JP2000165328A

JP2000165328A - 光通信接続におけるアラインメントデ―タ決定システム

Info

Publication number: JP2000165328A
Application number: JP11153677A
Authority: JP
Inventors: Peter Dr Winzer; ペーター・ビンツァー; Andras Dr Kalmar; アンドラス・カルマー
Original assignee: Contraves Space AG
Current assignee: RUAG Space AG
Priority date: 1998-05-06
Filing date: 1999-06-01
Publication date: 2000-06-16
Also published as: EP0952690A3; EP0952690A2; ATA97898A; AT406311B; CA2273691A1

Abstract

(57)【要約】【課題】受信機とその受信機から離れて位置する送信
機との間の光通信接続におけるアラインメントデータを
決定するシステムを提供する。【解決手段】受信機と送信機間の光通信接続において
アラインメントデータを決定するシステムにおいて、受
信機における光プリアンプの自発放出された出力が送信
機の光学望遠鏡装置の位置合せのための出力信号として
使用されるか、送信機での光出力増幅器の自発放出され
た出力が受信機において受信望遠鏡のアライメントのた
めの入力信号として使用されるかのうちの少なくともい
ずれかが行われる。この受信機端に対して、フィルタ１
１がデータ信号８を自発放出された出力９から分離する
ために設けられ、また、この自発放出された出力を望遠
鏡１０の位置合せのための出力信号として処理するため
の手段１２が設けられた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学望遠鏡装置を
有する受信機と、その受信機から離れてあり、光出力増
幅器を備える送信機との間の光通信接続におけるアライ
ンメントデータ決定システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば人工衛星間（光学的人工衛星間リ
ンク（ＯＩＳＬ：Optical Intersatellite Link））の
ような光通信接続における主な問題のうちの一つは、送
信望遠鏡と受信望遠鏡（方向付け（pointing）、補足
（acquisition）、追跡（tracking）:ＰＡＴ）の互い
の正確なアラインメント（alignment）である（S.Arno
n,N.S.Kopekia, Proc. IEEE, 85, 1646-1661, 1997）。
人工衛星の軌道データによってはアラインメントは乱雑
になる。今までに知られている概念においては、正確な
アラインメントのための補正データの決定（方向付け）
又は追跡（トラッキング）のそれぞれは、強力なレーザ
光源（ビーコンレーザ）の補助によるか、データ信号を
伝送する光出力の一部分のタッピング（tapping）のい
ずれかにより達成される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】最初に述べるシステム
の不利な点は構成要素を追加することにあり、そのため
エネルギー、質量、複雑さ及びコストが必然的に増加す
る。さらに、送信望遠鏡または対応する受信望遠鏡の光
学軸に平行に位置するビーコン望遠鏡の正確なアライン
メント（位置決め）が要求される。受信端においてのみ
利用できる２番目の方法では、システムパラメータや伝
送品質は同じままではあるが、変調されたデータ信号の
出力を技術的な限界まで急速に達するように増加させる
必要がある。

【０００４】そこで、本発明の目的は、受信機とその受
信機から離れて位置する送信機との間の光通信接続にお
けるアラインメントデータを決定するシステムにおい
て、容易な構成の新規なシステムを提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、この目
的は請求項１において記載された特徴により達成され
る。本発明によるシステムの有利な点の１つは、この方
法が２つの人工衛星間の通信に対して適しているだけで
なく、大気圏内の光学的自由空間伝送に対しても適して
いることである。本発明の有利な具体例は従属請求項に
おいて述べられている。

【０００６】本発明に係るアラインメントデータを決定
するシステムは、光学望遠鏡装置を有する受信機と、そ
れから離れてあり、光出力増幅器を備えた送信機との間
の光通信接続においてアラインメントデータを決定する
システムである。そのシステムにおいては、受信機端上
においての光出力増幅器の自発放出される出力が、受信
機の光学望遠鏡装置のアラインメントに対する入力信号
として使用される。

