JPS6258735A - 光デイジタル送信器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は光の波動的性質を利用して光ＰＳＫ　。

ＡＳＫなどによりディジタル信号を送信する光ディジタ
ル信号送信器に関するものである。

「従来の技術」 従来、光のＰＳＫ　（Ｐｈａｓｅ−８ｈｉｆｔ−Ｋｅｙ
ｉｎｇ）送信はアナログ動作も可能な位相変調器にディ
ジタル信号を入力することによって行われてきた。具体
的には、第１５図に示すように、単一縦モード／横モー
ドで発振する安定化レーザ１１からの光に位相変調器１
２で位相変調を加えて単一モードファイバ伝送路１３に
送信するものが一般的である。

信号情報は信号源１４から位相変調器１２に加えられる
。この場合アナログ信号でもディジタル信号でも変調可
能である利点を持つが、大容量高速伝送を目的として高
速動作させるには回路・素子製作上の制約が大きかった
。また、ＡＳＫ光送信器としては第１６図に示すように
単一の安定化レーザ１１からの出射光を振幅分割し、一
方の光路に位相変調器１２を挿入して位相変調を加え、
その位相変調出力と他方の光路の光とを重ね合わせる方
法が採られてきた。位相変調器１２による位相遅延がπ
であるときは重ね合わされた送信光は消光し、位相遅延
が零であるときはレーザ１１からの出射光の全てが送出
される。従ってこの送信器は、第１５図のＰＳＫ送信器
について述べた回路・素子製作上の制約の他、位相遅延
の精度が出射光の消光比を決定するだめ、位相遅延量を
安定化する回路が必要になる欠点があった。

電気光学効果を利用しない形式の位相変調器としては２
レ一ザ注入同期型構成のものがある（文献（１）　ＴＡ
ＴＳｔＪＹＡ　ＫＩＭＵＲＡ他”　Ｒｅｖｉｅｗ　ｐｒ
ｏｇｒｅｓｓ　ｏｆｃｏｈｅｒｅｎｔ　ｏｐｔｉｃａｌ
　ｆｉｂｅｒ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔ
ｅｍｓ”Ｏｐｔ、　ａｎｄ　ＱｕａｎｔｕｍＥｌｅｃｔ
ｒｏｎ、、　１５　（１９８３）１−３９　）。

これは位相変調器として用いるレーザに単一モードで発
振するマスターレーザの光を注入する形をしており、高
効率な結合が必須であるため製作上、あるいは信頼性に
問題がある。また、この形式の位相変調器は注入電流を
変調することによって位相変調を実現するため、位相変
調に寄生する振幅変調が不可避であるという欠点を有し
ている。

そこでこの発明はディジタル動作だけに的を絞シ、簡単
で安定なＰＳＫ　／　ＡＳＫ光送信器を実現せんとする
ものである。

「問題点を解決するだめの手段」 この発明では光源の発光を切り換えることによってＰＳ
Ｋを実現する。すなわち、第１図に示すように信号源１
４から出力される２値ＮＲＺ信号を、相補的出力を持つ
ＮＡＮＤ　（もしくはＮＯＲ）回路１５で処理し、単一
縦モード／横モードで発振する位相同期した２台のレー
ザ１６，１７に加えてこれらを交番に発振させる。レー
ザ１６，１７のいずれか一方から出た光が光結合器１８
を用いて一本のをフーイパ仔逆屹１３に堂に道≠Ｘ灼、
て逆位式れる。このとき、各レーザ１６．１７から光フ
アイバ伝送路１３に至る光路差が位相遅延器１９を挿入
することによって二分の一波長だけ異ならされる。よっ
て２台のそれぞれのレーザ１６．１７の発光に対して位
相信号Ｏとπとをそれぞれ対応させることができる。従
って、一方のレーザは「マーク」に対応して発光して位
相πの光を送信し、もう一方のレーザは「スペース」に
対して発光して位相０の光を送信することになる（ある
いはその逆でもよい）。

