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JPH0724395B2 - 光送信装置 - Google Patents

光送信装置

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Publication number
JPH0724395B2
JPH0724395B2 JP61503545A JP50354586A JPH0724395B2 JP H0724395 B2 JPH0724395 B2 JP H0724395B2 JP 61503545 A JP61503545 A JP 61503545A JP 50354586 A JP50354586 A JP 50354586A JP H0724395 B2 JPH0724395 B2 JP H0724395B2
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JP
Japan
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optical
signal
amplitude
modulated
modulation
Prior art date
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JP61503545A
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English (en)
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JPS63500693A (ja
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ダビッド・ウィリアム スミス
ロデリック・ピータ ウェブ
Original Assignee
ブリティシュ・テレコミュニケ−ションズ・パブリック・リミテッド・カンパニ
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Publication date
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Priority claimed from GB858515583A external-priority patent/GB8515583D0/en
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Publication of JPH0724395B2 publication Critical patent/JPH0724395B2/ja
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    • 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
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/35—Non-linear optics
    • G02F1/3515—All-optical modulation, gating, switching, e.g. control of a light beam by another light beam
    • G02F1/3517—All-optical modulation, gating, switching, e.g. control of a light beam by another light beam using an interferometer
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2589—Bidirectional transmission
    • H04B10/25891—Transmission components

