JPS63286816A - 多チャネル光変調器 - Google Patents
多チャネル光変調器Info
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- JPS63286816A JPS63286816A JP12109987A JP12109987A JPS63286816A JP S63286816 A JPS63286816 A JP S63286816A JP 12109987 A JP12109987 A JP 12109987A JP 12109987 A JP12109987 A JP 12109987A JP S63286816 A JPS63286816 A JP S63286816A
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- wave transmission
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 27
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 21
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 claims description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910003327 LiNbO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
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）
この発明は、音響信号により光を変調する光変調器に関
し、特に複数チャネルの音響信号により音波伝送媒体中
に形成された超音波回折格子を介して多重化された光変
調信号を得る多（重）チャネル光変調器に関するもので
ある。
し、特に複数チャネルの音響信号により音波伝送媒体中
に形成された超音波回折格子を介して多重化された光変
調信号を得る多（重）チャネル光変調器に関するもので
ある。
（従来の技術）
光の変調方法には、ディジタル的な光変調方法と、アナ
ログ的な光変調方法とがあり、前者は後者に比較して信
号対雑音比が優れているが、広い周波数帯域を特徴とす
る特徴がある。従って、小規模の伝送システムにおいて
、光変調方法を用いるときは、周波数帯域の使用効率が
優れ、周辺回路の簡易性の点から有利なアナログ的な光
変調方法が有利である。
ログ的な光変調方法とがあり、前者は後者に比較して信
号対雑音比が優れているが、広い周波数帯域を特徴とす
る特徴がある。従って、小規模の伝送システムにおいて
、光変調方法を用いるときは、周波数帯域の使用効率が
優れ、周辺回路の簡易性の点から有利なアナログ的な光
変調方法が有利である。
（発明が解決しようとする問題点）
しかし、従来のアナログ的な変調方法は、一つの人力信
号、即ち−チャネルの人力信号について光変調するもの
であ□った。従って、複数チャネルの人力信号を光変調
するときは、少なくとも複数の光変調器を用いる必要が
あり、装置が複雑になるという問題点があった。
号、即ち−チャネルの人力信号について光変調するもの
であ□った。従って、複数チャネルの人力信号を光変調
するときは、少なくとも複数の光変調器を用いる必要が
あり、装置が複雑になるという問題点があった。
この発明は、前記のような従来技術が有する問題点を解
決するためになされたものであり、単独の装置として複
数チャネルの人力信号を光変調することができる多チャ
ネル光変調器を提供することを目的とする。
決するためになされたものであり、単独の装置として複
数チャネルの人力信号を光変調することができる多チャ
ネル光変調器を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
この発明の多チャネル光変調器は、それぞれ電気的な入
力信号に基づく音響信号を音波伝送媒体中に放射して前
記音波伝送媒体中に超音波回折格子を形成し、入射され
るレーザ光を変調する多チャネル光変調器において、 音波伝送媒体中に、かつ前記音波伝送媒体の面に対して