位相遅延器１９による位相シフトの大きさは光路差によ
って構造的に決定されるだめ周囲温度変動等の外乱に影
響されにくい利点がある。上の記述より明らかなように
、とのＰＳＫ光送信器は位相変調器に情報信号を加えて
位相遅延を変調するものではないため、従来光直接強度
変調で使用されてきた変調回路形式がそのままいかせる
利点がある。また、位相シフト量が変調振幅に依存する
従来のＰＳＫ送信器とは異なり、位相シフト量が光路差
によって決定されるため、変調回路を構成する能動素子
の経時劣化などの特性変化によって位相シフト量が影響
を受けないという特徴を有している。

またこの発明では差動位相符号化を行っている。

現在の技術レベルにおいては光信号の絶対位相を変調す
ることは不可能であるためである。しかし、最も理想的
な同期検波を使用することができるか否かは、再生され
た搬送波の位相がどの程度安定化できるかに依存してい
るのであって、変調法に本質的な問題があるわけではな
い。受信側で再生された搬送波の位相と送信側発振器で
あるレーザの位相とが高々数タイムスロットしか安定で
ない場合は同期検波を使用することは難しく、遅延検波
を採用せざるを得ない。逆に送信レーザのスペク］・ル
が安定で、搬送波再生が安定に実現できれば同期検波も
利用することができる。

半導体レーザ技術においては単一の基板上に複数のレー
ザを形成させることは可能であり、１９７０年にＢａ１
ｌ研究所のＪ、Ｅ、ＲｉｐｐｅｒとＴ−Ｌ、Ｐａｏｌｉ
が単一の基板上に隣りあって形成させたアジャセントス
トライプージェオメトリ　ジャンクションレーザス（Ａ
ｄｊａｃｅｎｔ　Ｓｔｒｉｐｅ−Ｇｅｏｍｅｔｒｙ　Ｊ
ｕｎｃｔｉｏｎ　Ｌａ５ｅｒｓ）で位相同期発振を確認
している（文献（２）　Ｊ、Ｅ、Ｒｉｐｐｅｒ他”　０
ｐｔｉｃａｌ　ｃｕｐｌｉｎｇ　ｏｆ　ａｄｊａｃｅｎ
ｔ　ｓｔｒｉｐｅ−ｇｅｏｍｅｔｒｙｊｕｎｃｔｉｏｎ
　１ａｓｅｒｓ　”　Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、
、　１７　（１９７０）３７１−３７３）。しかしなが
ら、活性層をストライプ化せず、電極構造のみをストラ
イプ化することによる近接レーザではしきい値を下げる
ことが難しい。したがって、前記文献（２）のレーザで
は十分でない。空間的な位相同期に着目したレーザ構造
を設計する必要がある。複数のレーザが位相関係を保持
して発光するためには各々のレーザが十分近接して配置
されていることと共に各々のレーザの伝搬定数差が小さ
いことが必要である。一方のレーザで発振している光の
電界の広がりが隣のレーザにまで達するほど接近してい
なければならない。一方のレーザがオフ（発振停止）に
なシもう一方がオン（発振）するときを考える。消光す
るレーザ共振器内ではキャリア蓄積効果によって残留す
るキャリアのために光子数も緩やかに減少する。そして
この緩やかに減少する光子の電界は反対に立ち上がろう
とするレーザにまで及んでおれば、次のレーザ発振の種
にすることができる。これにより、二つのレーザの発振
切り換えに伴う位相の連続性は保持される。文献（２）
ではＣＷ発振状態において１２μｍ間隔で位相同期が起
こったと報告しており、レーザを切り換えつつ位相の連
続性を保持するためにはこれ以下であることが望ましい
。

