JP2012226256A - High frequency oscillator - Google Patents

High frequency oscillator Download PDF

Info

Publication number
JP2012226256A
JP2012226256A JP2011096068A JP2011096068A JP2012226256A JP 2012226256 A JP2012226256 A JP 2012226256A JP 2011096068 A JP2011096068 A JP 2011096068A JP 2011096068 A JP2011096068 A JP 2011096068A JP 2012226256 A JP2012226256 A JP 2012226256A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency
signal
optical
laser light
shifter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2011096068A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masashi Mizuma
将支 水間
Tomohiro Akiyama
智浩 秋山
Toshiyuki Ando
俊行 安藤
Yoshihito Hirano
嘉仁 平野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2011096068A priority Critical patent/JP2012226256A/en
Publication of JP2012226256A publication Critical patent/JP2012226256A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve realization of a stabilized signal frequency even when a surrounding environmental temperature varies largely due to an expanded frequency adjusting range of a high frequency signal.SOLUTION: A high frequency oscillator comprises: an optical frequency shifter 3 for shifting a frequency of one laser beam after branching by an optical coupler 2, in accordance with a control signal output from a coupler 13; an optical frequency shifter 4 for shifting a frequency of the laser beam whose frequency is shifted by the optical frequency shifter 3, in accordance with a control signal output from a voltage-controlled oscillator 17; and an optical frequency shifter 5 for shifting a frequency of the other laser beam after branching by the optical coupler 2, in accordance with a control signal output from a coupler 11.

Description

この発明は、例えば、ミリ波やマイクロ波などの高周波信号を発振することができる高周波発振器に関するものである。   The present invention relates to a high-frequency oscillator that can oscillate high-frequency signals such as millimeter waves and microwaves.

高周波発振器では、伝送路として、光ファイバ等を用いて長距離化することで、低位相雑音化を実現している。
しかし、周囲の環境温度の変動によって光ファイバの熱収縮が生じ、信号周波数が変動することがある。
以下の特許文献1には、信号周波数の安定化を実現している高周波発振器が開示されている。
In high-frequency oscillators, low phase noise is realized by extending the distance using an optical fiber or the like as a transmission line.
However, fluctuations in the ambient environmental temperature may cause thermal contraction of the optical fiber, and the signal frequency may fluctuate.
Patent Document 1 below discloses a high-frequency oscillator that realizes stabilization of a signal frequency.

特許文献1に開示されている高周波発振器は、レーザ光源と、光変調器と、光電変換器と、増幅器と、遅延器とから構成されている。
以下、この高周波発振器の動作を簡単に説明する。
光変調器は、後述する遅延器から与えられる変調信号にしたがって、レーザ光源から発生されたレーザ光を強度変調し、強度変調後のレーザ光を光電変換器に出力する。
光電変換器は、光変調器から出力された強度変調後のレーザ光を高周波信号(電気信号)に変換し、その高周波信号を外部に出力するとともに、その高周波信号を増幅器に出力する。
The high frequency oscillator disclosed in Patent Document 1 includes a laser light source, an optical modulator, a photoelectric converter, an amplifier, and a delay device.
The operation of this high frequency oscillator will be briefly described below.
The optical modulator modulates the intensity of the laser beam generated from the laser light source in accordance with a modulation signal provided from a delay unit described later, and outputs the laser beam after the intensity modulation to the photoelectric converter.
The photoelectric converter converts the intensity-modulated laser light output from the optical modulator into a high-frequency signal (electric signal), outputs the high-frequency signal to the outside, and outputs the high-frequency signal to the amplifier.

遅延器は、移相器として動作するものであり、光電変換器から高周波信号を受けると、その高周波信号の位相を調整し、位相調整後の高周波信号を変調信号として光変調器に与える。
これにより、信号周波数の安定化が実現される。
The delay device operates as a phase shifter. When a high-frequency signal is received from the photoelectric converter, the delay device adjusts the phase of the high-frequency signal and applies the phase-adjusted high-frequency signal to the optical modulator as a modulation signal.
Thereby, stabilization of the signal frequency is realized.

特開2005−351951号公報(図7)Japanese Patent Laying-Open No. 2005-351951 (FIG. 7)

従来の高周波発振器は以上のように構成されているので、光電変換器から出力された高周波信号の位相を調整して、位相調整後の高周波信号を変調信号として光変調器に与えることで、信号周波数の安定化を実現することができる。しかし、周囲の環境温度の変動が大きい場合、光ファイバの熱収縮に伴う高周波信号の位相シフト量が、遅延器で調整可能な量を超えてしまって、周波数の安定化を図ることができなくなることがある課題があった。   Since the conventional high-frequency oscillator is configured as described above, the phase of the high-frequency signal output from the photoelectric converter is adjusted, and the phase-adjusted high-frequency signal is supplied to the optical modulator as a modulation signal. Frequency stabilization can be realized. However, if the ambient temperature varies greatly, the amount of phase shift of the high-frequency signal that accompanies thermal contraction of the optical fiber exceeds the amount that can be adjusted by the delay device, making it impossible to stabilize the frequency. There were some issues.

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、高周波信号の周波数調整範囲を拡大して、周囲の環境温度の変動が大きい場合でも、信号周波数の安定化を実現することができる高周波発振器を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and by expanding the frequency adjustment range of a high-frequency signal, it is possible to achieve stabilization of the signal frequency even when the ambient temperature varies greatly. An object is to obtain a high-frequency oscillator that can be used.

この発明に係る高周波発振器は、レーザ光を発生するレーザ光源と、レーザ光源から発生されたレーザ光を分岐する第1のレーザ光分岐手段と、第1の制御信号にしたがって第1のレーザ光分岐手段により分岐された一方のレーザ光の周波数をシフトさせる第1の光周波数シフタと、第2の制御信号にしたがって第1のレーザ光分岐手段により分岐された他方のレーザ光の周波数をシフトさせる第2の光周波数シフタと、第1の光周波数シフタにより周波数がシフトされたレーザ光と第2の光周波数シフタにより周波数がシフトされたレーザ光を合波し、合波後のレーザ光を出力するレーザ光合波手段と、レーザ光合波手段から出力されたレーザ光を高周波信号に変換する光電変換手段と、光電変換手段により変換された高周波信号を分岐し、一方の高周波信号を第2の制御信号として第2の光周波数シフタに与える高周波信号分岐手段と、基準信号を発振する基準発振器と、基準発振器から発振された基準信号の周波数と高周波信号分岐手段により分岐された他方の高周波信号の周波数との周波数差を検出する周波数差検出手段と、周波数差検出手段により検出された周波数差に応じて第1の制御信号を生成し、第1の制御信号を第1の光周波数シフタに与える制御信号生成手段とを設けたものである。   The high-frequency oscillator according to the present invention includes a laser light source that generates laser light, first laser light branching means that branches the laser light generated from the laser light source, and first laser light branching according to a first control signal. A first optical frequency shifter for shifting the frequency of one of the laser beams branched by the means, and a first optical frequency shifter for shifting the frequency of the other laser light branched by the first laser beam branching means according to the second control signal. 2, the laser light whose frequency is shifted by the first optical frequency shifter and the laser light whose frequency is shifted by the second optical frequency shifter are combined, and the combined laser light is output. Laser beam multiplexing means, photoelectric conversion means for converting laser light output from the laser light multiplexing means into high frequency signals, and branching the high frequency signals converted by the photoelectric conversion means High frequency signal branching means for supplying one of the high frequency signals as a second control signal to the second optical frequency shifter, a reference oscillator for oscillating the reference signal, the frequency of the reference signal oscillated from the reference oscillator and the high frequency signal branching means A frequency difference detection means for detecting a frequency difference with the frequency of the other branched high frequency signal, a first control signal is generated according to the frequency difference detected by the frequency difference detection means, and the first control signal is And a control signal generating means to be provided to the first optical frequency shifter.

この発明によれば、レーザ光を発生するレーザ光源と、レーザ光源から発生されたレーザ光を分岐する第1のレーザ光分岐手段と、第1の制御信号にしたがって第1のレーザ光分岐手段により分岐された一方のレーザ光の周波数をシフトさせる第1の光周波数シフタと、第2の制御信号にしたがって第1のレーザ光分岐手段により分岐された他方のレーザ光の周波数をシフトさせる第2の光周波数シフタと、第1の光周波数シフタにより周波数がシフトされたレーザ光と第2の光周波数シフタにより周波数がシフトされたレーザ光を合波し、合波後のレーザ光を出力するレーザ光合波手段と、レーザ光合波手段から出力されたレーザ光を高周波信号に変換する光電変換手段と、光電変換手段により変換された高周波信号を分岐し、一方の高周波信号を第2の制御信号として第2の光周波数シフタに与える高周波信号分岐手段と、基準信号を発振する基準発振器と、基準発振器から発振された基準信号の周波数と高周波信号分岐手段により分岐された他方の高周波信号の周波数との周波数差を検出する周波数差検出手段と、周波数差検出手段により検出された周波数差に応じて第1の制御信号を生成し、第1の制御信号を第1の光周波数シフタに与える制御信号生成手段とを設けるように構成したので、高周波信号の周波数調整範囲が拡大され、その結果、周囲の環境温度の変動が大きい場合でも、信号周波数の安定化を実現することができる効果がある。   According to the present invention, the laser light source that generates the laser light, the first laser light branching means that branches the laser light generated from the laser light source, and the first laser light branching means according to the first control signal. A first optical frequency shifter that shifts the frequency of one of the branched laser beams, and a second optical frequency shifter that shifts the frequency of the other laser beam branched by the first laser beam branching means in accordance with a second control signal. An optical frequency shifter, a laser beam whose frequency is shifted by the first optical frequency shifter, and a laser beam whose frequency is shifted by the second optical frequency shifter are combined, and a laser beam combining unit that outputs the combined laser beam. Wave means, photoelectric conversion means for converting the laser beam output from the laser beam combining means to a high frequency signal, and branching the high frequency signal converted by the photoelectric conversion means, The high frequency signal branching means for giving the signal to the second optical frequency shifter as the second control signal, the reference oscillator for oscillating the reference signal, the frequency of the reference signal oscillated from the reference oscillator and the high frequency signal branching means A frequency difference detecting means for detecting a frequency difference with the frequency of the other high-frequency signal; a first control signal is generated in accordance with the frequency difference detected by the frequency difference detecting means; Since the control signal generating means to be provided to the optical frequency shifter is provided, the frequency adjustment range of the high-frequency signal is expanded, and as a result, the signal frequency can be stabilized even when the ambient temperature varies greatly. There is an effect that can.

