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JPH05204002A - 音響光学フィルタ制御方法および装置 - Google Patents

音響光学フィルタ制御方法および装置

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Publication number
JPH05204002A
JPH05204002A JP30862191A JP30862191A JPH05204002A JP H05204002 A JPH05204002 A JP H05204002A JP 30862191 A JP30862191 A JP 30862191A JP 30862191 A JP30862191 A JP 30862191A JP H05204002 A JPH05204002 A JP H05204002A
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JP
Japan
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frequency
acousto
signal
output
optic filter
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JP30862191A
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Takahiro Shiozawa
隆広 塩沢
Naoki Shimozaka
直樹 下坂
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Priority to US07/981,319 priority patent/US5357097A/en
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 信号光の透過率が最大となるように音響光学
フィルタを制御する方式および装置を提供する。 【構成】 音響光学フィルタ201の出力信号光強度
は、光強度検出器204により検出される。音響光学フ
ィルタ201は、高周波発振器202により、駆動さ
れ、駆動周波数は、周波数f0 で微小に周波数変調され
ている。光強度検出器204の出力は、周波数f0 で同
期検波され、この同期検波出力が零になるように制御器
207により、高周波発振器202の周波数が制御され
る。同様に、高周波信号の振幅は、周波数f1 で微小に
振幅変調されている。光強度検出器204の出力は、周
波数f1 で同期検波され、この同期検波出力が零になる
ように制御器210により、高周波発振器202の振幅
が制御される。 【効果】 信号光波長の変動、音響光学フィルタの経時
変化による特性の変動などに影響されない光フィルタ動
作を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、音響光学フィルタの制
御に関し、さらに詳しくは、音響光学フィルタにおい
て、駆動高周波信号の周波数を信号光波長に同調すると
同時に、透過波長における出力透過率が最大となるよう
に駆動高周波信号の周波数および振幅を制御する方法と
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】音響光学フィルタは、可変波長範囲の広
い光の可変波長フィルタである。音響光学フィルタの一
例として、「1989年 European Conf
erence On Optical Communi
cation 予稿集」第3巻、第70−73項に記載
された音響光学フィルタの構造を図5に示す。図5に示
す音響光学フィルタは、リチウムナイオベートの基板上
にチタンを拡散して形成した2本の光導波路526と第
1および第2のTE−TMスプリッタ527,528と
電極529と音響波領域530とから成っている。第1
の入力端子522から入力された光信号は第1のTE−
TMスプリッタ527でTE偏波とTM偏波に分けられ
2本の導波路を別々に進んで第2のTE−TMスプリッ
タ528で合波されて第1の出力端子524に出力され
る。このとき電極529にある周波数の電気信号を入力
するとその周波数に対応した波長の光信号が音響波領域
内の光導波路上で音響光学効果によりTE−TMモード
変換されるため、前記波長の光信号のみが第2の出力端
子525に出力され、それ以外の波長の光信号は第1の