「実施例」 まず始めに、この発明の実施例に用いられる光源として
の半導体レーザについて述べる。この半導体レーザとし
ては活性層ストライク０間隔を１０μｍ以下にまで近づ
ける必要がある。第２図に埋め込み型ＤＦＢ　（Ｄｉｓ
ｔｒｉｂｕｔｅｄ　Ｆｅｅｄ−Ｂａｃｋ　：分布帰還型
）半導体レーザを基本にしだｐ基板近接ストライプ半導
体レーザの構造断面を示す。通常のＤＦＢ半導体レーザ
と同様に回折格子の波数ベクトルは紙面に垂直な方向で
あυ、これによって単一縦モード発振が得られる。活性
層を埋め込んだことにより電極のみをストライプ化した
プレーナ型に比べて活性層に注入される電流密度を上げ
ることができしきい値電流を低下させることができる利
点がある。ブラッグ回折格子を形成したｐ形ＩｎＰ基板
２１の中央部上にｐ形ＩｎＧａＡｓＰ活性層２２が形成
され、さらにその上に、エツチングによって２分割され
たキャップ層２３．２４がある。発振波長によっては基
板２１と活性層２２との間にガイド層と呼ばれる層を設
けることがあるが、これはこの発明を実施するに当り本
質的な影響はない。キャップ層２３．２４と活性Ｎ２２
とは埋め込み層２５，２６゜２７によって挾まれている
。埋め込み層２５　、２６　。

２７はそれぞれｎ形ＩｎＰ　＋　ｐ形ＩｎＰ、ｎ形Ｉｎ
Ｐである。ｐ疹ｘｎｐ基板２１の裏面には金合金を蒸着
して＋側電極２８とし、２分割されたキャップ層２３゜
２４にも金合金を蒸着して一側電極２９．３１とする。

電子はこれら一側電極２９．３１から相補的に注入する
。例えば電極２９から注入されているときにはキャップ
層２３を通じて矢印３２の：うに電流が活性層２２のキ
ャップ層２３側から注入され、レーザ発振は活性層２２
のキャップ層２３側（図で左側）で起こり、光は紙面と
直角に進行する。大切なことはこのときに光のスポット
のすそが活性層２２のキャップ層２４側（図で右側）−
ｉ！で及んでいることである。次に電極２９への注入を
もう一方の一電極３１に切υ換えることを考える。電極
２９からの注入が切断されると活性層２２の左側で光っ
ていた光のスポットは減衰し始めるが、電流が電極３１
に切シ換えられているので活性層２２の右側の利得が大
きくなっており、ここで光のスポットが成長する。光ス
ポットが成長する際に減衰しかけていた光の残留成分が
自然放出光よりも大きければ、新たに右側に生じた光ス
ポットはこの残留成分を種にして発振するので、光位相
の連続性が保存される。第２図に示したレーザはｐｎ特
性が反転した構造でも原理的に動作することを付記して
おく。

この発明で用いる光源としては二方向から電流注入の可
能な半導体レーザが好ましく、その意味では第２図に示
したものに限らず他の形式のものでも利用することがで
きる。半導体レーザを単一基板上に集積して形成する場
合、電極による制限が大きな問題となる。集積度が上が
り、電極が小さくなるに従って外部の駆動回路との電気
的接続は困難になる。この場合は２本のレーザの間を別
の受動導波路で光学的に接続することが必要になる。例
えば第３図Ａに示すように、離れたレーザストライ！３
２．３３間にＯ型溝波路３４あるいは第３図Ｂに示すよ
うにレーザストライｆ　３２．３３間にＸ型の導波路３
５を形成させることによってレーザストライｆ３２．３
３を光結合することができる。この場合、レーザストラ
イ！３２．３３は平行である必要は原理的にはない。

φ 第４図にこの発明の実施例の一つである２レーザ２相Ｐ
ＳＫ送信器の具体的構成を示す。上で述べた半導体レー
ザ３６のレーザＡ、Ｂは互いに相補的な信号ａ、！：ｂ
で変調される。もし必要ならば直流のバイアス電流を変
調電流に重畳すればよい。

