JPH04144320A - ホモダイン光受信装置 - Google Patents
ホモダイン光受信装置Info
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- JPH04144320A JPH04144320A JP2266208A JP26620890A JPH04144320A JP H04144320 A JPH04144320 A JP H04144320A JP 2266208 A JP2266208 A JP 2266208A JP 26620890 A JP26620890 A JP 26620890A JP H04144320 A JPH04144320 A JP H04144320A
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Classifications
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- 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
- H04B10/60—Receivers
- H04B10/61—Coherent receivers
-
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04B10/60—Receivers
- H04B10/61—Coherent receivers
- H04B10/614—Coherent receivers comprising one or more polarization beam splitters, e.g. polarization multiplexed [PolMux] X-PSK coherent receivers, polarization diversity heterodyne coherent receivers
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04B10/63—Homodyne, i.e. coherent receivers where the local oscillator is locked in frequency and phase to the carrier signal
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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、ホモダイン光受信装置に係り、特に光信号の
偏波変動に対して安定な光受信装置に係る。
偏波変動に対して安定な光受信装置に係る。
［従来の技術］
ホモダイン光受信装置では、光受信装置に入力する光信
号と光受信装置に内蔵されている局発光信号の位相およ
び偏波を整合させる必要がある。
号と光受信装置に内蔵されている局発光信号の位相およ
び偏波を整合させる必要がある。
なせならば、位相および偏波の不整合は、光受信装置の
受信感度劣化の原因となるためである。ところが従来は
、位相整合の技術は提案されていたか、偏波整合の技術
に関しては提案がなかった。
受信感度劣化の原因となるためである。ところが従来は
、位相整合の技術は提案されていたか、偏波整合の技術
に関しては提案がなかった。
例えば、文献１ 「イージーオーシー８９．予稿集。
Ｔ ｈ Ａ ２ ］、 −６、第４１３頁から第４１６
頁。
頁。
１９８９年９月Ｊ （ｌＥｃＯｃ８９． Ｔｅｃｈ旧ｃ
ａｌ Ｉ）〕Ｈｅ５ｔ。
ａｌ Ｉ）〕Ｈｅ５ｔ。
ＴｈＡ２１−６． ｐｐ、４１３−４１６．５ｅｐｔｅ
川ｂｅｒ １９８９）および文献２「エレクＩ〜ロニク
スレタース、 第２６＠、 第１０号、第６４８頁から
第６４９頁、１９９０年５月Ｊ （Ｅｌｅｃｔｒｏｎｊ
ｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ、 ｖｏｌ、２６． ｎｏ、ＩＱ
。
川ｂｅｒ １９８９）および文献２「エレクＩ〜ロニク
スレタース、 第２６＠、 第１０号、第６４８頁から
第６４９頁、１９９０年５月Ｊ （Ｅｌｅｃｔｒｏｎｊ
ｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ、 ｖｏｌ、２６． ｎｏ、ＩＱ
。
Ｐｌｌ、６４８−６４９． Ｍａｙ ＋９９０）なとで
は、位相整合に関する優れた方式の提案および実証がな
されている。
は、位相整合に関する優れた方式の提案および実証がな
されている。
しかし、偏波整合に関しての提案はなく、実験では手動
の偏波制御器を用いて偏波整合を行なっていた。なお、
例えば文献１によれば、ホモダイン−１］− 検波した信号の一部を分岐し、ループフィルタを通した
分岐信号に比例した電流を局発光源となる半導体レーザ
に負帰還制御することにより位相整合を実現している。
の偏波制御器を用いて偏波整合を行なっていた。なお、
例えば文献１によれば、ホモダイン−１］− 検波した信号の一部を分岐し、ループフィルタを通した
分岐信号に比例した電流を局発光源となる半導体レーザ
に負帰還制御することにより位相整合を実現している。
また、このような位相整合は、半導体ループから出力さ
れた光を入力とする光位相制御器への負帰還制御によっ
ても実現されることか知られている。
れた光を入力とする光位相制御器への負帰還制御によっ
ても実現されることか知られている。
〔発明が解決しようとする課題］
ホモダイン光受信装置が実用化されるためには、位相整
合機能と同時に偏波整合も自動的に行う機能が付加され
る必要かある。
合機能と同時に偏波整合も自動的に行う機能が付加され
る必要かある。
本発明の目的は、位相整合機能を有する従来のホモダイ
ン光受信装置に新たに偏波整合機能を付加し、偏波変動