【０００７】本発明に係る別のアラインメントデータを
決定するシステムは、光プリアンプを有する受信機と、
それから離れてあり、光学望遠鏡装置を備えた送信機と
の間の光通信接続においてアラインメントデータを決定
するシステムである。そのシステムにおいては、光プリ
アンプの自発放出される出力が、受信機において送信機
の光学望遠鏡装置のアラインメントに対する入力信号と
して使用される。

【０００８】本発明に係るさらに別のアラインメントデ
ータを決定するシステムは、受信機と、それから離れて
ある送信機との間の光通信接続であって、送信機が光出
力増幅器及び光学望遠鏡装置を備えるか、受信機が光学
望遠鏡装置及び光プリアンプを備えるかの少なくともい
ずれかである光通信接続においてアラインメントデータ
を決定するシステムである。そのシステムにおいて、自
発放出される光プリアンプの出力が受信機において送信
機の光学望遠鏡装置のアラインメントに対する入力信号
として使用されるか、または、受信機端に自発放出され
る光出力増幅器の出力が上記受信機の受信望遠鏡のアラ
インメントに対する入力信号として使用される。また
は、自発放出される光プリアンプの出力が受信機におい
て送信機の光学望遠鏡装置のアラインメントに対する入
力信号として使用され、かつ、受信機端に自発放出され
る光出力増幅器の出力が上記受信機の受信望遠鏡のアラ
インメントに対する入力信号として使用される。

【０００９】また、上記システムにおいて、別々に自発
放出される出力からデータ信号を分離するためのフィル
タを備えてもよい、さらに、この自発放出される出力を
望遠鏡の位置決めを行うための出力信号として処理する
ための手段を備えてもよい。このとき、フィルタは波長
依存性を有するビームスプリッタまたは偏光フィルタで
あってもよい。

【００１０】また、上記システムにおいて、角度増幅光
学装置を有するＰＡＴ（方向付け、補足、トラッキン
グ）装置を備えてもよく、向かい側の自発放出から生じ
る出力であってフィルタにより濾光された出力を受信す
るために、さらに、ＰＡＴ装置は濾光から漏れた出力を
処理するための検出器及び電子制御装置を含んでもよ
い。

【００１１】このとき、検出器は４象限検出器またはＣ
ＣＤ（電荷結合素子）検出器で構成できる。また、検出
器として焦点面アレイまたは個別のフォトダイオードが
使用されてもよい。

【００１２】また、上記システムの送信機において、光
進行波増幅器、光半導体増幅器、エルビウムドーピング
されたファイバ増幅器またはＮｄもしくはＰｒがドーピ
ングされたファイバ増幅器を備えてもよい。

【００１３】また、上記システムにおいて、バックグラ
ウンド照射の干渉を抑制するために光学的単一モード導
波路による空間フィルタリングを行ってもよい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照し、本発
明に係るアラインメントデータの決定システムの実施形
態を詳細に説明する。

【００１５】図１は光出力増幅器１を備えた送信機２と
プリアンプ３を備えた受信機４とを示す。本実施形態で
は、自発放出（spontaneous emission）５と６のうちの
少なくとも一方がＰＡＴのために使用される。自発放出
５、６は、送信機２と受信機４の光プリアンプ３のうち
の少なくとも一方により不可避的に伝送される。すなわ
ち、それは、いわゆる増幅された自発放出（ＡＳＥ：Am
plified SpontaneousEmission）であり、常にデータ信
号７に加えて存在する。このため、さらなるエネルギー
やハードウェア、それ故、ビーコンレーザに対して質
量、複雑さ及びコストをそれぞれ準備する必要がなく、
また、ＰＡＴ用途の受信機において非常に弱いデータ信
号７から出力を分離させる必要もない。また、送信望遠
鏡又はそれに対応する受信望遠鏡と平行してあるビーコ
ン望遠鏡の入念な調整を省略できる。当然送信機２は光
学望遠鏡装置２１と、光メッセージ信号を発生させる装
置２２とを有し、したがって受信機も光望遠鏡４１と受
光信号を処理する装置４２とを有する。