半導体レーザ３６から出た光は変換レンズ３７で適当に
拡大され、位相シフタ３８に入射させる。

位相シフタ３８には２本の導波路４１，４２が角度θを
なすチーツク状に配置されており、導波路４１゜４２の
出射光は通常の単一モードファイバ１３に結合される。

従って位相シフタ３８は光結合器を兼ねているといえる
。前述したように位相シフタ３８は同位相で発振してい
る２本のレーザ光に二分の一波長の位相差をつけるもの
であるから原理的には表１に示すような動作をする。す
なわち、入力信号系列Ｘｉに対し、レーザＡは入力信号
Ｘｉと同一の信号系列ａで変調され、レーザＢは入力信
号刈と相補的な信号すで変調される。レーザＢからの出
力光に二分の一波長の光路差をつけると位相シフタ３８
から伝送路１３へ送出される光信号はＣで示されるよう
になる。ここで負号（→は位相が反転していることを意
味しており、レーザが発光しているときの振幅は１に規
格化して考えている。ちなみに光信号の絶対値は全て１
であり、純粋なＰＳＫ信号が得られることがわかる。

表１．原理的動作 Ｘｉ：１０１１０１ ａ：１　０　１　１　０　１ ｂ：０　１　０　０　１　０ ｃ：１−１　１　１−１　１ １ｃｌ：１１１１１１ 以下に位相シフタ３８について詳述しておく。

位相シフタ３８を構成する２本の導波路４１．４２のな
す角度は０．６度程度がよい（文献（３）井筒他「進行
波動作導波型プツシ−プル光変調素子」信号技報０ＱＥ
ＢＯ−３７）。位相シフタ３８の２本の導波路４１．４
２はその光路長が二分の一波長だけ異がっていなければ
ならない。このために、原理的には一方の導波路をエツ
チング等で削るか、コアの屈折率を変えて等制約に光路
長を変えるかする必要がある。しかし実際の光回路製作
においてはレーザ３６のレーザＡ、Ｂを両方共、同じ強
度で発光させておき、まず位相シック３８から出力され
る光強度が最大になるよう微動調節する。この状態で位
相シフタ３８の与える位相差は零であるか波長の整数倍
である。次に二本の導波路４１．４２を含む水平面内で
僅かに回転させ位相シフタ３８からの出力光強度が最小
になった位置で固定する。

こうすることにより、位相シフタ３８単体製作時の誤差
を補償し、二倍の一波長の光路差を正確に与えることが
できる。この光路差が厳密に二倍の一波長でなく、波長
の整数倍だけさらにずれていても、光源のコヒーレンス
長より十分短ければ実用上問題ない。

変換レンズ３７を用いない光ＩＣ型の位相シフタ／結合
器も考えられる。この場合の構成を第６図に示す。位相
同期レーザ３６の２つの出力光スポットに整合した入力
ポートをもつ位相シック光結合器４３は、電気光学効果
を持つ基板の上に形成された２本の導波路から成ってい
る。第７図に示すようにこれら２本の導波路４４．　、
４５は合流型とするか、または第７図Ｂに示すように互
に接近させて漏れ光結合型の結合器を形成させる。図中
斜線を施した部分に電極４６を蒸着して位相誤差補償電
圧発生器４７から加える電圧で屈折率を制御できるよう
にしておく。空間的に同位相で発振するレーザＡ、Ｂの
各党を２つの入力ポートから同時に入力した状態で出力
ポートに光が現れなくなるような電極４６の電圧条件を
求め、これに固定する。実装状態でこの調整を行えば、
位相同期レーザ３６と位相シフタ／結合器４３とのアラ
インメント誤差を補償することができることは前述の場
合と同じである。電極４６に与える電圧条件は素子特性
、外部環境に変化のない限シ一定値でよく、従来のＰＳ
Ｋ変調器のように高速動作を考慮する必要は全くない。

