ｎｏ、６ｐｐ、５２６−５２８ １９
８０ ； Ｖｏｌ、３Ｂ、 Ｎｏ、２＋ ｐｐ、７
７−７８１９８１ ）。
レーザＧ！質の屈折率が変化し、従って光速の変化を介
して発振周波数が変化する（ ＴＥＥＥＶｏｌ、ＱＥ−
１６，Ｎｏ、３． ｐｐ、３４７−３５５ １９８１
） 、発振周波数のゆらぎは、コヒーレント光通信や干
渉型光ファイハセンザでは、位相雑音として装置のＳＮ
比を低下させる（Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、１．ｅｔｔ、
Ｖｏｌ、３７． Ｎｏ、６ｐｐ、５２６−５２８ １９
８０ ； Ｖｏｌ、３Ｂ、 Ｎｏ、２＋ ｐｐ、７
７−７８１９８１ ）。
したがって、コヒーレント光通信や干渉型光ファイハセ
ンザの分野では、その光源として周波数安定度に優れた
半導体レーザダイオードが必要である。例えば、４００
（Ｍｂｉｔ／ｓ ）のＦＳＫ （ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ
−ｓｈｉｆｔ−ｋｅｙｉｎｇ）光ヘテロダイン検波器で
は、発振周波数変動Δｆ ＜１０ ［Ｍｌｌｚ）の半導
体レーザダイオードが必要である（ ＴＲＲＥ Ｖｏ
ｌ、［ｌｌ１１８． Ｎｏ、６゜ｐｐ、９６１〜９７０
１９８２） 。
ンザの分野では、その光源として周波数安定度に優れた
半導体レーザダイオードが必要である。例えば、４００
（Ｍｂｉｔ／ｓ ）のＦＳＫ （ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ
−ｓｈｉｆｔ−ｋｅｙｉｎｇ）光ヘテロダイン検波器で
は、発振周波数変動Δｆ ＜１０ ［Ｍｌｌｚ）の半導
体レーザダイオードが必要である（ ＴＲＲＥ Ｖｏ
ｌ、［ｌｌ１１８． Ｎｏ、６゜ｐｐ、９６１〜９７０
１９８２） 。
このように、例えば１．５〔μｍ〕帯の波長の半導体レ
ーザダイオードでは、動作温度の変動による発振周波数
の変動率は約１０〜２０ （Ｇ１１ｚ／ ’Ｃ）であり
、注入電流の変動による発振周波数の変動率は約１００
〜２００ （Ｍｔｌｚ／ｍＡ）である。したがって、
この半導体レーザダイオードを用いて、発振周波数変動
Δｆ ＜１０ （Ｍｔｌｚ）を達成するには、５Ｘ１０
−’（”Ｃ）の温度制御と、５ ＸＩＯＸｌｏ−２（の
電流制御が必要である。
ーザダイオードでは、動作温度の変動による発振周波数
の変動率は約１０〜２０ （Ｇ１１ｚ／ ’Ｃ）であり
、注入電流の変動による発振周波数の変動率は約１００
〜２００ （Ｍｔｌｚ／ｍＡ）である。したがって、
この半導体レーザダイオードを用いて、発振周波数変動
Δｆ ＜１０ （Ｍｔｌｚ）を達成するには、５Ｘ１０
−’（”Ｃ）の温度制御と、５ ＸＩＯＸｌｏ−２（の
電流制御が必要である。
局部発振器として用いられる半導体レーザダイオード（
以下、「局発レーザ」という。）の発振周波数を制御す
る方法としては、温度および注入電流のいずれかを制御
する方法が取られているが、温度制御による方法は広範
囲の周波数制御に適しており、注入電流制御による方法
はレスポンスの速い周波数制御に適していることが知ら
れている。
以下、「局発レーザ」という。）の発振周波数を制御す
る方法としては、温度および注入電流のいずれかを制御
する方法が取られているが、温度制御による方法は広範
囲の周波数制御に適しており、注入電流制御による方法
はレスポンスの速い周波数制御に適していることが知ら
れている。
従来の局発レーザの周波数制御回路としては、局発レー
ザの光周波数偏移量を検出して温度制御を行う方法（Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ、１７
． Ｎｏ、１５゜ｐｐ、５］５〜５］６．２３ｒｄ 、
１旧ｙ１９８１）、および中間周波数の偏移量を検出し
て注入電流制御を行う方法（ＩＥＥＥ Ｖｏｌ、［ＩＥ
−１７，Ｎｏ、６． Ｊｕｎｅ １９８＋ ）が知られ
ている。