【００１６】地球上での光通信のための光ファイバネッ
トワークとは対照的に、当然のことながら中間増幅器は
光学的自由空間リンクによる光通信に対して利用できな
いことから、光伝送出力は要求されたビットエラー率で
接続を確立するために単独で十分でなければならない。
このために要求される伝送出力を生成するための１つの
可能性は、送信機で低い出力パワーで変調されたレーザ
光の光学的な増幅である。完全な光進行波増幅器、例え
ば、波長が１．５５μｍのエルビウムがドーピングされ
たファイバ増幅器（J.C.Livas et al., Proc. SPIE, Vo
l. 2381, 38-47, 1995、以下「ＥＤＦＡ（Erbium-Doped
Fiber Amplifier）」ともいう。）の存在は、受信機の
感度を増加させるために使用するプリアンプと同様に
（J.C.Livas et al., Proc. SPIE, Vol. 2381, 38-47,
1995）本発明に有効である。

【００１７】図２は、データ信号７のスペクトル出力密
度Ｓ(f)８と、受信機４の入力における光出力増幅器１
の増幅された自発放出Ｎ_ASE９のスペクトル出力密度と
を示す。同時に、９は、光プリアンプ３により放射され
た自発放出６（送信機２の出力にて遭遇し得る）のスペ
クトル出力密度を表す。

【００１８】図３は実現可能なシステムを示す。このシ
ステムは種々の構成要素を含むが、その中には、光学望
遠鏡装置１０、波長依存性又は偏光依存性を有するビー
ムスプリッタ１１及びＰＡＴシステム１２が含まれる。
ＰＡＴシステム１２は例えば構成要素として、角度増幅
光学システム（angle-amplifying optical system）１
３、４象限検出器（4-quadrant detector）１４及び望
遠鏡のアラインメントに対する電子制御装置３１を含ん
でもよい。データ信号及びＰＡＴ信号の分離は波長のみ
によってではなく、偏光によっても起こる。波長は周波
数と反比例するため、「波長依存性」または「偏光依存
性」の用語は本接続において同じことを表す。双方の場
合において、偏光または波長の関数として光を透過また
は反射させるビームスプリッタが使用される。ＡＳＥ出
力はスペクトルでデータ信号よりも数桁分広く、そのた
め波長による分離が容易に可能となる。さらに、データ
信号は典型的には一つの偏光の中にあり、一方、ＡＳＥ
出力は直交する偏光の双方を占める。これにより偏光に
よる分離が容易にできるようになる。

【００１９】図４は、ＰＡＴシステム１５を改良したも
のを示す。それは、図３に示す構成要素以外にさらに、
導波路束、例えば単一モード光ファイバ束１６、及び、
望遠鏡アラインメントのための電子制御装置１８に接続
されたＣＣＤ素子（電荷結合素子）１７を含む。

【００２０】入力に応答して増幅される所望の出力信号
の他に、光進行波増幅器は、バックグラウンド光、すな
わち、本発明を理解するために重要な以下の２つの特性
を有する前述の増幅された自発放出（ＡＳＥ）を放射す
る：

【００２１】１．ＡＳＥ出力５、６、９は、図１のデー
タ信号７または図３のデータ信号８よりも数桁分スペク
トルの幅が広い。空間モードについて、スペクトル出力
密度Ｎ_ASE９は、Ｎ_ASE＝ｈｆ（Ｇ−１）ｎ_sp （Ａ）であり、ここで、ｈｆは考察されている周波数の光子の
エネルギーであり、Ｇは光増幅器の（出力）増幅度であ
り、ｎ_spは（周波数依存性を有する）自発放出因子であ
る。現在利用可能な高出力ＥＤＦＡに対しては、ｎ_spは
１から３．２の間の値をとる。データ信号７、８に比し
てＡＳＥ出力５、６、９は広いバンド幅特性を有するた
め、受信したデータ信号７と、波長依存性を有するビー
ムスプリッタ１１の支援によるＡＳＥ出力５，６とのほ
ぼ完全なスペクトル分離を可能とする。このため、デー
タ信号の全体の出力がデータ送信に対して可能となり、
ＡＳＥ出力９（図２）又はその一部分がＰＡＴシステム
に使用され得る。本発明によれば、ＡＳＥ出力からの信
号の分離はまた２つの光学的領域の偏光特性によって可
能である。同様の条件は、受信機のＡＳＥ出力に対し
て、それに連結する送信機において適用される。

