JP2013197280A

JP2013197280A - Optical phase synchronization laser

Info

Publication number: JP2013197280A
Application number: JP2012062203A
Authority: JP
Inventors: Eisuke Haraguchi; 英介原口; Yoshihito Hirano; 嘉仁平野; Toshiyuki Ando; 俊行安藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-03-19
Filing date: 2012-03-19
Publication date: 2013-09-30

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a compact optical phase synchronization laser which can achieve stable phase synchronization, without mounting the same number of receivers as that of the output light.SOLUTION: An optical frequency shifter 4 adjusts the frequency of N signal light branched by N branch light splitters 3, according to a phase control signal output from a phase control circuit 13. An optical phase modulator 5 modulates the phase of N signal light by using N dithering signals of different frequency output from a frequency discrimination circuit 10. A collimator 6 outputs the N signal light, subjected to phase modulation by the optical phase modulator 5, while collimating.

Description

この発明は、複数のレーザビームを出力する光位相同期レーザに関するものである。 The present invention relates to an optical phase-locked laser that outputs a plurality of laser beams.

以下の特許文献１には、高出力のレーザビームを出力する光位相同期レーザが開示されている。
この光位相同期レーザでは、単一のレーザ光を光増幅の種光として利用するものであり、レーザ光を分岐した後に光増幅してから合成を行うコヒーレントビーム結合（ＣＢＣ：ＣｏｈｅｒｅｎｔＢｅａｍＣｏｍｂｉｎｅ）を行っている。
ＣＢＣベースの高出力レーザでは、各光路の位相を揃えてからビームを出力することで、単一のローブを持った集光パターンが形成される。
ただし、各光路の位相を揃えるには、各光路におけるレーザ光の位相誤差を検出する必要があるが、位相誤差を検出する手段として、出力光の数と同数の受信機を実装する必要がある。 Patent Document 1 below discloses an optical phase-locked laser that outputs a high-power laser beam.
In this optical phase-locked laser, a single laser beam is used as a seed beam for optical amplification, and a coherent beam combination (CBC) is performed in which the laser beam is split and then amplified and then combined. Is going.
In a CBC-based high-power laser, a light converging pattern having a single lobe is formed by outputting a beam after aligning the phase of each optical path.
However, in order to align the phase of each optical path, it is necessary to detect the phase error of the laser beam in each optical path, but it is necessary to mount the same number of receivers as the number of output lights as means for detecting the phase error. .

以下の特許文献２には、移送器による変調によってディザリングを実施することで、単一の受信機で受信する方法を提案しているが、移送器による位相同期では、ダイナミックレンジの問題から安定な位相同期を実現することが困難である。 The following Patent Document 2 proposes a method of receiving by a single receiver by performing dithering by modulation by a transporter. However, phase synchronization by a transporter is stable from the problem of dynamic range. It is difficult to achieve accurate phase synchronization.

特開２０００−３２３７７４号公報（図７）JP 2000-323774 A (FIG. 7) 特開２０１１−１８５５６７号公報（図８）JP 2011-185567 A (FIG. 8)

従来の光位相同期レーザは以上のように構成されているので、位相誤差を検出する手段として、出力光の数と同数の受信機を実装する必要がある。このため、出力光の数が増加すると、受信機の実装数が増えてしまう課題があった。 Since the conventional optical phase-locked laser is configured as described above, it is necessary to mount the same number of receivers as the number of output lights as means for detecting the phase error. For this reason, when the number of output lights increases, the subject that the number of mounting of a receiver will increase occurred.

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、出力光の数と同数の受信機を実装することなく、安定な位相同期を実現することができる小型の光位相同期レーザを得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and a compact optical phase-locked laser that can realize stable phase locking without mounting the same number of receivers as the number of output lights. The purpose is to obtain.

この発明に係る光位相同期レーザは、単一周波数の基準光源と、基準光源から出力された光を信号光と局発光に分岐するとともに、その信号光を複数本の信号光に分岐する光分岐手段と、光分岐手段により分岐された複数本の信号光の周波数を調整するとともに、周波数が異なる複数のディザリング信号を用いて、複数本の信号光の位相を変調する信号光調整手段と、信号光調整手段により位相が変調された複数本の信号光を空間に出力する信号光出力手段と、信号光出力手段から出力された複数本の信号光と光分岐手段により分岐された局発光を合波する光合波手段と、光合波手段により合波された光を受信する受信機と、受信機の受信信号から複数本の信号光に対応する信号を分離する信号分離手段とを設け、位相誤差補償手段が、信号分離手段により分離された各信号と基準信号の位相誤差を検出し、その位相誤差に応じて信号光調整手段における周波数の調整量を制御して、その位相誤差を補償するようにしたものである。 An optical phase-locked laser according to the present invention splits a single-frequency reference light source and light output from the reference light source into signal light and local light, and branches the signal light into a plurality of signal lights And a signal light adjusting unit that modulates the phase of the plurality of signal lights using a plurality of dithering signals having different frequencies while adjusting the frequency of the plurality of signal lights branched by the optical branching unit, A signal light output means for outputting a plurality of signal lights whose phases are modulated by the signal light adjusting means to the space, and a plurality of signal lights output from the signal light output means and a local light branched by the light branching means. An optical multiplexing means for multiplexing, a receiver for receiving the light combined by the optical multiplexing means, and a signal separation means for separating a signal corresponding to a plurality of signal lights from the reception signal of the receiver are provided, and the phase The error compensation means The phase error between each signal separated by the separating means and the reference signal is detected, and the amount of frequency adjustment in the signal light adjusting means is controlled according to the phase error to compensate for the phase error. .

この発明によれば、光分岐手段により分岐された複数本の信号光の周波数を調整するとともに、周波数が異なる複数のディザリング信号を用いて、複数本の信号光の位相を変調する信号光調整手段と、信号光調整手段により位相が変調された複数本の信号光を空間に出力する信号光出力手段と、信号光出力手段から出力された複数本の信号光と光分岐手段により分岐された局発光を合波する光合波手段と、光合波手段により合波された光を受信する受信機と、受信機の受信信号から複数本の信号光に対応する信号を分離する信号分離手段とを設け、位相誤差補償手段が、信号分離手段により分離された各信号と基準信号の位相誤差を検出し、その位相誤差に応じて信号光調整手段における周波数の調整量を制御して、その位相誤差を補償するように構成したので、出力光の数と同数の受信機を実装することなく、安定な位相同期を実現することができる小型の光位相同期レーザが得られる効果がある。 According to this invention, the signal light adjustment for adjusting the frequency of the plurality of signal lights branched by the optical branching means and modulating the phase of the plurality of signal lights using the plurality of dithering signals having different frequencies Means, signal light output means for outputting a plurality of signal lights whose phases are modulated by the signal light adjusting means, and a plurality of signal lights outputted from the signal light output means and the light branching means Optical multiplexing means for multiplexing local light, a receiver for receiving the light combined by the optical multiplexing means, and signal separation means for separating a signal corresponding to a plurality of signal lights from the received signal of the receiver The phase error compensation means detects the phase error between each signal separated by the signal separation means and the reference signal, and controls the frequency adjustment amount in the signal light adjustment means according to the phase error, and the phase error Compensate Having urchin configuration, without implementing the same number of receivers of the output light, the effect of small optical phase-locked laser can be realized a stable phase synchronization is obtained.

この発明の実施の形態１による光位相同期レーザを示す構成図である。It is a block diagram which shows the optical phase locked laser by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１による光位相同期レーザの周波数弁別回路１０を示す構成図である。It is a block diagram which shows the frequency discriminating circuit 10 of the optical phase locked laser by Embodiment 1 of this invention. 受信機９の受信信号のスペクトルイメージを示す説明図である。6 is an explanatory diagram showing a spectrum image of a reception signal of a receiver 9. FIG. この発明の実施の形態２による光位相同期レーザを示す構成図である。It is a block diagram which shows the optical phase locked laser by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態３による光位相同期レーザを示す構成図である。It is a block diagram which shows the optical phase locked laser by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態４による光位相同期レーザを示す構成図である。It is a block diagram which shows the optical phase locked laser by Embodiment 4 of this invention.

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による光位相同期レーザを示す構成図である。
図１において、基準光源１は単一周波数の光を発生する光源である。
２分岐光スプリッタ２は例えば基準光源１と光ファイバで接続されており、基準光源１から出力された光を信号光と局発光に２分岐する光学部材である。
Ｎ分岐光スプリッタ３は例えば２分岐光スプリッタ２と光ファイバで接続されており、２分岐光スプリッタ２により２分岐された信号光をＮ本の信号光に分岐する光学部材である。
なお、２分岐光スプリッタ２及びＮ分岐光スプリッタ３から光分岐手段が構成されている。 Embodiment 1 FIG.
1 is a block diagram showing an optical phase-locked laser according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, a reference light source 1 is a light source that generates light of a single frequency.
The two-branching optical splitter 2 is an optical member that is connected to the reference light source 1 through an optical fiber, for example, and splits the light output from the reference light source 1 into signal light and local light.
The N-branching optical splitter 3 is an optical member that is connected to the two-branching optical splitter 2 through an optical fiber, for example, and branches the signal light that has been bifurcated by the two-branching optical splitter 2 into N signal lights.
The two-branching optical splitter 2 and the N-branching optical splitter 3 constitute an optical branching unit.

Ｎ個の光周波数シフター４は例えばＮ分岐光スプリッタ３と光ファイバで接続されており、位相制御回路１３の制御の下で、Ｎ分岐光スプリッタ３により分岐されたＮ本の信号光の周波数を調整する光学部材である。
Ｎ個の光位相変調器５は例えば光周波数シフター４と光ファイバで接続されており、周波数弁別回路１０から出力されたディザリング信号を用いて、Ｎ本の信号光の位相を変調する光学部材である。
なお、光周波数シフター４及び光位相変調器５から信号光調整手段が構成されている。 The N optical frequency shifters 4 are connected to, for example, the N branch optical splitter 3 through an optical fiber, and the frequency of the N signal lights branched by the N branch optical splitter 3 is controlled under the control of the phase control circuit 13. An optical member to be adjusted.
The N optical phase modulators 5 are connected to the optical frequency shifter 4 through an optical fiber, for example, and an optical member that modulates the phase of the N signal lights using the dithering signal output from the frequency discriminating circuit 10. It is.
The optical frequency shifter 4 and the optical phase modulator 5 constitute signal light adjusting means.