ザの光周波数偏移量を検出して温度制御を行う方法（Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ、１７
． Ｎｏ、１５゜ｐｐ、５］５〜５］６．２３ｒｄ 、
１旧ｙ１９８１）、および中間周波数の偏移量を検出し
て注入電流制御を行う方法（ＩＥＥＥ Ｖｏｌ、［ＩＥ
−１７，Ｎｏ、６． Ｊｕｎｅ １９８＋ ）が知られ
ている。
ところが、温度制御により周波数制御を行う方法は、広
い周波数制御範囲を持つが、局発レーザの出力光を東独
に安定化させるためのものであり、また、レスポンスが
遅いために信号光の周波数変化に追随して、局発レーザ
の出力光の周波数を制御して中間周波数を安定化させる
ことができない。
い周波数制御範囲を持つが、局発レーザの出力光を東独
に安定化させるためのものであり、また、レスポンスが
遅いために信号光の周波数変化に追随して、局発レーザ
の出力光の周波数を制御して中間周波数を安定化させる
ことができない。
一方、注入電流により周波数制御を行う方法は、レスポ
ンスが速く中間周波数の安定化に適しているが、広い周
波数範囲の制御を行うことができず、また注入電流の大
きな変化は、局発レーザの出力光強度の大きな変化を生
じさせる欠点があった。
ンスが速く中間周波数の安定化に適しているが、広い周
波数範囲の制御を行うことができず、また注入電流の大
きな変化は、局発レーザの出力光強度の大きな変化を生
じさせる欠点があった。
光ヘテロダイン検波器において、中間周波数を安定化さ
せるために、局発レーザの発振周波数制御装置が広い周
波数制御範囲を持ち、かつレスポンスが速いという条件
を満たすためには、これら二つの方法を共用することが
容易に考えられるが、これらを同時に動作させると二つ
の制御系に制御誤差に起因する競合状態が生じ、安定な
制御を行うことができない問題点があった。
せるために、局発レーザの発振周波数制御装置が広い周
波数制御範囲を持ち、かつレスポンスが速いという条件
を満たすためには、これら二つの方法を共用することが
容易に考えられるが、これらを同時に動作させると二つ
の制御系に制御誤差に起因する競合状態が生じ、安定な
制御を行うことができない問題点があった。
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされた
もので、広い周波数制御範囲で安定に中間周波数を所定
の値に制御できる、半導体レーザダイオードの発振周波
数自動制御回路を持つ光ヘテロダイン検波装置を擢供す
ることを目的とする。
もので、広い周波数制御範囲で安定に中間周波数を所定
の値に制御できる、半導体レーザダイオードの発振周波
数自動制御回路を持つ光ヘテロダイン検波装置を擢供す
ることを目的とする。
本発明は、局発レーザの動作温度を制御する第一制御ル
ープと、注入電流を制御する第二制御ループとを持ち、
第二制御ループの制御電圧を第一制御ループに供給する
手段を備えたことを特徴とする。
ープと、注入電流を制御する第二制御ループとを持ち、
第二制御ループの制御電圧を第一制御ループに供給する
手段を備えたことを特徴とする。
すなわち、局部発振光を発生ずる単一モード半導体レー
ザダイオードと、受信信号光と」−記局部発振光とを合
波する手段と、ごの手段の出力光を入力として受信信号
光および局部発振光の差周波数に当たる中間周波信号を
電気信号として出力する非直線受光素子と、電気信号の
出力端子とを備え、半導体レーザダイオードの出力光の
一部を分岐する手段と、この手段の出力光の波長の偏移
を電気信号として検出する光波長弁別器と、この光波長
弁別器の信号がｊｍ過する第一のループフィルタと、こ
のループフィルタの出力を入力とする第一の比較増幅手
段と、比較増幅手段の出力に基づいて半導体レーザダイ
オードの動作温度を制御する手段とを備えた光へテロゲ
イン検波装置において、中間周波信号の周波数偏移を検
出する周波数弁別器と、この周波数弁別器の出力がｊｍ
遇する第二のループフィルタと、このループフィルタの
出力を入力とする第二の比較増幅手段と、この第二の比
