JPS62258528A - 光送信器 - Google Patents
光送信器Info
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- JPS62258528A JPS62258528A JP61102417A JP10241786A JPS62258528A JP S62258528 A JPS62258528 A JP S62258528A JP 61102417 A JP61102417 A JP 61102417A JP 10241786 A JP10241786 A JP 10241786A JP S62258528 A JPS62258528 A JP S62258528A
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title description 8
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 claims abstract description 15
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- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 11
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
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Landscapes
- Optical Communication System (AREA)
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、光通信等で使用させる光送信器に関するもの
である。
である。
（従来の技術）
光通信システムにおいては、光送信器として半導体レー
ザへの注入電流を変調して出力強度を変調する方式が一
般に用いられている。
ザへの注入電流を変調して出力強度を変調する方式が一
般に用いられている。
特に、光デイジタル信号変調をする場合、予め、レーザ
の直流バイアス電流を発振しきい値に設定し、送信符号
に対応したパルス電流をこのバイアス電流に重畳するこ
とによって強度変調された光パルス出力を得ている。こ
の場合、パルス符号のスペースに対応する光出力は、マ
ークに対応する光出力に比較し、充分小さくないと、消
光比劣化による通信品質の低下を引き起こす。従ってス
ペースに対応する注入電流は、しきい値電流よりわずか
に低い値に設定するのが一般である。しかし、このよう
な変調方法で、ＩＧｂ／ｓ以上の高ビットレートの変調
を行なうと、レーザへのバイアス電流をしきい値付近に
まで低下させる左、レーザの応答が遅くなり、波形のす
そ引きが大きく、高−速変調できなくなる欠点があった
。またＩＧｂ／ｓ以上の高ビツトレート変調でバイアス
電流をしきい値付近に設定すると、直接変調に伴なう周
波数揺らぎ（チャーピング）が大きく、長距離伝送にお
いて、光ファイバの分散による波形歪を生する問題点も
あった。
の直流バイアス電流を発振しきい値に設定し、送信符号
に対応したパルス電流をこのバイアス電流に重畳するこ
とによって強度変調された光パルス出力を得ている。こ
の場合、パルス符号のスペースに対応する光出力は、マ
ークに対応する光出力に比較し、充分小さくないと、消
光比劣化による通信品質の低下を引き起こす。従ってス
ペースに対応する注入電流は、しきい値電流よりわずか
に低い値に設定するのが一般である。しかし、このよう
な変調方法で、ＩＧｂ／ｓ以上の高ビットレートの変調
を行なうと、レーザへのバイアス電流をしきい値付近に
まで低下させる左、レーザの応答が遅くなり、波形のす
そ引きが大きく、高−速変調できなくなる欠点があった
。またＩＧｂ／ｓ以上の高ビツトレート変調でバイアス
電流をしきい値付近に設定すると、直接変調に伴なう周
波数揺らぎ（チャーピング）が大きく、長距離伝送にお
いて、光ファイバの分散による波形歪を生する問題点も
あった。
これに対し、半導体レーザへの注入電流を、送信符号に
対応したパルス電流により変調することでレーザ光を周
波数変調し、この周波数変調された信号光を周波数弁別
器を用いて強度変調に変換して送信する変調方法を用い
ると、レーザへのバイアス電流をしきい値以上にしても
、周波数弁別器の弁別特性により消光比による劣化量を
抑圧した光強度変調波を得られるための、ＩＧｂ／ｓ以
上の高ビットレートの変調を行なうことができる。
対応したパルス電流により変調することでレーザ光を周
波数変調し、この周波数変調された信号光を周波数弁別
器を用いて強度変調に変換して送信する変調方法を用い
ると、レーザへのバイアス電流をしきい値以上にしても