所定の角度により設置され、互いに周波数を異にする複
数の入力信号を音響信号に変換して前記音波伝送媒体中
に放射する弾性表面波素子と、 前記音波伝送媒体を収容すると共に、レーザ光を入射さ
せる第１の窓、及び前記窓から入射されたレーザ光を前
記音波伝送媒体の外へ導出する第２の窓を有する外容器
と を備えたものである。
力信号に基づく音響信号を音波伝送媒体中に放射して前
記音波伝送媒体中に超音波回折格子を形成し、入射され
るレーザ光を変調する多チャネル光変調器において、 音波伝送媒体中に、かつ前記音波伝送媒体の面に対して
所定の角度により設置され、互いに周波数を異にする複
数の入力信号を音響信号に変換して前記音波伝送媒体中
に放射する弾性表面波素子と、 前記音波伝送媒体を収容すると共に、レーザ光を入射さ
せる第１の窓、及び前記窓から入射されたレーザ光を前
記音波伝送媒体の外へ導出する第２の窓を有する外容器
と を備えたものである。
（作用）
この発明によれば、以上のように複数チャネルの入力信
号を音波伝送媒体中で音響的に多重化させて超音波回折
格子を形成し、この超音波回折格子により、入射される
レーザ光が互いに周波数を異にする複数の人力信号によ
り光変調される。
号を音波伝送媒体中で音響的に多重化させて超音波回折
格子を形成し、この超音波回折格子により、入射される
レーザ光が互いに周波数を異にする複数の人力信号によ
り光変調される。
（実施例）
第１図はこの発明の一実施例を示す多チャネル光変調器
の断面図である。１は上下方向に細長い外容器であり、
レーザ光を入射する窓１ａと、窓１ａを介して入射され
たレーザ光を外容器１の外に導く窓１ｂとを有し、その
上部は開放されている。外容器１内には音波伝送媒体と
して純水２が充満されている。外容器１の上部位置の純
水２には、弾性表面波素子３が第２図に示すように、純
水２の水面と交差する角度θで浸されている。弾性表面
波素子３は、１２８°’ｒｏｔＹ−Ｘ ＬｉＮｂＯ３か
らなる基板４を有し、基板４上には伝送方向に並列に配
列された２組のすだれ状インターディジタル電極（ＩＤ
Ｔ）５及び６が形成されている（ここでは説明を簡単に
するために、多チャネルを２チャネルとして説明する）
。ＩＤＴ５及び６の対数は２０、その周期長は８０μｍ
である。
の断面図である。１は上下方向に細長い外容器であり、
レーザ光を入射する窓１ａと、窓１ａを介して入射され
たレーザ光を外容器１の外に導く窓１ｂとを有し、その
上部は開放されている。外容器１内には音波伝送媒体と
して純水２が充満されている。外容器１の上部位置の純
水２には、弾性表面波素子３が第２図に示すように、純
水２の水面と交差する角度θで浸されている。弾性表面
波素子３は、１２８°’ｒｏｔＹ−Ｘ ＬｉＮｂＯ３か
らなる基板４を有し、基板４上には伝送方向に並列に配
列された２組のすだれ状インターディジタル電極（ＩＤ
Ｔ）５及び６が形成されている（ここでは説明を簡単に
するために、多チャネルを２チャネルとして説明する）
。ＩＤＴ５及び６の対数は２０、その周期長は８０μｍ
である。
ＩＤＴ５には、例えば映像信号、データ信号等からなる
入力信号であって、変調信号周波数１）＋＝２０にＨｚ
、キャリア周波数ｆ、 ＝ ４７．１３ＭＩＩｚのＡＭ
信号が印加される。同様に、ＩＤＴ６には変調周波数ｐ
２＝２０にｌｌｚ、キャリア周波数ｆ２＝ ４７．３１
ＭＨｚのＦＭ信号が印加される。従って、ＩＤ７５及び
６は、これらのＡＭ信号及びＦＭ信号により励起された
２チャネルの超音波を純水２に放射する。
入力信号であって、変調信号周波数１）＋＝２０にＨｚ
、キャリア周波数ｆ、 ＝ ４７．１３ＭＩＩｚのＡＭ
信号が印加される。同様に、ＩＤＴ６には変調周波数ｐ
２＝２０にｌｌｚ、キャリア周波数ｆ２＝ ４７．３１
ＭＨｚのＦＭ信号が印加される。従って、ＩＤ７５及び
６は、これらのＡＭ信号及びＦＭ信号により励起された
２チャネルの超音波を純水２に放射する。
一方、窓１ａに入射されるレーザ光の光源は、図の左側
の光路上の位置（図示なし）に配置されており、０．８
ｍｍのビーム径を有し、６３２８人ｔｉｅ−Ｎｅレーザ
光を発射している。このレーザ光は、窓ｌａの入射位置
でビーム径が２．２ｍｍ （３ｄｂ減衰）であり、純
水２中の伝搬距離は約４ｍｍである。窓ｌｂから出射さ
れたレーザ光はＡＭ信号及びＦＭ信号が多重化された光