この発明の実施の形態1による高周波発振器を示す構成図である。1 is a configuration diagram illustrating a high-frequency oscillator according to a first embodiment of the present invention. レーザ光源1から発生されたレーザ光のスペクトルを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the spectrum of the laser beam generate | occur | produced from the laser light source. 光周波数シフタ3による周波数シフトを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the frequency shift by the optical frequency shifter 3. FIG. 光周波数シフタ4による周波数シフトを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the frequency shift by the optical frequency shifter. 光周波数シフタ5による周波数シフトを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the frequency shift by the optical frequency shifter. 光カプラ6により合波されたレーザ光のスペクトルを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the spectrum of the laser beam combined by the optical coupler 6. FIG. この発明の実施の形態1による他の高周波発振器を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other high frequency oscillator by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1による他の高周波発振器を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other high frequency oscillator by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1による他の高周波発振器を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other high frequency oscillator by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1による他の高周波発振器を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other high frequency oscillator by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1による他の高周波発振器を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other high frequency oscillator by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1による他の高周波発振器を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other high frequency oscillator by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1による他の高周波発振器を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other high frequency oscillator by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1による他の高周波発振器を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other high frequency oscillator by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2による高周波発振器を示す構成図である。It is a block diagram which shows the high frequency oscillator by Embodiment 2 of this invention. レーザ光源61から発生されたレーザ光のスペクトルを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the spectrum of the laser beam generate | occur | produced from the laser light source 61. FIG. レーザ光源61により強度変調されたレーザ光のスペクトルを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the spectrum of the laser beam by which intensity modulation was carried out by the laser light source 61. FIG. 光フィルタ62により周波数fc’−fm’が抑圧されたレーザ光のスペクトルを示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a spectrum of laser light whose frequency fc′-fm ′ is suppressed by the optical filter 62. 光分波器63により伝送される周波数fc’のレーザ光のスペクトルを示す説明図である。6 is an explanatory diagram showing a spectrum of laser light having a frequency fc ′ transmitted by an optical demultiplexer 63. FIG. 光分波器63により伝送される周波数fc’+fm’のレーザ光のスペクトルを示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a spectrum of laser light having a frequency fc ′ + fm ′ transmitted by an optical demultiplexer 63. この発明の実施の形態2による他の高周波発振器を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other high frequency oscillator by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3による高周波発振器を示す構成図である。It is a block diagram which shows the high frequency oscillator by Embodiment 3 of this invention.

実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による高周波発振器を示す構成図である。
図1において、レーザ光源1は周波数fcのレーザ光を発生し、そのレーザ光を光カプラ2に出力する光源である。
光カプラ2は例えば光ファイバによってレーザ光源1と接続されており、レーザ光源1から出力されたレーザ光を2つに分岐して、一方のレーザ光を光周波数シフタ3に伝送し、他方のレーザ光を光周波数シフタ4に伝送する光学部品である。なお、光カプラ2は第1のレーザ光分岐手段を構成している。
Embodiment 1 FIG.
1 is a block diagram showing a high-frequency oscillator according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, a laser light source 1 is a light source that generates laser light having a frequency fc and outputs the laser light to an optical coupler 2.
The optical coupler 2 is connected to the laser light source 1 by, for example, an optical fiber, branches the laser light output from the laser light source 1 into two, transmits one laser light to the optical frequency shifter 3, and the other laser. An optical component that transmits light to the optical frequency shifter 4. The optical coupler 2 constitutes a first laser beam branching unit.

光周波数シフタ3は例えば光ファイバによって光カプラ2と接続されており、カプラ13から出力された制御信号(第3の制御信号)にしたがって光カプラ2により分岐された一方のレーザ光の周波数をシフトし、周波数fc+fsのレーザ光を光周波数シフタ4に出力する処理を実施する。なお、光周波数シフタ3は第3の光周波数シフタを構成している。
光周波数シフタ4は例えば光ファイバによって光周波数シフタ3と接続されており、電圧制御発振器17から出力された制御信号(第1の制御信号)にしたがって光周波数シフタ3から出力されたレーザ光の周波数をシフトし、周波数fc−Δfのレーザ光を光カプラ6に出力する処理を実施する。なお、光周波数シフタ4は第1の光周波数シフタを構成している。
図1の例では、光周波数シフタ4が光周波数シフタ3の後段に配置されているが、光周波数シフタ4が光周波数シフタ3の前段に配置されていてもよい。
The optical frequency shifter 3 is connected to the optical coupler 2 by an optical fiber, for example, and shifts the frequency of one laser beam branched by the optical coupler 2 in accordance with a control signal (third control signal) output from the coupler 13. Then, a process of outputting the laser beam having the frequency fc + fs to the optical frequency shifter 4 is performed. The optical frequency shifter 3 constitutes a third optical frequency shifter.
The optical frequency shifter 4 is connected to the optical frequency shifter 3 by, for example, an optical fiber, and the frequency of the laser light output from the optical frequency shifter 3 according to the control signal (first control signal) output from the voltage controlled oscillator 17. , And a process of outputting the laser beam having the frequency fc−Δf to the optical coupler 6 is performed. The optical frequency shifter 4 constitutes a first optical frequency shifter.
In the example of FIG. 1, the optical frequency shifter 4 is disposed at the subsequent stage of the optical frequency shifter 3, but the optical frequency shifter 4 may be disposed at the preceding stage of the optical frequency shifter 3.

光周波数シフタ5は例えば光ファイバによって光カプラ2と接続されており、カプラ11から出力された制御信号(第2の制御信号)にしたがって光カプラ2により分岐された他方のレーザ光の周波数をシフトし、周波数fc+fmのレーザ光を光カプラ6に出力する処理を実施する。なお、光周波数シフタ5は第2の光周波数シフタを構成している。
光カプラ6は例えば光ファイバによって光周波数シフタ4,5と接続されており、光周波数シフタ4から出力された周波数fc−Δfのレーザ光と光周波数シフタ5から出力された周波数fc+fmのレーザ光とを合波し、合波後のレーザ光を光ファイバ7に伝送する光学部品である。なお、光カプラ6はレーザ光合波手段を構成している。
The optical frequency shifter 5 is connected to the optical coupler 2 by an optical fiber, for example, and shifts the frequency of the other laser beam branched by the optical coupler 2 in accordance with the control signal (second control signal) output from the coupler 11. Then, a process of outputting the laser beam having the frequency fc + fm to the optical coupler 6 is performed. The optical frequency shifter 5 constitutes a second optical frequency shifter.
The optical coupler 6 is connected to the optical frequency shifters 4 and 5 by, for example, an optical fiber. The laser light having the frequency fc−Δf output from the optical frequency shifter 4 and the laser light having the frequency fc + fm output from the optical frequency shifter 5 Is an optical component that transmits the combined laser beam to the optical fiber 7. The optical coupler 6 constitutes laser beam multiplexing means.

光ファイバ7は光カプラ6から出力されたレーザ光をO/E変換器8に伝送する伝送路である。
光電変換器であるO/E変換器8は光ファイバ7により伝送されたレーザ光を直接検波(自乗検波)することで、そのレーザ光を電気信号であるRF信号(高周波信号)に変換する処理を実施する。なお、O/E変換器8は光電変換手段を構成している。
バンドパスフィルタ9は例えば同軸ケーブル等の電線ケーブルによってO/E変換器8と接続されており、O/E変換器8により変換されたRF信号の信号成分のうち、予め設定された所定の通過帯域以外の周波数帯域の信号成分やスプリアスを遮断して、所定の通過帯域に含まれている信号成分だけを通過させる処理を実施する。
The optical fiber 7 is a transmission path for transmitting the laser light output from the optical coupler 6 to the O / E converter 8.
The O / E converter 8 which is a photoelectric converter directly detects the laser light transmitted by the optical fiber 7 (square detection), thereby converting the laser light into an RF signal (high frequency signal) which is an electric signal. To implement. The O / E converter 8 constitutes a photoelectric conversion means.
The band-pass filter 9 is connected to the O / E converter 8 by a wire cable such as a coaxial cable, for example, and a predetermined predetermined pass through the signal component of the RF signal converted by the O / E converter 8. A process of cutting off signal components and spurious signals in frequency bands other than the band and passing only the signal components included in the predetermined pass band is performed.

カプラ10はバンドパスフィルタ9を通過してきたRF信号を2つに分岐し、一方のRF信号をカプラ11に出力して、他方のRF信号を周波数調整部14に出力する部品である。
カプラ11はカプラ10から出力された一方のRF信号を2つに分岐し、一方のRF信号を制御信号として光周波数シフタ5に与えて、他方のRF信号を外部に出力する部品である。
なお、カプラ10,11は高周波信号分岐手段を構成しており、カプラ11は第1の外部出力手段を構成している。
The coupler 10 is a component that branches the RF signal that has passed through the bandpass filter 9 into two, outputs one RF signal to the coupler 11, and outputs the other RF signal to the frequency adjustment unit 14.
The coupler 11 is a component that branches one RF signal output from the coupler 10 into two, provides one RF signal to the optical frequency shifter 5 as a control signal, and outputs the other RF signal to the outside.
The couplers 10 and 11 constitute high-frequency signal branching means, and the coupler 11 constitutes first external output means.

基準発振器12は周波数fsの基準信号を発振し、その基準信号をカプラ13に出力する発振器である。
カプラ13は基準発振器12から発振された基準信号を2つに分岐し、一方の基準信号を制御信号として光周波数シフタ3に与えて、他方の基準信号を周波数差検出部15に出力する部品である。なお、カプラ13は基準信号分岐手段を構成している。
The reference oscillator 12 is an oscillator that oscillates a reference signal having a frequency fs and outputs the reference signal to the coupler 13.
The coupler 13 is a component that branches the reference signal oscillated from the reference oscillator 12 into two parts, supplies one reference signal to the optical frequency shifter 3 as a control signal, and outputs the other reference signal to the frequency difference detection unit 15. is there. The coupler 13 constitutes a reference signal branching unit.

周波数調整部14はカプラ11から外部に出力されたRF信号の周波数と基準発振器12から発振された基準信号の周波数fsとの比率と同一の比率で、カプラ10から出力された他方のRF信号の周波数を調整し、周波数調整後のRF信号を周波数差検出部15に出力する処理を実施する。なお、周波数調整部14は周波数調整手段を構成している。
周波数差検出部15はカプラ13から出力された基準信号の周波数fsと周波数調整部14から出力されたRF信号の周波数との周波数差を検出する処理を実施する。なお、周波数差検出部15は周波数差検出手段を構成している。
The frequency adjustment unit 14 has the same ratio as the ratio of the frequency of the RF signal output from the coupler 11 to the outside and the frequency fs of the reference signal oscillated from the reference oscillator 12, and the other RF signal output from the coupler 10. A process of adjusting the frequency and outputting the frequency-adjusted RF signal to the frequency difference detection unit 15 is performed. The frequency adjusting unit 14 constitutes frequency adjusting means.
The frequency difference detection unit 15 performs processing for detecting a frequency difference between the frequency fs of the reference signal output from the coupler 13 and the frequency of the RF signal output from the frequency adjustment unit 14. The frequency difference detector 15 constitutes a frequency difference detector.

電圧印加部16は周波数差検出部15により検出された周波数差に対応する電圧値を電圧制御発振器17に印加する処理を実施する。
電圧制御発振器17は電圧印加部16により印加された電圧値にしたがって発振周波数が制御され、光周波数シフタ4の制御信号として、制御された周波数のRF信号を生成する処理を実施する。
なお、電圧印加部16及び電圧制御発振器17から制御信号生成手段が構成されている。
The voltage application unit 16 performs a process of applying a voltage value corresponding to the frequency difference detected by the frequency difference detection unit 15 to the voltage controlled oscillator 17.
The voltage controlled oscillator 17 controls the oscillation frequency according to the voltage value applied by the voltage application unit 16, and performs a process of generating an RF signal having a controlled frequency as a control signal of the optical frequency shifter 4.
The voltage applying unit 16 and the voltage controlled oscillator 17 constitute a control signal generating unit.

次に動作について説明する。
レーザ光源1は、周波数fcのレーザ光を発生し、そのレーザ光を光カプラ2に出力する。
光カプラ2は、レーザ光源1から出力されたレーザ光を受けると、そのレーザ光を2つに分岐して、一方のレーザ光を光周波数シフタ3に伝送し、他方のレーザ光を光周波数シフタ4に伝送する。
Next, the operation will be described.
The laser light source 1 generates laser light having a frequency fc and outputs the laser light to the optical coupler 2.
When receiving the laser beam output from the laser light source 1, the optical coupler 2 branches the laser beam into two, transmits one laser beam to the optical frequency shifter 3, and transmits the other laser beam to the optical frequency shifter. 4 is transmitted.