、周波数弁別器の弁別特性により消光比による劣化量を
抑圧した光強度変調波を得られるための、ＩＧｂ／ｓ以
上の高ビットレートの変調を行なうことができる。
（発明が解決しようとする問題点）
しかし、この変調方法のままでは、半導体レーザの発振
波長、周波数弁別器の周波数弁別特性が、周囲の温度変
化、振動等の外乱により変化すると消光比が劣化したり
信号光の強度変調分が小さくなる欠点がある。本発明の
目的は、この欠点を解決することにある。
波長、周波数弁別器の周波数弁別特性が、周囲の温度変
化、振動等の外乱により変化すると消光比が劣化したり
信号光の強度変調分が小さくなる欠点がある。本発明の
目的は、この欠点を解決することにある。
（問題を解決するための手段）
本発明は、周波数変調成分を含む信号光を出力する光源
部と、前記信号光の周波数変調成分を強度変調成分に変
換して送信出力する光周波数弁別器と、前記周波数弁別
器の出力をモニタして送信信号の消光比を改善するよう
前記光源部または光周波数弁別器を制御する負帰還回路
とを備えた溝成となっている。
部と、前記信号光の周波数変調成分を強度変調成分に変
換して送信出力する光周波数弁別器と、前記周波数弁別
器の出力をモニタして送信信号の消光比を改善するよう
前記光源部または光周波数弁別器を制御する負帰還回路
とを備えた溝成となっている。
（作用）
以下、光源部として半導体レーザを用いた例で本発明の
原理について説明する。一般に半導体レーザの発振周波
数は主入電流量や半導体レーザの温度により変化する。
原理について説明する。一般に半導体レーザの発振周波
数は主入電流量や半導体レーザの温度により変化する。
（コバヤシ他、アイ・イー・イー・イーＱＥ１８巻、５
８２ペ一ジ〜５９５ページ１９８２年刊）このためレー
ザへの圧入電流を発振しきい値以上としておくと、注入
電流を変化させることで強度変調をかけると同時に周波
数変調をかけることができる。このようにして直接注入
電流変調して得られた周波数変調光を、光周波数弁別器
に入力する。この時、信号がマークの時には、弁別器の
透過率がｋ（ｋ ＜ １）、スペース時には透過率が０
となるように弁別器に弁別特性を持たせると、弁別器の
透過出力としてマーク時には、強度はに倍にスペース時
には強度はＯとすることができるので、消光比による劣
化量を抑圧した光強度変調波を得ることができる。
８２ペ一ジ〜５９５ページ１９８２年刊）このためレー
ザへの圧入電流を発振しきい値以上としておくと、注入
電流を変化させることで強度変調をかけると同時に周波
数変調をかけることができる。このようにして直接注入
電流変調して得られた周波数変調光を、光周波数弁別器
に入力する。この時、信号がマークの時には、弁別器の
透過率がｋ（ｋ ＜ １）、スペース時には透過率が０
となるように弁別器に弁別特性を持たせると、弁別器の
透過出力としてマーク時には、強度はに倍にスペース時
には強度はＯとすることができるので、消光比による劣
化量を抑圧した光強度変調波を得ることができる。
以下、周波数弁別器としてマハツエンダ干渉計を考えマ
ーク率ｍのＮＲＺ符号の場合を例にとって説明する。こ
の時、周波数弁別器への入力光パワーをマーク時にはＰ
Ｍ、スペース時にはＰ３とすると、消光比が最良となる
マーク時の透過率ｋ、スペース時の透過率０の場合には
、出力Ｐｍｏｎｉは、Ｐｍｏｎｉ＝ｍ（１−ｋ）ＰＭ＋
（１−ｍ）Ｐ３となる。さて、ここでレーザの発振周波
数が温度等の外乱により変化したことを考えると、マー
ク時の透過率はｋが１より小さいので、発振周波数ずれ
に比例して変化するが、スペース時の透過率は、発振周
波数ずれの方向に依らず透過率は０より大きくなる。こ
こで、マーク時の透過率は、外乱に上る一次の微小変化
となるが、スペース時の透過率は、外乱による２次の微
小変化となるため外乱による透過率の微小変化量をΔに
とすると出力Ｐｍｏｎｉは１次近似で、 Ｐｍｏｎｉ ：ｍ（１−ｋ−Δｋ）ＰＭ−＋−（１−ｍ
）Ｐ３となる。これと最良随との差をとり、これに比例
してレーザの温度、注入電流、あるいはマイケルソンチ
干渉計の光路差へ負帰還をかければ、消光比を最良に保
つことができる。またｋを０．９程度に設定すれば送信
信号光振幅の減少も０．５ｄＢ以内となる。また、周波
数弁別器の弁別特性も同様な負帰還で制御できる。
ーク率ｍのＮＲＺ符号の場合を例にとって説明する。こ
の時、周波数弁別器への入力光パワーをマーク時にはＰ
Ｍ、スペース時にはＰ３とすると、消光比が最良となる
マーク時の透過率ｋ、スペース時の透過率０の場合には
、出力Ｐｍｏｎｉは、Ｐｍｏｎｉ＝ｍ（１−ｋ）ＰＭ＋
（１−ｍ）Ｐ３となる。さて、ここでレーザの発振周波
数が温度等の外乱により変化したことを考えると、マー
ク時の透過率はｋが１より小さいので、発振周波数ずれ
に比例して変化するが、スペース時の透過率は、発振周
波数ずれの方向に依らず透過率は０より大きくなる。こ
