JPH05303128A - イメージ信号除去光ヘテロダイン検波受信装置 - Google Patents
イメージ信号除去光ヘテロダイン検波受信装置Info
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- JPH05303128A JPH05303128A JP4108072A JP10807292A JPH05303128A JP H05303128 A JPH05303128 A JP H05303128A JP 4108072 A JP4108072 A JP 4108072A JP 10807292 A JP10807292 A JP 10807292A JP H05303128 A JPH05303128 A JP H05303128A
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Classifications
-
- 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
-
- 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
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- H04B10/615—Arrangements affecting the optical part of the receiver
- H04B10/6151—Arrangements affecting the optical part of the receiver comprising a polarization controller at the receiver's input stage
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- H—ELECTRICITY
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 外乱に対して安定にイメージ信号を除去する
ことのできるイメージ信号除去光ヘテロダイン検波受信
装置を提供する。 【構成】 信号光１を第１の偏波制御器２および偏波分
離素子３に通し、直線偏波にする。この信号光１と第２
偏波制御器１０を通した局部発振光１９とを合波し、光
合波器の第１の出力ポートからの出射光を受光し、第１
のビート信号２０を得る。また、光合波器の第２の出力
ポートからの出射光を、信号光１の偏波に対して固有軸
が４５°傾くように配置された定偏波ファイバ１１に入
射する。定偏波ファイバ１１の出射光を受光し、第２の
ビート信号１５を得る。ここで、第１のビート信号２０
が常に最大となるように、第１の偏波制御素子２を動作
させて信号光１の偏波を制御する。同時に、第２のビー
ト信号１５が常に最大となるように、第２の偏波制御素
子１０を動作させて局部発振光１９の偏波を制御するこ
とにより、イメージ信号を安定に除去することができ
る。
ことのできるイメージ信号除去光ヘテロダイン検波受信
装置を提供する。 【構成】 信号光１を第１の偏波制御器２および偏波分
離素子３に通し、直線偏波にする。この信号光１と第２
偏波制御器１０を通した局部発振光１９とを合波し、光
合波器の第１の出力ポートからの出射光を受光し、第１
のビート信号２０を得る。また、光合波器の第２の出力
ポートからの出射光を、信号光１の偏波に対して固有軸
が４５°傾くように配置された定偏波ファイバ１１に入
射する。定偏波ファイバ１１の出射光を受光し、第２の
ビート信号１５を得る。ここで、第１のビート信号２０
が常に最大となるように、第１の偏波制御素子２を動作
させて信号光１の偏波を制御する。同時に、第２のビー
ト信号１５が常に最大となるように、第２の偏波制御素
子１０を動作させて局部発振光１９の偏波を制御するこ
とにより、イメージ信号を安定に除去することができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、イメージ信号を除去す
ることのできる光へテロダイン検波受信装置に関するも
のである。
ることのできる光へテロダイン検波受信装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】光周波数多重（ＦＤＭ：Ｆｒｅｑｕｅｎ
ｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）通信シ
ステムにおいて、光へテロダイン検波受信方式は周波数
選択性の点で有効である。さらに、光へテロダイン検波
受信方式においてイメージ除去受信器を用いることによ
り、各信号光の周波数間隔を狭くすることができ、大容
量化を図ることができる。また、長距離光増幅中継伝送
システムにおいてイメージ除去受信器を用いることによ
り、イメージバンド側の自然放出光雑音および光ファイ
バの非線形光学効果によって生じた位相雑音を除去で
き、使用できる光中継器出力範囲を拡大することができ
る。
ｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）通信シ
ステムにおいて、光へテロダイン検波受信方式は周波数
選択性の点で有効である。さらに、光へテロダイン検波
受信方式においてイメージ除去受信器を用いることによ
り、各信号光の周波数間隔を狭くすることができ、大容
量化を図ることができる。また、長距離光増幅中継伝送
システムにおいてイメージ除去受信器を用いることによ
り、イメージバンド側の自然放出光雑音および光ファイ
バの非線形光学効果によって生じた位相雑音を除去で
き、使用できる光中継器出力範囲を拡大することができ
る。
【０００３】従来、このイメージ除去受信器として、定
偏波ファイバを用いて光学的にイメージ信号を除去する
方法が知られている（Ｂ．Ｆ．Ｊｏｒｇｅｎｓｅｎ ｅ
ｔａｌ．，”Ｓｉｍｐｌｅ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｉｍ
ｐｒｏｖｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｏｐ
ｔｉｃａｌ ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ ｉｎ ｃｏｈｅｒ
ｅｎｔ ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
ｓｙｓｔｅｍｓｗｉｔｈ ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ ｒ
ｅｃｅｉｖｅｒｓ”，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔ
ｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．２７，Ｎｏ．７，ｐｐ．６１１−６
１２，１９９１）。この技術は、定偏波ファイバの偏波
分散を用いて、リアルバンドの信号光とイメージバンド
の信号光（または雑音光）の偏波状態を互いに直交する
ように変換させるものである。そして、局部発振光の偏
波をリアルバンドの信号光の偏波と一致させることによ
り、リアルバンドのみを受信し、イメージバンドを除去
することができるというものである。
偏波ファイバを用いて光学的にイメージ信号を除去する
方法が知られている（Ｂ．Ｆ．Ｊｏｒｇｅｎｓｅｎ ｅ
ｔａｌ．，”Ｓｉｍｐｌｅ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｉｍ
ｐｒｏｖｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｏｐ
ｔｉｃａｌ ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ ｉｎ ｃｏｈｅｒ
ｅｎｔ ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
ｓｙｓｔｅｍｓｗｉｔｈ ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ ｒ
ｅｃｅｉｖｅｒｓ”，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔ
ｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．２７，Ｎｏ．７，ｐｐ．６１１−６
１２，１９９１）。この技術は、定偏波ファイバの偏波
分散を用いて、リアルバンドの信号光とイメージバンド
の信号光（または雑音光）の偏波状態を互いに直交する
ように変換させるものである。そして、局部発振光の偏
波をリアルバンドの信号光の偏波と一致させることによ
り、リアルバンドのみを受信し、イメージバンドを除去
することができるというものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法では、信号光と局部発振光の偏波状態をそれぞれ４
５°直線偏波と円偏波に厳密に合わせる必要があり、使
用する光ファイバの振動や温度変化により受信状態が劣
化することが予想される。
方法では、信号光と局部発振光の偏波状態をそれぞれ４
５°直線偏波と円偏波に厳密に合わせる必要があり、使
用する光ファイバの振動や温度変化により受信状態が劣
化することが予想される。
【０００５】本発明の目的は、外部の擾乱に対して安定
にイメージ信号を除去することのできるイメージ信号除
去光へテロダイン検波受信装置を提供することにある。
にイメージ信号を除去することのできるイメージ信号除
去光へテロダイン検波受信装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題点
を解決するために、第１の発明では、イメージ信号を除
去する光へテロダイン検波受信装置であって、受信する
信号光の偏波状態を変化させることのできる第１の偏波
制御素子と、前記第１の偏波制御素子から出力する前記
信号光を入力し前記信号光の偏波と雑音光の偏波とを直
線偏波にそろえるための偏波分離素子と、単一モードで
発振する局部発振光源と、前記局部発振光源から出力す
る局部発振光の偏波状態を変化させることのできる第２
の偏波制御素子と、前記偏波分離素子から出力する前記
信号光と前記第２の偏波制御素子から出力する前記局部
発振光とを合波する光合波器と、前記光合波器の第１の
出力ポートからの出力を入力し第１のビート信号を検出
するための第１の光検出器と、前記第１のビート信号の
強度が常に最大となるように第１の偏波制御素子を制御
する第１の制御器と、前記光合波器の第２の出力ポート
から出力する前記信号光の偏波状態の主軸に対して固有
軸が４５°傾くように配置した定偏波ファイバと，前記
定偏波ファイバの出力光を入力し第２のビート信号を検
出するための第２の光検出器と、前記第２のビート信号
の強度が常に最大となるように第２の偏波制御素子を制
御する第２の制御器とからなることを特徴とする。
を解決するために、第１の発明では、イメージ信号を除
去する光へテロダイン検波受信装置であって、受信する
信号光の偏波状態を変化させることのできる第１の偏波
制御素子と、前記第１の偏波制御素子から出力する前記
信号光を入力し前記信号光の偏波と雑音光の偏波とを直
線偏波にそろえるための偏波分離素子と、単一モードで
発振する局部発振光源と、前記局部発振光源から出力す
る局部発振光の偏波状態を変化させることのできる第２
の偏波制御素子と、前記偏波分離素子から出力する前記
信号光と前記第２の偏波制御素子から出力する前記局部
発振光とを合波する光合波器と、前記光合波器の第１の
出力ポートからの出力を入力し第１のビート信号を検出
するための第１の光検出器と、前記第１のビート信号の
強度が常に最大となるように第１の偏波制御素子を制御
する第１の制御器と、前記光合波器の第２の出力ポート
から出力する前記信号光の偏波状態の主軸に対して固有
軸が４５°傾くように配置した定偏波ファイバと，前記
定偏波ファイバの出力光を入力し第２のビート信号を検
出するための第２の光検出器と、前記第２のビート信号