に対しても安定な受信特性を有するホモダイン光受信装
置を実現することにある。
ン光受信装置に新たに偏波整合機能を付加し、偏波変動
に対しても安定な受信特性を有するホモダイン光受信装
置を実現することにある。
［課題を解決するための手段］
上記目的のホモダイン光受信装置は、光信号を水平偏波
と垂直偏波に分離し、それぞれの偏波成分の光信号に偏
波が略整合した二つの局発光信号を位相整合がとれた状
態でそれぞれ合波し、それぞれの合波光をフ第１・ダイ
オ−１へで検波して適当な重み付けを施した後に加算す
ることにより実現できる。
と垂直偏波に分離し、それぞれの偏波成分の光信号に偏
波が略整合した二つの局発光信号を位相整合がとれた状
態でそれぞれ合波し、それぞれの合波光をフ第１・ダイ
オ−１へで検波して適当な重み付けを施した後に加算す
ることにより実現できる。
【作用１
光信号の電界Ｅｓを法式にて表す。
Ｅｓ＝（Ｐｓ ［Ｊ・Ｃ０５（ωＬ十〇十〇Ｓｙ）・×
十ｔ’（１ロｃｅ）・ｃｏｓ（ωｔ＋■＋０ｓｙ）・Ｙ
］・ （１） 式（］−）において、Ｐｓおよびωは光信号の強度およ
び角周波数を、Ｏは情報信号を、それぞれ表している。
十ｔ’（１ロｃｅ）・ｃｏｓ（ωｔ＋■＋０ｓｙ）・Ｙ
］・ （１） 式（］−）において、Ｐｓおよびωは光信号の強度およ
び角周波数を、Ｏは情報信号を、それぞれ表している。
ＸおよびＹは光信号の進行方向に対して水平および垂直
方向の単位ベクｌ−ルを表している。θなおよび８Ｓｙ
は光信号の位相を、また、αは水平偏波成分の光強度の
割合を表しており、０≦α≦１を満足している。光ファ
イバを伝送された光信号では、光ファイバが受けた外乱
等が原因となって位相（θｓｙ、および０ｓｙ）および
偏波（α）が変動することが知られている。
方向の単位ベクｌ−ルを表している。θなおよび８Ｓｙ
は光信号の位相を、また、αは水平偏波成分の光強度の
割合を表しており、０≦α≦１を満足している。光ファ
イバを伝送された光信号では、光ファイバが受けた外乱
等が原因となって位相（θｓｙ、および０ｓｙ）および
偏波（α）が変動することが知られている。
従来技術では、光信号と同し偏波状態を有する局発光信
号を手動の偏波制御器を用いて生成していた。この時、
生成された局発光信号は光信号と同じ偏波状態（同じα
）を有し、次式で表わされる。
号を手動の偏波制御器を用いて生成していた。この時、
生成された局発光信号は光信号と同じ偏波状態（同じα
）を有し、次式で表わされる。
Ｅｌ、＝（Ｐｂ［（ｃｌｃｏｓ（ω ｔ＋ｉ、ｘ）・Ｘ
＋（（１”−ｃｔ）・ｃｏｓ（ωＬ＋（ｌｂｙ）・Ｙ］
式（２）において、ＰＬは局発光信号の強度を表してい
る。（ＩＬＸおよびＯＩｌ、は局発光信号の位相を表し
ている。但し、光信号ＥＳと局発光信号Ｅ＋、との位相
整合は従来技術にて実現でき、その詳細については例え
ば文献］にて述へられている。即ち、位相（Ｏ８８およ
び０ｓｙ）の変動に追従するように局発光信号の位相（
０，、。およびｏ＋、ｙ）が制御されている。文献１に
よれば、局発光信号の位相制御は、局発光源となる半導
体レーザへの電流注入制御により実現できる。また一般
的には、局発光源から出力した光を′電気光学結晶など
からなる光イひ相制御器に人力し、光位相制御器への印
加電圧を制御することによっても位相制御は可能である
ことが知られている。本発明は、従来の技術により位相
整合をはかり、さらに新しいアイテアに用いて偏波整合
をも実現使用とするものである。
＋（（１”−ｃｔ）・ｃｏｓ（ωＬ＋（ｌｂｙ）・Ｙ］
式（２）において、ＰＬは局発光信号の強度を表してい
る。（ＩＬＸおよびＯＩｌ、は局発光信号の位相を表し
ている。但し、光信号ＥＳと局発光信号Ｅ＋、との位相
整合は従来技術にて実現でき、その詳細については例え
ば文献］にて述へられている。即ち、位相（Ｏ８８およ
び０ｓｙ）の変動に追従するように局発光信号の位相（
０，、。およびｏ＋、ｙ）が制御されている。文献１に
よれば、局発光信号の位相制御は、局発光源となる半導
体レーザへの電流注入制御により実現できる。また一般
的には、局発光源から出力した光を′電気光学結晶など
からなる光イひ相制御器に人力し、光位相制御器への印
加電圧を制御することによっても位相制御は可能である
ことが知られている。本発明は、従来の技術により位相
整合をはかり、さらに新しいアイテアに用いて偏波整合
をも実現使用とするものである。
本発明では、まず光信号を偏光分離スプリッタにより水
平および垂直方向の一つの偏波成分に分離して、次式に
表すような二つの光信号を得る。
平および垂直方向の一つの偏波成分に分離して、次式に
表すような二つの光信号を得る。
Ｅｓｙ＝（Ｐｓ・（（１−α）・ｃｏｓ（ｃｔ ＋ｏ＋
０ｓｙ）・Ｙ（３Ｙ） 一方、本発明では局発光信号を強度が略等しい２つの偏
波成分にあらかしめ分離しておく。分離された２つの成
分は次式にて表わされる。
０ｓｙ）・Ｙ（３Ｙ） 一方、本発明では局発光信号を強度が略等しい２つの偏
波成分にあらかしめ分離しておく。分離された２つの成
分は次式にて表わされる。
Ｅｌ、 ｘ＝ｔ／（ｐ＋、／２） ・ｃｏｓ（ω ｔ
＋ ｔ） ｔ、ｘ） ・ Ｘ −（４Ｘ ）Ｅ
ｂｙ＝（（Ｐ’＋、−／２）・ｃｏｓ（ｃｔ ＋ Ｄ
ｂｙ）・Ｙ −（４，Ｙ ）本発明では次に、（３Ｘ）
と（４，Ｘ）、および、（３Ｙ）と（４Ｙ）とをそれぞ
れ偏波が一致した状態で合波する。この時、ＯＳヶとＯ
ｌ、。、および、Ｏｓｙと０１．ｙのあいだの位相整合
は従来技術により実現できる。即ち、局発光源となる半
導体レーザへの電流注入制御や電気光学結晶への印加電
圧制御などにより位相を制御することかできる３、従っ
て、２つの合波光をそれぞれホモダイン検波して得られ
る電気信号ＶＸおよびＶｙは次式で表わされる。
＋ ｔ） ｔ、ｘ） ・ Ｘ −（４Ｘ ）Ｅ
ｂｙ＝（（Ｐ’＋、−／２）・ｃｏｓ（ｃｔ ＋ Ｄ
ｂｙ）・Ｙ −（４，Ｙ ）本発明では次に、（３Ｘ）