この点、回路設計、製作、実装上大いに負担が軽減され
る。第６図において信号処理回路１５の出力を駆動回路
４８を通じてレーザ３６に印加している。

この発明による光ＰＳＫ変調光送信器は位相変調に際し
て生ずる寄生的な振幅変調を受けない利点がある。今、
表２のＸｉに示すような符号系列があったとする。この
とき、２台の半導体レーザＡ。

Ｂに加えられる信号は前述したように互いに相補的であ
り表２のａ、ｂで表されるようなものでなければならな
い。信号が“スペース″であるときにレーザの出力が零
にならず△であるとする。半導体レーザＡ、Ｂは同一の
基板状に非常に近接して形成されているので△ば２台の
レーザＡ、Ｂについて同じであると考えてよい。すると
位相シフタ／光結合器４３からの出力振幅の絶対値は表
２のＣに示すように信号によらず一定になる。変調時に
おけるレーザの動的ス被りトル広が９を狭くするために
は活性層内のキャリア変動を抑圧する必要がある。つま
り小信号で変調することが求められるが、このような場
合でも振幅変動のない純粋なＰＳＫ信号が得られる。

表２．振幅誤差のある場合の動作 Ｘｉ：１０１１０１ ａ　：　　１　　　△　　　１　　１　　　Δ　　　１
ｂ　：　　Δ　　１　　△　　△　　　１　　　△ｃ　
：　１−△　△−１１−Δ　１−△　△−１１−Δｌｃ
ｌ　　：　１−Δ１−Δ１−△１−△　１−△　１−△
前述したように現在の光技術のレベルから判断１、て遅
延徐波をイ車用ぜざＡをξにい。その場合は第８図に示
すように入力端子４９の信号を諸性的論理和回路５１と
１タイムスロツト遅延器５２よりなる和分変換回路５３
で和分変換して信号処理回路１５へ入力すればよい。信
号処理回路１５の出力は第１図、第４図、第６図などで
示した信号処理回路１５以後のＰＳＫ送信器５４へ接続
すればよい。受信側で遅延検波さえおこなえば原信号が
再生できる。遅延検波は前後２タイムスロットの間安定
であシさえすれば良いから、送信側レーザの周波数安定
度に対する要求条件を緩和できる。

以上では２台のレーザが同時に発振することはないとし
て議論を進めてきたが、同時に発振する場合にはまた異
なった使い方ができる。つまり２台の位相同期したレー
ザＡ、Ｂからの出射光が互いに反位相で重ね合わせれば
、光信号の引き算が可能である。よって第９図に構成を
示し、その動作原理を表３に示すように、入力ＮＲＺ信
号Ｘｉを回路５３で和分変換して信号ａとしてレーザＡ
へ入力し、レーザＢへはその信号ａを遅延器５５で１／
２タイムスロツト遅延させて信号すとして入力する。

この時ＰＳＫ送信器５４内の光結合器（１８又は３８或
は４３）からの出力光信号振幅は入力信号ＸｉをＲＺ変
換した波形が得られることになる。

表３３和分変換された信号（ａ、ｂ）とＡＳＫ送信信号
（Ｃ））（ｉ：１　　０　　１　　１　　０　　１　　
０ｙｉ：ｏ　　　１　　０　　０　　１　　０　　１ａ
：ｏ　　　１　　　１　　０　　　１　　　１　　　０
ｂ：　　　０　　　１　　　１　　　０　　　１　　　
１　　　０ｃ：０１０００−１０１０００−１０ １ｃｌ：０１０００１０１０００．１ＯＮＲＺ　／　Ｒ
Ｚ変換は従来電子素子を用いたアナログケ９−トで行っ
てきたが、ＮＲＺ信号に対し、ＲＺ倍信号周波数帯域が
広くなるが、第９図に示すようにコヒーレントな光回路
で実現できれば、電子回路はＮＲＺ信号のみであり、電
子回路へ要求されるベースバンド帯域が半分に軽減され
る。また前述したように、たとえ変調時に振幅誤差△が
あっても光の干渉効果で打ち消しあうので、光振幅が（
１−△）になるだけで消光比の良好な光ＲＺ倍信号得ら
れる。この実施例はレーザＢへの遅延量がパルスのデー
ティ比を決定するので、超高速光・ぐルスの発生に応用
できる。