の強度が常に最大となるように第２の偏波制御素子を制
御する第２の制御器とからなることを特徴とする。
【０００７】第２の発明では、イメージ信号を除去する
光へテロダイン検波受信装置であって、受信する信号光
の偏波状態を変化させることのできる第１の偏波制御素
子と、前記第１の偏波制御素子から出力する前記信号光
を入力し直交する２つの直線偏波に分離する偏波分離素
子と、前記偏波分離素子によって分離された第１の直線
偏波信号光の強度を検出する第１の光検出器と、前記第
１の光検出器の出力が常に最小となるように第１の偏波
制御素子を制御する第１の制御器と、前記偏波分離素子
によって分離された第２の直線偏波信号光を入力すると
共に前記第２の直線偏波信号光の偏波状態の主軸に対し
て固有軸が４５°傾くように配置した定偏波ファイバ
と、単一モードで発振する局部発振光源と、前記局部発
振光源から出力する局部発振光の偏波状態を変化させる
ことのできる第２の偏波制御素子と、前記定偏波ファイ
バから出力する前記信号光と前記第２の偏波制御素子か
ら出力する前記局部発振光とを合波する光合波器と、前
記光合波器の出力光を入力しビート信号を検出するため
の第２の光検出器と、前記ビート信号の強度が常に最大
となるように第２の偏波制御素子を制御する第２の制御
器とからなること特徴とする。
光へテロダイン検波受信装置であって、受信する信号光
の偏波状態を変化させることのできる第１の偏波制御素
子と、前記第１の偏波制御素子から出力する前記信号光
を入力し直交する２つの直線偏波に分離する偏波分離素
子と、前記偏波分離素子によって分離された第１の直線
偏波信号光の強度を検出する第１の光検出器と、前記第
１の光検出器の出力が常に最小となるように第１の偏波
制御素子を制御する第１の制御器と、前記偏波分離素子
によって分離された第２の直線偏波信号光を入力すると
共に前記第２の直線偏波信号光の偏波状態の主軸に対し
て固有軸が４５°傾くように配置した定偏波ファイバ
と、単一モードで発振する局部発振光源と、前記局部発
振光源から出力する局部発振光の偏波状態を変化させる
ことのできる第２の偏波制御素子と、前記定偏波ファイ
バから出力する前記信号光と前記第２の偏波制御素子か
ら出力する前記局部発振光とを合波する光合波器と、前
記光合波器の出力光を入力しビート信号を検出するため
の第２の光検出器と、前記ビート信号の強度が常に最大
となるように第２の偏波制御素子を制御する第２の制御
器とからなること特徴とする。
【０００８】第３の発明では、イメージ信号を除去する
光へテロダイン検波受信装置であって、受信する信号光
の偏波状態を変化させることのできる第１の偏波制御素
子と、前記第１の偏波制御素子から出力する前記信号光
を入力し前記信号光の偏波と雑音光の偏波とを直線偏波
にそろえるための偏波分離素子と、前記偏波分離素子か
ら出力する前記信号光を入力すると共に前記信号光の偏
波状態の主軸に対して固有軸が４５°傾くように配置し
た定偏波ファイバと、単一モードで発振する局部発振光
源と、前記局部発振光源から出力する局部発振光の偏波
状態を変化させることのできる第２の偏波制御素子と、
前記定偏波ファイバから出力する前記信号光と前記第２
の偏波制御素子から出力する前記局部発振光とを合波す
る光合波器と、前記光合波器の出力光を入力しビート信
号を検出するための光検出器と、前記ビート信号の強度
が常に最大となるように第１の偏波制御素子を制御する
第１の制御器と、前記ビート信号の強度が常に最大とな
るように第２の偏波制御素子を制御する第２の制御器と
からなることを特徴とする。
光へテロダイン検波受信装置であって、受信する信号光
の偏波状態を変化させることのできる第１の偏波制御素
子と、前記第１の偏波制御素子から出力する前記信号光
を入力し前記信号光の偏波と雑音光の偏波とを直線偏波
にそろえるための偏波分離素子と、前記偏波分離素子か
ら出力する前記信号光を入力すると共に前記信号光の偏
波状態の主軸に対して固有軸が４５°傾くように配置し
た定偏波ファイバと、単一モードで発振する局部発振光
源と、前記局部発振光源から出力する局部発振光の偏波
状態を変化させることのできる第２の偏波制御素子と、
前記定偏波ファイバから出力する前記信号光と前記第２
の偏波制御素子から出力する前記局部発振光とを合波す
る光合波器と、前記光合波器の出力光を入力しビート信
号を検出するための光検出器と、前記ビート信号の強度
が常に最大となるように第１の偏波制御素子を制御する
第１の制御器と、前記ビート信号の強度が常に最大とな
るように第２の偏波制御素子を制御する第２の制御器と
からなることを特徴とする。
【０００９】
【作用】第１の発明では、イメージ信号を除去するため
に、直線偏波にそろえられた信号光と自然放出光とを定
偏波ファイバに入射し、定偏波ファイバの偏波分散によ
って自然放出光の偏波を周波数成分ごとに異なる偏波に
変換する。光へテロダイン検波するために用いる局部発
振光を円偏波で定偏波ファイバに入射すると、出射側で
は信号光と局部発振光との偏波は一致しビート信号が最
大になるが、イメージ信号に相当する周波数の自然放射
光の偏波は局部発振光の偏波と直交するためビート信号
が最小となり、イメージ信号の除去が可能となる。ここ
で、信号光と自然放出光との偏波をそろえると共に偏波
分離素子を透過する信号光が最大になるようにするため
に、定偏波ファイバの入射端でヘテロダイン検波して第
１のビート信号を検出し、この第１のビート信号が最大
となるように信号光の偏波を制御する。さらに、局部発
振光の偏波を常に円偏波とするために、定偏ファイバ通
過後にヘテロダイン検波受信することによって得られる
第２のビート信号が常に最大になるように、局部発振光
の偏波を制御する。この結果、局部発振光の入射偏波は
常に円偏波になるように自動的に制御され、安定にイメ
ージ信号を除去することができる。このときの各偏波状
態を、ポアンカレ球表示を用いて図２に示す。定偏波フ
ァイバの長さを２つの固有軸間の伝搬遅延時間差が１／
４Δｆ（ただしΔｆはヘテロダイン受信器のＩＦ中心周
波数）となるように調整しておくと、入射端で直線偏波