出力端子524に出力される。電気信号の周波数を変え
ることにより第2の出力端子525に出力される波長を
変えることができるので、第1の入力端子522と第2
の出力端子525をそれぞれ入出力とした可変波長フィ
ルタを構成できる。
【0003】図6は、音響光学フィルタを光波長多重通
信などに応用するために、従来用いられていた音響光学
フィルタの制御系を説明するためのブロック図である。
音響光学フィルタ601には、波長多重された光信号が
入力される。音響光学フィルタ601の出力信号光は、
光分岐器603により分岐され、光強度検出器604に
より出力信号光強度が検出される。音響光学フィルタ6
01は、周波数可変の高周波発振器602により駆動さ
れるが、駆動周波数は、発振器605の発振周波数で微
小に周波数変調されている。光強度検出器604の出力
は、かけ算器606により、発振器605の発振周波数
で周期検波され、この同期検波出力が零になるように制
御器607により、周波数可変の高周波発振器602の
周波数が制御される。図3は、音響光学フィルタを駆動
する高周波信号の周波数の制御原理を説明するための特
性図である。音響光学フィルタ601の入力信号光は、
波長多重されているので、周波数可変の高周波発振器6
02の周波数を走査すると波長チャネルが次々に選択さ
れ、出力信号光強度が、例えば、図3(a)のように変
化する。このとき、周波数可変の高周波発振器602の
駆動周波数は、発振器605の発振周波数で微小に周波
数変調されているので、かけ算器606による605の
発振周波数での同期検波出力は、図3(b)のような図
3(a)の微分特性となり、比例積分制御(PI制御)
などを用いて、加算器608を介して高周波発振器60
2の周波数を、例えば図3(b)のA点に制御すること
ができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来技術
によれば、音響光学フィルタの透過波長を入力信号光波
長に同調することができる。
【0005】しかしながら、音響光学フィルタを駆動す
る高周波信号の振幅が制御されていないために、信号光
の透過率が音響光学フィルタの波長可変幅全体にたいし
て、最適にならない。
【0006】本発明は、以上の問題点を解決するもので
あり、その目的は、音響光学フィルタを駆動する高周波
信号の周波数を信号光波長に同調すると同時に、信号光
の透過率が最大となるように音響光学フィルタを駆動す
る高周波信号の振幅を制御する方式および装置を提供す
ることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、複数の波
長の異なる信号光から所望の波長の信号光を抽出する音
響光学フィルタの制御方法であって、音響光学フィルタ
の出力信号光強度を検出し、この出力信号光強度が最大
となるように音響光学フィルタを駆動する高周波信号の
周波数と振幅を同時に制御することを特徴とする。
【0008】第2の発明は、出力高周波信号の周波数と
振幅を可変できる音響光学フィルタ駆動用高周波発振器
と、音響光学フィルタの出力信号光強度を検出する光強
度検出器と、前記音響光学フィルタを駆動する高周波信
号の周波数を微小変調するための第1の発振器と、光強
度検出器の出力を第1の発振器の発振周波数で同期検波
する第1の同期検波器と、この第1の同期検波器の出力
を誤差信号として前記高周波信号の周波数を制御する第
1の制御器と、前記高周波信号の振幅を微小変調するた
めの第2の発振器と、光強度検出器の出力を第2の発振
器の発振周波数で同期検波する第2の同期検波器と、こ
の第2の同期検波器の出力を誤差信号として前記高周波
信号の振幅を制御する第2の制御器とからなることを特
徴とする。
【0009】
【作用】第1の発明においては、音響光学フィルタの出
力信号光強度が検出され、この出力信号光強度が最大と
なるように音響光学フィルタを駆動する高周波信号の周
波数と振幅を同時に制御する。
【0010】音響光学フィルタの透過波長は、音響光学
フィルタを駆動する高周波信号の周波数により決まり、
このとき、透過率を最大にする最適な高周波信号の振幅
の大きさが存在する。第1の発明は、出力信号光強度が
最大となるように音響光学フィルタを駆動する高周波信
号の周波数と振幅を同時に制御するので、高周波信号の
周波数は、信号光波長に同調し、高周波信号の振幅は、
透過率を最大にする最適な値となる。
【0011】第2の発明においては、第1の発振器で、
音響光学フィルタを駆動する高周波信号の周波数を微小
変調し、音響光学フィルタの出力信号光強度を検出する