この発明による光ＰＳＫ送信器の場合は、２台のレーザ
Ａ、Ｂの光の強度が同じでなければ不要な振幅変調成分
が寄生する。光ＡＳＫ送信器は光の干渉効果を利用する
ものであるから、２台のレーザＡ、Ｈの光の強度が同じ
でなければ消光比が低下する。そこで第１０図に示すよ
うな自動光出力安定化回路を設けることが望ましい。位
相同期レーザ３６のレーザＡ、Ｂの共振器後ろ側（信号
光を取出す側と反対側）からの出力光をそれぞれ光検出
器５６．５７で光電変換し、光検出器５６．５７の出力
を増幅器５８．５９で増幅した後電気的加算器６１で加
算処理を行う。レーザＡ、Ｂは相補的に変調されている
から、等しい強度で発光していれば、加算器６１からの
出力信号の交流成分は零である。今仮に第１１図Ａで示
すように入力信号Ｘｉと同相の信号で変調されるレーザ
Ａからの出力ａがレーザＢからの出力すよシも大きい場
合を考える。このとき加算器６１からの出力Ｃはａと同
相の出力になり、加算器６２でＸｉとの加算を行うとそ
の出力ｄばＸｉよシも大きい振幅を持つ。この誤差信号
ｄは低域ろ波器６３で時間的に積分し、低周波の信号に
して比較器６４で基準電圧Ｅｒと比較する。基準電圧Ｅ
ｒには、ａ　＋　ｂが等振幅の時の加算器６２の出力を
設定する。従って第１１図Ａの場合は比較器６４からの
誤差出力はａとｂの振幅差に比例した正電圧が得られる
ことになる。よって、比較器６４からの正電圧に刻し、
駆動回路６５を制御してレーザＡの変調振幅を低下させ
るように制御すれば２台のレーザＡ、Ｂの出力光強度を
等しく保つことができる。また逆に、ａがｂより小さい
場合は第１１図Ｂに示すように誤差信号ｄはＸ＋より小
振幅になり、比較器６４からは負電圧が得られることが
わかる。この時はレーザＡの変調振幅を増大させるよう
に制御すればよい。

また、２台のレーザＡ、Ｂの総出力も安定化する必要が
あるが、それは次のようにすればよい。つまり加算器６
１からの出力を分岐して積分器６６で平均化することに
より総出力についての信号を得る。これをよく知られた
ＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏ
ｌ　）回路６７に入力し、その出力で駆動回路６８を制
御してレーザＢを安定化すれば２台のレーザＡ、Ｂの全
体の出力も安定化することができる。この理由は、比較
器６４の出力でレーザＡの出力をレーザＢの出力に合わ
せるように制御しているから、レーザＢを安定化するこ
とにより結果的にレーザＡも安定化できる。以上の制御
回路により、２台のレーザＡ、Ｂは等しく、かつ一定の
強度で安定に発光させることができるため、この発明Ｐ
ＳＫ　／　ＡＳＫ送信器は最適な動作状態を維持しつつ
動作する。