較増幅手段の出力に基づいて半導体レーザダイオードの
注入電流を制御する手段とを備え、第二の比較増幅手段
の出力信号を分岐して第一の比較増幅手段に結合する回
路手段を備えたことを特徴とする。
ザダイオードと、受信信号光と」−記局部発振光とを合
波する手段と、ごの手段の出力光を入力として受信信号
光および局部発振光の差周波数に当たる中間周波信号を
電気信号として出力する非直線受光素子と、電気信号の
出力端子とを備え、半導体レーザダイオードの出力光の
一部を分岐する手段と、この手段の出力光の波長の偏移
を電気信号として検出する光波長弁別器と、この光波長
弁別器の信号がｊｍ過する第一のループフィルタと、こ
のループフィルタの出力を入力とする第一の比較増幅手
段と、比較増幅手段の出力に基づいて半導体レーザダイ
オードの動作温度を制御する手段とを備えた光へテロゲ
イン検波装置において、中間周波信号の周波数偏移を検
出する周波数弁別器と、この周波数弁別器の出力がｊｍ
遇する第二のループフィルタと、このループフィルタの
出力を入力とする第二の比較増幅手段と、この第二の比
較増幅手段の出力に基づいて半導体レーザダイオードの
注入電流を制御する手段とを備え、第二の比較増幅手段
の出力信号を分岐して第一の比較増幅手段に結合する回
路手段を備えたことを特徴とする。
第二の比較増幅手段は、その出力電圧を一定範囲内に制
御するリミッタ回路を含むことが好ましい。
御するリミッタ回路を含むことが好ましい。
第二の比較増幅手段の出力信号を分岐して第一の比較増
幅手段に結合する回路手段は、出力信号の抵抗分圧電圧
を第一の比較増幅手段のレファレンスに与える回路を含
むことが好ましい。
幅手段に結合する回路手段は、出力信号の抵抗分圧電圧
を第一の比較増幅手段のレファレンスに与える回路を含
むことが好ましい。
本発明は、局発レーザの発振周波数制御が局発レーザの
注入電流制御と温度制御とによる二重ループの制御によ
り行われる。温度制御によるループ制御は注入電流制御
によるループ制御に比べて制御時定数が著しく大きい。
注入電流制御と温度制御とによる二重ループの制御によ
り行われる。温度制御によるループ制御は注入電流制御
によるループ制御に比べて制御時定数が著しく大きい。
すなわち、局部発振光の波長偏移量を検出して、その値
にまり局発レーザの温度制御（温度制御電圧を上げると
発振周波数が減少する）を行い、中間周波信号の周波数
偏移量を検出して、その値により局発レーザの注入電流
制御（注入電流を増加させると発振周波数が減少する）
を行うことができる。
にまり局発レーザの温度制御（温度制御電圧を上げると
発振周波数が減少する）を行い、中間周波信号の周波数
偏移量を検出して、その値により局発レーザの注入電流
制御（注入電流を増加させると発振周波数が減少する）
を行うことができる。
また、注入電流制御電圧を温度制御のループのレファレ
ンスとすることにより、これらを同時に動作させても二
つの制御系に、制御誤差に起因する競合状態が発生ずる
ことがなく、不安定な制御の防音トがなされる。
ンスとすることにより、これらを同時に動作させても二
つの制御系に、制御誤差に起因する競合状態が発生ずる
ことがなく、不安定な制御の防音トがなされる。
以下、本発明の実施例方式を図面に基づいて説明する。
第１図は、本発明光へテロゲイン検波装置の一実施例を
示すブロック構成図である。第１図において、半導体レ
ーザ装Ｗ１には、局部発振光１０１を発生ずる局発レー
ザＬ Ｄと、この発振周波数を制御する注入電流制御部
および温度制御部とが備えられ、この半導体レーザ装置
】の出力光（局部発振光）１０１ はビームスプリッタ
２で二分岐される。二分岐された局部発振光１０１の一
方は、さらにビームスプリッタ３で信号光１０２と合波
され、同一光路で受光素子４に入射され中間周波信号が
出力される。他方の局部発振光１０１ は、光波長弁別
器５に入射される。
示すブロック構成図である。第１図において、半導体レ
ーザ装Ｗ１には、局部発振光１０１を発生ずる局発レー
ザＬ Ｄと、この発振周波数を制御する注入電流制御部