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光信号の位相変調に利用する。特に、送信しよ
うとする信号で位相変調された光信号を出力する光送信
装置に関する。
位相変調された光信号による通信は、光ファイバその他
の光導波路により行われてもよく、通信衛星を経由して
行われてもよい。
本明細書において「光」とは、光ファイバ等の誘電体光
導波路により伝送可能な可視光およびその両側の赤外お
よび紫外領域として知られる電磁スペクトラムの部分を
いう。
〔従来の技術〕
光通信の分野では、一般に、伝送すべき情報で光搬送波
の振幅（強度）を変調している。しかし、ある種の利用
分野、例えばコヒーレント装置では、情報により搬送波
を位相変調して伝送することが望まれる。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、比較的簡単な構成で光位相変調信号を得るこ
とのできる光送信装置を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の第一の観点によると、情報により振幅変調され
た光信号を発生する光振幅変調手段と、この光振幅変調
手段の出力した光信号が入射し、その光信号のパワーに
より屈折率が変化してその光信号の振幅変調に対応する
光位相変調信号を生成する変換手段とを備えたことを特
徴とする光送信装置が提供される。
変換手段としては、入射した光信号のパワーにより屈折
率が変化する素子、例えば半導体レーザ増幅器を用い
る。
変換手段には、その出力光信号から振幅変調成分を除去
する手段、例えば入射光信号に対する利得が飽和して一
定の振幅の光信号を出力する飽和レーザ増幅器を含むこ
とがよい。
光振幅変調手段としては、半導体レーザその他の光源
と、この光源からの出力光を情報により振幅変調する振
幅変調器とを含むことができる。光源と振幅変調器とが
一体であってもよい。
また、本発明の光送信装置を光中継器に利用する場合に
は、光振幅変調手段として、局部発振光を発生する局部
発振器と、この局部発振光を他の光送信装置から受信し
た光位相変調信号に合波することによりその光位相変調
信号の位相変調に対応して振幅変調された光信号を生成
する光結合器とを用いることができる。また、他の光送
信装置から受信した光位相変調信号に含まれるパイロッ
ト搬送波を狭帯域増幅することによりその光位相変調信
号に対応して振幅変調された光信号を生成する、例えば
誘導ブリルアン散乱増幅器を用いてもよい。
本発明の第二の観点によると、情報により振幅変調され
た光信号を発生する光振幅変調手段と、この振幅変調さ
れた光信号とは波長の異なる光搬送波を発生する搬送波
光源と、振幅変調された光信号と光搬送波とが入力さ
れ、振幅変調された光信号のパワーにより屈折率が変化
してその光信号の振幅変調に対応する光位相変調を光搬
送波に施す変換手段とを備えたことを特徴とする光送信
装置が提供される。
振幅変調された光信号と光搬送波とは、合波されて変換
手段に入射してもよく、逆方向に変換手段に入射しても
よい。
〔作用〕
光位相変調信号を得るために、まず、光振幅変調信号を
生成し、それを電気信号に変換することなく光位相変調
信号に変換する。このためには、光パワーにより屈折率
が変化する媒質を用いる。屈折率が変化すると、その媒
質を通過する光信号に対する光路長が変化する。したが
って、光パワーに対応して光信号の位相が変化する。す
なわち、光振幅変調信号が光位相変調信号に変換され
る。
本発明は特に中継器に利用する場合には、受信した光位
相変調信号を電気信号に変換することなく光振幅変調信
号に変換する技術は公知であり、この技術を組み合わせ
て、光位相変調信号を電気信号に変換することなく中継
できる。
光振幅変調信号を光位相変調信号に変換するのではな
く、光振幅変調信号の光パワーによって生じる非線形性
を利用して、その信号とは波長の異なる光搬送波信号を
位相変調することもできる。
〔実施例〕
以下図面を参照して本発明の実施例を説明するが、これ
らの実施例では、送信しようとする情報がディジタル信
号であるものとし、「振幅変調」の代わりに「強度変
調」または「ASK」という用語を使用する。
第１図は本発明第一実施例の光送信装置を示すブロック
構成図である。
この光送信装置は、情報により振幅変調された光信号を
発生する光振幅変調信号として半導体レーザ１および光
強度変調器２を備え、この振幅変調された光信号のパワ
ーに対する光学的非線形性によりその光信号の振幅変調
に対応する光位相変調信号を生成する変換手段として半
導体レーザ増幅器４および飽和レーザ増幅器６を備え
る。
半導体レーザ１は、位相および振幅が一定な光搬送波信
号を発生する。光強度変調器２は、入力された光搬送波
をデータ等の情報により強度変調し、これにより発生し
た強度変調された信号を単一モード光ファイバ等の光導
波路を経由して半導体レーザ増幅器４に供給する。
半導体レーザ増幅器４は、入射光パワーに対して光学的
非線形性を示す。この光学的非線形性には、入射光によ
る利得の変化および屈折率の変化が含まれる。屈折率の
変化は、増幅器を通過する光路長の変化を引き起こし、
したがって信号の通過時間を変化させる。すなわち、強
度変調された光入力信号の通過時間がその強度によって
異なり、その強度変調に対応する位相変動が生じる。こ
れは、位相変調が行われたことに相当する。したがっ
て、半導体レーザ増幅器４により生成された信号には、
もとの強度変調と同一の情報による付加的な位相変調が
施されている。この振幅変調と位相変調とが組み合わさ
れた信号は、光ファイバ５により飽和レーザ増幅器６に
供給される。
飽和レーザ増幅器６は、入射光信号に対する利得が飽和
して一定の振幅変調の光信号を出力する。このため、強
度変調成分が除去され、位相変調だけが残る。得られた
信号は、一般的な方法で伝送され、光受信装置７に供給
される。光受信装置７は、到来した信号を復調してオリ
ジナルの情報を再生する。
第２図は本発明の第二実施例の光送信装置を示すブロッ
ク構成図である。
この実施例は、強度変調された光信号（波長λ２）とは
波長の異なる光搬送波（波長λ１）を発生する搬送波光
源として補助光信号源20を備え、強度変調された光信号
と光搬送波とが入力され、その振幅変調された光信号の
パワーに対する光学的非線形性によりその光信号の振幅
変調に対応する光位相変調を光搬送波に施す変換手段と
して、半導体レーザ増幅器９を備える。この実施例はま
た、補助光信号源20の出力した光搬送波と強度変調され
た光信号とを半導体レーザ増幅器９に入射するため、光