と（４，Ｘ）、および、（３Ｙ）と（４Ｙ）とをそれぞ
れ偏波が一致した状態で合波する。この時、ＯＳヶとＯ
ｌ、。、および、Ｏｓｙと０１．ｙのあいだの位相整合
は従来技術により実現できる。即ち、局発光源となる半
導体レーザへの電流注入制御や電気光学結晶への印加電
圧制御などにより位相を制御することかできる３、従っ
て、２つの合波光をそれぞれホモダイン検波して得られ
る電気信号ＶＸおよびＶｙは次式で表わされる。
Ｖｘ＝Ｋ（ａ・（Ｐｓ−・（Ｐ＋、・ｃｏｓθ
−（５Ｘ）Ｖｙ＝Ｋ（（１−ａ）−・１／Ｐｓ−（Ｐｂ
・ｃｏｓθ−（５Ｙ）式（５Ｘ、Ｙ）において、Ｋはホ
モダイン光受信器により決まる定数である。式（５Ｘ、
Ｙ）の電気信号に、それぞれの振幅に比例した重み付け
を施し、その後に両名を加算すると次式を得る。
−（５Ｘ）Ｖｙ＝Ｋ（（１−ａ）−・１／Ｐｓ−（Ｐｂ
・ｃｏｓθ−（５Ｙ）式（５Ｘ、Ｙ）において、Ｋはホ
モダイン光受信器により決まる定数である。式（５Ｘ、
Ｙ）の電気信号に、それぞれの振幅に比例した重み付け
を施し、その後に両名を加算すると次式を得る。
Ｖ ＝ Ｊ ａ Ｖ ｘ 十νｔく一１□ゴ■□７
門□−）ｖ、 −（６）＝２
に−（Ｐｓ’（下＋、・ｃｏｓ（Ｅｌ −（
７）式（７）はαを含まない。以」−より、本発明によ
れは光信号の偏波状態から独立な受信信号を得ることが
できる。即ち、偏波整合が自動釣に実現されるので、偏
波変動に対しても安定な受信特性を有するホモダイン光
受信装置を実現することができる。
門□−）ｖ、 −（６）＝２
に−（Ｐｓ’（下＋、・ｃｏｓ（Ｅｌ −（
７）式（７）はαを含まない。以」−より、本発明によ
れは光信号の偏波状態から独立な受信信号を得ることが
できる。即ち、偏波整合が自動釣に実現されるので、偏
波変動に対しても安定な受信特性を有するホモダイン光
受信装置を実現することができる。
【実施例］
第１図には、本発明のホモダイン光受信装置の第１実施
例を示す。光信号１はまず偏光分離プリスＡ ２に人力
して水平Ｊ３よび垂直方向の偏波成分を有する光信号３
Ｘおよび３Ｙに分離する。ここで得られた二つの光信号
はそれぞれ式（３Ｘ）および（３Ｙ）にて表わされる。
例を示す。光信号１はまず偏光分離プリスＡ ２に人力
して水平Ｊ３よび垂直方向の偏波成分を有する光信号３
Ｘおよび３Ｙに分離する。ここで得られた二つの光信号
はそれぞれ式（３Ｘ）および（３Ｙ）にて表わされる。
局発光源５は半導体レーザなどで実現できる９、５から
出力された局発光信号は偏光分離ブリスｌｚ ６により
強度が略等しい水平および垂直方向の偏波成分を有する
に局発光信号に分離される。／ｌ）られだ水平および垂
直偏波成分の局発光信号をそれぞれ４Ｘおよび４Ｙとす
る。局発光信号４Ｘおよび４Ｙはそれぞれ式（４Ｘ）お
よび（４Ｙ）で表わされる。上記先はそれぞれバランス
ドレシーバに入力する。バランスドレシーバは光信号と
局発光信号とを合波する光カプラと、光カプラ出力とし
て得られた２つの合波光をそれぞれ検波して引き算する
２つのフ第１−ダイオードとからなる。バランスドレシ
ーバ７Ｘは上記光信号３Ｘと局発光信号４Ｘとを入力と
して、検波信号８Ｘを出力する。同様に、バランスドレ
シーバ７Ｙは上記光信号３Ｙと局発光信号４Ｙとを入力
として、検波信号８Ｙを出力する。
出力された局発光信号は偏光分離ブリスｌｚ ６により
強度が略等しい水平および垂直方向の偏波成分を有する
に局発光信号に分離される。／ｌ）られだ水平および垂
直偏波成分の局発光信号をそれぞれ４Ｘおよび４Ｙとす
る。局発光信号４Ｘおよび４Ｙはそれぞれ式（４Ｘ）お
よび（４Ｙ）で表わされる。上記先はそれぞれバランス
ドレシーバに入力する。バランスドレシーバは光信号と
局発光信号とを合波する光カプラと、光カプラ出力とし
て得られた２つの合波光をそれぞれ検波して引き算する
２つのフ第１−ダイオードとからなる。バランスドレシ
ーバ７Ｘは上記光信号３Ｘと局発光信号４Ｘとを入力と
して、検波信号８Ｘを出力する。同様に、バランスドレ
シーバ７Ｙは上記光信号３Ｙと局発光信号４Ｙとを入力
として、検波信号８Ｙを出力する。
検波信号８Ｘおよび８Ｙはそれぞれ式（５Ｘ）および（
５Ｙ）にて表わされる。検波信号８Ｘは２分岐され、一
方は重み付け回路９Ｘに入力し、信号１２Ｘとして出力
される。他方はループフィルタＩＯＸを経て局発光源５
への注入電流に負帰還制御を施す。この負帰還により光
信号の位相ＱＳｘと局発光信号の位相θＬｘとの整合を
とることができる。この位相整合方法の詳細については
文献１に述べられている。重み付け回路は検波回路、低
域通過フィルタ（ＬＰＦ）、ダイオードなどで構成でき
、重み付け回路に入力する検波信号の振幅に比例した重
み付けを施すことができる。重み付け回路の詳細につい
ては文献３「エレクトロニクスレタース、第２４巻、第
１５号、第９７９頁から第９８０頁、１９８８年７月Ｊ
（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ、 ｖｏｌ
、２４． ｎｏ、］５． ｐｐ、９７９−９８０． Ｍ
ａｙ １９８８）において述べられている。同様に、検
波信号８Ｙも２分岐され、一方は重み付け回路９Ｙに入
力し、信号１２Ｙとして出力される。他方はループフィ
ルタ１０Ｙを経て光位相制御器１１の印加電圧に負帰還
制御を施し、位相θｓｙと局発光信号の位相０１、ｙと
の整合を行なう。光位相制御器１′１は電気光学結晶な
どにより実現できる。信号１２Ｘおよび１２Ｙはそれぞ
れ式（６）の第１項および第２項により表わされる。従
って、信号１２Ｘと１．２Ｙとを加算器１３にて加算す
ることにより得られる信号１４は式（７）にて表わされ
、偏波に依存しない受信信号となる。
５Ｙ）にて表わされる。検波信号８Ｘは２分岐され、一
方は重み付け回路９Ｘに入力し、信号１２Ｘとして出力
される。他方はループフィルタＩＯＸを経て局発光源５