および温度制御部とが備えられ、この半導体レーザ装置
】の出力光（局部発振光）１０１ はビームスプリッタ
２で二分岐される。二分岐された局部発振光１０１の一
方は、さらにビームスプリッタ３で信号光１０２と合波
され、同一光路で受光素子４に入射され中間周波信号が
出力される。他方の局部発振光１０１ は、光波長弁別
器５に入射される。
受光素子４にはその中間周波信号の出力端子６と周波数
弁別器７とが接続される。さらに周波数弁別器７の出力
Ｖ、は、ループフィルタ８を介して比較増幅器９に入力
され、その出力が注入電流制御電圧ＶＬＤとして半導体
レーザ装置１の注入電流制御部に入力される。なお、比
較増幅器９の出力にはリミッタ回路１０が挿入される。
弁別器７とが接続される。さらに周波数弁別器７の出力
Ｖ、は、ループフィルタ８を介して比較増幅器９に入力
され、その出力が注入電流制御電圧ＶＬＤとして半導体
レーザ装置１の注入電流制御部に入力される。なお、比
較増幅器９の出力にはリミッタ回路１０が挿入される。
光波長弁別器５にはループフィルタ１１を介して比較増
幅器１２が接続され、光波長弁別器５の出力Ｖλが入力
される。比較増幅器１２の出力が、温度制御電圧ｖＰと
して半導体レーザ装置１の温度制御部に入力される。な
お、比較増幅器１２のレファレンスには比較増幅器９の
出力が接続される。
幅器１２が接続され、光波長弁別器５の出力Ｖλが入力
される。比較増幅器１２の出力が、温度制御電圧ｖＰと
して半導体レーザ装置１の温度制御部に入力される。な
お、比較増幅器１２のレファレンスには比較増幅器９の
出力が接続される。
第２図に半導体レーザ装置Ｉの注入電流制御部の具体的
回路例を示す。なお、リミッタ回路１０の一例も付記す
る。
回路例を示す。なお、リミッタ回路１０の一例も付記す
る。
第３図に半導体レーザ装置１の温度制御部の具体的構成
例を示す。温度制御部は、局発レーザＬＤとヒートシン
クとの間にベルチェ素子を挿入し、このベルチェ素子へ
の電流を制御してペルチェ効果により局発レーザの動作
温度制御を行う構造である。
例を示す。温度制御部は、局発レーザＬＤとヒートシン
クとの間にベルチェ素子を挿入し、このベルチェ素子へ
の電流を制御してペルチェ効果により局発レーザの動作
温度制御を行う構造である。
第４図に周波数弁別器７の特性の一例を示す。
横軸は中間周波信号の周波数ｆであり、縦軸は出力電圧
Ｖ、である。周波数弁別器７の検出範囲は、中間周波信
号の周波数設定値ｆ。−ＩＧＨｚとして、±ＩＧＨｚ
（０〜２ＧＨｚ）である。すなわち、中間周波信号の
周波数ｆがｆ。に等しいときに出力が零となり、また中
間周波信号の周波数ｆがｆｌ（＝２ｒｏ）より大きいと
きに出力がほぼ零となる。
Ｖ、である。周波数弁別器７の検出範囲は、中間周波信
号の周波数設定値ｆ。−ＩＧＨｚとして、±ＩＧＨｚ
（０〜２ＧＨｚ）である。すなわち、中間周波信号の
周波数ｆがｆ。に等しいときに出力が零となり、また中
間周波信号の周波数ｆがｆｌ（＝２ｒｏ）より大きいと
きに出力がほぼ零となる。
第５図に光波長弁別器５の特性の一例を示す。
横軸が入射光（局部発振光１０１）の波長λであり、縦
軸が出力電圧■λである。なお、検出波長範囲はλｏ
＝ １ 、５２００陣に対して±２人であり、約５０Ｇ
ｌｌｚである。すなわち、入射光の波長がλ。に等しい
ときに出力が零となり、λ０から変化したときにその変
化量に応じた出力電圧が生ずる。
軸が出力電圧■λである。なお、検出波長範囲はλｏ
＝ １ 、５２００陣に対して±２人であり、約５０Ｇ
ｌｌｚである。すなわち、入射光の波長がλ。に等しい
ときに出力が零となり、λ０から変化したときにその変
化量に応じた出力電圧が生ずる。
第６図にこの光波長弁別器５の具体的構成例を示す。光
波長弁別器５ばハーフミラ−５１で入射光（局部発振光
１０１）を二分岐し、一方をファブリペロ素子５２を介
して第一の受光素子５３に入射し、他方を直接第二の受
光素子５４に入射して、第一の受光素子５３の出力と、