光周波数シフタ3は、光カプラ2から周波数fcのレーザ光を受けると、カプラ13から出力された制御信号にしたがって、そのレーザ光の周波数をシフト(基準発振器12から発振された基準信号に応じた分周波数シフト)し、周波数fc+fsのレーザ光を光周波数シフタ4に出力する。
光周波数シフタ4は、光周波数シフタ3から周波数fc+fsのレーザ光を受けると、電圧制御発振器17から出力された制御信号にしたがって、そのレーザ光の周波数をシフト(電圧制御発振器17から出力された制御信号に応じた分周波数シフト)し、周波数fc−Δfのレーザ光を光カプラ6に出力する。
When the optical frequency shifter 3 receives the laser light having the frequency fc from the optical coupler 2, the optical frequency shifter 3 shifts the frequency of the laser light according to the control signal output from the coupler 13 (according to the reference signal oscillated from the reference oscillator 12). The laser beam having the frequency fc + fs is output to the optical frequency shifter 4.
When the optical frequency shifter 4 receives the laser beam having the frequency fc + fs from the optical frequency shifter 3, the optical frequency shifter 4 shifts the frequency of the laser beam in accordance with the control signal output from the voltage controlled oscillator 17 (the control output from the voltage controlled oscillator 17). The frequency is shifted according to the signal), and the laser beam having the frequency fc−Δf is output to the optical coupler 6.

光周波数シフタ5は、光カプラ2から周波数fcのレーザ光を受けると、カプラ11から出力された制御信号にしたがって、そのレーザ光の周波数をシフト(カプラ11から外部に出力されたRF信号に応じた分周波数シフト)し、周波数fc+fmのレーザ光を光カプラ6に出力する。
光カプラ6は、光周波数シフタ4から出力された周波数fc−Δfのレーザ光と光周波数シフタ5から出力された周波数fc+fmのレーザ光とを合波し、合波後のレーザ光を光ファイバ7に伝送する。
When receiving the laser beam having the frequency fc from the optical coupler 2, the optical frequency shifter 5 shifts the frequency of the laser beam in accordance with the control signal output from the coupler 11 (according to the RF signal output from the coupler 11 to the outside). The laser beam having the frequency fc + fm is output to the optical coupler 6.
The optical coupler 6 combines the laser light having the frequency fc−Δf output from the optical frequency shifter 4 and the laser light having the frequency fc + fm output from the optical frequency shifter 5, and the combined laser light is optical fiber 7. Transmit to.

O/E変換器8は、光ファイバ7により伝送されたレーザ光が入力されると、そのレーザ光を直接検波(自乗検波)することで、そのレーザ光を電気信号であるRF信号に変換する。
バンドパスフィルタ9は、O/E変換器8がレーザ光をRF信号に変換すると、そのRF信号の信号成分のうち、予め設定された所定の通過帯域以外の周波数帯域の信号成分やスプリアスを遮断して、所定の通過帯域に含まれている信号成分だけを通過させてカプラ10に出力する。
When the laser beam transmitted through the optical fiber 7 is input, the O / E converter 8 directly detects the laser beam (square detection), thereby converting the laser beam into an RF signal that is an electrical signal. .
When the O / E converter 8 converts the laser light into an RF signal, the bandpass filter 9 cuts off signal components and spurious signals in a frequency band other than a predetermined predetermined pass band from among the signal components of the RF signal. Then, only the signal component included in the predetermined pass band is passed and output to the coupler 10.

カプラ10は、バンドパスフィルタ9を通過してきたRF信号を2つに分岐し、一方のRF信号をカプラ11に出力して、他方のRF信号を周波数調整部14に出力する。
カプラ11は、カプラ10から出力された一方のRF信号を2つに分岐し、一方のRF信号を制御信号として光周波数シフタ5に与えて、他方のRF信号を外部に出力する。
The coupler 10 branches the RF signal that has passed through the bandpass filter 9 into two, outputs one RF signal to the coupler 11, and outputs the other RF signal to the frequency adjustment unit 14.
The coupler 11 branches one RF signal output from the coupler 10 into two, gives one RF signal to the optical frequency shifter 5 as a control signal, and outputs the other RF signal to the outside.

基準発振器12は、周波数fsの基準信号を発振し、その基準信号をカプラ13に出力する。
カプラ13は、基準発振器12から出力された基準信号を受けると、その基準信号を2つに分岐し、一方の基準信号を制御信号として光周波数シフタ3に与えて、他方の基準信号を周波数差検出部15に出力する。
The reference oscillator 12 oscillates a reference signal having a frequency fs and outputs the reference signal to the coupler 13.
When the coupler 13 receives the reference signal output from the reference oscillator 12, the coupler 13 branches the reference signal into two, gives one reference signal to the optical frequency shifter 3 as a control signal, and sets the other reference signal to the frequency difference. Output to the detector 15.

周波数調整部14は、カプラ10により分岐された他方のRF信号を受けると、カプラ11から外部に出力されたRF信号の周波数と基準発振器12から発振された基準信号の周波数fsとの比率と同一の比率で、カプラ10から出力されたRF信号の周波数を調整し、周波数調整後のRF信号を周波数差検出部15に出力する。
周波数差検出部15は、カプラ13から出力された基準信号の周波数fsと周波数調整部14から出力されたRF信号の周波数との周波数差を検出する。
When receiving the other RF signal branched by the coupler 10, the frequency adjustment unit 14 has the same ratio as the frequency of the RF signal output from the coupler 11 to the outside and the frequency fs of the reference signal oscillated from the reference oscillator 12. The frequency of the RF signal output from the coupler 10 is adjusted at a ratio of λ and the frequency-adjusted RF signal is output to the frequency difference detection unit 15.
The frequency difference detection unit 15 detects a frequency difference between the frequency fs of the reference signal output from the coupler 13 and the frequency of the RF signal output from the frequency adjustment unit 14.

電圧印加部16は、周波数差検出部15が周波数差を検出すると、その周波数差に対応する電圧値を電圧制御発振器17に印加することで、電圧制御発振器17の発振周波数を制御する。
電圧制御発振器17は、電圧印加部16により印加された電圧値に対応する周波数のRF信号を発振し、そのRF信号を制御信号として、光周波数シフタ4に与える。
When the frequency difference detecting unit 15 detects the frequency difference, the voltage applying unit 16 controls the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 17 by applying a voltage value corresponding to the frequency difference to the voltage controlled oscillator 17.
The voltage controlled oscillator 17 oscillates an RF signal having a frequency corresponding to the voltage value applied by the voltage application unit 16 and supplies the RF signal to the optical frequency shifter 4 as a control signal.

ここで、カプラ11により分岐されたRF信号が制御信号として光周波数シフタ5に与えられることにより、帰還回路が構成される。
この帰還回路において、回路全体の損失よりも大きくなるように帰還ゲインを設定することにより、図1の高周波発振器では、バンドパスフィルタ9で設定されている所定の周波数で発振を始める。
また、周波数差検出部15により検出された周波数差に対応する制御信号が光周波数シフタ4に与えられることにより、図1の高周波発振器の外部に出力されるRF信号が調整される。
Here, an RF signal branched by the coupler 11 is given to the optical frequency shifter 5 as a control signal, whereby a feedback circuit is configured.
In this feedback circuit, by setting the feedback gain so as to be larger than the loss of the entire circuit, the high frequency oscillator of FIG. 1 starts oscillating at a predetermined frequency set by the band pass filter 9.
Also, a control signal corresponding to the frequency difference detected by the frequency difference detector 15 is given to the optical frequency shifter 4, thereby adjusting the RF signal output to the outside of the high frequency oscillator of FIG. 1.

次に、この実施の形態1における高周波発振器の効果について説明する。
この種類の高周波発振器では、例えば、レーザ光の伝送路として、長い光ファイバを用いることで、発振ループを容易に長距離化させることができる。これにより、発振のQ値が高められて、低位相雑音特性が得られるという利点がある。
ただし、長い光ファイバを用いることで、環境温度変化に伴うファイバ長変動を要因とする位相変化を生じることがある。
マイクロ波移相器を搭載すれば、ファイバ長変動による位相変化を補償することができるが、市販のマイクロ波移相器の位相調整量は、通常1周期(360度)程度である。このため、これ以上の位相調整を行うには複数のマイクロ波移相器を搭載する必要があり、高コスト化や大型化などを招くことになる。
Next, the effect of the high frequency oscillator in the first embodiment will be described.
In this type of high-frequency oscillator, for example, by using a long optical fiber as a laser light transmission path, the oscillation loop can be easily extended. As a result, there is an advantage that the Q value of oscillation is increased and low phase noise characteristics can be obtained.
However, the use of a long optical fiber may cause a phase change due to a fiber length variation accompanying an environmental temperature change.
If a microwave phase shifter is installed, it is possible to compensate for a phase change due to fiber length variation, but the phase adjustment amount of a commercially available microwave phase shifter is usually about one period (360 degrees). For this reason, in order to perform further phase adjustment, it is necessary to mount a plurality of microwave phase shifters, resulting in an increase in cost and size.

そこで、この実施の形態1では、光変調を行う光周波数シフタ4を実装し、光周波数シフタ4の周波数を電圧制御発振器17によって変化させることで、発振周波数を制御している。
市販の光周波数シフタとしては、例えば、超音波等の音響波を音響光学素子に加えることで、入力光の周波数をシフトさせるAO変調器(Acoust Optic Modulator:AOM)があり、数10MHz〜100MHz程度の周波数シフトが可能である。また、電圧制御発振器17についても、数10MHz〜100MHz程度の周波数シフトは十分可能である。
これにより、マイクロ波移相器の位相調整量に限定されることなく、周波数制御が可能になる効果が得られる。
Therefore, in the first embodiment, the optical frequency shifter 4 that performs optical modulation is mounted, and the frequency of the optical frequency shifter 4 is changed by the voltage controlled oscillator 17 to control the oscillation frequency.
As a commercially available optical frequency shifter, for example, there is an AO modulator (AOM Modulator: AOM) that shifts the frequency of input light by applying an acoustic wave such as an ultrasonic wave to an acoustooptic device, and is about several tens to 100 MHz. Frequency shift is possible. Also, the voltage controlled oscillator 17 can sufficiently shift the frequency of several tens to 100 MHz.
Thereby, the effect of enabling frequency control is obtained without being limited to the phase adjustment amount of the microwave phase shifter.

以下、高周波発振器の効果を分かりやすく説明するため、高周波発振器内の各構成部における光スペクトル模式図を時系列で示し、周波数の流れについて説明する。
ここでは、光周波数シフタ3と光周波数シフタ4として、上述したAOMを用いるものとする。
AOMは、上述したように、音響波を加えることで、回折された光を周波数シフトさせるものであり、一般的に回折光の生じる方向が音響波の進行方向と同じ場合は、光の周波数が高い方向にシフトし、回折光が音響波の進行方向と逆の場合は、光の周波数が低い方向にシフトする。
以下の説明では、光周波数シフタ3が、周波数が高くなる方向にシフトし、光周波数シフタ4が、周波数が低くなる方向にシフトするものとする。ただし、光周波数シフタ3が、周波数が低くなる方向にシフトしても構わないし、光周波数シフタ4が、周波数が高くなる方向にシフトしても構わない。
Hereinafter, in order to explain the effects of the high-frequency oscillator in an easy-to-understand manner, schematic diagrams of optical spectra in the respective components in the high-frequency oscillator are shown in time series, and the flow of frequency will be described.
Here, the AOM described above is used as the optical frequency shifter 3 and the optical frequency shifter 4.
As described above, the AOM shifts the frequency of diffracted light by applying an acoustic wave. Generally, when the direction in which the diffracted light is generated is the same as the traveling direction of the acoustic wave, the frequency of the light is When the diffracted light is shifted in the higher direction and the diffracted light is opposite to the traveling direction of the acoustic wave, the light frequency is shifted in the lower direction.
In the following description, it is assumed that the optical frequency shifter 3 shifts in the direction in which the frequency increases, and the optical frequency shifter 4 shifts in the direction in which the frequency decreases. However, the optical frequency shifter 3 may be shifted in the direction of decreasing the frequency, or the optical frequency shifter 4 may be shifted in the direction of increasing the frequency.