ファイバによる光結合器８を備える。半導体レーザ増幅
器９の出力には、波長λ２を透過する波長選択器10を備
える。
補助光信号源20としては、発振スペクトル線幅が狭く安
定しているものが用いられる。
光結合器８は二つの入力アームを備え、一方には補助光
信号源20からの強度および位相が一定で波長λ１の光搬
送波が入力され、他方には強度変調された波長λ２の光
信号が入力される。光結合器８はこれらを合波し、半導
体レーザ増幅器９に供給する。
半導体レーザ増幅器９では、強度変調された波長λ２の
光信号のパワーにより屈折率が変化し、その光路長に変
化が生じる。このため、この波長λ２の光信号と共に入
射した波長λ１の光搬送波には、光路長変化による位相
変調が生じる。したがって、半導体レーザ増幅器９の信
号出力には、強度変調された波長λ２の光信号と、これ
と同一の情報により位相変調された波長λ１の光信号と
が含まれる。この場合、伝送しようとする光信号は位相
変調光である。そこで、一般的な形態の変調選択器10に
より波長λ２成分を除去し、波長λ１成分、すなわち位
相変調された光信号だけを出力する。
この実施例では、一つの波長から他の波長に変調を変換
できる、すなわち情報を伝送するための搬送波を直接に
切り換えることができるので、波長多重装置に用いて特
に有効である。
第３図は本発明第三実施例の光送信装置を示すブロック
構成図である。この実施例は、波長λ１の光搬送波と波
長λ２の強度変調信号とを逆方向に半導体レーザ増幅器
９に入射することが第二実施例と異なる。
すなわち、補助光信号源20の出力する波長λ１の光搬送
波は、直接に半導体レーザ増幅器９に注入される。一
方、強度変調された波長λ２の光信号は、光結合器11を
経由して半導体レーザ増幅器９に注入される。半導体レ
ーザ増幅器９の出力は、光結合器11を経由して出力され
る。
この実施例の利点は、強度変調信号が波長λ１の光搬送
波と逆方向に進行するため、光結合器11の出力に波長λ
２成分が現れることがないことである。したがって、こ
の成分を除去するためのフィルタ（第二実施例における
波長選択器10）が不要となる。
第４図は本発明第四実施例の光送信装置を示すブロック
構成図である。この実施例は本発明をPSK中継器に実施
したものであり、強度変調された光信号を得るための構
成が第一実施例と異なる。すなわち、光振幅変調信号と
して、局部発振光を発生する局部発振器21と、この局部
発振光を他の光送信装置から受信した光位相変調信号に
合波する光結合器12とを備える。
他の光送信装置から送られてきた波長λ１の位相変調信
号に、局部発振器21からの波長λ１の光信号（ホモダイ
ン光信号）を混合すると、受信位相変調信号と同一の情
報で強度変調された光信号が得られる。この光信号を半
導体レーザ増幅器13に入力し、第一実施例と同様に、元
の位相変調を再生する。半導体レーザ増幅器13の出力は
飽和レーザ増幅器により振幅一定に増幅されるが、第４
図ではこれを省略した。
この実施例に示した中継器では、コヒーレント・ミキシ
ンズ・プロセスと半導体レーザ増幅器13とにより利得が
得られ、信号を電気的に処理する必要がない。
第５図は本発明第五実施例の光送信装置を示すブロック
構成図である。この実施例もまた本発明をPSK中継器で
実施したものである。
PSK信号伝送では、搬送波を再生して受信信号を同期復
調できるように、PSK信号とともに弱いパイロット搬送
波を送ることが行われる。そこで、このパイロット搬送
波を増幅すれば、第４図に示した実施例と同様に、強度
変調信号が得られる。
パイロット搬送波を増幅するため、本実施例では、誘導
ブリルアン散乱（stimulated Brillouin scattering、S
BS）のような狭帯域増幅プロセスを利用する。すなわ
ち、パイロット搬送波をふくむPSK信号を光結合器14に
入力し、その一方で、励起光源22からのポンプ光を光結
合器14に反対方向に注入する。位相変調信号と共に増幅
された搬送波は、振幅変調された光信号を生成する。こ
の振幅変調された信号は、半導体レーザ増幅器15に供給
される。半導体レーザ増幅器15は、上述したように、復
調された信号を位相変調された信号に変換する。半導体
レーザ増幅器15の出力は、飽和レーザ増幅器（図示せ
ず）により振幅一定に増幅されて出力される。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明の光送信装置は、光振幅変
調信号を利用して、電気信号に変換することなく光位相
変調信号を得ることができる。
本発明は特に中継器に利用して有効がある。光位相変調
信号を電気信号に変換することなく光強度変調信号に変
換することは公知であるから、これにより得られた光強
度変調信号を入力として光位相変調信号を生成すればよ
い。したがって、受信光信号を電気信号に変換すること
なく、光位相変調信号を増幅して出力することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明第一実施例の光送信装置を示すブロック
構成図。 第２図は本発明第二実施例の光送信装置を示すブロック
構成図。 第３図は本発明の第三実施例を示すブロック構成図であ
り、第二実施例を変形した実施例を示す図。 第４図は本発明の第四実施例を示すブロック構成図であ
り、本発明をPSK中継器で実施した例を示す図。 第５図は本発明の第五実施例を示すブロック構成図であ
り、本発明をPSK中継器で実施した例を示す図。 １……半導体レーザ、２……光強度変調器、４、９、1
2、13、15……半導体レーザ増幅器、５……光ファイ
バ、６……飽和レーザ増幅器、７……光受信装置、８、
11、12、14……光結合器、10……波長選択器、20……補
助光信号源、21……局部発振器、22……励起光源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/06 10/142 (56)参考文献 特開 昭57−162542（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−71028（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−60453（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭51−5886（ＪＰ，Ｂ２) Ｒ．ＷＹＡＴＴ ｅｔａｌ，ＥＬＥＣＴ ＲＯＮＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ ７ｔｈ Ｊｕｌｙ 1983，Ｖｏｌ．19 Ｎｏ．14, Ｐ．550−552