アッテネータ５５を介した第二の受光素子５４の出力と
を比較増幅器５６で比較することにより、入射光（局部
発振光１０１）の波長の偏移を検出する構造である。
波長弁別器５ばハーフミラ−５１で入射光（局部発振光
１０１）を二分岐し、一方をファブリペロ素子５２を介
して第一の受光素子５３に入射し、他方を直接第二の受
光素子５４に入射して、第一の受光素子５３の出力と、
アッテネータ５５を介した第二の受光素子５４の出力と
を比較増幅器５６で比較することにより、入射光（局部
発振光１０１）の波長の偏移を検出する構造である。
本実施例では、信号光１０２は局部発振光１０１とビー
ムスプリンタ３により合波され、受光素子４に入射され
る。受光素子４は入射光強度に比例した出力電流が発生
し、局部発振光１０１および信号光１０２が単一モード
のコヒーレント光であるときに、受光素子４の出力には
局部発振光１０１と信号光１０２との周波数差のビート
成分に比例する中間周波信号が生ずる。この中間周波信
号が周波数弁別器７に入力し、この周波数がｆ。から偏
移した場合に、比較増幅器９の出力電圧（注入電流制御
電圧）ＶＬＤが生じ、局発レーザへの注入電流が変化す
る。
ムスプリンタ３により合波され、受光素子４に入射され
る。受光素子４は入射光強度に比例した出力電流が発生
し、局部発振光１０１および信号光１０２が単一モード
のコヒーレント光であるときに、受光素子４の出力には
局部発振光１０１と信号光１０２との周波数差のビート
成分に比例する中間周波信号が生ずる。この中間周波信
号が周波数弁別器７に入力し、この周波数がｆ。から偏
移した場合に、比較増幅器９の出力電圧（注入電流制御
電圧）ＶＬＤが生じ、局発レーザへの注入電流が変化す
る。
一方、半導体レーザ装置１からの局部発振光１０１の一
部は光波長弁別器５に入射される。この光波長弁別器５
の出力■λは、ループフィルタ１１を介して比較増幅器
１２に加えられ、局部発振光１０１の波長がλ。から偏
移した場合に、比較増幅器１２の出力電圧（温度制御電
圧）ＶＰが生じ局発レーザの動作温度が変化する。
部は光波長弁別器５に入射される。この光波長弁別器５
の出力■λは、ループフィルタ１１を介して比較増幅器
１２に加えられ、局部発振光１０１の波長がλ。から偏
移した場合に、比較増幅器１２の出力電圧（温度制御電
圧）ＶＰが生じ局発レーザの動作温度が変化する。
次に本実施例回路の動作特性について説明する。
初期状態として局部発振光１０１の周波数が、ｆｌ、−
Ｃ６／λ。
Ｃ６／λ。
（ただし、Ｃ０は真空中の光速）
に対して、例えば数十ＧＨｚ大きく偏移している場合に
は注入電流制御ループは動作せず、温度制御ループのみ
が動作し局部発振光１０１の周波数をｆｌ、に制御する
。局部発振光１０１の周波数がｆｘ。
は注入電流制御ループは動作せず、温度制御ループのみ
が動作し局部発振光１０１の周波数をｆｌ、に制御する
。局部発振光１０１の周波数がｆｘ。
に近づくと中間周波数はｆ。に近づき、これがｆｌより
小さくなったときに注入電流制御ループが動作し、局発
レーザへの注入電流が変化して中間周波数がｆ。になる
ように制御される。このとき、注入電流制御ループの制
御時定数は数μｓｅｃであり、温度制御ループの制御時
定数（約１秒）に比べて十分短くすることができる。
小さくなったときに注入電流制御ループが動作し、局発
レーザへの注入電流が変化して中間周波数がｆ。になる
ように制御される。このとき、注入電流制御ループの制
御時定数は数μｓｅｃであり、温度制御ループの制御時
定数（約１秒）に比べて十分短くすることができる。
本発明の特徴とするところは、注入電流制御ループの制
御電圧Ｖ＋、ｎが温度制御ループの比較増幅器１２のレ
ファレンスに加えられていることである。
御電圧Ｖ＋、ｎが温度制御ループの比較増幅器１２のレ
ファレンスに加えられていることである。
注入電流制御電圧■１．．が生ずると、温度制御ループ
はこの電圧を減少させるように局発レーザの動作温度を
制御する。
はこの電圧を減少させるように局発レーザの動作温度を