【００２２】２．もし、適当な空間フィルタリング（sp
atial filtering）が実行されなければ、ＡＳＥ出力は
光学システムの全ての空間モードに見出すことができ
る。それにより、一般に、式（Ａ）は現状のモード数に
より乗算される必要がある。しかしながら、実際のＯＩ
ＳＬにおいては、実際の放出モード（送信機のＡＳＥ出
力５と受信機のＡＳＥ出力６の双方）の数は１と２の間
にある。なぜならば、送信機２の光学望遠鏡装置の回折
は、受信機４のそれと同様に可能な限り限界にされてい
るからである。

【００２３】ＡＳＥ出力はデータ信号と同じ空間モード
を占めるために、同じ伝播条件が双方に適用される。こ
れについてはＡＳＥ出力の年代順コヒーレンス（chrono
logical coherence）の欠如は重要でない。それゆえ、
受信機において単純な方法で送信機のＡＳＥ出力の最初
の評価を行うことが可能となる。類似の考え方が、送信
機において受信機のプリアンプのＡＳＥ出力の評価にも
適用される。もし、送信機及び受信機における望遠鏡の
直径がＤ_TX及びＤ_RXとして、通信距離（望遠鏡の直径よ
りも大きい）がＲとして、送信機の波長がλとして表さ
れるとすると、送信機から受信機システムへ接続される
ＡＳＥ出力密度の一部は次のように評価できる。Ｎ_ASE,RX≒[Ｄ_RXＤ_TX／Ｒλ]²ｈｆ（Ｇ−１）ｎ_sp （Ｂ）実際に送信機（λ＝１．５５μｍ）においてエルビウム
がドーピングされた出力増幅器を仮定し、例えば、Ｇ＝
４５ｄＢ、ノイズ要因Ｆ＝６ｄＢ、送信機の望遠鏡の直
径を受信機の望遠鏡の直径と同様に１０ｃｍ、通信距離
を６０００ｋｍとすると、Ｎ_ASE,RXは結果として９．３
×１０^-21Ｗ／Ｈｚとなる。もし、ＰＡＴシステムの光
の帯域幅を２０ｎｍ（ＥＤＦＡの全体の増幅帯域幅は近
似的に３０ｎｍである）とすれば、ＰＡＴ用途に対する
出力は２．４×１０^-8Ｗ（＝−４６ｄＢｍ）になり、そ
れは他のシステム（R.Cockshott, D.Purll, Proc. SPI
E, vol.2381,206-214, 1995）と比較して十分満足のい
くものであるように思われる。

【００２４】図３は、ＯＩＳＬの受信機において送信機
のＡＳＥ出力を利用する場合のシステムの可能な実現例
を示す。入射する光波は光学望遠鏡装置１０により焦点
に集められる。図３におけるスペクトルの概略図が示す
ように、多数のＡＳＥ出力は、図３に示される周知の周
波数依存性を有するビームスプリッタ１１により分岐さ
せられる。ビームスプリッタ１１は、帯域通過／帯域阻
止特性と、低域通過／高域通過特性とのうちの少なくと
もいずれかを有する（「光ファイバ通信に対する受動光
学的要素」、カシマ著、アルテックハウス（Artech Hou
se）、ボストン、１９９５）。この出力は、例えば、従
来技術にしたがい、ＰＡＴシステム１２の角度の解像度
を増加させるために使用される角度増幅光学システム１
３（例えば望遠鏡）を介して４象限検出器１４に伝送さ
れる。また、４象限検出器１４において、ＣＣＤセンサ
又は個別の光検出器がそれぞれ使用できる。光学望遠鏡
装置１０のアラインメントに対する（または、そのトラ
ッキングに対する）制御信号は、４象限検出器（W.Aue
r, SPIE Milestone Series, vol. MS100(D.Begley,e
d.), 275-280, 1994、及び、D.M.Southwood, Proc. SPI
E, vol. 1635, 286-299, 1992）の出力信号から得られ
る。