変調信号であり、その光路上に配置されているピン・ダ
イオード６に入射され、電気信号に復調される。
の光路上の位置（図示なし）に配置されており、０．８
ｍｍのビーム径を有し、６３２８人ｔｉｅ−Ｎｅレーザ
光を発射している。このレーザ光は、窓ｌａの入射位置
でビーム径が２．２ｍｍ （３ｄｂ減衰）であり、純
水２中の伝搬距離は約４ｍｍである。窓ｌｂから出射さ
れたレーザ光はＡＭ信号及びＦＭ信号が多重化された光
変調信号であり、その光路上に配置されているピン・ダ
イオード６に入射され、電気信号に復調される。
次に、動作を説明する。ＩＤＴ５及び６にはそれぞれＡ
Ｍ信号及びＦＭ信号が印加されているので、これらによ
り励起された弾性表面波は、弾性表面波素子３と純水２
との境界で漏洩弾性表面波の形式をとり、かつ周波数及
び振幅と無関係に、純水２中の角度θ（＝ ５ｉｎ−’
Ｖｃ／Ｖ＋ ）方向に縦波音波として放射される。更
に、第１図に示すように、この液中に側面方向から入射
された光ビームは、縦波音波により純水２中に構成され
た超音波回折格子により回折される。
Ｍ信号及びＦＭ信号が印加されているので、これらによ
り励起された弾性表面波は、弾性表面波素子３と純水２
との境界で漏洩弾性表面波の形式をとり、かつ周波数及
び振幅と無関係に、純水２中の角度θ（＝ ５ｉｎ−’
Ｖｃ／Ｖ＋ ）方向に縦波音波として放射される。更
に、第１図に示すように、この液中に側面方向から入射
された光ビームは、縦波音波により純水２中に構成され
た超音波回折格子により回折される。
この回折による光強度■１は、縦波音波を励起させた電
気信号の振幅Ｅ１に依存し、φ。くく１の条件下では次
式により表わされる。
気信号の振幅Ｅ１に依存し、φ。くく１の条件下では次
式により表わされる。
１．４ｓｉｎ２（φ、／２）４ （φ、、／２）２（
１）φｍ＋＝２πＬＰ、 ｙ７ Ｆ、ｅｘｐ （−ａｄ
）／λ （２）ここで、 θは基板４の法線と縦波音波がなす角度、Ｖ、は漏洩弾
性表面波の速度、 φ、は光が受ける位相変化量、 Ｌは超音波回折格子と光の干渉距離、 Ｐｏは光弾性定数、 λは光の波長、 αは純水２中の音波の減衰定数、 ηは漏洩弾性表面波から水中たて波への変換効率、 ｄは純水２中の音波の伝搬距離である。
１）φｍ＋＝２πＬＰ、 ｙ７ Ｆ、ｅｘｐ （−ａｄ
）／λ （２）ここで、 θは基板４の法線と縦波音波がなす角度、Ｖ、は漏洩弾
性表面波の速度、 φ、は光が受ける位相変化量、 Ｌは超音波回折格子と光の干渉距離、 Ｐｏは光弾性定数、 λは光の波長、 αは純水２中の音波の減衰定数、 ηは漏洩弾性表面波から水中たて波への変換効率、 ｄは純水２中の音波の伝搬距離である。
従って、第ｍチャネル（この場合は、ＡＭ信号及びＦＭ
信号により、ｍ＝１．２）の信号により変調される回折
光強度は、各信号がφ、、＝０．１の範囲にあれば（１
）式から近似的に次式の関係によって与えられる。
信号により、ｍ＝１．２）の信号により変調される回折
光強度は、各信号がφ、、＝０．１の範囲にあれば（１
）式から近似的に次式の関係によって与えられる。
■１−（φ、、／２）”（１−（φ、／２） ２／３−
（２／３）Σ （φに／２）２） （３
）−ｌ ただし、ｋ＊はに−ｍを除く整数である。
（２／３）Σ （φに／２）２） （３
）−ｌ ただし、ｋ＊はに−ｍを除く整数である。
Ｅｌ及びＥ２をそれぞれ組信号及びＦＭ信号とすると、
Ｅ、−＾、（１＋ ｍ、５ｉｎ２ ｙｒｐ、υ（ｓｉ
ｎ ２ｒｒｆ、Ｌ） （４）Ｅ２− 八、５ｉｎ（Ｓ／
ｙｒｆ２．ｔ＋ｍｆ２ｓｉｎ２πｐ２ｔ）
（５）ここで、 八１、八、は振幅、 ｆ、、 ｆ２は搬送周波数、 １１１％ １１２は変調度、 ｍｆ２は変調指数、 ＰＩ、 Ｐ２は変調周波数 である。回折光がほぼ同位置から出力されるときは、回
折光の強度は（２）及び（３）式から４次以上の項を無
視すると、 Ｉ 、、２＃（πＬＰ、 ηＡ、（１＋ｍ、５ｉｎ２π
ｐ、ｔ）（ｓｉｎ２ｙｒｆ、ｔ）ｅｘｐ（−ａｄ）／
λ）２＋（（ｙｒＬＰ、 ηＡ、ｓｉｎ （２ｙｃｆ２
ｔ＋ｍｆ２ｓｉｎ２πｐ２ｔ）ｅｘｐ（−ａｄ）／λ）
２（６）と表わすことができる。
ｎ ２ｒｒｆ、Ｌ） （４）Ｅ２− 八、５ｉｎ（Ｓ／
ｙｒｆ２．ｔ＋ｍｆ２ｓｉｎ２πｐ２ｔ）