制御する。
第７図および第８図に制御電圧特性の一例を示す。横軸
は時間ｔであり、縦軸は制御電圧である。
は時間ｔであり、縦軸は制御電圧である。
実線は温度制御電圧ＶＰ、破線は注入電流制御電圧ＶＬ
Ｄ、一点鎖線は光波長弁別器５の出力電圧Ｖλである。
Ｄ、一点鎖線は光波長弁別器５の出力電圧Ｖλである。
第７図は、局部発振光１０１の波長λおよび中間周波信
号の周波数１が、 λ〈λｏ、、ｆ＞ｆ。
号の周波数１が、 λ〈λｏ、、ｆ＞ｆ。
であるとき、すなわち局部発振光１０１が数十ＧＨ２大
きく偏移しているときには、周波数弁別器７の出力電圧
Ｖ、がなく、注入電流制御電圧ＶＬＤは発生せず、光波
長弁別器５の出力電圧■λにより、温度制御電圧ＶＰが
発生する。温度制御電圧Ｖ。
きく偏移しているときには、周波数弁別器７の出力電圧
Ｖ、がなく、注入電流制御電圧ＶＬＤは発生せず、光波
長弁別器５の出力電圧■λにより、温度制御電圧ＶＰが
発生する。温度制御電圧Ｖ。
が大きくなるに従って、局部発振光１０１の波長λがゆ
るやかに大きくなる。中間周波信号の周波数ｆがｆ、よ
り小さくなったときに周波数弁別器７の出力電圧Ｖ、が
発生し、注入電流制御電圧Ｖ１．１１が発生する。この
注入電流制御電圧Ｖｌ、Ｄが温度制御ループの比較増幅
器１２のレファレンスに加えられるために、温度制御電
圧■、が注入電流制御電圧Ｖ、−１１を抑える方向にさ
らに増加する。すなわち、局部発振光１０１の波長λが
大きくなり、中間周波信号の周波数が小さくなるので、
注入電流制御電圧ＶＬＤも小さくなる。
るやかに大きくなる。中間周波信号の周波数ｆがｆ、よ
り小さくなったときに周波数弁別器７の出力電圧Ｖ、が
発生し、注入電流制御電圧Ｖ１．１１が発生する。この
注入電流制御電圧Ｖｌ、Ｄが温度制御ループの比較増幅
器１２のレファレンスに加えられるために、温度制御電
圧■、が注入電流制御電圧Ｖ、−１１を抑える方向にさ
らに増加する。すなわち、局部発振光１０１の波長λが
大きくなり、中間周波信号の周波数が小さくなるので、
注入電流制御電圧ＶＬＤも小さくなる。
第８図は、局部発振光＋０１の波長λおよび中間周波信
号の周波数ｆが、 λ〉λ。、ｆ＜ｆ。
号の周波数ｆが、 λ〉λ。、ｆ＜ｆ。
である点きの電圧ｉ＃Ｉ＋御特Ｉ１１：であるが、注入
電流１１＋制御電圧ＶＬＤがリミッタ回路１０に、Ｌり
制限され、また中間周波信号の周波数ｆかｆ。を越えた
場合でもｆ。に収束することがわかる。
電流１１＋制御電圧ＶＬＤがリミッタ回路１０に、Ｌり
制限され、また中間周波信号の周波数ｆかｆ。を越えた
場合でもｆ。に収束することがわかる。
ここで、注入電流の制御は一定の範囲内で動作させる必
要があるが、これは第２図に示す通常のリミッタ回路１
０により容易に実現できる。
要があるが、これは第２図に示す通常のリミッタ回路１
０により容易に実現できる。
以上説明した実施例では、制御ループを電気回路で構成
しているが、本実施例の制御アルゴリズムをマイクロプ
ロセッサにより行わせることも可能である。
しているが、本実施例の制御アルゴリズムをマイクロプ
ロセッサにより行わせることも可能である。
第９図は、マイクロプロセッサを構成要素とする本発明
の実施例を示すブロック構成図である。
の実施例を示すブロック構成図である。
第９図において、比較増幅器９．１２およびリミッタ回
１１１０の部分をマイクロプロセッサ６０’？’置き換
え、周波数弁別器７および光波長弁別器５の出力を入力
して、上記に説明したアルゴリズムに従った制御電圧を
半導体レーザ装置１に出力する。
１１１０の部分をマイクロプロセッサ６０’？’置き換
え、周波数弁別器７および光波長弁別器５の出力を入力
して、上記に説明したアルゴリズムに従った制御電圧を
半導体レーザ装置１に出力する。
本発明は、以上説明したように、局発レーザの発振周波
数制御が、光波長弁別器による広い周波数範囲で行われ
るループと、中間周波数を所定の値に制御するレスポン
スの速いループとにより行われ、これらが互いに競合す
ることなく同時に行うことができる。したがって、広い