【００２５】本発明によるＰＡＴシステムは、強いバッ
クグラウンド照射（background illumination）の下で
もわずかな修正で利用できることに注目すべきことであ
る。例えば、金星のバックグラウンド照射は近似的に空
間モードで４×１０^-25W/Hzであり、太陽のそれは近似
的に空間モードで４×１０^-20W/Hzである（W.R.Leeb,Ap
pliedOptics,3443-3449,1989）。これらの照射源は同時
に多くのモードで照射するため、バックグラウンド照射
の合計はＡＳＥ出力よりも大きくなり、ＰＡＴシステム
を損傷させ得る。ここで、受けた照射を一つのモードに
制限するモードフィルタの利用が解決策を与える。それ
ゆえＰＡＴ用途のために受信されたＡＳＥ出力はほんの
少しだけ弱められる。なぜならば、既に説明したよう
に、ＡＳＥ出力はとにかく１つから２つの空間モードの
みを占めるからである。しかしながら、多モードのバッ
クグラウンド照射は大幅に減じられ、これにより、その
出力はＡＳＥ出力よりも低くなる。

【００２６】図４に、この場合において使用されるＡＳ
Ｅ出力についての処理システムの可能な実現例を示す。
４象限検出器の直接照射の代わりに、単一モードの導波
路束すなわち光ファイバ束１６が例えばＣＣＤ素子１７
と組み合わせて使用される。例えば光学装置または一つ
の光ファイバ束に統合可能なこの光ファイバ束１６は、
角度増幅光学装置と４象限検出器との間に挿入され、モ
ードフィルタとして動作する。多モードのバックグラウ
ンド照射は、単一モードファイバに結合することにより
一つのモードに制限され、それにより、その出力が受信
機に結合する送信機のＡＳＥ出力（前述のようにとにか
く１つまたは２つのモードを占め、それによりバックグ
ラウンド照射と比較して、結合されたときに僅かに減じ
られる。）よりも低くなる。図４においてはＣＣＤ素子
が検出器として示されているが、４象限検出器、焦点面
アレイ（focal plane array）または個別のフォトダイ
オ-ド（discrete photodiode）もまた使用できる。光フ
ァイバ技術によりモードフィルタは必然的に生成される
必要はない。これは、例えば光学装置として統合される
全てのタイプの光学的導波路がこれに適しているからで
ある。

【００２７】それゆえ、光学的自由空間通信システムに
おけるアラインメントデータを決定する本発明によるシ
ステム（そこでは送信機または受信機の望遠鏡がＡＳＥ
出力により整列（位置決め）され、かつ、トラッキング
される）の特徴は、送信機と受信機のうちの少なくとも
いずれかにおける光進行波増幅器の存在にある。例え
ば、波長が１．５５μｍのエルビウムがドーピングされ
たファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）、波長が１．３μｍのＮ
ｄまたはＰｒがドーピングされたファイバ増幅器、波長
が１．０６μｍのＤＣ−ＮＤＦＡ、または、他の光進行
波増幅器が利用できる。仮に、そのような増幅器が与え
られれば、それぞれ向かい側に配置された望遠鏡に対す
るアラインメントデータを、進行波増幅器により送信さ
れたＡＳＥ出力によって得ることができる。