光強度検出器の出力を第1の同期検波器を用いて、第1
の発振器の発振周波数で同期検波し、この同期検波出力
を誤差信号として、第1の制御器で、音響光学フィルタ
を駆動する高周波信号の周波数を制御することにより、
高周波信号の周波数を信号光波長に同調することができ
る。また、第2の発振器で、音響光学フィルタを駆動す
る高周波信号の振幅を微小変調し、音響光学フィルタの
出力信号光強度を検出する光強度検出器の出力を第2の
同期検波器を用いて、第2の発振器の発振周波数で同期
検波し、この同期検波出力を誤差信号として、第2の制
御器で、音響光学フィルタを駆動する高周波信号の振幅
を制御することにより、高周波信号の振幅を音響光学フ
ィルタの透過率を最大にする最適な値に制御することが
できる。このとき、第1の発振器の発振周波数を第2の
発振器の発振周波数と異なる周波数に設定すれば、第1
の同期検波器の出力には、音響光学フィルタを駆動する
高周波信号の振幅の微小変調の影響が現れず、第2の同
期検波器の出力には、音響光学フィルタを駆動する高周
波信号の周波数の微小変調の影響が現れない。したがっ
て、第1の発明を容易に実現できる。
【0012】
【実施例】図1は、第1の発明の一実施例を説明するた
めのブロック図である。音響光学フィルタ101には、
波長多重された光信号が入力される。音響光学フィルタ
101の出力信号光は、光分岐器103により分岐さ
れ、光強度検出器104により出力信号光強度が検出さ
れる。音響光学フィルタ101は、周波数および振幅可
変の高周波発振器102により、駆動される。光強度検
出器104の出力は、アナログデジタル(AD)変換器
105によりデジタル信号に変換され、マイクロプロセ
ッサ106に入力される。音響光学フィルタ101を駆
動する高周波信号の周波数は、デジタルアナログ(D
A)変換器107を介して、マイクロプロセッサ106
により制御される。同様に、高周波信号の振幅は、デジ
タルアナログ(DA)変換器108を介して、マイクロ
プロセッサ106により制御される。
【0013】マイクロプロセッサ106は、デジタルア
ナログ(DA)変換器107または、デジタルアナログ
(DA)変換器108を介して、音響光学フィルタ10
1を駆動する高周波信号の周波数または、振幅を微小ス
テップ変化させ、変化の前後の出力信号光強度を光強度
検出器104とアナログデジタル(AD)変換器105
を介して検出する。音響光学フィルタを駆動する高周波
信号の周波数の変化に対して、音響光学フィルタの出力
信号光強度は、図3(a)に示す様に変化し、高周波信
号の振幅の変化に対して、出力信号光強度は、図4
(a)に示す様に変化し、何れも極大値を持つ。したが
って、マイクロプロセッサ106は、高周波信号の周波
数または、振幅を微小ステップ変化させた前後の出力信
号光強度をデータとして、山登り法や最大傾斜法などの
アルゴリズムを用いて、出力信号光強度が最大になるよ
うに高周波信号の周波数と振幅を、それぞれ、デジタル
アナログ(DA)変換器107とデジタルアナログ(D
A)変換器108を介して制御することができる。
【0014】図2は、第2の発明の一実施例を説明する
ためのブロック図である。音響光学フィルタ201に
は、波長多重された光信号が入力される。音響光学フィ
ルタ201の出力信号光は、光分岐器203により分岐
され、光強度検出器204により出力信号光強度が検出
される。音響光学フィルタ201は、周波数および振幅
可変の高周波発振器202により、駆動され、駆動周波
数は、発振器205の発振周波数f0 で微小に周波数変
調されている。光強度検出器204の出力は、かけ算器
206により、発振器205の発振周波数f0 で同期検
波され、この同期検波出力が零になるように制御器20
7により、高周波発振器202の周波数が制御される。
同様に、音響光学フィルタ201を駆動する高周波信号
の振幅は、発振器208の発振周波数f1 で微小に振幅
変調されている。光強度検出器204の出力は、かけ算
器209により、発振器208の発振周波数f1 で同期
検波され、この同期検波出力が零になるように制御器2
10により、高周波発振器202の振幅が制御される。
【0015】音響光学フィルタ201を駆動する高周波
発振器202の周波数の制御原理は、従来例で述べたの
と同じなので省略する。図4は、音響光学フィルタを駆
動する高周波信号の振幅の制御原理を説明するための特
性図である。音響光学フィルタ201を駆動する高周波
発振器202の振幅を走査すると出力信号光強度(透過