周波数引き込み範囲を持ち、しかも信号光の周波数変動
にすばや（追随できる高性能の局発レーザの発振周波数
自動制御回路を構成することができる。
数制御が、光波長弁別器による広い周波数範囲で行われ
るループと、中間周波数を所定の値に制御するレスポン
スの速いループとにより行われ、これらが互いに競合す
ることなく同時に行うことができる。したがって、広い
周波数引き込み範囲を持ち、しかも信号光の周波数変動
にすばや（追随できる高性能の局発レーザの発振周波数
自動制御回路を構成することができる。
注入電流制御ループにリミッタ回路を挿入する１に
とにより、局発レーザの発振周波数の偏移をより速く収
束させることができ、したがって中間周波信号の周波数
の偏移にもすばやく反応することができ、逸早く周波数
が安定になる効果がある。
束させることができ、したがって中間周波信号の周波数
の偏移にもすばやく反応することができ、逸早く周波数
が安定になる効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック構成図。
第２図は半導体レーザ装置の注入電流制御部の具体的回
路例を示す図。 第３図は半導体レーザ装置の温度制御部の具体的構成例
を示す図。 第４図は周波数弁別器の特性図。 第５図は光波長弁別器の特性図。 第６図は光波長弁別器の具体的構成例を示す図。 第７図および第８図は注入電流制御ループおよび温度制
御ループの制御電圧特性の一例を示す図。 第９図は本発明の他の実施例を示すブロック構成図。 １・・・半導体レーザ装置、２．３・・・ビームスプリ
・ツタ、４・・・受光素子、５・・・光波長弁別器、６
・・・中間周波信号出力端子、７・・・周波数弁別器、
８、Ｉ】・・・ループフィルタ、９．１２・・・比較増
幅器、１０・・・リミッタ回路、５１・・・ハーフミラ
−１５２・・・ファブリペロ素子、５３．５４・・・受
光素子、５５・・・アッテネータ、５６・・・比較増幅
器、６０・・・マイクロプロセッサ、１０１・・・局部
発振光、１０２・・・信号光。 特許出側人 日本電信電話公社５ビ。 代理人 弁理士 井 出 直 孝 児 １ 圓 兄 ８ 図
路例を示す図。 第３図は半導体レーザ装置の温度制御部の具体的構成例
を示す図。 第４図は周波数弁別器の特性図。 第５図は光波長弁別器の特性図。 第６図は光波長弁別器の具体的構成例を示す図。 第７図および第８図は注入電流制御ループおよび温度制
御ループの制御電圧特性の一例を示す図。 第９図は本発明の他の実施例を示すブロック構成図。 １・・・半導体レーザ装置、２．３・・・ビームスプリ
・ツタ、４・・・受光素子、５・・・光波長弁別器、６
・・・中間周波信号出力端子、７・・・周波数弁別器、
８、Ｉ】・・・ループフィルタ、９．１２・・・比較増
幅器、１０・・・リミッタ回路、５１・・・ハーフミラ
−１５２・・・ファブリペロ素子、５３．５４・・・受
光素子、５５・・・アッテネータ、５６・・・比較増幅
器、６０・・・マイクロプロセッサ、１０１・・・局部
発振光、１０２・・・信号光。 特許出側人 日本電信電話公社５ビ。 代理人 弁理士 井 出 直 孝 児 １ 圓 兄 ８ 図
Claims (3)
- （１）局部発振光を発生する単一モード半導体レーザダ
イオードと、 受信信号光と上記局部発振光とを合波する手段と、 この手段の出力光を入力として上記受信信号光および上
記局部発振光の差周波数に当たる中間周波信号を電気信
号として出力する非直線受光素子と、 上記電気信号の出力端子とを備え、 上記半導体レーザダイオードの出力光の一部を分岐する
手段と、 この手段の出力光の波長の偏移を電気信号として検出す
る光波長弁別器と、 この光波長弁別器の信号が通過する第一のループフィル
タと、 このループフィルタの出力を入力とする第一の比較増幅
手段と、 比較増幅手段の出力に基づいて上記半導体レーザダイオ
ードの動作温度を制御する手段とを備えた光ヘテロダイ
ン検波装置において、上記出力端子の中間周波信号の周
