JP2005269658A - 直接変調型レーザの光学送信システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 分散型光ファイバーリンクを経て送信される変調された光学信号を発生するための光学送信器であって、半導体レーザをアナログ信号入力で直接変調するための変調回路に広帯域のアナログ高周波信号入力が印加されるような光学送信器が開示される。この送信器は、更に、レーザ付近の温度センサと、この温度センサに結合されて、直線性のようなレーザの出力特性に応答してレーザの温度を調整するための負のフィードバック制御回路とを備えている。
【選択図】 図1
Description
1550nmのアナログ光学送信システムに使用するのに適した低チャープレーザは、従来技術では知られていない。低チャープレーザの1つの形式は、デジタル光学送信システムに使用される外部空洞レーザで、これは、商業的に入手できる製品である。
初期の予歪技術の幾つかは、一般に、入力信号を2つ以上の電気的経路に分割し、そして非直線性送信装置の固有の歪に良く似た予歪を1つ以上の経路に発生する。発生された予歪は、非直線性装置の固有歪の逆数であり、入力信号と再結合されたときに装置の固有歪の影響を打消すように働く。
本発明の別の目的は、1550nmアナログ光学送信システムに使用するための低チャープレーザを提供することである。
本発明の別の目的は、1550nmアナログ光学送信システムに使用するための予歪回路を提供することである。
本発明の更に別の目的は、長距離搬送の分散型光ファイバー媒体に適したアナログ光学送信システムにおいて低チャープレーザを制御するためのフィードバック回路を提供することである。
又、本発明の目的は、広帯域のアナログ光学送信システムにおける直接変調及び歪補償プロセスを提供することである。
本発明の1つの態様において、低チャープレーザは、「C帯域」において1530nmから1570nmの範囲で動作する外部空洞レーザである。
本発明の新規な特徴は、特許請求の範囲に規定する。しかしながら、本発明それ自体と、他の特徴及び効果は、添付図面を参照した特定実施形態の以下の詳細な説明を参照することにより最も良く理解されよう。
図3は、従来技術で知られている外部空洞レーザのブロック図である。外部反射器は、光学的に狭帯域であるか又は広帯域である。その具現化は、ミラー、回折格子、ファイバーブラッグ格子、又は他の適当な技術により行なわれてもよい。レーザと外部反射器との間の伝播は、自由空間内で行なってもよいし、又は導波管内に閉じ込められてもよい。
図4を参照すれば、入力ソース信号12は、方向性カプラー10に供給され、そして一次電気経路13及び二次電気経路14に分割される。通常、一次電気経路における信号の部分は、二次電気経路における信号より電力が実質的に大きい。例えば、11dBの方向性カプラーを使用してこの結果を得ることができる。
例示的な送信装置は、出力信号により変調される半導体レーザ又はLEDでよい。本発明の精神及び範囲から逸脱せずに多数の変更及び修正が当業者に明らかであろう。例えば、レーザ又は発光ダイオードを変調するTV信号について図示して説明したが、増幅器のような他の非直線性装置も、その固有の歪をこの技術によりほぼ打消すことができる。ここに示す実施形態では、一次及び二次経路における信号の相対的位相の微調整が二次経路で行われるが、一次経路において粗調整を行なってもよい。二次経路が好ましいのは、一次経路における遅延がこの経路に対して不適切なインピーダンスを生じ得るからである。
図6は、光ファイバーリンクの受信器端に存在する歪を最小にするように歪の温度を制御するためにレーザの付近に温度コントローラを使用する場合を示す。この温度コントローラは、通常、当該技術でよく知られたペルチェ熱電冷却器である。レーザには、温度と共に変化する多数の物理的パラメータが関連している。これらの変数が重要である用途では、外部環境温度に関わらずレーザの実際の温度を制御できることが重要である。本発明は、ホトダイオードでレーザの出力を監視し、その信号を制御信号に変換してレーザ出力モニタ制御回路に結合し、これは、レーザの出力に応答してレーザの温度を調整するための温度コントローラに結合された負のフィードバック制御回路を備えている。
本発明は、光学送信システムにおいて実施されるものとして図示して説明したが、本発明の精神から逸脱せずに種々の変更や構造上の修正がなされ得るので、ここに示す詳細に限定されるものではない。
101:アナログRF信号入力ソース
102:RFコンディショニング回路
103:予歪回路
104:DCレーザドライバ又は制御回路
105:レーザ
106:デジタル制御回路
107:光学出力
Claims (30)
- 分散型光ファイバーリンクを経てリモート受信器へ送信される変調された光学信号を発生するための光学送信器において、
広帯域のアナログ高周波信号入力を受け取るための入力と、
光ファイバーを経て送信されるべき光学信号を発生するための半導体レーザと、
前記レーザをアナログ信号で直接変調するための変調回路であって、前記光ファイバーリンクの受信器端に存在する信号の歪を減少するための予歪回路を含む変調回路と、