Ｎ個のコリメータ６は例えば光位相変調器５と光ファイバで接続されており、光位相変調器５から出力されたＮ本の信号光を平行光にして空間に出力する光学部材である。なお、コリメータ６は信号光出力手段を構成している。
コリメータ７は例えば２分岐光スプリッタ２と光ファイバで接続されており、２分岐光スプリッタ２により２分岐された局発光を平行光にして空間に出力する光学部材である。 The N collimators 6 are connected to the optical phase modulator 5 through an optical fiber, for example, and are optical members that convert the N signal lights output from the optical phase modulator 5 into parallel light and output them to space. The collimator 6 constitutes signal light output means.
The collimator 7 is an optical member that is connected to the two-branch optical splitter 2 through an optical fiber, for example, and converts the local light that has been bifurcated by the two-branch optical splitter 2 into parallel light and outputs the parallel light.

ビームスプリッタ８はコリメータ６により空間に出力されたＮ本の信号光を出力光として外部に出力するとともに、Ｎ本の信号光とコリメータ７により空間に出力された局発光を合波する光学部材である。
なお、コリメータ７及びビームスプリッタ８から光合波手段が構成されている。
受信機９はビームスプリッタ８により合波された光を受信し、その受信信号を出力する単一の機器である。 The beam splitter 8 is an optical member that outputs N signal lights output to the space by the collimator 6 to the outside as output light, and combines the N signal lights and the local light output to the space by the collimator 7. is there.
The collimator 7 and the beam splitter 8 constitute optical multiplexing means.
The receiver 9 is a single device that receives the light combined by the beam splitter 8 and outputs the received signal.

周波数弁別回路１０は受信機９の受信信号からＮ本の信号光に対応する同一周波数のビート信号を分離する回路である。
即ち、周波数弁別回路１０は周波数が異なるＮ個のディザリング信号を発生する信号源を備えており、その信号源から発生されたＮ個のディザリング信号を光位相変調器５に出力するとともに、Ｎ個のディザリング信号を用いて、受信機９の受信信号からＮ本の信号光に対応する同一周波数のビート信号を分離する。
なお、周波数弁別回路１０は信号分離手段を構成している。 The frequency discriminating circuit 10 is a circuit that separates beat signals of the same frequency corresponding to N signal lights from the reception signal of the receiver 9.
That is, the frequency discrimination circuit 10 includes a signal source that generates N dithering signals having different frequencies, and outputs the N dithering signals generated from the signal source to the optical phase modulator 5. Using N dithering signals, a beat signal having the same frequency corresponding to the N signal lights is separated from the reception signal of the receiver 9.
The frequency discriminating circuit 10 constitutes signal separation means.

基準ＲＦ信号源１１は基準ＲＦ信号を発生する信号源である。
Ｎ個の位相誤差検出回路１２は周波数弁別回路１０により分離されたＮ個の同一周波数のビート信号と基準ＲＦ信号源１１から発生された基準ＲＦ信号との信号強度を比較することで、Ｎ個の同一周波数のビート信号と基準ＲＦ信号の位相誤差を検出し、その位相誤差を示す位相誤差信号を出力する回路である。
Ｎ個の位相制御回路１３は位相誤差検出回路１２から出力された位相誤差信号にしたがって光周波数シフター４における周波数の調整量を制御し、その位相誤差を補償する回路である。
なお、基準ＲＦ信号源１１、位相誤差検出回路１２及び位相制御回路１３から位相誤差補償手段が構成されている。 The reference RF signal source 11 is a signal source that generates a reference RF signal.
The N phase error detection circuits 12 compare the signal strengths of the N beat signals having the same frequency separated by the frequency discriminating circuit 10 with the reference RF signal generated from the reference RF signal source 11 to obtain N pieces of phase error detection circuits 12. Is a circuit that detects the phase error between the beat signal of the same frequency and the reference RF signal and outputs a phase error signal indicating the phase error.
The N phase control circuits 13 are circuits for controlling the frequency adjustment amount in the optical frequency shifter 4 in accordance with the phase error signal output from the phase error detection circuit 12 and compensating for the phase error.
The reference RF signal source 11, the phase error detection circuit 12, and the phase control circuit 13 constitute phase error compensation means.

図２はこの発明の実施の形態１による光位相同期レーザの周波数弁別回路を示す構成図である。
図２において、ハイパスフィルタ２１は受信機９の受信信号に含まれているキャリア信号成分をカットして、その受信信号からサイドキャリア信号成分を抽出する部材である。
Ｎ分岐ＲＦスプリッタ２２はハイパスフィルタ２１により抽出されたサイドキャリア信号成分をＮ個に分岐する部材である。 FIG. 2 is a block diagram showing a frequency discrimination circuit of the optical phase-locked laser according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 2, a high-pass filter 21 is a member that cuts a carrier signal component included in a received signal of the receiver 9 and extracts a side carrier signal component from the received signal.
The N branch RF splitter 22 is a member that branches the side carrier signal component extracted by the high pass filter 21 into N pieces.

Ｎ個のディザリング信号源２３は周波数が異なるＮ個のディザリング信号を発生する信号源である。
Ｎ個の２分岐スプリッタ２４はディザリング信号源２３から発生されたＮ個のディザリング信号を２分岐して、Ｎ個のディザリング信号を光位相変調器５及びＲＦミキサ２５に出力する部材である。 The N dithering signal sources 23 are signal sources that generate N dithering signals having different frequencies.
The N two-branch splitters 24 are members that bifurcate the N dithering signals generated from the dithering signal source 23 and output the N dithering signals to the optical phase modulator 5 and the RF mixer 25. is there.

Ｎ個のＲＦミキサ２５はＮ分岐ＲＦスプリッタ２２により分岐されたＮ個のサイドキャリア信号成分と、２分岐スプリッタ２４により分岐されたＮ個のディザリング信号とをミキシングして（例えば、対応するディザリング信号を用いて、サイドキャリア信号成分の周波数をダウンコンバートやアップコンバートを行う）、Ｎ個のサイドキャリア信号成分を同一周波数に変換する部材である。
Ｎ個のバンドパスフィルタ２６はＲＦミキサ２５により同一周波数に変換されたＮ個のサイドキャリア信号に含まれている高調波成分をカットして、所望の周波数成分を同一周波数のビート信号として透過させる部材である。 The N RF mixers 25 mix N side carrier signal components branched by the N branch RF splitter 22 and N dithering signals branched by the two branch splitter 24 (for example, corresponding dither signals). The ring signal is used to downconvert or upconvert the frequency of the side carrier signal component), and the N side carrier signal component is converted to the same frequency.
The N band pass filters 26 cut the harmonic components included in the N side carrier signals converted to the same frequency by the RF mixer 25 and transmit the desired frequency components as beat signals of the same frequency. It is a member.

次に動作について説明する。
まず、基準光源１は、単一周波数の光を発生する。
２分岐光スプリッタ２は、基準光源１が光を発生すると、その光を信号光と局発光に２分岐する。
Ｎ分岐光スプリッタ３は、２分岐光スプリッタ２により分岐された信号光を受けると、その信号光をＮ本の信号光に分岐する。
これにより、Ｎ本の信号光が光周波数シフター４に入力され、局発光がコリメータ７に入力される。 Next, the operation will be described.
First, the reference light source 1 generates light having a single frequency.
When the reference light source 1 generates light, the two-branch optical splitter 2 splits the light into signal light and local light.
When receiving the signal light branched by the two-branch optical splitter 2, the N-branch optical splitter 3 branches the signal light into N signal lights.
As a result, N signal lights are input to the optical frequency shifter 4, and local light is input to the collimator 7.

Ｎ個の光周波数シフター４は、Ｎ分岐光スプリッタ３により分岐された信号光を入力すると、後述する位相制御回路１３から出力される位相制御信号にしたがって、Ｎ本の信号光の周波数を調整（周波数シフト）する。
Ｎ個の光位相変調器５は、光周波数シフター４から周波数調整後の信号光を受けると、後述する周波数弁別回路１０から出力される周波数が異なるＮ個のディザリング信号を用いて、周波数調整後の信号光の位相を変調する。 When the N optical frequency shifters 4 receive the signal light branched by the N branch optical splitter 3, the N optical frequency shifters 4 adjust the frequency of the N signal lights according to a phase control signal output from a phase control circuit 13 described later ( Frequency shift).
When the N optical phase modulators 5 receive the frequency-adjusted signal light from the optical frequency shifter 4, the N optical phase modulators 5 use N dithering signals with different frequencies output from a frequency discriminating circuit 10 described later to adjust the frequency. The phase of the later signal light is modulated.

Ｎ個のコリメータ６は、光位相変調器５により位相変調されたＮ本の信号光を受けると、Ｎ本の信号光を平行光にして空間に出力する。
コリメータ７は、２分岐光スプリッタ２により２分岐された局発光を受けると、その局発光を平行光にして空間に出力する。
ビームスプリッタ８は、コリメータ６により空間に出力されたＮ本の信号光を出力光として外部に出力する。
また、ビームスプリッタ８は、Ｎ本の信号光とコリメータ７により空間に出力された局発光を合波して、その合波光を受信機９に出力する。 When the N collimators 6 receive the N signal lights phase-modulated by the optical phase modulator 5, the N collimators 6 convert the N signal lights into parallel lights and output them to the space.
When receiving the local light branched into two by the two-branch optical splitter 2, the collimator 7 converts the local light into parallel light and outputs it to the space.
The beam splitter 8 outputs the N signal lights output to the space by the collimator 6 to the outside as output lights.
The beam splitter 8 combines the N signal lights and the local light output to the space by the collimator 7 and outputs the combined light to the receiver 9.

受信機９は、ビームスプリッタ８から出力された合波光を受信し、その受信信号を出力する。
ここで、図３は受信機９の受信信号のスペクトルイメージを示す説明図である。
受信信号には、光周波数シフター４により周波数シフトされた周波数ｆａｏｍのキャリア信号が含まれている。
また、受信信号には、周波数ｆａｏｍから各々のディザリング信号の周波数だけ離れている周波数を有するＮ個のサイドキャリア信号が含まれている。 The receiver 9 receives the combined light output from the beam splitter 8 and outputs the received signal.
Here, FIG. 3 is an explanatory diagram showing a spectrum image of the received signal of the receiver 9.
The received signal includes a carrier signal having a frequency faom that is frequency-shifted by the optical frequency shifter 4.
The received signal includes N side carrier signals having frequencies that are separated from the frequency faom by the frequency of each dithering signal.