（５）ここで、 八１、八、は振幅、 ｆ、、 ｆ２は搬送周波数、 １１１％ １１２は変調度、 ｍｆ２は変調指数、 ＰＩ、 Ｐ２は変調周波数 である。回折光がほぼ同位置から出力されるときは、回
折光の強度は（２）及び（３）式から４次以上の項を無
視すると、 Ｉ 、、２＃（πＬＰ、 ηＡ、（１＋ｍ、５ｉｎ２π
ｐ、ｔ）（ｓｉｎ２ｙｒｆ、ｔ）ｅｘｐ（−ａｄ）／
λ）２＋（（ｙｒＬＰ、 ηＡ、ｓｉｎ （２ｙｃｆ２
ｔ＋ｍｆ２ｓｉｎ２πｐ２ｔ）ｅｘｐ（−ａｄ）／λ）
２（６）と表わすことができる。
（６）式は、ＡＭ信号及びＦＭ信号により、回折効果を
損なうことなく、多重化された光変調が可能なことを示
すものである。
損なうことなく、多重化された光変調が可能なことを示
すものである。
第３図は、純水２中の超音波回折格子の幅を表わす特性
図である。第３図において、横軸が光の入射位置で超音
波回折格子の中心位置を基準とした水平方向の格子幅を
表わし、縦軸が光の相対的な輝度を示す。この特性図か
ら明らかなように、相対位置Ｏを中心にしてＩＤＴ５及
び６により純水２に鋭い超音波ビーム、即ち半幅値が０
．５ｎｖ１の超音波ビームが放射されていることが解る
。
図である。第３図において、横軸が光の入射位置で超音
波回折格子の中心位置を基準とした水平方向の格子幅を
表わし、縦軸が光の相対的な輝度を示す。この特性図か
ら明らかなように、相対位置Ｏを中心にしてＩＤＴ５及
び６により純水２に鋭い超音波ビーム、即ち半幅値が０
．５ｎｖ１の超音波ビームが放射されていることが解る
。
第４図は予変調の搬送周波数（ＭＨｚ）に対する多チャ
ネル光変調器による回折光の強度（ｄＢ ／ｄｉｖ）を
示す特性図である。変調帯域幅は約５ＭＩＩｚ、回折角
は中心周波数（４８，５ＭＨｚ）付近＋約１．１７度で
あり、ブラッグ回折の回折角に相当している。
ネル光変調器による回折光の強度（ｄＢ ／ｄｉｖ）を
示す特性図である。変調帯域幅は約５ＭＩＩｚ、回折角
は中心周波数（４８，５ＭＨｚ）付近＋約１．１７度で
あり、ブラッグ回折の回折角に相当している。
第５図は正規化した入力の電気信号と回折光の強度（ｍ
Ｖ）を示す特性図である。第５図から明らかなように、
人力の電気信号が小振幅であるときは、回折光の強度が
電気信号の変化に線形に変化している。従って、光の変
調はこのような変化をする線形領域内で行なわれる。
Ｖ）を示す特性図である。第５図から明らかなように、
人力の電気信号が小振幅であるときは、回折光の強度が
電気信号の変化に線形に変化している。従って、光の変
調はこのような変化をする線形領域内で行なわれる。
第６図はＡＭ信号及びＦＭ信号の周波数（Ｍｌｌｚ）に
対する多チャネル光変調器の相対振幅（１０ｄＢ／ｄｉ
ｖ）を示す特性図である。
対する多チャネル光変調器の相対振幅（１０ｄＢ／ｄｉ
ｖ）を示す特性図である。
（発明の効果）
以上、詳細に説明したように、この発明によれば、複数
チャネルの入力信号に基づく音響信号を音波伝送媒体中
で音響的に多重化させて超音波回折格子を形成し、これ
に入射されるレーザ光を変調するように構成したので、
非線形性や雑音の影響の少ない高品質の多重化された光
変調信号を簡単に得ることができる。
チャネルの入力信号に基づく音響信号を音波伝送媒体中
で音響的に多重化させて超音波回折格子を形成し、これ
に入射されるレーザ光を変調するように構成したので、
非線形性や雑音の影響の少ない高品質の多重化された光
変調信号を簡単に得ることができる。
第１図はこの発明の一実施例による多チャネル光変調器
の断面図、第２図は液面に対する弾性表面波素子の配置
図、第３図〜第５図はこの発明の多チャネル光変調器の
特性図、第６図はＡＭ信号及びＦＭ信号の周波数スペク
トル図である。 １・・・外容器、 ２・−純水、３・・・弾性表
面波素子、４・・・基板、５ 、 ６ ・軸 ＩＤＴ。
の断面図、第２図は液面に対する弾性表面波素子の配置
図、第３図〜第５図はこの発明の多チャネル光変調器の
特性図、第６図はＡＭ信号及びＦＭ信号の周波数スペク
トル図である。 １・・・外容器、 ２・−純水、３・・・弾性表
面波素子、４・・・基板、５ 、 ６ ・軸 ＩＤＴ。
Claims (3)
- （１）それぞれ電気的な入力信号に基づく音響信号を音
波伝送媒体中に放射して前記音波伝送媒体中に超音波回
折格子を形成し、入射されるレーザ光を変調する多チャ