への注入電流に負帰還制御を施す。この負帰還により光
信号の位相ＱＳｘと局発光信号の位相θＬｘとの整合を
とることができる。この位相整合方法の詳細については
文献１に述べられている。重み付け回路は検波回路、低
域通過フィルタ（ＬＰＦ）、ダイオードなどで構成でき
、重み付け回路に入力する検波信号の振幅に比例した重
み付けを施すことができる。重み付け回路の詳細につい
ては文献３「エレクトロニクスレタース、第２４巻、第
１５号、第９７９頁から第９８０頁、１９８８年７月Ｊ
（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ、 ｖｏｌ
、２４． ｎｏ、］５． ｐｐ、９７９−９８０． Ｍ
ａｙ １９８８）において述べられている。同様に、検
波信号８Ｙも２分岐され、一方は重み付け回路９Ｙに入
力し、信号１２Ｙとして出力される。他方はループフィ
ルタ１０Ｙを経て光位相制御器１１の印加電圧に負帰還
制御を施し、位相θｓｙと局発光信号の位相０１、ｙと
の整合を行なう。光位相制御器１′１は電気光学結晶な
どにより実現できる。信号１２Ｘおよび１２Ｙはそれぞ
れ式（６）の第１項および第２項により表わされる。従
って、信号１２Ｘと１．２Ｙとを加算器１３にて加算す
ることにより得られる信号１４は式（７）にて表わされ
、偏波に依存しない受信信号となる。
以」二より、本実施例によれば、偏波変動に対しても安
定な受信特性を有するホモダイン光受信装置を実現する
ことができるという効果を得る。
定な受信特性を有するホモダイン光受信装置を実現する
ことができるという効果を得る。
なお、本発明は上記実施例に限定されない。第１の例と
して、偏光分離プリズム６は偏波面保存光ファイバにて
構成された光カプラでもよい。局発光信号の強度を２分
するとともに、その出力が水平および垂直偏波を有すれ
ばよい。第２の例として、バランストレーシバを用いな
くてもよい。
して、偏光分離プリズム６は偏波面保存光ファイバにて
構成された光カプラでもよい。局発光信号の強度を２分
するとともに、その出力が水平および垂直偏波を有すれ
ばよい。第２の例として、バランストレーシバを用いな
くてもよい。
バランストレーシバを構成する光カプラの２つの出力の
内、一方のみをフ第１・ダイオードにて検波して、検波
信号８を得るのであってもよい。この場合ホモダイン光
受信器の受信感度は劣化するが、偏波変動に対して安定
な受信特性は同様に得られる。第３の例として、重み付
け回路を用いなくてもよい。この場合、受信信号として
得られるのは次式となる。
内、一方のみをフ第１・ダイオードにて検波して、検波
信号８を得るのであってもよい。この場合ホモダイン光
受信器の受信感度は劣化するが、偏波変動に対して安定
な受信特性は同様に得られる。第３の例として、重み付
け回路を用いなくてもよい。この場合、受信信号として
得られるのは次式となる。
Ｖ ’ ” Ｖ ｘ ＋ Ｖ ｙ
＝２に−ＪＰｓ・（丁子’ＣＯ８θ４ｉ’ ａ ＋（（
１−ａ ））（７′） 式（７′）で表わされる受信信号は偏波αに依存するが
、その変動幅は約３ｄＢ以内であり、従来のホモダイン
光受信装置に比較すると、偏波依存性は緩和されている
。第４の例として、重み付け回路の替わりに２乗回路を
用いてもよい。２乗回路の構成例を第２図に示す。２乗
回路は整流回路と掛算回路とで構成でき、受信信号とし
て式（７）とほぼ同様の信号を得ることができる。即ち
、偏波変動に対して安定な受信特性を有するホモダイン
光受信装置を実現することができる。
１−ａ ））（７′） 式（７′）で表わされる受信信号は偏波αに依存するが
、その変動幅は約３ｄＢ以内であり、従来のホモダイン
光受信装置に比較すると、偏波依存性は緩和されている
。第４の例として、重み付け回路の替わりに２乗回路を
用いてもよい。２乗回路の構成例を第２図に示す。２乗
回路は整流回路と掛算回路とで構成でき、受信信号とし
て式（７）とほぼ同様の信号を得ることができる。即ち
、偏波変動に対して安定な受信特性を有するホモダイン
光受信装置を実現することができる。
第３図には、本発明のホモダイン光受信装置の第２実施
例を示す。本実施例では、光位相制御器１１Ｘを水平偏
波局発光信号４Ｘに対しても設けている。さらに、ルー
プフィルタから出力した信号１５Ｘおよび１５Ｙが制御
する先を切り換えるスイッチ１６Ｘおよび１６Ｙを設け
ている。上記スイッチは、信号１５Ｘの電力が信号１５
Ｙの電力よりも大きい場合には、信号１５Ｘが局発光源
５の注入電流を、また、信号１５Ｙが光位相制御器１１
Ｙの印加電圧を、それぞれ制御するように切り替わる。
例を示す。本実施例では、光位相制御器１１Ｘを水平偏
波局発光信号４Ｘに対しても設けている。さらに、ルー
プフィルタから出力した信号１５Ｘおよび１５Ｙが制御
する先を切り換えるスイッチ１６Ｘおよび１６Ｙを設け
ている。上記スイッチは、信号１５Ｘの電力が信号１５
Ｙの電力よりも大きい場合には、信号１５Ｘが局発光源
５の注入電流を、また、信号１５Ｙが光位相制御器１１
Ｙの印加電圧を、それぞれ制御するように切り替わる。
逆に、信号１５Ｘの電力が信号１５Ｙの電力よりも小さ
い場合には、信号１５Ｙが局発光源５の注入電流を、ま
た、信号１５Ｘが光位相制御器１１Ｘの印加電圧を、そ
れぞれ制御するように切り替わる。この時、制御されて
いない光位相制御器は単なる光の導波路として働き、光
の位相の制御は行なわない。また、上記のようなスイッ
チの切り換えは、信号］、、 ５ Ｘおよび１５Ｙの電
力をそれぞれ検出する検波回路１７Ｘおよび１７Ｙを設
け、それらの出力を比較回路１８に人力することにより
実現できる。大きい電力の信号が入力するスイッチの出
力が局発光源に接続され、他方が光位相制御回路に接続
されるように比較回路１８がスイッチ１６ Ｘおよび１
６Ｙを制御すればよい。一般に制御できる光位相の大き
さは、局発光源となる半導体レーザのほうが光位相制御