周波数弁別回路１０は、受信機９の受信信号を入力すると、その受信信号からＮ本の信号光に対応する同一周波数のビート信号を分離して、Ｎ個の同一周波数のビート信号を位相誤差検出回路１２に出力する。
以下、周波数弁別回路１０の処理内容を具体的に説明する。 When the received signal from the receiver 9 is input, the frequency discriminating circuit 10 separates beat signals having the same frequency corresponding to N signal lights from the received signal, and detects phase errors of N beat signals having the same frequency. Output to the circuit 12.
Hereinafter, the processing content of the frequency discrimination circuit 10 will be specifically described.

周波数弁別回路１０のハイパスフィルタ２１は、受信機９の受信信号を入力すると、その受信信号に含まれているキャリア信号成分をカットして、その受信信号からＮ個のサイドキャリア信号成分を抽出する。
即ち、ハイパスフィルタ２１は、図３に示すように、受信信号に含まれている周波数ｆａｏｍのキャリア信号をカットして、そのキャリア信号が含まれていない受信信号をＮ分岐ＲＦスプリッタ２２に出力する。
Ｎ分岐ＲＦスプリッタ２２は、ハイパスフィルタ２１を通過してきた受信信号を受けると、その受信信号（サイドキャリア信号成分）をＮ個に分岐してＲＦミキサ２５に出力する。 When the high-pass filter 21 of the frequency discrimination circuit 10 receives the reception signal of the receiver 9, the high-pass filter 21 cuts the carrier signal component included in the reception signal and extracts N side carrier signal components from the reception signal. .
That is, as shown in FIG. 3, the high-pass filter 21 cuts the carrier signal of the frequency faom included in the received signal and outputs the received signal not including the carrier signal to the N-branch RF splitter 22. .
When the N-branch RF splitter 22 receives the received signal that has passed through the high-pass filter 21, the N-branch RF splitter 22 branches the received signal (side carrier signal component) into N pieces and outputs it to the RF mixer 25.

一方、周波数弁別回路１０におけるＮ個のディザリング信号源２３は、周波数が異なるＮ個のディザリング信号を発生する。
Ｎ個の２分岐スプリッタ２４は、ディザリング信号源２３がＮ個のディザリング信号を発生すると、Ｎ個のディザリング信号を２分岐して、Ｎ個のディザリング信号を光位相変調器５及びＲＦミキサ２５に出力する。 On the other hand, N dithering signal sources 23 in the frequency discrimination circuit 10 generate N dithering signals having different frequencies.
When the dithering signal source 23 generates N dithering signals, the N two-branch splitters 24 bifurcate the N dithering signals and convert the N dithering signals into the optical phase modulator 5 and Output to the RF mixer 25.

Ｎ個のＲＦミキサ２５は、Ｎ分岐ＲＦスプリッタ２２からＮ個のサイドキャリア信号成分を受けて、２分岐スプリッタ２４からＮ個のディザリング信号を受けると、対応しているサイドキャリア信号成分とディザリング信号をそれぞれミキシングして、Ｎ個のサイドキャリア信号成分を同一周波数に変換する。
即ち、Ｎ個のＲＦミキサ２５は、図３に示しているＮ個のサイドキャリア信号の周波数（ｆａｏｍ＋ｆ１，ｆａｏｍ＋ｆ２，・・・，ｆａｏｍ＋ｆＮ）をキャリア信号の周波数ｆａｏｍと同じ周波数に変換する。 When the N RF mixers 25 receive N side carrier signal components from the N branch RF splitter 22 and receive N dithering signals from the two branch splitter 24, the corresponding N side carrier signal components and dithers are received. Each of the ring signals is mixed to convert N side carrier signal components to the same frequency.
That is, the N RF mixers 25 convert the frequency (faom + f1, faom + f2,..., Faom + fN) of the N side carrier signals shown in FIG. 3 into the same frequency as the frequency faom of the carrier signal.

Ｎ個のバンドパスフィルタ２６は、ＲＦミキサ２５により同一周波数に変換されたＮ個のサイドキャリア信号に含まれている高調波成分をカットし、所望の周波数成分を同一周波数のビート信号（周波数ｆａｏｍのビート信号）として位相誤差検出回路１２に出力する。 The N band-pass filters 26 cut harmonic components included in the N side carrier signals converted to the same frequency by the RF mixer 25, and the desired frequency components are beat signals (frequency faom) having the same frequency. Output to the phase error detection circuit 12 as a beat signal).

基準ＲＦ信号源１１は、基準ＲＦ信号を発生する。
Ｎ個の位相誤差検出回路１２は、周波数弁別回路１０からＮ個の同一周波数のビート信号を受けると、Ｎ個の同一周波数のビート信号と基準ＲＦ信号源１１から発生された基準ＲＦ信号との信号強度を比較することで、Ｎ個の同一周波数のビート信号と基準ＲＦ信号の位相誤差を検出する。
例えば、ビート信号の信号強度と、基準ＲＦ信号の信号強度との差分をビート信号と基準ＲＦ信号の位相誤差として検出する。
Ｎ個の位相誤差検出回路１２は、Ｎ個の同一周波数のビート信号と基準ＲＦ信号の位相誤差を検出すると、その位相誤差を示す位相誤差信号を位相制御回路１３に出力する。 The reference RF signal source 11 generates a reference RF signal.
When the N phase error detection circuits 12 receive N beat signals having the same frequency from the frequency discriminating circuit 10, the N phase error detection circuits 12 are configured such that the N beat signals having the same frequency and the reference RF signal generated from the reference RF signal source 11. By comparing the signal intensities, the phase error between the N beat signals having the same frequency and the reference RF signal is detected.
For example, the difference between the signal strength of the beat signal and the signal strength of the reference RF signal is detected as a phase error between the beat signal and the reference RF signal.
When the N phase error detection circuits 12 detect the phase error between the N beat signals having the same frequency and the reference RF signal, the N phase error detection circuits 12 output a phase error signal indicating the phase error to the phase control circuit 13.

Ｎ個の位相制御回路１３は、位相誤差検出回路１２から位相誤差信号を受けると、その位相誤差信号が示す位相誤差を補償するため、その位相誤差に応じて、光周波数シフター４における周波数の調整量を示す位相制御信号を生成する。
例えば、ビート信号の位相が基準ＲＦ信号の位相より進んでいれば、進んでいる分だけ、そのビート信号の位相を遅らせる位相制御信号を生成し、ビート信号の位相が基準ＲＦ信号の位相より遅れていれば、遅れている分だけ、そのビート信号の位相を進める位相制御信号を生成する。
Ｎ個の位相制御回路１３は、光周波数シフター４における周波数の調整量を示す位相制御信号を生成すると、その位相制御信号を光周波数シフター４に出力する。
これにより、Ｎ個の光周波数シフター４でＮ本の信号光の周波数が調整されて、位相同期が確立される。 When the N phase control circuits 13 receive the phase error signal from the phase error detection circuit 12, the N phase control circuits 13 compensate for the phase error indicated by the phase error signal, and therefore adjust the frequency in the optical frequency shifter 4 according to the phase error. A phase control signal indicating the quantity is generated.
For example, if the phase of the beat signal is ahead of the phase of the reference RF signal, a phase control signal is generated that delays the phase of the beat signal by the amount advanced, and the phase of the beat signal is delayed from the phase of the reference RF signal. If so, a phase control signal is generated that advances the phase of the beat signal by the amount of delay.
When the N phase control circuits 13 generate a phase control signal indicating the frequency adjustment amount in the optical frequency shifter 4, the N phase control circuits 13 output the phase control signal to the optical frequency shifter 4.
As a result, the frequency of the N signal lights is adjusted by the N optical frequency shifters 4 to establish phase synchronization.

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、Ｎ分岐光スプリッタ３により分岐されたＮ本の信号光の周波数を調整する光周波数シフター４と、周波数が異なるＮ個のディザリング信号を用いて、Ｎ本の信号光の位相を変調する光位相変調器５と、光位相変調器５により位相が変調されたＮ本の信号光を空間に出力するコリメータ６と、２分岐光スプリッタ２により分岐された局発光を空間に出力するコリメータ７と、コリメータ６から出力されたＮ本の信号光とコリメータ７から出力された局発光を合波するビームスプリッタ８と、ビームスプリッタ８により合波された光を受信する受信機９と、受信機９の受信信号からＮ本の信号光に対応する同一周波数のビート信号を分離する周波数弁別回路１０とを設け、位相誤差検出回路１２が、周波数弁別回路１０により分離された各ビート信号と基準ＲＦ信号の位相誤差を検出し、位相制御回路１３が、その位相誤差に応じて光周波数シフター４における周波数の調整量を制御して、その位相誤差を補償するように構成したので、出力光の数と同数の受信機を実装することなく、安定な位相同期を実現することができる小型の光位相同期レーザが得られる効果を奏する。 As apparent from the above, according to the first embodiment, the optical frequency shifter 4 that adjusts the frequency of the N signal lights branched by the N branch optical splitter 3 and the N dithering signals having different frequencies. , An optical phase modulator 5 that modulates the phase of N signal lights, a collimator 6 that outputs the N signal lights whose phases are modulated by the optical phase modulator 5 to space, and a two-branch optical splitter 2, a collimator 7 that outputs the local light branched by 2 to the space, a beam splitter 8 that combines the N signal lights output from the collimator 6 and the local light output from the collimator 7, and a beam splitter 8. A receiver 9 for receiving the waved light, and a frequency discriminating circuit 10 for separating beat signals of the same frequency corresponding to N signal lights from the received signal of the receiver 9, and a phase error detection circuit 1 Detects a phase error between each beat signal and the reference RF signal separated by the frequency discriminating circuit 10, and the phase control circuit 13 controls the frequency adjustment amount in the optical frequency shifter 4 according to the phase error, Since it is configured to compensate for the phase error, it is possible to obtain a small optical phase-locked laser that can realize stable phase locking without mounting the same number of receivers as the number of output lights.