なお、レーザ光源1から発生されるレーザ光の周波数はfc、基準発振器12から発振される基準信号の周波数はfs、電圧制御発振器17から出力される制御信号の周波数はfs+Δf、シフト信号の周波数fmとする。
シフト信号の周波数fmは、カプラ11から外部に出力されるRF信号と同一の周波数であり、高周波発振器内の全ループ長の逆数に比例して発振しうるモード(以下、「発振モード」と称する)のうち、バンドパスフィルタ9の通過帯域透過において、通過率が最も高い発振モードで発振したときの信号の周波数である。
The frequency of the laser light generated from the laser light source 1 is fc, the frequency of the reference signal oscillated from the reference oscillator 12 is fs, the frequency of the control signal output from the voltage controlled oscillator 17 is fs + Δf, and the frequency fm of the shift signal. And
The frequency fm of the shift signal is the same frequency as the RF signal output from the coupler 11 to the outside, and can oscillate in proportion to the reciprocal of the total loop length in the high-frequency oscillator (hereinafter referred to as “oscillation mode”). ) In the passband transmission of the bandpass filter 9, the frequency of the signal when oscillating in the oscillation mode with the highest pass rate.

このとき、レーザ光源1から発生されたレーザ光のスペクトルは、図2に示すように、周波数fcで光信号が得られる。
次に、このレーザ光が光カプラ2で分岐された後、光周波数シフタ3で周波数シフトされると、図3に示すように、光信号の周波数がfcからfc+fsにシフトされる。
さらに、光周波数シフタ4で周波数シフトされると、図4に示すように、光信号の周波数がfc+fsからfc−Δfにシフトされる。
At this time, the spectrum of the laser light generated from the laser light source 1 is an optical signal having a frequency fc as shown in FIG.
Next, when the laser beam is branched by the optical coupler 2 and then frequency-shifted by the optical frequency shifter 3, the frequency of the optical signal is shifted from fc to fc + fs as shown in FIG.
Further, when the frequency is shifted by the optical frequency shifter 4, as shown in FIG. 4, the frequency of the optical signal is shifted from fc + fs to fc−Δf.

一方、レーザ光源1から発生されたレーザ光が光カプラ2で分岐された後、光周波数シフタ5で周波数シフトされると、図5に示すように、光信号の周波数がfcからfc+fmにシフトされる。
その後、光周波数シフタ4と光周波数シフタ5のレーザ光が光カプラ6で合波されると、図6に示すように、周波数fc−Δfの光信号と周波数fc+fmの光信号とが得られる。
この光信号が光ファイバ7を通過してO/E変換器8に到達すると、O/E変換器8では、直接検波によって、2つの光信号のビート周波数で、電気信号であるRF信号に変換される。
On the other hand, when the laser light generated from the laser light source 1 is branched by the optical coupler 2 and then frequency-shifted by the optical frequency shifter 5, the frequency of the optical signal is shifted from fc to fc + fm as shown in FIG. The
Thereafter, when the laser beams of the optical frequency shifter 4 and the optical frequency shifter 5 are combined by the optical coupler 6, as shown in FIG. 6, an optical signal of frequency fc−Δf and an optical signal of frequency fc + fm are obtained.
When this optical signal passes through the optical fiber 7 and reaches the O / E converter 8, the O / E converter 8 converts it into an RF signal that is an electrical signal at the beat frequency of the two optical signals by direct detection. Is done.

したがって、環境温度変化に伴うファイバ長変動によって、例えば、図1の高周波発振器の発振信号が−Δf変動した場合、周波数差検出部15が−Δfを検出する。
周波数差検出部15が−Δfを検出すると、電圧印加部16が、電圧制御発振器17から周波数fs+Δfの制御信号が発生されるような電圧値を電圧制御発振器17に印加することで、−Δfの周波数変動が自動的に補正され、外部に出力されるRF信号の周波数を安定化させることができる。
Therefore, for example, when the oscillation signal of the high-frequency oscillator in FIG. 1 fluctuates by −Δf due to the fiber length variation accompanying the environmental temperature change, the frequency difference detection unit 15 detects −Δf.
When the frequency difference detection unit 15 detects -Δf, the voltage application unit 16 applies a voltage value such that a control signal of the frequency fs + Δf is generated from the voltage control oscillator 17 to the voltage control oscillator 17, whereby −Δf The frequency fluctuation is automatically corrected, and the frequency of the RF signal output to the outside can be stabilized.

また、従来の高周波発振器が用いているマイクロ波移相器の位相シフト量は、上述したように1周期(360度)程度である。
ここで、fm=10GHz、高周波発振器の全体の発振ループ長を1000mと仮定する。
なお、10GHzの周波数fmを実現するためのマイクロ波移相器としては、例えば、Lithium Niobate(LN)を用いた光SSB変調器が知られている。また、発振ループ長は1000m程度の光ファイバ7を用いることで容易に実現可能である。
このとき、10GHz、位相シフト量360度の移相器で調整できるファイバ長変動は、例えば、ファイバ屈折率を1.5、光速を3.0×108[m/s]とすると、以下の式(1)のように計算することができる。

Figure 2012226256
Further, as described above, the phase shift amount of the microwave phase shifter used by the conventional high frequency oscillator is about one cycle (360 degrees).
Here, it is assumed that fm = 10 GHz and the entire oscillation loop length of the high-frequency oscillator is 1000 m.
As a microwave phase shifter for realizing the frequency fm of 10 GHz, for example, an optical SSB modulator using Lithium Niobate (LN) is known. The oscillation loop length can be easily realized by using the optical fiber 7 having a length of about 1000 m.
At this time, the fiber length variation that can be adjusted with a phase shifter of 10 GHz and a phase shift amount of 360 degrees is, for example, when the fiber refractive index is 1.5 and the speed of light is 3.0 × 108 [m / s]. It can be calculated as (1).
Figure 2012226256

一方、この実施の形態1のように、電圧制御発振器17と光周波数シフタ4を用いて、周波数補正を行うものとして、その周波数シフト量(前述のΔfに相当)を10MHzとすると、このシフト量で調整可能なファイバ長変動は、以下の式(2)のように計算することができる。

Figure 2012226256
式(1)と式(2)から明らかなように、この実施の形態1の高周波発振器では、従来の高周波発振器よりも、調整可能なファイバ長変動量が50倍に広がることが分かる。
このため、この実施の形態1の高周波発振器では、従来の高周波発振器よりも、周波数調整範囲が広範囲になる。 On the other hand, assuming that the frequency shift amount (corresponding to the above-mentioned Δf) is 10 MHz assuming that frequency correction is performed using the voltage controlled oscillator 17 and the optical frequency shifter 4 as in the first embodiment, this shift amount The fiber length variation that can be adjusted with (1) can be calculated by the following equation (2).
Figure 2012226256
As is clear from the equations (1) and (2), the high-frequency oscillator of the first embodiment shows that the adjustable fiber length fluctuation amount is 50 times wider than that of the conventional high-frequency oscillator.
For this reason, the high frequency oscillator of the first embodiment has a wider frequency adjustment range than the conventional high frequency oscillator.

以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、レーザ光を発生するレーザ光源1と、レーザ光源1から発生されたレーザ光を分岐する光カプラ2と、カプラ13から出力された制御信号にしたがって光カプラ2により分岐された一方のレーザ光の周波数をシフトさせる光周波数シフタ3と、電圧制御発振器17から出力された制御信号にしたがって光周波数シフタ3により周波数がシフトされたレーザ光の周波数をシフトさせる光周波数シフタ4と、カプラ11から出力された制御信号にしたがって光カプラ2により分岐された他方のレーザ光の周波数をシフトさせる光周波数シフタ5と、光周波数シフタ4により周波数がシフトされたレーザ光と光周波数シフタ5により周波数がシフトされたレーザ光を合波し、合波後のレーザ光を出力する光カプラ6と、光カプラ6から出力されたレーザ光をRF信号に変換するO/E変換器8と、O/E変換器8により変換されたRF信号の信号成分のうち、予め設定された所定の通過帯域に含まれている信号成分だけを通過させるバンドパスフィルタ9と、バンドパスフィルタ9を通過してきたRF信号を2つに分岐し、一方のRF信号をカプラ11に出力して、他方のRF信号を周波数調整部14に出力するカプラ10と、カプラ10から出力された一方のRF信号を2つに分岐し、一方のRF信号を制御信号として光周波数シフタ5に与えて、他方のRF信号を外部に出力するカプラ11と、基準信号を発振する基準発振器12と、基準発振器12から発振された基準信号を2つに分岐し、一方の基準信号を制御信号として光周波数シフタ3に与えて、他方の基準信号を周波数差検出部15に出力するカプラ13と、カプラ11から外部に出力されたRF信号の周波数と基準発振器12から発振された基準信号の周波数との比率と同一の比率で、カプラ10から出力された他方のRF信号の周波数を調整する周波数調整部14と、カプラ13から出力された基準信号の周波数fsと周波数調整部14から出力されたRF信号の周波数との周波数差を検出する周波数差検出部15と、周波数差検出部15により検出された周波数差に対応する電圧値を電圧制御発振器17に印加する電圧印加部16と、電圧印加部16により印加された電圧値にしたがって発振周波数が制御され、光周波数シフタ4の制御信号として、制御された周波数のRF信号を生成する電圧制御発振器17とを設けるように構成したので、RF信号の周波数調整範囲が拡大され、その結果、周囲の環境温度の変動が大きい場合でも、信号周波数の安定化を実現することができる効果を奏する。   As is apparent from the above, according to the first embodiment, the laser light source 1 that generates laser light, the optical coupler 2 that branches the laser light generated from the laser light source 1, and the control that is output from the coupler 13 are used. An optical frequency shifter 3 that shifts the frequency of one laser beam branched by the optical coupler 2 according to the signal, and a laser beam whose frequency is shifted by the optical frequency shifter 3 according to the control signal output from the voltage control oscillator 17. An optical frequency shifter 4 for shifting the frequency, an optical frequency shifter 5 for shifting the frequency of the other laser beam branched by the optical coupler 2 according to the control signal output from the coupler 11, and a frequency shifted by the optical frequency shifter 4. The combined laser beam and the laser beam whose frequency is shifted by the optical frequency shifter 5 are combined, and the combined laser beam is Among the signal components of the RF signal converted by the O / E converter 8, the O / E converter 8 that converts the laser light output from the optical coupler 6 into an RF signal, and the RF signal converted by the O / E converter 8 The band-pass filter 9 that passes only the signal component included in the predetermined pass band and the RF signal that has passed through the band-pass filter 9 are branched into two, and one of the RF signals is output to the coupler 11. Then, the coupler 10 that outputs the other RF signal to the frequency adjustment unit 14 and one RF signal output from the coupler 10 are branched into two, and the one RF signal is supplied to the optical frequency shifter 5 as a control signal. The coupler 11 that outputs the other RF signal to the outside, the reference oscillator 12 that oscillates the reference signal, and the reference signal oscillated from the reference oscillator 12 are branched into two, and the optical signal is transmitted using one reference signal as a control signal. A coupler 13 that outputs the other reference signal to the frequency difference detector 15, the frequency of the RF signal output to the outside from the coupler 11, and the frequency of the reference signal oscillated from the reference oscillator 12. The frequency adjustment unit 14 that adjusts the frequency of the other RF signal output from the coupler 10 at the same ratio as the ratio, the frequency fs of the reference signal output from the coupler 13, and the RF signal output from the frequency adjustment unit 14 A frequency difference detection unit 15 for detecting a frequency difference from the frequency of the voltage, a voltage application unit 16 for applying a voltage value corresponding to the frequency difference detected by the frequency difference detection unit 15 to the voltage controlled oscillator 17, and a voltage application unit 16 A voltage controlled oscillator that generates an RF signal having a controlled frequency as a control signal of the optical frequency shifter 4 in which the oscillation frequency is controlled according to the voltage value applied by 17, the frequency adjustment range of the RF signal is expanded. As a result, even when the ambient temperature varies greatly, the signal frequency can be stabilized.