【００２８】図５による全二重システムは、２つのター
ミナル５１及び５６を有し、各ターミナルは光学望遠鏡
装置５１１または５６１をそれぞれ備える。光学望遠鏡
装置５１１及び５６１のそれぞれに対しては、送信ユニ
ット５１２または５６２、及び、受信ユニット５１３ま
たは５６３がそれぞれ接続される。２つの光メッセージ
送信ユニット５１２及び５６２はそれぞれ光増幅器５１
４または５６４を備え、かつ、２つの光メッセージ受信
ユニット５１３及び５６３はそれぞれ光プリアンプ５１
５または５６５を備える。または、２つの光メッセージ
送信ユニット５１２及び５６２がそれぞれ光増幅器５１
４または５６４を備えるか、もしくは、２つの光メッセ
ージ受信ユニット５１３及び５６３がそれぞれ光プリア
ンプ５１５または５６５を備える。本発明によれば、タ
ーミナル５１の光学望遠鏡装置５１１により送信された
伝送信号５２及びターミナル５６の光学望遠鏡装置５６
１により送信された伝送信号５７だけでなく、さらに、
光送信増幅器５１４のＡＳＥ出力５３とターミナル５１
の光プリアンプ５１５のＡＳＥ出力５４のうちの少なく
ともいずれかもまた、光送信増幅器５６４のＡＳＥ出力
５８及びターミナル５６の光プリアンプ５６５のＡＳＥ
出力５９とともに送信される。

【００２９】図６による全二重システムは２つのターミ
ナル６１及び６６を有する。各ターミナル６１及び６６
は、送信用光学望遠鏡装置６１１または６６１及び受信
用光学望遠鏡装置６２１または６７１をそれぞれ有す
る。１つの送信ユニット６１２または６６２は、送信用
光学望遠鏡装置６１１または６６１にそれぞれ接続され
る。また、受信ユニット６１３または６６３は受信用望
遠鏡装置６２１または６７１にそれぞれ接続される。２
つの光メッセージ送信ユニット６１２及び６６２は、光
増幅器６１４及び６６４をそれぞれ備える。また、２つ
の光メッセージ受信ユニット６１３及び６６３はそれぞ
れ光プリアンプ６１５または６６５を備える。それゆ
え、本発明により、ターミナル６１の光学望遠鏡装置６
１１により送信される伝送信号６２及びターミナル６６
の光学望遠鏡装置６６１の伝送信号６７だけでなく、さ
らに、ターミナル６１の光送信増幅器６１４のＡＳＥ出
力６３、光プリアンプ６１５のＡＳＥ出力６４と送信増
幅器６６４のＡＳＥ出力６８とのうちの少なくとも一
つ、及び、ターミナル６６のプリアンプ６６５のＡＳＥ
出力６９もまた送信される。

【００３０】図５及び図６において、装置５２３及び６
２３は光メッセージ信号Ａについての送信機として、装
置５７８及び６７８は光メッセージ信号Ｂについての送
信機として、装置５０４及び６０４は光データ信号Ｂに
ついての受信機として、装置５０９及び６０９は光デー
タ信号Ａについての受信機としてそれぞれ意図されたも
のである。

【００３１】そのような光増幅器やプリアンプがそれぞ
れターミナル５１、５６（図５）及び６１、６６（図
６）において設けられたことから、光進行波増幅器によ
り送信されたＡＳＥ出力により、それぞれ向かい側に配
置された望遠鏡に対するアラインメントデータの受信が
可能となる。これは、増幅器５１４もしくは５１５、５
６４または６１４もしくは６１５のうちの１つを利用で
きることにより、向かい側のターミナルにおける受信用
望遠鏡５６１、または６６１及び６７１に対するアライ
ンメントデータが得られ、また、増幅器５６４もしくは
５６５または６６４もしくは６６５のうちの１つを利用
できることにより向かい側のターミナルにおける送信用
望遠鏡５１１、または６１１及び６２１に対するアライ
ンメントデータが得られるということを意味する。