第１０図に示した光出力安定化回路における光強度モニ
タ方法としては、レーザとは別に作られた光検出器受光
面にレーザの後方出力光をレンズ等で結合させてモニタ
するのが一般的である。近年、光集積回路の研究の進展
から光検出器をレーザと同一基板上に、レーザと同一の
光軸を持つように形成することも可能になりつつあるが
、これも基本的にはレーザの後方出射光をモニタすると
いう意味では同じであるといえる。ＤＦＢレーザのよう
に後方端面を高反射化して単一モード性の向上、前方光
出力の増加を図る場合、レーザの後方出力モニタが困難
になることが予想される。しかしレーザアレイを用いれ
ば側方の漏れ光結合を用いてレーザ発振強度をモニタす
ることができ、この困難を回避できる。第１２図にこの
場合の実施例を示す。位相同期する２本のレーザＡ、Ｂ
の両側にさらに平行に２本の光検出器８１．８２を形成
しておく。光検出器８１はレーザＡの光を、光検出器８
２はレーザＢの光をモニタする。実際ノ構成としては４
本のレーザを作っておき、中の２本を順バイアスにして
、レーザ発振器として動作させ、両側の２本を逆バイア
スにしてフォトダイオードとして動作させればよい。ま
た、前述したように、電極による制限等でレーザの集積
度を上げられない場合は、各々レーザＡ、Ｂと光検出器
８１．８２との間に、第１３図に示すように介在導波路
８３．８４を作り、更にレーザＡ、Ｂ間にも介在導波路
８５を作り込んでおけばよい。なお、介在導波路８３，
８４．８５については第３図に示したものを使用できる
。

これまではすべて２相ＰＳＫについてのみ説明してきた
が、原理的にはＮ相ＰＳＫについて拡張可能である。す
なわち第１４図に示すように信号源１４の入力２値信号
をＮ値化し、信号処理回路１５で、Ｎ分の単一縦モード
／横モードで発振する位相同期したレーザナ１〜≠Ｎを
、その多値レベルと対応して一つを駆動し、各レーザ≠
１〜＋Ｎの出力光ずつ位相をずらし、つまシｎ番目の位
相シフタは２π（ｎ−１）／Ｎの位相遅延を与え、位相
シフタφ１〜φ、の出力光を一本の単一モード光ファイ
・ぐ伝送路１３に光結合器８６で結合させる。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明による光ディジタル送信
器によれば、位相シフト量が物理的に決定されるので寄
生振幅変調のない、純粋で安定な光領域でのＰＳＫ　、
　ＡＳＫが複雑な制御回路なしに実現できる利点がある
。また、光ＡＳＫについてはＮＲＺ　／　ＲＺ変換が光
回路のみで実現できるので、電気膜帯域への要求条件が
半分に緩和できる利点がある。またＮＲＺ　／　ＲＺ変
換器は本質的に消光比が良好である利点も有している。