波数偏移を検出する周波数弁別器と、 この周波数弁別器の出力が通過する第二のループフィル
タと、 このループフィルタの出力を入力とする第二の比較増幅
手段と、 この第二の比較増幅手段の出力に基づいて上記半導体レ
ーザダイオードの注入電流を制御する手段とを備え、 上記第二の比較増幅手段の出力信号を分岐して上記第一
の比較増幅手段に結合する回路手段を備えたことを特徴
とする光ヘテロダイン検波装置。 - （２）第二の比較増幅手段は、 その出力電圧を一定範囲内に制御するリミッタ回路を含
む 特許請求の範囲第（１）項に記載の光ヘテロダイン検波
装置。 - （３）第二の比較増幅手段の出力信号を分岐して第一の
比較増幅手段に結合する回路手段は、 上記出力信号の抵抗分圧電圧を上記第一の比較増幅手段
のレファレンスに与える回路を含む特許請求の範囲第（
１）項に記載の光ヘテロダイン検波装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59169051A JPS6146636A (ja) | 1984-08-13 | 1984-08-13 | 光ヘテロダイン検波装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59169051A JPS6146636A (ja) | 1984-08-13 | 1984-08-13 | 光ヘテロダイン検波装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6146636A true JPS6146636A (ja) | 1986-03-06 |
Family
ID=15879416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59169051A Pending JPS6146636A (ja) | 1984-08-13 | 1984-08-13 | 光ヘテロダイン検波装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6146636A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63292134A (ja) * | 1987-05-25 | 1988-11-29 | Konica Corp | 鮮鋭性が改良されたハロゲン化銀写真感光材料 |
| US5471336A (en) * | 1991-08-14 | 1995-11-28 | Fujitsu Limited | Cold start control system and method for use in coherent lightwave communications system |
| CN103001123A (zh) * | 2012-12-18 | 2013-03-27 | 上海交通大学 | 一种半导体激光器宽带锁频方法及其锁频装置 |
-
1984
- 1984-08-13 JP JP59169051A patent/JPS6146636A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63292134A (ja) * | 1987-05-25 | 1988-11-29 | Konica Corp | 鮮鋭性が改良されたハロゲン化銀写真感光材料 |
| US5471336A (en) * | 1991-08-14 | 1995-11-28 | Fujitsu Limited | Cold start control system and method for use in coherent lightwave communications system |
| CN103001123A (zh) * | 2012-12-18 | 2013-03-27 | 上海交通大学 | 一种半导体激光器宽带锁频方法及其锁频装置 |
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