の信号光と円偏波の局部発振光は、偏波分散により出射
端において偏波状態が等しくなる。また、４５°直線偏
波にそろえられた自然放出光は周波数成分ごとに出射偏
波が異なり、信号光から±２Δｆ離れた周波数の自然放
出光は、局部発振光と直交した偏波となる。ここで図３
に示すように、局部発振光の周波数をｆ０、信号光の周
波数をｆ０＋Δｆとすると、周波数ｆ０−Δｆおよびｆ
０＋３Δｆの自然放出光の偏波は局部発振光の偏波と直
交するため、ビート信号が得られない。この結果、イメ
ージ信号である周波数ｆ０−Δｆの自然放出光雑音を除
去することができる。このとき得られるビート信号強度
と周波数の関係を図３にあわせて示す。ビート信号強度
は、光周波数に対して正弦波状に周期的に変化し、信号
光を最大に、イメージ信号を最小にすることができる。
に、直線偏波にそろえられた信号光と自然放出光とを定
偏波ファイバに入射し、定偏波ファイバの偏波分散によ
って自然放出光の偏波を周波数成分ごとに異なる偏波に
変換する。光へテロダイン検波するために用いる局部発
振光を円偏波で定偏波ファイバに入射すると、出射側で
は信号光と局部発振光との偏波は一致しビート信号が最
大になるが、イメージ信号に相当する周波数の自然放射
光の偏波は局部発振光の偏波と直交するためビート信号
が最小となり、イメージ信号の除去が可能となる。ここ
で、信号光と自然放出光との偏波をそろえると共に偏波
分離素子を透過する信号光が最大になるようにするため
に、定偏波ファイバの入射端でヘテロダイン検波して第
１のビート信号を検出し、この第１のビート信号が最大
となるように信号光の偏波を制御する。さらに、局部発
振光の偏波を常に円偏波とするために、定偏ファイバ通
過後にヘテロダイン検波受信することによって得られる
第２のビート信号が常に最大になるように、局部発振光
の偏波を制御する。この結果、局部発振光の入射偏波は
常に円偏波になるように自動的に制御され、安定にイメ
ージ信号を除去することができる。このときの各偏波状
態を、ポアンカレ球表示を用いて図２に示す。定偏波フ
ァイバの長さを２つの固有軸間の伝搬遅延時間差が１／
４Δｆ（ただしΔｆはヘテロダイン受信器のＩＦ中心周
波数）となるように調整しておくと、入射端で直線偏波
の信号光と円偏波の局部発振光は、偏波分散により出射
端において偏波状態が等しくなる。また、４５°直線偏
波にそろえられた自然放出光は周波数成分ごとに出射偏
波が異なり、信号光から±２Δｆ離れた周波数の自然放
出光は、局部発振光と直交した偏波となる。ここで図３
に示すように、局部発振光の周波数をｆ０、信号光の周
波数をｆ０＋Δｆとすると、周波数ｆ０−Δｆおよびｆ
０＋３Δｆの自然放出光の偏波は局部発振光の偏波と直
交するため、ビート信号が得られない。この結果、イメ
ージ信号である周波数ｆ０−Δｆの自然放出光雑音を除
去することができる。このとき得られるビート信号強度
と周波数の関係を図３にあわせて示す。ビート信号強度
は、光周波数に対して正弦波状に周期的に変化し、信号
光を最大に、イメージ信号を最小にすることができる。
【００１０】第２の発明では、イメージ信号を除去する
ために、直線偏波にそろえられた信号光と自然放出光と
を定偏波ファイバに入射し、定偏波ファイバの偏波分散
によって自然放出光の偏波を周波数成分ごとに異なる偏
波に変換する。光ヘテロダイン検波するために用いる局
部発振光を、定偏波ファイバを通過させた後の信号光の
偏波と一致するように合波し、ヘテロダイン検波受信す
る。この結果、信号光と局部発振光とのビート信号は最
大になるが、イメージ信号に相当する周波数の自然放出
光の偏波は局部発振光の偏波と直交するためビート信号
が最小となり、イメージ信号の除去が可能となる。この
とき、信号光と自然放出光との偏波をそろえると共に偏
波分離素子を透過する信号光が最大になるようにするた
めに、偏波分離素子によって分離された一方の直線偏波
成分の出力が常に最小になるように信号光の偏波を制御
する。これにより、直交する直線偏波成分を最大にする
ことができる。また、ヘテロダイン検波受信して得られ
たビート信号が常に最大となるように局部発振光の偏波
を制御することにより、定偏波ファイバから出射する信
号光の偏波と局部発振光の偏波とを常に一致させること
ができる。以上により、安定にイメージ信号を除去する
ことができる。
ために、直線偏波にそろえられた信号光と自然放出光と
を定偏波ファイバに入射し、定偏波ファイバの偏波分散
によって自然放出光の偏波を周波数成分ごとに異なる偏
波に変換する。光ヘテロダイン検波するために用いる局
部発振光を、定偏波ファイバを通過させた後の信号光の
偏波と一致するように合波し、ヘテロダイン検波受信す
る。この結果、信号光と局部発振光とのビート信号は最
大になるが、イメージ信号に相当する周波数の自然放出
光の偏波は局部発振光の偏波と直交するためビート信号
が最小となり、イメージ信号の除去が可能となる。この
とき、信号光と自然放出光との偏波をそろえると共に偏
波分離素子を透過する信号光が最大になるようにするた
めに、偏波分離素子によって分離された一方の直線偏波
成分の出力が常に最小になるように信号光の偏波を制御
する。これにより、直交する直線偏波成分を最大にする
ことができる。また、ヘテロダイン検波受信して得られ
たビート信号が常に最大となるように局部発振光の偏波
を制御することにより、定偏波ファイバから出射する信
号光の偏波と局部発振光の偏波とを常に一致させること
ができる。以上により、安定にイメージ信号を除去する
ことができる。
【００１１】第３の発明では、用いる光部品の構成は第
２の発明と同様にし、光ヘテロダイン検波するために用
いる局部発振光を、定偏波ファイバを通過させた後の信
号光の偏波と一致するように合波し、ヘチロダイン検波
受信する。ただし、信号光と自然放出光の偏波状態を直
線偏波にそろえる制御のためのモニタ信号として、上記
のヘテロダイン検波によって得られたビート信号の強度
を用いる。すなわち、このビート信号の強度がつねに最
大となるように信号光の偏波を制御する。同時に、局部
発振光の偏波も、上記と同一のビート信号が常に最大と