器よりも大きい。従って、受信信号への寄与が大きい、
即ち、電力が大きいほうの検波信号により局発光源の位
相を制御したほうが、より安定な位相整合を実現するこ
とができる。これが、第１実施例が有する効果に加えて
本実施例が有する効果である。
い場合には、信号１５Ｙが局発光源５の注入電流を、ま
た、信号１５Ｘが光位相制御器１１Ｘの印加電圧を、そ
れぞれ制御するように切り替わる。この時、制御されて
いない光位相制御器は単なる光の導波路として働き、光
の位相の制御は行なわない。また、上記のようなスイッ
チの切り換えは、信号］、、 ５ Ｘおよび１５Ｙの電
力をそれぞれ検出する検波回路１７Ｘおよび１７Ｙを設
け、それらの出力を比較回路１８に人力することにより
実現できる。大きい電力の信号が入力するスイッチの出
力が局発光源に接続され、他方が光位相制御回路に接続
されるように比較回路１８がスイッチ１６ Ｘおよび１
６Ｙを制御すればよい。一般に制御できる光位相の大き
さは、局発光源となる半導体レーザのほうが光位相制御
器よりも大きい。従って、受信信号への寄与が大きい、
即ち、電力が大きいほうの検波信号により局発光源の位
相を制御したほうが、より安定な位相整合を実現するこ
とができる。これが、第１実施例が有する効果に加えて
本実施例が有する効果である。
第４図には、本発明のホモダイン光受信装置の第３実施
例を示す。本実施例は、信号］５Ｘおよび１５Ｙにより
光位相制御器１１Ｘおよび１１． Ｙを制御するもので
ある。光信号および局発光信号の位相が安定な場合に有
効である。局発光信号の位相の安定化には例えば第４図
に示すように、局発光源からの出力光の一部分をパワス
プリッタにて分岐し、分岐光と光周波数基準１９の光周
波数を比較し、両者が一致するように局発光源を制御す
ることにより実現できる。
例を示す。本実施例は、信号］５Ｘおよび１５Ｙにより
光位相制御器１１Ｘおよび１１． Ｙを制御するもので
ある。光信号および局発光信号の位相が安定な場合に有
効である。局発光信号の位相の安定化には例えば第４図
に示すように、局発光源からの出力光の一部分をパワス
プリッタにて分岐し、分岐光と光周波数基準１９の光周
波数を比較し、両者が一致するように局発光源を制御す
ることにより実現できる。
第５図には、本発明のホモダイン光受信装置を用いた光
伝送システムの実施例を示す。同図におけるホモダイン
光受信装置としては、第１から第３いずれの実施例を用
いてもよい。光送信装置としては、例えば文献１や２に
述べられているような装置を用いることもてきる。送信
光源２０は、局発光源５と同様に半導体レーザなどによ
り実現できる。送信光源２０は光周波数基準」９を用い
＝２３− て、周波数の安定化を施されていてもよい。送信光源２
０から出力された光は光位相変調器２１により送信信号
２２に応した位相変調や振幅変調を受ける。変調を受け
た光信号は光ファイバへと送出される。
伝送システムの実施例を示す。同図におけるホモダイン
光受信装置としては、第１から第３いずれの実施例を用
いてもよい。光送信装置としては、例えば文献１や２に
述べられているような装置を用いることもてきる。送信
光源２０は、局発光源５と同様に半導体レーザなどによ
り実現できる。送信光源２０は光周波数基準」９を用い
＝２３− て、周波数の安定化を施されていてもよい。送信光源２
０から出力された光は光位相変調器２１により送信信号
２２に応した位相変調や振幅変調を受ける。変調を受け
た光信号は光ファイバへと送出される。
第６図には、本発明のホモダイン光受信装置の第４実施
例を示す。本実施例は、第３実施例と同様に光位相制御
器１１Ｘおよび１１． Ｙをそれぞれバランスドレシー
バ−の出力をループフィルタ１０Ｘ、１０Ｙを通した信
号によって制御する。
例を示す。本実施例は、第３実施例と同様に光位相制御
器１１Ｘおよび１１． Ｙをそれぞれバランスドレシー
バ−の出力をループフィルタ１０Ｘ、１０Ｙを通した信
号によって制御する。
本実施例では局発光源５は、水平および垂直偏波のバラ
ンスドレシーバ−の出力をその出力振幅に比例して重み
付けし、加算した後、ループフィルタを通した信号によ
って帰還制御する。重み付けの目的は局発光源５を制御
する位相誤差信号が、偏波状態が変わることによる受信
信号の振幅変化の影響を受けないようにすることである
。本受信器は、局発光源５の周波数が偏波状態に依らず
受信周波数に追従し、光位相制御器１１Ｘおよび１、
Ｉ Ｙによって各バランスドレシーバ−において局発光
の位相が受信光信号の位相に追従するように動作する。
ンスドレシーバ−の出力をその出力振幅に比例して重み
付けし、加算した後、ループフィルタを通した信号によ
って帰還制御する。重み付けの目的は局発光源５を制御
する位相誤差信号が、偏波状態が変わることによる受信
信号の振幅変化の影響を受けないようにすることである
。本受信器は、局発光源５の周波数が偏波状態に依らず
受信周波数に追従し、光位相制御器１１Ｘおよび１、
Ｉ Ｙによって各バランスドレシーバ−において局発光
の位相が受信光信号の位相に追従するように動作する。
第７図には、本発明のホモダイン光受信装置の第５実施
例を示す。本実施例は、第４実施例の片方のループフィ
ルタと位相制御器を省略したものである。本受信器は局
発光源５の位相は水平偏波の受信光信号の位相に追従す
る。そして光位相制御器１１Ｙは局発光の垂直偏波成分
が受信光信号の垂直偏波の位相に追従するように動作す
る。受信信号の水平偏波成分が小さくなると、重み付け
回路９ＺＸおよび９ＺＹにより、局発光源５への帰還信
号は垂直偏波成分に対するものが支配的になり、受信信
号の水平偏波成分が０になったときには垂直偏波に対す
る系だけで動作する。
例を示す。本実施例は、第４実施例の片方のループフィ
ルタと位相制御器を省略したものである。本受信器は局
発光源５の位相は水平偏波の受信光信号の位相に追従す