また、この実施の形態１によれば、光周波数シフター４が、位相制御回路１３から出力された位相制御信号にしたがって、Ｎ分岐光スプリッタ３により分岐されたＮ本の信号光の周波数を調整し、光位相変調器５が、周波数弁別回路１０から出力された周波数が異なるＮ個のディザリング信号を用いて、Ｎ本の信号光の位相を変調するように構成したので、ダイナミックレンジに制限がない安定な位相同期を確立することができる効果を奏する。即ち、従来例のように、移相器を用いて、位相誤差を補償する場合、変更可能な位相量に限界があるが、光周波数制御によって位相誤差を補償する場合、そのような限界がないため、安定的に位相同期の確立を図ることができる。 According to the first embodiment, the optical frequency shifter 4 adjusts the frequency of the N signal lights branched by the N branching optical splitter 3 in accordance with the phase control signal output from the phase control circuit 13. Since the optical phase modulator 5 is configured to modulate the phase of N signal lights using N dithering signals output from the frequency discriminating circuit 10 and having different frequencies, the dynamic range is limited. There is an effect that stable phase synchronization can be established. That is, when the phase error is compensated by using a phase shifter as in the conventional example, there is a limit to the phase amount that can be changed, but there is no such limit when the phase error is compensated by optical frequency control. Therefore, it is possible to stably establish phase synchronization.

なお、この実施の形態１では、周波数弁別回路１０がＲＦミキサ２５を搭載し、Ｎ個のディザリング信号を用いて、Ｎ個のサイドキャリア信号成分を同一周波数に変換するものを示したが、Ｎ個のサイドキャリア信号成分を同一周波数に変換することができればよく、周波数弁別回路１０がＲＦミキサ２５を搭載しているものに限るものではない。
このため、周波数弁別回路１０が、例えば、Ｎ個のサイドキャリア信号成分の強度変調を行う光強度変調器や、Ｎ個のサイドキャリア信号成分を分周する分周器などを搭載するようにしてもよい。 In the first embodiment, the frequency discriminating circuit 10 includes the RF mixer 25 and uses N dithering signals to convert N side carrier signal components to the same frequency. It is only necessary that N side carrier signal components can be converted to the same frequency, and the frequency discrimination circuit 10 is not limited to the one equipped with the RF mixer 25.
For this reason, the frequency discriminating circuit 10 is mounted with, for example, a light intensity modulator that modulates the intensity of N side carrier signal components, a frequency divider that divides the N side carrier signal components, and the like. Also good.

実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２による光位相同期レーザ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。
Ｎ個の強度変調印加回路１４は周波数弁別回路１０から出力されたディザリング信号を用いて、位相制御回路１３から出力された位相制御信号を強度変調する回路である。
なお、光周波数シフター４及び強度変調印加回路１４から信号光調整手段が構成されている。 Embodiment 2. FIG.
4 is a block diagram showing an optical phase-locked laser according to Embodiment 2 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG.
The N intensity modulation applying circuits 14 are circuits for intensity modulating the phase control signal output from the phase control circuit 13 using the dithering signal output from the frequency discriminating circuit 10.
The optical frequency shifter 4 and the intensity modulation applying circuit 14 constitute signal light adjusting means.

上記実施の形態１では、Ｎ個の光位相変調器５が、周波数弁別回路１０から出力されたＮ個のディザリング信号を用いて、周波数調整後の信号光の位相を変調するものを示したが、この実施の形態２では、Ｎ個の強度変調印加回路１４が、周波数弁別回路１０から出力されたディザリング信号を用いて、位相制御回路１３から出力された位相制御信号を強度変調し、Ｎ個の光周波数シフター４が、強度変調後の位相制御信号にしたがってＮ本の信号光の周波数を調整するようにしている点で相違している。 In the first embodiment, the N optical phase modulators 5 modulate the phase of the signal light after frequency adjustment using the N dithering signals output from the frequency discriminating circuit 10. However, in the second embodiment, the N intensity modulation applying circuits 14 intensity-modulate the phase control signal output from the phase control circuit 13 using the dithering signal output from the frequency discriminating circuit 10, N optical frequency shifters 4 are different in that the frequency of the N signal lights is adjusted according to the phase control signal after intensity modulation.

即ち、この実施の形態２では、Ｎ個の強度変調印加回路１４が、周波数弁別回路１０から出力されたディザリング信号を位相制御信号に印加することで、光周波数シフター４に印加する位相制御信号（ＲＦ信号）のレベルを変えているが、光周波数シフター４では、印加するＲＦ信号のレベルによって挿入損失が変化する。
このため、印加するＲＦ信号レベルを小さく変化させることで、光周波数シフター４の出力信号の強度が変調される。
したがって、この実施の形態２では、図１の光位相変調器５を搭載する必要がなくなり、小型化や簡素化が可能になる。 That is, in the second embodiment, the N intensity modulation applying circuits 14 apply the dithering signal output from the frequency discriminating circuit 10 to the phase control signal, thereby applying the phase control signal to the optical frequency shifter 4. Although the level of (RF signal) is changed, in the optical frequency shifter 4, the insertion loss changes depending on the level of the RF signal to be applied.
For this reason, the intensity of the output signal of the optical frequency shifter 4 is modulated by changing the applied RF signal level small.
Therefore, in the second embodiment, it is not necessary to mount the optical phase modulator 5 shown in FIG. 1, and miniaturization and simplification are possible.

なお、Ｎ個の強度変調印加回路１４が、強度変調した位相制御信号を光周波数シフター４に印加することで、受信機９の受信信号には、図３の場合と同様に、キャリア信号と、強度変調周波数だけ離れているサイドキャリア信号とが含まれる。
したがって、周波数弁別回路１０、位相誤差検出回路１２及び位相制御回路１３の処理内容は、上記実施の形態１と同様になる。 The N intensity modulation applying circuits 14 apply the intensity-modulated phase control signal to the optical frequency shifter 4, so that the received signal of the receiver 9 is similar to the case of FIG. And side carrier signals that are separated by an intensity modulation frequency.
Therefore, the processing contents of the frequency discrimination circuit 10, the phase error detection circuit 12, and the phase control circuit 13 are the same as those in the first embodiment.

この実施の形態２では、ディザリング信号を用いて、位相制御信号を強度変調する強度変調印加回路１４を用いるものを示したが、この方式に限るものではなく、例えば、Ｎ個の位相制御信号に対して異なる強度変調を与えられることが可能な光強度変調器を用いるようにしてもよい。 In the second embodiment, the one using the intensity modulation application circuit 14 that modulates the intensity of the phase control signal using the dithering signal is shown. However, the present invention is not limited to this method. For example, N phase control signals are used. Alternatively, a light intensity modulator that can be given different intensity modulations may be used.

実施の形態３．
上記実施の形態１，２では、信号光の本数がＮ本である例を示したが、信号光の本数がさらに増加するような場合には（例えば、Ｎ＞１０の場合）、１個の受信機９が信号光と局発光の合波光を受信して位相同期を確立する構成では、位相同期の確立が不安定になる場合がある。
そこで、この実施の形態３では、信号光の本数がさらに増加しても、安定な位相同期を実現するため、例えば、Ｎ＝１００であるような場合には、信号光をｎ本（例えば、１０本）毎にサブアレイ化して、信号光のサブアレイ数と同数（例えば、Ｎ／ｎ＝１００／１０＝１０個）の受信機５０を実装するようにしている。
この場合、上記実施の形態１，２より受信機の台数が増えるが、信号光の数より少ないサブアレイ数だけ実装すればよいため、従来例より、受信機の台数を削減することができる。 Embodiment 3 FIG.
In the first and second embodiments, an example in which the number of signal lights is N has been described. However, when the number of signal lights further increases (for example, when N> 10), In the configuration in which the receiver 9 receives the combined light of the signal light and the local light and establishes phase synchronization, the establishment of phase synchronization may become unstable.
Therefore, in the third embodiment, in order to realize stable phase synchronization even when the number of signal lights further increases, for example, when N = 100, n signal lights (for example, The number of receivers 50 is equal to the number of signal light sub-arrays (for example, N / n = 100/10 = 10).
In this case, although the number of receivers increases from the first and second embodiments, the number of receivers can be reduced as compared with the conventional example because it is only necessary to mount the number of subarrays smaller than the number of signal lights.

図５はこの発明の実施の形態２による光位相同期レーザ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。
２分岐光スプリッタ３１は例えば２分岐光スプリッタ２と光ファイバで接続されており、２分岐光スプリッタ２により２分岐された局発光を２分岐する光学部材である。
Ｎ／ｎ分岐光スプリッタ３２は例えば２分岐光スプリッタ３１と光ファイバで接続されており、２分岐光スプリッタ３１により２分岐された一方の局発光をＮ／ｎ本の局発光に分岐する光学部材である。
なお、２分岐光スプリッタ３１及びＮ／ｎ分岐光スプリッタ３２から局発光分岐手段が構成されている。 5 is a block diagram showing an optical phase-locked laser according to Embodiment 2 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG.
The two-branch optical splitter 31 is an optical member that is connected to the two-branch optical splitter 2 through an optical fiber, for example, and bifurcates the local light that is bifurcated by the two-branch optical splitter 2.
The N / n branch optical splitter 32 is connected to, for example, a two-branch optical splitter 31 through an optical fiber, and an optical member that branches one local light branched into two by the two-branch optical splitter 31 into N / n local light. It is.
The two-branching optical splitter 31 and the N / n branching optical splitter 32 constitute a local light branching unit.

Ｎ／ｎ個の光周波数シフター３３は例えばＮ／ｎ分岐光スプリッタ３２と光ファイバで接続されており、局発光用位相制御回路４３の制御の下で、Ｎ／ｎ分岐光スプリッタ３２により分岐されたＮ／ｎ本の局発光の周波数を調整する光学部材である。
Ｎ／ｎ個の光位相変調器３４は例えば光周波数シフター３３と光ファイバで接続されており、周波数弁別回路４０から出力されたディザリング信号を用いて、Ｎ／ｎ本の局発光の位相を変調する光学部材である。
なお、光周波数シフター３３及び光位相変調器３４から局発光調整手段が構成されている。 The N / n optical frequency shifters 33 are connected to, for example, an N / n branch optical splitter 32 through an optical fiber, and are branched by the N / n branch optical splitter 32 under the control of the local light emission phase control circuit 43. The optical member adjusts the frequency of N / n local light.
The N / n optical phase modulators 34 are connected to, for example, an optical frequency shifter 33 through an optical fiber. The dithering signal output from the frequency discriminating circuit 40 is used to change the phase of N / n local light emissions. An optical member to be modulated.
The optical frequency shifter 33 and the optical phase modulator 34 constitute a local light emission adjusting means.