こで、マーク時の透過率は、外乱に上る一次の微小変化
となるが、スペース時の透過率は、外乱による２次の微
小変化となるため外乱による透過率の微小変化量をΔに
とすると出力Ｐｍｏｎｉは１次近似で、 Ｐｍｏｎｉ ：ｍ（１−ｋ−Δｋ）ＰＭ−＋−（１−ｍ
）Ｐ３となる。これと最良随との差をとり、これに比例
してレーザの温度、注入電流、あるいはマイケルソンチ
干渉計の光路差へ負帰還をかければ、消光比を最良に保
つことができる。またｋを０．９程度に設定すれば送信
信号光振幅の減少も０．５ｄＢ以内となる。また、周波
数弁別器の弁別特性も同様な負帰還で制御できる。
（実施例）
第１図は、本発明の典型的な実施例の構成図である。第
２，３図は各部の特性を示す図である。この実施例では
、半導体レーザ１と周波数弁別器としてのマハツェンダ
干渉計６およびレーザの温度コントローサ３への負帰還
回路２１て溝成される。−次に本実施例の動作と動作条
件を第１〜３図を用−いて説明する。第１図において、
ＩＧｂ／ｓの直接パルス電流変調を受けた波長１．５ｐ
ｍの半導体レーザ１の出力光２０は、ハーフミラ−５お
よびミラー４からなるマハツエンダ干渉計６に入力され
る。マハツエンダ干渉計６は、周波数弁別器として動作
する。ここで用いた半導体レーザ１は、発振電流しきい
値２０ｍＡの単一軸モード発振するレーザであり、信号
がスペースの時の電流値工１は３０ｍＡ、マーク時の電
流値Ｉ２を５０ｍＡとした。この時、マーク時とスペー
ス時の発振周波数の差は第２図に示すように約２０ＧＨ
ｚとなった。次にマハツエンダ干渉計の光路３０．３１
の光路差を２５ＧＨｚの周波数が弁別可能な約６ｍｍに
し、さらに信号がスペース時に出力光９が出ないように
光路差を微調した（第３図）。また、光路差６ｍｍによ
る時間遅れで生ずる出力光９の立上り・立下りのジッタ
は２５ｐｓ以下に抑えられ、Ｉ Ｇｂ／ｓの伝送では問
題を生じない。この時、出力光９の消光比は、１：１０
０となり強度変調成分もレーザ１の出力光２０に比らべ
１．３（ｇｉとなった。この時、光検出器７の電圧出力
と直流電源１１の電圧を一致させ、差動増幅器８の出力
を零とする。この差動増幅器８の出力は、光検出器７の
電圧出力が直流電源１１より大きくなった時にはレーザ
１の温度を下げ発振周波数を上げるように調節し、また
光検出器の電圧出力が直流電源１１の電圧より下がった
時にはレーザ１の温度を上げるように調節した。
２，３図は各部の特性を示す図である。この実施例では
、半導体レーザ１と周波数弁別器としてのマハツェンダ
干渉計６およびレーザの温度コントローサ３への負帰還
回路２１て溝成される。−次に本実施例の動作と動作条
件を第１〜３図を用−いて説明する。第１図において、
ＩＧｂ／ｓの直接パルス電流変調を受けた波長１．５ｐ
ｍの半導体レーザ１の出力光２０は、ハーフミラ−５お
よびミラー４からなるマハツエンダ干渉計６に入力され
る。マハツエンダ干渉計６は、周波数弁別器として動作
する。ここで用いた半導体レーザ１は、発振電流しきい
値２０ｍＡの単一軸モード発振するレーザであり、信号
がスペースの時の電流値工１は３０ｍＡ、マーク時の電
流値Ｉ２を５０ｍＡとした。この時、マーク時とスペー
ス時の発振周波数の差は第２図に示すように約２０ＧＨ
ｚとなった。次にマハツエンダ干渉計の光路３０．３１
の光路差を２５ＧＨｚの周波数が弁別可能な約６ｍｍに
し、さらに信号がスペース時に出力光９が出ないように
光路差を微調した（第３図）。また、光路差６ｍｍによ
る時間遅れで生ずる出力光９の立上り・立下りのジッタ
は２５ｐｓ以下に抑えられ、Ｉ Ｇｂ／ｓの伝送では問
題を生じない。この時、出力光９の消光比は、１：１０
０となり強度変調成分もレーザ１の出力光２０に比らべ
１．３（ｇｉとなった。この時、光検出器７の電圧出力
と直流電源１１の電圧を一致させ、差動増幅器８の出力
を零とする。この差動増幅器８の出力は、光検出器７の
電圧出力が直流電源１１より大きくなった時にはレーザ
１の温度を下げ発振周波数を上げるように調節し、また
光検出器の電圧出力が直流電源１１の電圧より下がった
時にはレーザ１の温度を上げるように調節した。
この結果出力光９の消光比が１：１００のまま安定に得
られた。第２の実施例の構成を第４図に示した。
られた。第２の実施例の構成を第４図に示した。
この実施例が第１の実施例と異なる点は、外乱の影響を
打ち消すためにマハツエンダ干渉計６の光路差へ負帰還
を行なっていることである。本実施例では、レーザの温
度制御は行なっていない。この光路差を変化させるため
、ここでは、位相整合器１０としてＬｉＮｂＯ３の結晶
に電圧を印加することで実効光学長を変化させる素子を
用いた。本実施例においても、半導体レーザ１、マハツ
エンダ干渉計６および直流電源１１は第１の実施例と同
様に設定した。差動増幅器８の出力電圧を位相整合器１
０に印加することで、光検出器７の出力電圧が直流電源