る。そして光位相制御器１１Ｙは局発光の垂直偏波成分
が受信光信号の垂直偏波の位相に追従するように動作す
る。受信信号の水平偏波成分が小さくなると、重み付け
回路９ＺＸおよび９ＺＹにより、局発光源５への帰還信
号は垂直偏波成分に対するものが支配的になり、受信信
号の水平偏波成分が０になったときには垂直偏波に対す
る系だけで動作する。
第４および第５実施例では信号系と位相制御系の重み付
け回路を分離しているが、一つの回路で共用し、その出
力を分離しても良い。また第４および第５実施例の光位
相制御器を制御するためのループフィルタの入力は重み
付け回路を通さす、バランスレシーバーの出力を直接入
力しても良い。
け回路を分離しているが、一つの回路で共用し、その出
力を分離しても良い。また第４および第５実施例の光位
相制御器を制御するためのループフィルタの入力は重み
付け回路を通さす、バランスレシーバーの出力を直接入
力しても良い。
本実施例によれは、光信号の偏波変動に対しても安定な
特＋！１を有する光伝送システムを実現できるという効
果を得る。
特＋！１を有する光伝送システムを実現できるという効
果を得る。
なお、本発明の光伝送システムは上記実施例に限定され
ない。第」の例として、光送信装置では送信光源の直接
変調により光信号に変調を施してもよい。例えば、周波
数変調や位相変調は半導体レーザへの注入電流の直接変
調によっても実現できることが知られている。第２の例
として、光送信装置は複数台設置されていてもよい。そ
の場合、各光送信装置から出力される光信号の周波数は
相互に異なるように設定されるへきである。各光送信装
置から出力される光信号は光カプラや光合波器により光
周波数多重化でき、その結果、１本の光ファイバにて大
容量の情報を伝送することができる。第３の例として、
ホモダイン光受信装置は複数台設置されていてもよい。
ない。第」の例として、光送信装置では送信光源の直接
変調により光信号に変調を施してもよい。例えば、周波
数変調や位相変調は半導体レーザへの注入電流の直接変
調によっても実現できることが知られている。第２の例
として、光送信装置は複数台設置されていてもよい。そ
の場合、各光送信装置から出力される光信号の周波数は
相互に異なるように設定されるへきである。各光送信装
置から出力される光信号は光カプラや光合波器により光
周波数多重化でき、その結果、１本の光ファイバにて大
容量の情報を伝送することができる。第３の例として、
ホモダイン光受信装置は複数台設置されていてもよい。
この場合、複数のユーザが同時に光受信装置を利用でき
るという効果を得る。
るという効果を得る。
以上、本発明によれば、光信号の位相および偏波変動に
対して安定な特性を有するホモダイン光受信装置および
それを用いた光伝送システｌ＼を実現できるという効果
を得る。
対して安定な特性を有するホモダイン光受信装置および
それを用いた光伝送システｌ＼を実現できるという効果
を得る。
第１図は本発明のホモタイン光受信装置の第１実施例を
表す図であり、第２図は２乗回路の１実施例を表す図で
あり、第３図は本発明のホモダイン光受信装置の第２実
施例を表す図であり、第４図は本発明のホモダイン光受
信装置ｄの第３実施例を表す図であり、第５図は本発明
のホモダイン光受信装置を用いた光伝送システ１１の１
実施例を表す図であり、第６図は本発明のホモダイン光
受信装置の第４実施例を表す図であり、第７図は本発明
のホモダイン光受信装置の第５実施例を表す図である。 符号の説明 １・光信号、２ ・偏光分離ブリズＡ、３Ｘ・・水平偏
波光信号、３Ｙ 垂直偏波光信号、４Ｘ 水下偏波
局発光信号、４Ｙ 垂直偏波局発光信号、５局発光源
、６・・偏光分跡プリズム、７Ｘ、７Ｙ＝２７− バランス１くレシーバ、８Ｘ、８Ｙ・・検波信号。 ９Ｘ、、９Ｙ、９ＺＸ、９ＺＹ・・重み付け回路。 １０ ・ループフィルタ、］ｉ、、ＩＩＸ、ＩＩＹ・・
光位相制御器、１２Ｘ、１２Ｙ・信号、１３・・加算器
、１４ 受信信号、ｉ５Ｘ、、１５Ｙ・ループフィルタ
を通過した信号、１６Ｘ、、１６Ｙ スイッチ、 １
７ｘ−、］、７Ｙ・検波回路、１８ 比較回路、１９・
・光周波数基準、２０ 送信光源、２１・光位相変調器
、２２ 送信信号 つ
表す図であり、第２図は２乗回路の１実施例を表す図で
あり、第３図は本発明のホモダイン光受信装置の第２実
施例を表す図であり、第４図は本発明のホモダイン光受
信装置ｄの第３実施例を表す図であり、第５図は本発明
のホモダイン光受信装置を用いた光伝送システ１１の１
実施例を表す図であり、第６図は本発明のホモダイン光
受信装置の第４実施例を表す図であり、第７図は本発明
のホモダイン光受信装置の第５実施例を表す図である。 符号の説明 １・光信号、２ ・偏光分離ブリズＡ、３Ｘ・・水平偏
波光信号、３Ｙ 垂直偏波光信号、４Ｘ 水下偏波
局発光信号、４Ｙ 垂直偏波局発光信号、５局発光源
、６・・偏光分跡プリズム、７Ｘ、７Ｙ＝２７− バランス１くレシーバ、８Ｘ、８Ｙ・・検波信号。 ９Ｘ、、９Ｙ、９ＺＸ、９ＺＹ・・重み付け回路。 １０ ・ループフィルタ、］ｉ、、ＩＩＸ、ＩＩＹ・・
光位相制御器、１２Ｘ、１２Ｙ・信号、１３・・加算器
、１４ 受信信号、ｉ５Ｘ、、１５Ｙ・ループフィルタ
を通過した信号、１６Ｘ、、１６Ｙ スイッチ、 １
７ｘ−、］、７Ｙ・検波回路、１８ 比較回路、１９・
・光周波数基準、２０ 送信光源、２１・光位相変調器
、２２ 送信信号 つ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、光信号を水平および垂直偏波光信号に分離する第１
偏光分離プリズムと、局発光信号を出力する局発光源と
、該局発光信号を水平および垂直偏波局発光信号に分離
する第２偏光分離プリズムと、垂直偏波局発光信号の位
相を制御する光位相制御器と、水平偏波局発光信号を用
いて水平偏波光信号をホモダイン検波して第１検波信号