Ｎ／ｎ個のコリメータ３５は例えば光位相変調器３４と光ファイバで接続されており、光位相変調器３４から出力されたＮ／ｎ本の局発光を平行光にして空間に出力する光学部材である。なお、コリメータ３５は局発光出力手段を構成している。
局発光分離用ハーフミラー３６はコリメータ３５により空間に出力されたＮ／ｎ本の局発光の一部をビームスプリッタ８側に反射し、残りの局発光をハーフミラー３８側に透過させる光学部材である。
コリメータ３７は例えば２分岐光スプリッタ３１と光ファイバで接続されており、２分岐光スプリッタ３１により２分岐された局発光を平行光にして空間に出力する光学部材である。 The N / n collimators 35 are connected to, for example, an optical phase modulator 34 through an optical fiber, and an optical member that outputs N / n local lights output from the optical phase modulator 34 as parallel light and outputs them to space. It is. The collimator 35 constitutes local light output means.
The local light emission separating half mirror 36 is an optical member that reflects part of the N / n local light lights output to the space by the collimator 35 to the beam splitter 8 side and transmits the remaining local light light to the half mirror 38 side. is there.
The collimator 37 is an optical member that is connected to the two-branch optical splitter 31 through an optical fiber, for example, and outputs the local light that has been bifurcated by the two-branch optical splitter 31 to parallel light and outputs the parallel light.

ハーフミラー３８は局発光分離用ハーフミラー３６を透過してきたＮ／ｎ本の局発光とコリメータ３７により空間に出力された局発光を合波する光学部材である。
なお、局発光分離用ハーフミラー３６、コリメータ３７及びハーフミラー３８から局発光合波手段が構成されている。
局発光受信機３９はハーフミラー３８により合波された局発光を受信し、その受信信号を出力する単一の機器である。 The half mirror 38 is an optical member that combines the N / n local light beams that have passed through the local light-emitting separation half mirror 36 and the local light light that is output to the space by the collimator 37.
The local light emission separating half mirror 36, the collimator 37, and the half mirror 38 constitute a local light emission multiplexing means.
The local light receiver 39 is a single device that receives the local light combined by the half mirror 38 and outputs the received signal.

周波数弁別回路４０は局発光受信機３９の受信信号からＮ／ｎ本の局発光に対応する同一周波数ビート信号を分離する回路である。
即ち、周波数弁別回路４０は周波数が異なるＮ／ｎ個のディザリング信号を発生する信号源を備えており、その信号源から発生されたＮ／ｎ個のディザリング信号を光位相変調器３４に出力するとともに、Ｎ／ｎ個のディザリング信号を用いて、局発光受信機３９の受信信号からＮ／ｎ本の局発光に対応する同一周波数のビート信号を分離する。
なお、周波数弁別回路４０は局発光分離手段を構成している。 The frequency discriminating circuit 40 is a circuit that separates the same frequency beat signal corresponding to N / n local light from the reception signal of the local light receiver 39.
That is, the frequency discriminating circuit 40 includes signal sources that generate N / n dithering signals having different frequencies, and the N / n dithering signals generated from the signal sources are supplied to the optical phase modulator 34. While outputting, N / n dithering signals are used to separate beat signals of the same frequency corresponding to N / n local light from the received signal of local light receiver 39.
The frequency discriminating circuit 40 constitutes a local light separation means.

局発光用基準ＲＦ信号源４１は局発光用基準ＲＦ信号を発生する信号源である。
Ｎ／ｎ個の局発光用位相誤差検出回路４２は周波数弁別回路４０により分離されたＮ／ｎ個の同一周波数のビート信号と局発光用基準ＲＦ信号源４１から発生された局発光用基準ＲＦ信号との信号強度を比較することで、Ｎ／ｎ個の同一周波数のビート信号と局発光用基準ＲＦ信号の位相誤差を検出し、その位相誤差を示す位相誤差信号を出力する回路である。
Ｎ／ｎ個の局発光用位相制御回路４３は局発光用位相誤差検出回路４２から出力された位相誤差信号にしたがって光周波数シフター３３における周波数の調整量を制御し、その位相誤差を補償する回路である。
なお、局発光用基準ＲＦ信号源４１、局発光用位相誤差検出回路４２及び局発光用位相制御回路４３から局発光位相誤差補償手段が構成されている。 The local light emitting reference RF signal source 41 is a signal source that generates a local light emitting reference RF signal.
The N / n local light phase error detection circuits 42 have N / n beat signals having the same frequency separated by the frequency discriminating circuit 40 and the local light reference RF generated from the local light reference RF signal source 41. This is a circuit that detects the phase error between the N / n beat signals having the same frequency and the reference RF signal for local light emission by comparing the signal intensity with the signal, and outputs a phase error signal indicating the phase error.
N / n local light emission phase control circuits 43 control the frequency adjustment amount in the optical frequency shifter 33 in accordance with the phase error signal output from the local light phase error detection circuit 42 and compensate for the phase error. It is.
The local light emission reference RF signal source 41, the local light emission phase error detection circuit 42, and the local light emission phase control circuit 43 constitute a local light emission phase error compensation means.

受信機５０は図１の受信機９と同様の受信機であるが、信号光がｎ本毎にサブアレイ化されているので、信号光のサブアレイ数と同数のＮ／ｎ個だけ用意されている。
周波数弁別回路５１は図１の周波数弁別回路１０と同様の回路であるが、信号光がｎ本毎にサブアレイ化されているので、信号光のサブアレイ数と同数のＮ／ｎ個だけ用意されている。
なお、周波数弁別回路５１は信号分離手段を構成している。 The receiver 50 is the same receiver as the receiver 9 of FIG. 1, but since the signal light is sub-arrayed every n lines, only N / n as many as the number of sub-arrays of signal light are prepared. .
The frequency discriminating circuit 51 is the same circuit as the frequency discriminating circuit 10 shown in FIG. 1, but since the signal light is sub-arrayed every n, only N / n as many as the number of sub-arrays of signal light are prepared. Yes.
The frequency discriminating circuit 51 constitutes signal separation means.

次に動作について説明する。
まず、基準光源１は、単一周波数の光を発生する。
２分岐光スプリッタ２は、基準光源１が光を発生すると、その光を信号光と局発光に２分岐する。
Ｎ分岐光スプリッタ３は、２分岐光スプリッタ２により分岐された信号光を受けると、その信号光をＮ本の信号光に分岐する。
これにより、Ｎ本の信号光が光周波数シフター４に入力される。 Next, the operation will be described.
First, the reference light source 1 generates light having a single frequency.
When the reference light source 1 generates light, the two-branch optical splitter 2 splits the light into signal light and local light.
When receiving the signal light branched by the two-branch optical splitter 2, the N-branch optical splitter 3 branches the signal light into N signal lights.
As a result, N signal lights are input to the optical frequency shifter 4.

２分岐光スプリッタ３１は、２分岐光スプリッタ２により分岐された局発光を受けると、その局発光を２分岐する。
Ｎ／ｎ分岐光スプリッタ３２は、２分岐光スプリッタ３１により分岐された局発光を受けると、その局発光をＮ／ｎ本の局発光に分岐する。
これにより、Ｎ／ｎ本の局発光が光周波数シフター３３に入力され、局発光がコリメータ３７に入力される。 When the two-branch optical splitter 31 receives the local light branched by the two-branch optical splitter 2, the two-branch optical splitter 31 branches the local light into two.
When receiving the local light branched by the two-branch optical splitter 31, the N / n branch optical splitter 32 branches the local light into N / n local lights.
As a result, N / n local lights are input to the optical frequency shifter 33, and local lights are input to the collimator 37.

Ｎ個の光周波数シフター４は、Ｎ分岐光スプリッタ３により分岐された信号光を入力すると、上記実施の形態１と同様に、位相制御回路１３から出力される位相制御信号にしたがって、Ｎ本の信号光の周波数を調整する。
Ｎ個の光位相変調器５は、光周波数シフター４から周波数調整後の信号光を受けると、上記実施の形態１と同様に、周波数弁別回路５１から出力される周波数が異なるＮ個のディザリング信号を用いて、周波数調整後の信号光の位相を変調する。
Ｎ個のコリメータ６は、光位相変調器５により位相変調されたＮ本の信号光を受けると、上記実施の形態１と同様に、Ｎ本の信号光を平行光にして空間に出力する。 When the signal light branched by the N-branch optical splitter 3 is input to the N optical frequency shifters 4, the N optical frequency shifters 4 according to the phase control signal output from the phase control circuit 13 as in the first embodiment. Adjust the frequency of the signal light.
When the N optical phase modulators 5 receive the signal light after the frequency adjustment from the optical frequency shifter 4, the N dithering outputs different frequencies from the frequency discriminating circuit 51 as in the first embodiment. Using the signal, the phase of the signal light after frequency adjustment is modulated.
When the N collimators 6 receive the N signal lights phase-modulated by the optical phase modulator 5, the N collimators 6 convert the N signal lights into parallel lights and output them to the space as in the first embodiment.

Ｎ／ｎ個の光周波数シフター３３は、Ｎ／ｎ分岐光スプリッタ３２により分岐された局発光を入力すると、局発光用位相制御回路４３から出力される位相制御信号にしたがって、Ｎ／ｎ本の局発光の周波数を調整する。
なお、光周波数シフター３３は、局発光の周波数を調整するものであって、信号光の周波数を調整するものではないが、周波数の調整処理自体は、光周波数シフター４と同様である。 When the local light branched by the N / n branching optical splitter 32 is input to the N / n optical frequency shifters 33, the N / n optical frequency shifters 33 according to the phase control signal output from the local light phase control circuit 43. Adjust the frequency of local light.
The optical frequency shifter 33 adjusts the frequency of local light and does not adjust the frequency of signal light. However, the frequency adjustment process itself is the same as that of the optical frequency shifter 4.