なるように制御する。この結果、イメージ信号の除去に
必要な信号光と局部発振光の偏波関係が自動的に満足さ
れ、安定にイメージ信号を除去することができる。
２の発明と同様にし、光ヘテロダイン検波するために用
いる局部発振光を、定偏波ファイバを通過させた後の信
号光の偏波と一致するように合波し、ヘチロダイン検波
受信する。ただし、信号光と自然放出光の偏波状態を直
線偏波にそろえる制御のためのモニタ信号として、上記
のヘテロダイン検波によって得られたビート信号の強度
を用いる。すなわち、このビート信号の強度がつねに最
大となるように信号光の偏波を制御する。同時に、局部
発振光の偏波も、上記と同一のビート信号が常に最大と
なるように制御する。この結果、イメージ信号の除去に
必要な信号光と局部発振光の偏波関係が自動的に満足さ
れ、安定にイメージ信号を除去することができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。
る。
【００１３】図１は、第１の発明の実施例を示す。本実
施例では、第１の発明を光増幅器を用いた光増幅中継伝
送システムにおける２．５Ｇｂ／ｓ、位相連続周波数偏
移変調（ＣＰＦＳＫ）光ヘテロダイン受信器に適用した
ものである。図４に光中継システムの概要を示す。光送
信器３０からの信号光を光のまま光増幅器３１で増幅
し、ファイバー３２を介して長距離中継し、光受信器３
３で受光するものである。図１において、伝送途中で光
増幅器によって自然放出光雑音が重畳した波長１．５５
μｍの信号光１を、第１の偏波制御素子２に入射する。
この第１の偏波制御素子２は、光ファイバに側圧を加え
ることによって偏波状態を変化させるファイバスクイー
ザ型偏波制御素子である。また、この偏波制御素子は５
つのスクイーザから構成されており、任意の入射偏波を
任意の出射偏波に変換することができると共に、偏波の
無限追尾動作が可能である（Ｈ．Ｓｈｉｍｉｚｕ ｅｔ
ａｌ．，”Ｈｉｇｈｌｙ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｆｉｂ
ｅｒ ＳｑｕｅｅｚｅｒＰｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎＣｏ
ｎｔｒｏｌｌｅｒ”，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉｇｈ
ｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．９，Ｎｏ
１０，ｐｐ．１２１７−１２２４，１９９１）。第１の
偏波制御素子２の出射光を偏波分離素子３に入射し、信
号光１と自然放出光の偏波をそろえる。信号光よりも５
ＧＨｚ低い光周波数で発振する局部発振光源９から出射
される局部発振光１９を、ファイバスクイーザ型の第２
の偏波制御素子１０を通した後、偏波分離素子３から出
射する信号光１と光合波器４で合波する。光合波器４の
２つの出力ポートのうち第１の出力ポートからの出射光
を第１の光検出器５に入射し、第１のビート信号２０を
検出する。さらに、第１のビート信号２０の強度を強度
検出器６により検出する。この強度検出６の出力が常に
最大となるように、マイクロプロセッサを内蔵した第１
の制御器７で、第１の偏波制御素子２を制御する。常に
最大になるように制御するために、偏波状態をわずかに
ふって摂動を加え最大値を探す、山登り法を用いた。ま
た、光合波器４の第２の出力ポートからの出射光を定偏
波ファイバ１１に入射する。ただし、直線偏光である信
号光１の偏波の主軸に対して、定偏波ファイバ１１の固
有軸が４５°傾くように配置してある。また、２つの固
有軸間の伝搬遅延時間が５０ｐｓとなるように、定偏波
ファイバ１１の長さを約３０ｍに設定した。定偏波ファ
イバ１１の出力を第２の光検出器１２に入射し、第２の
ビート信号１５を得る。ＩＦ中心周波数は５ＧＨｚに設
定した。第２のビート信号１５を強度検出器１６に入力
し、強度を検出する。この強度検出器１６の出力が常に
最大となるように、第２の制御器１７で、第２の偏波制
御素子１０を制御する。
施例では、第１の発明を光増幅器を用いた光増幅中継伝
送システムにおける２．５Ｇｂ／ｓ、位相連続周波数偏
移変調（ＣＰＦＳＫ）光ヘテロダイン受信器に適用した
ものである。図４に光中継システムの概要を示す。光送
信器３０からの信号光を光のまま光増幅器３１で増幅
し、ファイバー３２を介して長距離中継し、光受信器３
３で受光するものである。図１において、伝送途中で光
増幅器によって自然放出光雑音が重畳した波長１．５５
μｍの信号光１を、第１の偏波制御素子２に入射する。
この第１の偏波制御素子２は、光ファイバに側圧を加え
ることによって偏波状態を変化させるファイバスクイー
ザ型偏波制御素子である。また、この偏波制御素子は５
つのスクイーザから構成されており、任意の入射偏波を
任意の出射偏波に変換することができると共に、偏波の
無限追尾動作が可能である（Ｈ．Ｓｈｉｍｉｚｕ ｅｔ
ａｌ．，”Ｈｉｇｈｌｙ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｆｉｂ
ｅｒ ＳｑｕｅｅｚｅｒＰｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎＣｏ
ｎｔｒｏｌｌｅｒ”，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉｇｈ
ｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．９，Ｎｏ
１０，ｐｐ．１２１７−１２２４，１９９１）。第１の
偏波制御素子２の出射光を偏波分離素子３に入射し、信
号光１と自然放出光の偏波をそろえる。信号光よりも５
ＧＨｚ低い光周波数で発振する局部発振光源９から出射
される局部発振光１９を、ファイバスクイーザ型の第２
の偏波制御素子１０を通した後、偏波分離素子３から出
射する信号光１と光合波器４で合波する。光合波器４の
２つの出力ポートのうち第１の出力ポートからの出射光
を第１の光検出器５に入射し、第１のビート信号２０を