を出力するバランスドレシーバと、垂直偏波局発光信号
を用いて垂直偏波光信号をホモダイン検波して第２検波
信号を出力するバランスドレシーバと、第１検波信号を
２分岐する第１分岐器と、第２検波信号を２分岐する第
２分岐器と、分岐された一方の第１検波信号に対してそ
の振幅に略比例した重み付けを行なう第１重み付け回路
と、分岐された一方の第２検波信号に対してその振幅に
略比例した重み付けを行なう第２重み付け回路と、第１
および第２重み付け回路からの出力信号を加算して受信
信号を出力する加算器と、分岐された他方の第１検波信
号の高周波成分を除去する第１ループフィルタと、分岐
された他方の第２検波信号の高周波成分を除去する第２
ループフィルタとから構成され、第１ループフィルタか
らの出力信号に比例した電流により上記局発光源を帰還
制御し、第２ループフィルタからの出力信号に比例した
電圧により上記光位相制御器を制御することを特徴とす
るホモダイン光受信装置。 ２、光信号を水平および垂直偏波光信号に分離する偏光
分離プリズムと、局発光信号を出力する局発光源と、該
局発光信号を水平および垂直偏波局発光信号に分離する
光カプラと、垂直偏波局発光信号の位相を制御する光位
相制御器と、水平偏波局発光信号を用いて水平偏波光信
号をホモダイン検波して第１検波信号を出力するバラン
スドレシーバと、垂直偏波局発光信号を用いて垂直偏波
光信号をホモダイン検波して第２検波信号を出力するバ
ランスドレシーバと、第１検波信号を２分岐する第１分
岐器と、第２検波信号を２分岐する第２分岐器と、分岐
された一方の第１検波信号に対してその振幅に略比例し
た重み付けを行なう第１重み付け回路と、分岐された一
方の第２検波信号に対してその振幅に略比例した重み付
けを行なう第２重み付け回路と、第１および第２重み付
け回路からの出力信号を加算して受信信号を出力する加
算器と、分岐された他方の第１検波信号の高周波成分を
除去する第１ループフィルタと、分岐された他方の第２
検波信号の高周波成分を除去する第２ループフィルタと
から構成され、第１ループフィルタからの出力信号に比
例した電流により上記局発光源を帰還制御し、第２ルー
プフィルタからの出力信号に比例した電圧により上記光
位相制御器を制御することを特徴とするホモダイン光受
信装置。 ３、光信号を水平および垂直偏波光信号に分離する第１
偏光分離プリズムと、局発光信号を出力する局発光源と
、該局発光信号を水平および垂直偏波局発光信号に分離
する第２偏光分離プリズムと、垂直偏波局発光信号の位
相を制御する光位相制御器と、水平偏波局発光信号を用
いて水平偏波光信号をホモダイン検波して第１検波信号
を出力するバランスドレシーバと、垂直偏波局発光信号
を用いて垂直偏波光信号をホモダイン検波して第２検波
信号を出力するバランスドレシーバと、第１検波信号を
２分岐する第１分岐器と、第２検波信号を２分岐する第
２分岐器と、分岐された一方の第１検波信号を略２乗す
る第１の２乗回路と、分岐された一方の第２検波信号を
略２乗する第２の２乗回路と、第１および第２の２乗回
路からの出力信号を加算して受信信号を出力する加算器
と、分岐された他方の第１検波信号の高周波成分を除去
する第１ループフィルタと、分岐された他方の第２検波
信号の高周波成分を除去する第２ループフィルタとから
構成され、第１ループフィルタからの出力信号に比例し
た電流により上記局発光源を帰還制御し、第２ループフ
ィルタからの出力信号に比例した電圧により上記光位相
制御器を制御することを特徴とするホモダイン光受信装
置。 ４、光信号を水平および垂直偏波光信号に分離する第１
偏光分離プリズムと、局発光信号を出力する局発光源と
、該局発光信号を水平および垂直偏波局発光信号に分離
する第２偏光分離プリズムと、水平偏波局発光信号の位
相を制御する第１光位相制御器と、垂直偏波局発光信号
の位相を制御する第２光位相制御器と、水平偏波局発光
信号を用いて水平偏波光信号をホモダイン検波して第１
検波信号を出力するバランスドレシーバと、垂直偏波局
発光信号を用いて垂直偏波光信号をホモダイン検波して
第２検波信号を出力するバランスドレシーバと、第１検
波信号を２分岐する第１分岐器と、第２検波信号を２分
岐する第２分岐器と、分岐された一方の第１検波信号に
対してその振幅に略比例した重み付けを行なう第１重み
付け回路と、分岐された一方の第２検波信号に対してそ
の振幅に略比例した重み付けを行なう第２重み付け回路
と、第１および第２重み付け回路からの出力信号を加算
して受信信号を出力する加算器と、分岐された他方の第
１検波信号の高周波成分を除去する第１ループフィルタ
と、分岐された他方の第２検波信号の高周波成分を除去
する第２ループフィルタとから構成され、第１ループフ
ィルタからの出力信号に比例した電圧により第１光位相
制御器を制御し、第２ループフィルタからの出力信号に
比例した電圧により第２光位相制御器を制御することを
特徴とするホモダイン光受信装置。 ５、光信号を水平および垂直偏波光信号に分離する第１
偏光分離プリズムと、局発光信号を出力する局発光源と
、該局発光信号を水平および垂直偏波局発光信号に分離
する第２偏光分離プリズムと、水平偏波局発光信号の位
相を制御する第１光位相制御器と、垂直偏波局発光信号
の位相を制御する第２光位相制御器と、水平偏波局発光
信号を用いて水平偏波光信号をホモダイン検波して第１
検波信号を出力するバランスドレシーバと、垂直偏波局
発光信号を用いて垂直偏波光信号をホモダイン検波して
第２検波信号を出力するバランスドレシーバと、第１検
波信号を２分岐する第１分岐器と、第２検波信号を２分
岐する第２分岐器と、分岐された一方の第１検波信号に
対してその振幅に略比例した重み付けを行なう第１重み
付け回路と、分岐された一方の第２検波信号に対してそ
の振幅に略比例した重み付けを行なう第２重み付け回路