率)は、例えば、図4(a)のように変化する。このと
き、高周波発振器202の振幅は、発振器208の発振
周波数f1 で微小に周波数変調されているので、かけ算
器209による発振器208の発振周波数f1 での同期
検波出力は、図4(b)のような図4(a)の微分特性
となり、比例積分制御(PI制御)などを用いて、加算
器212を介して高周波発振器202の振幅を、例え
ば、図4(b)のA点に制御することができる。発振器
205の発振周波数f0 を発振器208の発振周波数f
1 と異なる周波数に設定すれば、同期検波器として用い
ているかけ算器206の出力には、音響光学フィルタ2
01を駆動する高周波信号の振幅の微小変調の影響が現
れず、同期検波器として用いているかけ算器209の出
力には、音響光学フィルタ201を駆動する高周波信号
の周波数の微小変調の影響が現れない。
【0016】以上、実施例をもって本発明を説明した
が、本発明は、これらの実施例のみに限定されるもので
はない。たとえば、実施例では、光分岐器を用いて音響
光学フィルタの出力信号光強度を検出しているが、光分
岐器を用いずに、信号受信用の検出器で出力信号光強度
を検出することもできる。また、同期検波器として、か
け算器以外の電子回路を用いることもできる。
【0017】
【発明の効果】第1の発明によれば、音響光学フィルタ
の出力信号光強度が最大となるように音響光学フィルタ
を駆動する高周波信号の周波数と振幅を同時に制御する
ので、高周波信号の周波数は、信号光波長に同調し、高
周波信号の振幅は、透過率を最大にする最適な値とな
り、信号光波長の変動、音響光学フィルタの経時変化に
よる特性の変動などに影響されない安定な光フィルタ動
作を実現できる。
【0018】第2の発明によれば、第1の発明を発振
器、同期検波器、制御器などの簡単な電子回路で実現で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の発明の一実施例を説明するためのブロッ
ク図
【図2】第2の発明の一実施例を説明するためのブロッ
ク図。
【図3】音響光学フィルタを駆動する高周波信号の周波
数の制御原理を説明するための特性図。
【図4】音響光学フィルタを駆動する高周波信号の振幅
の制御原理を説明するための特性図。
【図5】音響光学フィルタの一例を説明するための構造
図。
【図6】音響光学フィルタを光波長多重通信などに応用
するために、従来用いられていた音響光学フィルタの制
御系を説明するためのブロック図。
【符号の説明】
101、201、601 音響光学フィルタ 102、202、602 高周波発振器 103、203、603 光分岐器 104、204、604 光強度検出器 105 アナログデジタル(AD)変換器 106 マイクロプロセッサ 107、108 デジタルアナログ(DA)変換器 205、208、605 発振器 206、209、606 かけ算器 207、210、607 制御器 211、212、608 加算器 526 光導波路 527、528 TE−TMスプリッタ 529 電極

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の波長の異なる信号光から所望の波
    長の信号光を抽出する音響光学フィルタの制御方法であ
    って、音響光学フィルタの出力信号光強度を検出し、前
    記出力信号光強度が最大となるように前記音響光学フィ
    ルタを駆動する高周波信号の周波数と振幅を同時に制御
    することを特徴とする音響光学フィルタの制御方法。
  2. 【請求項2】 出力高周波信号の周波数と振幅を可変で
    きる音響光学フィルタ駆動用高周波発振器と、音響光学
    フィルタの出力信号強度を検出する光強度検出器と、前
    記音響光学フィルタを駆動する高周波信号の周波数を微
    小変調するための第1の発振器と、前記光強度検出器の
    出力を前記第1の発振器の発振周波数で同期検波する第
    1の同期検波器と、前記第1の同期検波器の出力を誤差
    信号として前記高周波信号の周波数を制御する第1の制
    御器と、前記高周波信号の振幅を微小変調するための第
    2の発振器と、前記光強度検出器の出力を前記第2の発
    振器の発振周波数で同期検波する第2の同期検波器と、
    前記第2の同期検波器の出力を誤差信号として前記高周
    波信号の振幅を制御する第2の制御器とからなる音響光
    学フィルタ制御装置。
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