この実施の形態1では、レーザ光源1からO/E変換器8に至る伝送路(レーザ光源1と光カプラ2の間の伝送路、光カプラ2と光周波数シフタ3の間の伝送路、光周波数シフタ3と光周波数シフタ4の間の伝送路、光カプラ2と光周波数シフタ5の間の伝送路、光周波数シフタ4と光カプラ6の間の伝送路、光周波数シフタ5と光カプラ6の間の伝送路、光カプラ6と光ファイバ7の間の伝送路及び光ファイバ7とO/E変換器8の間の伝送路)が光ファイバであるため、高周波発振器の小型化が可能になり、また、高い信頼性が得られる。
また、取り扱いが容易となり、高い配置自由性を有するなどの効果が得られる。
ただし、この実施の形態1では、レーザ光源1からO/E変換器8に至る伝送路の全てが光ファイバであるものに限るものではなく、その伝送路の一部又は全部が、例えば、空間などの他の伝送路であってもよい。このことは、以降の他の実施の形態においても当てはまることである。
In the first embodiment, the transmission path from the laser light source 1 to the O / E converter 8 (the transmission path between the laser light source 1 and the optical coupler 2, the transmission path between the optical coupler 2 and the optical frequency shifter 3, the light Transmission path between frequency shifter 3 and optical frequency shifter 4, transmission path between optical coupler 2 and optical frequency shifter 5, transmission path between optical frequency shifter 4 and optical coupler 6, optical frequency shifter 5 and optical coupler 6 The transmission path between the optical coupler 6 and the optical fiber 7 and the transmission path between the optical fiber 7 and the O / E converter 8 are optical fibers, so that the high-frequency oscillator can be downsized. In addition, high reliability can be obtained.
Moreover, handling becomes easy and effects, such as having high arrangement | positioning freedom, are acquired.
However, in the first embodiment, the entire transmission path from the laser light source 1 to the O / E converter 8 is not limited to an optical fiber, and a part or all of the transmission path is, for example, a space. Other transmission paths may be used. This also applies to other embodiments described below.

この実施の形態1では、O/E変換器8と光周波数シフタ5の間に、バンドパスフィルタ9、カプラ10及びカプラ11が配置されているものを示したが、O/E変換器8と光周波数シフタ5の間であれば、バンドパスフィルタ9、カプラ10及びカプラ11の配置順序は問わない。このことは、以降の他の実施の形態においても当てはまることである。   In the first embodiment, the band pass filter 9, the coupler 10, and the coupler 11 are arranged between the O / E converter 8 and the optical frequency shifter 5. However, the O / E converter 8 As long as it is between the optical frequency shifters 5, the arrangement order of the band pass filter 9, the coupler 10, and the coupler 11 is not limited. This also applies to other embodiments described below.

この実施の形態1では、光カプラ2がレーザ光を2つに分岐し、カプラ10,11がRF信号を2つに分岐し、カプラ13が基準信号を2つに分岐するものを示したが、光カプラ2及びカプラ10,11については、高周波発振器が発振するための条件及び電圧制御発振器17で周波数制御可能となるための条件を満たしていれば、どのような分岐比でも構わない。
また、カプラ11については高周波発振器が発振するための条件を満たしていれば、どのような分岐比でも構わない。カプラ13については周波数差検出部15で周波数差を検出するための条件を満たしていれば、どのような分岐比でも構わない。
このことは、以降の他の実施の形態においても当てはまることである。
In the first embodiment, the optical coupler 2 branches the laser light into two, the couplers 10 and 11 branch the RF signal into two, and the coupler 13 branches the reference signal into two. The optical coupler 2 and the couplers 10 and 11 may have any branching ratio as long as the conditions for the high-frequency oscillator to oscillate and the conditions for enabling the frequency control by the voltage-controlled oscillator 17 are satisfied.
The coupler 11 may have any branching ratio as long as the conditions for the high-frequency oscillator to oscillate are satisfied. The coupler 13 may have any branching ratio as long as the condition for detecting the frequency difference by the frequency difference detector 15 is satisfied.
This also applies to other embodiments described below.

この実施の形態1では、カプラ11がRF信号を外部に出力しているものを示したが、図7に示すように、第2の外部出力手段である光カプラ21を光ファイバ7上に配置し、光カプラ21が光カプラ6から出力されたレーザ光を2つに分岐し、一方のレーザ光をO/E変換器8に出力して、他方のレーザ光を外部に出力するようにしてもよい。
これにより、周波数fmだけ離れている2つの光信号を同時に取り出すことができる効果を奏する。
例えば、外部に出力されたレーザ光を光ファイバ等で長距離伝送させた後、O/E変換器等を用いて、そのレーザ光をRF信号に変換し、そのRF信号を同軸ケーブル等の電気信号伝送路で、同様の距離を伝送させる場合と比べて、低損失で伝送できるメリットが生じる。
In the first embodiment, the coupler 11 outputs the RF signal to the outside. However, as shown in FIG. 7, the optical coupler 21 as the second external output means is arranged on the optical fiber 7. Then, the optical coupler 21 branches the laser light output from the optical coupler 6 into two, outputs one laser light to the O / E converter 8, and outputs the other laser light to the outside. Also good.
Thereby, there is an effect that two optical signals separated by the frequency fm can be extracted simultaneously.
For example, after the laser beam output to the outside is transmitted over a long distance using an optical fiber or the like, the laser beam is converted into an RF signal using an O / E converter or the like, and the RF signal is converted into an electrical signal such as a coaxial cable. Compared with the case where the same distance is transmitted on the signal transmission path, there is an advantage that transmission can be performed with low loss.

図7の例では、光カプラ21がO/E変換器8の前段に配置されているものを示しているが、光カプラ6とO/E変換器8の間であれば、どの位置に光カプラ21が配置されていてもよい。
また、高周波発振器が発振するための条件を満たしていれば、光カプラ21の分岐比は、どのような分岐比でも構わない。
このことは、以降の他の実施の形態においても当てはまることである。
In the example of FIG. 7, the optical coupler 21 is disposed at the front stage of the O / E converter 8. However, the optical coupler 21 is located at any position between the optical coupler 6 and the O / E converter 8. A coupler 21 may be disposed.
The branching ratio of the optical coupler 21 may be any branching ratio as long as the conditions for oscillation of the high-frequency oscillator are satisfied.
This also applies to other embodiments described below.

この実施の形態1では、カプラ10により分岐されたRF信号がカプラ11に入力されるものを示したが、図8に示すように、電気信号であるRF信号を増幅するアンプ31(増幅器)をカプラ10とカプラ11の間に配置するようにしてもよい。
このように、アンプ31を配置することで、外部に出力するRF信号を増幅することができるとともに、レーザ光のパワーが低くても、発振が得られる効果を奏する。
図8の例では、アンプ31をカプラ10とカプラ11の間に配置しているが、O/E変換器8から光周波数シフタ5に至る伝送路、基準発振器12から光周波数シフタ4に至る伝送路、基準発振器12から光周波数シフタ3に至る伝送路及びカプラ10から周波数差検出部15に至る伝送路であれば、どの位置にアンプ31を配置してもよい。また、アンプ31を複数配置してもよい。これらのことは、以降の他の実施の形態においても当てはまることである。
In the first embodiment, the RF signal branched by the coupler 10 is input to the coupler 11. However, as shown in FIG. 8, an amplifier 31 (amplifier) that amplifies the RF signal that is an electrical signal is provided. It may be arranged between the coupler 10 and the coupler 11.
Thus, by arranging the amplifier 31, it is possible to amplify an RF signal to be output to the outside, and to produce an oscillation even when the power of the laser beam is low.
In the example of FIG. 8, the amplifier 31 is arranged between the coupler 10 and the coupler 11, but the transmission path from the O / E converter 8 to the optical frequency shifter 5, the transmission from the reference oscillator 12 to the optical frequency shifter 4. The amplifier 31 may be disposed at any position as long as the transmission path extends from the reference oscillator 12 to the optical frequency shifter 3 and the transmission path from the coupler 10 to the frequency difference detection unit 15. A plurality of amplifiers 31 may be arranged. These also apply to other embodiments described below.

この実施の形態1では、光カプラ6とO/E変換器8が光ファイバ7で接続されているものを示したが、図9に示すように、レーザ光を増幅する光アンプ32が光ファイバ7上に設けられていてもよい。
このように、光アンプ32を配置することで、外部に出力するRF信号を増幅することができるとともに、レーザ光のパワーが低くても、発振が得られる効果を奏する。
図9の例では、光アンプ32を光ファイバ7上に設けているが、レーザ光源1からO/E変換器8に至る伝送路(レーザ光源1と光カプラ2の間の伝送路、光カプラ2と光周波数シフタ3の間の伝送路、光周波数シフタ3と光周波数シフタ4の間の伝送路、光周波数シフタ4と光カプラ6の間の伝送路、光カプラ2と光周波数シフタ5の間の伝送路、光周波数シフタ5と光カプラ6の間の伝送路、光カプラ6とO/E変換器8の間の伝送路)であれば、どの位置に光アンプ32を配置してもよい。また、光アンプ32を複数配置してもよい。これらのことは、以降の他の実施の形態においても当てはまることである。
In the first embodiment, the optical coupler 6 and the O / E converter 8 are connected by the optical fiber 7. However, as shown in FIG. 9, the optical amplifier 32 that amplifies the laser light is an optical fiber. 7 may be provided.
Thus, by arranging the optical amplifier 32, it is possible to amplify an RF signal to be output to the outside, and to produce an oscillation even when the power of the laser light is low.
In the example of FIG. 9, the optical amplifier 32 is provided on the optical fiber 7, but a transmission path from the laser light source 1 to the O / E converter 8 (a transmission path between the laser light source 1 and the optical coupler 2, an optical coupler). 2 and an optical frequency shifter 3, an optical frequency shifter 3 and an optical frequency shifter 4, an optical frequency shifter 4 and an optical coupler 6, an optical coupler 2 and an optical frequency shifter 5. The transmission path between the optical frequency shifter 5 and the optical coupler 6 and the transmission path between the optical coupler 6 and the O / E converter 8) Good. A plurality of optical amplifiers 32 may be arranged. These also apply to other embodiments described below.

この実施の形態1では、カプラ10により分岐されたRF信号の周波数を調整し、周波数調整後のRF信号を周波数差検出部15に出力する周波数調整部14を設けているものを示したが、図10に示すように、周波数調整部14の代わりに、カプラ13により分岐された基準信号の周波数を調整し、周波数調整後の基準信号を周波数差検出部15に出力する周波数調整部41を設けるようにしてもよい。
この周波数調整部41は、カプラ11から外部に出力されたRF信号の周波数と基準発振器12から発振された基準信号の周波数fsとの比率と同一の比率で、その基準信号の周波数を調整し、周波数調整後の基準信号を周波数差検出部15に出力するものである。
図1の周波数調整部14よりも、周波数調整部41の方が低コストで小型であるような場合には、高周波発振器の低コスト化や小型化を図ることができる効果を奏する。
このことは、以降の他の実施の形態においても当てはまることである。
In the first embodiment, the frequency adjustment unit 14 that adjusts the frequency of the RF signal branched by the coupler 10 and outputs the frequency-adjusted RF signal to the frequency difference detection unit 15 is shown. As shown in FIG. 10, instead of the frequency adjustment unit 14, a frequency adjustment unit 41 that adjusts the frequency of the reference signal branched by the coupler 13 and outputs the frequency-adjusted reference signal to the frequency difference detection unit 15 is provided. You may do it.
The frequency adjustment unit 41 adjusts the frequency of the reference signal at the same ratio as the ratio of the frequency of the RF signal output from the coupler 11 to the outside and the frequency fs of the reference signal oscillated from the reference oscillator 12. The reference signal after frequency adjustment is output to the frequency difference detection unit 15.
When the frequency adjustment unit 41 is lower in cost and smaller than the frequency adjustment unit 14 in FIG. 1, the high-frequency oscillator can be reduced in cost and size.
This also applies to other embodiments described below.