検出する。さらに、第１のビート信号２０の強度を強度
検出器６により検出する。この強度検出６の出力が常に
最大となるように、マイクロプロセッサを内蔵した第１
の制御器７で、第１の偏波制御素子２を制御する。常に
最大になるように制御するために、偏波状態をわずかに
ふって摂動を加え最大値を探す、山登り法を用いた。ま
た、光合波器４の第２の出力ポートからの出射光を定偏
波ファイバ１１に入射する。ただし、直線偏光である信
号光１の偏波の主軸に対して、定偏波ファイバ１１の固
有軸が４５°傾くように配置してある。また、２つの固
有軸間の伝搬遅延時間が５０ｐｓとなるように、定偏波
ファイバ１１の長さを約３０ｍに設定した。定偏波ファ
イバ１１の出力を第２の光検出器１２に入射し、第２の
ビート信号１５を得る。ＩＦ中心周波数は５ＧＨｚに設
定した。第２のビート信号１５を強度検出器１６に入力
し、強度を検出する。この強度検出器１６の出力が常に
最大となるように、第２の制御器１７で、第２の偏波制
御素子１０を制御する。
【００１４】以上の構成において、２つの制御器７，１
７を同時に動作させた結果，イメージバンド側の自然放
出雑音が除去されたことによりＳ／Ｎが改善し、受信感
度が約２．５ｄＢ改善された。また、１０００ｋｍ光中
継伝送を行った結果、使用可能な光中継出力は、通常の
ヘテロダイン受信器を用いた場合０〜＋５ｄＢｍの範囲
だったが、本発明を用いることにより−２．５〜＋７ｄ
Ｂｍの範囲に拡大された。また、伝送途中のファイバに
外乱を与えたとしても、伝送特性は劣化せず安定に受信
できた。以上により、本発明の有効性が確認された。
７を同時に動作させた結果，イメージバンド側の自然放
出雑音が除去されたことによりＳ／Ｎが改善し、受信感
度が約２．５ｄＢ改善された。また、１０００ｋｍ光中
継伝送を行った結果、使用可能な光中継出力は、通常の
ヘテロダイン受信器を用いた場合０〜＋５ｄＢｍの範囲
だったが、本発明を用いることにより−２．５〜＋７ｄ
Ｂｍの範囲に拡大された。また、伝送途中のファイバに
外乱を与えたとしても、伝送特性は劣化せず安定に受信
できた。以上により、本発明の有効性が確認された。
【００１５】図５は、第２の発明の実施例を示す。図５
では、信号光１を定偏波ファイバ１１に通過させた後
に、局部発振光１９と合波する構成としている。この結
果、受光部にバランス型受信器を使用することができ、
局部発振光１９の強度雑音成分を除去することができ、
有効である。この場合、信号光１と自然放出雑音との偏
波をそろえるために、偏波分離素子３によって分離され
た２つの直交する直線偏波のうち第１の直線偏波成分を
第１の光検出器５に入射し、この第１の光検出器５の出
力が常に最小となるように、信号光１の入射偏波を制御
する。この結果、第１の光検出器５で検出している第１
の直線偏波成分と直交した第２の直線偏波成分が常に最
大となる。この直線偏波にそろえられた信号光１と自然
放出光雑音を、定偏波ファイバ１１の固有軸に対して４
５°となるように入射すると、出射側において、自然放
出光は周波数成分に応じて異なる偏波状態に変換され
る。この定偏波ファイバ１１から出射する信号光１の偏
波と一致するように局部発振光１９の偏波を偏波制御素
子１０で制御し、信号光１と局部発振光１９を光合波器
２１で合波する。光合波器２１の出力を、直列に接続さ
れた２つの光検出器（デュアルｐｉｎフォトダイオード
２２）と増幅器２３で構成されたバランス型光受信器に
入力し、ビート信号１５を得る。このビート信号１５の
強度が常に最大になるように第２の制御器１７で、偏波
制御素子１０を用いて局部発振光１９の偏波状態を制御
する。この結果，信号光１は常に最大に受信されると共
に、イメージ信号である周波数ｆ０−Δｆの自然放出光
雑音は局部発振光１９の偏波と直交するためビート信号
が発生せず除去することができる。
では、信号光１を定偏波ファイバ１１に通過させた後
に、局部発振光１９と合波する構成としている。この結
果、受光部にバランス型受信器を使用することができ、
局部発振光１９の強度雑音成分を除去することができ、
有効である。この場合、信号光１と自然放出雑音との偏
波をそろえるために、偏波分離素子３によって分離され
た２つの直交する直線偏波のうち第１の直線偏波成分を
第１の光検出器５に入射し、この第１の光検出器５の出
力が常に最小となるように、信号光１の入射偏波を制御
する。この結果、第１の光検出器５で検出している第１
の直線偏波成分と直交した第２の直線偏波成分が常に最
大となる。この直線偏波にそろえられた信号光１と自然
放出光雑音を、定偏波ファイバ１１の固有軸に対して４
５°となるように入射すると、出射側において、自然放
出光は周波数成分に応じて異なる偏波状態に変換され
る。この定偏波ファイバ１１から出射する信号光１の偏
波と一致するように局部発振光１９の偏波を偏波制御素
子１０で制御し、信号光１と局部発振光１９を光合波器
２１で合波する。光合波器２１の出力を、直列に接続さ
れた２つの光検出器（デュアルｐｉｎフォトダイオード
２２）と増幅器２３で構成されたバランス型光受信器に
入力し、ビート信号１５を得る。このビート信号１５の
強度が常に最大になるように第２の制御器１７で、偏波
制御素子１０を用いて局部発振光１９の偏波状態を制御
する。この結果，信号光１は常に最大に受信されると共
に、イメージ信号である周波数ｆ０−Δｆの自然放出光
雑音は局部発振光１９の偏波と直交するためビート信号
が発生せず除去することができる。
【００１６】以上の構成において、２つの制御器７，１
７を同時に動作させた結果，イメージバンド側の自然放
出光雑音が除去されたこによりＳ／Ｎが改善し、第１の
実施例と同様に受信感度が約２．５ｄＢ改善された。ま
た、１０００ｋｍ光中継伝送を行った結果、使用可能な
光中継器出力は、通常のヘテロダイン受信器を用いた場
合０〜＋５ｄＢｍの範囲だったが、本発明を用いること
により−２．５〜＋７ｄＢｍの範囲に拡大された。ま
た、伝送途中のファイバに外乱を与えたとしても、伝送
特性は劣化せず安定に受信できた。以上により、本発明
の有効性が確認された。