【００３２】これらの全ての場合において、光進行波増
幅器のＡＳＥ出力が、技術的な測定例えばフィルタリン
グ（濾光）されることにより抑制されないことは重要な
ことであり、それにより、図５及び図６により既に説明
したように送信機または受信機により実際に送信され
る。図５に、送信機と受信機が同じ望遠鏡５１１または
５６１をそれぞれ利用しているシステムが示されてい
る。それと対照的に図６には、送信機と受信機が別々の
望遠鏡６１１、６２１または６６１、６７１をそれぞれ
利用しているシステムが示されている。そのシステム
は、光データ通信が一つの方向のみにおいて起こる図１
の単信方式（simplex）のシステムと異なる。ＡＳＥ出
力がＰＡＴ用途として使用される場合、信号の送信、受
信、トラッキングについてのこれら全ての場合におい
て、追加の望遠鏡をさらに必要としない。これは、ビー
コンレーザを備え、この用途のために特別な望遠鏡を有
することがしばしばある従来システムとは対照的であ
る。仮に、唯一つの光増幅器が通信ターミナル（送信用
増幅器もしくはプリアンプのいずれか）においてそれぞ
れ使用されたとすれば、全二重通信システム（図５及び
図６）において、両ターミナルをＡＳＥ出力によりさら
にいつでも位置決めする（整列させる）ことが可能とな
る。これは、ＡＳＥ出力を送信する少なくとも１つの増
幅器が依然として伝送経路の各端に配置されているため
である。しかし、もし、１つの増幅器が故障したとき
は、単信方式のシステムにおいては１つの通信ターミナ
ルのみをＡＳＥ出力によって位置決めすることができ
る。

【００３３】図３に、最初の変形例７１により、ビーム
スプリッタが、データ信号付近の狭い周波数領域を通過
させ、残りのＡＳＥ出力を反射する帯域通過／帯域阻止
特性を有するシステムの他の具体例をさらに示す。別の
変形例７２及び７３においては、高域／低域通過特性を
有するビームスプリッタが使用される。そのとき、一の
変形例７２にしたがい低周波数の範囲が反射されて残り
が通過させられるか、または、変形例７３にしたがいそ
の逆のことが起こる。なぜならば、そのようなビームス
プリッタはより容易に実現されるが、ＰＡＴ用途に利用
できる出力はまた変形例７１によるものよりも小さいか
らである。４つめの変形例は、偏光依存性を有するビー
ムスプリッタの利用に関する。この場合、利用は、デー
タ信号が通常１つの偏光状態に乗じるという効果からな
されるが、ＡＳＥ出力は可能な偏光状態の双方に対して
等しく分配される。それ故、偏光依存性を有するビーム
スプリッタを用いて、ＡＳＥ出力の半分をデータ信号か
ら及びＡＳＥ出力の他の半分から分離することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】離れて配置された受信機と送信機とを有する
本発明に係るシステムの第１の実施形態を示した図。

【図２】システムにおけるデータ信号のスペクトル出
力密度を示した図。

【図３】波長依存性を有するビームスプリッタを備え
たシステムの異なる実施形態を示した図。

【図４】本発明に係るシステムのさらなる実施形態の
詳細を示した図。

【図５】一つの送信／受信望遠鏡を備えた本発明に係
る全二重通信システムを示した図。

【図６】分離した送信望遠鏡と受信望遠鏡とを備えた
本発明に係る全二重通信システムを示した図。

【符号の説明】

１，５１４，６１４光出力増幅器２，５１，６１送信機３，５６５，６６５光プリアンプ４，５６，６６受信機５，５３，６３光出力増幅器の出力６，５９，６９光プリアンプの出力１０，２１，４１光学望遠鏡装置１１フィルタ１２ＰＡＴ装置１３角度増幅装置１４４象限検出器１６単一モード光ファイバ束１７ＣＣＤ１８，３１電子制御装置５６１，６６１，６７１受信望遠鏡