この実施の形態1では、カプラ10により分岐されたRF信号の周波数を調整し、周波数調整後のRF信号を周波数差検出部15に出力する周波数調整部14を設けているものを示したが、基準信号の周波数fsとシフト信号の周波数fmが同一である場合には、図11に示すように、周波数調整部14や周波数調整部41を実装する必要がない。このことは、以降の他の実施の形態においても当てはまることである。   In the first embodiment, the frequency adjustment unit 14 that adjusts the frequency of the RF signal branched by the coupler 10 and outputs the frequency-adjusted RF signal to the frequency difference detection unit 15 is shown. When the frequency fs of the reference signal and the frequency fm of the shift signal are the same, it is not necessary to mount the frequency adjustment unit 14 or the frequency adjustment unit 41 as shown in FIG. This also applies to other embodiments described below.

この実施の形態1では、周波数差検出部15により検出された周波数差に対応する電圧値を電圧制御発振器17に印加する電圧印加部16を設けているものを示したが、周波数差検出部15から周波数差に対応する電圧値が出力される場合には、図12に示すように、電圧印加部16を実装する必要がない。このことは、以降の他の実施の形態においても当てはまることである。   In the first embodiment, the voltage application unit 16 that applies the voltage value corresponding to the frequency difference detected by the frequency difference detection unit 15 to the voltage controlled oscillator 17 is provided. When the voltage value corresponding to the frequency difference is output from, it is not necessary to mount the voltage application unit 16 as shown in FIG. This also applies to other embodiments described below.

この実施の形態1では、カプラ13が基準発振器12から出力された基準信号を2つに分岐し、一方の基準信号を制御信号として光周波数シフタ3に与えるものを示したが、図13に示すように、カプラ13の代わりに、光周波数シフタ3に与える制御信号として周波数シフト信号を発生する周波数シフト信号発生器51を設けるようにしてもよい。
このように、周波数シフト信号発生器51を設けることで、周波数シフト信号発生器51から発生される周波数シフト信号の周波数と電圧制御発振器17から出力される制御信号の周波数との差の絶対値がΔfである場合、上述したΔfの周波数調整の動作が可能となり、従来の高周波発振器よりも周波数調整範囲が広範囲になる効果が得られる。このことは、以降の他の実施の形態においても当てはまることである。
In the first embodiment, the coupler 13 branches the reference signal output from the reference oscillator 12 into two, and one of the reference signals is given to the optical frequency shifter 3 as a control signal. Thus, instead of the coupler 13, a frequency shift signal generator 51 that generates a frequency shift signal as a control signal given to the optical frequency shifter 3 may be provided.
Thus, by providing the frequency shift signal generator 51, the absolute value of the difference between the frequency of the frequency shift signal generated from the frequency shift signal generator 51 and the frequency of the control signal output from the voltage controlled oscillator 17 can be obtained. In the case of Δf, the above-described frequency adjustment operation of Δf can be performed, and an effect that the frequency adjustment range is wider than that of the conventional high-frequency oscillator can be obtained. This also applies to other embodiments described below.

この実施の形態1では、光周波数シフタ3及びカプラ13が実装されているものを示したが、図14に示すように、光周波数シフタ3及びカプラ13が実装されていなくてもよい。
電圧制御発振器17から出力される制御信号の周波数がΔfである場合、上述したΔfの周波数調整の動作が可能となり、従来の高周波発振器よりも周波数調整範囲が広範囲になる効果が得られる。このことは、以降の他の実施の形態においても当てはまることである。
In the first embodiment, the optical frequency shifter 3 and the coupler 13 are mounted. However, as shown in FIG. 14, the optical frequency shifter 3 and the coupler 13 may not be mounted.
When the frequency of the control signal output from the voltage-controlled oscillator 17 is Δf, the above-described frequency adjustment operation of Δf is possible, and an effect that the frequency adjustment range is wider than that of the conventional high-frequency oscillator can be obtained. This also applies to other embodiments described below.

実施の形態2.
図15はこの発明の実施の形態2による高周波発振器を示す構成図であり、図において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
レーザ光源61はレーザ光を発生するとともに、カプラ11により分岐されたRF信号が変調信号として与えられると、その変調信号にしたがってレーザ光を強度変調する光源である。
光フィルタ62はレーザ光源61により強度変調されたレーザ光のうち、予め設定された所定の通過帯域以外の帯域のレーザ光を遮断し、所定の通過帯域に含まれているレーザ光だけを光分波器63に出力する処理を実施する。
光分波器63は光フィルタ62を通過してきたレーザ光のうち、所定の通過帯域に含まれるレーザ光と含まれないレーザ光とに分波する処理を実施する。なお、光分波器63はレーザ光分波手段を構成している。
Embodiment 2. FIG.
15 is a block diagram showing a high-frequency oscillator according to Embodiment 2 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG.
The laser light source 61 is a light source that generates laser light and intensity-modulates the laser light according to the modulation signal when the RF signal branched by the coupler 11 is given as the modulation signal.
The optical filter 62 blocks laser light in a band other than a preset predetermined passband from the laser light intensity-modulated by the laser light source 61, and only separates the laser light included in the predetermined passband. The process of outputting to the waver 63 is performed.
The optical demultiplexer 63 performs a process of demultiplexing laser light that has passed through the optical filter 62 into laser light that is included in a predetermined pass band and laser light that is not included. The optical demultiplexer 63 constitutes laser beam demultiplexing means.

上記実施の形態1では、レーザ光源1と光カプラ2が実装されているものを示したが、図15に示すように、レーザ光源1と光カプラ2の代わりに、レーザ光源61、光フィルタ62及び光分波器63が実装されていてもよい。   In the first embodiment, the laser light source 1 and the optical coupler 2 are mounted. However, as shown in FIG. 15, a laser light source 61 and an optical filter 62 are used instead of the laser light source 1 and the optical coupler 2. And the optical demultiplexer 63 may be mounted.

以下、この実施の形態2における高周波発振器の効果において、上記実施の形態1で記載していない点について説明する。
図15の例では、レーザ光源61がカプラ11から出力されたRF信号を変調信号として入力して、複数のレーザ光成分を発生させているため、上記実施の形態1における光カプラ2や光周波数シフタ5が不要になり、低コスト化や小型化を図ることができる効果が得られる。
Hereinafter, the effects of the high frequency oscillator in the second embodiment that are not described in the first embodiment will be described.
In the example of FIG. 15, since the laser light source 61 inputs the RF signal output from the coupler 11 as a modulation signal and generates a plurality of laser light components, the optical coupler 2 and the optical frequency in the first embodiment are used. The shifter 5 is not required, and an effect of reducing cost and size can be obtained.

ここで、上述した効果を分かりやすく説明するため、高周波発振器内の各構成部における光スペクトル模式図を時系列で示し、周波数の流れについて説明する。
ただし、基準信号の周波数はfs、電圧制御発振器17から出力される制御信号の周波数はfs+Δf、レーザ光源61から発生されるレーザ光の周波数はfc’、カプラ11から出力される変調信号の周波数(外部に出力されるRF信号の周波数と同一)はfm’とする。
Here, in order to explain the above-described effect in an easy-to-understand manner, a schematic diagram of an optical spectrum in each component in the high-frequency oscillator is shown in time series, and the flow of frequency will be described.
However, the frequency of the reference signal is fs, the frequency of the control signal output from the voltage controlled oscillator 17 is fs + Δf, the frequency of the laser light generated from the laser light source 61 is fc ′, and the frequency of the modulation signal output from the coupler 11 ( The frequency of the RF signal output to the outside is the same as fm ′.

また、レーザ光源61は、直接強度変調が可能なレーザとして、例えば、半導体レーザ(Laser Diode:LD)を用いるものとする。
さらに、光フィルタ62は、周波数fc’以上の帯域を通過させるハイパスフィルタを用いるものとする。
また、光分波器63は、周波数fc’+fm’/2未満の帯域に含まれるレーザ光については光周波数シフタ3に伝送し、fc’−fm’/2以上の帯域に含まれるレーザ光については光カプラ6に伝送するものとする。
Further, the laser light source 61 uses, for example, a semiconductor laser (Laser Diode: LD) as a laser capable of direct intensity modulation.
Further, it is assumed that the optical filter 62 is a high-pass filter that passes a band of frequency fc ′ or higher.
Further, the optical demultiplexer 63 transmits the laser light included in the band below the frequency fc ′ + fm ′ / 2 to the optical frequency shifter 3 and the laser light included in the band of fc′−fm ′ / 2 or higher. Is transmitted to the optical coupler 6.

このとき、レーザ光源61から発生されたレーザ光のスペクトルは、図16に示すように、周波数fc’で光信号が得られる。
次に、カプラ11から出力された変調信号で、このレーザ光が強度変調されると、図17に示すように、周波数fc’の両側に周波数fc’+fm’と周波数fc’−fm’のレーザ光が生成される。
なお、fc’+2fm’等の高調波成分については、周波数fc’+fm’や周波数fc’−fm’の強度と比べて十分に小さいことから、ここでは無視することにする。
At this time, the spectrum of the laser light generated from the laser light source 61 is an optical signal having a frequency fc ′ as shown in FIG.
Next, when this laser beam is intensity-modulated by the modulation signal output from the coupler 11, as shown in FIG. 17, lasers having the frequency fc ′ + fm ′ and the frequency fc′−fm ′ on both sides of the frequency fc ′. Light is generated.
Note that the harmonic components such as fc ′ + 2fm ′ are sufficiently smaller than the intensities of the frequency fc ′ + fm ′ and the frequency fc′−fm ′, and are ignored here.

その後、これらのレーザ光が光フィルタ62に伝送されると、図18に示すように、fc’−fm’のレーザ光が抑圧され、周波数fc’と周波数fc’+fm’のレーザ光のみが通過される。
さらに、これらのレーザ光が光分波器63に伝送されると、図19及び図20に示すように、光分波器63によって周波数fc’のレーザ光と周波数fc’+fm’のレーザ光が分離されることで、周波数fc’のレーザ光が光周波数シフタ3に伝送され、周波数fc’+fm’のレーザ光が光カプラ6に伝送される。
Thereafter, when these laser beams are transmitted to the optical filter 62, as shown in FIG. 18, the laser beam of fc′−fm ′ is suppressed, and only the laser beams of frequency fc ′ and frequency fc ′ + fm ′ pass. Is done.
Further, when these laser beams are transmitted to the optical demultiplexer 63, as shown in FIGS. 19 and 20, the optical demultiplexer 63 generates a laser beam having a frequency fc ′ and a laser beam having a frequency fc ′ + fm ′. By being separated, the laser beam having the frequency fc ′ is transmitted to the optical frequency shifter 3, and the laser beam having the frequency fc ′ + fm ′ is transmitted to the optical coupler 6.