Ｎ／ｎ個の光位相変調器３４は、光周波数シフター３３から周波数調整後の局発光を受けると、周波数弁別回路４０から出力される周波数が異なるＮ個のディザリング信号を用いて、周波数調整後の局発光の位相を変調する。
なお、光位相変調器３４は、局発光の位相を変調するものであって、信号光の位相を変調するものではないが、位相の変調処理自体は、光位相変調器５と同様である。 When N / n optical phase modulators 34 receive local light after frequency adjustment from the optical frequency shifter 33, the N / n optical phase modulators 34 use N dithering signals with different frequencies output from the frequency discrimination circuit 40 to adjust the frequency. The phase of the subsequent local light is modulated.
The optical phase modulator 34 modulates the phase of the local light and does not modulate the phase of the signal light, but the phase modulation process itself is the same as that of the optical phase modulator 5.

Ｎ／ｎ個のコリメータ３５は、光位相変調器３４により位相変調されたＮ／ｎ本の局発光を受けると、Ｎ／ｎ本の局発光を平行光にして空間に出力する。
局発光分離用ハーフミラー３６は、コリメータ３５により空間に出力されたＮ／ｎ本の局発光の一部をビームスプリッタ８側に反射し、残りの局発光をハーフミラー３８側に透過させる。 When the N / n collimators 35 receive N / n local lights that are phase-modulated by the optical phase modulator 34, the N / n collimators 35 convert the N / n local lights into parallel lights and output them to the space.
The local light separating half mirror 36 reflects part of the N / n local light outputted to the space by the collimator 35 to the beam splitter 8 side and transmits the remaining local light to the half mirror 38 side.

コリメータ３７は、２分岐光スプリッタ３１により２分岐された局発光を受けると、その局発光を平行光にして空間に出力する。
ハーフミラー３８は、局発光分離用ハーフミラー３６を透過してきたＮ／ｎ本の局発光とコリメータ３７により空間に出力された局発光を合波して、その合波光を局発光受信機３９に出力する。 When receiving the local light branched into two by the two-branch optical splitter 31, the collimator 37 converts the local light into parallel light and outputs it to the space.
The half mirror 38 combines the N / n local light that has been transmitted through the local light separating half mirror 36 and the local light output to the space by the collimator 37 and sends the combined light to the local light receiver 39. Output.

局発光受信機３９は、ハーフミラー３８から出力された合波光を受信し、その受信信号を出力する。
局発光受信機３９の受信信号には、光周波数シフター３３により周波数シフトされた周波数ｆａｏｍ２のキャリア信号が含まれている。
また、受信信号には、周波数ｆａｏｍ２から各々のディザリング信号の周波数だけ離れている周波数を有するＮ個のサイドキャリア信号が含まれている。 The local light receiver 39 receives the combined light output from the half mirror 38 and outputs the received signal.
The reception signal of the local light receiver 39 includes a carrier signal having a frequency faom 2 that is frequency-shifted by the optical frequency shifter 33.
The received signal includes N side carrier signals having frequencies that are separated from the frequency faom2 by the frequency of each dithering signal.

周波数弁別回路４０は、局発光受信機３９の受信信号を入力すると、その受信信号からＮ／ｎ本の局発光に対応する同一周波数のビート信号を分離して、Ｎ／ｎ個の同一周波数のビート信号（例えば、周波数ｆａｏｍ２のビート信号）を局発光用位相誤差検出回路４２に出力する。
周波数弁別回路４０の内部構成は、図１の周波数弁別回路１０と同様であり、ハイパスフィルタ２１、Ｎ分岐ＲＦスプリッタ２２、ディザリング信号源２３、２分岐スプリッタ２４、ＲＦミキサ２５及びバンドパスフィルタ２６から構成されている（図２を参照）。
ただし、周波数弁別回路４０の場合、Ｎ／ｎ個のディザリング信号を使用するので、ディザリング信号源２３、２分岐スプリッタ２４、ＲＦミキサ２５及びバンドパスフィルタ２６の台数が、それぞれＮ／ｎ個である。 When the received signal of the local light receiver 39 is input, the frequency discriminating circuit 40 separates N / n beat signals having the same frequency corresponding to N / n local lights from the received signal, and has N / n same frequency signals. A beat signal (for example, a beat signal having a frequency faom2) is output to the local light phase error detection circuit 42.
The internal configuration of the frequency discriminating circuit 40 is the same as that of the frequency discriminating circuit 10 shown in FIG. 1, and includes a high-pass filter 21, an N-branch RF splitter 22, a dithering signal source 23, a two-branch splitter 24, an RF mixer 25, and a band-pass filter 26. (See FIG. 2).
However, since the frequency discriminating circuit 40 uses N / n dithering signals, the number of the dithering signal source 23, the two-branch splitter 24, the RF mixer 25, and the bandpass filter 26 is N / n. It is.

局発光用基準ＲＦ信号源４１は、局発光用基準ＲＦ信号を発生する。
Ｎ／ｎ個の局発光用位相誤差検出回路４２は、周波数弁別回路４０からＮ／ｎ個の同一周波数のビート信号を受けると、Ｎ／ｎ個の同一周波数のビート信号と局発光用基準ＲＦ信号源４１から発生された局発光用基準ＲＦ信号との信号強度を比較することで、Ｎ／ｎ個の同一周波数のビート信号と局発光用基準ＲＦ信号の位相誤差を検出する。
例えば、ビート信号の信号強度と、局発光用基準ＲＦ信号の信号強度との差分をビート信号と局発光用基準ＲＦ信号の位相誤差として検出する。
Ｎ／ｎ個の局発光用位相誤差検出回路４２は、Ｎ／ｎ個の同一周波数のビート信号と局発光用基準ＲＦ信号の位相誤差を検出すると、その位相誤差を示す位相誤差信号を局発光用位相制御回路４３に出力する。 The local light emission reference RF signal source 41 generates a local light emission reference RF signal.
When the N / n local light phase error detection circuits 42 receive N / n beat signals having the same frequency from the frequency discriminating circuit 40, the N / n beat signals having the same frequency and the local RF reference RF are received. By comparing the signal intensity with the local RF reference RF signal generated from the signal source 41, the phase error between the N / n beat signals having the same frequency and the local RF reference RF signal is detected.
For example, the difference between the signal strength of the beat signal and the signal intensity of the local light emission reference RF signal is detected as a phase error between the beat signal and the local light emission reference RF signal.
When N / n local light phase error detection circuits 42 detect a phase error between N / n beat signals having the same frequency and the local RF reference RF signal, the local error is output as a phase error signal indicating the phase error. To the phase control circuit 43.

Ｎ／ｎ個の局発光用位相制御回路４３は、局発光用位相誤差検出回路４２から位相誤差信号を受けると、その位相誤差信号が示す位相誤差を補償するため、その位相誤差に応じて、光周波数シフター３３における周波数の調整量を示す位相制御信号を生成する。
例えば、ビート信号の位相が局発光用基準ＲＦ信号の位相より進んでいれば、進んでいる分だけ、そのビート信号の位相を遅らせる位相制御信号を生成し、ビート信号の位相が局発光用基準ＲＦ信号の位相より遅れていれば、遅れている分だけ、そのビート信号の位相を進める位相制御信号を生成する。
Ｎ／ｎ個の局発光用位相制御回路４３は、光周波数シフター３３における周波数の調整量を示す位相制御信号を生成すると、その位相制御信号を光周波数シフター３３に出力する。
なお、局発光用位相制御回路４３が光周波数シフター３３に与える周波数の調整量は、位相制御回路１３が光周波数シフター４に与える周波数の調整量と異なる。
これにより、Ｎ／ｎ個の光周波数シフター３３でＮ／ｎ本の局発光の周波数が調整されて、局発光アレイ間の位相同期が確立される。 When receiving the phase error signal from the local light emitting phase error detection circuit 42, the N / n local light emitting phase control circuits 43 compensate for the phase error indicated by the phase error signal. A phase control signal indicating a frequency adjustment amount in the optical frequency shifter 33 is generated.
For example, if the phase of the beat signal is ahead of the phase of the local emission reference RF signal, a phase control signal that delays the phase of the beat signal by the amount of advancement is generated, and the phase of the beat signal is the reference of the local emission reference signal. If it is delayed from the phase of the RF signal, a phase control signal is generated that advances the phase of the beat signal by the amount of delay.
When the N / n local light phase control circuits 43 generate a phase control signal indicating the frequency adjustment amount in the optical frequency shifter 33, the phase control signals are output to the optical frequency shifter 33.
The frequency adjustment amount given to the optical frequency shifter 33 by the local light emission phase control circuit 43 is different from the frequency adjustment amount given to the optical frequency shifter 4 by the phase control circuit 13.
Thereby, the frequency of N / n local light is adjusted by the N / n optical frequency shifters 33, and the phase synchronization between the local light arrays is established.

ビームスプリッタ８は、コリメータ６により空間に出力されたＮ本の信号光を出力光として外部に出力する。
また、ビームスプリッタ８は、Ｎ本の信号光と局発光分離用ハーフミラー３６により反射されたＮ／ｎ本の局発光を合波して、その合波光を受信機５０に出力する。 The beam splitter 8 outputs the N signal lights output to the space by the collimator 6 to the outside as output lights.
The beam splitter 8 combines the N signal lights and the N / n local lights reflected by the local light separating half mirror 36 and outputs the combined light to the receiver 50.

Ｎ／ｎ個の受信機５０は、ビームスプリッタ８から出力された合波光を受信し、その受信信号を出力する。
受信機５０は、図１の受信機９と異なり、ｎ本毎にサブアレイ化されている信号光と局発光を含む合波光を受信するため、Ｎ／ｎ個実装されている。
Ｎ／ｎ個の受信機５０の受信信号には、光周波数シフター４により周波数シフトされた周波数ｆａｏｍ１のキャリア信号が含まれており、また、周波数ｆａｏｍ１から各々のディザリング信号の周波数だけ離れている周波数を有するＮ個のサイドキャリア信号が含まれている。 The N / n receivers 50 receive the combined light output from the beam splitter 8 and output the received signal.
Unlike the receiver 9 in FIG. 1, the receiver 50 is mounted with N / n units in order to receive combined light including signal light and local light that are sub-arrayed every n lines.
The received signals of the N / n receivers 50 include the carrier signal of the frequency faom1 that is frequency-shifted by the optical frequency shifter 4, and is separated from the frequency faom1 by the frequency of each dithering signal. N side carrier signals having frequencies are included.