この発明の光ＰＳＫ　／　ＡＳＫ送信器は光波通信にお
ける送信器を大いに簡略化しつつ安定化を可能にするも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明をＰＳＫ送信器に適用した基本構成を
示すブロック図、 第２図は埋め込み型位相同期半導体レーザの構造例を示
す断面図、 第３図は介在導波路型位相同期レーザを示す上面図、 第４図は変換レンズを用いる場合のこの発明の実施例を
示す構成図、 第５図はレーザＡ、Ｂに対する各変調信号を示す図、 第６図は光ＩＣ型位相シフタを用いる場合のこの発明の
実施例を示す図、 第７図は位相シフタ／光結合器４３を示す図、第８図は
この発明をＤＰＳＫ光送信器に適用した例を示す図、 第９図はこの発明を光ＡＳＫ送信器に適用した例を示す
図、 第１０図はこの発明光送信器の光出力自動安定化回路の
構成例を示すブロック図、 第１１図はその動作の説明に供する各部の波形図、 第１２図及び第１３図はそれぞれ光検出器とレーザとを
集積した本導体素子を示す平面図、第１４図はこの発明
をＮ和光ＰＳＫ送信器に適用した例を示す図、 第１５図は従来の光ＰＳＫ送信器を示す図、第１６図は
従来の光ＡＳＫ送信器を示す図である。 １３；単一モード光ファイバ伝送路、１４：信号源、１
５：信号処理回路としてのＮＡＮＤケ゛−ト、１６．１
７，３２，３３：位相同期安定化レーザ、１８．８６：
光結合器、１９：位相遅延器、３６゜位相同期半導体レ
ーザ、３７：変換レンズ、３８゛位相シフタ、４３：光
ＩＣ型位相シフタ／光結合器、４７：位相誤差補償電圧
源、５６．５７：光検出器。 特許出願人：日本電信電話株式会社 代　理　人：草　野　　　卓 牛７囮 オ　８図 ヤ　９記 Ｌ　　　　−ｊ 中　１０口 沖１１０Ａ 第１１図Ｂ 生１２医 生１３図 ８２℃二二匝］二二コ 木　１５回 士１６図 手続補正君（自発） 昭和６０年１１月５日 １、事件の表示　　特願昭６０−１９７１５２２、発明
の名称　光ディジタル送信器 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 日本電信電話株式会社 ５、補正の対象　　明細椙中発明の詳細な説明の欄６、
補正の内容 （１）明細書１１頁１８行「ことを付記しておく。」の
次に下記を加入する。 「Ｌ述では第２図において電極２９から活性層を電極３
】に切り換えた時に発生するレーザ発振は先にレーザ発
振と同位相であるとした。しかし実際には電極２９から
電流を注入してレーザ発振を行った後に電流を電極３１
に明り換えた場合は前のレーザ発振とは逆位相のレーザ
発振の方が起り易い。この場合は第１図の位相遅延器１
９は半導体レーザで兼用されたものとなり、独立した位
相遅延器１９自体は省略できる。」以　　上

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力２値ＮＲＺ信号をＮ値（Ｎは２以上の整数）
   の多値信号に変換する信号処理回路と、その信号処理回
   路の多値信号のｎ番目のレベル（ｎ≦Ｎ）によりｎ番目
   のもののみがオンオフ駆動され、単一縦モード／横モー
   ドで発振する位相同期したＮ個のレーザと、 これらＮ個のレーザよりの出力レーザ光に対して、その
   ｎ番目のものについて２π（ｎ−１）／Ｎの位相遅延を
   与える位相遅延手段と、 その位相遅延手段よりのＮ本のレーザ光を一本の光伝送
   路に結合させる光結合手段とを備える光ディジタル送信
   器。
2. （２）入力２値ＮＲＺ信号を和分変換する和分変換回路
   と、 その和分変換回路の出力ＮＲＺ信号を互にその半タイム
   スロット位相がずれた二つの信号とする信号処理回路と
   、 その信号処理回路からの二つの信号によりそれぞれオン
   オフ駆動され、単一縦モード／横モードで発振する位相
   同期した２個のレーザと、 これら２個のレーザよりの出力レーザ光間にπだけ位相
   差を与える位相遅延手段と、 その位相遅延手段よりの２本のレーザ光を一本の光伝送
   路に結合させる光結合手段とを備える光ディジタル送信
   器。
3. （３）２個の単一縦モード／横モードで発振するレーザ
   が同一半導体基板上に平行に形成され、その一方のレー
   ザの発振光の電界の広がりが他方のレーザの活性層に達
   する程度に互に接近して、両レーザが位相同期発振可能
   とされている特許請求の範囲第１項又は第２項記載の光
   ディジタル送信器。
4. （４）２個の各レーザの光のレベルがそれぞれ第１、第
   ２光検出器で検出され、これら第１、第２光検出器の出
   力及び入力２値ＮＲＺ信号が加算され、その加算出力は
   低域通過ろ波器で平均化され、その平均化出力は基準電
   圧と比較器で比較され、その比較出力でレーザへの駆動
   信号が制御されて平均化出力が基準電圧と一致するよう
   にされている特許請求の範囲第１項又は第２項記載の光
   ディジタル送信器。