７を同時に動作させた結果，イメージバンド側の自然放
出光雑音が除去されたこによりＳ／Ｎが改善し、第１の
実施例と同様に受信感度が約２．５ｄＢ改善された。ま
た、１０００ｋｍ光中継伝送を行った結果、使用可能な
光中継器出力は、通常のヘテロダイン受信器を用いた場
合０〜＋５ｄＢｍの範囲だったが、本発明を用いること
により−２．５〜＋７ｄＢｍの範囲に拡大された。ま
た、伝送途中のファイバに外乱を与えたとしても、伝送
特性は劣化せず安定に受信できた。以上により、本発明
の有効性が確認された。
【００１７】第６は、第３の発明の実施例を示す。図６
では、第２の発明と同様に、信号光１を定偏波ファイバ
１１に通過させた後に、局部発振光１９と合波する構成
としている。ただし、第１の偏波制御素子２を制御する
ためのモニタ信号は、第２の偏波制御素子１０を制御す
るために用いているビート信号強度と同じものを用い
る。すなわち、ビート信号１５の強度を検出する強度検
出器１６の出力を２つに分岐し、第１、第２の制御器
７，１７にそれぞれ入力する。そして、強度検出器１６
の出力が常に最大となるように、第１の制御器７で第１
の偏波制御素子２を制御すると共に，第２の制御器１７
で第２の偏波制御素子１０を制御する。ただし、制御状
態が不安定にならないように、第１、第２の制御器７，
１７の制御速度をそれぞれ１ｍｓ、３ｍｓに設定した。
では、第２の発明と同様に、信号光１を定偏波ファイバ
１１に通過させた後に、局部発振光１９と合波する構成
としている。ただし、第１の偏波制御素子２を制御する
ためのモニタ信号は、第２の偏波制御素子１０を制御す
るために用いているビート信号強度と同じものを用い
る。すなわち、ビート信号１５の強度を検出する強度検
出器１６の出力を２つに分岐し、第１、第２の制御器
７，１７にそれぞれ入力する。そして、強度検出器１６
の出力が常に最大となるように、第１の制御器７で第１
の偏波制御素子２を制御すると共に，第２の制御器１７
で第２の偏波制御素子１０を制御する。ただし、制御状
態が不安定にならないように、第１、第２の制御器７，
１７の制御速度をそれぞれ１ｍｓ、３ｍｓに設定した。
【００１８】以上の構成において、２つの制御器７，１
７を同時に動作させた結果、イメージバンド側の自然放
出光雑音が除去されたことによりＳ／Ｎが改善し、受信
感度が約２．５ｄＢ改善された。また、１０００ｋｍ光
中継伝送を行った結果、使用可能な光中継器出力は、通
常のヘテロダイン受信器を用いた場合０〜＋５ｄＢｍの
範囲だったが、本発明を用いることにより−２．５〜＋
７ｄＢｍの範囲に拡大された。また、伝送途中のファイ
バに外乱を与えたとしても、伝送特性は劣化せず安定に
受信できた。以上により、本発明の有効性が確認され
た。
７を同時に動作させた結果、イメージバンド側の自然放
出光雑音が除去されたことによりＳ／Ｎが改善し、受信
感度が約２．５ｄＢ改善された。また、１０００ｋｍ光
中継伝送を行った結果、使用可能な光中継器出力は、通
常のヘテロダイン受信器を用いた場合０〜＋５ｄＢｍの
範囲だったが、本発明を用いることにより−２．５〜＋
７ｄＢｍの範囲に拡大された。また、伝送途中のファイ
バに外乱を与えたとしても、伝送特性は劣化せず安定に
受信できた。以上により、本発明の有効性が確認され
た。
【００１９】以上のように、本発明では、外乱に依存せ
ずにイメージ信号を安定に除去することができる。
ずにイメージ信号を安定に除去することができる。
【００２０】以上、本発明の実施例を３つ説明したが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、本発
明の範囲内で種々の変形、変更が可能なことはもちろん
である。例えば偏波制御素子２，１０としてファイバス
クイーザ型の偏波制御素子を用いたが、ニオブ酸リチウ
ムなどで作った導波路型偏波制御素子や波長板回転型偏
波制御素子など、他のいかなる種類の偏波制御素子の使
用も可能である。また、第２の偏波制御素子１０を局部
発振光１９側に入れたが、これを信号光１側に入れるこ
とも可能である。すなわち、第１の実施例では偏波分離
素子３の出射端に、第２および第３の実施例では定偏波
ファイバ１１の出射端に、それぞれ第２の偏波制御素子
１０を挿入してもよい。
本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、本発
明の範囲内で種々の変形、変更が可能なことはもちろん
である。例えば偏波制御素子２，１０としてファイバス
クイーザ型の偏波制御素子を用いたが、ニオブ酸リチウ
ムなどで作った導波路型偏波制御素子や波長板回転型偏
波制御素子など、他のいかなる種類の偏波制御素子の使
用も可能である。また、第２の偏波制御素子１０を局部
発振光１９側に入れたが、これを信号光１側に入れるこ
とも可能である。すなわち、第１の実施例では偏波分離
素子３の出射端に、第２および第３の実施例では定偏波
ファイバ１１の出射端に、それぞれ第２の偏波制御素子
１０を挿入してもよい。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
イメージ信号除去光ヘテロダイン検波受信器において、
外部の擾乱に対して安定にイメージ信号を除去すること
ができる。
イメージ信号除去光ヘテロダイン検波受信器において、
外部の擾乱に対して安定にイメージ信号を除去すること
ができる。
【図１】第１の発明の構成図である。
【図２】信号光１、自然放出光雑音および局部発振光１
９の偏波状態を示す図である（ポアンカレ球表示）。
９の偏波状態を示す図である（ポアンカレ球表示）。
【図３】信号光１と局部発振光１９の周波数配置、およ
び周波数に対する第２のビート信号１５の強度の関係を
示す図である。
び周波数に対する第２のビート信号１５の強度の関係を
示す図である。
【図４】光増幅中継伝送システムの構成を表す図であ
る。
る。
【図５】第２の発明の実施例の構成図である。
【図６】第３の発明の実施例の構成図である。