１１の設定電圧値より大きい時、位相整合器１０の実効
長を短かくして、マハツエンダ干渉計６の透過特性を高
周波側にシフトし、消光比を保ち、逆の場合、位相整合
器１０の実効長を長くしてマハツエンダ干渉計６の透過
特性を低周波側にシフトして消光比を保った。この結果
、出力光９は消光比が１：１００のまま、安定な強度変
調波となった。
打ち消すためにマハツエンダ干渉計６の光路差へ負帰還
を行なっていることである。本実施例では、レーザの温
度制御は行なっていない。この光路差を変化させるため
、ここでは、位相整合器１０としてＬｉＮｂＯ３の結晶
に電圧を印加することで実効光学長を変化させる素子を
用いた。本実施例においても、半導体レーザ１、マハツ
エンダ干渉計６および直流電源１１は第１の実施例と同
様に設定した。差動増幅器８の出力電圧を位相整合器１
０に印加することで、光検出器７の出力電圧が直流電源
１１の設定電圧値より大きい時、位相整合器１０の実効
長を短かくして、マハツエンダ干渉計６の透過特性を高
周波側にシフトし、消光比を保ち、逆の場合、位相整合
器１０の実効長を長くしてマハツエンダ干渉計６の透過
特性を低周波側にシフトして消光比を保った。この結果
、出力光９は消光比が１：１００のまま、安定な強度変
調波となった。
本発明においては、以上の実施例の他にも様々な変形例
がある。例えばマハツエンダ干渉計のかわりに回折格子
を用いることも可能であるし、位相整合器としては、圧
電素子で媒質を圧縮することで屈折率を変化させる方式
のものを使用することもできる。また、レーザの温度や
、干渉計の弁別特性に負帰還をかけるかわりにレーザへ
の注入電流量へ負帰還をかけることもできる。
がある。例えばマハツエンダ干渉計のかわりに回折格子
を用いることも可能であるし、位相整合器としては、圧
電素子で媒質を圧縮することで屈折率を変化させる方式
のものを使用することもできる。また、レーザの温度や
、干渉計の弁別特性に負帰還をかけるかわりにレーザへ
の注入電流量へ負帰還をかけることもできる。
（発明の効果）
以上のように本発明によれば、半導体レーザを直接変調
し得られた周波数変調成分を含む信号光を周波数弁別器
で弁別して前記周波数変調成分を強度変調に変換する変
調方式において、消光比を安定に保ち、光強度変調振幅
も安定に保つことができる。
し得られた周波数変調成分を含む信号光を周波数弁別器
で弁別して前記周波数変調成分を強度変調に変換する変
調方式において、消光比を安定に保ち、光強度変調振幅
も安定に保つことができる。
第１図は本発明の典型的な実施例の構成図、第２図は半
導体レーザの発振周波数と注入電流量の関係を表わした
図、第３図は光周波数弁別器の透過率と入力周波数の関
係を表わした図、第４図は第２の実施例の構成図である
。 図において １：半導体レーザ ６：マハツエンダ干渉計２＝
変調信号源 ７：光検出器３：温度コン）ロー
ザ ８：差動増幅器４：ミラー １０：
位相整合器５：ハーフミラー １１：直流電源・
、］− −への 隅賜百世卆 第３図 マハツエンダ干渉計入力周波数 −へ
導体レーザの発振周波数と注入電流量の関係を表わした
図、第３図は光周波数弁別器の透過率と入力周波数の関
係を表わした図、第４図は第２の実施例の構成図である
。 図において １：半導体レーザ ６：マハツエンダ干渉計２＝
変調信号源 ７：光検出器３：温度コン）ロー
ザ ８：差動増幅器４：ミラー １０：
位相整合器５：ハーフミラー １１：直流電源・
、］− −への 隅賜百世卆 第３図 マハツエンダ干渉計入力周波数 −へ
Claims (1)
- 周波数変調成分を含む信号光を出力する光源部と、前記
信号光の周波数変調成分を強度変調成分に変換する光周
波数弁別器と、前記周波数弁別器の出力をモニタし、送
信信号の消光比を改善するよう前記光源部または光周波
数弁別器を制御する負帰還回路とを備えていることを特
徴とする光送信器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61102417A JPH0810848B2 (ja) | 1986-05-02 | 1986-05-02 | 光送信器 |
| DE87102199T DE3787902T2 (de) | 1986-02-17 | 1987-02-17 | Optischer Sender mit einem optischen Frequenzdiskriminator. |
| EP87102199A EP0235662B1 (en) | 1986-02-17 | 1987-02-17 | Optical transmitter comprising an optical frequency discriminator |