を備えた光学送信器。 - 前記レーザは、外部空洞レーザである請求項1に記載の送信器。
- 前記レーザの光出力の波長は、1530から1570nm範囲である請求項1に記載の送信器。
- 前記広帯域のアナログ信号入力は、1オクターブより大きい帯域巾を有すると共に、複数の別々の情報搬送チャンネルを含む請求項1に記載の送信器。
- 前記予歪回路は、前記レーザの非直線的応答を補償する請求項1に記載の送信器。
- 前記予歪回路は、受信器端で決定された分散型光ファイバーリンクを経て周波数変調された光学信号を送信することにより生じる歪を補償する請求項1に記載の送信器。
- 前記予歪回路は、前記分散型光ファイバーリンクにより生じる歪を前記リンクの長さに基づいて補償するように選択的に調整可能である請求項1に記載の送信器。
- 前記予歪回路は、前記分散型光ファイバーリンクにより生じる歪を前記リンクの長さに基づいて補償するように所定の値に工場でセットされる請求項1に記載の送信器。
- 前記変調回路は、更に、前記分散型光ファイバーリンクの刺激ブリュアン散乱スレッシュホールドを高めるために低周波信号変調器を備えた請求項1に記載の送信器。
- 前記予歪回路は、アナログ信号経路に沿って順次に配置された複数のインライン歪発生回路素子を含んでいて、これらインライン歪発生回路素子の組合せからの歪の寄与を加算的に結合することにより、適切な実数及び虚数歪が、回路において、レーザの非直線性による歪を実質的に打消すか又は減少するに充分な程度まで合成され、更に、前記インライン歪発生回路素子内では、アナログ信号を、基本的な信号経路と、それとは別の個別の歪発生経路とに分離することが行なわれない請求項1に記載の送信器。
- 前記変調回路は、AM−VSB変調器である請求項1に記載の送信器。
- 前記変調回路は、直角振幅変調器である請求項1に記載の送信器。
- 前記半導体レーザの出力に接続されて、光学キャリア信号の平均出力電力を調整し、この電力が前記分散型光ファイバーリンクの刺激ブリュアン散乱スレッシュホールドの電力より低くなるようにする出力電力調整手段を更に備えた請求項1に記載の送信器。
- 前記出力電力調整手段は、位相変調器である請求項13に記載の送信器。
- 前記出力電力調整手段は、ニオブ酸リチウム位相変調器である請求項13に記載の送信器。
- 前記出力電力調整手段は、圧電位相変調器である請求項13に記載の送信器。
- 分散型光ファイバーリンクを経てリモート受信器へ送信される変調された光学信号を発生するための光学送信器において、
広帯域のアナログ高周波信号入力を受け取るための入力と、
光ファイバーを経て送信されるべき光学信号を発生するための半導体レーザと、
前記レーザをアナログ信号で直接変調するための変調回路と、
前記レーザの付近にあって前記レーザの温度を監視するための温度センサと、
前記温度センサに結合されて、前記レーザの出力特性に応答して前記レーザの温度を調整するための制御回路と、
を備えた光学送信器。 - 前記レーザの出力特性は、前記レーザへの入力信号の関数としての前記光学信号の直線性である請求項17に記載の送信器。
- 前記レーザの出力特性は、前記レーザへの入力としてパイロットトーンを使用しそして出力における相互変調積を検査して、前記レーザへの入力信号の関数としての出力信号の直線性を決定することにより、測定される請求項17に記載の送信器。
- 前記レーザは、外部空洞レーザである請求項17に記載の送信器。
- 前記レーザの光出力の波長は、1530から1570nmの範囲である請求項17に記載の送信器。
- 前記広帯域のアナログ信号入力は、1オクターブより大きい帯域巾を有すると共に、複数の別々の情報搬送チャンネルを含む請求項17に記載の送信器。
- 前記変調回路は、更に、前記分散型光ファイバーリンクの刺激ブリュアン散乱スレッシュホールドを高めるために低周波信号変調器を備えた請求項17に記載のシステム。
- 分散型光ファイバーリンクを経てリモート受信器へ送信される変調された光学信号を発生するための光学送信器において、
広帯域のアナログ高周波信号入力を受け取るための入力と、
光ファイバーを経て送信されるべき光学信号を発生するための半導体レーザと、
前記レーザをアナログ信号で直接変調するための変調回路と、
前記半導体レーザの出力に接続されて、光学キャリア信号の平均出力電力を調整し、この電力が前記分散型光ファイバーリンクの刺激ブリュアン散乱スレッシュホールドの電力より低くなるようにする出力電力調整手段と、
を備えた光学送信器。 - 前記出力電力調整手段は、位相変調器である請求項23に記載の送信器。
- 前記出力電力調整手段は、ニオブ酸リチウム位相変調器である請求項23に記載の送信器。
- 前記出力電力調整手段は、圧電位相変調器である請求項23に記載の送信器。
- 前記レーザは、外部空洞レーザである請求項23に記載の送信器。
- 前記レーザの光出力の波長は、1530から1570nmの範囲である請求項23に記載の送信器。
- 前記広帯域のアナログ信号入力は、1オクターブより大きい帯域巾を有すると共に、複数の別々の情報搬送チャンネルを含む請求項23に記載の送信器。
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