Ｎ／ｎ個の周波数弁別回路４０は、受信機５０の受信信号を入力すると、その受信信号からＮ本の信号光に対応する同一周波数のビート信号を分離して、Ｎ個の同一周波数のビート信号（例えば、周波数ｆａｏｍ１のビート信号）を位相誤差検出回路１２に出力する。
周波数弁別回路４０は、信号光がｎ本毎にサブアレイ化されているため、Ｎ／ｎ個実装されているが、個々の内部構成は、図１の周波数弁別回路１０と同様であり、ハイパスフィルタ２１、Ｎ分岐ＲＦスプリッタ２２、ディザリング信号源２３、２分岐スプリッタ２４、ＲＦミキサ２５及びバンドパスフィルタ２６から構成されている（図２を参照）。 The N / n frequency discriminating circuits 40, when receiving the received signal of the receiver 50, separate beat signals having the same frequency corresponding to the N signal lights from the received signal, and N beats having the same frequency. A signal (for example, a beat signal having a frequency faom1) is output to the phase error detection circuit 12.
The frequency discriminating circuit 40 is implemented with N / n sub-arrays for every n signal lights, but each internal configuration is the same as the frequency discriminating circuit 10 of FIG. 21, an N branch RF splitter 22, a dithering signal source 23, a two branch splitter 24, an RF mixer 25, and a band pass filter 26 (see FIG. 2).

基準ＲＦ信号源１１は、上記実施の形態１と同様に、基準ＲＦ信号を発生する。
Ｎ個の位相誤差検出回路１２は、周波数弁別回路４０からＮ個の同一周波数のビート信号を受けると、上記実施の形態１と同様に、Ｎ個の同一周波数のビート信号と基準ＲＦ信号源１１から発生された基準ＲＦ信号との信号強度を比較することで、Ｎ個の同一周波数のビート信号と基準ＲＦ信号の位相誤差を検出する。
Ｎ個の位相誤差検出回路１２は、Ｎ個の同一周波数のビート信号と基準ＲＦ信号の位相誤差を検出すると、その位相誤差を示す位相誤差信号を位相制御回路１３に出力する。 The reference RF signal source 11 generates a reference RF signal as in the first embodiment.
When the N phase error detection circuits 12 receive N beat signals having the same frequency from the frequency discriminating circuit 40, the N phase error detection circuits 12 and the reference RF signal source 11 have the same N beat signals as in the first embodiment. By comparing the signal intensity with the reference RF signal generated from, the phase error between the N beat signals having the same frequency and the reference RF signal is detected.
When the N phase error detection circuits 12 detect the phase error between the N beat signals having the same frequency and the reference RF signal, the N phase error detection circuits 12 output a phase error signal indicating the phase error to the phase control circuit 13.

Ｎ個の位相制御回路１３は、位相誤差検出回路１２から位相誤差信号を受けると、上記実施の形態１と同様に、その位相誤差信号が示す位相誤差を補償するため、その位相誤差に応じて、光周波数シフター４における周波数の調整量を示す位相制御信号を生成する。
Ｎ個の位相制御回路１３は、光周波数シフター４における周波数の調整量を示す位相制御信号を生成すると、上記実施の形態１と同様に、その位相制御信号を光周波数シフター４に出力する。
これにより、Ｎ個の光周波数シフター４でＮ本の信号光の周波数が調整されて、位相同期が確立される。 When the N phase control circuits 13 receive the phase error signal from the phase error detection circuit 12, the N phase control circuits 13 compensate for the phase error indicated by the phase error signal in the same manner as in the first embodiment. Then, a phase control signal indicating the frequency adjustment amount in the optical frequency shifter 4 is generated.
When the N phase control circuits 13 generate a phase control signal indicating the frequency adjustment amount in the optical frequency shifter 4, the N phase control circuits 13 output the phase control signal to the optical frequency shifter 4 as in the first embodiment.
As a result, the frequency of the N signal lights is adjusted by the N optical frequency shifters 4 to establish phase synchronization.

以上で明らかなように、この実施の形態３によれば、信号光の本数が増加して、単一の受信機を実装するだけでは、安定な位相同期を実現することが困難な場合でも、若干の台数の増加だけで、安定な位相同期を実現することができる効果を奏する。
なお、信号光のサブアレイ間の回路構成などは同一でよいため、スケーラブルな拡張が可能である。 As is apparent from the above, according to the third embodiment, even when the number of signal lights increases and it is difficult to realize stable phase synchronization only by mounting a single receiver, There is an effect that stable phase synchronization can be realized only by a slight increase in the number of units.
Since the circuit configuration between the signal light sub-arrays may be the same, scalable expansion is possible.

なお、この実施の形態３では、Ｎ個の光位相変調器５が、周波数弁別回路５１から出力されたＮ個のディザリング信号を用いて、周波数調整後の信号光の位相を変調するものを示したが、上記実施の形態２と同様に、Ｎ個の光位相変調器５の代わりに、Ｎ個の強度変調印加回路１４を実装し、Ｎ個の強度変調印加回路１４が、周波数弁別回路５０から出力されたディザリング信号を用いて、位相制御回路１３から出力された位相制御信号を強度変調し、Ｎ個の光周波数シフター４が、強度変調後の位相制御信号にしたがってＮ本の信号光の周波数を調整するようにしてもよい。 In the third embodiment, the N optical phase modulators 5 modulate the phase of the signal light after frequency adjustment using the N dithering signals output from the frequency discriminating circuit 51. As shown in the second embodiment, N intensity modulation applying circuits 14 are mounted in place of the N optical phase modulators 5, and the N intensity modulation applying circuits 14 are frequency discriminating circuits. The dithering signal output from 50 is used to intensity-modulate the phase control signal output from the phase control circuit 13, and the N optical frequency shifters 4 receive N signals according to the phase control signal after intensity modulation. The frequency of light may be adjusted.

また、この実施の形態３では、Ｎ／ｎ個の光位相変調器３４が、周波数弁別回路４０から出力されたＮ／ｎ個のディザリング信号を用いて、周波数調整後の局発光の位相を変調するものを示したが、Ｎ／ｎ個の光位相変調器３４の代わりに、Ｎ／ｎ個の強度変調印加回路を実装し、Ｎ／ｎ個の強度変調印加回路が、周波数弁別回路４０から出力されたディザリング信号を用いて、局発光用位相制御回路４３から出力された位相制御信号を強度変調し、Ｎ／ｎ個の光周波数シフター３３が、強度変調後の位相制御信号にしたがってＮ／ｎ本の局発光の周波数を調整するようにしてもよい。 In the third embodiment, the N / n optical phase modulators 34 use the N / n dithering signals output from the frequency discriminating circuit 40 to change the phase of the local light after frequency adjustment. Although what is modulated is shown, instead of N / n optical phase modulators 34, N / n intensity modulation application circuits are mounted, and N / n intensity modulation application circuits are frequency discriminating circuits 40. The phase control signal output from the local light emission phase control circuit 43 is intensity-modulated using the dithering signal output from, and the N / n optical frequency shifters 33 are in accordance with the phase control signal after the intensity modulation. The frequency of N / n local lights may be adjusted.

実施の形態４．
上記実施の形態１〜３では、信号光がＣＷ光であるものを想定しているが、信号光をパルス化して、光パルスを用いるようにしてもよい。
図６はこの発明の実施の形態４による光位相同期レーザを示す構成図である。
図６の例では、２分岐光スプリッタ２とＮ分岐光スプリッタ３の間に、信号光をパルス化して、光パルスを出力するパルス変調器６０（パルス化手段）を挿入している。
この場合、局発光はパルス化されず、ＣＷ光が入力される。
信号光がパルス化されることで、受信機５０の受信信号も同様にパルス化された同一周波数のビート信号になる。 Embodiment 4 FIG.
In the first to third embodiments, it is assumed that the signal light is CW light. However, the signal light may be pulsed and an optical pulse may be used.
6 is a block diagram showing an optical phase-locked laser according to Embodiment 4 of the present invention.
In the example of FIG. 6, a pulse modulator 60 (pulse forming means) that pulsates signal light and outputs an optical pulse is inserted between the two-branch optical splitter 2 and the N-branch optical splitter 3.
In this case, local light is not pulsed and CW light is input.
By pulsing the signal light, the received signal of the receiver 50 is also a pulse signal of the same frequency that is pulsed.

この実施の形態４では、パルス化手段として、パルス変調器６０を用いる例を示したが、パルス変調器６０に限るものではなく、例えば、光周波数シフター４に入力されるＲＦ信号をＯＮ／ＯＦＦすることで、信号光をパルス化するようにしてもよい。 In the fourth embodiment, the pulse modulator 60 is used as the pulsing means. However, the pulse modulator 60 is not limited to the pulse modulator 60. For example, the RF signal input to the optical frequency shifter 4 is turned ON / OFF. Thus, the signal light may be pulsed.