| US07/015,705 US4805235A (en) | 1986-02-17 | 1987-02-17 | Optical transmitter comprising an optical frequency discriminator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61102417A JPH0810848B2 (ja) | 1986-05-02 | 1986-05-02 | 光送信器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62258528A true JPS62258528A (ja) | 1987-11-11 |
| JPH0810848B2 JPH0810848B2 (ja) | 1996-01-31 |
Family
ID=14326870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61102417A Expired - Fee Related JPH0810848B2 (ja) | 1986-02-17 | 1986-05-02 | 光送信器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0810848B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5210763A (en) * | 1989-10-09 | 1993-05-11 | The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majecty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland | Oscillator |
| US5379144A (en) * | 1990-12-17 | 1995-01-03 | Fujitsu Limited | Optical transmitter |
| US5896211A (en) * | 1990-09-14 | 1999-04-20 | Fujitsu Limited | Optical communication system |
| JP2015102537A (ja) * | 2013-11-28 | 2015-06-04 | キヤノン株式会社 | 光干渉断層計 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5875340A (ja) * | 1981-09-03 | 1983-05-07 | インタ−ナシヨナル・スタンダ−ド・エレクトリツク・コ−ポレイシヨン | 光周波数変調システム |
| JPS60145737A (ja) * | 1984-01-09 | 1985-08-01 | Nec Corp | 光信号送信装置 |
-
1986
- 1986-05-02 JP JP61102417A patent/JPH0810848B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5875340A (ja) * | 1981-09-03 | 1983-05-07 | インタ−ナシヨナル・スタンダ−ド・エレクトリツク・コ−ポレイシヨン | 光周波数変調システム |
| JPS60145737A (ja) * | 1984-01-09 | 1985-08-01 | Nec Corp | 光信号送信装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5210763A (en) * | 1989-10-09 | 1993-05-11 | The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majecty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland | Oscillator |
| US5896211A (en) * | 1990-09-14 | 1999-04-20 | Fujitsu Limited | Optical communication system |
| US5379144A (en) * | 1990-12-17 | 1995-01-03 | Fujitsu Limited | Optical transmitter |
| JP2015102537A (ja) * | 2013-11-28 | 2015-06-04 | キヤノン株式会社 | 光干渉断層計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0810848B2 (ja) | 1996-01-31 |
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