ネル光変調器において、音波伝送媒体中に、かつ前記音
波伝送媒体の面に対して所定の角度により設置され、互
いに周波数を異にする複数の入力信号を音響信号に変換
して前記音波伝送媒体中に放射する弾性表面波素子と、 前記音波伝送媒体を収容すると共に、レーザ光を入射さ
せる第１の窓、及び前記窓から入射されたレーザ光を前
記音波伝送媒体の外へ導出する第２の窓を有する外容器
と を備えたことを特徴とする多チャネル光変調器。 - （２）弾性表面波素子は 所定の角度により音波伝送媒体中に配置された圧電基板
と、 前記圧電基板上に形成され、対応する複数の入力信号の
うちの一つによりそれぞれ駆動される複数のインターデ
ィジタル電極と を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
多チャネル光変調器。 - （３）弾性表面波素子は振幅変調信号及び周波数変調信
号を入力信号として導入していることを特徴とする特許
請求の範囲第１項又は第２項記載の多チャネル光変調器
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12109987A JPS63286816A (ja) | 1987-05-20 | 1987-05-20 | 多チャネル光変調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12109987A JPS63286816A (ja) | 1987-05-20 | 1987-05-20 | 多チャネル光変調器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63286816A true JPS63286816A (ja) | 1988-11-24 |
Family
ID=14802851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12109987A Pending JPS63286816A (ja) | 1987-05-20 | 1987-05-20 | 多チャネル光変調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63286816A (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5075054A (ja) * | 1973-10-26 | 1975-06-20 | ||
| JPS6128926A (ja) * | 1984-07-20 | 1986-02-08 | Koji Toda | 超音波光変調装置 |
| JPS61213821A (ja) * | 1985-03-20 | 1986-09-22 | Koji Toda | Ｆｍ光変調器 |
| JPS61213822A (ja) * | 1985-03-20 | 1986-09-22 | Koji Toda | 超音波光変調装置 |
| JPS61213823A (ja) * | 1985-03-20 | 1986-09-22 | Koji Toda | 光変調器 |
-
1987
- 1987-05-20 JP JP12109987A patent/JPS63286816A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5075054A (ja) * | 1973-10-26 | 1975-06-20 | ||
| JPS6128926A (ja) * | 1984-07-20 | 1986-02-08 | Koji Toda | 超音波光変調装置 |
| JPS61213821A (ja) * | 1985-03-20 | 1986-09-22 | Koji Toda | Ｆｍ光変調器 |
| JPS61213822A (ja) * | 1985-03-20 | 1986-09-22 | Koji Toda | 超音波光変調装置 |
| JPS61213823A (ja) * | 1985-03-20 | 1986-09-22 | Koji Toda | 光変調器 |
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