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】送信しようとする情報により位相変調され
    た光信号を出力する光送信装置において、 上記情報により振幅変調された光信号を発生する光振幅
    変調手段と、 この光振幅変調手段の出力した光信号が入射し、その光
    信号のパワーにより屈折率が変化してその光信号の振幅
    変調に対応する光位相変調信号を生成する変換手段と を備えたことを特徴とする光送信装置。
  2. 【請求項２】上記変換手段は半導体レーザ増幅器（４）
    を含む請求項１記載の光送信装置。
  3. 【請求項３】上記変換手段はその出力光信号から振幅変
    調成分を除去する手段（６）を含む請求項１または２記
    載の光送信装置。
  4. 【請求項４】上記振幅変調成分を除去する手段は、入射
    光信号に対する利得が飽和して一定の振幅の光信号を出
    力する飽和レーザ増幅器を含む請求項３記載の光送信装
    置。
  5. 【請求項５】上記光振幅変調手段は、光源（１）と、こ
    の光源からの出力光を上記情報により振幅変調する振幅
    変調器（２）とを含む請求項１記載の光送信装置。
  6. 【請求項６】上記光振幅変調手段は、局部発振光を発生
    する局部発振器（21）と、この局部発振光を他の光送信
    装置から受信した光位相変調信号に合波することにより
    その光位相変調信号の位相変調に対応して振幅変調され
    た光信号を生成する光結合器とを含む請求項１記載の光
    送信装置。
  7. 【請求項７】上記光振幅変調手段は、他の光送信装置か
    ら受信した光位相変調信号に含まれるパイロット搬送波
    を狭帯域増幅することによりその光位相変調信号に対応
    して振幅変調された光信号を生成する手段を含む請求項
    １記載の光送信装置。
  8. 【請求項８】送信しようとする情報により位相変調され
    た光信号を出力する光送信装置において、 上記情報により振幅変調された光信号を発生する光振幅
    変調手段と、 この振幅変調された光信号とは波長の異なる光搬送波を
    発生する搬送波光源（20）と、 上記振幅変調された光信号と上記光搬送波とが入力さ
    れ、その振幅変調された光信号のパワーにより屈折率が
    変化してその光信号の振幅変調に対応する光位相変調を
    上記光搬送波に施す変換手段と を備えたことを特徴とする光送信装置。
JP61503545A 1985-06-19 1986-06-18 光送信装置 Expired - Lifetime JPH0724395B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB858515500A GB8515500D0 (en) 1985-06-19 1985-06-19 Optical communication system
GB858515583A GB8515583D0 (en) 1985-06-19 1985-06-19 Optical coupling assembly
GB8515583 1985-06-19
GB8515500 1985-06-19
PCT/GB1986/000353 WO1986007657A1 (en) 1985-06-19 1986-06-18 Optical communication system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63500693A JPS63500693A (ja) 1988-03-10
JPH0724395B2 true JPH0724395B2 (ja) 1995-03-15

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Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61503544A Expired - Lifetime JP2561464B2 (ja) 1985-06-19 1986-06-18 光結合アセンブリ
JP61503545A Expired - Lifetime JPH0724395B2 (ja) 1985-06-19 1986-06-18 光送信装置

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Application Number Title Priority Date Filing Date
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US (2) US4817207A (ja)
EP (2) EP0228434B1 (ja)
JP (2) JP2561464B2 (ja)
CA (2) CA1272791A (ja)
DE (2) DE3674362D1 (ja)
WO (2) WO1986007642A1 (ja)

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