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基準光源、２２分岐光スプリッタ（光分岐手段）、３Ｎ分岐光スプリッタ（光分岐手段）、４光周波数シフター（信号光調整手段）、５光位相変調器（信号光調整手段）、６コリメータ（信号光出力手段）、７コリメータ（光合波手段）、８ビームスプリッタ（光合波手段）、９受信機、１０周波数弁別回路（信号分離手段）、１１基準ＲＦ信号源（位相誤差補償手段）、１２位相誤差検出回路（位相誤差補償手段）、１３位相制御回路（位相誤差補償手段）、１４強度変調印加回路（信号光調整手段）、２１ハイパスフィルタ、２２Ｎ分岐ＲＦスプリッタ、２３ディザリング信号源、２４２分岐スプリッタ、２５ＲＦミキサ、２６バンドパスフィルタ、３１２分岐光スプリッタ（局発光分岐手段）、３２Ｎ／ｎ分岐光スプリッタ（局発光分岐手段）、３３光周波数シフター（局発光調整手段）、３４光位相変調器（局発光調整手段）、３５コリメータ（局発光出力手段）、３６局発光分離用ハーフミラー（局発光合波手段）、３７コリメータ（局発光合波手段）、３８ハーフミラー（局発光合波手段）、３９局発光受信機、４０周波数弁別回路（局発光分離手段）、４１局発光用基準ＲＦ信号源（局発光位相誤差補償手段）、４２局発光用位相誤差検出回路（局発光位相誤差補償手段）、４３局発光用位相制御回路（局発光位相誤差補償手段）、５０受信機、５１周波数弁別回路（信号分離手段）、６０パルス変調器（パルス化手段）。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reference light source, 2 2-branch light splitter (light branching means), 3 N branch light splitter (light branching means), 4 Optical frequency shifter (signal light adjusting means), 5 Optical phase modulator (signal light adjusting means), 6 Collimator (Signal light output means), 7 Collimator (Optical multiplexing means), 8 Beam splitter (Optical multiplexing means), 9 Receiver, 10 Frequency discrimination circuit (Signal separation means), 11 Reference RF signal source (Phase error compensation means) , 12 Phase error detection circuit (phase error compensation means), 13 Phase control circuit (phase error compensation means), 14 Intensity modulation application circuit (signal light adjustment means), 21 High pass filter, 22 N branch RF splitter, 23 Dithering signal Source, 24 2-branch splitter, 25 RF mixer, 26 bandpass filter, 31 2-branch optical splitter (local light branching means), 32 / N branch optical splitter (local light branching means), 33 optical frequency shifter (local light adjustment means), 34 optical phase modulator (local light adjustment means), 35 collimator (local light output means), 36 half for local light separation Mirror (local light combining means), 37 collimator (local light combining means), 38 half mirror (local light combining means), 39 local light receiver, 40 frequency discrimination circuit (local light separating means), 41 local light Reference RF signal source (local light phase error compensation means), 42 local light phase error detection circuit (local light phase error compensation means), 43 local light phase control circuit (local light phase error compensation means), 50 receiver , 51 Frequency discriminating circuit (signal separating means), 60 pulse modulator (pulse forming means).

Claims

単一周波数の基準光源と、上記基準光源から出力された光を信号光と局発光に分岐するとともに、上記信号光を複数本の信号光に分岐する光分岐手段と、上記光分岐手段により分岐された複数本の信号光の周波数を調整するとともに、周波数が異なる複数のディザリング信号を用いて、複数本の信号光の位相を変調する信号光調整手段と、上記信号光調整手段により位相が変調された複数本の信号光を空間に出力する信号光出力手段と、上記信号光出力手段から出力された複数本の信号光と上記光分岐手段により分岐された局発光を合波する光合波手段と、上記光合波手段により合波された光を受信する受信機と、上記受信機の受信信号から複数本の信号光に対応する信号を分離する信号分離手段と、上記信号分離手段により分離された各信号と基準信号の位相誤差を検出し、その位相誤差に応じて上記信号光調整手段における周波数の調整量を制御して、その位相誤差を補償する位相誤差補償手段とを備えた光位相同期レーザ。 A single-frequency reference light source, light branching means for branching the light output from the reference light source into signal light and local light, and branching the signal light into a plurality of signal lights, and branching by the light branching means Adjusting the frequency of the plurality of signal lights, and using a plurality of dithering signals having different frequencies to modulate the phase of the plurality of signal lights, and the phase of the signal light adjusting means Signal light output means for outputting a plurality of modulated signal lights to the space, and optical multiplexing for combining the plurality of signal lights output from the signal light output means and the local light branched by the light branching means Means, a receiver for receiving the light combined by the optical multiplexing means, a signal separation means for separating a signal corresponding to a plurality of signal lights from the received signal of the receiver, and a separation by the signal separation means Each received And detecting the phase error of the reference signal, to control the adjustment amount of the frequency of the signal light adjusting means in accordance with the phase error, the optical phase-locked laser and a phase error compensating means for compensating the phase error.

信号分離手段は、周波数が異なる複数のディザリング信号を発生する信号源を備え、上記信号源から発生された複数のディザリング信号を信号光調整手段に出力するとともに、上記ディザリング信号を用いて、受信機の受信信号から複数本の信号光に対応する信号を分離することを特徴とする請求項１記載の光位相同期レーザ。 The signal separation unit includes a signal source that generates a plurality of dithering signals having different frequencies, and outputs the plurality of dithering signals generated from the signal source to the signal light adjustment unit, and uses the dithering signal. 2. The optical phase-locked laser according to claim 1, wherein a signal corresponding to a plurality of signal lights is separated from a reception signal of the receiver.

信号光調整手段は、位相誤差補償手段の制御の下で、光分岐手段により分岐された複数本の信号光の周波数を調整する光周波数シフターと、信号分離手段から出力された複数のディザリング信号を用いて、複数本の信号光の位相を変調する光位相変調器とから構成されていることを特徴とする請求項２記載の光位相同期レーザ。 The signal light adjusting means includes an optical frequency shifter for adjusting the frequency of a plurality of signal lights branched by the optical branching means under the control of the phase error compensating means, and a plurality of dithering signals output from the signal separating means. 3. An optical phase-locked laser according to claim 2, wherein the optical phase-locked laser is composed of an optical phase modulator that modulates the phase of a plurality of signal lights.

信号光調整手段は、信号分離手段から出力された複数のディザリング信号を用いて、位相誤差補償手段から出力された制御信号を強度変調する強度変調印加回路と、上記強度変調印加回路により強度変調された制御信号にしたがって、光分岐手段により分岐された複数本の信号光の周波数を調整する光周波数シフターとから構成されていることを特徴とする請求項２記載の光位相同期レーザ。 The signal light adjusting means uses an intensity modulation applying circuit for intensity-modulating the control signal output from the phase error compensating means using the plurality of dithering signals output from the signal separating means, and intensity modulation by the intensity modulation applying circuit. 3. The optical phase-locked laser according to claim 2, comprising an optical frequency shifter that adjusts the frequency of a plurality of signal lights branched by the optical branching means in accordance with the control signal.

信号光を所定数本毎にサブアレイ化する場合、
光分岐手段により分岐された局発光を２分岐するとともに、一方の局発光を複数本の局発光に分岐する局発光分岐手段と、上記局発光分岐手段により分岐された複数本の局発光の周波数を調整するとともに、周波数が異なる複数のディザリング信号を用いて、複数本の局発光の位相を変調する局発光調整手段と、上記局発光調整手段により位相が変調された複数本の局発光を空間に出力する局発光出力手段と、上記局発光出力手段から出力された複数本の局発光の一部を光合波手段に出力するとともに、残りの局発光と上記局発光分岐手段により分岐された他方の局発光を合波する局発光合波手段と、上記局発光合波手段により合波された局発光を受信する局発光受信機と、上記局発光受信機の受信信号から複数本の局発光に対応する信号を分離する局発光分離手段と、上記局発光分離手段により分離された各信号と局発光用の基準信号との位相誤差を検出し、その位相誤差に応じて上記局発光調整手段における周波数の調整量を制御して、その位相誤差を補償する局発光位相誤差補償手段とを備え、
光合波手段により合波された複数本の信号光と上記局発光合波手段から出力された複数本の局発光を受信する受信機は、信号光のサブアレイ数と同数だけ実装される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項記載の光位相同期レーザ。 When sub-arraying signal light every predetermined number,
The local light branched by the optical branching means is branched into two, and the local light branching means for branching one local light into a plurality of local light, and the frequency of the multiple local lights branched by the local light branching means. And a plurality of local lights whose phases are modulated by the local light adjusting means are modulated using a plurality of dithering signals having different frequencies. Local light output means for outputting to the space, and a part of the plurality of local lights output from the local light output means are output to the optical multiplexing means, and the remaining local light and the local light branching means are branched. The local light combining means for combining the other local light, the local light receiver for receiving the local light combined by the local light combining means, and a plurality of stations from the reception signal of the local light receiver. The signal corresponding to the light emission And detecting the phase error between each signal separated by the local light separation means and the reference signal for local light emission, and adjusting the frequency in the local light adjustment means according to the phase error And a local light phase error compensation means for compensating for the phase error,
A receiver that receives a plurality of signal lights combined by the optical combining means and a plurality of local lights output from the local light combining means is mounted in the same number as the number of sub-arrays of the signal light. The optical phase-locked laser according to any one of claims 1 to 4.

局発光分離手段は、周波数が異なる複数のディザリング信号を発生する信号源を備え、上記信号源から発生された複数のディザリング信号を局発光位相誤差補償手段に出力するとともに、上記ディザリング信号を用いて、局発光受信機の受信信号から複数本の局発光に対応する信号を分離することを特徴とする請求項５記載の光位相同期レーザ。 The local light separation means includes a signal source that generates a plurality of dithering signals having different frequencies, and outputs the plurality of dithering signals generated from the signal source to the local light phase error compensation means, and the dithering signal 6. The optical phase-locked laser according to claim 5, wherein a signal corresponding to a plurality of local lights is separated from a received signal of the local light receiver by using.

局発光調整手段は、局発光位相誤差補償手段の制御の下で、局発光分岐手段により分岐された複数本の局発光の周波数を調整する光周波数シフターと、局発光分離手段から出力された複数のディザリング信号を用いて、複数本の局発光の位相を変調する光位相変調器とから構成されていることを特徴とする請求項６記載の光位相同期レーザ。 The local light adjusting means includes an optical frequency shifter that adjusts the frequency of a plurality of local lights branched by the local light branching means under the control of the local light phase error compensating means, and a plurality of light outputs output from the local light separating means. 7. The optical phase-locked laser according to claim 6, comprising: an optical phase modulator that modulates a plurality of local light emission phases using the dithering signal.

局発光調整手段は、局発光分離手段から出力された複数のディザリング信号を用いて、局発光位相誤差補償手段から出力された制御信号を強度変調する強度変調印加回路と、上記強度変調印加回路により強度変調された制御信号にしたがって、局発光分岐手段により分岐された複数本の局発光の周波数を調整する光周波数シフターとから構成されていることを特徴とする請求項６記載の光位相同期レーザ。 The local light adjusting means includes an intensity modulation applying circuit that modulates the intensity of the control signal output from the local light phase error compensating means using the plurality of dithering signals output from the local light separating means, and the intensity modulation applying circuit. 7. An optical phase shifter according to claim 6, further comprising: an optical frequency shifter that adjusts the frequency of a plurality of local lights branched by the local light branching means in accordance with a control signal intensity-modulated by laser.

信号光をパルス化して、光パルスを信号光調整手段に与えるパルス化手段を備え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項記載の光位相同期レーザ。 9. The optical phase-locked laser according to claim 1, further comprising a pulsing unit that pulsates the signal light and applies the optical pulse to the signal light adjusting unit.