ここで、図19のスペクトルは、図1の高周波発振器において、光カプラ2から光周波数シフタ3に伝送されるスペクトルに対して、レーザ光の周波数がfcからfc’に変更されただけの違いである。
また、図20のスペクトルは、図1の高周波発振器において、光周波数シフタ5から光カプラ6に伝送されるスペクトルに対して、レーザ光の周波数がfc+fmからfc’+fm’に変更されただけの違いである。
光カプラ6以降の構成及び動作も図1の高周波発振器と同一であることから、図15の高周波発振器では、図1の高周波発振器と同様の効果を得ることができる。
Here, the spectrum of FIG. 19 differs from the spectrum transmitted from the optical coupler 2 to the optical frequency shifter 3 in the high-frequency oscillator of FIG. 1 only by changing the frequency of the laser light from fc to fc ′. is there.
20 is different from the spectrum transmitted from the optical frequency shifter 5 to the optical coupler 6 in the high-frequency oscillator of FIG. 1 only in that the frequency of the laser light is changed from fc + fm to fc ′ + fm ′. It is.
Since the configuration and operation after the optical coupler 6 are the same as those of the high-frequency oscillator of FIG. 1, the high-frequency oscillator of FIG. 15 can obtain the same effects as the high-frequency oscillator of FIG.

図15の例では、光フィルタ62がハイパスフィルタであるものを示したが、光フィルタ62がハイパスフィルタであるものに限るものではなく、例えば、周波数fc’以下の帯域を通過させるローパスフィルタを用いても、Δfの符号を反転させて使用すれば、同様の効果が得られる。
また、光分波器63については、周波数fc’+fm’のレーザ光が光周波数シフタ3に伝送され、周波数fc’のレーザ光が光カプラ6に伝送された場合でも、Δfの符号を反転させて使用すれば、同様の効果が得られる。
In the example of FIG. 15, the optical filter 62 is a high-pass filter. However, the optical filter 62 is not limited to the high-pass filter. For example, a low-pass filter that passes a band of frequency fc ′ or lower is used. However, the same effect can be obtained if the sign of Δf is inverted.
Further, with respect to the optical demultiplexer 63, the sign of Δf is inverted even when the laser light having the frequency fc ′ + fm ′ is transmitted to the optical frequency shifter 3 and the laser light having the frequency fc ′ is transmitted to the optical coupler 6. If used, the same effect can be obtained.

この実施の形態2では、レーザ光源61の後段に光フィルタ62を設けているものを示しているが、レーザ光源61として、例えば、SSB変調できるようなレーザ光源を用いている場合には、変調で発生する片方のレーザ光を抑圧する必要がないため、図21に示すように、光フィルタ62を実装する必要がない。   In the second embodiment, an optical filter 62 is provided after the laser light source 61. However, for example, when a laser light source capable of SSB modulation is used as the laser light source 61, modulation is performed. Therefore, it is not necessary to suppress one of the laser beams generated in step S1, so that it is not necessary to mount the optical filter 62 as shown in FIG.

実施の形態3.
図22はこの発明の実施の形態3による高周波発振器を示す構成図であり、図において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
レーザ光源71は周波数fcのレーザ光を発生し、そのレーザ光を光周波数シフタ5に出力する光源である。
この実施の形態1では、レーザ光源1が第1のレーザ光源を構成し、レーザ光源71が第2のレーザ光源を構成している。
Embodiment 3 FIG.
22 is a block diagram showing a high-frequency oscillator according to Embodiment 3 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG.
The laser light source 71 is a light source that generates laser light having a frequency fc and outputs the laser light to the optical frequency shifter 5.
In the first embodiment, the laser light source 1 constitutes a first laser light source, and the laser light source 71 constitutes a second laser light source.

上記実施の形態1では、光カプラ2が、レーザ光源1から出力されたレーザ光を2つに分岐して、一方のレーザ光を光周波数シフタ3に伝送し、他方のレーザ光を光周波数シフタ5に伝送するようにしているが、レーザ光源1の他にレーザ光源71を設けて、レーザ光源71がレーザ光を光周波数シフタ5に伝送することで、光カプラ2を不要にしてもよく、上記実施の形態1と同様の効果を奏することができる。   In the first embodiment, the optical coupler 2 branches the laser light output from the laser light source 1 into two, transmits one laser light to the optical frequency shifter 3, and transmits the other laser light to the optical frequency shifter. In addition to the laser light source 1, the laser light source 71 may be provided, and the laser light source 71 may transmit the laser light to the optical frequency shifter 5, thereby eliminating the need for the optical coupler 2. The same effects as those of the first embodiment can be obtained.

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。   In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .

1 レーザ光源(第1のレーザ光源)、2 光カプラ(第1のレーザ光分岐手段)、3 光周波数シフタ(第3の光周波数シフタ)、4 光周波数シフタ(第1の光周波数シフタ)、5 光周波数シフタ(第2の光周波数シフタ)、6 光カプラ(レーザ光合波手段)、7 光ファイバ、8 O/E変換器(光電変換手段)、9 バンドパスフィルタ、10 カプラ(高周波信号分岐手段)、11 カプラ(高周波信号分岐手段、第1の外部出力手段)、12 基準発振器、13 カプラ(基準信号分岐手段)、14,41 周波数調整部(周波数調整手段)、15 周波数差検出部(周波数差検出手段)、16 電圧印加部(制御信号生成手段)、17 電圧制御発振器(制御信号生成手段)、21 光カプラ(第2の外部出力手段)、31 アンプ(増幅器)、32 光アンプ、51 周波数シフト信号発生器、61 レーザ光源、62 光フィルタ、63 光分波器(レーザ光分波手段)、71 レーザ光源(第2のレーザ光源)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser light source (1st laser light source), 2 Optical coupler (1st laser beam branching means), 3 Optical frequency shifter (3rd optical frequency shifter), 4 Optical frequency shifter (1st optical frequency shifter), 5 optical frequency shifter (second optical frequency shifter), 6 optical coupler (laser optical multiplexing means), 7 optical fiber, 8 O / E converter (photoelectric conversion means), 9 band pass filter, 10 coupler (high frequency signal branching) Means), 11 coupler (high frequency signal branching means, first external output means), 12 reference oscillator, 13 coupler (reference signal branching means), 14, 41 frequency adjustment unit (frequency adjustment means), 15 frequency difference detection unit ( Frequency difference detection means), 16 voltage application section (control signal generation means), 17 voltage controlled oscillator (control signal generation means), 21 optical coupler (second external output means), 31 amplifier ( Width unit), 32 an optical amplifier, 51 a frequency shift signal generator, 61 a laser light source, 62 an optical filter, 63 an optical demultiplexer (laser beam dividing means), 71 a laser light source (second laser light source).

Claims (14)