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学望遠鏡装置（４１）を有する受信機
（４）と、該受信機から離れてあり、光出力増幅器
（１）を備えた送信機（２）との間の光通信接続におけ
るアラインメントデータを決定するシステムにおいて、上記受信機端上においての光出力増幅器（１）の自発出
力（５）が上記受信機（４）の光学望遠鏡装置（４１、
１０）のアラインメントに対する入力信号として使用さ
れることを特徴とするアラインメントデータ決定システ
ム。
【請求項２】光プリアンプ（３）を有する受信機
（４）と、該受信機から離れてあり、光学望遠鏡装置
（２１）を備えた送信機（２）との間の光通信接続にお
けるアラインメントデータを決定するシステムにおい
て、光プリアンプ（３）の自発出力（６）が、上記受信機
（４）において上記送信機（２）の光学望遠鏡装置（２
１）のアラインメントに対する入力信号として使用され
ることを特徴とするアラインメントデータ決定システ
ム。
【請求項３】受信機（５６、６６）と、該受信機から
離れてある送信機（５１、６１）との間の光通信接続で
あって、上記送信機が光出力増幅器及び光学望遠鏡装置
を備えるか、上記受信機が光学望遠鏡装置及び光プリア
ンプを備えるかの少なくともいずれかである光通信接続
におけるアラインメントデータを決定するシステムにお
いて、光プリアンプ（５６５、６６５）の自発出力（５９、６
９）が上記受信機（５６、６６）において上記送信機
（５１、６１）の光学望遠鏡装置（５１１、６１１、６
２１）のアラインメントに対する入力信号として使用さ
れるか、上記受信機端においての光出力増幅器（５１
４、６１４）の自発出力（５３、６３）が上記受信機
（５６、６６）の受信望遠鏡（５６１、６６１、６７
１）のアラインメントに対する入力信号として使用され
るかの少なくともいずれかであることを特徴とするアラ
インメントデータ決定システム。
【請求項４】別々に放出された自発出力からデータ信
号（８）を分離するためのフィルタ（１１）を備え、さ
らに、この自発出力を望遠鏡（１０）の位置決めを行う
ための出力信号として処理するための手段（１３、１
４、３１；１３、１６、１７、１８）を備えることを特
徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のアラ
インメントデータ決定システム。
【請求項５】上記フィルタ（１１）は波長依存性を有
するビームスプリッタまたは偏光フィルタであることを
特徴とする請求項４記載のアラインメントデータ決定シ
ステム。
【請求項６】角度増幅光学装置（１３）を有するＰＡ
Ｔ（方向付け、補足、追跡）装置（１２）を、向かい側
の自発放出から生じる出力であって上記フィルタ（１
１）による濾光後の出力を受信するために設け、さら
に、上記ＰＡＴ装置（１２）は濾光後の出力を処理する
ために検出器（１４、１７）及び電子制御装置（３１、
１８）を有することを特徴とする請求項４または請求項
５記載のアラインメントデータ決定システム。
【請求項７】上記検出器は４象限検出器（１４）また
はＣＣＤ（電荷結合素子）検出器（１７）であることを
特徴とする請求項６記載のアラインメントデータ決定シ
ステム。
【請求項８】上記検出器として焦点面アレイまたは個
別のフォトダイオードが使用されることを特徴とする請
求項６記載のアラインメントデータ決定システム。
【請求項９】送信機において、光進行波増幅器、光半
導体増幅器、エルビウムがドーピングされたファイバ増
幅器またはＮｄもしくはＰｒがドーピングされたファイ
バ増幅器を備えることを特徴とする請求項１ないし請求
項８のいずれか１つに記載のアラインメントデータ決定
システム。
【請求項１０】光学的単一モード導波路（６）による
空間フィルタリングを、バックグラウンド照射の干渉を
抑制するために行うことを特徴とする請求項１ないし請
求項９のいずれか１つに記載のアラインメントデータ決
定システム。