１ 信号光 ２，１０ 偏波制御素子 ３ 偏波分離素子 ４，２１ 光合波器 ５，１２ 光検出器 ６，１６ 強度検出器 ７，１７ 制御器 ８，１８ 制御信号 ９ 局部発振光源 １１ 定偏波ファイバ １３ 復調器 １４ 復調信号 １５，２０ ビート信号 １９ 局部発振光 ２２ デュアルｐｉｎフォトダイオード ２３ 増幅器 ３０ 光送信器 ３１ 光増幅器 ３２ 光ファイバ ３３ 光受信器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/04 10/06 10/18
Claims (3)
- 【請求項１】 イメージ信号を除去する光へテロダイン
検波受信装置であって、受信する信号光の偏波状態を変
化させることのできる第１の偏波制御素子と、前記第１
の偏波制御素子から出力する前記信号光を入力し前記信
号光の偏波と雑音光の偏波とを直線偏波にそろえるため
の偏波分離素子と、単一モードで発振する局部発振光源
と、前記局部発振光源から出力する局部発振光の偏波状
態を変化せることのできる第２の偏波制御素子と、前記
偏波分離素子から出力する前記信号光と前記第２の偏波
制御素子から出力する前記局部発振とを合波する光合波
器と、前記光合波器の第１の出力ポートからの出力光を
入力し第１のビート信号を検出するための第１の光検出
器と、前記第１のビート信号の強度が常に最大となるよ
うに第１の偏波制御素子を制御する第１の制御器と、前
記光合波器の第２の出力ポートから出力する前記信号光
の偏波状態の主軸に対して固有軸が４５°傾くように配
置した定偏波ファイバと、前記定偏波ファイバの出力光
を入力し第２のビート信号を検出するための第２の光検
出器と、前記第２のビート信号の強度が常に最大となる
ように第２の偏波制御素子を制御する第２の制御器とか
らなることを特徴とするイメージ信号除去光へテロダイ
ン検波受信装置。 - 【請求項２】 イメージ信号を除去する光へテロダイン
検波受信装置であって、受信する信号光の偏波状態を変
化させることのできる第１の偏波制御素子と、前記第１
の偏波制御素子から出力する前記信号光を入力し直交す
る２つの直線偏波に分離する偏波分離素子と、前記偏波
分離素子によって分離された第１の直線偏波信号光の強
度を検出する第１の光検出器と、前記第１の光検出器の
出力が常に最小となるように第１の偏波制御素子を制御
する第１の制御器と、前記偏波分離素子によって分離さ
れた第２の直線偏波信号光を入力すると共に前記第２の
直線偏波信号光の偏波状態の主軸に対して固有軸が４５
°傾くように配置した定偏波ファイバと、単一モードで
発振する局部発振光源と、前記局部発振光源から出力す
る局部発振光の偏波状態を変化させることのできる第２
の偏波制御素子と、前記定偏波ファイバから出力する前
記信号光と前記第２の偏波制御素子から出力する前記局
部発振光とを合波する光合波器と、前記光合波器の出力
光を入力しビート信号を検出するための第２の光検出器
と、前記ビート信号の強度が常に最大となるように第２
の偏波制御素子を制御する第２の制御器とからなること
を特徴とするイメージ信号除去光へテロダイン検波受信
装置。 - 【請求項３】 イメージ信号を除去する光へテロダイン
検波受信装置であって、受信する信号光の偏波状態を変
化させることのできる第１の偏波制御素子と、前記第１
の偏波制御素子から出力する前記信号光を入力し前記信
号光の偏波と雑音光の偏波とを直線偏波にそろえるため
の偏波分離素子と、前記偏波分離素子から出力する前記
信号光を入力すると共に前記信号光の偏波状態の主軸に
対して固有軸が４５°傾くように配置した定偏波ファイ
バと、単一モードで発振する局部発振光源と、前記局部
発振光源から出力する局部発振光の偏波状態を変化させ
ることのできる第２の偏波制御素子と、前記定偏波ファ
イバから出力する前記信号光と前記第２の偏波制御素子
から出力する前記局部発振光とを合波する光合波器と、
前記光合波器の出力光を入力しビート信号を検出するた
めの光検出器と、前記ビート信号の強度が常に最大とな
るように第１の偏波制御素子を制御する第１の制御器
と、前記ビート信号の強度が常に最大となるように第２
の偏波制御素子を制御する第２の制御器とからなること
を特徴とするイメージ信号除去光へテロダイン検波受信
装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4108072A JPH05303128A (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | イメージ信号除去光ヘテロダイン検波受信装置 |
| US08/052,902 US5414550A (en) | 1992-04-27 | 1993-04-27 | Optical heterodyne detector and receiver |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4108072A JPH05303128A (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | イメージ信号除去光ヘテロダイン検波受信装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05303128A true JPH05303128A (ja) | 1993-11-16 |
Family
ID=14475174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4108072A Withdrawn JPH05303128A (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | イメージ信号除去光ヘテロダイン検波受信装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5414550A (ja) |
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1993
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