レーザ光を発生するレーザ光源と、上記レーザ光源から発生されたレーザ光を分岐する第1のレーザ光分岐手段と、第1の制御信号にしたがって上記第1のレーザ光分岐手段により分岐された一方のレーザ光の周波数をシフトさせる第1の光周波数シフタと、第2の制御信号にしたがって上記第1のレーザ光分岐手段により分岐された他方のレーザ光の周波数をシフトさせる第2の光周波数シフタと、上記第1の光周波数シフタにより周波数がシフトされたレーザ光と上記第2の光周波数シフタにより周波数がシフトされたレーザ光を合波し、合波後のレーザ光を出力するレーザ光合波手段と、上記レーザ光合波手段から出力されたレーザ光を高周波信号に変換する光電変換手段と、上記光電変換手段により変換された高周波信号を分岐し、一方の高周波信号を第2の制御信号として上記第2の光周波数シフタに与える高周波信号分岐手段と、基準信号を発振する基準発振器と、上記基準発振器から発振された基準信号の周波数と上記高周波信号分岐手段により分岐された他方の高周波信号の周波数との周波数差を検出する周波数差検出手段と、上記周波数差検出手段により検出された周波数差に応じて第1の制御信号を生成し、上記第1の制御信号を上記第1の光周波数シフタに与える制御信号生成手段とを備えた高周波発振器。   A laser light source for generating laser light, a first laser light branching means for branching the laser light generated from the laser light source, and one of the lights branched by the first laser light branching means in accordance with a first control signal And a second optical frequency shifter for shifting the frequency of the other laser light branched by the first laser light branching means in accordance with a second control signal. And the laser beam whose frequency is shifted by the first optical frequency shifter and the laser beam whose frequency is shifted by the second optical frequency shifter, and outputs the combined laser beam. Means, a photoelectric conversion means for converting the laser beam output from the laser beam combining means into a high frequency signal, and a high frequency signal converted by the photoelectric conversion means, A high-frequency signal branching means for supplying the higher-frequency signal to the second optical frequency shifter as a second control signal, a reference oscillator for oscillating a reference signal, a frequency of the reference signal oscillated from the reference oscillator, and the high-frequency signal A frequency difference detecting means for detecting a frequency difference with the frequency of the other high-frequency signal branched by the branching means; a first control signal is generated according to the frequency difference detected by the frequency difference detecting means; A high-frequency oscillator comprising: a control signal generating means for supplying one control signal to the first optical frequency shifter. 変調信号にしたがってレーザ光を強度変調するレーザ光源と、上記レーザ光源により強度変調されたレーザ光のうち、所定の通過帯域に含まれるレーザ光と上記通過帯域に含まれないレーザ光とに分波するレーザ光分波手段と、第1の制御信号にしたがって上記レーザ光分波手段により分波された一方のレーザ光の周波数をシフトさせる第1の光周波数シフタと、上記第1の光周波数シフタにより周波数がシフトされたレーザ光と上記レーザ光分波手段により分波された他方のレーザ光を合波し、合波後のレーザ光を出力するレーザ光合波手段と、上記レーザ光合波手段から出力されたレーザ光を高周波信号に変換する光電変換手段と、上記光電変換手段により変換された高周波信号を分岐し、一方の高周波信号を変調信号として上記レーザ光源に与える高周波信号分岐手段と、基準信号を発振する基準発振器と、上記基準発振器から発振された基準信号の周波数と上記高周波信号分岐手段により分岐された他方の高周波信号の周波数との周波数差を検出する周波数差検出手段と、上記周波数差検出手段により検出された周波数差に応じて第1の制御信号を生成し、上記第1の制御信号を上記第1の光周波数シフタに与える制御信号生成手段とを備えた高周波発振器。   A laser light source that modulates the intensity of laser light in accordance with a modulation signal, and a laser beam that is intensity-modulated by the laser light source, and is divided into laser light that is included in a predetermined passband and laser light that is not included in the passband. Laser beam demultiplexing means, a first optical frequency shifter for shifting the frequency of one of the laser beams demultiplexed by the laser beam demultiplexing means in accordance with a first control signal, and the first optical frequency shifter A laser beam combining unit that combines the laser beam whose frequency is shifted by the other laser beam demultiplexed by the laser beam demultiplexing unit and outputs the combined laser beam, and the laser beam multiplexing unit. A photoelectric conversion means for converting the output laser light into a high-frequency signal; and the high-frequency signal converted by the photoelectric conversion means is branched, and the one high-frequency signal is used as a modulation signal for the laser. A high-frequency signal branching means for supplying to the source, a reference oscillator for oscillating a reference signal, a frequency difference between the frequency of the reference signal oscillated from the reference oscillator and the frequency of the other high-frequency signal branched by the high-frequency signal branching means A frequency difference detection means for detecting, and a control signal generation for generating a first control signal in accordance with the frequency difference detected by the frequency difference detection means and supplying the first control signal to the first optical frequency shifter And a high frequency oscillator. レーザ光を発生する第1のレーザ光源と、レーザ光を発生する第2のレーザ光源と、第1の制御信号にしたがって上記第1のレーザ光源から発生されたレーザ光の周波数をシフトさせる第1の光周波数シフタと、第2の制御信号にしたがって上記第2のレーザ光源から発生されたレーザ光の周波数をシフトさせる第2の光周波数シフタと、上記第1の光周波数シフタにより周波数がシフトされたレーザ光と上記第2の光周波数シフタにより周波数がシフトされたレーザ光を合波し、合波後のレーザ光を出力するレーザ光合波手段と、上記レーザ光合波手段から出力されたレーザ光を高周波信号に変換する光電変換手段と、上記光電変換手段により変換された高周波信号を分岐し、一方の高周波信号を第2の制御信号として上記第2の光周波数シフタに与える高周波信号分岐手段と、基準信号を発振する基準発振器と、上記基準発振器から発振された基準信号の周波数と上記高周波信号分岐手段により分岐された他方の高周波信号の周波数との周波数差を検出する周波数差検出手段と、上記周波数差検出手段により検出された周波数差に応じて第1の制御信号を生成し、上記第1の制御信号を上記第1の光周波数シフタに与える制御信号生成手段とを備えた高周波発振器。   A first laser light source that generates laser light, a second laser light source that generates laser light, and a first that shifts the frequency of the laser light generated from the first laser light source in accordance with a first control signal. The frequency is shifted by the first optical frequency shifter, the second optical frequency shifter for shifting the frequency of the laser light generated from the second laser light source according to the second control signal, and the first optical frequency shifter. A laser beam combining means for combining the laser light having the frequency shifted by the second optical frequency shifter and outputting the combined laser light; and the laser light output from the laser light combining means A high-frequency signal converted from the photoelectric conversion means, and the high-frequency signal converted by the photoelectric conversion means is branched, and the one second high-frequency signal is used as the second control signal. A high-frequency signal branching means for giving to the lid, a reference oscillator for oscillating a reference signal, a frequency difference between the frequency of the reference signal oscillated from the reference oscillator and the frequency of the other high-frequency signal branched by the high-frequency signal branching means A frequency difference detection means for detecting, and a control signal generation for generating a first control signal in accordance with the frequency difference detected by the frequency difference detection means and supplying the first control signal to the first optical frequency shifter And a high frequency oscillator. 第1の光周波数シフタの前段又は後段に配置され、第3の制御信号にしたがって上記第1の光周波数シフタによる周波数シフト前又は周波数シフト後のレーザ光の周波数をシフトさせる第3の光周波数シフタと、基準発振器から発振された基準信号を分岐し、一方の基準信号を第3の制御信号として上記第3の光周波数シフタに与えて、他方の基準信号を周波数差検出手段に出力する基準信号分岐手段とを設けたことを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載の高周波発振器。   A third optical frequency shifter that is arranged before or after the first optical frequency shifter and shifts the frequency of the laser light before or after the frequency shift by the first optical frequency shifter according to a third control signal. And a reference signal that branches the reference signal oscillated from the reference oscillator, provides one reference signal as a third control signal to the third optical frequency shifter, and outputs the other reference signal to the frequency difference detecting means. The high-frequency oscillator according to any one of claims 1 to 3, further comprising a branching unit. 高周波信号分岐手段により分岐された他方の高周波信号の周波数と基準発振器から発振された基準信号の周波数との比率と同一の比率で、上記高周波信号の周波数を調整し、周波数調整後の高周波信号を周波数差検出手段に出力する周波数調整手段を設けたことを特徴とする請求項1から請求項4のうちのいずれか1項記載の高周波発振器。   The frequency of the high-frequency signal is adjusted at the same ratio as the ratio of the frequency of the other high-frequency signal branched by the high-frequency signal branching means and the frequency of the reference signal oscillated from the reference oscillator. The high frequency oscillator according to any one of claims 1 to 4, further comprising frequency adjusting means for outputting to the frequency difference detecting means. 光電変換手段により変換された高周波信号のうち、所定の通過帯域に含まれている信号成分だけを高周波信号分岐手段に出力するバンドパスフィルタを設けたことを特徴とする請求項1から請求項5のうちのいずれか1項記載の高周波発振器。   6. A band-pass filter that outputs only a signal component included in a predetermined pass band out of the high-frequency signal converted by the photoelectric conversion means to the high-frequency signal branching means is provided. The high frequency oscillator of any one of these. レーザ光源から光電変換手段に至る伝送路の一部又は全部が光ファイバであることを特徴とする請求項1から請求項6のうちのいずれか1項記載の高周波発振器。   The high-frequency oscillator according to any one of claims 1 to 6, wherein a part or all of the transmission path from the laser light source to the photoelectric conversion means is an optical fiber. 高周波信号分岐手段により分岐された一方の高周波信号を分岐し、一方の高周波信号を第2の制御信号として上記第2の光周波数シフタに与えて、他方の高周波信号を外部に出力する第1の外部出力手段を設けたことを特徴とする請求項1から請求項7のうちのいずれか1項記載の高周波発振器。   The first high-frequency signal branched by the high-frequency signal branching means is branched, the one high-frequency signal is given to the second optical frequency shifter as a second control signal, and the other high-frequency signal is output to the outside. 8. The high-frequency oscillator according to claim 1, further comprising an external output unit. レーザ光合波手段から出力されたレーザ光を分岐し、一方のレーザ光を光電変換手段に出力して、他方のレーザ光を外部に出力する第2の外部出力手段を設けたことを特徴とする請求項1から請求項8のうちのいずれか1項記載の高周波発振器。   There is provided a second external output means for branching the laser light outputted from the laser light combining means, outputting one laser light to the photoelectric conversion means, and outputting the other laser light to the outside. The high frequency oscillator according to any one of claims 1 to 8. 光電変換手段から第2の光周波数シフタに至る伝送路、基準発振器から第1の光周波数シフタに至る伝送路、上記基準発振器から第3の光周波数シフタに至る伝送路及び高周波信号分岐手段から周波数差検出手段に至る伝送路のいずれかに、電気信号を増幅する増幅器が1以上配置されていることを特徴とする請求項4から請求項9のうちのいずれか1項記載の高周波発振器。   Transmission path from the photoelectric conversion means to the second optical frequency shifter, transmission path from the reference oscillator to the first optical frequency shifter, transmission path from the reference oscillator to the third optical frequency shifter, and frequency from the high-frequency signal branching means 10. The high-frequency oscillator according to claim 4, wherein one or more amplifiers for amplifying an electric signal are disposed in any of the transmission paths leading to the difference detection means. レーザ光源から光電変換手段に至る伝送路のいずれかに、レーザ光を増幅する光アンプが1以上配置されていることを特徴とする請求項1から請求項10のうちのいずれか1項記載の高周波発振器。   11. The optical amplifier according to claim 1, wherein one or more optical amplifiers that amplify the laser light are disposed in any of the transmission paths from the laser light source to the photoelectric conversion means. High frequency oscillator. 高周波信号分岐手段により分岐された他方の高周波信号の周波数と基準発振器から発振された基準信号の周波数との比率と同一の比率で、上記基準信号の周波数を調整し、周波数調整後の基準信号を周波数差検出手段に出力する周波数調整手段を設けたことを特徴とする請求項1から請求項4のうちのいずれか1項記載の高周波発振器。   The frequency of the reference signal is adjusted at the same ratio as the ratio of the frequency of the other high-frequency signal branched by the high-frequency signal branching means and the frequency of the reference signal oscillated from the reference oscillator, and the reference signal after the frequency adjustment is obtained. The high frequency oscillator according to any one of claims 1 to 4, further comprising frequency adjusting means for outputting to the frequency difference detecting means. 第1の光周波数シフタの前段又は後段に配置され、第3の制御信号にしたがって上記第1の光周波数シフタによる周波数シフト前又は周波数シフト後のレーザ光の周波数をシフトさせる第3の光周波数シフタと、上記第3の光周波数シフタに与える第3の制御信号として周波数シフト信号を発生する周波数シフト信号発生器とを設けたことを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載の高周波発振器。   A third optical frequency shifter that is arranged before or after the first optical frequency shifter and shifts the frequency of the laser light before or after the frequency shift by the first optical frequency shifter according to a third control signal. And a frequency shift signal generator for generating a frequency shift signal as a third control signal to be supplied to the third optical frequency shifter. The high frequency oscillator described in the item. レーザ光源により強度変調されたレーザ光のうち、所定の通過帯域に含まれているレーザ光だけをレーザ光分波手段に出力する光フィルタを設けたことを特徴とする請求項2記載の高周波発振器。   3. A high-frequency oscillator according to claim 2, further comprising: an optical filter that outputs only laser light included in a predetermined pass band out of laser light intensity-modulated by a laser light source to the laser beam demultiplexing means. .
JP2011096068A 2011-04-22 2011-04-22 High frequency oscillator Withdrawn JP2012226256A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011096068A JP2012226256A (en) 2011-04-22 2011-04-22 High frequency oscillator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011096068A JP2012226256A (en) 2011-04-22 2011-04-22 High frequency oscillator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012226256A true JP2012226256A (en) 2012-11-15

Family

ID=47276458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011096068A Withdrawn JP2012226256A (en) 2011-04-22 2011-04-22 High frequency oscillator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012226256A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016166804A (en) * 2015-03-10 2016-09-15 日本電信電話株式会社 Component concentration measuring apparatus and component concentration measuring method
JP2016180668A (en) * 2015-03-24 2016-10-13 日本電信電話株式会社 Dielectric spectroscopic device
CN114915336A (en) * 2022-04-08 2022-08-16 上海交通大学 Optical frequency and time simultaneous transmission system and transmission method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016166804A (en) * 2015-03-10 2016-09-15 日本電信電話株式会社 Component concentration measuring apparatus and component concentration measuring method
JP2016180668A (en) * 2015-03-24 2016-10-13 日本電信電話株式会社 Dielectric spectroscopic device
CN114915336A (en) * 2022-04-08 2022-08-16 上海交通大学 Optical frequency and time simultaneous transmission system and transmission method
CN114915336B (en) * 2022-04-08 2023-10-17 上海交通大学 Optical frequency and time simultaneous transmission system and transmission method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7697578B2 (en) Wavelength variable laser
EP1168682A2 (en) Radio-frequency transmitter with function of distortion compensation for optical transmission
JP6127688B2 (en) Optical fiber microwave transmission device
US10965100B2 (en) Tunable optical pair source and related systems and methods
CN110943362A (en) High-precision tunable low-phase-noise photo-generated microwave signal generation device and method
JP2012142841A (en) Optical fiber microwave transmitter, complex type optical fiber microwave transmitter
JP4494347B2 (en) Light modulator
JP5660989B2 (en) Optical reference signal transmission device and composite optical reference signal transmission device
JP5211117B2 (en) Terahertz continuous wave generator and method
EP3698490B1 (en) Apparatus and method for reducing distortion of an optical signal
JP2012226256A (en) High frequency oscillator
JP2018169487A (en) Phase conjugate light generator and optical communication system, and phase conjugate light generation method
JP5959340B2 (en) Synchronous signal distribution device
JP4928779B2 (en) Light source for millimeter wave generation
JP5598066B2 (en) Coherent optical receiver and receiving method
JP5137776B2 (en) High frequency oscillator
WO2017050053A1 (en) Light-emitting apparatus and emitting method, and light-receiving apparatus and receiving method
CN105553563B (en) A kind of multi-functional millimeter wave, Nyquist waveform optics generating means
JP2002341299A (en) Method and device for optical modulation and optical radio transmission system
Zhou et al. A tunable multi-frequency optoelectronic oscillator based on stimulated Brillouin scattering
JP5601144B2 (en) High frequency oscillator and high frequency oscillation method
JP5404434B2 (en) Phase control device
EP3196689B1 (en) Optical frequency control device
JP2013134298A (en) High frequency oscillator
JP2011170253A (en) Photoelectric oscillator

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20140701