と、第１および第２重み付け回路からの出力信号を加算
して受信信号を出力する加算器と、分岐された他方の第
１検波信号の高周波成分を除去する第１ループフィルタ
と、分岐された他方の第２検波信号の高周波成分を除去
する第２ループフィルタと、第１ループフィルタからの
出力信号を入力とする第１スイッチと、第２ループフィ
ルタからの出力信号を入力とする第２スイッチと、第１
ループフィルタからの出力信号の電力１を検出する第１
検波回路と、第２ループフィルタからの出力信号の電力
２を検出する第２検波回路と、電力１と電力２の大小を
比較する比較器とから構成され、電力１が電力２よりも
大きい場合には第１ループフィルタからの出力信号によ
り局発光源は制御され、且つ、第２ループフィルタから
の出力信号により第２光位相制御器は制御されるように
上記比較器が上記第１および第２スイッチを切り換え、
また、電力１が電力２よりも小さい場合には第２ループ
フィルタからの出力信号により局発光源は制御され、且
つ、第１ループフィルタからの出力信号により第１光位
相制御器は制御されるように上記比較器が上記第１およ
び第２スイッチを切り換えることを特徴とするホモダイ
ン光受信装置。 ６、光信号を水平および垂直偏波光信号に分離する第１
偏光分離プリズムと、局発光信号を出力する局発光源と
、該局発光信号を水平および垂直偏波局発光信号に分離
する第２偏光分離プリズムと、水平偏波局発光信号の位
相を制御する第１光位相制御器と、垂直偏波局発光信号
の位相を制御する第２光位相制御器と、水平偏波局発光
信号を用いて水平偏波光信号をホモダイン検波して第１
検波信号を出力するバランスドレシーバと、垂直偏波局
発光信号を用いて垂直偏波光信号をホモダイン検波して
第２検波信号を出力するバランスドレシーバと、第１検
波信号を２分岐する第１分岐器と、第２検波信号を２分
岐する第２分岐器と、分岐された双方の第１検波信号に
対してその振幅に略比例した重み付けを行なう第１およ
び第２重み付け回路と、分岐された双方の第２検波信号
に対してその振幅に略比例した重み付けを行なう第３お
よび第４重み付け回路と、第１と第３重み付け回路から
の出力信号を加算して受信信号を出力する加算器と、第
２重み付け回路の出力の高周波成分を除去する第１ルー
プフィルタと、第４重み付け回路の出力の高周波成分を
除去する第２ループフィルタと、第２と第４重み付け回
路の出力を加算した信号の高周波成分を除去する第３ル
ープフィルタとから構成され、第１ループフィルタから
の出力信号に比例した電圧により第１光位相制御器を制
御し、第２ループフィルタからの出力信号に比例した電
圧により第２光位相制御器を制御し、第３ループフィル
タからの出力信号に比例した電流により上記局発光源を
帰還制御することを特徴とするホモダイン光受信装置。 ７、光信号を水平および垂直偏波光信号に分離する第１
偏光分離プリズムと、局発光信号を出力する局発光源と
、該局発光信号を水平および垂直偏波局発光信号に分離
する第２偏光分離プリズムと、垂直偏波局発光信号の位
相を制御する光位相制御器と、水平偏波局発光信号を用
いて水平偏波光信号をホモダイン検波して第１検波信号
を出力するバランスドレシーバと、垂直偏波局発光信号
を用いて垂直偏波光信号をホモダイン検波して第２検波
信号を出力するバランスドレシーバと、第１検波信号を
２分岐する第１分岐器と、第２検波信号を２分岐する第
２分岐器と、分岐された双方の第１検波信号に対してそ
の振幅に略比例した重み付けを行なう第１および第２重
み付け回路と、分岐された双方の第２検波信号に対して
その振幅に略比例した重み付けを行なう第３および第４
重み付け回路と、第１と第３重み付け回路からの出力信
号を加算して受信信号を出力する加算器と、第４重み付
け回路の出力の高周波成分を除去する第１ループフィル
タと、第２と第４重み付け回路の出力を加算した信号の
高周波成分を除去する第２ループフィルタとから構成さ
れ、第１ループフィルタからの出力信号に比例した電圧
により上記光位相制御器を制御し、第２ループフィルタ
からの出力信号に比例した電流により上記局発光源を帰
還制御することを特徴とするホモダイン光受信装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2266208A JPH04144320A (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | ホモダイン光受信装置 |
| EP19910116797 EP0479256A3 (en) | 1990-10-05 | 1991-10-01 | Homodyne optical receiver equipment |
| US07/771,444 US5323258A (en) | 1990-10-05 | 1991-10-04 | Homodyne optical receiver equipment |
| CA002052834A CA2052834C (en) | 1990-10-05 | 1991-10-04 | Homodyne optical receiver equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2266208A JPH04144320A (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | ホモダイン光受信装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04144320A true JPH04144320A (ja) | 1992-05-18 |
Family
ID=17427767
Family Applications (1)
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